IL METODO SCIENTIFICO (seconda parte)

Nel post precedente s’è parlato dello scopo dell’agire scientifico, di Weltanschauung (visione del mondo), di scienze dure e molli. Ci si è domandati in quale rapporto queste cose stiano con il metodo scientifico e si è iniziato un percorso ricognitivo per comprendere meglio in che cosa consista il metodo scientifico e se questo sia effettivamente lo strumento che consente di discriminare tra ciò che è scienza e ciò che non lo è. 

Alla fine del precedente post s’era parlato del metodo induttivo e s’era constatato – con la storiella del tacchino induttivista – che il metodo principe dell’agire scientifico ha anch’esso i suoi limiti. Qui si riprende l'analisi di quello che, con termine generico, si chiama Metodo Scientifico.

Sul METODO SCIENTIFICO (parte II)

Nelle scienze, altro metodo principe è il metodo deduttivo.

I filosofi e gli epistemologi (i filosofi della scienza) sono soliti contrapporre – come se si trattasse di una competizione – il metodo deduttivo e il metodo induttivo, come se uno fosse l’antagonista, l’opposto, il nemico dell’altro. Tale contrapposizione ideologica si ritrova anche nel modo con cui tali metodi vengono generalmente descritti. Nel metodo induttivo, si dice, il ragionamento va “dal particolare al generale”, mentre nel metodo deduttivo il ragionamento “va dal generale al particolare”. Chi fa scienza non si appassiona alle contrapposizioni filosofiche e terminologiche e, badando al sodo, scivola insensibilmente da un metodo all’altro, usandoli entrambi in maniera sinergica. In che cosa consista il metodo deduttivo è presto detto.  

Il prototipo semplificato del metodo deduttivo è il già citato classico sillogismo in cui a partire da due assunti di carattere generale, per esempio: a) i frutti maturi che stanno sui rami, prima o poi cadono a terra e b) tutte le mele maturano sui rami, è possibile trarre una conclusione particolare, per esempio, c) questa mela matura, prima o poi cadrà dal ramo. Se il ragionamento si limita alla pura logica, ovvero se il ragionamento non implica sperimentazioni o verifiche fattuali ma si limita a conclusioni teoriche tratte dalla pura consequenzialità delle asserzioni, allora questo non può essere considerato un metodo scientifico ma un puro sillogismo. Ovviamente, la logica non esclude la scienza e la scienza non esclude la logica. Anzi, quando si pongono ipotesi, la logica è essenziale. Il ragionamento deduttivo diventa un metodo scientifico quando ad esso si associano procedure sperimentali atte a verificare la veridicità degli assunti e/o delle conclusioni dedotte logicamente. Quanto all'esempio sopra riportato, la presunta universalità e veridicità degli assunti può essere sostenuta da un largo numero di osservazioni sui tempi di maturazione dei frutti, sulla effettiva caduta dei frutti maturi e sulla relazione tra il grado di maturazione e la caduta a terra dei frutti medesimi. La veridicità della previsione (o della conclusione logica) può essere dimostrata dalla registrazione dei dati riguardanti la maturazione e l’effettiva caduta della mela. Poiché, tuttavia, non tutti i frutti e non tutte le mele del mondo possono essere tenute sotto osservazione, è evidente che l’universalità del fenomeno è solamente presunta. Inoltre, potrà succedere che qualcuno a cui piacciono le mele acerbe, passando di lì stacchi la mela e se la mangi prima che questa maturi e si stacchi dal ramo. La situazione del tacchino induttivista si può ripetere anche per il ragionamento deduttivo che riguarda la mela. Cosa significa ciò per il metodo deduttivo? Significa che se la mela non cade, la teoria non può essere confermata. E se la mela cade? Se i fatti confermano che la mela cade, questi fatti NON dimostrano con certezza assoluta che la teoria sia stata confermata ma solo che la teoria non è stata smentita dai fatti medesimi.

Il metodo scientifico abbina il metodo induttivo a quello deduttivo in un loop di ipotesi, esperimenti, verifiche, conferme e nuove ipotesi. Un loop che richiama metaforicamente la funzione della “vite senza fine” di Leonardo da Vinci, uno strumento che consente di procedere all’infinito da un’ipotesi alla successiva, attraverso le necessarie conferme e smentite.

La leonardesca vite senza fine

Questo non garantisce la perfezione del risultato. Non consente nemmeno di conoscere il “vero”. È un approccio che consente di fare progressi e di limitare l’errore che, però, può nascondersi in innumerevoli dettagli.

Il metodo scientifico riconosce all’errore un fondamentale valore euristico: ciò significa che la scienza tiene in conto l’errore, “metodologicamente”. L’errore e l’approssimazione sono elementi costitutivi della scienza e lo scienziato sa che uno dei compiti è proprio quello di stanare l’errore e di correggerlo con uno di minore entità. Questo, in fondo, non è altro che il principio di falsificazione (o principio della confutabilità) proposto da Karl Popper: la scienza non può mai essere certa di dimostrare qualcosa ma può esercitare il suo potere confutando di volta in volta le teorie che contengono errori, cercando di correggerle. Il principio della confutabilità, così come s’era detto per il metodo, può essere considerato uno strumento e, insieme, uno stato d’animo o un habitus mentale.

L’esperimento (l’osservazione critica, governata e misurata del fenomeno) è una componente essenziale del metodo scientifico. L’esperimento (eventualmente anche l’esperimento mentale) è il braccio armato che consente di sottrarre il ragionamento logico-ipotetico al dominio della metafisica e di associarlo inscindibilmente all’approccio induttivo che tende a cercare le regole generali che governano o descrivono il fenomeno. L’esperimento consente di inserire nell’ambito delle esperienze empiriche (concrete, verificate, fattuali) anche le cosiddette scienze teoriche, perché ogni teoria richiede una qualche dimostrazione, non foss’altro per non essere falsificata o sconfessata (e se così fosse, per poter essere sostituita da una meno falsificabile). L’esperimento consente di rendere “scientifico” il procedimento ipotetico-deduttivo che nasce come procedimento di natura esclusivamente logica.

L’esperimento non è semplice osservazione e misurazione dei fatti che riguardano un fenomeno, un’ipotesi, una teoria. L’esperimento è un processo mentale piuttosto articolato. Innanzitutto è necessario concettualizzare il fenomeno (o l’ipotesi) che si intende verificare: la concettualizzazione ha lo scopo di anticipare e prevedere caratteristiche, modalità, varianti e conseguenze misurabili di ciò che si intendere mettere sperimentalmente sotto osservazione. La concettualizzazione serve anche a individuare, e in qualche modo ad isolare, alcuni specifici elementi (ritenuti cruciali) da osservare, da testare in modo particolare e su cui effettuare le misurazioni. Già di per sé, questo momento concettuale dell’esperimento introduce variazioni sperimentali al fenomeno o alla teoria generale perché impone limiti artificiosi e circoscrive l’osservazione ad alcuni specifici elementi. La concettualizzazione comprende le osservazioni preliminari del fenomeno; la raccolta delle informazioni ritenute pertinenti e rilevanti; la formulazione di ipotesi circoscritte agli specifici elementi da sottoporre a verifica sperimentale; l’individuazione – all’interno delle verifiche sperimentali che si eseguiranno – delle conseguenze sul fenomeno che si intendono osservare, misurare, confrontare; e infine la definizione dei parametri da misurare, dei tempi e dei modi con cui effettuare le misurazioni.

Alla fase concettuale dell’esperimento segue la messa a punto delle condizioni sperimentali vere e proprie: la messa in opera dei dispositivi operativi, tecnici e tecnologici di supporto all’esperimento, la realizzazione di un numero di osservazioni/esperimenti congrui con le ipotesi o gli elementi da verificare, l’analisi dei risultati e delle misurazioni effettuate nel corso dell’esperimento, la conferma o la confutazione delle ipotesi che si volevano valutare e la riformulazione di nuove ipotesi e/o di nuovi esperimenti. Quando si parla di esperimento, si parla sostanzialmente di tutto ciò e, a volte, tutto ciò è particolarmente complicato, sia da concettualizzare sia da realizzare empiricamente.  

Benché talora qualche giornalista o qualche sprovveduto divulgatore parli di esperimento “conclusivo” – con ciò intendendo che quell’esperimento comprova una certa teoria una volta per tutte – il termine conclusivo non si addice allo spirito più profondo dell’esperimento scientifico se non nel caso in cui i risultati dell’esperimento decretino una volta per tutte la falsificazione di una certa teoria. Ci sono certamente esperimenti “cruciali” (uno dei più recenti è stato quello che ha confermato l’esistenza del bosone di Higgs, fino ad allora postulato su basi teoriche) i quali sono in grado di sostenere fortemente un’ipotesi ma mai di verificarla in modo definitivo, anche perché la scienza non considera mai del tutto definitiva e non ulteriormente migliorabile nessuna delle sue affermazioni.

L’esperimento si colloca obbligatoriamente in una visione “riduzionistica” della ricerca scientifica. Si parla qui del riduzionismo metodologico, che è uno degli approcci (operativi e mentali) tipici del fare scienza. Fondamentalmente, l’idea che il riduzionismo metodologico persegue è di studiare l’intero (troppo complesso per essere analizzato nel suo insieme) riducendolo in frammenti più piccoli e più semplici, presumendo: a) che il piccolo sia più semplice dell’intero; b) che l’essenza dell’intero possa essere ottenuta dalla ricongiunzione di tutte le informazioni ottenute sui singoli frammenti. Entrambe le presunzioni, pur verosimili, sono lontane dall’essere vere: il “piccolo” non è necessariamente più semplice dell’intero e la complessità dell’intero emerge dal suo essere “intero” e non dalla sommatoria delle sue frazioni. Detto ciò per amore della precisione, queste due presunzioni, pur essendo relativamente grossolane, nulla tolgono al fatto che il riduzionismo metodologico si sia sempre rivelato uno strumento assai utile per aggiungere nuove conoscenze all’insieme delle vecchie conoscenze. Uno strumento con dei limiti non necessariamente dev’essere considerato uno strumento inutile o fallace. Nelle attività economico-produttive esiste un analogo di quello che per le scienze è il riduzionismo metodologico. Si tratta del taylorismo, dal nome di Frederick Taylor che, a metà ottocento in piena rivoluzione industriale, scoprì che la produzione industriale poteva aumentare se le attività complesse venivano suddivise in attività più semplici assegnate, ripetitivamente, ai singoli operai. In parole povere, se un gruppo di operai eseguiva, dall’inizio alla fine, un’attività complessa, la produzione era inferiore a quella dello stesso gruppo di operai se a ciascuno di essi era assegnata una sola attività semplice da eseguire in modo ripetitivo. La catena di montaggio è più produttiva (ma non necessariamente di migliore qualità) dell’attività “olistica”. I vantaggi produttivi sono evidenti se ci si può permettere di perdere la visione d’insieme. Se questo è accettabile in attività produttive ove la visione d’insieme compete ai piani alti dell’organizzazione, nelle scienze, perdere la visione d’insieme o di quegli aspetti cruciali da cui emergono le funzioni “superiori” dell'intero, può essere un serio limite allo sviluppo della conoscenza.
Ecco spiegata la relazione tra esperimento e riduzionismo metodologico. L’esperimento, essendo sempre limitato a qualche aspetto empirico dei fenomeni e delle teorie sotto indagine, ha senso solo all’interno del quadro di riferimento del riduzionismo metodologico. Questo, a sua volta, è contenuto nel paradigma meccanicista, quel modo di vedere molto caro alle scienze in cui l’universo è assimilato metaforicamente a una macchina e nel quale le cause e gli effetti sono legati in maniera deterministica.

Tutto ciò, con i suoi evidenti limiti, è sempre stato e rimane un modo proficuo per analizzare e per spiegare i fenomeni naturali.

L’esperimento presuppone implicitamente la misurazione. La misurazione (il peso, la velocità, la massa, la grandezza, ecc., ecc.) non è solo una procedura tecnica per cercare, per quanto possibile e ove possibile, di tradurre in “fatti” alcune caratteristiche di un fenomeno. La misurazione è un atteggiamento mentale: è un tradurre elementi fenomenici compositi in un linguaggio numerico che consenta confronti e manipolazioni quantitative (dati) di aspetti qualitativi. L’attitudine alla misurazione (che include l’attitudine al confronto, alla verifica e, quindi, anche alla critica circostanziata) è un elemento tipico dell’agire scientifico. Questa attitudine ha molto a che fare con la “chiave misteriosa” che Cartesio affermava essersi presentata a lui in forma di visione nella notte del 10 novembre 1619. Questa chiave avrebbe consentito – in un’ottica fortemente orientata al monismo metodologico – di riunire con la potenza oggettiva della misurazione, tutte le scienze in un’unica scienza. La chiave era, appunto, l’applicazione della matematica alla geometria e, in maniera più generale, alle procedure per indagare e spiegare i fenomeni naturali. Su questa stessa falsariga, con un certo trionfalismo Lagrange affermava: “Fino a quando l’algebra e la geometria avanzarono su sentieri separati il loro progresso fu lento e le loro applicazioni limitate. Ma quando queste due scienze unirono le loro forze, esse trassero l’una dall’altra fresca vitalità e da allora in poi marciarono a rapidi passi verso la perfezione” (1795).

Oltre a quanto detto fin qui, il cosiddetto metodo scientifico include altri requisiti. Uno di questi, di nuovo, potrebbe essere catalogato nella categoria della “predisposizioni d’animo”. Si tratta della predisposizione a condividere ciò che si fa e ciò che si ottiene con gli altri. In altre parole, una predisposizione a non chiudersi nel segreto del proprio gabinetto di studio. Intendiamoci: non che non si possa fare una scienza “segreta”: in ambito militare non si fa altro e, negli ambiti in cui brevettare per primi è di importanza vitale, anche qui si fa scienza in modo molto, molto riservato. Tuttavia, consuetudine vorrebbe che la scienza, ovvero l’agire dello scienziato, condivida saperi, procedure, e risultati. Tale condivisione servirebbe per mantenere le conoscenze scientifiche nei limiti dell’oggettività. “Oggettività” è un termine impegnativo e sdrucciolevole perché presuppone tutta una serie di impliciti assunti filosofici (realtà, verità, assolutezza, ecc.) su cui ci sarebbe molto da discutere. Escluderò pertanto dal mio ragionare il termine oggettività anche se questo termine si trova assai spesso associato alla dizione “metodo scientifico”. Oggettività a parte, la condivisione e lo spirito con cui si accetta (e lo si desidera) di condividere il proprio sapere e il proprio agire con gli antri è una componente metodologica costitutiva del fare scienza. D’altra parte, fare scienza approfittando di ciò che gli altri condividono con noi e negando agli altri i nostri risultati e le nostre conoscenze, sarebbe un modo alquanto disdicevole di porsi nella comunità scientifica. Purtroppo sarebbe illusorio attendersi una piena e totale condivisione perché assai spesso chi fa scienza (termine allargato in cui includo scienziati professionisti, università, investitori) non desidera spianare del tutto il terreno ai concorrenti, col rischio che questi arrivino per primi al risultato eccellente o al brevetto milionario. Bisogna trovare un compromesso umanamente accettabile. Si sa, per esempio, che Galileo e Keplero corrispondevano e si scambiavano un certo numero di informazioni. Tra i due, però, Galileo faceva un po’ il difficile e talvolta, per mettere in difficoltà Keplero, per rallentarlo (e anche per divertirsi alle sue spalle), condivideva con lui certi risultati ma glieli forniva in forma enigmatica, di sciarada o di indovinello. La condivisione è importante perché la scienza basa molta parte della sua autorevolezza sulla possibilità della contraddizione e della falsificabilità oltre che, naturalmente, della riproducibilità dei risultati. La scienza è una società aperta in cui si condivide il sapere sia per renderlo disponibile sia per renderlo verificabile: questo modo di fare aumenta esponenzialmente la possibilità di crescita della conoscenza rispetto a un’ipotetica scienza chiusa e segreta. La condivisione è quindi una caratteristica fondante del fare scienza e, quindi, del metodo scientifico.

Nel prossimo post si riprenderà esattamente da questo punto.