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ⓘ Metodo scientifico. Il metodo scientifico, o metodo sperimentale, è la modalità tipica con cui la scienza procede per raggiungere una conoscenza della realtà og ..




Metodo scientifico
                                     

ⓘ Metodo scientifico

Il metodo scientifico, o metodo sperimentale, è la modalità tipica con cui la scienza procede per raggiungere una conoscenza della realtà oggettiva, affidabile, verificabile e condivisibile. Esso consiste, da una parte, nella raccolta di dati empirici sotto la guida delle ipotesi e teorie da vagliare; dallaltra, nellanalisi rigorosa, logico-razionale e, dove possibile, matematica di questi dati, associando cioè, come enunciato per la prima volta da Galilei, le "sensate esperienze" alle "dimostrazioni necessarie", ossia la sperimentazione alla matematica.

Nel dibattito epistemologico si assiste in proposito alla contrapposizione tra i sostenitori del metodo induttivo e quelli del metodo deduttivo, con lapproccio scientifico che è valutato diversamente anche in base al suo campo di applicazione, ossia se si riferisce alle scienze naturali, o viceversa a quelle umanistiche nel primo caso si parla di "scienze dure", nel secondo di "scienze molli".

Sebbene la paternità ufficiale del metodo scientifico, nella forma rigorosa sopra definita, sia attribuita storicamente a Galileo Galilei, da cui anche il nome metodo galileiano, studi sperimentali e riflessioni filosofiche in merito hanno radici anche nellantichità, nel Medioevo e nel Rinascimento.

                                     

1.1. Descrizione Il problema del "metodo"

La ricerca del metodo con il quale si è sviluppato il metodo scientifico è nata come conseguenza dellevidente successo, pratico e teorico, ottenuto nei secoli dalla scienza, con la convinzione o la speranza che tale successo sia riconducibile allapplicazione, appunto, di un metodo semplice e facilmente esportabile a molte altre discipline, se non a tutte. Da Galileo ad oggi, però, la scienza è evoluta e si è articolata in sempre nuove discipline rendendo difficile definire una precisa metodologia universalmente applicata ed applicabile nei diversi secoli e nelle diverse discipline.

Lespressione "metodo scientifico", inoltre, può essere usata per riferirsi a concetti sensibilmente diversi. In particolare, è possibile distinguere due significati principali, anche se esistono molte sfumature e non è possibile trovare una vera e propria soluzione di continuità fra i due concetti.

Da una parte, si può intendere il metodo scientifico in un senso astratto, come linsieme dei criteri teorici ma anche operativi sulla base dei quali un risultato, teorico o sperimentale, può essere considerato effettivamente scientifico e deve essere accettato come tale dagli altri scienziati e in generale dallo stato. In particolare, si tratterebbe di quei criteri che permetterebbero di distinguere un discorso scientifico da un discorso metafisico, religioso o pseudoscientifico. La questione è altrimenti nota come problema della demarcazione.

Dallaltra, il metodo scientifico può riferirsi non alle caratteristiche in base alle quali un certo risultato è considerato scientifico ma al percorso concretamente seguito per raggiungere il risultato stesso e riferirsi, quindi, più squisitamente alla pratica quotidiana e concreta dello scienziato, o almeno alla pratica adottata dalla comunità scientifica nel suo complesso, nella sua attività di ricerca. Numerosi filosofi o storici della scienza, da Whewell 1794-1866 a Feyerabend 1924-1994, hanno affermato che gli scienziati molto spesso sembrano pervenire alla formulazione di una nuova teoria tramite processi intuitivi che poco o nulla hanno in comune con quello che viene idealmente descritto come metodo scientifico. Charles Sanders Peirce 1839-1914 ha osservato che la formulazione di ipotesi scientifiche avviene spesso tramite un processo logico, chiamato abduzione, che accelera la ricerca della verità, benché spesso si riveli fallace.

Come si diceva, i due significati non sono completamente avulsi luno dallaltro. Si potrebbe sostenere, ad esempio, che se esistono dei criteri di metodo che caratterizzano il discorso scientifico primo significato questi dovrebbero per forza essere gli stessi adottati concretamente dagli scienziati nella loro attività quotidiana secondo significato. Daltra parte è anche vero che il modo di procedere del singolo scienziato può anche essere più o meno fuori da ogni schema si pensi alle molteplici figure in qualche modo geniali che hanno caratterizzato la storia della scienza e al loro modo di procedere per intuizione e apparentemente senza alcun metodo sistematico, e che a caratterizzare come scientifici i suoi risultati sono dunque criteri in qualche modo indipendenti dalla sua attività di scoperta e ricerca per esempio la riproducibilità dei suoi dati sperimentali.

Unulteriore difficoltà nasce dalla diversità essenziale fra le molte discipline che ambiscono a considerarsi scientifiche. Ogni disciplina ha le sue caratteristiche peculiari e la sua declinazione specifica del metodo scientifico. In primo luogo occorre distinguere fra le cosiddette scienze dure, per le quali è applicabile in modo evidente il principio della riproducibilità degli esperimenti, le scienze molli, ad esempio le scienze umanistiche. Lo studio galileiano, per esempio, della caduta dei gravi poteva avvalersi della ripetizione di ogni esperimento e del trattamento statistico dei dati misurati, procedure scarsamente applicabili se non impossibili in discipline che analizzano eventi irripetibili come la cosmologia, la sismologia, la teoria dellevoluzione delle specie, ecc. e ancor meno nelle scienze sociali. Per quanto riguarda le scienze umane in senso stretto, metodi quantitativi e statistici sono applicati in psicologia sperimentale, mentre, per esempio, in psicoanalisi ci si avvale essenzialmente di schemi interpretativi, che, secondo Popper e molti altri, sono al di fuori del metodo scientifico. Anche gli studi storici o letterari spesso si avvalgono di dati ottenuti con metodi scientifici ad esempio per datare reperti, ma nel momento cruciale della sintesi di tutti i dati non possono appoggiarsi né a esperimenti né a modelli matematici e ricorrono a schemi interpretativi fortemente influenzati dal consenso culturale. Per esempio in storia è facile riconoscere tratti comuni alla storiografia risorgimentale, mentre in esegesi biblica lipotesi documentaria è stata considerata per due secoli una verità acquisita, ma oggi è seguita solo da una porzione minoritaria dei biblisti.

                                     

1.2. Descrizione I problemi diversi dibattuti da scienziati, filosofi e sociologi

Queste ed altre sfumature di significato legate al concetto di metodo scientifico sono il motivo per cui, su tale concetto, si è discusso molto e non esiste ancora un accordo generalmente condiviso su una possibile definizione del metodo applicabile a tutte le discipline "scientifiche". Il dibattito è estremamente complesso e coinvolge non solo la pratica scientifica ma anche la speculazione filosofica e sociologica.

Semplificando si potrebbe dire che gli scienziati di ogni disciplina sono interessati a definire le metodologie applicabili al proprio ambito, indispensabili perché un contributo si possa dire "scientifico" ed essere perciò utilizzato dalla comunità dei pari per esempio in medicina lapplicazione di sperimentazioni cliniche in doppio cieco.

I filosofi, invece, sono interessati soprattutto a comprendere "il contenuto di verità" delle affermazioni scientifiche. In forte disaccordo, per esempio, con lidea che si possa attingere con sicurezza il sapere dalla realtà esterna, in maniera induttiva, al riparo dalle deformazioni del nostro pensiero, si schiera Popper, il principale filosofo della scienza del XX secolo, secondo il quale noi possiamo vedere solo ciò che la nostra mente produce: una teoria può essere sottoposta a controlli efficaci e dirsi scientifica solo se formulata a priori in forma deduttiva. La peculiarità del metodo scientifico consiste nella possibilità di falsificarla, non nella presunzione di "verificarla".

I sociologi e gli storici della scienza studiano la scienza come processo culturale. Diventa allora preminente capire in quale modo evolva il sapere scientifico per gradi in modo lineare o tramite vere e proprie rivoluzioni scientifiche, come afferma Kuhn e quali siano i meccanismi sociali tramite i quali una nuova concezione si diffonde e si impone. Secondo Charles Sanders Peirce, ad esempio, vi sono delle differenze peculiari tra il metodo scientifico ed altri metodi con cui una convinzione si afferma. Egli elenca quattro metodi variamente usati per acquisire e diffondere conoscenze:

  • Metodo a priori o metodo dellintuizione: una cosa è vera se è in accordo con la ragione, che per naturale inclinazione tende alla verità.
  • Metodo della scienza: per mezzo del quale la nostra sicurezza di sapere è determinata non da qualche fattore umano ma da una realtà esterna, permanente e non influenzata dal nostro pensiero. In questo senso, il metodo scientifico è lo studio sistematico, controllato, empirico e critico di ipotesi sulle relazioni intercorrenti tra vari fenomeni.
  • Metodo della tenacia: si sa che una cosa è vera perché su di essa si fonda la nostra vita e perché si continua a dire che è vera.
  • Metodo dellautorità: una cosa è vera perché stabilita tale da una autorità riconosciuta

Lanalisi del processo scientifico tramite le scienze sociali prescinde dal contenuto di verità o meno della scienza e perciò implica metodologicamente e talvolta afferma esplicitamente una concezione relativistica del sapere.

                                     

1.3. Descrizione Il progresso scientifico come costruzione sociale

Il progresso scientifico presuppone lesistenza di una comunità che stimola culturalmente la ricerca, ne convalida il metodo ne recepisce i risultati. Linterazione del ricercatore con la comunità si articola in tre modi principali:

  • tramite una metrica dellimpatto scientifico di ogni lavoro. In pratica il numero di volte che un articolo scientifico viene citato da successivi studi, tenendo in conto anche limportanza delle riviste in cui tali studi sono pubblicati, misura linfluenza che la pubblicazione del risultato scientifico sta esercitando sul progresso di tutto il settore scientifico in questione.
  • Con la partecipazione a convegni specialistici, in cui per esempio possono essere confrontati diversi approcci alla soluzione di un problema o proposti progetti di ricerca o risultati parziali di ricerche in corso. Per esempio i Congressi Solvay hanno avuto unimportanza straordinaria per lo sviluppo della fisica teorica del XX secolo.
  • tramite la revisione paritaria degli articoli scientifici proposti per pubblicazione. Un risultato scientifico che aspiri ad ottenere un rapido e vasto riconoscimento necessita di ricevere unadeguata pubblicazione su apposite riviste accademiche riconosciute, di settore e non, così da divenire pubblico e legittimamente discutibile dalla comunità scientifica. A tal fine, deve essere prima sottoposto alla cosiddetta revisione paritaria, deve cioè superare un vaglio critico da parte di altri specialisti del settore di solito da uno a tre recensori anonimi, che possono rifiutare o raccomandare la pubblicazione del lavoro o richiedere che esso subisca correzioni o ampliamenti. Ciò costituisce un ulteriore filtro a possibili errori di metodo e ad altri difetti volontari o involontari ad esempio i bias.

Secondo Lee Smolin il progresso scientifico non è legato allapplicazione meccanica di un metodo ma allesistenza di una comunità di specialisti guidati da principi etici comuni:

  • quando i dati disponibili non sono sufficienti per una argomentazione cogente, incoraggiare il dissenso e la competizione fra diverse ipotesi senza pretendere di stabilire prematuramente nuovi paradigmi.
  • dire la verità e argomentare razionalmente sulla base di dati di pubblico dominio;

Secondo Smolin questi principi sono gli stessi che hanno determinato il successo delle società democratiche.

Le modalità con cui la comunità scientifica organizza la collaborazione fra gli specialisti sono state e sono tuttora oggetto di discussione a diversi livelli in relazione agli interessi e alle preoccupazioni dei diversi attori:

  • Questa azione filtrante viene talvolta demonizzata e ritenuta portatrice di interessi non scientifici. Questo argomento viene solitamente utilizzato dai proponenti di medicine alternative o comunque di teorie considerate pseudoscientifiche;
  • Lazione di filtro sulle nuove proposte esercitato dai comitati di redazione delle riviste e dai comitati scientifici dei congressi potrebbe tendere a consolidare un "paradigma" concettuale nel senso studiato da Kuhn e così ostacolare la diffusione di eventuali progressi scientifici talmente innovativi da richiedere un cambiamento di paradigma;
  • I costi di selezione e pubblicazione degli articoli vengono ricuperati tramite limiti alla consultazione da superare tramite il pagamento di un abbonamento o di una tariffa una tantum per lettura in internet. Ciò rallenta la diffusione delle idee e avvantaggia i ricercatori appartenenti alle istituzioni più dotate economicamente.
  • La nascita di internet ha facilitato enormemente lautopubblicazione degli elaborati scientifici, anche se ciò non è sufficiente ad assicurare che gli esperti interessati riescano effettivamente a individuare i contributi di loro possibile interesse. I meccanismi di valutazione a-priori selezione redazionale e a-posteriori recensione non hanno perso la loro utilità per segnalare i contributi importanti nella massa di rilievo minore.

Dagli ultimi anni del secolo XX molti settori disciplinari hanno avviato meccanismi per facilitare la consultazione in internet degli articoli scientifici, mantenendo strumenti di revisione paritaria. Nel XXI secolo, la percezione di un bisogno di maggiore riproducibilità e trasparenza ha portato allo sviluppo di criteri e strumenti per una scienza aperta.



                                     

2. Cenni storici

Il metodo scientifico si sviluppa storicamente, ma il suo nucleo risiede, come detto, nelluso combinato di matematica ed esperimento. La soluzione di continuità rappresentata da Galileo Galilei a cavallo tra il XVI e il XVII secolo è tale, tuttavia, da rendere improprio luso dei termini scienza e scienziato in riferimento ad epoche precedenti, soprattutto per quanto riguarda il problema del metodo scientifico. Prima di Galileo le figure che più si avvicinavano a quella moderna di scienziato erano rappresentate essenzialmente, da una parte, da logici e matematici e - fino ad allora con poca differenza sostanziale - astronomi, e dallaltra dagli studiosi di filosofia naturale, se si occupavano delluniverso sensibile. Più in generale possiamo dire che con Galileo assistiamo alla nascita della scienza proprio come "distaccamento" dalla filosofia.

                                     

2.1. Cenni storici Egizi

Negli antichi papiri egizi, si possono individuare le forme di un primitivo "metodo scientifico". In particolare, nelle descrizioni di interventi di chirurgia, che indicano anamnesi, diagnosi e terapia chirurgica dedicata, dalla preparazione del paziente, alla strumentazione, alla tecnica operatoria, fino alla prognosi e al decorso post-operatorio. Inoltre, già in tempi antichissimi, gli Egizi conducevano metodiche previsioni sui raccolti di grano in relazione al livello di piena delle acque del Nilo.

Nellantica civiltà egiziana, però, la medicina generale era intesa in modo diverso: i papiri di terapia medica illustrano pratiche legate a superstizioni e credenze religiose, piuttosto che al collegamento diretto fra causa delle malattie e effetto delle cure.

Perciò, benché gli antichi Egizi applicassero criteri scientifici nellambito di alcune discipline, si può escludere che ne avessero codificato il metodo.

                                     

2.2. Cenni storici Babilonesi

I Diari astronomici babilonesi sono una collezione di tavolette cuneiformi, oggi al British Museum, che riportano fianco a fianco per ogni semestre i principali eventi astronomici e politici della Mesopotamia. Benché la tavoletta più antica risalga al VII secolo a.C., si presume che la loro redazione sia iniziata nel secolo precedente al tempo del re Nabonassar. La tavoletta più recente, invece, risale al I secolo: i diari, perciò, furono compilati per 6 o 7 secoli. Lobiettivo della redazione sembra essere di verificare la corrispondenza fra eventi celesti e terrestri, che costituiva una concezione fondamentale dei popoli mesopotamici sino dal tempo dei Sumeri e che è allorigine dellastrologia. In tal caso questo sarebbe il più antico esempio di programma di ricerca scientifica dellumanità.

                                     

2.3. Cenni storici Greci

Con i primi pensatori greci assistiamo alluscita da una cultura improntata al mito e alla comparsa, per la prima volta, di un metodo di pensiero improntato alluso della ragione, dellargomentazione, in contrapposizione al dogmatismo religioso. È la nascita della filosofia, progenitrice della scienza. Essi cercavano un sapere che fosse innegabile, un sapere immutabile nel tempo, assoluto, definitivo, incontrovertibile, necessario e indubitabile. Fu definito "sapere" sophia, "ragione" logos, "verità" alétheia e "scienza" epistéme.

Talete di Mileto, 624-548 a.C. fu il primo - a nostra conoscenza - che nacque animista e morì filosofo. Negli scritti pervenutici si legge che Talete, osservando la natura, previde con molto anticipo un grande raccolto di olive e monopolizzò a proprio vantaggio i frantoi, diventando ricco. Ciò introduce uno degli aspetti discriminanti fra la scienza e quelle discipline che vogliono porsi come scientifiche si veda ad esempio lastrologia: la capacità di fare previsioni, verificabili, viene ritenuto uno degli aspetti distintivi delle discipline autenticamente scientifiche. Malgrado la sua capacità di fare previsioni, Talete morì dinsolazione, per essere stato obbligato a rimanere senza cappello sotto il sole, durante i Giochi Olimpici.

Aristotele 384-322 a.C. apportò un enorme contributo di sistematizzazione delle conoscenze fino ad allora acquisite e gettò le fondamenta della logica formale, rimaste essenzialmente intatte fino alla fine del XIX secolo, identificando nel sillogismo la forma tipica del processo deduttivo, con cui trarre conclusioni coerenti con le premesse. Aristotele affermava:

È importante sottolineare come per Aristotele la conoscenza parte prima di tutto dal soggetto: non è semplice ricezione di dati, ma è opera dellintelletto attivo, che andando al di là degli aspetti contingenti e transitori della realtà sensibile, riesce ad "astrarne" le forme eterne e intelligibili.

Aristotele inoltre distingueva fra i "possessori della scienza", ossia coloro che conoscono le cause il "perché" e coloro che conoscono solo i fatti senza aver conoscenza delle loro cause il "che". La scienza, per Aristotele, è sempre conoscenza delle cause. Il sillogismo è una costruzione logica formata da una o più proposizioni precedenti se. dalle quale nasce una proposizione conseguente allora. Il sillogismo di per sé non dà garanzia di verità, ma serve solo a trarre conclusioni coerenti con le verità "vere e prime".

Indubbio anticipatore del moderno metodo scientifico fu Archimede 287-212 a.C. Lo studio delle sue opere si ricordi Sui corpi galleggianti, in cui enunciò il famoso principio che porta il suo nome impegnò a lungo gli studiosi della prima età moderna, fra cui lo stesso Galileo, e costituì un importante stimolo alla rinascita scientifica moderna.



                                     

2.4. Cenni storici La scolastica medievale

Nellambito della scolastica medievale anche Tommaso dAquino 1225-1274, rifacendosi agli insegnamenti di Aristotele, diede un ulteriore contributo al metodo scientifico formulando una concezione di verità come corrispondenza tra lintelletto e loggetto:

La verità, secondo Tommaso, ha le caratteristiche delluniversalità e dellindipendenza. Il nostro sapere, per essere valido, non deve essere determinato da fattori soggettivi e contingenti; la verità è vera di per sé, al tempo di Aristotele come in ogni epoca, pertanto è assoluta e non dipende da nientaltro.

Queste caratteristiche della verità sono riconosciute come tali dalla nostra ragione, che non le apprende dal mondo circostante, sottoposto ai mutamenti della temporalità, ma le trova già allinterno di se stessa: non potrebbe altrimenti riconoscerle come immutabili.

Come già per Aristotele, le nostre conoscenze nascono dunque dal nostro intelletto: non le riceviamo induttivamente dallesperienza. Questa distinzione tra soggetto conoscente ed esperienza sensibile sarà fondamentale per i successivi sviluppi della scienza, dando vita alla corrente filosofica detta realismo. Nellambito della filosofia della scienza si ispirò alla scolastica Alfred Tarski e di conseguenza Popper.

Allambito della scolastica appartiene, tra gli altri, Ruggero Bacone 1214-1274, il quale nei suoi studi cercò di applicare fedelmente il metodo ipotetico-deduttivo della filosofia aristotelica, rivalutando limportanza della sperimentazione e sminuendo viceversa le argomentazioni basate sulla tradizione.

                                     

2.5. Cenni storici Leonardo da Vinci

Anche Leonardo 1452–1519, nel Rinascimento, si appropriò del pensiero ipotetico-deduttivo aristotelico, respingendo al contempo il principio di autorità. Il suo contributo a porre le basi del metodo scientifico fu notevole, anche se alla fine gran parte dei suoi scritti andarono persi.

Egli anticipò alcuni aspetti della metodologia che venne più tardi concepita nel 1600 da Galileo Galilei: a titolo di esempio ci sono i suoi progetti ingegneristici, le macchine di Leonardo, i suoi disegni del corpo umano, gli studi sulla prospettiva.

In particolare, Leonardo affermò limportanza di due fattori:

  • la dimostrazione matematica, come garanzia di rigore logico
  • la sperimentazione empirica, perché non basta ragionare e fare uso dei concetti se poi non li si mette alla prova;

Secondo Leonardo, infatti, ogni fenomeno in natura avviene secondo leggi razionali che vivono al di sotto delle sue manifestazioni esteriori.

                                     

2.6. Cenni storici Galilei e la sperimentazione

Con Galileo Galilei, il primo a introdurre formalmente il metodo scientifico, furono introdotti una serie di criteri ancora oggi validi: fu abbandonata la ricerca delle essenze primarie o delle qualità, che era il proposito della filosofia aristotelica, con la riduzione della realtà a puro fatto quantitativo e matematico. Al metodo calcolativo, che pure derivava dalla tradizione sillogistica classica, fu inoltre affiancata limportanza dellosservazione empirica, che portò a considerare "scienza" solo quel complesso di conoscenze ottenute dallesperienza e a questa funzionali: secondo una celebre formula dello scienziato pisano, cioè, il libro della natura è scritto in leggi matematiche e, per poterle capire, è necessario eseguire esperimenti con gli oggetti che essa ci mette a disposizione.

Ancora oggi, la scienza moderna fa distinzione tra laspetto sperimentale e quello teorico: né uno né laltro sono preponderanti, poiché fa parte del metodo scientifico che un modello teorico spieghi unosservazione sperimentale ed anticipi future osservazioni. Uno dei punti basilari è la riproducibilità degli esperimenti, ovvero la possibilità che un dato fenomeno possa essere riproposto e studiato in tutti i laboratori del mondo.

Non sempre è possibile riprodurre sperimentalmente delle osservazioni naturali: ad esempio, in alcune scienze come lastronomia o la meteorologia non è possibile riprodurre molti dei fenomeni osservati, e allora si ricorre ad osservazioni e simulazioni digitali. Un altro esempio è levoluzionismo di Charles Darwin che, per essere verificato direttamente, richiederebbe tempi dosservazione talmente lunghi milioni di anni da non essere riproducibili in laboratorio; in questi casi, le verifiche sperimentali si basano sullanalisi genetica, su quella dei fossili e su esperimenti con microrganismi i cui cicli riproduttivi sono estremamente brevi.

Contemporaneo di Galilei fu Francesco Bacone, che appartiene però alla corrente induttivista, alla quale in seguito aderirà anche Newton. Bacone tentò di costruire un metodo rigoroso l Organum, al quale egli voleva ricondurre ogni descrizione e affermazione sul mondo, e tramite il quale poter evitare quei pregiudizi gli Idòla che ostacolerebbero una reale percezione dei fenomeni della natura.

Con Cartesio si riaffacciò il problema del metodo, originato dal suo proposito di ricondurre la disciplina scientifica sulla strada della "certezza" di fronte alle molteplici possibili e arbitrarie "opinioni" o posizioni filosofiche.



                                     

2.7. Cenni storici Kant e lOttocento

Sul finire del Settecento fu fondamentale il contributo di Kant 1724-1804: come già per Aristotele e Tommaso seppur in modi diversi, anche secondo Kant la nostra conoscenza non deriva dallesperienza, ma è a priori. Kant criticò David Hume, secondo cui loggettività delle leggi scientifiche in particolare quella di causa-effetto non era valida perché nascerebbe da un istinto soggettivo di abitudine. Kant operò una sorta di rivoluzione copernicana affermando che la nostra ragione gioca un ruolo fortemente attivo nel metodo conoscitivo; le proposizioni scientifiche in grado di ampliare il nostro sapere sul mondo, infatti, non si limitano a recepire passivamente dei dati, ma sono di natura critica e deduttiva. Egli le chiamò giudizi sintetici a priori: sintetici perché unificano e sintetizzano la molteplicità delle percezioni derivanti dai sensi; a priori perché non dipendono da queste ultime. Nella Deduzione trascendentale Kant dimostrò che nel nostro intelletto ci sono delle categorie che si attivano solo quando ricevono informazioni da elaborare cioè sono trascendentali, e giustificano il carattere di universalità, necessità, e oggettività che diamo alla scienza; viceversa, senza queste caratteristiche, non si ha vera conoscenza. Kant può essere fatto rientrare nella corrente filosofica del realismo, poiché postulava una netta separazione tra soggetto conoscente e oggetto o noumeno, anche se questa distinzione fu spesso foriera di equivoci.

Nel 1866, con la pubblicazione dell Introduction à létude de la médecine expérimentale, Claude Bernard tenta di adottare un metodo, detto sperimentale, nel settore della medicina. Lemergere delle scienze umane e sociali a partire dalla fine del secolo 1800 fino al secolo 1900 ha rimesso in discussione questo modello unico del metodo scientifico.

La fiducia nel carattere di certezza della scienza, che era il proposito cartesiano fatto proprio nellOttocento dal positivismo, in particolare da Comte, comincerà via a declinare, specie in seguito ai lavori di Popper per il quale la scienza è sempre congetturale e si può avere certezza solo del falso.

                                     

2.8. Cenni storici Einstein

Ai primi del Novecento, Einstein 1879-1955 rivoluzionò il metodo scientifico con un approccio che stupì i contemporanei: egli formulò la relatività generale partendo non da esperimenti o da osservazioni empiriche, ma basandosi su ragionamenti matematici e analisi razionali compiuti a tavolino. Inizialmente gli scienziati erano scettici, ma le predizioni fatte dalla teoria in effetti non furono smentite dalle misurazioni di Arthur Eddington durante uneclissi solare nel 1919, che confermarono come la luce emanata da una stella fosse deviata dalla gravità del Sole quando passava vicino ad esso. Einstein disse in proposito:

La relatività generale fu successivamente sostenuta da applicazioni matematiche che introducevano molte implicazioni nel campo della fisica ma soprattutto in quello dellastronomia. Essendo la teoria rivoluzionaria, essa è stata sottoposta a numerosi esperimenti e controlli.

Lo stesso criterio è stato più volte adottato nella scoperta di particelle previste teoricamente e successivamente non smentite da vari esperimenti scientifici.

                                     

2.9. Cenni storici Popper

In seguito alle teorie e allapproccio di Einstein, nel tentativo di definire un metodo scientifico valido anche nel campo delle scienze umane, i filosofi hanno cercato nuovi ragionamenti ed un importante contributo è venuto da Karl Popper 1902-1994 e dalla sua pubblicazione Logica della scoperta scientifica. Rifacendosi a Kant, Popper respinse lapproccio induttivo del positivismo logico, affermando che un metodo scientifico, per essere tale, deve essere rigorosamente deduttivo, e ribadì come la conoscenza sia un processo essenzialmente critico.

Aderendo alla corrente del realismo, Popper accolse dalla tradizione aristotelico-tomista lideale della verità come corrispondenza ai fatti. La verità, secondo Popper, è una, oggettiva e assoluta; ed esiste sempre una proposizione in grado di descriverla. Egli distinse tuttavia tra la possibilità oggettiva di approdarvi che può avvenire anche per caso, e la consapevolezza soggettiva di possederla, che invece non si ha mai. Noi non possiamo mai avere la certezza di essere nella verità, ma solo nellerrore. Lideale della corrispondenza ai fatti è però un ideale regolativo che deve sempre guidare lo scienziato, attraverso lo strumento della logica formale: ad esempio, due proposizioni in conflitto tra loro non possono essere entrambe vere.

                                     

2.10. Cenni storici Oltre Popper

Critiche, più in generale, allidea che il progresso scientifico si sviluppi realmente secondo un metodo scientifico sono state avanzate da Thomas Kuhn, che ritiene che il progresso scientifico sia non lineare e caratterizzato dallimporsi di nuovi successivi paradigmi che costituiscono una vera e propria rivoluzione scientifica. e; altre critiche sono state mosse da Imre Lakatos, che tra laltro era stato allievo di Popper. Lakatos tuttavia credeva nella scienza e nel progresso scientifico. A livello di indagine sullunificazione e interdiscipliarietà tra le varie branche della fisica, un settore chiave è legato allindagine di analisi dimensionale e al sistema internazionale di grandezze.

Le critiche più radicali al metodo scientifico dal punto di vista epistemologico sono dovute a Paul Feyerabend nel suo Contro il metodo, e in altri lavori successivi. Feyerabend sostiene che la scienza non si sarebbe potuta sviluppare se gli scienziati avessero realmente applicato il metodo così come concepito da gran parte dei filosofi della scienza, e porta alcuni esempi di scienziati che hanno sostenuto una teoria contro levidenza dei dati sperimentali.

Bertrand Russell nel suo libro Limpulso della scienza sulla società, affronta il tema dello sviluppo che la tecnica scientifica potrà avere in futuro, e in particolare dei pericoli legati alla strumentalizzazione a fini personali che tale scienza potrebbe avere da parte di qualcuno, a fini di controllo.

                                     

3. Il Ciclo conoscitivo

Il Ciclo conoscitivo definisce il percorso ricorsivo per raggiungere o consolidare la conoscenza di un determinato argomento. Non cè accordo universale su quale sia questo percorso, perché la sua definizione dipende anche da che cosa si intenda in generale per conoscenza, e questo costituisce un argomento di discussione della filosofia. In proposito, è particolarmente acceso il dibattito tra deduttivisti e induttivisti. Si cerca ora pertanto di passare in rassegna i due metodi, quello induttivo e quello deduttivo.

                                     

3.1. Il Ciclo conoscitivo Il metodo induttivo

Limitandosi al campo delle scienze naturali, fisiche e matematiche, il ciclo conoscitivo induttivo o induzione descrive il percorso seguito per arrivare alla stesura di una legge scientifica a partire dallosservazione di un fenomeno. Si articola nei seguenti passi, ripetuti ciclicamente:

  • Definizione di un modello fisico;
  • Formalizzazione della teoria.
  • Esperimento;
  • Elaborazione di un modello matematico;
  • Osservazione;
  • Correlazione fra le misure;
                                     

3.2. Il Ciclo conoscitivo Osservazione

L osservazione è il punto di partenza e di arrivo del ciclo di acquisizione della conoscenza nel senso che costituisce lo stimolo per la ricerca di una legge che governa il fenomeno osservato ed anche la verifica che la legge trovata sia effettivamente sempre rispettata. Si tratta di identificare le caratteristiche del fenomeno osservato, effettuando delle misurazioni adeguate, con metodi esattamente riproducibili. In fisica, infatti, tale parola è spesso usata come sinonimo di misura.

                                     

3.3. Il Ciclo conoscitivo Esperimento

L esperimento, dove possibile, è programmato dallosservatore che perturba il sistema e misura le risposte alle perturbazioni. Esistono tecniche di programmazione sperimentale, che consentono di porsi nelle condizioni migliori per perturbare in maniera minimale, ma significativa, al fine di osservare le risposte nel migliore dei modi.

                                     

3.4. Il Ciclo conoscitivo Correlazione fra le misure

Lanalisi della correlazione fra le misure, che si colloca nel ciclo immediatamente dopo la fase di osservazione, costituisce la parte iniziale del patrimonio tecnico-scientifico utilizzabile per la costruzione del modello. Il dato grezzo, che è costituito in genere da tabelle di misure, può venire manipolato in vari modi, dalla costruzione di un grafico alla trasformazione logaritmica, dal calcolo della media alla interpolazione tra i punti sperimentali, utilizzando i metodi della statistica descrittiva.

Bisogna prestare attenzione nella scelta del tipo di funzione che correla i dati perché, citando Rescigno, le modulazioni dei dati ne cambiano il contenuto informativo. Infatti, se le manipolazioni mettono in evidenza alcune informazioni contenute nei dati, possono eliminarne altre. Quindi il contenuto informativo può diventare inferiore a quello dei dati originali.

                                     

3.5. Il Ciclo conoscitivo Modello fisico

Per facilitare il compito di scrivere la legge che esprime landamento di un certo fenomeno, si costruisce mentalmente un modello fisico, con elementi di cui si conosce il funzionamento, e che si suppone possano rappresentare il comportamento complessivo del fenomeno studiato.

Va notato che spesso un medesimo fenomeno può venire descritto con modelli fisici, e quindi anche con modelli matematici, diversi. Ad esempio i gas possono essere considerati come fluidi comprimibili oppure come un insieme di molecole. Le molecole possono essere pensate come puntiformi oppure dotate di una struttura; fra di loro interagenti oppure non interagenti: tutti modelli diversi. Ancora, la luce può venire considerata un fenomeno ondulatorio oppure un flusso di particelle e così via.

Lempirismo radicale sostiene che non è possibile avanzare oltre la conoscenza contenuta nei dati grezzi e quindi rifiuta il fatto che la conoscenza induttiva, sulla quale si fondano leggi empiriche e modelli, costituisca nuova conoscenza. Viceversa, la posizione realista è molto più flessibile e consente di parlare anche di concetti non direttamente osservabili, come la forza di attrazione gravitazionale o il campo elettromagnetico, la cui conoscenza è resa possibile adattando opportuni modelli allosservazione degli effetti di tali entità e utilizzando a fondo le possibilità dellinduzione.

                                     

3.6. Il Ciclo conoscitivo Modello matematico

Il modello matematico si colloca al massimo livello di astrazione nel ciclo conoscitivo: la parte del ciclo che si occupa dei modelli è il dominio delle scienze teoriche.

In generale un modello matematico è costituito da più elementi concatenati, ognuno dei quali è descritto da unequazione e caratterizzato dai parametri che entrano in tale equazione.

Il modello deve essere validato con una fase di verifica attraverso un numero adeguato di dati sperimentali. Esso si dice identificabile appunto se è possibile determinare tutti i parametri delle equazioni che lo descrivono.

Una volta che il ciclo conoscitivo è completo si può iniziare ad approntare una teoria che comprenda il fenomeno osservato. Lo studio sistematico della teoria può mettere in luce nuove possibili osservazioni e predire il risultato delle corrispondenti misure. Se il risultato è positivo la teoria risulta confermata, se negativo occorre avviare un nuovo ciclo induttivo.

                                     

3.7. Il Ciclo conoscitivo Il metodo deduttivo

Il filosofo e logico inglese Bertrand Russell 1872-1970 sollevò un importante problema riguardo a quello che venne considerato, fin dai tempi di Bacone, il modo di fare scienza: il metodo dellinduzione. Secondo questa metodologia, la scienza si baserebbe sulla raccolta di osservazioni riguardo ad un certo fenomeno X, da cui trarre una legge generale che permetta di prevedere una futura manifestazione di X. Ciò che Russell osservò, con classico humour inglese, è che anche il tacchino americano, che il contadino nutre con regolarità tutti i giorni, può arrivare a prevedere che anche domani sarà nutrito. ma "domani" è il giorno del Ringraziamento e lunico che mangerà sarà lallevatore a spese del tacchino! Questa fu la celebre obiezione del tacchino induttivista.

Detto in maniera sintetica, linduzione non ha consistenza logica perché non si può formulare una legge universale sulla base di singoli casi; ad esempio, losservazione di uno o più cigni dal colore bianco non autorizza a dire che tutti i cigni sono bianchi; esistono infatti anche dei cigni di colore nero.

Una problematica analoga venne sollevata dal già citato Karl Raimund Popper, il quale osservò che nella scienza non basta "osservare": bisogna saper anche cosa osservare. Losservazione non è mai neutra ma è sempre intrisa di teoria, di quella teoria che, appunto, si vorrebbe mettere alla prova. Secondo Popper, la teoria precede sempre losservazione: anche in ogni approccio presunto "empirico", la mente umana tende inconsciamente a sovrapporre i propri schemi mentali, con le proprie categorizzazioni, alla realtà osservata.

                                     

3.8. Il Ciclo conoscitivo Il criterio popperiano di falsificabilità

Karl Popper ha quindi elaborato una definizione di metodo scientifico deduttivo basata sul criterio di falsificabilità, anziché su quello induttivo di verificabilità. Gli esperimenti empirici non possono mai, per Popper, "verificare" una teoria, possono invece smentirla. Il fatto che una previsione formulata da unipotesi si sia realmente verificata, non vuol dire che essa si verificherà sempre. Perché linduzione sia valida occorrerebbero cioè infiniti casi empirici che la confermino; poiché questo è oggettivamente impossibile, ogni teoria scientifica non può che restare nello status di congettura.

Se tuttavia una tale ipotesi resiste ai tentativi di confutarla per via deduttiva tramite esperimenti, noi possiamo pur provvisoriamente ritenerla più valida di unaltra che viceversa non abbia retto alla prova dei fatti. La sperimentazione, dunque, svolge una funzione importante ma unicamente negativa ; non potrà mai dare certezze positive, cioè non potrà rivelare se una tesi è vera, può dire solo se è falsa.

E siccome ciò che noi chiamiamo "osservazione" è già in realtà una sorta di "pregiudizio", secondo Popper la formulazione di una teoria scientifica non deriva necessariamente dallosservazione o descrizione di un dato fenomeno, poiché non cè un nesso causale tra la percezione sensoriale le idee della ragione. La genesi di una teoria non ha importanza: essa scaturisce dalle nostre intuizioni, e può avvenire anche in sogno. Mentre losservazione, che pure rimane fondamentale, di per sé non offre né costruisce teorie: essa deve avvenire in un momento successivo a quello della formulazione, e serve non a confermare ma a demolire.

Per il metodo popperiano, quindi, ciò che conta di una teoria scientifica non è la sua genesi soggettiva, ma il fatto che essa sia espressa in forma criticabile e falsificabile sul piano oggettivo.

Il criterio di falsificabilità fu suggerito a Popper dallaudacia della teoria della relatività di Albert Einstein che fu elaborata esclusivamente sulla base di esperimenti mentali e calcoli compiuti a tavolino o come disse lui stesso per "un puro gioco inventivo", con cui il genio tedesco osò sfidare le teorie preesistenti, e persino levidenza del senso comune. Popper ne dedusse che una teoria è tanto più scientifica quanto meno teme la falsificazione, ma anzi accetta di misurarsi con essa. Quanto più una teoria sembri a prima vista facilmente falsificabile, tanto più essa rivela la propria forza e coerenza se regge alla prova dei fatti.

                                     

3.9. Il Ciclo conoscitivo Regole per applicare il metodo deduttivo allosservazione dei fenomeni naturali

La preoccupazione metodologica scientifica è quella di rispettare una serie di regole imposte dal pensiero logico al fine di salvaguardare la realtà e lobiettività dei fenomeni studiati.

Le scienze naturali, dette anche scienze empiriche per il loro carattere sperimentale, sono una forma di conoscenza basata su due elementi fondamentali, loggetto di studio ed il metodo impiegato.

Questa conoscenza è un sapere empirico, cioè fondato sullesperienza, descrittivo ed esplicativo, di osservazioni singole e limitate che possono essere sia ripetute che generalizzate.

Loggetto di studio della scienza è la realtà sensibile, vale a dire il mondo che ci circonda nei suoi diversi aspetti e ciò che rende ammissibile lintroduzione di un ente nel discorso scientifico, è la sua osservabilità di principio, cioè di registrare mediante strumenti di varia natura lesistenza di un dato oggetto o di un fenomeno e di descriverli.

Il metodo sperimentale, detto anche galileano o ipotetico-deduttivo, è una procedura conoscitiva articolata in diverse proposizioni, chiamate ragionamento sperimentale. Esso si basa sullidea che la teoria si costruisce allinizio, non alla fine.

Per eseguire osservazioni scientifiche che abbiano carattere di oggettività, è necessario applicare le seguenti regole, proprie del metodo deduttivo:

  • esprimerla in modo da prevedere alcune conseguenze o eventi, deducibili dallipotesi iniziale;
  • se levento si produce, la teoria non è confermata, semplicemente non è stata smentita e possiamo accettarla solo provvisoriamente.
  • formulare unipotesi;
  • osservare se si produce levento previsto;

Dunque le basi della scienza sono quelle osservazioni di fenomeni naturali che chiunque può ripetere, da qui la preoccupazione di una descrizione dei fenomeni e delle conclusioni in termini selezionati, rigorosi e univoci, in modo che ognuno possa esattamente comunicare ciò che pensa.

Esempi di metodologia scientifica sono:

  • le procedure di Louis Pasteur per dimostrare la teoria dei germi nelleziologia di alcune malattie infettive.
  • le sperimentazioni fatte dai fisici in varie epoche, per dimostrare la natura elettromagnetica e corpuscolare della luce;