Epistemologia - Bacone, Neopositivismo, Bridgman, Popper, Kuhn, Lakatos- P. Godfrey-Smith, Theory and Reality. An introduction to the philosophy of science J. Losee, Filosofia della scienza. Un'introduzione
Perché la filosofia e la storia della fisica? Quando penso alla scienza non per qualche motivo superficiale come il far soldi o l'ambizione, e anche come piacere sportivo, nel senso dell'allenare il cervello, allora le questioni seguenti sono quelle che devono interessarmi ardentemente in qualità di discepolo della scienza: quale obiettivo può essere raggiunto dalla scienza a cui mi sto dedicando? Fino a che punto i suoi risultati sono veri? Che cosa è essenziale e che cosa è invece solo basato su qualche caso accidentale dello sviluppo? [ ] Concetti di cui si è provata l'utilità per ordinare le cose spesso e facilmente conquistano una grande autorità su di noi, e allora dimentichiamo la loro origine terrestre e li accettiamo come fatti inalterabili. Ecco che allora essi vengono definiti come necessità concettuali o dati a priori ecc. La strada del progresso scientifico è frequentemente bloccata per lunghi periodi da tali errori. E' quindi non solo un passatempo quello di esercitare la nostra abilità di analizzare questi concetti familiari e di dimostrare le condizioni sotto le quali la loro utilità e giustificazione dipende, e il modo in cui si sono sviluppati. (Einstein su E. Mach)
Francesco Bacone (1561-1626) - cancelliere del Re - guai giudiziari - morte sul campo - Lavori: Novum Organum La nuova Atlantide - empirismo, positivismo
Bacone e la società industriale: La Nuova Atlantide Racconto utopico; società (Bentsalem) ove nel tempio (Casa di Salomone) la casta sacerdotale è composta di scienziati dediti agli esperimenti (col metodo baconiano) Uomo padrone e interprete della Natura La storia di Bacone è la storia di una vita dedicata interamente a una grande idea. Questa idea si impossessò di lui ancora fanciullo, prese corpo attraverso le diverse esperienze della sua vita, e gli fu presente fin sul letto di morte. Oggi questa idea è ovvia, in parte ha perso del suo splendore, sovente è stata travisata; ma ai tempi di Bacone costituiva una novità. Essa consisteva semplicemente nel credere che il sapere dovesse portare i suoi frutti nella pratica, che la scienza dovesse essere applicabile all'industria, che gli uomini avessero il sacro dovere di organizzarsi per migliorare e per trasformare le condizioni di vita. (B. Farrington)
CRITICA al metodo baconiano Poincaré: La scienza si costruisce con i fatti, né più né meno di come una casa si costruisce con le pietre; ma un cumulo di fatti non costituisce la scienza così come un cumulo di pietre non è una casa Rispetto a Galileo: manca la relazione matematica!
il CIRCOLO di VIENNA ca. 1925-1935 componenti di varia formazione: Carnap, Neurath, Schlick, Hahn + Hempel, Gödel,... si ispirano al lavoro di Wittgenstein (il Tractatus ) e di Einstein riunioni serali nella Vienna degli anni Venti mettere ordine nel pensiero, anni (anche politicamente) burrascosi ampio ventaglio di posizioni atteggiamento anti-metafisico Socialismo democratico, scienza come internazionalizzazione uso della logica Neopositivismo o Positivismo Logico o Empirismo Logico Filosofia come analisi logica del linguaggio Scienza come individuazione e predizione di pattern esperibili Teoria della verificabilità del significato, ovvero...
E. Severino così sintetizza il nucleo di pensiero del Wiener Kreis : Una proposizione ha significato solo se si può accertare che è vera o che è falsa, e cioè solo se è verificabile o falsificabile: se di una proposizione non si può e non si potrà mai dire se affermi qualcosa di vero o di falso, questa è una proposizione solo in apparenza. Ciò posto, l'unico modo per stabilire se una proposizione è vera o falsa è di accertare se nell'esperienza esista o non esista il fatto asserito dalla proposizione. In questo modo ci si comporta costantemente nella vita quotidiana e nella scienza, per stabilire la verità o falsità di un asserto. Ma la metafisica è, costitutivamente, un asserire qualcosa che esiste al di là di ogni esperienza possibile [ ] ciò significa che gli asserti metafisici non possono, per principio, essere verificati o falsificati, e che quindi sono completamente privi di significato
Un predecessore: D. Hume If we take in our hand any volume; of divinity, or school metaphysics, for instance; let us ask, does it contain any abstract reasoning concerning quantity or number? No. Does it contain any experimental reasoning concerning matter of fact and existance? No. Commit it then to the flames. For it can contain nothing but sophistry and illusion
in sintesi: Stabilire il significato di un enunciato equivale a stabilire le regole secondo cui l'enunciato va usato, e questo, a sua volta, è lo stesso che stabilire la maniera in cui esso può essere verificato (o falsificato). Il significato di una proposizione è il metodo della sua verificazione (Schlick) una versione attuale con valenza didattica/divulgativa - è quella del drago nel garage di C. Sagan...
Percy W. Bridgman (1882-1961) Operazionalismo: gli scienziati devono usare il linguaggio in modo che ogni termine concettuale sia strettamente collegato a delle procedure di osservazione diretta Opere: Dimensional Analysis (1922) La logica della fisica moderna La natura della teoria fisica (1936)
Cosa importante di una teoria è quello che essa fa, non quello che dice di fare o quello che il suo autore ritiene che essa faccia [il concetto di lunghezza risulterà] fissato quando sono fissate le operazioni mediante cui la lunghezza si misura; vale a dire, il concetto di lunghezza implica né più né meno che il gruppo di operazioni con cui la lunghezza si determina. In generale, per concetto noi non intendiamo altro che un gruppo di operazioni; il concetto è sinonimo del corrispondente gruppo di operazioni
Posizione strumentalistica, nominalistica di Bridgman quando estendiamo il campo della nostra esperienza, dobbiamo essere pronti a constatare, prima o poi, che estendendo per mezzo di modelli mentali il concetto ordinario di evento a fenomeni su piccola scala, abbiamo automaticamente introdotto di contrabbando nel nostro quadro fenomeni che non esistono, di modo che sarà necessario rivedere il nostro pensiero riformandolo in termini corrispondenti all'esperienza diretta. Esempio: concetti di traiettoria e di posizione dalla fisica classica alla fisica atomica..
KARL POPPER (1902-1994) l'induzione è un mito (cfr. Bacone, secchio vs. faro, percezione vs. osservazione) la DEMARCAZIONE scienza/non scienza: - VERIFICABILITA': impossibile (tacchino/corvi...) - FALSIFICABILITA' - ASIMMETRIA LOGICA falsificabilità/verificabilità (cigno nero...) CONGETTURE e CONFUTAZIONI Crescita della conoscenza scientifica; scienza vs. pseudoscienza Altre forme di conoscenza: dotate di senso riabilitazione della METAFISICA la società aperta cfr. letture allegate
Il metodo per congetture e confutazioni 1. Congettura dalla teoria derivare un effetto misurabile, controllabile, smentibile dall'esperienza 2. la predizione supera il banco di prova dell'esperimento la teoria è CORROBORATA (e non verificata ; più verosimile della teoria precedente, ma non vera ) (pubbl. 1963) In ultima analisi: tutte le teorie scientifiche sono CONGETTURE, sono, per la loro stessa natura, FALLIBILI 3. specificare ulteriormente, andare a caccia di una predizione ancora più rischiosa 2. la predizione viene falsificata riformulare la teoria, cambiarla
Verificabilità/falsificabilità Quante mele dovrò lasciar cadere dalla mia mano prima che io possa affermare che cadranno tutte? Evidentemente non c'è un limite a questo numero. Non sarà mai possibile dedurre per via logica, dopo aver sperimentato con un numero finito di casi, che tutte le mele si comporteranno così, e infatti basta che una mela salga, invece di cadere, perché la teoria cada. [ ] Da una falsificazione noi impariamo sempre una grande quantità di cose. Non solo impariamo che una teoria è falsa, ma ci impossessiamo di un nuovo problema individuato con maggior precisione; e un nuovo problema, come già sappiamo, è il punto di partenza vero e proprio di un nuovo sviluppo scientifico (H. Bondi) è proprio la possibilità, tutt'altro che teorica, che le generalizzazioni di cui ci fidiamo siano false, che rende la pratica scientifica piacevolmente eccitante (C. S. Peirce)
Scienza / Pseudoscienza Esempi di audaci congetture corroborazioni: - la predizione dell'esistenza di Nettuno - l'atomismo di Boltzmann - vita del muone/ deviazione della luce stellare - l'onda elettromagnetica - il punto di luce di Poisson - l'esistenza dell'etere Rifiutano ogni possibilità di falsificazione e quindi non sono scienza ma pseudoscienza - l' astrologia - la psicoanalisi - il marxismo (teoria marxista della storia)
Era precisamente questo fatto il fatto che dette teorie erano sempre adeguate e risultavano sempre confermate ciò che agli occhi dei sostenitori costituiva l'argomento più valido a loro favore. Cominciai a intravedere che questa loro apparente forza era in realtà il loro elemento di debolezza Nel caso della teoria di Einstein, la situazione era notevolmente differente. [ ] La teoria einsteiniana aveva portato alla conclusione che la luce doveva essere attratta dai corpi pesanti come il sole [ ] si poteva calcolare che le stelle vicine al sole sarebbero apparse come se si fossero scostate un poco dal sole [ ] La cosa che impressiona in un caso come questo è il rischio implicito in una previsione del genere. Se l'osservazione mostra che l'effetto previsto è del tutto assente, allora la teoria risulta semplicemente confutata. Essa è incompatibile con certi possibili risultati dell'osservazione di fatto. (K. Popper, Congetture e confutazioni)
Contro l'induttivismo, l'empirismo ingenuo, Bacone: Prendete carte e matita; osservate attentamente e registrate quel che avete osservato! Essi chiesero, naturalmente, che cosa volevo che osservassero. E' chiaro che il precetto: osservate! è assurdo. [ ] I risultati sperimentali sono sempre interpretazioni dei fatti osservati. [ ] Una scienza esige punti di vista [ ] viviamo al centro di quello che io chiamo di solito un orizzonte di aspettative. [ ] Essere razionali significa perciò servirsi delle teorie ben controllate, restando però disponibili ad una loro sostituzione. (K. Popper, Congetture e confutazioni)
La riabilitazione della metafisica "Non ci sono fonti prime di conoscenza. Ogni fonte, ogni suggerimento è il benvenuto, e ogni fonte, ogni suggerimento, è aperto all esame critico. Tranne che in storia, di solito noi esaminiamo i fatti stessi, piuttosto che le fonti delle nostre informazioni." (Popper) Indovinare prima di dimostrare! Ho bisogno di rammentare che proprio così si sono compiute tutte le scoperte importanti? (Poincaré) "[...] possiamo capire che cosa dev'essere una teoria scientifica e che cosa deve fare. Soprattutto essa deve mettere l'accento sul carattere altamente immaginativo della scienza. L'essenziale è che lo scienziato costruisca una teoria. Non è possibile meccanizzare questo questo procedimento, né ridurlo a una specie di produzione in serie di idee scientifiche. Esso richiede sempre l'immaginazione umana e di fatto nella scienza la creatività e l'originalità sono tenute nella massima considerazione." (H. Bondi) Il fisico nucleare Martin Deutsch confessa (Evidence and Interference in Nuclear Research) che "nel mio lavoro mi sono stupito dall'elevato grado a cui l'immagine preconcetta dello sperimentatore a proposito di quello che sta investigando determina il risultato delle sue osservazioni. L'immagine a cui mi riferisco è la rappresentazione simbolica, antropomorfica degli altrimenti inconcepibili processi atomici" Il filosofo Barone su Keplero: "senza i tre quarti filosoficamente speculativi dell'opera kepleriana non avremmo forse nemmeno quel quarto a cui si riconosce valore scientifico per i suoi risultati quantitativi obiettivamente controllabili" "Simplex sigillum veri" "Pulchritudo splendor veritatis"
Metaphysical ideas such as speculative atomism - have aided the advancement of science. Scientific discovery is impossible without faith in ideas which are of a purely speculative kind (Popper)
Scienza come magistra vitae Popper: da La logica della scoperta scientifica a La società aperta e i suoi nemici Il metodo critico o razionale consiste nel far morire al nostro posto le nostre ipotesi, ha sostenuto il grande epistemologo. Un atteggiamento che è il portato della scienza moderna, che non è solo il più efficace metodo per accrescere le nostre conoscenze, ma anche lo scrigno prezioso di valori che ci piacerebbe vedere applicati anche in altre aree della vita civile. La lezione epistemologica di Popper, il suo famoso falsificazionismo è soprattutto una lezione di morale e di onestà. Gli intellettuali non devono atteggiarsi a profeti, ma esporre con chiarezza le loro idee in maniera che esse possano essere sottoposte alla critica. Chi ha un autentico amore per la conoscenza agisce in questo modo perché la critica, la scoperta dell'errore, sono essenziali per la scoperta della verità. Ma le teorie non sarebbe criticabili se non fossero espresse con chiarezza e se non indicassero in anticipo quali fatti potrebbero falsificarle, porgendo il collo alla mannaia della critica. (A. Massarenti)
Thomas Kuhn (1922-1996) STORIA della scienza - scienza normale (paradigma) - scienza straordinaria (rivoluzione scientifica)
PARADIGMI SCIENTIFICI Si originano a partire dai grandi lavori scientifici: - Fisica, Aristotele - De Revolutionibus, Copernico - Principia, Newton - Opticks, Newton - Experiments and Observations on Electricity, Franklin - Traité Elementaire de Chimie, Lavoisier I risultati che presentavano erano sufficientemente nuovi per attrarre uno stabile gruppo di seguaci, distogliendoli da forme di attività scientifica contrastanti con essi; e nello stesso tempo, erano sufficientemente aperti da lasciare al gruppo di scienziati costituitosi su queste nuove basi la possibilità di risolvere problemi di ogni genere. Coloro la cui ricerca si basa sui paradigmi condivisi dalla comunità scientifica si impegnano ad osservare le stesse regole e gli stessi modelli nella loro attività scientifica (Kuhn)
*...tuttavia il possedere un paradigma è necessario per poter riconoscere delle anomalie... ANOMALIE... dalla scienza normale alla rivoluzione scientifica... insuccessi passeggeri: Colui che riesce nell'impresa si dimostra un esperto solutore di rompicapi, e la sfida del rompicapo è una parte importante delle ragioni che di solito lo spingono avanti. [ ]L'incapacità di ottenere od andare vicini al risultato anticipato è di solito un fallimento per lo scienziato es.: Planck che prova a risolvere il corpo nero; Keplero che traccia orbite circolari...? Da dimenticare: si guarda al bicchiere mezzo pieno (soprattutto nei primi tempi della fase paradigmatica) Es.: moto retrogrado di Marte (tolem.), moto della Luna; irreversibilità many-body (mecc. newt.) da far rientrare: i puzzles più difficili, tipo il moto di Urano o quello della Luna; nella fisica aristotelica: moto retrogrado di Marte Ancora (dopo anni): Planck e Keplero... critici: irriducibili anche dopo molti tentativi Es.: il moto del perielio di Mercurio; particelle ad altissima velocità; Ancora (dopo vari anni): Planck e Keplero... quando si accumulano... vs. Popper
Sebbene [gli scienziati] comincino a perdere la fede e a considerare delle alternative, non rinunciano al paradigma che li ha condotti alla crisi. Essi non trattano le anomalie come delle falsificazioni, sebbene questo è ciò che le anomalie sono secondo il vocabolario della filosofia della scienza Copernico vide come falsificazioni ciò che la maggioranza degli altri successori di Tolomeo aveva visto come puzzles nell'accordare l'osservazione con la teoria [ ] (dall'interno di un paradigma le anomalie non appaiono come dei test per la teoria) La decisione di rigettare un paradigma è sempre simultaneamente la decisione di accettarne un altro Si apre un periodo di scienza straordinaria i dati vengono re-interpretati es.: Copernico/Tolomeo ancora: Planck e il corpo nero; RIVOLUZIONE SCIENTIFICA è evento extrascientifi co, conversione mistica... non ci sono regole razionali (Lakatos su Kuhn) Incommensurabilità (es.: si passa all'eliocentrismo anche se il sist. tolemaico dà risultati con analoga precisione, non è passaggio razionale!) La proposta più elaborata di Copernico non era né più semplice né più accurata del sistema tolemaico. Le prove osservative disponibili [ ] non fornivano una base per una scelta tra i due sistemi Inizio della parte pre-paradigmatica di un nuovo paradigma, Passaggio dalla critica al dogmatismo
Imre LAKATOS (1922-1974) falsificazionismo sofisticato PROGRAMMA DI RICERCA
Struttura comune a tutti i programmi di ricerca L'unità di base di valutazione non deve essere più una teoria presa isolatamente o una congiunzione di teorie, ma piuttosto un programma di ricerca, con un nucleo convenzionalmente accettato (e dunque non confutabile in virtù di una decisione provvisoria) e con una euristica positiva che definisce i problemi, delinea la costruzione di una cintura di ipotesi ausiliari, prevede anomalie e le trasforma con successo in esempi (Lakatos) Nucleo di ipotesi dure euristica negativa Cintura di ipotesi ausiliari, protettive euristica positiva Se evidenze non spiegabili: prima di rigettare il nucleo, si introducono delle ipotesi aggiuntive... vs. Popper ( falsificazionismo ingenuo )
c'è un dinamica dei programmi di ricerca rivali Non una teoria isolata, ma soltanto una serie di teorie può essere detta scientifica o non scientifica: applicare il termine scientifico a una singola teoria è un errore di categoria (Lakatos) progressivo: teoria che anticipa fatti nuovi La dinamica dei programmi è razionale, la si misura sulla base delle capacità predittive Programmi di ricerca rivali e coesistenti (anche solo sottotraccia ) degenerativo: teoria costretta a giustificare fatti nuovi, ipotesi post -hoc vs. Kuhn... Eliocentrismo (progressivo, - soprattutto con l'introduzione della forza -) vs. geocentrismo (cerchi su cerchi); Atomo di Bohr vs. teoria quantistica di Schroedinger; Teoria ondulatoria della luce vs. teoria corpuscolare della luce
Slittamenti di problema progressivi / regressivi Un programma di ricerca si dice che è progressivo fintanto che la sua crescita teorica anticipa la sua crescita empirica, cioè fintanto che continua a predire fatti nuovi con qualche successo ( slittamento-di-problema-progressivo ); è in stagnazione se la sua crescita teorica resta indietro rispetto alla sua crescita empirica, cioè fintanto che dà solo spiegazioni post-hoc di scoperte casuali o di fatti anticipati da un programma rivale o in questo scoperti ( slittamento-di-problemaregressivo ). Se un programma di ricerca spiega progressivamente più di quanto faccia un programma rivale, lo supera e il programma rivale può essere eliminato o, se si preferisce, messo da parte (Lakatos) NOTA BENE: lo scienziato può lavorare contemporaneamente su programmi rivali. Esempio: Newton lavora sia nel programma kepleriano che nel programma cartesiano (vortici) Non c'è l'incommensurabilità di cui parla Kuhn... Esempio: studio della luce Eff. fotoelettrico, corpo nero diffrazione teoria corpuscolare teoria ondulatoria teoria corpuscolare teoria corpuscolare teoria ondulatoria riflessionerifrazione teoria ondulatoria elettromagnetismo