Il punto di vista intermedio che intendiamo accogliere, tra il puro empirismo del neopositivismo logico e l’estremo relativismo della visione paradigmatica, è quello di Hesse presentato nel suo saggio Modelli e analogie nella scienza48. Innanzitutto Hesse concepisce i modelli come parte integrante della teoria, per essere validi essi devono possedere proprietà fisicamente simili alle proprietà degli oggetti che vogliono descrivere49. Questa condizione permette allo scienziato di poter compiere inferenze analogiche a partire dal modello, permettendogli di indagare se vi siano altre somiglianze di cui inizialmente ignorava l’esistenza .
Il modello è necessario per le teorie scientifiche e svolge numerose funzioni per la costruzione e per l’estensione della teoria:
- ci guida nella scelta di una certa struttura formale nella costruzione della teoria,
- interpreta completamente i termini teorici della teoria,
- dà significato alla teoria, creando connessione con i dati sperimentali, - estende la teoria a nuovi osservabili, diventando parte essenziale di
una teoria in crescita.
Queste diverse funzioni svolte dal modello sono connesse con l’analisi strutturale del modello da parte di Hesse; inizialmente distingue due tipi di
modelli chiamati Modello1 e Modello2.
Il Modello1 è la copia imperfetta meno l’analogia negativa, in modo da
48 M. B. HESSE, Modelli e Analogie Nella Scienza. 49
considerare solo l’analogia positiva e le proprietà che ancora non sappiamo se appartenere all’analogia positiva o negativa50. Il Modello2. è invece la
copia, l’altro oggetto che si può costruire o immaginare, compreso di analogia positiva, negativa e neutra. Sono proprio le analogie neutre del Modello1 quelle che permettono di progredire alla ricerca, in quanto il compito dello scienziato è quello di indagare se queste fanno parte dell’analogia positiva o negativa.
A questo punto dobbiamo chiederci cosa sia l’analogia tra modello e teoria, e come da questa sia possibile compiere inferenze analogiche. Nella relazione analogica intervengono due principali relazioni tra i termini dei due oggetti messi a confronto, ovvero relazioni orizzontali e verticali. Per spiegarle dobbiamo considerare gli oggetti come composti da una serie di proprietà A1...An ad esempio per il primo oggetto, e B1...Bn per il secondo. Le relazione orizzontali sono quelle che connettono una proprietà Ax del
primo oggetto con una By del secondo, ovviamente più saranno presenti
queste relazioni più potremmo dire gli oggetti analoghi. Le relazioni verticali intercorrono invece tra le proprietà dello stesso oggetto, sono per lo più relazioni causali e vi è analogia quando le medesime relazioni si possono trovare nei due oggetti messi a confronto.
Come esempio potremmo mettere a confronto la Terra e la Luna, come relazione orizzontale positiva -ovvero relazione di identità- si può dire che entrambe sono sferiche, solide, opache, ricevono luce e calore dal Sole, ruotano intorno al proprio asse e gravitano intorno ad altri corpi. Come
50 Per analogia positiva si intende le caratteristiche comuni tra i due termini a confronto, l'analogia
negativa rappresenta le caratteristiche che differenziano i due termini, l'analogia neutra infine rappresenta le caratteristiche che non sappiamo ancora se appartenere all'analogia positiva o negativa.
analogia negativa- ovvero relazione di differenza- si può notare che la Luna è più piccola della Terra, non possiede atmosfera né acqua ed è di natura più vulcanica. Per quanto riguarda invece le relazioni verticali dovremmo invece conoscere le relazioni causali tra le proprietà dei due oggetti, ad esempio associare il raggio orbitale al periodo di rivoluzione.
A questo punto se riscontriamo una forte analogia positiva tra i due oggetti potrebbe essere lecito inferire che visto che esiste vita sulla Terra sia possibile che esista anche sulla Luna. Questa è un inferenza analogica le cui condizioni sono il riscontro di molte proprietà in comune e delle medesime relazioni tra proprietà all’interno dei diversi oggetti. Ovviamente in questo caso l’inferenza sarebbe erronea poiché condizione necessarie per la vita sono proprio la presenza d’acqua e atmosfera sulla Terra, quindi l’aver male interpretato le relazioni verticali delle caratteristiche proprie della Terra ci ha portato verso un erronea inferenza analogica sulle proprietà della Luna.
Questo esempio seppur banale chiarisce l’utilizzo dell’inferenza analogica che si rivela utile quando conosciamo la presenza di determinate caratteristiche in oggetti diversi, ma non tutte le relazioni causali che intervengono al loro interno.
Per esprimerci in maniera più schematica l’inferenza analogica si basa su riscontrare determinate caratteristiche x, y, z in un determinato oggetto A, mentre in B sappiamo essere presenti le caratteristiche x, y. A questo punto ci domandiamo se è lecito aspettarsi z anche in B, ovvero se dalla presenza di x, y in un dato oggetto si può dedurre la presenza anche di z.
Ad esempio per tornare al caso Terra-Luna ci chiediamo se la presenza di un corpo solido (x) e sferico (y) implichi quella della vita (z); in questo caso avremmo scoperto che le cose non stanno così in quanto nella Luna sono presenti entrambe le prime due caratteristiche ma non la terza. Questa
scoperta avrebbe potuto però guidare la comunità scientifica a ricercare altre caratteristiche necessarie per le vita, tentando di individuarle all’interno dell’analogia negativa, scoprendo che di fatto alla vita sono necessarie due condizione assenti nella Luna ovvero la presenza di acqua ed atmosfera. Per compiere quindi un’inferenza analogica corretta è necessaria una certa somiglianza sia verticale che orizzontale, ovvero sia di caratteristiche comuni che di nessi causali o funzionali all’interno dei due oggetti messi a confronto
Le stesse condizioni sono necessarie per poter compiere un’analogia materiale tra un Modello2 scientifico ed un certo explicandum51; nel caso però di modelli scientifici le relazioni verticali devono essere valide in un senso scientificamente accettabile52, un’altra condizione banale che deve essere soddisfatta è che le relazioni verticali non facciano parte dell’analogia negativa.
Possiamo a questo punto modificare ed integrare il vecchio modello deduttivo della spiegazione scientifica con una concezione della
spiegazione teorica come descrizione metaforica del dominio
dell’explicandum. Sempre prendendo spunto dalla definizione interattiva di metafora Max Blak, un’importante differenza da notare subito con le metafore di Black è che nel caso della spiegazione scientifica di un determinato explicandum non è possibile usare qualsiasi modello come creatore delle stesse somiglianze su cui si fonda, nella scienza è infatti impossibile costruire un modello senza che ci sia una qualche somiglianza
51Per explicandum si intende l'insieme delle cose da spiegare tramite una teoria, mentre per
explicans si intendono gli enunciati esplicativi che formano la spiegazione nel senso più stretto
della parola.
52
data di partenza; se non vi fosse questa necessità si cadrebbe nella tesi dell’inconfutabilità dei modelli teorici53.
Secondo la concezione interattiva della metafora i due sistemi interagiscono e si adattano reciprocamente, ad esempio nella filosofia meccanicistica la natura diventa simile ad una macchina e le vere macchine sono ridotte alle loro qualità essenziali, cioè a massa in movimento. In poesia il piano metaforico non può essere totalmente separato da quello letterale54, e lo stesso vale nella ricerca scientifica, non è possibile separare nettamente il dato empirico dalla teoria con la quale lo stiamo guardando, in quanto si vengono a creare quei meccanismi di slittamento di significato e interazioni
che rendono i due piani non più nettamente divisibili55.
Obbiettivo del modello nella scienza è quello di raggiungere una “metafora perfetta”, il cui riferimento sia tutto il dominio dell’explicandum, mentre in poesia si cercano metafore volutamente imperfette i cui salti di significato sembrino più repentini possibile.
Secondo la spiegazione metaforica il linguaggio osservativo dell’explanans viene continuamente esteso dagli usi metaforici, come ogni linguaggio naturale del resto. In questo modo è possibile non solo rendere non necessarie l’aggiunta di regole di corrispondenza, ma le leggi dell’explanans vengono anche rese naturalmente predittive, poiché il linguaggio osservativo originario subisce continui slittamenti di significato che estendono il suo dizionario. Le predizioni in senso forte divengono in questo modo possibili, e possono anche risultare false, ma questo è il
53 Negata storicamente da esempi come il fluido calorico o il modello ondulatorio della luce. 54 Il focus dal frame usando la terminologia di Black.
55 Questo implica secondo Hesse la necessità di abbandonare la dicotomia teorico\osservativo
rischio associato ad ogni spiegazione o predizione.
Il ruolo dei modelli all’interno delle scienze naturali può essere utile per mediare tra le due posizioni epistemologiche espresse all’interno della nostra trattazione. La concezione deduttiva della scienza pone le sue basi su dicotomie radicali: teoria contro osservazione, spiegazione contro descrizione, scoperta contro giustificazione, induzione contro deduzione e realismo contro strumentalismo; si suppone la scienza avere sicure fondamenta nei dati empirici e sperimentali espressi in enunciati osservativi, il cui valore di verità e significato sono funzioni logiche del linguaggio descrittivo comune e sono indipendenti dai mutamenti teorici. La scoperta teorica non può essere data con alcun metodo logico in quanto appartenente al contesto della scoperta, oggetto semmai di una psicologia o sociologia della comunità scientifica. Questo è il piano delle congetture, dal quale vengono poi dedotte conseguenza da verificare, e questo è il piano della giustificazione.
Dalle critiche mosse all’epistemologia positivista nasce la concezione paradigmatica, la quale vede la scienza come successione di paradigmi fra i quali non esiste alcuna continuità teorica e linguistica. Si nota infatti come gli enunciati osservativi, per quanto derivati dai dati empirici, possono essere modificati nel valore di verità da una teoria successiva, così come il loro stesso significato può mutare. Esempio ne può essere l’enunciato osservativo “l’aria è leggera” cioè sale verso l’alto, che per la meccanica aristotelica è vero diventa falso per quella newtoniana, per la quale è vero l’enunciato “l’aria è pesante” cioè composta di particelle gravitazionali. La struttura teorica dunque determina ciò che vediamo che a sua volta è interpretato all’interno della teoria stessa, in questo modo pare non esserci alcuna via di uscita al circolo delle idee teoriche così determinato.
Si può sfuggire ad un estremo relativismo paradigmatico riconoscendo il ruolo che hanno i modelli materiali all’interno della concezione ipotetico- deduttiva. I concetti teorici in questa visione devono essere intesi come derivati per analogia da situazioni osservative familiari, in secondo luogo queste analogie possono fornire una base per un’inferenza induttiva analogica a partire da sistemi noti. In questo modo le metafore tra eventi naturali simili possono fornire importanti trasferimenti analogici di proprietà che possono quindi essere indagate. Questo procedimento è in un certo senso un ritorno al realismo, in quanto i modelli vengono interpretati come reali, ma non un realismo ingenuo, poiché nel passaggio tra focus e frame si viene a creare quello slittamento si significato che modifica di volta in volta le proprietà che associamo a quel determinato termine teorico all’interno del modello. Ad esempio utilizzare il termine “particella” all’interno di una teoria atomica è concesso una volta accettato che con questo termine non si verificheranno tutte le proprietà che assume una “particella” appartenente al mondo tangibile; tuttavia il loro uso ci permette di comprendere a cosa si riferisce in quella teoria. Il giudizio non è mai arbitrario in quanto si basa su somiglianze oggettive che io sono di volta in volta in grado di riconoscere.
Dunque analizzando l’uso delle metafore nella scienza è possibile vedere i concetti teorici come estensioni analogiche del linguaggio osservativo, recuperando l’unità essenziale del linguaggio osservativo e teorico, e notando l’inter-relazione che si crea tra le due sfere. Le interazioni tra ciò che è osservato e ciò che lo spiega sono nei due sensi, quindi attraverso inferenze induttive o analogiche ma anche attraverso catene deduttive. I significati all’interno della scienza non restano statici ma vengono continuamente modificati da nuove scoperte e innovazioni concettuali.
Questo è un modello di scienza in continua evoluzione che garantisce però passaggi razionali tra una teoria e la successiva, sebbene non necessariamente deduttivi, piuttosto che salti rivoluzionari tra paradigmi.