FILOSOFIA DELLA SCIENZA Corso di laurea triennale in Filosofia

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1 1 FILOSOFIA DELLA SCIENZA Corso di laurea triennale in Filosofia

2 2 Lun-Ven Introduzione alla filosofia della scienza Testi: S. Okasha Il primo libro di filosofia della scienza, Einaudi R. Carnap I fondamenti filosofici della fisica. Introduzione alla filosofia della scienza, Il Saggiatore, parti 1, 3 e 5 fino a p. 319 G. Hempel Filosofia delle scienze naturali, Il Mulino, capp. 2, 3, 5 e 6

3 3 Filosofia della scienza: Riflessione filosofica sulle caratteristiche fondamentali e le conseguenze concettuali della scienza in generale e delle scienze particolari Ma cosa sono la filosofia e la scienza? In che relazioni sono? 1) Origini, Aristotele Medioevo La filosofia della natura

4 4 Separazione a partire dall epoca moderna Umanesimo Rinascimento Rivoluzione scientifica Rivoluzione copernicana (1500), Galileo, Newton Scienza come gruppo di discipline a sé (1800) Metodo scientifico Osservazione, matematizzazione e esperimento

5 5 La filosofia procede invece sostanzialmente a priori Quindi: Filosofia e scienza sono entrambi tentativi di comprensione della realtà Domande e metodi diversi Indipendenza? Indifferenza? Possibilità di interazione

6 6 Perché studiare (filosoficamente) la scienza? 2) Rilevanza filosofica generale Migliore comprensione della scienza Problemi delle scienze speciali Relazione con altri ambiti filosofici (conoscenza, morale etc.) Una prima questione filosofica: La scienza e altre discipline simili

7 7 Scienza e pseudo-scienza Karl Raimund Popper ( ) La rilevanza dell esperimento ci potrebbe far pensare che ciò che distingue la scienza è la verificabilità Non è cosi: controesempi (astrologia, psicanalisi, marxismo ) Sembra sempre possibile far quadrare i conti

8 8 Quale alternativa? Criterio della falsificabilità e delle previsioni rischiose Relazione fra interesse di un ipotesi e sua improbabilità Impossibilità della verifica conclusiva Corroborazione e verisimilitudine Elementi convincenti della proposta di Popper, e suoi limiti

9 9 Scienza e filosofia Caratteri comuni e differenze Filosofia della scienza Caratteristiche e scopi Come distinguere scienza e pseudoscienza? Verificabilità? Concezione popperiana

10 10 Lista (non definitiva) di argomenti che si tratteranno: Forme di ragionamento e ragionamento scientifico Leggi e spiegazioni Scienza e verità: realismo contro antirealismo Evoluzione storica delle teorie scientifiche Problemi specifici in biologia, psicologia e fisica Scienza e società, scienza e non-scienza

11 11 Lista (non definitiva) di argomenti che si tratteranno: Forme di ragionamento e ragionamento scientifico Leggi e spiegazioni Scienza e verità: realismo contro antirealismo Evoluzione storica delle teorie scientifiche Problemi specifici in biologia, psicologia e fisica Scienza e società, scienza e non-scienza

12 12 Il ragionamento (scientifico e non): Deduzione e induzione Due forme possibili di argomenti Argomenti deduttivi Argomenti induttivi Struttura logica? Differenze?

13 13 Il ragionamento deduttivo non è ampliativo, quello induttivo sì Niente di nuovo alla fine del ragionamento Se il ragionamento è valido, la verità è trasmessa dalle premesse alla conclusione Attenzione: validità e verità sono due cose differenti!

14 14 Gli argomenti validi possono solo avere conclusioni vere se le premesse sono vere Tutti i numeri sono o pari o dispari 7 è un numero Quindi, 7 è o pari o dispari Tutti i numeri sono pari 7 è un numero Quindi, 7 è pari

15 15 Se le premesse sono false, la conclusione può essere sia vera sia falsa Tutti le creature con dieci zampe hanno le ali Tutti i ragni hanno dieci zampe Quindi, tutti i ragni hanno le ali Tutti i pesci sono mammiferi Tutte le balene sono pesci Quindi, tutte le balene sono mammiferi

16 16 Per gli argomenti non validi, qualsiasi combinazione di premesse e conclusioni è possibile Invalido V-V: Se possedessi tutto l oro della Banca d Italia sarei ricco Non possiedo tutto l oro della Banca d Italia Quindi non sono ricco

17 17 Per gli argomenti non validi, qualsiasi combinazione di premesse e conclusioni è possibile Invalido V-F: Se qualcuno possedesse tutto l oro della Banca d Italia sarebbe ricco Berlusconi non possiede tutto l oro della Banca d Italia Quindi Berlusconi non è ricco

18 18 Per gli argomenti non validi, qualsiasi combinazione di premesse e conclusioni è possibile Invalido F-V: Tutti i mammiferi hanno le ali Tutte le balene hanno le ali Quindi, tutte le balene sono mammiferi

19 19 Per gli argomenti non validi, qualsiasi combinazione di premesse e conclusioni è possibile Invalido F-F: Tutti i mammiferi hanno le ali Tutte le balene hanno le ali Quindi, tutti i mammiferi sono balene

20 20 Utilità: In generale, per rendere esplicite ed evidenti cose che potrebbero non esserlo Discussioni quotidiane (necessità di evitare l auto-contraddizione) Scienze con oggetti di studio astratti, come la matematica e la geometria Esempi: affermazioni relative a fatti matematici, fondamenti della geometria

21 21 Matematica: Da 0 e S(n) all infinità dei numeri naturali Teorema di Fermat secondo cui ogni numero primo si può scrivere come somma di due quadrati Ultimo teorema di Fermat, secondo cui non esistono soluzioni intere positive all'equazione a n +b n =c n se n>2

22 22 Geometria di Euclide: Tra due punti qualsiasi è possibile tracciare una ed una sola retta Si può prolungare un segmento oltre i due punti indefinitamente Dato un punto e una lunghezza, è possibile descrivere un cerchio Tutti gli angoli retti sono congruenti tra loro Se una retta che taglia altre due rette determina dallo stesso lato angoli interni minori di due angoli retti, prolungando le due rette, esse si incontreranno dalla parte dove i due angoli sono minori di due retti

23 23 Nel caso del ragionamento induttivo, le cose non stanno così Anche se si ragiona correttamente, premesse vere non garantiscono la verità della conclusione Forme dell induzione: Caso 1,caso 2, caso n Caso n+1 Caso 1,caso 2, caso n Conclusione generale

24 24 Caso 1,caso 2, caso n Caso n+1 Caso 1,caso 2, caso n Conclusione generale In entrambi i casi la conclusione potrebbe essere falsa Dall altra parte, l induzione è utile perché è ampliativa C è più informazione nella conclusione che nelle premesse

25 25 L induzione è quindi centrale per le scienze empiriche Ma presenta un problema di giustificazione perchè accettarne le conclusioni? Attenzione! Il problema sembra esserci anche per la deduzione Su che base accettiamo le conclusioni dei ragionamenti deduttivi?

26 26 Cfr. Lewis Carroll (1895) Considerate: A) Due elementi che sono uguali ad un terzo sono uguali fra loro. B) I due lati di questo triangolo sono uguali al terzo. Z) I due lati di questo triangolo sono uguali fra loro. Perché?

27 27 Perché ogni volta che prendo qualcosa come A) e B) per vere, devo prendere qualcosa come Z) per vero. Ma allora ho: A) Due elementi che sono uguali ad un terzo sono uguali fra loro. B) I due lati di questo triangolo sono uguali al terzo. C) ogni volta che prendo qualcosa come A) e B) per vere, devo prendere qualcosa come Z) per vero Z) I due lati di questo triangolo sono uguali fra loro. Regresso all infinito

28 28 Nel caso della deduzione, però, siamo tutti d accordo che è razionale accettare la conclusione Non sembrano esserci alternative Le regole sembrano autoevidenti Le cose non stanno così per l induzione Dunque, l induzione è centrale per le scienze empiriche, ma presenta un problema importante di giustificazione

29 29 Forme di ragionamento. Sommario: Deduzione e induzione, ampliatività e grado di certezza Validità e verità Utilizzi diversi, ruolo dell induzione nelle scienze empiriche Il buon ragionamento induttivo non garantisce la certezza Problema della giustificazione

30 Hume Trattato sulla Natura Umana ( ) Empirismo Definizione di una scienza dell uomo di tipo naturalistico, cioè basata solo su dati di esperienza Non si deve, nè può, cercare di aggiungere altro, andando oltre ciò che percepiamo e le nostre operazioni su tali dati Tutto nasce dall esperienza, cioè da percezioni sensoriali 30

31 31 Impressione diretta, memoria e immaginazione sono diverse solo per quanto riguarda la vivacità della percezione Questione: Da dove otteniamo l idea di nesso necessario? Relazioni causali Nessi fra premesse sul mondo e conclusioni generali di tipo induttivo

32 32 La percezione diretta non ci fa accedere ad alcuna connessione necessaria La connessione necessaria è un idea dell immaginazione determinata dall abitudine L abitudine emerge dalla ripetizione regolare di eventi simili contigui nello spazio e nel tempo L abitudine ci fa credere con forza che dato un evento di un certo tipo se ne darà un altro di un certo altro tipo nel futuro

33 33 Idem, più in generale, per il ragionamento induttivo La razionalità della credenza nel ragionamento induttivo ha quindi una base psicologica, non logica Conseguenze per la nostra fiducia nel ragionamento induttivo e nella scienza?

34 34 Possibili reazioni: Scetticismo Tentativo di rifondare la conoscenza Kant Abbandono dell induzione Popper (Okasha cap. 2) Accettazione del problema, sviluppo della logica induttiva (con scopi pratici) Empiristi post-hume (Carnap capp. 2-3)

35 35 Possibili reazioni: Scetticismo Tentativo di rifondare la conoscenza Kant Abbandono dell induzione Popper (Okasha cap. 2) Accettazione del problema, sviluppo della logica induttiva (con scopi pratici) Empiristi post-hume (Carnap capp. 2-3)

36 36 Secondo Popper: Hume ha ragione nel dire che l induzione non è giustificata razionalmente Ha però torto nel dire che comunque dobbiamo accettarla come inevitabile su basi psicologiche La conoscenza procede invece deduttivamente

37 37 In particolare: Le ipotesi vengono sempre prima! Eventualmente anche come idee innate La scienza procede deduttivamente (mettendo alla prova ipotesi) Ipotesi Conseguenze Prove empiriche (Ricordate il discorso verifica-falsificazione)

38 38 Si può però essere in disaccordo con Popper Da dove vengono le ipotesi? Si può veramente considerare la scienza come una serie di tentativi di falsificare? La relazione fra teoria e esperimento non è così semplice

39 39 La dinamica dei controlli sperimentali (Hempel cap. 3) H E H(+A 1 +A 2 + ) E Ipotesi ausiliarie Esperimenti cruciali e ipotesi ad hoc E H è falsa E H+A ad hoc è ok

40 40 Ricordate l esempio di Urano e Nettuno (Okasha pp ): Teoria di Newton Orbita A per Urano Osservazione Orbita B per Urano Osservazione Teoria di Newton è falsa Ma: Teoria di Newton + Esistenza di un pianeta ignoto Orbita B per Urano

41 41 Notate che le caratteristiche di Nettuno possono essere dedotte dalla teoria di Newton + l orbita di Urano effettivamente osservata 1687: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica di Newton Agosto-Settembre 1846: Calcoli di Adams e Leverrier 23 Settembre 1846: Osservazione di Nettuno e conferma della ipotesi aggiuntiva (e della teoria di Newton)

42 42 Si può dunque essere almeno in parte in disaccordo con Popper Nella scienza il ragionamento nondeduttivo appare necessario Quando una teoria è effettivamente falsificata non dipende solo dalla relazione fra ipotesi e dati Ma anche dall importanza della teoria etc.

43 Ritorniamo allora alle possibili reazioni al problema dell induzione: Scetticismo Tentativo di rifondare la conoscenza Kant Abbandono dell induzione Popper (Okasha cap. 2) Accettazione del problema, sviluppo della logica induttiva (con scopi pratici) Empiristi post-hume (Carnap capp. 2-3) 43

44 44 Anche accettando l induzione, appare necessario dire di più Nella scienza non sembra sufficiente la generalizzazione induttiva semplice Caso 1,caso 2, caso n Caso n+1 Caso 1,caso 2, caso n Conclusione generale Si lavora piuttosto in modo attivo e critico con i dati, formulando, valutando ed eliminando ipotesi

45 45 Induzione per eliminazione Bacone (XVI sec.) Generalizzazione graduale per eliminazione progressiva di ipotesi Mill (XIX sec.) Metodi della ricerca basati su concordanze e differenze rispetto a cause e effetti Hempel esempio di Semmelweis (cap. 2)

46 46 Dato da spiegare: incidenza di grave febbre da parto in una sezione dell ospedale generale di Vienna ( ) Ipotesi: sovraffollamento, febbri epidemiche, cause psicologiche Valutazione: controllo empirico delle conseguenze ed eliminazione (Proposta di) soluzione: nuova ipotesi che quadra con i dati disponibili e le cui conseguenze non sembrano confutate

47 47 Hempel: la concezione induttivistica ristretta della scienza è insostenibile (p. 27) I dati devono essere rilevanti rispetto a qualcosa (e organizzati secondo un certo schema) La scienza è induttiva non (solo) perchè generalizza induttivamente, ma perchè non ottiene mai conclusioni definitive

48 48 Mettendo tutto insieme, ecco una possibile rappresentazione della ricerca nelle scienze empiriche: 1) Raccolta e selezione dati rilevanti 2) Creazione di più ipotesi e scelta di H 3) Deduzione di conseguenze da H 4) Esperimento 5) Valutazione generale e ulteriore elaborazione di H o alternative a H

49 49 Induzione e inferenza alla migliore spiegazione (Okasha pp ) Charles S. Peirce ( ): Deduzione Regola Caso Risultato Induzione Caso Risultato Regola Abduzione Risultato Regola Caso

50 50 Induzione e inferenza alla migliore spiegazione (Okasha pp ) Charles S. Peirce ( ): Deduzione Tutti gli A sono B, x è A, x è B Induzione x è A, x è B (ripetuto), tutti gli A sono B Abduzione x è B, Tutti gli A sono B, x è A

51 51 Induzione e inferenza alla migliore spiegazione (Okasha pp ) Esempio: Il formaggio nella dispensa è scomparso La notte scorsa ho sentito rumori raschianti provenienti dalla dispensa Quindi, il formaggio è stato mangiato da un topo

52 52 Non deduttivo: Il formaggio nella dispensa è scomparso La notte scorsa ho sentito rumori raschianti provenienti dalla dispensa Quindi, il formaggio è stato mangiato da un topo

53 53 Non deduttivo: Il formaggio nella dispensa è scomparso La notte scorsa ho sentito rumori raschianti provenienti dalla dispensa Tutti i rumori raschianti provenienti dalle dispense sono causati da topi Appena un topo si trova in una dispensa, mangia tutto il formaggio disponibile prima di chiunque altro Quindi, il formaggio è stato mangiato da un topo

54 54 Non deduttivo Ma neanche frutto di generalizzazione Eliminazione di ipotesi alternative ed identificazione dell ipotesi migliore? Abduzione - Inferenza alla spiegazione migliore Ma: viene prima l induzione o l inferenza alla spiegazione migliore?

55 55 Peirce, Harman etc.: Prima l inferenza alla spiegazione migliore! Quando generalizziamo induttivamente, non facciamo che affermare ciò che ci sembra costituire la migliore spiegazione dell evidenza Hume: Prima l induzione! È comunque sulla base di induzioni passate che giudichiamo il potere esplicativo

56 56 Avvisi: Ricevimento per appuntamento Testi di Hempel e Carnap in copisteria Venerdì 31 non c è lezione! Conferenza sul naturalismo Sala riunioni piano terra, due relazioni

57 57 Sommario: Induzione e deduzione, validità e verità Problema della giustificazione Hume Popper e il metodo delle congetture e confutazioni Ipotesi ausiliarie e ad hoc Induzione semplice e per eliminazione Abduzione e inferenza alla migliore spiegazione La nozione di probabilità

58 58 Altro tema: Induzione e probabilità Abbiamo capito che l induzione porta a conclusioni non certe ma probabili La probabilità gioca un ruolo anche nella scienza Ma che cos è la probabilità? Teorie della probabilità

59 59 Carnap capp. 2-3 Probabilità statistica e probabilità logica 1) Probabilità statistica: Evoluzione della teoria classica Jacob Bernoulli ( ) Pierre-Simon de Laplace ( )

60 60 Le probabilità corrispondono a fatti numerici relativi alle possibilità disponibili Per esempio: Che esca il 4 quando lancio un dado ha probabilità 1/6 Che esca un 7 totale con due dadi ha probabilità 1/6 (6/36) Che esca un 6 totale con due dadi ha probabilità 5/36 Che esca lo 0 in un giro di roulette ha probabilità 1/39

61 61 Ma le possibilità disponibili devono essere viste come equiprobabili Circolarità? In generale, è difficile individuare le possibilità e i loro pesi Da qui, si è passati alle probabilità come frequenze Frequenze relative e frequenze al limite Esempi: lanci di monete, controlli su dadi truccati Problema con gli eventi unici?

62 2) Probabilità logica: John Maynard Keynes ( ) e Harold Jeffreys ( ): la teoria frequentista è sbagliata, la probabilità è una relazione logica Carnap ( ): 62 Io concepisco la probabilità logica come una relazione in qualche modo analoga all implicazione logica; infatti ritengo che la probabilità possa essere considerata come un implicazione parziale (p. 50)

63 63 Mediante semplice analisi logica, definiamo la relazione fra h ed e Dove h è un enunciato corrispondente a una certa ipotesi, ed e un enunciato che esprime l evidenza disponibile Carnap però sostiene che la probabilità statistica e quella logica vadano usate insieme

64 64 Quindi: La probabilità statistica formula enunciati sintetici, che dipendono da ricerche empiriche su FATTI Dadi, decadimenti radioattivi, efficacia di un farmaco La probabilità logica formula enunciati analitici, che non dipendono da alcuna ricerca empirica su PROPOSIZIONI

65 65 Esempio (p ): 1) La probabilità per un uomo di essere più alto di 1,60 è 0,8 2) x è un uomo C) x è più alto di 1,60 1) esprime una frequenza, è una probabilità statistica C) ha probabilità (logica) 0,8 dati 1) e 2)

66 66 Teorie della probabilità: Teoria classica Frequenze Relazioni logiche oggettive

67 67 Teorie della probabilità: Teoria classica Frequenze Relazioni logiche oggettive Secondo la teoria classica, le probabilità corrispondono a casi interessanti diviso per casi ugualmente probabili Esempio: le probabilità di monete, dadi, roulette (non truccati)

68 68 Teorie della probabilità: Teoria classica Frequenze Relazioni logiche oggettive Secondo la teoria frequentista/statistica, le probabilità corrispondono a proporzioni numeriche Esempio: la probabilità per una donna europea di vivere più di 90 anni sono 1 su 10

69 69 Teorie della probabilità: Teoria classica Frequenze Relazioni logiche oggettive Secondo la teoria logica, le probabilità corrispondono a relazioni logicomatematiche fra asserti Non ci sono fatti probabilistici oggettivi nel mondo Ma ci sono relazioni oggettive fra cose che diciamo (e l evidenza)

70 70 Teorie della probabilità - addendum: Credenze soggettive Probabilità singole Secondo la teoria soggettivista, le probabilità corrispondono alla forza delle opinioni Esempio: la probabilità che ci sia vita su Marte è 1/20000 Non ci sono fatti probabilistici oggettivi nel mondo

71 71 Teorie della probabilità - addendum: Credenze soggettive Probabilità singole Secondo la teoria delle propensioni, si danno fatti probabilistici oggettivi nel mondo, anche singolarmente Esempio: la probabilità per l elettrone di avere spin su quando lo si misura

72 72 Lista di argomenti: Forme di ragionamento e ragionamento scientifico Leggi e spiegazioni Scienza e verità: realismo contro antirealismo Evoluzione storica delle teorie scientifiche Problemi specifici in biologia, psicologia e fisica Scienza e società, scienza e non-scienza

75 Scopi pratici e teorici della scienza 75 Spiegazione e leggi di natura Modelli filosofici della spiegazione scientifica (e della predizione)

76 Scopi pratici e teorici della scienza 76 Spiegazione e leggi di natura Modelli filosofici della spiegazione scientifica (e della predizione) Hempel e il modello della legge di copertura (o nomologico-deduttivo ) Leggi generali Fatti particolari. Fenomeno da spiegare

77 Scopi pratici e teorici della scienza Spiegazione e leggi di natura 77 Modelli filosofici della spiegazione scientifica (e della predizione) Hempel e il modello della legge di copertura (o nomologico-deduttivo ) Leggi generali Fatti particolari. Fenomeno da spiegare explanans explanandum

78 78 Versioni probabilistiche/statistiche (cfr. Carnap): Modello statistico-deduttivo deduzione di conseguenze da leggi probabilistiche Leggi generali probabilistiche Fatti particolari. Fenomeno da spiegare

79 79 Modello statistico-deduttivo deduzione di conseguenze da leggi probabilistiche La penicillina cura lo streptococco al 95% L infezione è stata trattata con penicillina L infezione era da streptococco. Il 95% dei pazienti è guarito

80 80 Modello statistico-induttivo sussunzione di eventi specifici sotto leggi probabilistiche La penicillina cura lo streptococco al 95% L infezione è stata trattata con penicillina L infezione era da streptococco. Jones è guarito

81 Consideriamo in generale il modello nomologico-deduttivo 81 Appare utile perché assumendo le leggi si deducono I fatti osservati Confronta con Popper Conseguenza: Spiegazione e predizione sono per Hempel, due aspetti della stessa cosa

82 Limiti: il problema della simmetria Le leggi devono essere parte dell explanans, ma quali fatti vengono inseriti nell explanans e quali nell explanandum è indifferente Ma allora si accetta indifferentemente che x spiega y e che y spiega x 82 Il problema della rilevanza L explanadum potrebbe seguire deduttivamente dall explanans ma non essere veramente spiegato

83 Alternativa: modello causale Le spiegazioni evidenziano nessi causali 83 Altre opzioni: Modello unificazionista si spiega quando si unificano domini indipendenti Modello strutturale si spiega istituendo identità e correlazioni Approccio pragmatico e pluralistico?