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Dieci idee scientifiche… più una (3)

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Terzo nella serie (il secondo era qui) di post che si riferiscono a questo articolo, che riporta le opinioni di alcuni scienziati sulle idee scientifiche che più di altre vengono travisate nel linguaggio comune o nel discorso dei “non iniziati”.

Inserisco qui una chiosa su un’idea, la terza, di cui non parlo (scrivo) volentieri. Prima di tutto perché è inutile: della “meccanica quantistica” sembra ci sia una gran voglia di parlare, specialmente da parte di coloro che non ne sanno nulla; io che un pochettino (e non è un understatement) l’ho studiata, non posso certo avere la pretesa di diventare un opinion leader affermando che quanto c’è di suggestivo e di accattivante nella meccanica quantistica va cercato ben più in profondità delle chiacchiere fantascientifiche da salotto. Comunque, ecco qua.

Indeterminazione quantistica e quantum weirdness.

Mettiamola così: il “quantistico” è, ancora oggi a più di un secolo dal suo ingresso nel panorama scientifico, talmente misterioso per la persona della strada che è sufficiente qualificare qualunque stravagante affermazione con tale aggettivo per abbattere immediatamente le difese di chi ascolta. E allora si legge un decrepito premio Nobel (per la medicina) affermare (chissà su che basi) che la meccanica quantistica prevede che la molecola d’acqua (chissà perché proprio l’acqua) possieda una memoria (e anche una nostalgia?); o che lo scienziato tale ha detto che, uno studio talaltro ha dimostrato che… e tutto per via della meccanica quantistica.

Guardate, un consiglio: a chi vi propone l’aggettivo “quantistico”, chiedete il libretto degli esami universitari. Se non c’è scritto “fisica” o “chimica”, passate in modalità topo Gigio: “macosamidicimai?”. Magari ha anche capito benissimo quel che vi sta raccontando, ma chi lo sa. E poi informatevi, usando fonti decenti. Non è possibile che, per quanto “strana” e difficile, una teoria scientifica così precisa sperimentalmente e tecnologicamente fruttuosa sia ancora oggi tanto sconosciuta ai più da poter diventare, di volta in volta, il contenitore di qualunque roba strana accada. Una pagina, dal sito dell’università di Stanford, in cui si trova una rassegna critica e un minimo sensata di cosa si intenda per “quantum weirdness” e di come questa sia stata interpretata a livello scientifico, è questa.

Dieci idee scientifiche… più una (2)

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Come nel precedente post di questa serie, faccio riferimento a questo articolo, che riporta le opinioni di alcuni scienziati sulle idee scientifiche che più di altre vengono travisate nel linguaggio comune o nel discorso dei “non iniziati”.

Teoria.

“E’ solo una teoria”, dice lo scienziato citato, come esempio di errata comprensione della profondità del concetto di teoria.

C’è qualcosa che gli scienziati in genere dovrebbero comprendere meglio. Abituati a dare un significato il più univoco possibile ai termini che usano nel loro mestiere, perdono di vista (o tendono a perdere di vista) la ricchezza del linguaggio comune. Per cui “teoria”, per loro, dovrebbe significare unicamente quello che, più precisamente, dovrebbero meglio specificare con un aggettivo: teoria scientifica.

Detto questo, parlare di “teoria scientifica” significa parlare di qualcosa che effettivamente è molto più che “solo una teoria”. Ma su questo rimando all’articolo già citato, perché è molto chiaro.

Una teoria scientifica ha dietro una mole di risultati sperimentali, e ha davanti la possibilità di verifica (o di falsificazione, per dirla con Popper) sempre per via sperimentale. Una teoria scientifica, quindi, è quanto di più articolato e di meglio fondato la scienza possa proporre per interpretare un certo ambito naturale. E spesso porta con sé anche una quantità di applicazioni tecnologiche che la giustificano almeno sul piano pratico.

Un esempio che può essere familiare a tanti è quello della teoria dell’elettromagnetismo di Maxwell. Basata su decenni di esperimenti, tra cui bisogna citare la sterminata letteratura prodotta da Faraday nel corso della prima parte dell’Ottocento, questa teoria vide la luce negli anni sessanta dell’Ottocento, come costruzione matematizzata e unificata in grado di spiegare tutto ciò che era noto riguardo l’elettricità e il magnetismo. Una previsione che emergeva da tale teoria era l’esistenza di onde elettromagnetiche, “oggetti” fisici mai fino ad allora evidenziati, e che solo negli anni ottanta dello stesso secolo vennero effettivamente scoperte e prodotte in laboratorio da Heinrich Hertz. Era una teoria elegante, unificante, in grado di proporre previsioni poi effettivamente verificate. Era una teoria completa? No. Ci volle il contributo di Einstein (di cui parlavo anche qui), nel 1905, per chiudere il cerchio e mostrare come effettivamente le grandezze che compaiono nelle equazioni di Maxwell sono in effetti due facce diverse di una stessa medaglia.

Si trovano su internet (immagino anche nel mondo reale, anche se probabilmente amano parlare più di altri argomenti, con la stessa protervia intellettuale di chi non capisce ma pretende di pontificare) coloro che paragonano la scienza a una religione, perché basata su assunzioni, dicono, che non hanno nulla di diverso da una fede cieca. Rilevo solo en passant che la fede religiosa non è necessariamente cieca e può tranquillamente non essere priva di razionalità. Ma soprattutto, ciò che mi interessa qui, sottolineo che questo modo di ragionare significa non aver compreso, appunto, la complessità e il rigore che il percorso che porta alla formulazione di una teoria scientifica comporta. Basterebbe leggere qualche opera classica della filosofia e della storia della scienza (un esempio: “La struttura delle rivoluzioni scientifiche” di Thomas Kuhn) per rendersi conto anche del dibattito filosofico che riguarda questi argomenti. Non c’è, ad oggi, un modo più sicuro e più dibattuto, esaminato e verificato di accumulare conoscenza di quello scientifico. E la teoria scientifica, che rappresenta il fine della ricerca scientifica, è, in questo percorso di indagine, il vertice.

C’è un’espressione del linguaggio comune, che dà in qualche modo conto di questa realtà. Quando qualcuno chiede: “ma non dovrebbero stare così le cose?” e si risponde “in teoria sì”. Sottinteso: poi in pratica le cose stanno in modo diverso. Capita: capita che la “teoria” preveda qualcosa ma che poi il dato sperimentale sia differente. Capita quando si cerca di applicare una teoria a un ambito che non le compete, oppure (che è cosa molto simile) quando la teoria non è così completa, così affinata, così ben stabilita che si trovano fenomeno che la mettono in discussione. E questo non mette in crisi il concetto di teoria, non più di quanto non metta in crisi l’idea di conoscenza che vi sta dietro. Non sappiamo tutto. Anche una teoria scientifica, per quanto elegante, complessa, fondata, non può pretendere di spiegare tutto. Ma proprio i casi che mettono in luce un’inadeguatezza della teoria sono quelli che possono portare a un ampliamento, un approfondimento, una riscrittura o addirittura a un superamento della teoria stessa. Non è un limite del procedere scientifico: è un limite delle possibilità umane di conoscenza.

Perciò una teoria scientifica non è “solo una teoria”. E’, per quanto mi riguarda, uno degli strumenti concettuali più potenti, dinamici e in evoluzione che abbiamo per leggere la natura di cui facciamo parte. Ridurla a “solo una teoria” significa perdere punti di riferimento, per quanto parziali e transienti, affermare che poiché non sappiamo tutto, in realtà non sappiamo niente, lasciare il campo libero a chi vorrebbe convincere solo con il tono o il volume della voce, alla cecità dell’ignoranza.

Dieci idee scientifiche… più una (1)

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Mi è stato segnalato questo post, che riporta le opinioni di alcuni scienziati sulle idee scientifiche che più di altre vengono travisate nel linguaggio comune o nel discorso dei “non iniziati”.

Lo lascio alla vostra lettura, ma aggiungo qualche chiosa, perché… perché non siamo tutti uguali, e alle stesse questioni talvolta io avrei risposto in modo diverso. Come diceva figaro… uno alla volta.

Dimostrazione.

Intanto, qui c’è un problema di traduzione. “Proof” in inglese è legato al verbo “to prove”, che noi tradurremmo comunemente come provare, dare prove, ma significa invece “dimostrare”, almeno in ambito scientifico; tuttavia c’è anche la parola “demonstration”, che però ha in sé più il senso dell’esibire che del dimostrare.

In ogni caso, quello che lo scienziato citato non dice è che ci sono due tipi diversi di scienza: un tipo è la scienza deduttiva (la matematica in tutte le sue forme, almeno per come si è venuta configurando negli ultimi secoli), e un altro è costituito dalle scienze sperimentali (quelle che cercano di spiegare come funzionano sezioni della natura, di descriverne le leggi e le funzioni).

Proprio il termine “dimostrazione” ha significati diversi in questi due ambiti diversi.

Nelle scienze deduttive, che partono cioè da assunti specifici e da regole logiche comunemente accettate per poi ricavare (dedurre) una serie di risultati, proprietà, caratteristiche (di oggetti idealizzati, appunto perché il punto di partenza sono assunzioni di carattere logico-linguistico), la dimostrazione è il processo logico che conduce da qualcosa di già dimostrato, o da ciò che viene assunto come base, a un nuovo elemento di conoscenza. La bontà della dimostrazione si basa sul fatto che utilizzi correttamente le conoscenze già note senza supporre arbitrariamente e surrettiziamente qualcosa di non appartenente alla cassetta degli attrezzi leciti, e sul fatto che le regole della logica (della logica scelta, non ce n’è una sola possibile) non siano violate. Se la dimostrazione viene considerata fondata (da chi? dai criticoni che la leggono e la smontano pezzo per pezzo alla ricerca di qualche baco), il risultato della dimostrazione è dato per assodato, entra a far parte del novero delle conoscenze acquisite in quel particolare argomento. Può capitare che nel corso dei secoli si scopra che c’è una falla nell’argomentazione, ma in questo caso di solito si è in grado di proporre una dimostrazione alternativa che sani il problema.

Nelle scienze sperimentali, invece, di dimostrazione raramente si può parlare, se non all’interno di una teoria matematizzata, per cui valgono all’incirca le considerazioni precedenti, salvo il fatto che in una tale teoria le basi di partenza non sono assunzioni logiche ma si basano su dati sperimentali, e che ogni risultato deve essere validato alla luce di altri dati sperimentali. L’obiettivo delle scienze sperimentali non è “dimostrare”, ma “spiegare” come funziona qualcosa, in modo sempre più dettagliato e al meglio delle nostre conoscenze. E’ il dato sperimentale che “si mostra” da sé. E per questo lo scienziato citato dice che la scienza (sperimentale) non dimostra nulla.

Quindi: dimostrami il teorema di Pitagora si può dire, e se si accettano le assunzioni di base (i postulati della geometria euclidea, la definizione di triangolo, di area, di equivalenza eccetera) e le regole della logica classica, la dimostrazione permette di affermare con certezza che in ogni triangolo rettangolo il quadrato costruito sull’ipotenusa è equivalente alla somma dei quadrati costruiti sui cateti.

Invece: dimostrami che l’acqua evapora ha un altro significato e sarebbe meglio dire “mostrami” che l’acqua evapora, per la qual cosa basta lasciare un piattino bagnato sul tavolo per qualche ora. Oppure “spiegami” perché l’acqua evapora, il che comporta che vi sia una teoria (di cui parlerò in un prossimo post) in grado di dar ragione del fatto che l’acqua lasciata sul piattino dopo un po’ scompare. Oppure ancora e soprattutto, all’interno di una teoria, “dimostrami che l’acqua evapora” può significare: fammi vedere che questa congerie di equazioni e ipotesi tratte da dati sperimentali, che tu ha elaborato in “teoria”, cioè un tentativo di spiegazione di tante cose, è davvero all’altezza della realtà ed è in grado di spiegare quello che vediamo tutti i giorni lasciando l’acqua sul piattino: ossia, fammi vedere dove, nella tua rappresentazione del mondo, entra questo piccolo dettaglio che del mondo che cerchi di spiegare fa parte.

Questa differenza ovviamente non vuol dire che le scienze sperimentali valgano meno. E’ solo che il concetto di “dimostrazione” non ha molto senso al di fuori dell’ambito matematico: le scienze sperimentali hanno altri strumenti per accumulare conoscenza.