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COME SI COSTRUISCE UNA TEORIA SCIENTIFICA

Nel libro intitolato Dal big bang ai buchi neri. Breve storia del tempo, il celebre astrofisico Stephen Hawking scrive che «Una teoria è una buona teoria se soddisfa due considerazioni: deve descrivere accuratamente un’estesa serie di osservazioni sulla base di un modello che contiene solo pochi elementi arbitrari, e deve fare predizioni precise riguardo ai risultati di osservazioni future».

Già solo questo ci fa capire due punti essenziali: lo scienziato deve prima osservare, e poi essere in grado, magari attraverso una formula, di poter riproporre ciò che ha osservato. Da qui la sua teoria potrà essere confermata o smentita. Per dimostrare una teoria scientifica, tuttavia, lo scienziato farà una serie di prove sperimentali, affrontando singoli casi. Anche in caso di successo, non è detto che la teoria possa essere convalidata, perché essa deve avere anche il principio di universalità: deve essere valida ovunque. Una volta che la teoria è, per così dire, robusta, si sperimenta in altri ambiti non ancora provati. Bisogna però ricordarsi che più una teoria è solida, più si presentano controindicazioni: infatti, se questa presenterà delle crepe, sarà difficile aggiustare il tiro della teoria stessa. Possiamo immaginare una teoria scientifica come una lastra di vetro: più questa è solida, più rischia di frantumarsi in mille pezzi per via di una sola piccola crepa; se invece è meno robusta, più malleabile, sarà più semplice correggere quell’imperfezione e permettere alla teoria di prendere una forma finale più congrua al ruolo che deve svolgere all’interno della scienza.

Ma come si compattano le teorie scientifiche? Nel processo di verifica, di aggiornamento e di perfezionamento dei modelli teorici, si confrontano e connettono le diverse leggi relative a fenomeni simili, costruendo quindi una serie di graduazioni che, se da un lato danno coerenza al nostro sapere, dall’altro fanno emergere dei concetti fondamentali, dai quali è possibile dedurre, con i metodi della logica e della matematica, l’intera rete delle leggi relative a un dato ambito di studio.

Il rischio di una teoria è che ci dia un disegno unitario, ma che potrebbe portarci invece ad un vicolo cieco, senza permetterci di osservare nuovi punti di vista. La teoria, come abbiamo letto dalle parole di Hawking, è una capacità di previsione, ma incapace di essere dimostrata subito per via di mancanza degli strumenti adatti, atti a confermarla.

La teoria scientifica, per essere tale, presenta dei requisiti che non sono considerabili opzioni. Deve inderogabilmente rispettarli tutti. Questi requisiti sono:

  • Economicità: l’utilizzo del minor numero di ipotesi per spiegare un fenomeno;
  • Coerenza: una teoria non deve avere al suo interno contraddizioni logiche. Inoltre deve essere capace di spiegare anche in un altro modo i fenomeni precedentemente osservati;
  • Testabilità e falsificabilità: cioè la possibilità di essere sperimentata e “falsificata”: la teoria scientifica, per essere tale, non può e non deve valere sempre e ovunque, altrimenti staremo facendo metafisica, e si cadrebbe nel dogmatismo (vedi sotto);
  • Riproducibilità: significa la capacità di fare previsioni testate, anche in futuro;
  • Modificabilità e Duttilità: elementi che permettono alla teoria di adattarsi ed essere eventualmente modificata di fronte a nuovi fenomeni (come l’esempio della lastra di vetro che abbiamo scritto prima);
  • Approssimazione e Antidogmaticità: ovvero assumere se stessa (la teoria) come non assoluta, nel senso che una teoria è comunque sempre e solo un parziale avvicinamento all’oggetto della conoscenza.

 

Al contrario di quanto molti pensano, la parte sperimentale di una teoria è un punto di arrivo, e non di partenza. Si tratta infatti di un lungo processo di affinamento e di riflessione teoretica.

Nella scienza, inoltre, una teoria è un’insieme di ipotesi tra loro interconnesse. Si tratta quindi di enunciati e proposizioni (abbiamo già parlato di enunciati e proposizioni qui: http://www.cgpalmasarborea.it/web/la-logica-e-gli-argomenti-di-tutti-i-giorni/) con lo scopo in genere di spiegare un certo tipo di fenomeni naturali o più in generale di formulare sistematicamente i principi di una disciplina in ambito scientifico.

Una teoria scientifica deve contenere qualche elemento o una serie di elementi fattuale che possono essere verificati. A partire dalla teoria stessa, possono essere elaborati modelli, ovvero delle rappresentazioni di un certo fenomeno. Se questi modelli saranno coerenti con la realtà dei fatti, allora la teoria potrà essere confermata. Viceversa, se il modello teorico non è in grado di riprodurre il fenomeno reale, la teoria non può essere convalidata.

 

Stefano Aranginu

(tutti i diritti riservati – all rights reserved)

 

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