Bisogna essere Realisti…

Dunque, torniamo al tema del post precedente, anche perché non so quanto io sia riuscito ad essere chiaro. Vorrei quindi riepilogare alcuni punti chiave del tema che sto proponendovi, a costo di essere un po’ lungo.

La scienza "classica" assumeva, più o meno esplicitamente, alla base del suo metodo un’ipotesi che potremmo chiamare del Realismo Scientifico, e che informalmente riassumerei così:

  • L’obiettivo della scienza è descrivere gli enti e le proprietà della realtà fisica, e rivelare le leggi che la governano.
  • Nella misura in cui, quindi, una teoria scientifica è "vera", gli enti e le proprietà che descrive corrispondono a quelli della realtà fisica. Se crediamo ad esempio che le nostre attuali teorie sulla materia siano corrette, gli elettroni esistono "davvero", sono caratterizzati da carica, posizione, velocità, ecc.
  • Gli oggetti fisici e le loro proprietà esistono indipendentemente dalle nostre teorie o dal fatto che li osserviamo o meno.

Questa posizione è in realtà una posizione filosofica, ed è stata messa seriamente in discussione dai sostenitori dello Strumentalismo Scientifico, secondo i quali le teorie scientifiche sono semplici strumenti per effettuare calcoli e prevedere i risultati delle nostre osservazioni, e che la scienza non dovrebbe porsi l’obiettivo di individuare la struttura della realtà fisica, in quanto essa è per definizione inaccessibile, ammesso che abbia senso parlarne. Da questa posizione consegue che gli elettroni e le loro proprietà non "esistono" indipendentemente da noi, ma che hanno senso solo nell’ambito dell’uso che noi facciamo di questi concetti. Per gli strumentalisti, dire che un elettrone ha una velocità e una posizione nello spazio anche se noi non l’osserviamo non ha senso.

Fin qui, il dibattito sembrerebbe strettamente filosofico, e legato a come si definisce la "realtà" di un ente (e infatti le due posizioni, magari espresse diversamente, si ritrovano nella storia della filosofia); eppure la storia della scienza ha dimostrato che la questione non è puramente filosofica.

Infatti, la Fisica Quantistica, e gli esperimenti ispirati da essa, hanno dimostrato che la formulazione del Realismo Scientifico che ho dato prima è incompatibile con i dati sperimentali. Nella prima metà del XX secolo, un certo numero di esperimenti chiave ha dato torto ai Realisti (tra cui Einstein) e ha dimostrato che l’ipotesi che gli enti fisici abbiano proprietà indipendenti dal modo in cui noi le osserviamo è falsa. Da qui, i più eminenti fisici quantistici dell’epoca (in particolare Bohr e Heisenberg) hanno derivato una interpretazione strumentalista della teoria fisica che è diventata quella canonica e che è tuttora quella "ortodossa", in quanto non pretende di stabilire alcuna corrispondenza tra la Fisica e la "realtà".

Da questa posizione deriva un’altra conseguenza, che Heisenberg nel suo libro che ho citato in un post precedente definisce la complementarietà delle teorie scientifiche. In sostanza, se una teoria non è altro che un modo per calcolare i risultati di certi esperimenti, allora i modelli alla base di ogni teoria servono solo per comodità di rappresentazione, e hanno valore solo nell’ambito dei fenomeni che quella teoria permette di verificare sperimentalmente. Le teorie scientifiche sono "complementari", ossia ognuna ha un suo spazio di applicazione, e i concetti dell’una non possono essere arbitrariamente "trasportati" nell’altra. In un’interpretazione radicalmente strumentalista, infatti, gli enti descritti dalla teoria non hanno alcun valore al di fuori di essa, e anche al suo interno sono solo degli utili artifici per descrivere una classe di fenomeni.

Questo approccio, che evita alle teorie di "fare i conti" con la realtà, ha però a mio modo di vedere un serio inconveniente: impedisce di costruire un modello integrato della realtà. Infatti, nella Fisica Quantistica noi parliamo di elettroni, e ne descriviamo il comportamento in certe condizioni sperimentali, che sono all’interno del perimetro della Fisica Quantistica. Ma gli elettroni sono un’entità di cui parliamo in molte teorie scientifiche diverse, dalla chimica alla cosmologia, e ciascuna di queste teorie ha un ambito di applicazione diverso (ossia, in termini "strumentalistici", è efficace per lavorare su fenomeni diversi per natura delle forze in gioco, dimensione, modalità di osservazione, ecc.). Se non fosse così, d’altra parte, ossia se non esistessero delle entità "ponte" tra una teoria e l’altra, noi non potremmo dire, ad esempio, che le relazioni chimiche tra elementi si poggiano sulla struttura quantistica dell’atomo, che quest’ultima dipende dalla struttura a quark del nucleo atomico, e così via.

La scienza utilizza sistematicamente concetti unificanti, e la validità di questi concetti sta nel fatto che essi implicitamente si riferiscono allo stesso ente della realtà fisica. Rimuovere il legame tra concetto e realtà, come vogliono gli strumentalisti, implica di fatto distruggere i legami tra le diverse teorie scientifiche: non c’è niente a dirci che l’elettrone della Chimica abbia qualcosa a che fare con l’elettrone della Fisica Quantistica, anzi una simile correlazione è priva di senso. Questo è, credo, fortemente contrario al modo di ragionare degli scienziati: quando un chimico ha a che fare con uno ione, che ha "acquistato o perso un elettrone", dà per scontato che la massa e la carica elettrica dell’elettrone possano essere ricavati dalle misurazioni di precisione effettuare dai fisici. Ma quelle misurazioni si riferiscono a un’entità che fuori della teoria Fisica non è definita, e quindi non sono utilizzabili nella descrizione di fenomeni di natura diversa. Per essere logicamente coerente, ogni teoria dovrebbe usare solo concetti e dati che sia in grado di definire e ricavare autonomamente.

Ci troviamo quindi forse di fronte a un dilemma: il Realismo è confutato dai fatti, mentre lo Strumentalismo pone delle limitazioni paradossali alla nostra possibilità di conoscere la Natura. Ci rifletteremo ancora su in un prossimo post.

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