Metodo scientifico

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Il metodo scientifico è lo studio sistematico, controllato, empirico e critico di ipotesi formulate sulle relazioni supposte tra vari fenomeni, (Frédéric Kerlinger) ed è usato in particolare dalle scienze sperimentali. Secondo molti scienziati e pensatori, esso è alla base della moderna definizione di scienza.

[modifica] Cenni storici

Il nòcciolo del metodo scientifico risiede nella ricerca della conoscenza della verità sui fenomeni percepiti.

Nei papiri egizî sparsi in varî musei del mondo troviamo il primo abbozzo di "metodo scientifico". È quello applicato nelle descrizioni déi casi di chirurgia, ove sono indicate un'anamnesi, una diagnosi ed una terapia chirurgica dedicata, il tutto descritto néi minimi particolari: la preparazione del paziente, la strumentazione usata, la tecnica operatoria, la prognosi ed il decorso post-operatorio.

Malgrado gli antichi Egizî applicassero tale "metodo" al campo della chirurgia e fossero abituàti a fare previsioni sui raccolti di grano in base al livello delle acque del Nilo, essi non applicavano gli stessi principî nel campo della medicina generale: così, i papiri di terapia medica egizia sono improntati soprattutto a pratiche più legate alle superstizioni ed a credenze religiose che ad un collegamento logico fra cause delle malattie ed effetti delle cure.

Benché gli antichi Egizî usassero in qualche campo una sòrta di "metodo scientifico", non si può dire che lo conoscessero.

I primi pensatori greci uscivano da una cultura improntata al mito e cercavano un sapere che fósse innegabile: un sapere immutabile nel tempo, assoluto, definitivo, incontrovertibile, necessario e indubitabile. Esso fu definito «sapere» (sophia), «ragione» (logos), «verità» (alétheia) e «scienza» (epistéme).

Talete di Mileto, (624-548 a.C.) fu il primo - a nostra conoscenza - che nacque animista e morì scienziato. Negli scritti pervenutici si legge che Talete, osservando la natura, previde con molto anticipo un grande raccolto di olive e monopolizzò a proprio vantaggio i frantoî, diventando ricco. Malgrado la sua capacità di fare previsioni, morì d'insolazione, per essere stato obbligato a rimanere senza cappello sotto il sole, durante i Giochi Olimpici.

Aristotele (384-322 a.C.) apportò un enorme contributo, sistematizzando la scienza fino ad allora conosciuta e identificando nel sillogismo il principio per determinare la verità. Aristotele affermava:
«Ebbene, sillogismo è un discorso nel quale, poste alcune cose, qualcosa di diverso da ciò che è stabilito segue di necessità in forza di ciò che è stabilito. Vi è dunque una dimostrazione quando il sillogismo proceda da asserzioni vere e prime, oppure da asserzioni tali che hanno assunto il principio della conoscenza ad esse relativa in forza di certe asserzioni vere e prime; dialettico è invece il sillogismo che argomenta da opinioni notevoli». (Aristotele, Topici, in M. Zanatta, Organon di Aristotele, Torino, 1996, vol. II, pp. 115–117). Il sillogismo è una costruzione logica formata da una o più proposizioni precedenti (se...) dalle quale nasce una proposizione conseguente (allora...). Oggi (2005) il sillogismo è l'impostazione base dei programmi di intelligenza artificiale.

Malgrado i pensatori della filosofia greca classica abbiano fondato le basi del pensiero scientifico moderno, non si può dire che fossero coscienti di che cosa sia il metodo scientifico.

Nel 1250 Roger Bacon e nel 1480 Leonardo, applicarono nei loro studi il pensiero ipotetico-deduttivo della filosofia aristotelica, contribuendo anch'essi a porre le basi del metodo scientifico come verrà sistematizzato da Galileo Galilei.
Per parte sua Leonardo, applicò il metodo scientifico, così come venne più tardi concepito da Galileo Galilei nel 1600: a titolo di esempio ci sono i suoi progetti ingegneristici, le macchine di Leonardo, i suoi disegni del corpo umano, i suoi studi sulla prospettiva.

Con Galileo, il primo a introdurre formalmente il metodo scientifico, si ha una serie di criteri ancora oggi validi: secondo lo scienziato pisano il libro della natura è scritto secondo leggi matematiche e per poterle capire è necessario eseguire esperimenti con gli oggetti che essa ci mette a disposizione.

Come già in Galilei, anche la scienza moderna fa distinzione tra l'aspetto sperimentale e quello teorico: né uno né l'altro sono preponderanti, poiché fa parte del metodo scientifico che un modello teorico spieghi un'osservazione sperimentale ed anticipi future osservazioni. Uno dei punti basilari è la riproducibilità degli esperimenti, ovvero la possibilità che un dato fenomeno possa essere riproposto e studiato in tutti i laboratori del mondo.

Non è sempre possibile riprodurre sperimentalmente delle osservazioni naturali, ad esempio, in alcune scienze come l'astronomia o la meteorologia, non è possibile riprodurre molti dei fenomeni osservati e allora si ricorre ad osservazioni e simulazioni digitali. Un altro esempio è la verifica sperimentale della teoria sul Big Bang, pur non essendo più riproducibile, viene confermata da osservazioni sperimentali basate sull'effetto Doppler o l'evoluzionismo di Charles Darwin, che per essere verificata richiede tempi d'osservazione talmente lunghi, milioni d'anni, che per il momento, non è ancora stato ricercato un metodo da applicare.

Nel 1866, con la pubblicazione dell'Introduction à l'étude de la médecine expérimentale, Claude Bernard tenta di adottare questo metodo, detto sperimentale, nel settore della medicina. L'emergere delle scienze umane e sociali a partire dalla fine del secolo 1800 fino al secolo 1900 ha rimesso in discussione questo modello unico del metodo scientifico.

Nel tentativo di definire un metodo scientifico valido anche nel campo delle scienze umane, i filosofi hanno cercato nuovi ragionamenti ed un importante contributo è venuto da Karl Popper e nella sua pubblicazione Logica della scoperta scientifica.

[modifica] Regole per applicare il metodo scientifico all'osservazione dei fenomeni naturali

La preoccupazione metodologica scientifica è quella di rispettare una serie di regole imposte dal pensiero logico al fine di salvaguardare la realtà e l'obiettività dei fenomeni studiati.

Le scienze naturali dette anche scienze empiriche per il loro carattere sperimentale, sono una forma di conoscenza basata su due elementi fondamentali, l'oggetto di studio ed il metodo impiegato.

Questa conoscenza è un sapere empirico, cioè fondato sull'esperienza, descrittivo ed esplicativo, di osservazioni singole e limitate che possono essere sia ripetute che generalizzate.

L'oggetto di studio della scienza è la realtà sensibile, vale a dire il mondo che ci circonda nei suoi diversi aspetti e ciò che rende ammissibile l'introduzione di un ente nel discorso scientifico, è la sua osservabilità di principio, cioè di registrare mediante strumenti di varia natura l'esistenza di un dato oggetto o di un fenomeno e di descriverli.

Il metodo sperimentale, detto anche galileano o ipotetico-deduttivo, originatosi dall'empirismo, è una procedura conoscitiva articolata in diverse proposizioni, chiamate ragionamento sperimentale.

Per eseguire osservazioni scientifiche che abbiano carattere di verità universale, è necessario applicare le seguenti regole:

1. osservare e descrivere un dato fenomeno
2. formulare un'ipotesi che lo possa spiegare
3. prevedere una o più conseguenze dipendenti da quest'ipotesi
4. verificare in modo sperimentale le conseguenze
5. concludere (valutare): confermare o confutare l'ipotesi iniziale

Quando le conseguenze confermano le ipotesi, si parla di oggettività delle osservazioni e si costruisce una legge; da un insieme di leggi, si costruisce una teoria.

Dunque le basi della scienza sono quelle osservazioni di fenomeni naturali che chiunque può ripetere, da qui la preoccupazione di una descrizione dei fenomeni e delle conclusioni in termini selezionati, rigorosi e univoci, in modo che ognuno sappia esattamente comunicare ciò che pensa.

Esempi di metodologia scientifica sono:

1. le sperimentazioni fatte dai fisici in varie epoche, per dimostrare la natura elettromagnetica e corpuscolare della luce
2. le procedure di Pasteur per dimostrare la teoria dei germi nell'eziologia di alcune malattie infettive

[modifica] Rettifiche del metodo scientifico

Col procedere della scienza moderna nella ricerca fisica della struttura della materia, le basi metodologiche del procedere scientifico sono state modificate da parte dei fisici stessi.

Si prenda ad esempio il caso dello studio delle particelle che manifestano la dualità onda-corpuscolo: non è possibile misurarne in modo preciso contemporaneamente la posizione e la velocità.

Ad un elettrone, viene così associata una funziona d'onda che ne definisce le proprietà.

I fisici non rinunciano alla buona fede scientifica nel momento in cui la posizione e la velocità di un elettrone non sono più misurabili contemporaneamente.

Pochi di essi, in ogni caso, si azzarderebbero a mettere in discussione la funzione di probabilità di esistenza dell'elettrone, malgrado nessuno sappia indicare con esattazza la sua posizione in un determinato momento.

In biologia e medicina la massima parte delle leggi è di tipo probabilistico e non può essere espressa con una formula matematica. Quindi per riconoscere la scientificità di un discorso medico, si ricorre ad un controllo empirico basato sulla ripetibilità, statisticamente significativa, delle osservazioni da parte di altri ricercatori.

Quando poi l'ente oggetto di ricerca è il pensiero stesso, le ipotesi metodologiche sono definite dalla psicologia, cercando di rispettare i canoni accettati dalla scienza moderna per farla rientrare nel campo di studio delle scienza naturali. Bisogna notare qui, oltre allo sforzo di un rigore scientifico, la ricerca di una metodologia di studio che rispetti sia il metodo sperimentale che l'oggettività delle osservazioni e delle asserzioni teoriche, che il rigore semantico e la ripetibilità statisticamente significativa, delle osservazioni.

[modifica] Voci correlate

• Esperimento
• Scetticismo
• Epistemologia