1.

Introduzione

Filosofia della scienza Disciplina filosofica che ha per oggetto la pratica scientifica e che si occupa della nascita, dello sviluppo e del mutamento delle teorie scientifiche.

I temi trattati dalla filosofia della scienza, che possono, in certi casi, coincidere con quelli dell’epistemologia, o teoria della conoscenza, non sono soltanto al centro della riflessione dei filosofi, ma sono sempre stati oggetto d’indagine anche per i più grandi scienziati, ad esempio Galileo, Isaac Newton, Albert Einstein.

2.

Il problema dell’induzione

I risultati dell’osservazione, della sperimentazione e dei controlli attestano la validità di una teoria scientifica, ma non provano la sua verità. Anche le più banali generalizzazioni empiriche travalicano infatti ciò che si può rigorosamente inferire dall’esperienza diretta: se così non fosse, le teorie scientifiche non potrebbero prevedere il corso della natura, né avrebbero alcun potere esplicativo.

Il rapporto fra osservazione e teoria costituisce uno dei problemi fondamentali dell’epistemologia, il problema dell’induzione, la cui formulazione tradizionale si deve al filosofo scozzese David Hume. Egli prese in considerazione semplici previsioni basate su dati ricavati dall’esperienza, dimostrando con solidi argomenti che tali inferenze non sono razionalmente sostenibili. Hume non negava che i ragionamenti induttivi garantissero alle leggi scientifiche una certa attendibilità, ma affermava che è legittimo continuare a fidarsi dell’induzione solo se si trova una valida ragione per credere che l’induzione continuerà a mostrarsi attendibile anche in futuro.

Questa, tuttavia, è una previsione che può essere giustificata solo per via induttiva: più precisamente, ritenere che l’induzione funzionerà in futuro solo perché ha già dimostrato la sua validità in passato significa cadere in un circolo vizioso che, per giustificare l’induzione, la presuppone. I filosofi si sono impegnati con vigore per confutare questa conclusione scettica.

Alcuni hanno cercato di dimostrare che i criteri adottati dagli scienziati per controllare i dati sperimentali sono in un certo qual modo razionali per definizione; secondo altri, l’esito positivo ottenuto in passato dalle indagini induttive può giustificare il loro utilizzo futuro, senza per questo imbattersi in un circolo vizioso. Recentemente, alcuni filosofi hanno affermato che l’effettiva attendibilità delle abituali pratiche induttive è sufficiente per suffragare la conoscenza scientifica.

L’austriaco Karl Popper ha proposto una soluzione ancora più radicale del problema dell’induzione. A suo parere, il ragionamento di Hume, in base al quale le induzioni non hanno una giustificazione razionale, è corretto; ciò, comunque, non pregiudica la razionalità della scienza, le cui conclusioni sono, nonostante le apparenze, esclusivamente deduttive.

L’idea di fondo di Popper è la seguente: se è vero che i dati empirici non implicheranno mai che tutti i corvi sono neri, essi potranno comunque confutare le teorie che implicano il contrario. In altri termini, nessun numero, per quanto grande, di osservazioni relative a corvi neri implica che tutti i corvi siano neri, ma l’osservazione di un solo corvo bianco dimostra che l’asserzione universale “tutti i corvi sono neri” è falsa. Gli scienziati, dunque, possono sapere che una teoria è falsa senza bisogno di ricorrere all’induzione.

Questa soluzione del problema dell’induzione si presta però a numerose obiezioni. Se fosse esatta, gli scienziati non avrebbero motivo di credere che le loro previsioni sono vere, poiché questi giudizi potrebbero essere giustificati solo per via induttiva. Oltre a ciò, sembra che la posizione di Popper non consenta nemmeno agli scienziati di riconoscere la falsità di una teoria, poiché anche i dati sperimentali, che eventualmente confutano una teoria, non possono mai essere verificati definitivamente.

3.

Il problema della descrizione

Hume offrì solo una descrizione approssimativa della pratica scientifica basata sull’induzione: se osserviamo un gran numero di corvi neri, implicitamente applichiamo la regola della “quantità simile” e ci aspettiamo che il prossimo corvo nel quale ci imbatteremo sarà nero. Questo modello, tuttavia, non illustra in modo adeguato la pratica cui gli scienziati ricorrono, quando dall’osservazione di fenomeni naturali di un certo genere inferiscono l’esistenza di fenomeni naturali di un genere completamente diverso, e spesso non osservabili in natura.

Il problema della descrizione può sembrare di facile soluzione: basta chiedere agli scienziati di descrivere il loro lavoro. Questa, tuttavia, è un’illusione, poiché gli scienziati, per quanto abili nel saggiare i dati sperimentali, non lo sono altrettanto nel fornire un resoconto corretto del loro modo di operare.

La spiegazione più nota del processo di crescita della conoscenza scientifica è il modello “ipotetico-deduttivo”, che giudica le teorie controllandone la capacità di previsione: i dati sperimentali che dimostrano la correttezza di una previsione corroborano la teoria, i dati incompatibili con la previsione confutano la teoria, e ogni altro dato è irrilevante. Se gli scienziati raggiungono un livello adeguato di corroborazione della teoria, evitandone la confutazione, possono concludere che la teoria è esatta.

Questo modello, tuttavia, è eccessivamente permissivo, poiché considera le osservazioni irrilevanti alla stregua di prove per la corroborazione di una teoria. Oltre a ciò, la maggior parte delle teorie scientifiche non implica conseguenze osservabili di per sé, ma solo in relazione a diverse assunzioni preliminari; senza alcuna limitazione alla legittimità dei presupposti, il modello consentirebbe di assumere ogni dato sperimentale osservabile a conferma di quasi ogni teoria.

Viste le difficoltà del modello ipotetico-deduttivo, alcuni filosofi hanno cercato di fornire un modello di corroborazione migliore per un numero più ristretto di situazioni. Il caso più semplice è una generalizzazione empirica del tipo “tutti i corvi sono neri”, dove i corvi neri corroborano l’ipotesi, i corvi non-neri la confutano, mentre i non-corvi sono irrilevanti.

Supponiamo ora di applicare lo stesso tipo di ragionamento all’ipotesi che implica che tutte le cose non-nere non sono corvi: risulta chiaro che i non-corvi non-neri (ad esempio, i lapislazzuli) corroborano l’ipotesi, i corvi non-neri la confutano, mentre gli oggetti neri non sono rilevanti. Quest’ultima ipotesi, tuttavia, è equivalente all’ipotesi di partenza, poiché dire che tutte le cose non-nere non sono corvi significa dire che tutti i corvi sono neri.

È possibile, dunque, che qualunque dato sperimentale che corrobora un’ipotesi corrobori anche l’altra? In ogni caso, ci troviamo alle prese con l’esito bizzarro che l’osservazione di una collana di lapislazzuli attesta che tutti i corvi sono neri.

4.

La spiegazione scientifica

Studi recenti sul problema della descrizione dei metodi scientifici di inferenza hanno cercato di eludere i punti deboli del modello ipotetico-deduttivo, evitando di utilizzare relazioni logico-linguistiche per spiegare il rapporto fra dati sperimentali e teoria.

Alcuni filosofi descrivono i cambiamenti che possono intervenire negli standard di legittimità di teorie e ipotesi, collegandoli al calcolo matematico delle probabilità; altri, invece, si appellano al contenuto specifico delle ipotesi da controllare. Nel XIX secolo il filosofo ed economista britannico John Stuart Mill offrì un modello di “inferenza scientifica per ottenere la migliore spiegazione possibile”, che consiste nell’inferenza, a partire dai dati sperimentali accessibili, di un’ipotesi che, se esatta, costituisce la spiegazione di quei dati sperimentali. Questo modello di inferenza richiede un’esposizione autonoma del concetto di spiegazione scientifica.

I filosofi contemporanei che si occupano della natura della spiegazione scientifica sono partiti per la maggior parte dal modello nomologico-deduttivo, in base al quale la spiegazione scientifica consiste nella deduzione di un fenomeno naturale a partire da una serie di premesse, che siano sostenute perlomeno da una legge di natura. Occorre stabilire, dunque, in che cosa consista una legge di natura, poiché non ogni generalizzazione che si riveli esatta può essere considerata tale. Le leggi di natura vere e proprie contengono una sorta di necessità intrinseca; oltre a ciò, esse non descrivono solamente il comportamento effettivo dei fenomeni, ma anche il loro comportamento virtuale.

Il modello nomologico-deduttivo, tuttavia, manca di rigore. Si considerino, ad esempio, la lunghezza e il periodo di oscillazione di un pendolo. In questo caso, mentre la deduzione è valida in entrambi i sensi, la spiegazione lo è solo in un senso: più precisamente, dalla lunghezza si può dedurre il periodo del pendolo, così come dal periodo si può dedurre la lunghezza, ma è la sola lunghezza che può essere utilizzata come spiegazione del periodo del pendolo, non viceversa. Difficoltà di questo tipo hanno spinto alcuni filosofi a sviluppare modelli causali di spiegazione, in base ai quali si spiegano i fenomeni descrivendone le origini.

5.

Realismo e strumentalismo

Nella storia della filosofia della scienza, la disputa fra realisti e strumentalisti ha costituito un tema costante. Secondo i realisti, la scienza deve svelare la struttura nascosta del mondo e le teorie scientifiche devono mirare alla descrizione di tale struttura, ipotizzando l’esistenza di aspetti del reale e di entità che non sono osservabili. I realisti non affermano l’esattezza di tutta la scienza contemporanea, ma sostengono che le migliori teorie scientifiche sono approssimativamente vere, che la maggior parte dei fenomeni di cui forniscono una spiegazione esiste davvero e che, nella storia della scienza, le teorie si avvicinano sempre più alla verità. Per i realisti, dunque, il progresso scientifico consiste essenzialmente nel produrre descrizioni sempre più ampie e rigorose di un mondo in gran parte invisibile.

Gli strumentalisti, o i convenzionalisti come il francese Pierre Duhem, invece, ritengono che compito della scienza sia “salvare i fenomeni”, cioè costruire teorie che descrivano in modo soddisfacente gli aspetti osservabili del mondo. A loro parere, non ha alcun significato descrivere ciò che non è suscettibile d’osservazione e pretendere di dimostrare che tale descrizione sia vera.

La disputa fra realisti e strumentalisti ha prodotto un vivace dibattito in entrambi gli schieramenti, che ha portato alcuni realisti a proporre un’argomentazione detta “non miracolosa”. Se realisti e strumentalisti sono d’accordo nell’affermare che le migliori teorie fisiche hanno ottenuto notevoli successi sul piano predittivo, i realisti sostengono che tale successo sarebbe un miracolo, se le teorie non fossero almeno approssimativamente vere.

Da un punto di vista logico, è possibile che un enunciato completamente falso su fenomeni e processi naturali non osservabili implichi il realizzarsi delle previsioni in questione; razionalmente, tuttavia, ciò è assai improbabile. Gli strumentalisti hanno sollevato numerose obiezioni a questa argomentazione. Secondo alcuni, inferire dall’osservazione dell’esito positivo di una teoria scientifica che i suoi enunciati sugli aspetti non osservabili del mondo sono veri significa usare la medesima forma di inferenza di cui gli strumentalisti negano la legittimità.

Altri ritengono che l’ipotesi a sostegno della verità delle teorie non sia tenuta a spiegarne anche l’esito positivo alla prova dei fatti. A loro parere, quindi, Popper era nel giusto quando diceva che la scienza si sviluppa attraverso l’eliminazione delle teorie confutate dall’esperienza.

6.

Conoscenza oggettiva

In passato, nonostante i numerosi punti di contrasto, realisti e strumentalisti furono perlomeno della stessa opinione nel considerare la scienza come disciplina che produce conoscenza oggettiva. In quanto tale, essa si basa sull’evidenza di dati sperimentali che aumentano progressivamente nel corso della ricerca, a differenza delle teorie che mutano in continuazione. Questa concezione “cumulativa” della scienza, tuttavia, ha subito numerosi attacchi, soprattutto a partire dalla fine degli anni Cinquanta del Novecento.

L’oggettività dei dati sperimentali è stata respinta sulla base dell’inevitabile alterazione che le teorie scientifiche producono nei dati. Non si tratta solo della parzialità degli scienziati, che tendono a vedere ciò che vogliono, ma anche del fatto che l’osservazione scientifica è possibile solo dall’interno di particolari presupposti teorici e “cornici” concettuali: l’osservazione è pertanto “carica di teoria”.

In una versione più radicale di questa concezione risulta impossibile controllare le teorie, poiché i dati sperimentali presuppongono sempre la teoria che devono controllare. Altri epistemologi ammettono il concetto di verifica empirica, ma ripropongono elementi di discontinuità storica nei dati sperimentali, parallelamente agli elementi di discontinuità riscontrati a livello teorico.

Se si può parlare ancora di progresso scientifico, questo non va inteso in termini di accumulazione di conoscenza, sia teorica sia empirica. Se la natura dell’evidenza dei dati sperimentali muta al mutare delle teorie scientifiche, e se i dati sperimentali sono la nostra unica via d’accesso ai fenomeni, allora è probabile che anche i fenomeni mutino di conseguenza. Nel corso degli anni Sessanta e Settanta tali obiezioni sono state sollevate da numerosi filosofi, tra i quali Willard Van Orman Quine, Paul Feyerabend, Imre Lakatos e Thomas Kuhn.

In particolare Kuhn, rifacendosi alle tesi del grande filosofo tedesco del XVIII secolo Immanuel Kant, sostiene che la scienza indaga un mondo che è prodotto in parte dai processi, o categorie, di pensiero di chi lo studia; ma Kuhn, al contrario di Kant, considera tali categorie mutevoli, poiché esse dipendono dalle teorie su cui si basa una disciplina scientifica in un determinato momento storico. Pertanto, quando tali teorie cambiano, cambia anche la struttura del mondo.

Questa concezione, che secondo alcuni non sarebbe altro che una sofisticata forma di relativismo, per quanto possa apparire radicale dal punto di vista ontologico, è tuttavia “normalizzante” sul piano epistemologico: secondo Kuhn, infatti, le cause dei cambiamenti scientifici sono quasi esclusivamente interne a una ristretta comunità di scienziati.

Altre recenti forme di relativismo, tuttavia, annoverano fra le principali cause di cambiamento scientifico anche fattori esterni, come gli elementi sociali, culturali e politici. È la cosiddetta “visione sociale costruttivista” della scienza. Anche in questo caso i realisti non si sono sottratti al confronto. Alcuni hanno accusato i relativisti di adottare una posizione contraddittoria: se niente può essere considerato vero, neppure il loro paradigma può esserlo.

I realisti, quindi, hanno messo in discussione la filosofia del linguaggio che sta alla base della posizione di Kuhn, cioè la convinzione che teorie successive si riferiscano a fenomeni ed entità diversi. A loro parere, inoltre, i costruttivisti sopravvalutano l’influenza che i fattori sociali eserciterebbero a lungo termine sullo sviluppo scientifico. La discussione sulla natura della scienza è antica quanto la storia della scienza e della filosofia; né si prospetta alcuna soluzione definitiva.