Che cos`è una teoria scientifica?

Temi filosofici dell’ingegneria e della scienza/Informatica B[1]
Politecnico di Milano, II Facoltà di ingegneria, a.a. 2009-10
Che cos’è una teoria scientifica?
Viola Schiaffonati
Dipartimento di elettronica e informazione
Nel rispondere a questo quesito affronteremo due possibili macro-risposte, quella fornita dal
neopositivismo nell’ambito del metodo induttivo, e quella fornita da Karl Popper nell’ambito del
metodo ipotetico-deduttivo. Per cercare di capire che cosa è tipico ed essenziale della conoscenza
scientifica, e quindi la natura delle teorie scientifiche, è opportuno partire dal tentativo di distinguere
queste ultime da quelle non scientifiche o pseudoscientifiche (criterio di demarcazione).
Logica ed empirismo
Logica ed empirismo
Come funziona la scienza? La risposta della tradizione empirista
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Esperienza come unica fonte di vera conoscenza
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Conoscenza in generale e non solo conoscenza scientifica
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Problema: test empirici diretti non sono garanzia di successo
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Non si nega il ragionamento, ma si afferma che alla base del ragionamento vi è comunque
l’esperienza
Una forma radicale di empirismo: logica ed empirismo: varietà di problemi e loro evoluzione storica
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Il Circolo di Vienna e il positivismo logico
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L’empirismo logico dopo la seconda guerra mondiale
Il Circolo di Vienna (dal 1907, ma forte negli anni ’20, dissolvimento e assassinio di Schlick nel 1936,
emigrazione negli Stati Uniti)
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Gruppo di filosofi scientificamente orientati (ma anche storici, scienziati, economisti)
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Schlick, Neurath, Carnap, Hahn
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Figure di riferimento: Einstein (rivoluzione in fisica), Wittgenstein (teoria del significato) e
Russell (analisi logica e induzione)
Il manifesto (1929): “La concezione scientifica del mondo”
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Come è possibile rendere scientifica la filosofia?
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Come è possibile evitare le ambiguità del linguaggio?
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Centralità di una corretta analisi del linguaggio
Idee centrali del positivismo logico: alla base vi è una teoria generale del linguaggio (derivata dal
Tractatus di Wittgenstein 1921)
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Distinzione analitico e sintetico (proposizioni che sono vere o false in virtù del loro significato
e proposizioni che lo sono invece in virtù del loro significato e del modo in cui è
effettivamente il mondo). La matematica e la logica sono analitiche: le proposizioni
matematiche non descrivono il mondo, ma registrano esclusivamente la nostra decisione
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convenzionale di usare i simboli in un modo particolare: infatti affermazioni sintetiche sul
mondo possono essere fatte usando il linguaggio matematico, come quando per esempio si
dice che ci sono nove pianeti nel sistema solare; ma le dimostrazioni e le investigazioni nella
matematica sono esclusivamente analitiche. Ciò naturalmente suona strano perché alcune
dimostrazioni nella matematica possono essere molto sorprendenti. Gli unici fatti che possono
essere conosciuti a priori senza il ricorso all’esperienza sono fatti analitici e quindi vuoti di
contenuto effettivo.
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Principio di verificabilità: il significato di una frase consiste nel metodo della sua verifica e la
verificazione è l’osservazione o la testabilità. Verificazionismo è il nome che descrive questo
approccio
La teoria del significato di Wittgenstein
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Problema della demarcazione è uno dei temi del primo lavoro di Wittgenstein: il Tractatus
logico-philosophicus (1921): all’interno di quest’opera la distinzione fra scienza e metafisica è
condotta nella prospettiva della distinzione fra ciò che può essere detto e ciò che può essere
soltanto mostrato. In sostanza per Wittgenstein le teorie metafisiche sono prive di significato:
questa convizione si basa proprio sulla teoria del significato che Wittgenstein propone nel
Tractatus.
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Proposizioni atomiche e proposizioni molecolari; le proposizioni atomiche asseriscono il
sussistere di uno stato di cose: la proposizione “La neve è bianca” è vera se e solo se la neve è
bianca; il procedimento tramite il quale le proposizioni molecolari sono costruite a partire da
quelle atomiche è noto come composizione vero-funzionale: la funzione di verità delle
proposizioni molecolari è data dalle funzioni di verità delle proposizioni atomiche che la
compongono.
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Sulla base di questa teoria del significato le proposizioni metafisiche e, per quanto
sorprendente, quelle matematiche sono pseudoproposizioni perché non possono essere
verificate nella realtà. Infatti le proposizioni dotate di significato sono considerate funzioni di
verità delle proposizioni elementari, e le proposizioni elementari sono identificate con gli
asserti osservativi semplici.
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Distinzione fra diversi tipi di enunciati. Asserto osservativo semplice: asserto il cui valore di
verità può essere controllato da osservazioni fatte in un tempo e in un luogo particolare (per
es.: “La mela sulla mia scrivania è verde”). Asserto osservativo complesso: asserto il cui
valore di verità può essere accertato da osservazioni tali da dover essere effettuate in tempi e/o
luoghi differenti (per es.: “La mela sulla mia scrivania è verde e la mela sul tavolo della cucina
non è rossa”).
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Tutte le proposizioni significanti sono funzioni di verità di asserti osservativi semplici.
Verificazionismo
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Le proposizioni fattuali vengono tradotte in proposizioni osservative atomiche e osservative;
le proposizioni osservative si riferiscono solo alle sensazioni e ai collegamenti fra queste.
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Da ciò deriva che se una proposizione dotata di significato è vera, ciò può essere verificato
tramite osservazione. In sostanza, se si adotta il criterio di verificabilità i valori di verità di
asserti osservativi semplici possono essere determinati tramite osservazione, mentre il valore
di verità di quelli complessi può essere costruito a partire da quelli semplici.
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Conseguenza: rifiuto della filosofia tradizionale che non può essere verificata perché non ha
significato fattuale
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Il verificazionismo è un principio empirista assai forte: l’esperienza è la sola fonte di
significato, nonché la sola fonte di conoscenza. Un aspetto importante da considerare è che la
verificabilità è qualcosa a cui il Circolo di Vienna si riferisce in principio. Essi sono ben
consci, infatti, che davvero poche asserzioni nella pratica sono così verificabili. Ciò non toglie
che esso valga piuttosto come principio regolativo a cui nella pratica si debba tendere. Per il
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positivismo logico lo scopo della scienza è di riconoscere delle regolarità nell’esperienza in
modo da costruire, a partire da queste, la conoscenza scientifica.
Il ruolo della logica per la filosofia
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La logica è per i neopositivisti logici lo strumento principale per la filosofia, includendo con
questa la discussione filosofica sulla scienza: la filosofia diventa così l’analisi logica di come
il linguaggio, la matematica e la scienza funzionano e lavorano.
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Per capire bene questa posizione occorre qui distinguere fra due tipi di logica, partendo dal
presupposto che la logica in generale sia il tentativo di dare una teoria astratta di che cosa
rende un argomentazione valida.
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Logica deduttiva: è il tipo più familiare di logica e riguarda argomentazioni che trasmettono la
verità con certezza (se le premesse sono vere la conclusione deve essere necessariamente
vera). Esempio
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Logica induttiva: non dà lo stesso tipo di garanzia che dovrebbe dare quella deduttiva, ma è
essenziale per il punto di vista del positivismo logico. Nella pratica anche il miglior tipo di
evidenza non è così decisivo come in un’argomentazione deduttiva; del resto questa possibilità
di errore non ferma il fatto che certe affermazioni nella scienza si dicono supportate
dall’evidenza.
Distinzione fra contesto della scoperta e contesto della giustificazione
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Contesto della scoperta: storia e psicologia (come si realizza una scoperta scientifica)
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Contesto della giustificazione: logica (come si determina se una scoperta è scientifica)
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Una forma radicale di empirismo
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Scopo della scienza: lo scopo della scienza, così come del pensiero quotidiano, è di trovare e
anticipare regolarità nell’esperienza. Come afferma Schlick: “ciò che ogni scienziato cerca, e
cerca solo, sono le regole che governano le connessioni dell’esperienza…”
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Naturalmente esiste sempre la possibilità dell’errore, ma non c’è strada alternativa alla
conoscenza oltre all’esperienza: ogniqualvolta la filosofia ha cercato di trovare strade
alternative è collassata in forme di pensiero privo di senso.
Popper, il ‘killer’ del nepositivismo
Problemi dell’induttivismo
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Selettività dell’osservazione: come si fa a partire dalle osservazioni? Quali osservazioni si
devono considerare, come è possibile selezionarle? L’osservazione è sempre selettiva e c’è
sempre una teoria di background (o almeno alcune ipotesi) che muovono l’osservazione.
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Hanson 1959 Patterns of Discovery: introduzione del termine ‘theory-loaded’, ogni termine
osservativo porta con sé un carico di teoria.
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Attenzione: differenza fra avere delle credenze e delle teorie!
Debolezza delle inferenze induttive: come è possibile giustificarle. Anche se si interpreta
l’induttivismo in chiave probabilistica rimangono i problemi principali come teoria del metodo
scientifico
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Come è possibile giustificare in particolare il principio di induzione? Se cerchiamo di
giustificarlo induttivamente tramite l’esperienza ci troveremo in una situazione di circolarità,
dal momento che ogni induzione dall’esperienza presuppone il principio di induzione. Si
potrebbe allora cercare di giustificare il principio di induzione tramite un altro principio di
ordine superiore, ma in questo caso si cadrebbe in un regresso all’infinito. Di fatto - Popper
sostiene - il principio di induzione viene giustificato indipendentemente dall’esperienza, con
una scelta a priori. Già Russell aveva considerato questi problemi, ma aveva poi accettato i
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due principi (sebbene nella versione probabilistica indebolita) come necessari e intrinseci al
fare scienza; Popper al contrario ritiene che si posssa essere scienziati e fare scienza adeguata
e corretta anche senza ricorrere ad alcuna inferenza induttiva.
Dalla scoperta alla giustificazione: la filosofia della scienza non può pensare di capire come le
scoperte vengono fatte (quello è compito della psicologia della scienza) ma solo come possono essere
rigorosamente controllate (quali sono i criteri per determinare se una conoscenza è scientifica). Non
c’è una logica della scoperta scientifica ma solo una logica del controllo.
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Non esiste alcun metodo logico per avere nuove idee e nessuna ricostruzione logica di questo
processo che può essere analizzato invece solo in ambito psicologico.
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L’analisi epistemologica può avvenire solo nel contesto della giustificazione.
Come funziona la scienza? Invece di partire dall’induttivismo si può proporre una teoria del
cambiamento e della crescita della conoscenza scientifica basata su congetture e confutazioni (Popper
Logica della scoperta 1934-1959).
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Sebbene non sia possibile inferire la verità di una generalizzazione partendo dalle osservazioni
e avvalendosi della logica deduttiva, Popper ritiene tuttavia che le osservazioni e la logica
deduttiva possono stabilire la falsità di una generalizzazione scientifica (anche se non la sua
verità). Dall’osservazione ‘Questo cigno è nero’ è possibile inferire deduttivamente che la
generalizzazione ‘Tutti i cigni sono bianchi’ è falsa; è possibile quindi confutare o falsificare
una generalizzazione scientifica: esiste quindi un’asimmetria fra falsificazione e verificazione.
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Metodo delle congetture e confutazioni o falsificazionismo: la scienza non inizia con le
osservazioni, come vorrebbero gli induttivisti, ma con delle congetture, ossia delle ipotesi, che
lo scienziato cerca in seguito di confutare attraverso la critica e il controllo (in particolare
l’esperimento e l’osservazione). Una congettura che ha resistito a una serie di controlli severi
può essere accettata, ma solo provvisoriamente. Non è infatti mai possibile affermare con
certezza la verità di una teoria, legge o generalizzazione che sia, perché ognuna di queste
potrebbe crollare al prossimo controllo e alla prossima osservazione.
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Le idee sono rifinite e modificata attraverso vari cicli di congetture e confutazioni. Passaggio
1: proposta di ipotesi che spiegano una porzione della realtà. Passaggio 2: tentativo di
confutazione, ossia tentativo di controllare il più severamente possibile questa ipotesi.
Fallibilismo: in generale quindi le teorie possono essere solo falsificate, ma mai verificate
dall’esperienza. La conferma intesa in un senso esclusivamente positivo è un mito, così come è un
mito l’induzione stessa. La conoscenza si accresce proprio a partire dagli errori; le congetture non
sono mai suscettibili di giustificazione positiva, ma sono soggette al controllo della critica, cioè ai
tentativi di confutazione. Le anticipazioni non sono mai sostenute dogmaticamente ma sono ipotesi
provvisoriamente accettate ma non considerate vere. Nella prospettiva falsificazionista la scienza è un
continuo processo di critica e l’evoluzione della scienza una rivoluzione permanente.
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Problemi: questa è una teoria descrittiva o solo normativa (contrasta con il modo in cui le cose
hanno funzionato nella storia della scienza); e anche se fosse solo normativa la scienza può
crescere in uno stato di rivoluzione permamente?
Problema della demarcazione
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Falsificazionismo e criterio di falsificabilità come criterio di demarcazione (cosa distingue la
scienza dalla pseudoscienza?) ma non di significato. Contro il metodo della ricerca delle
verifiche. Un’ipotesi è scientifica solo se può essere falsificata da possibili osservazioni.
Scientifico è solo qualcosa che possa essere controllato dall’esperienza. Esempio della teoria
dell’interpretazione dei sogni di Freud (sogno come appagamento di un desiderio) che non
può essere falsificata. Freud cerca di mostrare che ciò sembra un sogno di angoscia è in realtà
l’appagamento di un desiderio.
Controllo e giustificazione
Viola Schiaffonati
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Teorie scientifiche
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Dalla teoria alla predizione osservativa e tentativo di confutazione.
o
Se la predizione fallisce, la teoria è falsificata e rifiutata.
o
Se la predizione resiste ai tentativi di confutazione, la teoria non è stata ancora
falsificata e può essere accettata, almeno temporaneamente.