Come la scienza può sconvolgere il senso comune

Guido Tascini

Può il battito d'ali di una farfalla provocare un uragano dall'altra parte del mondo?

Ecco un esempio di controintuitività della scienza: la teoria del caos.

Una teoria nata nell’ambito della sistemica, può divenire uno strumento applicativo utile in molti settori, dalla Medicina all’arte.
Si tratta di una teoria che studia comportamenti apparentemente caotici e vi individua delle informazioni intuitivamente insospettabili….
La teoria del caos è un settore della teoria matematica dei sistemi dinamici
Un sistema dinamico si dice caotico se presenta le seguenti caratteristiche:
Sensibilità alle condizioni iniziali, per cui a variazioni infinitesime delle condizioni al contorno (degli ingressi) corrispondono variazioni finite in uscita.
esempio: il fumo di più fiammiferi accesi in condizioni macroscopicamente molto simili (pressione, temperatura, correnti d'aria) segue traiettorie di volta in volta molto differenti.
Imprevedibilità, per cui non si può prevedere l'andamento del sistema in anticipo.
Le orbite nello spazio delle fasi restano confinate, cioè il sistema non evolve verso l'infinito per nessuna variabile. La rappresentazione di questo comportamento dà luogo a particolari forme, dette Attrattori.
Una caratteristica tipica di un sistema caotico, che pure è deterministico e non probabilistico, è la impredicibilità apparente delle traiettorie del sistema. Le traiettorie non si possono prevedere per via della forte sensibilità alle condizioni iniziali: un piccolo errore nella conoscenza dello stato del sistema in un certo istante può provocare un errore anche grande nelle previsioni a medio e lungo termine.
Comportamenti caotici si incontrano in meteorologia, climatologia, fluidodinamica (turbolenza), teoria del laser, ecologia.
Numerose sono le discipline a cui si può applicare la teoria del caos; ad esempio: matematica, fisica, biologia, dinamica di popolazione, informatica, ingegneria, economia, finanza, filosofia, politica, psicologia, e robotica, studio medico dell'epilessia, economia.

Può il battito d'ali di una farfalla provocare un uragano dall'altra parte del mondo?
Il termine "Teoria del caos" ha colpito l'immaginario collettivo entrando a far parte della cultura pop, insieme all'"effetto farfalla". Nella grande maggioranza dei casi la teoria del caos nella cultura è rappresentata come negazione del determinismo e/o in relazione all'effetto farfalla. Questo (inteso come l'influenza di fatti minimi sul corso degli eventi) era già rappresentato in un racconto di Ray Bradbury, "Rumore di tuono", pubblicato nel 1952 e quindi antecedente alla teoria. Questo racconto viene da taluni ritenuto tra i "precursori". Un ulteriore rilevante riferimento letterario è poi il romanzo di Joyce Finnegans wake, per la creazione del neologismo caosmosi, concetto poi molto utilizzato nella filosofia contemporanea e estremamente interessante per la sua possibile funzionalizzazione teorica.
Effetto farfalla è una locuzione che racchiude in sé la nozione maggiormente tecnica di dipendenza sensibile alle condizioni iniziali, presente nella teoria del caos. L'idea è che piccole variazioni nelle condizioni iniziali producano grandi variazioni nel comportamento a lungo termine di un sistema.
L'espressione "Effetto farfalla" si ritiene in genere sia stata ispirata da uno dei più celebri racconti fantascientifici di Ray Bradbury: Rumore di tuono (A Sound of Thunder, in R is for Rocket) del 1952, in cui si immagina che nel futuro, grazie ad una macchina del tempo, vengano organizzati dei safari temporali per turisti. In una remota epoca preistorica un escursionista del futuro calpesta una farfalla e questo fatto provoca una catena di allucinanti conseguenze per la storia umana.
Alan Turing in un saggio del 1950, Macchine calcolatrici ed intelligenza, anticipò questo concetto: "Lo spostamento di un singolo elettrone per un miliardesimo di centimetro, a un momento dato, potrebbe significare la differenza tra due avvenimenti molto diversi, come l'uccisione di un uomo un anno dopo, a causa di una valanga, o la sua salvezza".
Esemplifichiamo con un ftto concreto: una persona, che deve prendere il treno, ritarda di appena due secondi e lo perde. Perdendolo, si verifica una serie di avvenimenti che la portano, facciamo l'ipotesi, a ritornare a casa delusa ed ad imbattersi casualmente nella donna della propria vita svoltando l'angolo. Se invece la persona fosse riuscita a prendere il treno, si sarebbe trovata da tutt'altra parte e non avrebbe conosciuto la propria anima gemella.
Una singola azione può determinare imprevedibilmente il futuro.
Nella metafora della farfalla si immagina che un semplice movimento di molecole d'aria generato dal battito d'ali di una farfalla possa causare una catena di movimenti di altre molecole fino all'uragano menzionato. Proprio come il ritardo di due secondi può incidere sulla vita personale di un individuo.
Edward Lorenz fu il primo ad analizzare l'effetto farfalla in uno scritto del 1963 preparato per la New York Academy of Sciences. Secondo tale documento, "Un meteorologo fece notare che se le teorie erano corrette, un battito delle ali di un gabbiano sarebbe stato sufficiente ad alterare il corso del clima per sempre." In discorsi e scritti successivi, Lorenz usò la più poetica farfalla, forse ispirato dal diagramma generato dagli attrattori di Lorenz, che somigliano proprio a tale insetto, o forse influenzato dai precedenti letterari ."Può il batter d'ali di una farfalla in Brasile provocare un tornado in Texas?" fu il titolo di una conferenza tenuta da Lorenz nel 1979.

Consideriamo come esempio i due attrattori di lorenz, disegnati in figura: il giallo differisce dal blu, nelle condizioni iniziali di solo 10-5 rispetto alla coordinata x.. Ebbene se andiamo a vedere le differenze tra le due traiettorie, notiamo che all’inizio sono coincidenti ma poi divergono e molto.
Se riportiamo le differenze in un’altra figura, vediamo che all’istante 23 si ha una brusca divergenza e le differenze poi aumentano notevolmente: tutto come conseguenza di quel piccolissimo scostamento di 10-5….!
Dal punto di vista matematico molti sistemi possono essere modellizzati con equazioni differenziali alle derivate parziali. Le soluzione di queste equazioni spesso utilizzano funzioni esponenziali e quindi anche una modesta variazione dei dati in ingresso si ripercuote sulla soluzione con un andamento esponenziale potendo quindi alterare in modo determinante l'andamento del modello in funzione del tempo.
La conseguenza pratica dell'effetto farfalla è che i sistemi complessi, come il clima o il mercato azionario, sono difficili da prevedere su una scala di tempo utile. Questo perché ogni modello finito che tenti di simulare un sistema, deve necessariamente eliminare alcune informazioni sulle condizioni iniziali — ad esempio, quando si simula il tempo atmosferico, non è possibile includere anche lo spostamento d'aria causato da ogni singola farfalla. In un sistema caotico, questi errori di approssimazione tendono ad aumentare via via che la simulazione procede nel tempo e, al limite, l'errore residuo nella simulazione supera il risultato stesso. In questi casi, in sostanza, le previsioni di una simulazione non sono più attendibili se spinte oltre una certa soglia di tempo.
Per renderci conto di quanto la teoria del caos abbia influenzato la cultura attuale basta guardare alle opere ispirate da questa:
film, come ad esempio Jurassic Park del 1993, Π - Il teorema del delirio, 1998 , The Butterfly Effect, 2004, Match Point, 2005 , Chaos, 2007, The Oxford Murders - Teorema di un delitto, 2008.
Opere di narrativa, come Finnegans wak (romanzo) di James Joyce , Jurassic Park e Il mondo perduto (The Lost World) di Michael Crichton, Uomini vuoti di Dan Simmons, o la Sindrome di Wolverton di Alan D. Altieri.
La teoria del caos ha ispirato anche opere teatrali e fumetti.

Come esempio significativo descriviamo il film The Butterfly Effect, lEffetto Farfalla. E’ un film di fantascienza diretto da Eric Bresson e J. Mackye e J. Mackye Gruber.
Narra delle vicende di Evan alle prese con un potere particolare che gli permette di modificare eventi chiave accadutigli nel tempo, modificando quindi il presente del momento in cui decide di cambiare il passato. Il titolo del film e il tema principale si riferiscono direttamente all'Effetto farfalla, per cui, ad esempio, il semplice battito d'ali di una farfalla riuscirebbe a modificare il clima fin dall'altra parte del globo terrestre.
Trama
Evan è un ragazzo di periferia che ha avuto particolari problemi durante l'infanzia e che ha ereditato da suo padre un disturbo della psiche che gli provoca dei vuoti di memoria che neanche con la psicanalisi riesce a risolvere. Il dottore allora gli chiede di tenere dei diari in cui annotare tutto quello che accade durante la giornata, nel tentativo di sviluppare la sua memoria.
Crescendo Evan scopre però che grazie alla lettura di questi diari riesce a tornare indietro nel tempo momentaneamente: in questo modo rivive ciò che ha dimenticato e può intervenire per modificare gli eventi futuri. Ma qualsiasi cosa faccia provoca sempre delle conseguenze inaspettate.
Così facendo Evan si ritrova a balzare fra vite diverse, accumulando così decenni di ricordi che producono continue emorragie e ipertrofia delle zone cerebrali deputate alla memoria. Fino al momento in cui, in una di queste vite, rimarrà privo dei diari che gli consentono di tornare al passato.



Arte e Complessita’. Influenza della Scienza sull’Arte

Esistono sistemi complessi che hanno solleticato il mondo dell’arte. Ad esempio i Frattali di Mandelbroth: leggi semplici possono generare complessità inimmaginabili. Ne è un esempio il Fiore di Mandelbroth ottenuto con una semplice legge.

Un altro esempio è la composizione Violin Dance in cui un sistema caotico viene descritto con la densità dell’attrattore (probabilità che il sistema passi per una data zona dello spazio di stato). Con un sistema semplice si sono ottenute forme complesse che ricordano le forme dei cubisti.

Esistono aree della scienza contemporanea che sconvolgono il modo comune di guardare alla realtà di tutti i giorni?
Sono molti gli aspetti della cultura scientifica che influenzano in modo forte il giudizio su aspetti della vita attuali.

Basti pensare all’ Evoluzionismo, alle origini della vita e a quelle dell’universo. Ai robot, oppure all’uomo bionico, alla coscienza artificiale.
Ma su tale influenza gioca un ruolo importante la cultura di base degli uomini e le loro culture specifiche. Una buona lettura epistemologica della scienza, richiede una certa dimestichezza con la cultura scientifica.
E non sempre il senso comune è in grado di afferrare nella sua essenza ciò che bolle nella pentola della scienza.

Ma qui vogliamo soffermarci sulla penetrazione nell’immaginario collettivo di concetti originati nell’ambito della Cibernetica e dell’Intelligenza Artificiale.
Sono due le domandi importanti che la cultura comune si pone, derivate dalle aree scientifiche appena menzionate.

La prima è: la macchina intelligente, il robot, sarà mai in grado di acquistare coscienza di sé?

La seconda è: la vita come la conosciamo oggi è figlia del caso ed è escluso qualunque intervento superiore che possa averne guidato l’evoluzione?

Il termine cibernetica deriva dal greco Κυβερνήτης (kybernetes, ossia nocchiero) e rappresenta un ampio campo di studi.

Fondata da Norbert Wiener come “lo studio del controllo e della comunicazione negli animali e nelle macchine”, ha fatto fin qui molta strada. Tant’è vero che Louis Kauffman, Presidente dell’ American Society for Cybernetics, la definisce “ lo studio di sistemi e processi che interagiscono con se stessi e producono se stessi da se stessi”.
La cibernetica interviene nello studio di svariate discipline, quali:
Intelligenza Artificiale, Robotica, Computer Vision, Sistemi di Controllo, Emergenza, Cibernetica del secondo ordine e altro ancora.

In Biologia la Cibernetica studia i sistemi cibernetici presenti negli organismi biologici, ad esempio le modalità di adattamento degli animali al loro ambiente e come l’informazione viene passata da una generazione all’altra attraverso i “geni” dei cromosomi.
E’ questo il contesto in cui trovano spazio anche i cosiddetti Cyborgs: organismi cibernetici, cioè organismi che sono in parte sistemi naturali e in parte sistemi artificiali.

Nel libro di D. S. Halacy, del 1965: Cyborg: Evolution of the Superman la prefazione di Clynes (che coniò il termine cyborg) parlava di “ ponte…tra mente e materia”. In sostanza si tracciava la strada verso il superman cibernetico!
A questo punto cerchiamo di rispondere alla prima domanda, che formulamo così:

Riuscirà la Cibernetica a costruire una coscienza artificiale?

E’ in una visione di superuomo che trova la sua collocazione la Cibernetica, o in un ruolo subordinato alle necessità dell’uomo, in cui le applicazioni cibernetiche sopperiscono a molti handicap dell’uomo, o meglio ancora forniscono all’uomo abilità altrimenti inimmaginabili?

La visione del superuomo ha avuto un rinforzo nelle posizioni di alcuni scienziati, che recentemente hanno affacciato l’ipotesi che la macchina possa giungere all’autocoscienza e, in tal modo, avviarsi verso il “libero arbitrio”, che da sempre costituisce qualità precipuamente umana.
Due anni dopo la pubblicazione del testo di Cibernetica di Norbert Wiener Isaac Asimov pubblicò il suo romanzo di fantascienza: Io Robot.
In esso Asimov trattava la tematica della coscienza, della consapevolezza di sè, attraverso il confronto tra la coscienza di un essere umano, la psicologa Susan Calvin, ed esseri artificiali coscienti (non biologici). Molti ricercatori e visionari hanno vissuto, in passato, nella malcelata speranza di dare una coscienza a un ammasso di valvole termoioniche e successivamente di dispositivi al silicio. Proprio come i robot di Asimov erano “consapevoli” di esistere in una «spugna di platino iridio, che gli stessi costruttori non sapevano bene come funzionasse».
Allo stato attuale esistono degli scienziati che pensano di studiare sperimentalmente il problema della coscienza.
Alcuni scienziati sostengono che giungere a progettare una “coscienza artificiale” è solo questione di tempo…
Come ad esempio Roger Penrose, Gerard Edelmann e Francis Crick.
L’esperienza empirica ci mostra che la capacità del cervello di produrre la coscienza è legato alla sua capacità di determinare un soggetto unitario, in grado di fare esperienza di se stesso e del mondo circostante; deve dare significato in modo intenzionale, cioè finalizzato, agli eventi esterni, passati e futuri; deve essere in grado di produrre motivazioni e fini, valori soggettivi e sensazioni.
Ma coscienza vuol dire intenzionalità, capacità cioè di dirigersi verso un fine, come è stato indicato da numerosi autori, pur con accezioni diversissime e talora anche contrastanti
(Agazzi, 1981; Brentano, 1874; Dennett, 1969, 1987; Fodor, 1987; Searle, 1983, 1992).
E’ questo il modello di coscienza che ha indotto i ricercatori di coscienza artificiale alla realizzazione di un agente intenzionale, in grado di finalizzare autonomamente i propri comportamenti.
Le prime realizzazioni di Gerard Edelman (Edelman, 1987; Edelman &
Mountcastle, 1978), vanno in questa direzione, anche se successivamente sono confluite direttamente nello studio della coscienza tout court (Edelman & Tononi, 2000).
I robot intenzionali di Edelmann, i Nomad e i Darwin, si scontravano contro il modello oggettivista della realtà sostenuto da generazioni di studiosi: mancava una teoria della coscienza e quindi dell’intenzionalità accettata da tutti.
Rimane però aperta, come una spada di Damocle, la domanda non secondaria:
quali sono le correlazioni tra sistema di neuroni e coscienza: sia nel campo biologico che in quello artificiale?.

Termini, quali soggetto, intenzionalità, rappresentazione, in migliaia di anni di storia del pensiero umano, si sono caricati di significati così diversi e articolati che non sono ammesse scorciatoie o superficiali tentativi di semplificazione: tutti se ne accorgerebbero!
Comunque un fatto è incontestabile: la scienza, allo stadio attuale, non ha la minima idea di come sia possibile che un sistema fisico (un cervello, un sistema nervoso, un insieme di neuroni) possa produrre quell’insieme tutto da chiarire di fenomeni che corrispondono alla nostra esperienza cosciente.
E in questo modo abbiamo tentato di rispondere alla prima domanda. Per il momento non c’è una evidenza scientifica che si possa chiamare coscienza artificiale. Questa la risposta senza concessioni o sbavature attaccabili sul piano del ‘metodo scientifico’, come lo abbiamo illustrato in precedenza.
Se poi vogliamo fare delle considerazioni di tipo culturale in senso lato possiamo anche dire il nostro punto di vista che, a questo livello delle conoscenze, ha lo stesso diritto di asilo di tanti altri.
L’esperienza cosciente della persona umana, oltre che usare il sistema fisico (cervello, sistema nervoso, neuroni vari) possiede probabilmente un componente, che non ha trovato la sua rappresentazione scientifica, e che per il momento è difficilmente connettibile ad un insieme di neuroni: ciò che i filosofi chiamano ‘Spirito’.

Vediamo ora di rispondere alla seconda domanda, che formuliamo così:

la vita come la conosciamo oggi è figlia del caso ed è escluso qualunque intervento esterno, o superiore, che possa averne guidato l’evoluzione?

Ci chiediamo in sostanza se noi tutti siamo davvero figli del caso.
Secondo Monod la vita su questa terra sarebbe proprio figlia del caso.
Ma qualcosa comincia a essere rivisto in questa teoria da alcuni scienziati: in pratica è sotto osservazione il nodo della teoria: la selezione naturale, che secondo i Darwinisti puri è puramente casuale.
Monod pubblicò nel 1970 il libro: “Il Caso e la Necessità”. In esso rivisita la teoria originale dell’evoluzione di Darwin secondo una visione rigorosamente meccanicistica. Secondo Monod, gli organismi viventi, e le singole cellule, sono macchine che contengono tutte le informazioni necessarie al proprio funzionamento. Essi non sono guidati da un fine esterno, ma da proprietà teleonomiche che li rendono nettamente differenti dalla materia inanimata. L'organizzazione di ogni forma vivente è determinata dal DNA che, attraverso le proteine, trasforma le informazioni in strutture e funzioni biologiche ben definite. L'organismo vivente quindi è una macchina chiusa, incapace di ricevere istruzioni dal mondo esterno. Essa possiede un codice genetico che rappresenta il programma che guida la formazione degli organismi e che è trasmesso alle generazioni successive. Ogni modifica al codice genetico, non può derivare da un'interazione dell'organismo con l'ambiente. Essa deve provenire da eventi del tutto casuali; per esempio da errori di trascrizione del codice genetico dovuti prevalentemente a perturbazioni di natura quantistica. La modifica nella struttura del DNA, così verificatasi, verrà inevitabilmente e fedelmente riprodotta in moltissimi esemplari dal sistema di replicazione dell'organismo, che opera con necessità inderogabile. Di qui il titolo: il caso e la necessità.

La critica si appunta su questa casualità pura della selezione naturale: questo è in contraddizione con il comportamento degli esseri viventi: tutti gli organismi viventi si formano per una funzione e non per caso. Quindi ogni organismo è selezionato per un fine e non casualmente. Questa contraddizione ha iniziato un processo di rilettura del Darwinismo puro, appena agli inizi.
Quindi, se questa è una critica ragionevole, che rispetta il metodo scientifico, allora una ipotesi di selezione-per anziché puramente casuale, potrebbe essere formulata e troverebbe ospitalità come quella della casualità pura.
Un modo per costruire una tale ipotesi, secondo il sottoscritto potrebbe essere ricorrere alla vita artificiale.La Vita Artificiale è un mondo artificiale in cui è possibile simulare i processi vitali.
In questo contesto è possibile simulare l’evoluzione della vita e dimostrare plausibile una vita non figlia del caso, ma che si evolva seguendo un trend, una intenzionalità.
La Vita Artificiale può essere simulata su supporti non organici, ad esempio elaboratori.
Simula i fenomeni naturali, quali nascita, morte, crescita, sviluppo, selezione naturale, evoluzione percezione, manipolazione, cammino, adattamento, apprendimento, intelligenza.
Eè affascinante seguire l’evoluzione storica di questo campo di ricerca. Questa ha visto la nascita degli Avatar, che posseggono un comportamento autonomo e una personalità autonoma, che dipendono dall’interazione con l’ambiente: pioniere di questi fu Frederic Parke 1970.
Vite artificiali storiche sono i sistemi particellari e i flocks (stormi) che evidenziano un comportamento collettivo.
I primi costituiti da una grande quantità di particelle sono rappresentabili con un insieme “fuzzy”. Il comportamento di ciascuna particella è molto semplice ed interagisce solo con l’ambiente.
I flocks sono meno numerosi, ma hanno un comportamento fisico più complesso ed una limitata quantità di intelligenza.
Da queste semplici leggi emerge un comportamento unitario: avete mai visto gli assetti complessi degli stormi di uccelli in cielo? Ebbene quei disegni, sembra impossibile, ma derivano da leggi di interazione molto semplici: come, ad esempio, mantenere una distanza tra individui inferiore ad un certo valore.
Altre vite artificiali semplici, oggetto di ricerca, sono i Sistemi Particellari e gli Automi Cellulari, applicati, ad esempio, nella Computer Graphics e nella progettazione di Calcolatori Paralleli.
Infine esempi di flocks sono le Colonie di Formiche Artificiali di Langton e le popolazioni di bestie che si evolvono.
Infine lo studio evolutivo basato sulla definizione di opportuni cromosomi costituisce la base di una serie di applicazioni, che riguardano ad esempio l’ottimizzazione di problemi ingegneristici. Ma qui ci interessa la simulazione della vita naturale, che come si è detto può essere effettuata ipotizzando una selezione finalizzata anziché casuale pura: basta far interagire in modo esplicito, anche se casualmente l’ambiente esterno con la selezione.
Quindi anche qui la risposta alla seconda domanda non è sì. Rimangono ombre e incertezze, che la scienza sta tentando di chiarire. La scienza ha le sue strade, come si è detto, e non è legittimo lasciarsi influenzare dalle credenze. Vale solo il metodo scientifico.
Ma non me ne vogliano certi ‘chierici’ della scienza che difendono le loro ipotesi scientifiche costruendo, attorno ad esse, vallati di disprezzo per chi osi metterle in dubbio, dimenticando che è il processo di falsificazione quello che dà sicurezza alle ipotesi. Ora se diverse ipotesi, purchè plausibili si dovessero affacciare all’orizzonte è il metodo scientifico che richiede di vagliarle e, comunque dare loro diritto di asilo al pari delle ipotesi tradizionali. Chissà forse riusciremo a sfangarla a non avere coma Padre Creatore il Caso cieco….Chi vivrà vedrà.

La Cultura Scientifica

Guido Tascini

1.
La cultura scientifica rappresenta gli atteggiamenti intellettuali e sociali della gente basati sulla conoscenza scientifica. Ma tale conoscenza è adeguata?

Non v’è dubbio che la cultura scientifica tenga un posto importante nei giudizi che gli uomini del nostro tempo formulano sugli avvenimenti di attualità: Sia che riguardino fatti meteorologici, che medici, la vita o il mondo inanimato.

Questo perché la cultura scientifica, da quel lontano 1632 in cui Galileo pubblicò il suo Dialogo sopra i due Massimi Sistemi, si è venuta affermando sempre di più e influenza il punto di vista non solo degli scienziati.
La cultura scientifica, proprio perché cultura, rappresenta gli atteggiamenti, sia intellettuali che sociali, espressi dalla società e basati sulla conoscenza scientifica: ora dall’epoca di Galileo la conoscenza scientifica, proprio basandosi su quel metodo scientifico che Galileo fondò, è enormemente cresciuta.
A questo punto nasce spontanea una domanda: ma la gente conosce
a fondo i risultati della scienza? O, almeno, ne ha una conoscenza sufficiente per poter avere un metro di giudizio adeguato?
Purtroppo dobbiamo constatare che questo non sempre avviene. Anzi spesso si danno letture soggettive di dati oggettivi e si giunge a non capire dove vada la scienza e dove sia opportuno dirigere gli sforzi di questa . Questo accade per scarsa conoscenza e, in definitiva, per scarsa cultura scientifica; ciò nonostante tutti siano concordi nell’affermare che la cultura scientifica e la scienza siano basi inalienabili di una società progredita, perfettamente funzionante e globalizzata.
Ma forse è il caso di ripercorrere un po’ di strada lungo il corso della storia della scienza.
2.
Nascita del Metodo Scientifico
Si può dire che la cultura scientifica nasca contestualmente alla nascita del metodo scientifico, le cui basi furono poste da Galileo Galilei.
Galileo Galilei, nato a Pisa nel 1564 e morto ad Arcetri, nel 1642 è stato uno dei più grandi scienziati dell'epoca moderna: filosofo, astronomo, fisico e matematico italiano.Le sue ricerche hanno fornito contributi fondamentali alla dinamica e all’ astronomia. In particolare perfezionò il telescopio, con cui potè fare importanti osservazioni astronomiche . Infine introdusse il metodo scientifico (detto anche metodo galileiano).
Come è noto fu di primaria importanza il suo ruolo nella rivoluzione astronomica in cui sostenne il sistema eliocentrico e le teorie copernicane.
Cannocchiale di Galileo Il metodo scientifico è il modo tipico con cui la scienza procede nel raggiungere la conoscenza della realtà: questa conoscenza, secondo il metodo scientifico, deve essere oggettiva, affidabile, verificabile e condivisibile. Tale conoscenza è perseguita attraverso l’osservazione e la sperimentazione: in questo modo si accumula evidenza sperimentale e misurabile sui fatti. Infine si giunge, come conseguenza della fase precedente, ad una definizione precisa della nuova conoscenza accumulata.
Fin qui l’approccio storico. Ma volendo sofisticare potremmo attribuire due significati al metodo scientifico.
Da un lato si può vedere il metodo scientifico in senso astratto, come insieme di criteri di giudizio per valutare un risultato, teorico o sperimentale. Per esempio questi potrebbero anche essere criteri per distinguere un discorso scientifico da discorsi di altro tipo: metafisico, religioso o anche pseudoscientifico.
Dall’altro il metodo scientifico può riferirsi direttamente alla pratica quotidiana e concreta dello scienziato, o almeno alla pratica adottata dalla comunità scientifica nel suo complesso, nella sua attività di ricerca.
I due significati non sono completamente estranei l'uno dall'altro. Se esistono dei criteri di metodo che caratterizzano il discorso scientifico (primo significato) questi dovrebbero per forza essere gli stessi adottati concretamente dagli scienziati nella loro attività quotidiana (secondo significato). D'altra parte accade che il modo di procedere del singolo scienziato può essere fuori da ogni schema (per intuizione e senza alcun metodo sistematico), e che a caratterizzare come scientifici i suoi risultati sono dunque criteri in qualche modo indipendenti dalla sua attività di scoperta e ricerca.
Queste ed altre sfumature di significato legate al concetto di metodo scientifico sono il motivo per cui su tale concetto si è discusso molto e non esiste (ancora) un accordo generalmente condiviso su una possibile definizione del metodo. Il dibattito è estremamente complesso e coinvolge non solo la pratica scientifica ma anche, o forse soprattutto, la speculazione filosofica.
Semplificando, il problema della ricerca di una definizione di metodo scientifico si pone come reazione all'evidente successo, pratico e teorico, ottenuto nei secoli dalla scienza, con la convinzione (o la speranza) che tale successo sia riconducibile all'applicazione, appunto, di un metodo semplice e facilmente esportabile a molte altre discipline, se non a tutte. La profonda evoluzione che la scienza ha subito da Galileo ad oggi rende però difficile individuare con precisione una metodologia universalmente applicata ed applicabile nei diversi secoli e nelle diverse discipline.

3.
Scienza e approccio scientifico fanno parte della cultura comune?
E’ possibile utilizzare concetti scientifici piegandoli ai nostri interessi?
E’ possibile il contrario? Cioè possono gli interessi particolari piegare la scienza e condizionarla?
A questo proposito uno studioso, un po’ troppo compreso del proprio ruolo sentenziava ultimamente; “religione e pornografia due cose da eliminare…”.
Certo il modo comune di ragionare è spesso lontano mille miglia dal metodo scientifico: spesso il modo comune di argomentare è molto lontano dal paradigma logico-deduttivo utilizzato in molti ambiti scientifici; ma la scienza è valida di per sé. Non ha bisogno di disprezzare ciò che è altro e scaturisce da dentro l’uomo. Se c’è del buono prima o poi anche la scienza lo illustrerà. Insomma se son rose fioriranno. Da Galileo ne è passato del tempo prima che riuscissimo a inserire in un robot dei programmi intelligenti che gli permettessero di orientarsi in un ambiente sconosciuto… Lo scienziato fa il suo mestiere e con il tempo i progressi scientifici si cumulano. Ma un
atteggiamento di disprezzo desta sospetto….
La cultura in senso lato può definirsi come quell’insieme di modelli di comportamento intellettuali e sociali sottesi al nostro comportamento abituale.
Su cosa sia basata questa cultura ce lo dice la “Dichiarazione Universale sulla Diversità Culturale” dell’Unesco.
All’art. 1 descrive la diversità culturale come eredità comune dell’umanità, che va affermata a beneficio delle generazioni presenti e di quelle future. Essa è sorgente di scambio, innovazione e creatività ed è necessaria all’umanità, così come la biodiversità lo è per la natura.
All’art. 2 riconosce il pluralismo culturale come conseguenza di questa eredità. Pluralismo culturale inteso come armoniosa interazione tra persone e gruppi con identità culturali plurime, variate e dinamiche. In questo senso il pluralismo culturale dà espressione politica alla diversità culturale ereditata da ciascun uomo.

Quando parliamo di cultura scientifica, parliamo di questo comportamento sociale e intellettuale specificatamente basato sulla conoscenza scientifica.

4.
Ma che cosa pensa lo scienziato della scienza?
Per meglio comprendere la cultura scientifica è indispensabile capire che cosa pensa della scienza l’uomo di scienza. Sono normalmente d’accordo sul fatto che la scienza non è vaga come può essere vago “percepire la natura” né un modello mentale razionale del mondo. Essa è pittosto un metodo che produce percezioni nei ricercatori. E’ in fondo un algoritmo che va applicato diligentemente, senza riguardo; che la verità sia gradevole o no; senza rispettare la nostra adesione a un qualsiasi sistema di credenze, perché è la verità che deve emergere. E’ più propriamente una strategia, nel senso che permette di avventurarsi lungo percorsi euristici, alla ricerca di un qualche risultato, rispettando rigorosamente il metodo (scientifico).
Altro aspetto su cui concordano gli uomini di scienza: la scienza, vista come appartenente alla cultura in generale, cioè come subcultura, nel senso di ‘parte’ della cultura generale, è compatibile con qualsiasi altra cultura. Questo anche se alcuni aspetti della scienza ( inclusi alcuni suoi risultati e non ciò che noi diciamo su questi) possano essere in contrasto con le nostre convinzioni e con quelle di altri del nostro gruppo. Ma la scienza è una strategia indipendente dalla cultura.
In questo atteggiamento è evidente una grande fede in una scienza pura e rigorosa. Una scienza di questo tipo quando entra in contrasto anche con principi fondanti la nostra vita, come possono essere le nostre convinzioni religiose, la spunta comunque. E’ chiaro che questo presuppone la infallibilità del metodo e fiducia indiscussa su di esso. Lo scopo è che la verità trionfi.
Se c’è consonanza tra la verità perseguita per via scientifica e la verità affermata per altra via, allora lo scienziato se ne rallegra; altrimenti la scienza vince…
Se questo è l’atteggiamento c’è da augurarsi che la scienza scelga sempre le strade che portano alla verità: in altri termini che non ci siano mai smagliature e sviste nel suo ‘metodo’.
Uno dei motivi di questa fiducia incondizionata nel metodo scientifico è il suo ancoraggio alla realtà.
Ciò che la rende diversa è che contiene in sé meccanismi di auto correzione ed è, per definizione, continuamente impegnata nella revisione delle sue verità. Anche se può essere influenzata da vari fattori, come la mancanza di fondi o l’emergenza energetica, essa sempre cerca la verità, scarta le ideologie e si applica universalmente.
La diffusione della scienza nel mondo è correlata con la diffusione della cultura occidentale. Ma non dipende da questa. Si è diffusa perché è una cosa che funziona in vari contesti, perché è a-culturale, perché è una strategia utile che la mente umana è in grado di adottare.
Pur non essendovi, nella comunità scientifica, un giuramento tipo quello di Ippocrate, esistono dei concetti riconosciuti corretti che riguardano la scienza e gli scienziati, che possono non avere credito in altre culture.Proviamo ad elencare le fondamentali:
Osservazioni necessariamete imparziali.
Revisioni alla pari.
Curiosità dell’osservatore.
Tutto può essere messo in discussione.
Apprendere facendo.
Ricercare l’eleganza.
Sintesi di tipo creativa.
Credibilità che derivi dall’accettazione del consenso sulla propria idea e sui risultati connessi.
Convinzione che la scienza sia il modo migliore per interrogare il mondo.
Il compito affidato al ricercatore è Scoprire.
Il comportamento dei ricercatori, almeno attualmente è comune a qualunque paese appartengano:
pubblicano i loro risultati; nascono dopo una formazione (universitaria), a cui segue un apprendistato e quindi l’indipendenza; posseggono alta mobilità e sono poco legati alla carriera; sono immersi continuamente in ambienti con menti luminose che perseguono interessi comuni, usando un linguaggo comune pur avendo background diversi.
5.
Ma Internet, come ha sconvolto la vita della generazione attuale ha cambiato le regole del gioco anche nella scienza?
C’è chi sostiene di sì. La non disponibilità universale dei risultati scientifici e la forte competizione hanno costituito aspetti dominanti della cultura scientifica per secoli. Ora sembra che Internet apra, al suo ‘cuore tecnologico’, ricercatori professionisti e amatori, come pure gente comune.
Questa apertura è essenziale per la diffusione dei risultati scientifici. Attualmente pochi scienziati ne fanno un uso sistematico, ma il numero sta aumentando. Questi, biologi, fisici, informatici, chimici, ecc. hanno un mezzo velocissimo per diffondere le loro idee e i loro risultati. Invece di attendere a volte anni per vedere un loro lavoro scritto su di una rivista scientifica , possono pubblicarlo immediatamente su di un blog, presentando i loro risultati appena ottenuti. In questo modo la scienza può progredire più velocemente e più gente può partecipare al dialogo.
Queste sono le potenzialità. Ma come sempre le novità hanno bisogno di tempo per essere accettae.
Uno dei problemi che può creare qualche perplessità è il fatto che i testi e le memorie pubblicate immediatamente non passano attraverso un refe raggio, che, come abbiamo detto costituisce uno dei costumi più importanti della comunità scientifica e garantisce sul valore della ricerca. Ma questo potrà essere organizzato anche su Internet. C’è tutto un modo di procedere che va rivisto.


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Sulla scia di Leibniz e di Franklin . Metti uno scienziato in ambasciata.
Nella società globalizzata, quando un personaggio di una cultura interagisce con il personaggio di una seconda cultura, le prestazioni di questa interazione dipendono dai quadri di riferimento di ciascuno dei due.
In altri termini la professione del delegato o inviato è determinante nei rapporti: sia esso un diplomatico professionista, un politico o uno scienziato. Ma il ruolo dello scienziato in questo campo non è secondario.
La storia offre molti esempi interessanti di scienziati nella veste di negoziatori diplomatici.
Il grande filosofo, matematico, ingegnere e geologo, Gottfried Wihelm Leibniz fu inviato del suo principe elettore, l’Arcivescovo di Meinz, per persuadere il Re Luigi XIV ad attaccare l’Egitto. Viaggiò per tutta l’Europa negoziando con l’Imperatore Leopoldo I in Vienna e lo Zar Pietro il Grande. Altro esempio è Beniamino Franklin; inventore della lampadina, scienziato, fu inviato degli Stati Uniti in Inghilterra e in Francia, negoziò il trattato con cui la Francia accettò di supportare la Rivoluzione Americana.
In questi casi si trattava di uomini di alto lignaggio. Successivamente uomini di scienza furono usati per le loro competenze. Ad esempio nel 1940 fu creato negli USA un National Defense Research Committee . Un anno dopo fu riunito con l’ Office of Scientific Research and Development (OSRD) alll’interno dell’Ufficio Esecutivo del Presidente. Il direttore del OSRD, Dr. Vannevar Bush (1890-1974), un famoso ingegnere elettrico che sviluppò il primo computer analogico, ebbe diretto accesso al Presidente, Franklin D. Roosevelt, ed ebbe considerevole influenza sulla burocrazia del governo. Una branca del OSRD fu aperta a Londra, mentre il Regno Unito apriva il British Central Scientific Office (BCSO) a Washington. Più tardi nacquero gli Scientific Liaison Offices di Australia, Nuova Zealand, Canada, and Sud Africa . Il BCSO, British Commonwealth Scientific Office aveva come compito la cooperazione con gli S.U. nello sviluppo della bomba atomica, del radar, e di altri sistemi, in cui la scienza e la tecnologia moderna giocavano un ruolo essenziale. I primi direttori di questo ufficio furono famosi scienziati: Sir John Cockcroft, Sir Charles Darwin, Sir Thomas Taylor. Più tardi, il capo dell’ufficio ricevette il titolo e la responsabilità di “Attaché for Scientific Questions” all’ambasciata Britannica di Washington. Tale istituzione fu conservata anche dopo la fine della II Guerra Mondiale.
Gli eventi dopo la II Guerra Mondiale continuarono a dare agli scienziati ruoli significativi nella negoziazione internazionale. Alla fine degli anni ’40 e negli anni ’50 il governo degli S.U. cominciò a mandare professori universitari come attachè scientifici in diverse sue ambasciate europee. Questi erano però solo rappresentanti della scienza americna, con scarso ruolo politico.
Lo “Sputnik Shock” del 1957 negli USA cambiò questa situazione. Il dipartimento di Stato degli S.U. creò una grande divisione di scienza e tecnologia, suddivisa per competenze: energia atomica, tecnologia spaziale, protezione ambientale, politica scientifica in generale. Un nuovo programma di attachè scientifici portò, dal 1970, attachè scientifici in ventitré paesi. Altri paesi seguirono l’esempio. Solo in Washington c’erano venticinque ambasciate con attaché scientifici.

Un addetto scientifico si occupa di una gamma molto vasta di problemi e ciò indica in modo inequivocabile quanto la cultura scientifica giuochi un ruolo rilevante nella società moderna.
I mezzi di comunicazione moderni hanno cambiato il ruolo dell’addetto: quando rappresenta il proprio governo in un altro paese questi è in continuo contatto con i propri superiori nel suo paese.
Grazie alla tecnologia moderna di comunicazione e trasporto, alle interfacce tra education , economia, ecologia, condizioni sociali, relazioni estere, sicurezza nazionale e internazionale, nessun singolo campo di conoscenza da solo è adeguato per prevenire, migiorare o correggere gli effetti delle misure politiche prese in qualche punto di questa grande rete internazionale.
Esiste in tale rete una interdipendenza complessa. Importanti eventi che capitano in una parte del globo sono immediatamente conosciuti nel resto del mondo e le ripercussioni si risentono a grande distanza.
Televisione, reti di computer e aerei hanno abbattuto drammaticamente le distanze.
Le emozioni create dai moderni media quando riportano catastrofi naturali, politiche ed economiche influenzano fortemente la vita politica ed economica dei paesi.
Tutto questo non ha fatto che incrementare la domanda di competenza scientifica nelle negoziazioni e in tutte le forme di cooperazione internazionale.
Concludendo si può pensare alla cultura scientifica come una cultura comune a tutti i paesi e le etnie.
Nei rapporti internazionali e nelle negoziazioni, in cui la cultura nazionale è una variabile discriminatoria, una cultura professionale comune può rappresentare un primo passo per ridurre le divergenze delle parti coinvolte nella negoziazione. Il vocabolario, i comportamenti e le abilità simili e il pensiero sono chiavi di lettura comuni. Fattore cruciale è il rispetto per I fatti, lo scetticismo sulle asserzioni non provate, il desiderio di fare progressi e di vedere i risultati.