Un libro del Corriere della Sera
Che cos’è la scienza?
Da Platone a Popper: un bel saggio di Vincenzo Crupi insegue la struttura filosofica del pensiero scientifico. La capacità di porsi domande su noi stessi è cambiato nei millenni ma ha continuato sempre a caratterizzarci
Edita dal Corriere della Sera, la nuova collana Le parole della filosofia approfondisce una serie di concetti chiave nella storia del pensiero. Nel volume curato dal filosofo della scienza Vincenzo Crupi, si indaga la nozione di scienza. L’etimologia del termine «scienza» deriva dal latino scientia, che inizia a diffondersi verso la fine dell’epoca repubblicana di Roma. La parola latina, a sua volta, è la traduzione dal greco epistème. Il concetto di scienza ha subìto trasformazioni notevoli nel corso dei secoli.
Nell’Atene del IV secolo a.C., i greci si interrogano su un problema scientifico allora piuttosto rilevante, ovvero la forma della Terra. Essi non hanno gli strumenti adeguati per compiere misurazioni accurate circa quella che oggi conosciamo come circonferenza terrestre. L’elaborazione di schemi e modelli teorici da cui i fenomeni osservabili possono essere dedotti ha portato Platone ad assegnare il compito di «salvare i fenomeni» ai suoi colleghi astronomi nell’Accademia. Con questa espressione si intendeva cercare, creare ed inventare una teoria sulle traiettorie visibili dei corpi celesti e giustificare tale osservazione nel quadro teorico di riferimento. Questo modello concettuale consente di condensare una molteplicità disparata di osservazioni empiriche compiute dagli scienziati del tempo in uno schema unitario. La mente riconosce nella realtà caratteristiche che riflettono in maniera imperfetta il mondo delle Idee o le Forme. L’epistème, quindi, significa conoscere le Forme o Idee eterne e da ciò deriva una concezione predominante di scienza nell’antichità, intesa come: vera e certa, in quanto la visione intellettuale non è soggetta all’inganno dei sensi; completamente stabile, perché descrive ciò che è immutabile; necessaria, perché nelle Forme nulla può essere diverso da com’è; causale, poiché spiega le ragioni di ciò che osserviamo; universale, perché proprietà simili si manifestano nell’esperienza in quanto derivate da una stessa Forma e perciò riconoscibili come tratti comuni in oggetti diversi.
Nonostante le numerose divergenze che separano Platone dal suo principale allievo, la concezione scientifica di Aristotele si inserisce nel quadro già delineato dal maestro. Con Aristotele, inoltre, troviamo una prima declinazione di scienze al plurale, dove lo Stagirita spiega come scienze diverse possono affiancarsi trattando differenti oggetti oppure possono avere relazioni gerarchiche nel caso in cui i teoremi di una scienza fungono da principi fondamentali di un’altra branca del sapere. Con il suo carattere sistematico, l’opera aristotelica intende delineare un’enciclopedia di tutte le conoscenze scientifiche dell’epoca.
Ciò che in Aristotele rimane un ideale a cui aspirare trova applicazione nell’opera di Euclide. Le analisi del matematico alessandrino restano tuttora fondamentali, tant’è che contengono molta della geometria piana che ancora viene studiata a scuola (per esempio il teorema di Pitagora o la definizione del cerchio). Inoltre, per la prima volta in maniera rigorosa, Euclide definisce e dà prova di una dimostrazione, ovvero un ragionamento che parte da premesse esplicite e arriva alle necessarie conseguenze, tramite passaggi graduali che non lasciano margine di incertezza.
Attraverso un salto temporale piuttosto ampio e seguendo la riflessione di Crupi, osserviamo alcuni elementi salienti del ragionamento scientifico in un altro periodo significativo per la storia della scienza, ovvero la rivoluzione scientifica fra XVI e XVII secolo. Verso la metà del Cinquecento, l’astronomo polacco Niccolò Copernico segna il passaggio dal sistema geocentrico al sistema eliocentrico. La svolta non riguarda solamente considerazioni di carattere scientifico, ma implica un radicale cambiamento della visione del mondo fino ad allora conosciuto. Nonostante le numerose difficoltà nel proporre questa nuova concezione dell’universo che ha comportato, fra l’altro, la condanna a morte di molti scienziati, tra cui Galileo Galilei, il nuovo paradigma eliocentrico riesce a descrivere la struttura del cosmo non solamente attraverso schemi e modelli teorici in grado di «salvare i fenomeni» osservati, ma consente anche l’applicazione del metodo sperimentale. Quest’ultimo è in grado di giustificare empiricamente i fatti esaminati, oltre a riconoscere nuove scoperte. Grazie al ricchissimo repertorio di dati osservativi accumulati nel corso dei decenni, l’astronomo Keplero introduce l’idea delle orbite planetarie ellittiche e dà forma matematica ad altre importanti regolarità del moto dei pianeti (le «Leggi di Keplero»). Galilei, attraverso il suo «messaggero celeste» (sidereus nuncius), cioè il cannocchiale, riesce ad osservare fenomeni fino ad allora inediti, come le montagne lunari, le macchie solari, i satelliti di Giove e le fasi di Venere. In questo modo, la netta distinzione fra mondo lunare e mondo sublunare, propugnata dai fautori del sistema geocentrico (o aristotelico-tolemaico), viene progressivamente abbandonata.
Nel Seicento, lo scienziato Isaac Newton segna il compimento della rivoluzione scientifica. Con la sua teoria della gravitazione universale, l’unità tra mondo terrestre e mondo celeste ha un punto di svolta. Una sola e medesima causa, l’attrazione gravitazionale della Terra, è in grado di spiegare sia il moto di una mela che cade verticalmente a terra dall’albero, sia quello della Luna che non cade affatto, ma resta in orbita. Anche dal punto di vista metodico, la scoperta di Newton segna un passaggio ulteriore. Il riferimento ad una forza attrattiva che agisce in ogni momento fra tutti i corpi materiali dell’universo va al di là delle nostre possibilità di verifica. La validità di questa teoria è piuttosto determinata indirettamente, a partire dalle conseguenze osservabili che se ne possono dedurre e che altrimenti non avrebbero una spiegazione legittima.
Nel Settecento Edmond Halley, un collaboratore di Newton, lavora sull’applicazione della teoria newtoniana al moto delle comete. Grazie ad una serie di calcoli matematici e raccolte di informazioni dai suoi predecessori, egli riesce ad elaborare il movimento ellittico delle comete che, perciò, secondo le sue previsioni sarebbero ricomparse periodicamente ogni settantasei anni circa. Halley non visse così a lungo da poterlo verificare, ma la sua predizione fu ricordata e confermata con un limitato margine di errore.
In un’altra circostanza, la scienza newtoniana determina la scoperta di un nuovo pianeta, ovvero Urano. Il pianeta non viene avvistato nelle posizioni previste dai calcoli e perciò viene considerata l’ipotesi che una massa sconosciuta abbia una forza gravitazionale tale da perturbare il moto di Urano. Nel corso dell’Ottocento, Nettuno viene effettivamente avvistato e la sua posizione è calcolata a partire dalla potente struttura matematico-astronomica ereditata da Newton.
Con il Novecento si assiste ad un’altra grande rivoluzione scientifica. L’elaborazione e le implicazioni della teoria della relatività generale di Einstein sono incompatibili con la fisica di Newton. La fisica newtoniana fornisce regole efficaci per analizzare aspetti direttamente osservabili di fenomeni di un certo tipo, cioè quando le velocità sono molto inferiori a quella della luce. Per fenomeni differenti servono altre regole e più complesse, definite dalla teoria relativistica.
Tuttavia, questo approccio non è esente dal rilevare questioni problematiche. Lo sottolinea il filosofo della scienza Karl Popper, secondo il quale la ricerca scientifica implica l’invenzione di teorie non solo in grado di spiegare fatti empirici. Tali teorie dovrebbero essere sottoposte a controlli severi, in situazioni in cui potrebbero essere smentite. Secondo Popper, gli obiettivi della scienza non consistono soltanto nel calcolare correttamente i risultati osservabili e misurabili, ma anche nell’approssimarsi a una descrizione veridica del mondo. L’eliminazione delle teorie false attraverso la confutazione empirica e la loro sostituzione con teorie severamente controllate e non ancora falsificate rappresenta perciò un progresso nella ricerca della verità. Per essere scientifica una teoria deve essere falsificabile, nel senso che deve poter essere sottoposta a robusti controlli empirici. Diversamente, le teorie pseudoscientifiche (Popper fa l’esempio dell’astrologia, del marxismo e della psicanalisi) eludono la critica e il rischio di confutazione attraverso l’esperienza, rivelandosi sempre vere o sempre false, poiché non è mai possibile indagarne le implicazioni in maniera approfondita e rigorosa, come avviene invece per le teorie scientifiche.
Un fisico e filosofo della scienza novecentesco, Thomas Kuhn, sviluppa una riflessione sulla scienza in antitesi rispetto a quella di Popper. Secondo Kuhn, alla base dell’attività scientifica in un dato momento storico si trova un paradigma, ovvero l’insieme dei principi teorici, metodi operativi e risultati fondamentali che vengono accettati e condivisi dalla maggior parte della comunità scientifica ed ispira il loro lavoro in una fase di cosiddetta scienza normale. Il paradigma orienta in modo decisivo l’interpretazione dei fenomeni e non viene messo in discussione. In questa cornice, i compiti dello scienziato consistono nel migliorare e rinforzare il paradigma di riferimento. Durante questa fase, si ampliano le conoscenze e il progresso scientifico pare lineare e cumulativo. Tuttavia, episodi rari e traumatici segnano un punto di cesura. Si tratta delle rivoluzioni scientifiche, nelle quali paradigmi fra loro incommensurabili si sostituiscono. La definizione di un nuovo paradigma (per esempio l’astronomia tolemaica, quella copernicana o la fisica relativistica) dipende dall’insoddisfazione rispetto al paradigma di riferimento, incapace di risolvere anomalie rilevanti. La transizione fra paradigmi rappresenta un punto di svolta notevole, un cambiamento sulla visione del mondo. Da un punto di vista filosofico, l’abbandono della certezza come tratto imprescindibile della conoscenza scientifica non significa svalutare questo tipo di conoscenza. Le scienze si evolvono correggendo continuamente gli errori del passato e, proprio per questo, l’idea di una conoscenza senza certezza sembra un grande punto di partenza anche per il futuro della scienza.
Le fotografie sono di Roberto Cavallini
