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Il metodo scientifico

«La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico l’universo), ma non si può intendere se prima non s’impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne’ quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche, senza i quali mezzi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto.» (Galileo Galilei, Il Saggiatore, Cap. VI)

Il metodo scientifico è un metodo empirico di acquisizione della conoscenza che ha caratterizzato lo sviluppo della scienza almeno dal XVII secolo. Implica un’attenta osservazione, applicando il rigoroso scetticismo su ciò che viene osservato, dato che le assunzioni cognitive possono distorcere il modo in cui si interpreta l’osservazione. Comporta la formulazione di ipotesi per induzione, basate su tali osservazioni e la verifica sperimentale e basata sulle misure tratte dalle ipotesi; infine raffinamento (o eliminazione) delle ipotesi basate sui risultati sperimentali. Questi sono i principi del metodo scientifico, distinti da una serie definitiva di passaggi applicabili a tutte le discipline scientifiche.

Il metodo scientifico è la modalità tipica con cui la scienza procede per raggiungere una conoscenza della realtà oggettiva, affidabile, verificabile e condivisibile.

metodo scientifico
Galileo Galilei (1564-1642) ha introdotto il metodo sperimentale o scientifico per studiare i fenomeni naturali, conferendo un carattere di oggettività all’indagine e ai risultati ottenuti.

Il metodo scientifico o sperimentale si articola in due fasi:

Una fase induttiva che comprende:

  • La fase di osservazione in cui si osserva il fenomeno nel tempo e si eseguono una serie di misure per la raccolta dei dati;
  • La lettura dei dati sperimentali e la formulazione di un’ipotesi che tenta di spiegare il fenomeno.

Una fase deduttiva che comprende:

  • la verifica dell’ipotesi attraverso ripetuti esperimenti;
  • la formulazione di una teoria nel caso in cui l’ipotesi venga confermata.

Se l’ipotesi non viene confermata si ripete il procedimento, si integrano i dati raccolti con ulteriori osservazioni, si riformula l’ipotesi e si verifica di nuovo sperimentalmente.

La verifica dell’ipotesi e la formulazione di una teoria porta ad una legge fisica che mette in relazione le grandezze in gioco.
La rigorosità del metodo scientifico risiede nel fatto che una teoria non è mai definitiva ma è suscettibile di modifiche o di sostituzioni, qualora vengano alla luce nuovi aspetti non ancora considerati.

Sebbene siano disponibili diversi modelli per il metodo scientifico, esiste in generale un processo continuo che include osservazioni sul mondo naturale. Le persone sono naturalmente curiose, quindi spesso fanno domande su cose che vedono o sentono, e spesso sviluppano idee o ipotesi sul perché le cose sono come sono. Le migliori ipotesi portano a previsioni che possono essere testate in vari modi. Il test più conclusivo delle ipotesi deriva dal ragionamento basato su dati sperimentali attentamente controllati. A seconda di quanto bene i test aggiuntivi corrispondono alle previsioni, l’ipotesi originale può può essere raffinata, può subire alterazione, espansione o persino rifiuto. Se una particolare ipotesi diventa molto ben supportata, può essere sviluppata una teoria generale.

Il processo del metodo scientifico consiste nel fare congetture (ipotesi), ricavarne predizioni come conseguenze logiche e svolgere esperimenti o osservazioni empiriche basate su tali previsioni. Un’ipotesi è una congettura, basata sulla conoscenza ottenuta durante la ricerca di risposte alla domanda. L’ipotesi potrebbe essere molto specifica o potrebbe essere di carattere generale. Gli scienziati poi testano ipotesi conducendo esperimenti o studi. Un’ipotesi scientifica deve essere falsificabile sottintendendo che è possibile identificare un possibile risultato di un esperimento o di un’osservazione in conflitto con le previsioni dedotte dall’ipotesi; altrimenti, l’ipotesi non può essere valutata in modo significativo.

Lo scopo di un esperimento è determinare se le osservazioni concordano o sono in conflitto con le previsioni derivate da un’ipotesi. Gli esperimenti possono svolgersi ovunque, da un garage al Large Hadron Collider del CERN.

Ci sono difficoltà nella formulazione di metodo. Sebbene il metodo scientifico venga spesso presentato come una sequenza fissa di passaggi, rappresenta invece un insieme di principi generali.

Galileo Galilei
Galileo Galilei (1564-1642). Secondo Albert Einstein , “Tutta la conoscenza della realtà parte dall’esperienza e finisce in essa: le proposizioni arrivate con mezzi puramente logici sono completamente vuote per quanto riguarda la realtà, perché Galileo ha visto questo, e in particolare perché lo ha inculcato nel mondo scientifico, è il padre della fisica moderna – anzi, della scienza moderna del tutto. “

Questo modello può essere visto alla base della rivoluzione scientifica.  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 nell’antichità, nel Medioevo e nel Rinascimento.

In particolare questo modello ci permette di distinguere un discorso scientifico da un discorso metafisico, religioso o pseudoscientifico. La questione è altrimenti nota come problema della demarcazione.

Percorso storico

Con i primi pensatori greci assistiamo all’uscita da una cultura improntata al mito e alla comparsa, per la prima volta, di un metodo di pensiero improntato all’uso della ragione, dell’argomentazione, 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. Ciò introduce uno degli aspetti discriminanti fra la scienza e quelle discipline che vogliono porsi come scientifiche (si veda ad esempio l’astrologia): 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 d’insolazione, 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, identificando nel sillogismo la forma tipica del processo deduttivo, con cui trarre conclusioni coerenti con le premesse. Aristotele affermava:

«Ebbene, il sillogismo è un discorso nel quale, in alcune situazioni, c’è qualcosa di diverso che è stabilito. E ‘quindi una dimostrazione quando il sillogismo è proceduto da asserzioni vere e prime, oppure da asserzioni che hanno assunto il principio della conoscenza e l’esperienza in forza di certe asserzioni vere e prime; dialettico è invece il sillogismo che argomenta da opinioni notevoli. »

(Aristotele, Topici, in M. Zanatta, Organon di Aristotele, Torino, 1996, vol. II, pp. 115-117)

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.

Nell’ambito della scolastica medievale anche Tommaso d’Aquino (1225-1274), rifacendosi agli insegnamenti di Aristotele, diede un ulteriore contributo al metodo scientifico formando una concezione di verità come si passa attraverso l’intelletto e l’oggetto:

«Veritas est adaequatio intellectus ad rem; adaequatio rei ad intellectum; adaequatio rei et intellectus. »

«La verità è adeguamento dell’intelletto alla cosa; adeguamento della cosa all’intelletto; adeguamento dell’intelletto e della cosa. »

La verità, secondo Tommaso, ha le caratteristiche dell’universalità e dell’indipendenza. 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 nient’altro.

Anche Leonardo da Vinci (1452–1519) si appropriò del pensiero ipotetico-deduttivo aristotelico e 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.

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 l’importanza dell’osservazione empirica, che portò a considerare “scienza” solo quel complesso di conoscenze ottenute dall’esperienza 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.

Popper

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.

Karl Popper
Karl Raimund Popper

Popper respinge l’approccio induttivo del positivismo logico, affermando che un metodo scientifico, per essere tale, deve essere rigorosamente deduttivo, e ribadisce come la conoscenza sia un processo essenzialmente critico.

Aderendo alla corrente del realismo, Popper accolse dalla tradizione aristotelico-tomista l’ideale 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 nell’errore.

L’ideale 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.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. Newton, Issac (1999) [1726 (3a ed.)]. Philosophiæ Naturalis Principia MathematicaPrincipia: principi matematici della filosofia naturale.
  2. “metodo scientifico” , Oxford Dizionari: inglese britannico e mondiale , 2016 , recuperato il 28 maggio 2016
  3. Dizionario inglese di OxfordOED Online (3 ° ed.). Oxford: Oxford University Press. 2014
  4. Alan Cromer, Physics for the Life Sciences, pag. 3, McGraw-Hill, 1977.
  5. Galileo Galilei, Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, BUR Rizzoli, 2008
  6. K. R. Popper, Logica della scoperta scientifica, Einaudi, Torino 1970
  7. André Pichot, La nascita della scienza. Mesopotamia, Egitto, Grecia antica, Dedalo editore, 1993

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