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Filosofia della Scienza (Elena Castellani)
Programma d’esame
- Il manuale fino al capitolo VII incluso;
- Il contenuto delle lezioni;
- Tre saggi, uno per ognuna delle tre parti in cui è strutturato il corso, a scelta tra quelli messi a disposizione sulla pagina moodle del corso. La scienza rappresenta una forma privilegiata di sapere, e la filosofia della scienza si pone l’obiettivo di descriverne e comprenderne le specificità. Perché privilegiata? Il prestigio di cui gode la scienza è dovuto al suo indubbio successo Le ricadute tecnologiche della ricerca scientifica L’innegabile progresso nella conoscenza del mondo (sia formale che empirico) Perché la scienza ha successo? È naturale cercare le ragioni nelle sue caratteristiche: Sistematica e precisa, Razionale, oggettiva (validità intersoggettiva), Fondata (sia dal punto di vista empirico, sia dal punto di vista formale) Vera “?” (non tutti richiedono che le teorie siano vere) chi lo richiede si affida al realismo scientifico. Ma alcuni usano le teorie solo come strumenti adeguati a orientarsi (concezione strumentale), non si richiede la loro veridicità ma che siano efficaci. Tutti richiedono però che siano testabili. Domande:
- Che cosa intende esattamente con “razionale”, “oggettivo”, “fondato” “vero”?
- Siamo davvero giustificati nel caratterizzare la conoscenza scientifica e il suo prestigio nei termini di questi attributi? La filosofia della scienza riflette su questi temi, occupandosi innanzitutto della (1) natura e (2) validità della scienza in quanto forma privilegiata di conoscenza. A tal riguardo i filosofi della scienza si pongono queste questioni: Come si procede nell’acquisire conoscenza scientifica? ( euristica o “metodologia della scoperta scientifica”) Come si appura e certifica la fondatezza del sapere raggiunto? (metodologia della giustificazione ) Come si articola e sviluppa l’impresa scientifica, e quali sono le sue componenti principali (le teorie scientifiche e i loro concetti, gli esperimenti, le comunità di scienziati)? ( struttura , organizzazione e progresso della scienza) La riflessione su questi punti rimanda a un’altra questione fondamentale, quale è lo scopo della scienza? La questione dello scopo della scienza per quanto riguarda le scienze empiriche è opinione comune che le teorie scientifiche sono formulate allo scopo di fornire una spiegazione dei fenomeni naturali e permettere di prevedere nuovi fenomeni. Ma che cosa significa spiegare un fenomeno? La nozione di spiegazione scientifica richiede di essere analizzata e come vedremo tira in causa altre nozioni come Casualità (trovare la causa di un fenomeno) e legge naturale. Ma di quale scienza stiamo parlando? La scienza moderna che nasce dalla rivoluzione scientifica
Presto la scienza si è suddivisa in varie discipline tra loro anche molto diverse (fisica, chimica, geologia ecc.), ha senso porsi le domande per tutti i tipi di scienza? Tradizionalmente la filosofia della scienza (moderna) è nata rispetto alla fisica, perché le teorie fisiche erano il modello delle teorie scientifiche. C’è la possibilità di parlare di scienze in generale, ma anche nel particolare (filosofia della matematica, filosofia della fisica). Una prima ragione di questo fiorire di filosofie di specifiche scienze è indubbiamente di ordine storico, la scienza nel suo progredire si è sempre più specializzata e differenziata. Ma c’è anche una ragione fisiologica , collegata all’evoluzione stessa della riflessione filosofica sulla scienza moderna. Nei dibattiti correnti, emergono chiaramente i limiti di una riflessione prevalentemente centrata su un’idea generale di scienza. Questo ha stimolato la tendenza a ripensare le grandi domande sulla scienza con una maggiore attenzione sia all’effettiva pratica scientifica sia alle specificità concettuali, strutturali e metodologiche dei diversi contesti nell’ambito dei quali l’indagine scientifica si realizza. Temi della filosofia della scienza : diversi ambiti disciplinari. La metodologia scientifica L’epistemologia (riflessione sulla conoscenza e sulle sue modalità) La metafisica (ontologia o riflessione sui fondamenti) Con la fisica possiamo arrivare a sviluppare teorie, ma introduciamo cose che non hanno un riscontro diretto con la realtà empirica ( problema delle entità teoriche ) L’analisi socioeconomica delle comunità scientifiche (come sono strutturate) La psicologia della ricerca La storia della scienza, che fornisce i casi su cui fondare e vagliare l’analisi filosofica Il testo è strutturato in quattro parti:
- Sono brevemente ricordate le caratteristiche che contraddistinguono la scienza moderna
- Sono dedicate ai temi principali della riflessione filosofica sulla scienza
- Continua il tema della seconda
- (Da non fare se sei frequentante) contiene approfondimenti su alcune delle questioni che sono al centro dei dibattiti attuali in filosofia della scienza Parte prima: nozioni di base
Il ragionamento: deduzione, induzione, abduzione
Quali forme di razionalità sono applicate nell’elaborazione di nuove teorie? Le inferenze , cuore del ragionamento scientifico. l’inferenza è un ragionamento attraverso cui, a partire da certe premesse, si arriva a una determinata conclusione. Diverse tipologie d’inferenza: Induttiva Deduttiva Abduttiva Due categorie d’inferenze:
a) Il fatto sorprendente C viene osservato b) Se A fosse vero, C ne seguirebbe naturalmente c) Quindi c’è ragione di supporre che A sia vero Abduzione - Inferenza alla migliore ipotesi (espressione introdotta da G. Harman nel 1965) Se ci sono più ipotesi che rendono conto del fatto sorprendente da spiegare l’abduzione consiste nell’inferire l’ipotesi che fornisce la migliore spiegazione. In questo senso, si tende a spesso a identificare l’abduzione con l’inferenza alla migliore spiegazione. Secondo Peter Lipton, mirare all’ipotesi più probabile è inutile, dato che non si può stabilire in maniera oggettiva; di conseguenza, il ragionamento scientifico va inteso essenzialmente come basato su inferenze abduttive alle ipotesi che sembrano implicare il massimo di aumento nella comprensione. È utile inoltre accennare ad altri due aspetti rilevanti per la riflessione filosofica sull’abduzione e il ragionamento scientifico. il primo riguarda la relazione tra induzione e abduzione: fermo restando le differenze tecniche tra le due forme di ragionamento e inferenza, ci si chiede se una delle due sia fondamentale, e l’altra in qualche modo derivata. Da una parte, filosofi come Harman sostengono che l’induzione non è altro che una forma particolare di abduzione, in cui il fatto da spiegare è una serie uniforme di osservazioni. Dall’altra parte, si sostiene il contrario, ossia che venga prima l’induzione, perché non è possibile dare un criterio di scelta fra teorie se non si dispone di un apparato di inferenze già compiute sulla base dell’esperienza. La seconda questione riguarda le caratteristiche dell’abduzione e la sua relazione col ragionamento effettivo di soggetti reali. L’abduzione è un paradigma di ragionamento non monotono, si potrebbe quindi sostenere che siamo portati ad accettare queste caratteristiche dell’abduzione in quanto tipicamente, in situazioni di vita reale, ci è richiesta una risposta nonostante l’insufficienza dell’informazione a nostra disposizione. Esempio: l’orbita di Urano Caso storico, rispetto al quale individuare la modalità diverse in cui le tre forme d’inferenza possono essere applicate. Il problema sottoposto è quello delle irregolarità osservate nella forma delle orbite dei pianeti Urano e Mercurio. Per Urano si ipotizzò ci fosse un altro pianeta, che poi si scoprì essere Nettuno nel
- Ma in che modo ci si arrivò? C’erano 3 premesse:
- Leggi della meccanica newtoniana
- Le conoscenze astronomiche dell’epoca (7 pianeti)
- Le condizioni fisiche ausiliare necessarie Secondo l’inferenza deduttiva da (A), (B), e (C) segue il dato O (i) dove O (i) rappresenta la posizione del pianeta al tempo T(i) non viene osservato il dato previsto una premessa va rivista si mette in discussione la seconda, esiste quindi un altro pianeta; funziona! Modalità induttiva
Non appropriata per la soluzione del problema di Urano, mancando una casistica precedente dai cui generalizzare. Ma un ragionamento induttiva venne usato per il caso di Mercurio. Le Verrrier ipotizzò che lo stesso tipo di soluzione di Urano valesse anche per Mercurio, il pianeta, chiamato Vulcano, non venne però osservato. La soluzione del problema dovette aspettare la relatività generale di Einstein. Modalità abduttiva Caso di Urano: il “fatto sorprendete” era costituito dalle irregolarità del moto del pianeta rispetto a quanto previsto sulla base delle conoscenze fisiche e astronomiche a disposizione. Tramite l’abduzione si inferiva l’ipotesi che esistesse un ottavo pianeta, Nettuno, che permetteva di spiegare le apparenti peculiarità del moto osservato di Urano. Funzionò in questo caso, ma non in quello di Mercurio. Modalità abduttiva (2) (inferenza alla migliore spiegazione) Per spiegare il caso Urano, l’ipotesi più semplice ed economica era quella dell’esistenza di un altro pianeta, non certo mettere in discussione la legge newtoniana. In questo caso l’ipotesi venne confermata, ma non sempre l’abduzione è un tipo di inferenza che conduce a conclusioni certe: Il caso della irregolarità dell’orbita di Mercurio in questo caso fu la messa in discussione della fisica newtoniana, e quindi l’ipotesi “peggiore”, a portare alla soluzione del problema. Illustriamo brevemente due altre importanti forme di ragionamento: l’analogia e l’inferenza casuale. Nel ragionamento analogico , la conclusione si basa su una somiglianza fra casi, nel senso che posti due oggetti A e B, se si nota che A e B condividono le proprietà P,Q, R… e poi si osserva che A è T, si è portati a inferire che anche B sia T (l’esempio dell’oro e dell’argento che condividono diverse proprietà). Chiaramente l’analogia non si basa su osservazioni ripetute, e quindi è diversa dall’induzione, si tratta perciò di una forma di ragionamento non deduttivo sui generis ma non arriva a conclusioni valide (esempio dell’aquila e del pinguino, la prima vola e il secondo no). Mentre nella l’inferenza causale la conclusione si basa su una correlazione che è apparsa costante nel passato e sembra necessaria. Vale a dire, se A e B sono stati osservati regolarmente insieme, si è portati a inferire che ci sia un nesso causale fra A e B e che, quindi, si verificherà sicuramente B non appena si osserverà nuovamente A (l’esempio dell’alcool che porta al mal di testa). Verità e validità Un ragionamento scientifico deve essere corretto: fondato su inferenze legittime e che quindi a partire da premesse vere si arriva a conclusioni altrettanto vere o almeno approssimativamente vere (cioè vere con un certo grado di probabilità). Come si caratterizzata la verità? La riflessione sulla verità mette in gioco aspetti di varia natura: logici, linguistici, formali, ontologici e pragmatici. A seconda di come si articola la riflessione su questi aspetti, si hanno diverse teorie filosofiche della verità teoria corrispondentista della verità, della verità come coerenza, pragmatica della verità etc..
1543, anno della pubblicazione del De revolutionibus orbium coelestium di Copernico 1687, anno della pubblicazione dei Philosophiae naturalis principia mathematica di Newton Nell’arco temporale compreso tra queste due date, grazie alle scoperte effettuate, le teorie elaborate, gli strumenti e i metodi proposti da personaggi come Copernico, Brahe^1 , Keplero, Galileo, Cartesio, Huygens e Newton, si definisce: Un nuovo modo d’indagare la natura, Una nuova immagine del mondo, Una nuova immagine della scienza, Una nuova immagine dell’“uomo della scienza”. Cade la concezione cosmologica d’ispirazione aristotelica l’universo delimitato dalla sfera delle stelle fisse, il “primo mobile”, il cui moto circolare si trasmette per contatto alle altre sfere fino a giungere alla sfera della luna (divide il mondo celeste dal mondo terrestre). La Terra , che per la sua natura non celeste non può avere moto circolare, rimane ferma al centro dell’universo. Appiano 1550: Si delinea una nuova immagine del mondo naturale. La concezione dominante fino ad allora era quella derivata dalla tradizione filosofica aristotelica riletta nel medioevo in chiave cristiana: Un mondo ordinato da Dio in senso teologico , in cui ogni cosa era supposta avere un proprio fine a cui tendere, una propria “causa finale” che ne indicava la natura essenziale. Con le acquisizioni della nuova scienza l’ordine della natura da teologico diventa piuttosto casuale : non è più tanto la causa finale lo strumento che consente di cogliere il funzionamento della natura, quanto la “ causa efficiente ” (cioè la causa intesa come l’evento il cui accadere comporta l’accadere dell’effetto). Anche se non più necessariamente indirizzata verso una fine, la natura, grazie a questi insieme di relazioni casuali, ha un proprio ordine. Il filosofo naturale cerca di formulare queste relazioni in proporzioni di carattere generale, o “leggi”, e possibilmente in linguaggio matematico. L’applicazione della matematica , quindi, nello studio della natura diventa lo strumento principale che accompagna il sorgere della scienza moderna. (^1) Non segue il sistema copernicano, ma uno misto.
Alla nuova immagine della natura corrisponde anche, una nuova concezione della posizione dell’uomo nel mondo. Con la sua rivoluzione astronomica, la Terra non più ferma al centro ma un pianeta tra gli altri, ruotante intorno al sole. Perché venisse finalmente accettata questa nuova immagine fu necessario rendere l’indagine naturale autonoma dalle dottrine dei filosofi del passato e in generale da qualunque autorità (andava contro la lettura ufficiale delle Sacre Scritture). Ricordiamo la condanna di Galileo (1633) da parte del Sant’Uffizio e conseguente pubblico atto di abiura di “ogni e qualunque altro errore, eresia e setta contraria alla Santa Chiesa”. Con la nuova fisica/cosmologia cadono: La distinzione tra: mondo terrestre (sublunare) luogo dell’alterazione e del mutamento, e i corpi sono formati dalla combinazione dei quattro elementi Terra, Acqua, Aria e Fuoco mondo celeste inalterabile e perenne, dove gli unici moti ammessi sono quelli circolari uniformi e i corpi celesti sono formati dall’etere o quinta essentia La distinzione tra: moti naturali^2 i moti rettilinei dei corpi terrestri verso i loro “luoghi naturali” (i moti “verso il basso” per i pesanti, i moti “verso l’alto” per i leggeri), i moti circolari nel mondo celeste moti violenti cioè dovuti all’azione di una forza esterna, cessata la quale, cessa il moto Questa ultima distinzione corrisponde a quella più generale tra “ naturale ” e “ artificiale ”. La caduta di queste distinzioni la dobbiamo soprattutto all’opera di Galileo. A tutto questo si accompagna una nuova immagine dell’”uomo di scienza": dal “ dotto ”, detentore di un sapere indiscutibile basato sull’autorità degli antichi e per pochi eletti al “ filosofo naturale ” portatore di un sapere da sottoporre al giudizio dell’esperienza e da comunicare il più possibile, utilizzando quindi un linguaggio comprensibile. La massima opera di Galileo ( dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo ) difatti è scritta in italiano e non in latino.
- Novità dal punto di vista metodologico L’esigenza di rivolgersi ad un mondo sensibile, e non ad “un mondo di carta” ( Galileo , Dialogo , 1632). Ma non attraverso una semplice generalizzazione da osservazioni particolari di esperienza immediata (come si faceva nella fisica della tradizione aristotelica) occorre una guida nel raccogliere e interpretare le osservazioni, e compiere poi un’operazione di astrazione dai dettagli accidentali dei fenomeni osservati per poter arrivare a coglierne gli elementi costitutivi. Ma perché questa importanza della capacità di astrarre? Tra fine 500’ e inizio 600’ la fisica dominante era fondata su ipotesi ricavate da generalizzazioni di osservazioni empiriche tratte dall’esperienza quotidiana. Esempio (^2) La versione moderna di questo moto è il moto per in.
Le caratteristiche da studiare, per conoscere la natura, erano dunque: Forma, grandezza, disposizione e moto dei corpuscoli, le cosiddette qualità primarie , contrapposte alle qualità secondarie (come i colori, i sapori, gli odori e i suoni), viste come meri effetti, sui soggetti, delle particolarità delle qualità primarie degli oggetti. Si delinea quindi questa distinzione tra qualità, e il primo luogo dove esse viene fatta è nell’opera di Galileo il saggiatore (1623), sotto forma di distinzione tra qualità oggettive e soggettive. Nota : dall’assumere questa distinzione, abbiamo due implicazioni naturali l’esperienza sensoriale oggettiva, la base del senso comune, può trarre in inganno (non è attraverso i sensi che noi cogliamo come la natura è fatta, almeno non solo; c’è bisogno di un’esperienza guidata dalla ragione e non dai sensi); utilità/applicabilità della matematica alla conoscenza della natura. Se l’esperienza sensoriale soggettiva può trarre in inganno (e se si rimette in discussione le “autorità” precedentemente accettate) si avverte l’esigenza di istruire i sensi in qualche modo per arrivare ad una conoscenza autentica della natura istruire e leggere correttamente il “libro della natura”. Non è un’istanza puramente epistemica, ma ha un anche risvolto religioso: nell’individuare il metodo per una corretta lettura del Libro della natura (visto come scritto da Dio), i filosofi naturali avevano un ruolo analogo a quello dei teologi nella guida alla corretta lettura delle Sacre Scritture. Inoltre, l’acquisizione di un metodo efficace per la corretta conoscenza della natura poteva avere benefici d’ordine morale e sociale. In un periodo in cui veniva messo in discussione tutto un sistema tradizionale di credenze, garantire una maniera per raggiungere giuste conoscenze poteva assumere un significato rilevante anche in relazione all’ordine sociale: Offrendo una base (la corretta lettura dell’opera di Dio) per una giusta condotta; Favorendo la possibilità di un efficace dominio (anche tecnologico) del mondo naturale a beneficio del vivere comune e del progresso dell’umanità. Parte seconda: Scoperta e giustificazione Francis Bacon (1561-1621) La figura che nel primo Seicento, promuove e influenza nel modo più efficace queste varie istanze verso un rinnovamento metodologico nella conoscenza della natura. Per quanto Bacone^4 non rientri nei parametri tipici dei filosofi naturali protagonisti della rivoluzione scientifica^5 e per quanto buona parte della sua vita sia stata spesa prevalentemente nelle funzioni di uomo politico^6 , il suo contributo per un rinnovamento del sapere è stato di fondamentale rilevanza. Il testo di riferimento per il contributo metodologico di Bacone è il suo Nuovo Organo ( Novom Organum ), uscito nel 1620 (l’attributo “nuovo” ricorre anche nel titolo della sua opera postuma, la Nuova Atlantide , 1627). (^4) Nome italianizzato (Francesco Bacone). (^5) Egli non sposa la cosmologia copernicana e non dà contributi alla scienza di rilievo. (^6) Guardasigilli e poi Lord Cancelliere del re Giacomo I Stuart.
Nell’opera Bacone presenta una nuova logica da sostituire a quella dell’Organon aristotelico, non adatta allo sviluppo delle scienze naturali. Essa, la nuova logica, rientra nel quadro di un progetto complessivo di rinnovamento del sapere, la Grande Instaurazione (Instauratio Magna), di cui rappresenta la seconda delle sei parti componenti (progetto rimarrà incompiuto). Il progetto è vasto e grandioso: egli si propone di “ aprire all’intelletto umano una via completamente diversa da quella nota nel passato ”, apprestando “ aiuti alla mente, affinché essa, secondo il suo diritto, possa esercitare il suo dominio sulla natura ”. L’impresa è quindi quella di “ una totale Restaurazione, innalzata sulle dovute fondamenta delle scienze, delle arti e di ogni umano sapere ”; e questo nel quadro di una visione del mondo centrata sull’ideale di scienza come potenza e opera collettiva, che permette di dominare la natura e quindi rendere migliore le condizioni di vita del genere umano. Un ideale per raggiungere il quale avere a disposizione un metodo chiaro e collettivamente fruibile era condizione essenziale. La seconda parte di questa impresa, il Nuovo Organo , è appunto dedicata alla “ dottrina del migliore e più perfetto uso della ragione nell’indagine sulle cose ”. Una sorta di logica, ma che differisce da quella ordinaria (deduttiva): Nel fine : è quello di inventare non argomenti ma arti, non cose conforme a principi, ma i principi stessi; non ragioni probabili, ma designazioni e indicazioni di opere. In altre parole una logica orientata al lato operativo, piuttosto che a quello discorsivo-contemplativo attribuito alla logica tradizionale. Per l’ordine delle dimostrazioni : Bacone respinge le dimostrazioni basate sull’uso dei sillogismi, perché non aggiungono a quanto già contenuto nelle premesse, e non c’è garanzia che le premesse da cui partono siano vere o ricavate in modo corretto dalla realtà naturale. A questo tipo di dimostrazione, Bacone contrappone l’ induzione (come la intende lui), a sua vista come “quella forma di dimostrazione che sostiene il senso, stringe da presso la natura ed è vicina alle opere”. L’induzione vera è contrapposta a quell’induzione di cui parlano i dialettici che attraverso la quale “dal senso e dai particolari si volava ai principi più generali come verso poli fissi intorno ai quali si svolgono le dispute”. Cioè quel tipo di induzione, che procedeva generalizzando subito da un piccolo numero di fatti o osservazioni particolari, e viene giudicata da Bacone: Puerile ed esposta al rischio di una contraddizione Caratteristica di quei procedimenti della ragione “temerari e prematuri” che chiama anticipazioni della natura (non fondati). L’induzione di Bacone Il procedimento, al quale dà il nome (e il significato) di interpretazione della natura, vuole essere radicalmente diverso e molto più articolato dell’induzione precedente: i principi generali vengono raggiunti solo gradatamente, in modo necessario “mediate legittime esclusioni e eliminazioni”, e questo a partire da esperimenti, non direttamente da sensi.
Applicando l’induzione vera, gli idoli acquisiti possono essere eliminati (anche se con difficoltà) mentre degli idoli innati non ci si può liberare ma se ne può assumere consapevolezza e quindi neutralizzarli. Primo libro del Novum Organum La prima parte dell’impresa metodologica parte “distruttiva”: il fine è di liberare l’intelletto umano dagli errori (inganni dei sensi, errati procedimenti dimostrativi, idoli e false nozioni) che ostacolano l’indagine della natura e la ricerca della verità. Secondo libro del Novum Organum La seconda parte dell’impresa metodologica parte “costruttiva”: “ l’arte di interpretare la natura ” (l’induzione vera). Questa si esercita secondo due modalità : “ Il trarre e far sorgere gli assiomi dell’esperienza ” ( scoperta ) “ Il dedurre o derivare dagli assiomi nuovi esperimenti ” ( previsione e controllo ) Le due modalità dell’induzione vera sono strettamente interconnesse gli esperimenti dedotti dagli assiomi servono, a loro volta, come base induttiva per nuovi assiomi (verrà ripreso dagli empiristici inglesi del 800’). Bacone ne illustra i minimi dettagli e le varie articolazioni, con grande accuratezza di esempi, tratti in gran parte dalle ricerche degli scienziati naturali del suo tempo. Si pongono così le basi del moderno metodo induttivo : a) La raccolta ragionata dei dati (la costruzione della base induttiva); b) Il confronto tra le basi induttive; c) Il procedimento di generalizzazione per gradi; d) L’eliminazione delle ipotesi che non corrispondono ai requisiti richiesti; e) Il ruolo degli esperimenti negativi; f) I criteri di scelta tra ipotesi empiricamente equivalenti (sottodeterminazione delle teorie da parte dell’esperienza); g) La nozione di istanza cruciale. Metodo baconiano Prima modalità (quella della scoperta, si direbbe oggi) Tre passaggi , in cui strutturano gli aiuti o somministrazioni al senso, alla memoria e alla mente:
- La preparazione di “ una storia naturale e sperimentale, sufficiente e buona ” (somministrazione al senso), che fornisca il fondamento di tutto, come vuole un metodo che sia basato sull’esperienza. (“ Non si deve immaginare o escogitare, ma scoprire quello che la natura fa e produce ”).
- Poiché la raccolta di dati o istanze, da sola, può mancare di ordine e “ confondere e disgregare l’intelletto ”, occorre preparare “ tavole e coordinazione delle istanze ” (somministrazione alla memoria), in modo tale che l’intelletto possa agire su di esse.
- Infine, fornire una guida e aiuti all’intelletto nella costruzione degli assiomi, ricorrendo “ all’induzione legittima e vera, che è la chiave stessa della interpretazione ” (somministrazione alla mente). Il procedimento è illustrato passo passo da Bacone nel caso dell’indagine della “vera natura” (o forma) del calore. Attraverso la prima fase, quella della storia naturale e delle tavole delle istanze, viene fatto “ un ordine di comparizione^8 delle istanze di fronte all’intelletto ”.
- In primo luogo, delle istanze positive : cioè tutte le istanze note che si trovano insieme nella natura del caldo, anche se in materie molto differenti (Bacone ne elenca 27), che vengono raccolte in una Tavola dell’essenza e della presenza (i raggi del sole, le meteore infuocate, i fulmini ardenti etc.);
- In secondo luogo, vengono registrate e ordinate le istanze negative , in una Tavola della Deviazione o dell’Assenza in Prossimità : sono cioè raccolte quelle istanze “in prossimità” (affini) a ognuna delle 27 istanze positive, ma nelle quali è assente la natura del caldo (come i raggi della luna o delle comete, i fuochi fatui, ecc.);
- In terzo luogo, sono registrate le istanze nelle quali il calore varia in grado di intensità (come l’accrescimento del calore negli animali per effetto della febbre), raccolte in una Tavola dei gradi o comparativa. Compiuta la prima fase può intervenire l’induzione stessa: il procedimento attraverso cui si scopre, utilizzando le tre tavole iniziali (dette Tavole di prima citazione), “ una natura tale che, quando sia presente la natura data, sempre sia presente, assente quando essa sia assente, e cresca e diminuisca con essa ”. I compiti dell’induzione: Esclusione delle ipotesi non pertinenti il primo compito è quello, negativo , dell’esclusione delle ipotesi non pertinenti: nella fattispecie, “l’esclusione o reiezione” di quelle nature che, nelle Tavole di comparizione, non risultano appartenere alla “forma” del caldo. Sono posti quindi i fondamenti dell’induzione, ma questa non è completa “fino a che non si arrivi alle affermazioni”. “ Affermazione ” o “ ipotesi ”: queste prime affermazioni sono ancora solo provvisorie. Il procedimento è per successivi gradi di certezza e “soprattutto agli inizi, le cose presenti dipendono in gran parte da quelle che devono venire”. Nell’esempio la prima affermazione a cui si giunge sia partendo dalle istanze comprese nelle tavole sia in base alle altre istanze che a mano a mano si presentano, è che il calore sia una specie di moto con determinate caratteristiche^9. Concludiamo soffermandoci su due punti, di particolare rilievo per lo sviluppo successivo della metodologia scientifica, che riguardano quelle che Bacone chiama “istanze prerogative”. (^8) Bacone riprende qui un termine caratteristico del linguaggio giuridico. (^9) A proposito di questa identificazione del calore con un moto meccanico, è stato sottolineato nella letteratura che Bacone può essere visto come un precursore della filosofia meccanica.
C’è quasi un passaggio simbolico tra Galileo e Newton: il primo aveva posto le basi sia sperimentali sia matematiche della descrizione cinematica (cioè nei termini degli spostamenti, delle velocità e delle accelerazioni) dei moti dei corpi. Newton raggiunge con i Principia una completa teoria dinamica, in cui sono stabilite le leggi fondamentali che regolano il movimento dei corpi sia terresti che celesti. A differenza di Galileo, Newton ha il vantaggio di vivere in un modo ormai copernicano e può usufruire delle conquiste scientifiche di filosofi naturali. I principia come modello d’indagine scientifica Essi forniscono il quadro concettuale fondativo della fisica classica ancora oggi i fenomeni meccanici del mondo della nostra esperienza sono descritti nei termini delle leggi di Newton (anche se in formulazioni diverse). Newton è comunemente considerato il padre della moderna metodologia scientifica. L’ambito è quello della meccanica, cioè quella parte dell’indagine sulla natura che si occupa della descrizione, spiegazione e previsione dei moti dei corpi materiali in base alle forze meccaniche (né magnetiche né elettriche) esercitate su di essi. La parola “meccanica” esisteva già nel dizionario, e Newton inizia proprio con una riflessione su due modi apparentemente distinti degli antichi di considerare la meccanica: Come razionale “che procede in modo accurato mediante dimostrazioni” Come pratic a “a cui appartengono tutte le arti manuali e delle quali la meccanica ha preso il suo nome” La meccanica oggetto dei Principia è quella che Newton chiama “ meccanica razionale ”, così caratterizzata “ la scienza dei moti che risultano da forze qualsiasi, e delle forze richieste da moti qualsiasi, esattamente esposta e dimostrata ”. Si tratta quindi di una scienza empirica , in quanto riguarda i moti come fenomeni naturali, ma allo stesso tempo razionale , in quanto “ esattamente esposta e dimostrata ”, cioè basata su principi matematici. La meccanica razionale di Newton così unisce strettamente il momento della ricerca delle leggi dinamiche a partire dall’osservazione dei fenomeni (il momento dell’ induzione ) a quello della “dimostrazione” dei restanti fenomeni sulla base delle leggi trovate (il momento della deduzione ): “Per questa ragione proponiamo questi nostri principi matematici di filosofia. Sembra infatti che tutta la difficoltà della filosofia consista nell’investigare le forze della natura a partire dai fenomeni del moto e dopo nel dimostrare i restanti fenomeni a partire da queste forze ” La struttura dell’opera ( Principia ) rispecchia il particolare intreccio tra matematica ed esperienza (e deduzione/induzione): l’intero sistema teorico è presentato come una struttura assiomatica , sul modello degli Elementi di Euclide, fondata sull’esperienza. I Principia sono articolati in tre libri, ai quali sono premesse le “ definizioni ” dei concetti base della meccanica e gli “ assiomi o leggi del moto^10. (^10) Le famose leggi di Newton, il principio di inerzia, il principio di proporzionalità e il principio di azione e reazione.
Da queste premesse vengono poi dedotti teoremi, lemmi e corollari, nei termini dei quali è descritta la fisica newtoniana. I primi due Libri contengono le “proposizioni generali” e “matematicamente dimostrate” relative ai moti dei corpi. (considerati nel vuoto, nel primo Libro, e nei mezzi resistenti come l’aria e l’acqua, nel secondo Libro). Il terzo Libro è infine dedicato al compito di “ spiegare il sistema del mondo ”, sulla base dei risultati esposti nei primi due libri. Metodologia newtoniana I Principia come modello metodologico : la fisica di Newton non è né solo matematica né solo sperimentale, ma coniuga in modo paradigmatico i due aspetti. Dall’introduzione al terzo libro dei Principia : I principi della filosofia naturale sono “ principi matematici ”, cioè espressi in linguaggio matematico (nei termini di definizioni, assiomi e teoremi), ma a partire da questi principi “ si può discutere di cose filosofiche ”, che sono “ le leggi e le condizioni dei moti delle forze ” e, infine, l’“ ordinamento del sistema del mondo ”. Allo stesso tempo, è “ a partire dai fenomeni del moto ” che si investigano “ le forze della natura ”. In sintesi, l’immagine che Newton tiene a dare coi Principia è quella di una descrizione della natura nei termini della formulazione di leggi matematiche che siano giustificate da generalizzazioni induttive. Quindi vanno escluse dall’ambito scientifico le “ipotesi” non fondate, le “cause ultime” che non possono essere verificate sperimentalmente. “ Non invento ipotesi ” afferma Newton quando discute della causa ultima della gravità nello “Scolio Generale” posto a conclusione della seconda edizione dell’opera: “ In verità non sono ancora riuscito a dedurre a dedurre dai fenomeni la ragione di queste proprietà della gravità, e non invento ipotesi. Qualunque cosa non deducibile dai fenomeni va infatti chiamata ipotesi; e nella filosofia sperimentale non trovano posto le ipotesi sia metafisiche, sia fisiche, sia delle qualità occulte, sia meccaniche. In questa filosofia le proposizioni vengono indotte dai fenomeni, e sono rese generali per induzione ”. Regole del filosofare (Regulae philosophandi) (inizio del III Libro dei Principia , nella versione della III edizione, 1726) Scopo : affermazioni metodologiche per difendere la legittimità della generalizzazione^11 induttiva su cui riposa la teoria della gravitazione universale. Newton indica un canone metodologico da seguire nella “ filosofia sperimentale ” fondata sull’induzione, basato sulle seguenti quattro regole del filosofare: Regola I. “ Delle cose naturali non devono essere ammesse cause più numerose di quelle che sono vere e bastano a spiegare i fenomeni ” Una teoria fondata deve essere tale da spiegare i fenomeni osservati, e nel modo più semplice ed economico possibile “ la natura non fa nulla invano […] è semplice e non sovrabbonda in cause superflue delle cose ”. (^11) Alcuni criticarono la sua teoria perché introduceva una forma di azione a distanza e quindi una “causa occulta”.
La fortuna di Newton (e della sua metodologia) Nonostante le questioni lasciate irrisolte, Newton riesce a presentare un sistema “scientifico” del mondo , fondato su risultati osservativi e matematici. Newton, tra i suoi contemporanei, viene visto come colui che ha svelato la vera struttura dell’Universo e la vera natura delle forze che agiscono in esso e delle leggi che lo regolano. Non è un’esagerazione affermare che una buona parte della riflessione filosofica successiva dovrà fare i conti con Newton. C’è un lato abbastanza nascosto di Newton: nella seconda fase della sua vita, quando si trasferisce a Londra, si dedica all’alchimia, cultore di un sapere per pochi eletti. Attraverso essa, Newton pensa di riuscire a comprendere la traccia ordinatrice di Dio nel mondo. Sulla nozione di esperimento cruciale: il caso della teoria della luce Bacone Le istanze cruciali : una tipologia di istanze, che servono in una situazione di bivio , per indirizzare la scelta verso una sola delle strade alternative. Poi diventa Esperimento cruciale : un esperimento allestito in modo da risolvere il confronto tra due teorie, a favore dell’una o dell’altra. Newton e l’esperimento cruciale dei due prismi (per confutare le teorie della luce bianca come luce semplice) Contenuta nella memoria sulla luce e i colori che Newton presenta nel 1672 alla Royal Society appena dopo essere diventato membro. Obiettivo polemico “teoria modificazionista” La teoria che vede i colori come modificazioni della luce bianca della luce, sostenuta da Cartesio nella Diottrica e nei Principi della filosofia (i fenomeni luminosi sono ricondotti alla pressione esercitata da particelle piccolissime di etere), e anche, per motivi diversi, da Hooke che vede la luce come una vibrazione o “tremore” che si propaga in un mezzo. Scoperta di Newton Attraverso una serie di esperimenti ottici con un prisma non è la luce bianca a essere semplice, ma i colori. I colori non sono modificazioni della luce bianca, ma le sue componenti. Effetto del prisma scomporre la luce bianca nelle sue diverse componenti (in quanto ognuna di queste è caratterizzata da un differente angolo di rifrazione e viene di conseguenza deviata in modo diverso dal prisma); dando così luogo alla formazione dello spetto di colori che si osserva su uno schermo posto a sufficiente distanza.
- Ora deve dimostrare che questi raggi in cui la luce si è scomposta siano raggi semplici (non si possono ulteriormente scomporre) – L’esperimento dei due prismi per Newton è un esperimento cruciale per confutare la teoria della luce bianca come luce semplice (e quindi provare la sua teoria dei colori). A un primo prisma, che scompone la luce bianca nelle sue componenti di diversi colori, viene aggiunto un altro prisma posto al di là di uno schermo
opportunamente forato in modo da far passare un solo raggio di un determinato colore; Il raggio monocromatico che esce dallo schermo rimane inalterato nel coloro anche dopo aver subito una rifrazione nel passare attraverso il secondo prisma. Newton venne criticato per questa teoria, perché non prende posizione chiara sulla natura della luce (metafisica). Huygens , difensore di una teoria ondulatoria della luce, lo spinge a chiarire il rilievo del suo risultato per sostenere l’ipotesi corpuscolare contro quella ondulatoria. Fino a quel momento, Newton aveva preferito tenere distinti il piano metafisico delle ipotesi sulla natura della luce dal piano fisico della scoperta di regolarità matematiche nei fenomeni, per quanto utilizzi di fatto una concezione di tipo corpuscolare. Nel 1765 allora Newton presenta un saggio alla Royal Society col titolo un’ipotesi per spiegare le proprietà della luce , una specie di compromesso: La luce è sì formata da un flusso di particelle (concezione corpuscolare) che però interagendo con l’etere, lo pongo in vibrazione. Queste vibrazioni producono dilatazioni e contrazioni periodiche che a sua volta si ritrasmettono ai corpuscoli, dandogli così le proprietà periodiche. Sulla nozione di esperimento cruciale: il caso della teoria della luce (2) Le due teorie sono: a) La teoria corpuscolare della luce (Newton, Laplace, Biot), che vedeva la luce come un flusso di minuscole particelle in rapido movimento; b) la teoria ondulatoria della luce (Huygens, Young, Fresnel), che vedeva la luce come una perturbazione a onda che si propagava attraverso un mezzo etereo che permeava tutto lo spazio. -contesto storico : il dibattito tra sostenitori di due teorie rivali sulla natura della luce verso meta del 800’- L’esperimento cruciale condotto dal fisico francese Foucault (1850): basato sul fatto che la teoria corpuscolare prediceva che la velocità della luce nell’acqua sarebbe risultata superiore a quella nell’aria, la teoria ondulatoria il contrario. Allestito in modo tale che: La predizione derivata dalla teoria corpuscolare era esprimibile dall’asseto singolare “la macchia priva di colore appare alla destra di quella verdastra”; La predizione derivata dalla teoria ondulatoria era esprimibile dall’asserto “la macchia priva di colore appare alla sinistra di quella verdastra”. Risultato dell’esperimento: la luce si era mossa più lentamente nell’acqua che nell’aria, dando ragione alla teoria ondulatoria. Su questo tipo di conclusioni, famosa critica di Pierre Duhem (1861-1916), fisico (e anche filosofo e storico della scienza), nella sua opera La teoria fisica (1906). Critica di Duhem alla nozione di esperimento cruciale^13 (^13) Questo discorso verrà approfondito successivamente nel capitolo dedicato all’autore di riferimento.
