IL VERO E IL BELLO - Cronaca di una scoperta

In questo post racconto come il vero e il bello mi si siano manifestati congiuntamente in modo del tutto inatteso durante i miei primi armeggiamenti in un laboratorio di immunochimica.[1] Frutto tardivo di quelle antiche emozioni, la conversazione che segue trae nutrimento da pensieri ed esperienze altrui e di ben altro valore.  

Quado ero un giovane studente ero certo che la scienza fosse l’unico strumento per accedere al reale e per conoscere il vero. Non ero conscio che avrei potuto limitarmi a considerarla un metodo efficace per rappresentare, interpretare e predire fenomeni. Né potevo immaginare, privo d'esperienza com'ero, che oltre alle categorie del reale e del vero, attraverso la scienza fosse possibile accedere alla categoria del bello. A quel tempo mi veniva naturale prendere per buona la massima «Nell’arte il bello, nella scienza il vero» con la quale Paolo Mantegazza (Igiene dell’amore, 1877) lasciava in eredità al Novecento l'assoluta separatezza delle le due categorie. 

Poi, finalmente, dalla piccola scienza che usciva dalle mie mani sbocciò improvviso il bello. Fu un’esperienza intensa e sorprendente.

Parte del lavoro riguardante la mia tesi di laurea consisteva nell'estrarre dal sangue purificandole al più elevato grado possibile alcune particolari proteine. L’armamentario di cui disponevo era vario, complicato e tecnologicamente avanzato: soluzioni acide, soluzioni alcaline, centrifughe, strumenti cromatografici, spettrofotometri e via dicendo. Alla fine del lavoro di estrazione (attività che richiedeva diversi giorni per essere ultimata), le soluzioni proteiche che avevo ottenuto passavano attraverso strumenti che ne misuravano la quantità e la purezza. Nel mentre, dei pennini riproducevano su carta ciò che stava avvenendo letteralmente sotto i miei occhi, occhi che però, senza l'ausilio degli strumenti, sarebbero rimasti totamente ciechi alla qualità dei risultati ottenuti. Le proteine purificate si distribuivano in picchi ben distinti. Qui di seguito due grafici rappresentativi di quelle esperienze.  

Due esempi di purificazione cromatorafica di proteine

Quelle curve disegnate su carta erano copia e rappresentazione di una realtà vera altrimenti invisibile (le proteine purificate). In quei grafici i miei occhi vedevano il vero. Un "vero" che, contemporaneamente, era anche estremamente bello. Resta da capire se quel “bello” era tale in sé o perché rappresentava un esperimento perfettamente riuscito. In tal caso, in quella curva oltre al bello prendeva corpo un'altra categoria, quella del buono, nel senso del "ben fatto". 

Ero estasiato da quella esperienza estetica. Era un'emozione inattesa che travalicava l'ambito della ragione sommuovendo livelli ancestrali del sentire. 

La categoria del bello era penetrata in me attraverso un canale inaspettato (a voler dar retta a Mantegazza), quello della scienza, che ai miei occhi continuava a rappresentare il vero.   

Ma il bello nella scienza sembra apparire ovunque. 

Che dire dei frattali che rappresentano, attraverso la matematica, la ricorsività di avvenimenti naturali solo apparentemente casuali?

Frattale

Che dire delle tracce lasciate da particelle subatomiche durante la loro effimera vita di pochi milionesimi di secondo?

Particelle subatomiche effimere rivelate nella "camera a nebbia"

La stretta connessione tra vero e bello rivela un che di entusiasmante che ti sprona a cercarlo ovunque, anche se - oggi me ne rendo conto - la categoria del vero è piuttosto sdrucciolevole. 

Oggi, sulla perfetta corrispondenza tra scienza e vero ho qualche riserva che da giovane non avevo, ma quanto alla percezione del bello nella scienza questa è rimasta immutata e non mi è difficile comprendere l’ottocentesco entusiasmo di Carlo Cattaneo quando affermava: «le bellezze del vero scientifico sono inesauste; la loro varietà vince l’immaginazione» (Il Politecnico, vol. 5, 1842).

Vi sono sorprendenti corrispondenze tra le forme generate da certe espressioni matematiche e alcune forme assai diffuse in natura. Tra le più belle, quelle generate dalle formule di Fibonacci che trovano corrispondenze quasi perfette con forme naturali estremamente comuni.

Strutture naturali conformi all’equazione della spirale mirabile  sviluppata 

da Leonardo Pisano detto il Fibonacci (1170-1242)

Per molti matematici certe equazioni risultano belle di per sé e “suonano” come magnifiche melodie. Ciò avviene quando dette equazioni rappresentano una soluzione elegante a un determinato problema o portano a risultati inaspettati e innovativi. 

In questa faccenda del senso estetico legato alla scienza sembra di intravedere un che di universale, vale a dire una sorta di risonanza tra le forme che la scienza genera e quelle di cui l’intelletto gode. Giovanni Sebastiani (matematico del Cnr) afferma: «Credo che la matematica sia stata inventata per rispondere alle esigenze dell’uomo, sia per ciò che ha a che fare col mondo materiale e per ciò che ha a che fare con l’astratto, come la bellezza e come i concetti di carattere universale».

Da par suo, Robert Musil, romanziere eccelso e per nulla a digiuno di scienze, fa dire a un suo personaggio: «Nella scienza tutto è forte, audace e splendido come nelle favole» (L’uomo senza qualità, 1933).

Il rapporto tra scienza e senso del bello è così forte che, per esempio, Roger Penrose (premio Nobel 2020 per la Fisica) può oggi affermare che «I successi di Dirac, Schrödinger, Einstein, Feynman e molti altri sono dovuti al fatto di essere stati guidati, in misura abbastanza ampia, dall’attrazione estetica delle particolari idee teoriche da loro proposte.» (La strada che porta alla realtà, Bur Rizzoli 2011).

Un altro premio Nobel, Subrahmanyan Chandrasekhar (Nobel per la fisica nel 1983), rilancia l'idea che «il valore estetico di una teoria scientifica risieda nella sua capacità di introdurre armonia ove in precedenza regnava il caos» (Le ragioni dell'estetica nella scienza, 1987)

La relazione tra scienza (modalità per descrivere la realtà) e senso estetico (modalità per entrare in rapporto con la realtà medesima) viene infine ben rappresentata dall'espressione “danza cosmica”. Ne parla estesamente Fritjof Capra quando, facendo riferimento alla descrizione della materia da parte della fisica del ventesimo secolo, afferma: «L’intero universo è impegnato … in una incessante danza cosmica di energia» e quando, citando le parole di un Lama tibetano riportate da Alexandra  David-Nell, trascrive: «Tutte le cose sono aggregati di atomi che danzano e con i movimenti producono suoni … Ciascun atomo canta perennemente la sua canzone e il suono, in ogni istante, crea forme dense e tenui» (Il Tao della fisica, Adelphi 1982 p. 259 e 279). 

Il danzatore cosmico Shiva-Nataraja

In questa visione taoista della materia e dell'universo che fu cara a molti fisici del Novecento risuonano le antiche armonie astronomico-numeriche che dall’antica filosofia greca (da Pitagora a Platone, ) corrono giù giù lungo il medioevo fino al rinascimento quando, per esempio, Keplero inglobava geometria, musica e cosmologia nella cosiddetta musica delle sfere (Harmonices Mundi, 1619) o quando Goethe, nel Faust, fa dire all’arcangelo Gabriele:  «Intonando l'antica melodia, a gara con gli astri fratelli, percorre il corso prescritto il Sole con passo di tuono».

Con tutto ciò si rende evidente che l’estasi da cui fui improvvisamente sopraffatto negli anni verdi della gioventù ha una storia lunga e universale di cui allora nulla sospettavo ma sulla cui intima natura ancora mi interrogo. L’interrogativo più immediato riguarda l’origine di quel senso del bello che alcune forme generate dalla scienza evocano nella mente di chi le osserva. Il fatto che tali forme possano rendere visibile l’invisibile può generare sorpresa ma da solo non è sufficiente a generare il senso del bello. C’è qualcosa di più. Può essere che tali forme rappresentino uno spiraglio attraverso il quale il lato razionale di chi osserva percepisce la plausibilità della rappresentazione del vero che gli viene offerta. Ma anche questo forse non è abbastanza. Può essere che quelle forme inducano una sorta di risonanza o consonanza mentale tra quelle rappresentazioni del “vero” e le aspettative dell’intelletto di poter accedere a quel medesimo vero.  Nella mente dell'uomo esiste una vera e propria fame di vero e quelle forme possono apparire come una consolatoria rappresentazione di quel vero che, prima che la scienza la mettesse a disposizione, era accessibile solo attraverso la mediazione religiosa. É forse su questo ancestrale sfondo spirituale che, indossando gli abiti forniti dalla scienza, il vero giunge all'intelletto approdando infine alle categorie mentali del giusto e del bello.

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[1] L'immunochimica è una disciplina immunologica che si prefigge di studiare gli antigeni, gli anticorpi e l'interazione antigene-anticorpo utilizzando i concetti ed i metodi che appartengono alla chimica (definizione da Wikipedia).

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.

MA LA SCIENZA, CHE COS’È? – DEFINIZIONI (parte 5 di 5)

Ho lasciato per ultima la definizione data dell’Enciclopedia Treccani on-line. Poiché la Treccani è una delle istituzioni “dotte” del nostro paese, le aspettative di una definizione “dotta” erano alte. In realtà, quella che vado a discutere non è una vera e propria definizione: non è, cioè, un'espressione sintetica pensata per definire, con poche ed essenziali parole, che cosa si intende per scienza. È, invece, il preambolo col quale, alla voce "Scienza", l'enciclopedia Treccani on-line introduce una sorta di summa, suddivisa in cinque capitoli, in cui (miracolo di sintesi) è riassunto quasi tutto quel che si può dire della scienza.

La "definizione" che vado a discutere, dunque, è la seguente: 

"La scienza è l’insieme delle discipline fondate essenzialmente sull’osservazione, l’esperienza, il calcolo, o che hanno per oggetto la natura e gli esseri viventi, e che si avvalgono di linguaggi formalizzati. 

Fu concepita inizialmente (principalmente con G. Galilei) come concezione del sapere alternativa alle conoscenze e alle dottrine tradizionali (relative al modello aristotelico-tolemaico), in quanto sintesi di esperienza e ragione, acquisizione di conoscenze verificabili e da discutere pubblicamente (e quindi libera da ogni principio di autorità). 
Successivamente il ruolo della scienza si è andato via via rafforzando dal punto di vista sia sociale e istituzionale, sia metodologico e culturale, e la scienza è diventata uno degli aspetti che meglio caratterizzano, anche per le innumerevoli applicazioni tecniche, il mondo contemporaneo e i valori culturali che esso esprime" (vedi al LINK).

La prima volta che ho presentato su queste pagine la definizione della Treccani, l’ho accompagnata con un primo sommario giudizio che devo necessariamente riproporre qui. Le mie parole erano state: «È una definizione tripartita: un primo tratto generale; un secondo tratto in cui si guarda più che altro a che cosa la scienza si contrappone, piuttosto che a che cosa essa sia; un terzo tratto che guarda più che altro alla penetrazione della scienza nella società fino al punto di diventarne un elemento strutturale e costitutivo. È una definizione al tempo stesso molto prudente, colta, e complessa: direi quasi “gesuitica”, dalla cui complessità, tuttavia, è difficile trarre qualcosa di concreto o un’idea chiara di che cosa la scienza, esattamente, sia».

In linea di massima mi sento di confermare le mie parole di allora, pensate a caldo e senza essermi a lungo soffermato sulle singole espressioni. Prima di addentrarmi in un non facile tentativo di analisi critica di questa definizione-preambolo, mi corre l'obbligo di precisare che l'Enciclopedia Treccani, alla voce "Scienza" dell’Enciclopedia del Novecento, tratta in modo estensivo il tema della scienza con settanta pagine belle toste a cura di Gerard Radnitzky e Paolo Rossi (vedi al LINK).

Questa definizione e quella proposta da Yahoo Answers esordiscono entrambe con la parola “disciplina”. Su questo termine mi sono già espresso in maniera piuttosto critica qualche settimana fa commentando la definizione data da Yahoo Answers. Treccani, tuttavia, parla di discipline, plurale: “è l’insieme delle discipline”. In tal modo, Treccani se da una parte perde qualcosa della connotazione di trasmissione top-down del sapere, dall’altra accentua il senso di frantumazione di un sapere in molti saperi, di una scienza in molte scienze, di una cultura in molte materie. Questo termine continua a non piacermi: al singolare per alcuni motivi; al plurale, per altri. D'altra parte, Treccani col suo "discipline" apre un problema importante che non potrò affrontare, qui e oggi, ma che sarà affrontato prossimamente: il problema è quello di distinguere tra Scienza (al singolare), come concetto riferito all'esplorazione della natura, e  Scienze (al plurale), come aspetti procedurali, tecnici e tecnologici attraverso cui la Scienza acquisice conoscenza e interviene sulla natura. L'argomento richiede una discussione specifica: qui vale la pena solo di evidenziare il fatto che Treccani nel suo preambolo-definizione cerca abilmente di mescolare i due aspetti e che, così facendo, non contribuisce, secondo me, alla chiarezza.

  

Tali discipline, secondo Treccani, pur nelle loro differenze, hanno o devono avere un denominatore comune: quello di essere “fondate sull’osservazione, l’esperienza, il calcolo”.

Questa definizione esordisce in modo molto prudente. È una giusta prudenza che consiste nell'evitare qualsiasi riferimento implicito o indiretto all'idea che la scienza si applichi al “reale” o che miri alla “verità”. Treccani, infatti, si riferisce qui a ciò che si osserva. Il fondamento, dunque, è l’osservazione del fenomeno quale appare. 
In molti casi (anche se non in tutti), le osservazioni del fenomeno possono essere ripetute più e più volte, e si possono apparecchiare esperimenti riguardanti il fenomeno medesimo. Le caratteristiche del fenomeno e i risultati degli esperimenti sono misurabili. Le misurazioni, analizzate e confrontate tra loro, consentono di trarre deduzioni, formulare ipotesi, e valutare le relazioni tra gli elementi che compongono il fenomeno osservato. Tutto ciò produce un corpus di informazioni - e di relazioni tra le informazioni - utili a valutare la ripetibilità o la predittività del fenomeno in date condizioni. Questo, senza che sia necessario tirare in ballo realtà o verità. Tutto ciò che si può trarre da osservazione, esperienza e calcolo può trovare applicazioni empiriche utilitaristiche, e può anche trovare applicazioni nella formalizzazione di modelli e di teorie astratte. Questa prima parte della definizione non impedisce di considerare la scienza come uno strumento di intervento empirico sul mondo fenomenico e nemmeno di considerarla come uno strumento per disegnare modelli e teorie sulle leggi che, eventualmente, governino deterministicamente il mondo. Quando ho definito “gesuitica” questa definizione, non intendevo dichiararla “falsa” o “ipocrita” (due connotazioni negative del termine), bensì “pensata in modo acuto e sopraffino” per evitare posizioni aprioristiche su aspetti che sono oggetto di eterno dibattito filosofico attorno al tema della scienza.

Pollaiolo: La Prudenza (1470)

La prudenza continua con le successive parole della definizione quando essa afferma che la scienza ha “per oggetto la natura e gli esseri viventi”. Anche qui, nessun cenno alla realtà. O la si dà per scontata, oppure si considera che tutti sappiano in che cosa consistano la natura e gli esseri viventi e che sulla questione non ci sia bisogno di dire o di definire alcunché.
Per poter manipolare le informazioni tratte dall'osservazione dei fenomeni, la scienza si avvale, secondo Treccani, “del calcolo e di linguaggi formalizzati”. Il calcolo è una manipolazione indiretta di proprietà che possono essere intrinseche alla natura o possono appartenere all’esperienza sensibile del fenomeno. Anche qui, con la parola calcolo non si prendono posizioni sull’accesso diretto o indiretto alla realtà: si afferma unicamente che certe relazioni possono essere messe in rapporto tra loro attraverso il linguaggio formale (e neutrale) della matematica. Calcolo e linguaggi formalizzati sono quindi strumenti esterni e accessori all’osservazione e si avvalgono di regole interne formali che danno rigore e interpretazione univoca alle operazioni effettuate su astrazioni desunte dall’osservazione. Geniale. È così, infatti, che si muove una scienza effettivamente spoglia da condizionamenti ideologici. Qualora tali condizionamenti esistessero (ed esistono: i paradigmi ne sono l’esemplificazione più chiara), è sufficiente non nominarli nella definizione, ed è come se non esistessero. La neutralità della scienza è salva.

La seconda parte della definizione è descrittiva: descrive ciò che la scienza non vuole essere e come la philosophiae naturae abbia trovato un proprio metodo conoscitivo ben separato e distinto da processi logici e cognitivi - quelli della metafisica - non sottoponibili a processi di falsificazione, e come, al contrario, abbia scelto per sé proprio quei metodi, metodi su cui si basa una parte dell’argomentare scientifico contemporaneo. Dice Treccani: La scienza “fu concepita inizialmente (principalmente con G. Galilei) come concezione del sapere alternativa alle conoscenze e alle dottrine tradizionali (relative al modello aristotelico-tolemaico), in quanto sintesi di esperienza e ragione, acquisizione di conoscenze verificabili e da discutere pubblicamente (e quindi libera da ogni principio di autorità)”. Al di là della chiarezza di questa proposizione (decisamente scadente), vien quasi da pensare che Galileo, del tutto inconsapevolmente e pensando certamente a un “principio di verificabilità”, abbia per certi versi anticipato il “principio di falsificabilità” o la “possibilità di confutazione" tanto care al filosofo Karl Popper (1902-1994).

Il sistema aristotelico-tolemaico è stato un “paradigma”, una concezione del mondo (e dell’uomo nel mondo), una weltanschauung tra le più solide e durature dei tempi storici. La cosmologia aristotelica prevedeva un universo chiuso, finito, geometrico, fatto di sfere concentriche con al centro il luogo ove vive l’uomo: la terra. Su questa base concettuale (IV°secolo a.C.) e sulla scorta di dettagliate osservazioni astronomiche (Ipparco di Nicea, II° secolo a.C), il matematico alessandrino Tolomeo (II° secolo d.C.) era stato in grado di approntare un sistema di calcolo che consentiva di prevedere la posizione degli astri e di conoscere la propria posizione sulla terra e sui mari basandosi appunto sulla posizione degli astri. Questi calcoli si basavano sulla regolarità della rotazione delle "sfere celesti" e sull'aggiunta di speciali calcoli correttivi (gli eccentrici) necessari per far quadrare alcune cose poco compatibili con la sola rotazione delle sfere. Nel sistema tolemaico, la corrispondenza prevedibile (e perciò considerata “vera”) tra il livello astrale (regno della perfezione secondo Aristotele) e il livello sublunare imperfetto (il regno dell’uomo), aveva una fortissima valenza di veridicità. Inoltre, il fatto che i calcoli tolemaici rispettassero le apparenze e consentissero effettivamente di muoversi agevolmente e senza perdersi sulla superficie della terra, rende conto del motivo per cui tale sistema fosse riconosciuto come valido e come “vero” dai poteri laici e religiosi e che fosse ancora in vigore quando cominciarono le grandi esplorazioni geografiche, scoperta delle Americhe inclusa. Con le osservazioni di Copernico (1473-1543) e con i calcoli di Keplero (1571-1630) fu possibile formulare previsioni migliori delle posizioni degli astri rispetto al sistema tolemaico. Questi calcoli si basavano su una visione dei cieli e dell’universo totalmente anti intuitiva, con il sole al centro dell’universo e i pianeti, terra inclusa, che giravano attorno ad esso. Lo scompiglio che questo modello creò è più che comprensibile, uno scompiglio che metteva in discussione anche la posizione (e il significato) dell’uomo nell’universo. Il sistema copernicano e i calcoli di Keplero avrebbero potuto benissimo essere accettati se si fossero limitati a costituire un nuovo sistema per salvare le apparenze e un puro modello teorico, atto a fare previsioni migliori di quelle tolemaiche. Quel che fece Galileo fu insistere sul fatto che il modello aristotelico-tolemaico era “falso” e quello copernicano era "vero". È su questa sé-dicente posizione di “verità” che la scienza nasce e si contrappone alle “false” ipotesi basate sull’autorità dei filosofi, su argomentazioni di tipo metafisico, su incontrollabili dettati religiosi. Un’idea di scienza veramente indigeribile per i poteri del tempo, i quali trovavano conforto e sostegno proprio su ciò che la nascente scienza definiva come “falso”. La definizione di scienza che da Treccani accentua questo momento topico dell’origine (tecnica e ideologica) della scienza. Su questo punto, Treccani non può barcamenarsi in un limbo di neutralità perché, su questi aspetti, si sta di qui o si sta di là.

Fatto questo passo, Treccani deve procedere in modo conseguente e trarre le necessarie conclusioni, definendo la scienza come il prodotto di una “sintesi di esperienza e ragione, acquisizione di conoscenze verificabili”. A dire il vero, la frase “sintesi di esperienza e ragione” è perfettamente applicabile anche al sistema aristotelico-tolemaico che era senza dubbio una “sintesi di esperienza e ragione” e anche piuttosto “verificabile”, in quanto le sue predizioni venivano confermate dall’esperienza e dai fenomeni osservabili. Quel che fa la nascente scienza copernicana, kepleriana, galileiana è di fare previsioni migliori. Implicitamente, se le previsioni sono “migliori” siamo portati a credere che esse siano anche più “vere”.  È su questa base che nasce l’idea di una scienza in progresso continuo verso predizioni sempre migliori e, quindi, sempre più vere. La scienza, quindi, è (o appare essere) un processo asintotico verso la verità. La definizione Treccani, sottoscrivendo implicitamente questo teorema (scienza à verità), tende a sottoscrivere (senza però mai nominarla) l’idea che la scienza descriva la “realtà” in sé: se non descrivesse la “realtà”, non si potrebbe dire che la direzione cui guarda la freccia del progresso scientifico coincide con quella della conoscenza del vero. Su questa questione abbiamo già discusso fin troppo a lungo.

Le ultime parole della seconda parte della definizione di Treccani sulla scienza riguardano la condivisione e la libera discussione delle conoscenze scientifiche, conoscenze che sono “da discutere pubblicamente” e svincolate da "ogni principio di autorità". Questa è una giusta ambizione, talora disattesa dagli stessi scienziati per questioni di priorità, altre volte disattesa da interferenze d’ordine politico e di potere.

La terza parte della definizione Treccani ha a che vedere con la penetrazione sociale della scienza che ha finito col diventare essa stessa parte attiva nella gestione dei poteri: “Successivamente il ruolo della scienza si è andato via via rafforzando dal punto di vista sia sociale che istituzionale sia metodologico e culturale, e la scienza è diventata uno degli aspetti che meglio caratterizzano, anche per le innumerevoli applicazioni tecniche, il mondo contemporaneo e i valori culturali che esso esprime".  

La buona capacità di formulare previsioni precise e accurate fa sì che a livello individuale e collettivo la fiducia nel modo di operare scientifico cresca, espandendosi e approfondendosi sempre più in quei domini del sapere e del fare in cui queste specifiche caratteristiche sono particolarmente apprezzate. Ci si affida volentieri a un “metodo” che consente risultati migliori rispetto ad altri metodi. In fondo, è solo una questione di praticità. I ragionamenti metafisici, le tradizioni religiose, gli artifici magici, le divinazioni, le credenze popolari e vari altri “metodi” cognitivi tradizionali non sono così efficaci come le scienze nel produrre predizioni attendibili e non consentono un rapido avanzamento nella produzione di tecnologie utili. È pertanto assolutamente ovvio e scontato che il ruolo della scienza sia andato “via via rafforzandosi dal punto di vista sia sociale e istituzionale, sia metodologico e culturale”. Le conoscenze del mondo fisico acquisite scientificamente sono diventate tali e tante che la scienza ha dovuto (e ha trovato conveniente) suddividere il sapere in saperi. Sono nati quindi sempre più domini specifici che sono andati sempre più separandosi gli uni dagli altri (quasi un universo in espansione) per cercare solo recentemente riavvicinamenti funzionali: sono nate quindi le discipline della chimica, della fisica, delle scienze della vita e così via (senza addentrarci, qui, nell'ampio spettro delle discipline umanistiche). Ognuna di queste discipline ha creato a sua volta nuovi saperi, nuove tecnologie, nuovi poteri, nuovi benefici (accanto agli inevitabili effetti dannosi e indesiderabili).
A partire dalla fine dell’ottocento, un numero sempre maggiore di persone ha cominciato a credere che “tutti” i problemi dell’uomo o del mondo intero potessero essere affrontati e risolti con strumenti scientifici.  È stato così, sull’ala di un positivismo entusiastico, che la scienza, a poco a poco, ha acquisito le stigmate del “Credo” diventando una seconda religione che in certi luoghi e in certe menti è andata sostituendosi ai credi e agli approcci tradizionali, diventando, come dice Treccani “uno degli aspetti che meglio caratterizzano il mondo contemporaneo e i valori culturali che esso esprime”. Treccani, anche su questo punto, non esprime giudizi di merito e si limita alla più cauta neutralità sebbene, in fondo in fondo, sembra di cogliere l’eco di una crociana nota negativa di fronte a questo esuberante imperversare della scienza nel mondo contemporaneo.

Non tutti, ovviamente, si sono lasciati conquistare dal fascino indiscutibile della scienza e dei suoi risultati. Inutile fare un elenco dei tanti e famosi “recalcitranti”: tra i molti, cito solo due esempi. Il primo è l’assai contorto filosofo austriaco Ludwig Wittgenstein (1889-1951), autore del famoso Tractatus logico-philosophicus, il quale ebbe a dire una volta: «Il mio scopo è diverso da quello dell'uomo di scienza, il corso del mio pensiero è diverso dal suo» (1930). Il secondo è il sociologo francese Edgar Morin, uno dei pensatori contemporanei che amo di più. Egli, in un articolo intitolato Le vie della complessità (contenuto in La sfida della complessità, Feltrinelli 1997), a proposito delle eventuali pretese della scienza di potere conoscere e misurare ogni cosa, così scrisse: «Qual è l’errore del pensiero formalizzante e quantificatore che ha dominato le scienze? Non è certamente quello di essere un pensiero formalizzante e quantificatore, e non è nemmeno quello di mettere fra parentesi ciò che non è quantificabile e formalizzabile. Sta invece nel fatto che questo pensiero è arrivato a credere che ciò che non fosse quantificabile e formalizzabile non esistesse, o non fosse nient’altro che la schiuma del reale».

Il mio excursus durato cinque puntate sulla definizione di scienza termina qui. Smontare criticamente le definizioni altrui è relativamente facile. Chi lo fa dovrebbe mettersi in gioco per proporre la propria definizione di scienza. Tenterò a mia volta di farlo tenendo in debito conto almeno alcune delle critiche che ho portato alle definizioni altrui. Prima di farlo, però, sarà necessario ragionare sul “metodo scientifico”, vale a dire sul metodo teorizzato dalla Scienza e messo in pratica dallo scienziato. Nessuna delle definizioni che ho fin qui discusso accenna al problema del metodo che, però, è cruciale. La questione si profila ardua e se ne parlerà dopo l'estate.
Buon relax a tutti noi.