Metodo scientifico

Il metodo scientifico è il metodo o procedimento sperimentale tipico con cui è possibile procedere per raggiungere una conoscenza della realtà oggettiva, affidabile, verificabile e condivisibile.

Il metodo scientifico passo-passo

Il metodo scientifico o sperimentale si articola principalmente in due fasi:

  1. fase induttiva (cioè dallo studio di dati sperimentali si giunge alla formulazione di una regola universale);
  2. fase deduttiva.

La fase induttiva si divide inoltre in:

  • Osservazione: costituisce il punto di partenza della ricerca di una legge che governa un fenomeno osservato, ed inoltre, anche la verifica che la legge trovata sia effettivamente sempre rispettata. Si tratta di identificare le caratteristiche del fenomeno osservato, effettuando delle misurazioni adeguate, con metodi esattamente riproducibili. In fisica, infatti, tale parola è spesso usata come sinonimo di misura;
  • Esperimento: è programmato dall’osservatore che perturba il sistema e misura le risposte alle perturbazioni;
  • Correlazione fra le misure: costituisce la parte iniziale del patrimonio tecnico-scientifico utilizzabile per la costruzione del modello. Il dato grezzo, che è costituito in genere da tabelle di misure, può venire manipolato in vari modi, dalla costruzione di un grafico alla trasformazione logaritmica, dal calcolo della media alla interpolazione tra i punti sperimentali, utilizzando i metodi della statistica descrittiva;
  • Definizione di un modello fisico: si costruisce un modello fisico, con elementi di cui si conosce il funzionamento, e che si suppone possano rappresentare il comportamento complessivo del fenomeno studiato per facilitare il compito di scrivere la legge che esprime l’andamento di un certo fenomeno;
  • Elaborazione di un modello matematico: in generale un modello matematico è costituito da più elementi concatenati, ognuno dei quali è descritto da un’equazione e caratterizzato dai parametri che entrano in tale equazione.

La fase deduttiva si distingue in:

  • Verifica dell’ipotesi (si sottopongono i dati ad una verifica rigorosa, si fanno delle controprove, inoltre il modello matematico identificato deve essere validato con una fase di verifica attraverso un numero adeguato di dati sperimentali. Esso si dice identificabile appunto se è possibile determinare tutti i parametri delle equazioni che lo descrivono);
  • Formulazione e formalizzazione di una teoria (nel caso in cui l’ipotesi venga confermata).

In pratica il metodo scientifico è un modo di conseguire informazioni sul meccanismo di eventi naturali proponendo delle risposte alle domande poste: per determinare se le soluzioni proposte sono valide si utilizzano dei test (esperimenti) condotti in maniera rigorosa. La rigorosità del metodo scientifico risiede nel fatto che una teoria non è mai definitiva ma è suscettibile di modifiche o di sostituzioni, qualora vengano alla luce nuovi aspetti non ancora considerati.

Il metodo scientifico richiede una ricerca sistematica di informazioni e un continuo controllo per verificare se le idee preesistenti sono ancora supportate dalle nuove informazioni. Se i nuovi elementi di prova non sono favorevoli, gli scienziati scartano o modificano le loro idee originarie. Il pensiero scientifico viene quindi sottoposto ad una costante critica, una modifica ma anche ad una rivalutazione: è questo che lo rende così grande ed universale.

Un po’ di storia…

Nel periodo della rivoluzione scientifica non muta solo l’immagine del mondo, ma anche quella della scienza stessa, che non è più concepita come l’intuizione del mago o astrologo né il commento all’autorità di un filosofo come Aristotele, ma come indagine e discorso sopra il mondo della natura. Si tratta di un processo di cambiamento lento che ha le sue origini nell’Umanesimo, che aveva laicizzato la funzione della ragione liberandola dai vincoli della teologia e dei dogmi religiosi, e che ha il suo esito nella fondazione del metodo scientifico soprattutto ad opera di Galileo, di Francesco Bacone e di Isaac Newton: la scienza diventa scienza sperimentale e attraverso l’«esperimento» gli scienziati vogliono formulare proposizioni vere sul mondo.

Con Galileo Galilei (1564-1642) è stato introdotto il metodo scientifico sperimentale: esso si basa su una prima osservazione, seguita da un esperimento, sviluppato in maniera controllata, in modo tale che si possa riprodurre il fenomeno che si vuole studiare. L’esperimento ha lo scopo di convalidare o confutare l’ipotesi che lo scienziato ha formulato, ipotesi che ha lo scopo di spiegare i meccanismi alla base di quel particolare evento. Il tratto caratteristico della scienza moderna si riassume proprio nel “metodo”, che esige da un lato immaginazione e creatività nelle ipotesi e dall’altro il loro pubblico controllo. È proprio sulla base  del metodo sperimentale che si fonda l’autonomia della scienza.

Una caratteristica importante della rivoluzione scientifica è la formazione di un sapere che, a differenza di quello medievale, riunisce teoria e pratica, scienza e tecnica, dando origine a un nuovo tipo di dotto che non è più il mago o l’interprete di testi del passato, ma lo scienziato sperimentale che rappresenta un sapere pubblico, controllabile e progressivo che si rivela attraverso gli esperimenti resi più rigorosi da nuovi strumenti di misura sempre più precisi.

Questo determina la fine della distinzione fra arti liberali (il lavoro intellettuale) e arti meccaniche (il lavoro manuale) e l’avvio di una collaborazione tra scienziati e tecnici ed artigiani superiori, come ingegneri, architetti ed artisti. Inoltre l’idea di un sapere metodologicamente regolato e pubblicamente controllabile portò alla nascita di nuove istituzioni scientifiche, come accademie e laboratori, e all’intensificarsi dei rapporti fra i dotti, ma fece anche sorgere la necessità di comunicare le nuove scoperte a un pubblico più vasto attraverso un linguaggio accessibile, determinando così la nascita della prosa scientifica in volgare.

Un aspetto importante delle riflessioni di questo periodo riguarda il problema della conoscenza, cioè di come la ragione umana conosca il mondo e riesca a rappresentarlo, in quale modo possa ricondurre la molteplicità del reale all’ordine razionale. Scienziati e filosofi del Seicento individuano come nucleo di fondo della ragione le sue capacità matematiche e geometriche, per cui matematica e geometria sono i linguaggi universali della conoscenza scientifica.

Il problema della spiegazione dei principi della conoscenza umana è un quesito al quale ha provato a rispondere Cartesio, avanzando la proposta di rompere i legami col passato e di dubitare di tutto, del pensiero come dei sensi e dell’esperienza comune. In una delle sue opere più importanti, il Discorso sul metodo, espose il percorso individuale di una mente disorientata e dubbiosa alla ricerca della verità.

Cartesio è da considerarsi uno dei padri fondatori del pensiero moderno; infatti egli è uno dei primi che capì che i fondamenti del tradizionale sistema di spiegazione del mondo e della conoscenza non reggevano più, attratto com’era dalla nuova scienza galileiana, dalla matematica e dal sistema copernicano.

La ricerca sul metodo oltre che in Cartesio ha in Leibniz uno dei suoi maggiori esponenti. Secondo Leibniz era necessario costruire un linguaggio artificiale nel quale poter tradurre tutte le questioni filosofiche perché il linguaggio ordinario, secondo lui, era troppo legato alla normale comunicazione tra gli uomini per essere adatto a servire da strumento chiaro e definitivo per la risoluzione delle grandi controversie. La sua ricerca era quindi rivolta verso la creazione di un linguaggio della mente che riconducesse i discorsi umani al rigore della matematica.

Cartesio invece non pretendeva di diventare matematico o esperto di geometria ma di estrarre il cuore metodologico di queste scienze in modo che potesse servire anche fuori dal regno dei numeri. Egli pensava quindi ad una “matematica universale”, ad una matematica del pensiero senza numeri e figure geometriche.