Cos’è il metodo scientifico e qual è la sua storia

Il metodo scientifico è un procedimento utilizzato dagli scienziati per conoscere la realtà e studiarla in modo da ottenere risultati veritieri, affidabili e replicabili.
Generalmente è possibile distinguere il metodo induttivo, che parte dall’osservazione di un fenomeno particolare da studiare per formulare una teoria o una legge generale da applicare a tutti i fenomeni dello stesso tipo; e un metodo deduttivo che parte da principi generali, assiomi o postulati, per giungere – tramite argomentazione logica – alla descrizione particolare di un fenomeno.
Galileo Galilei unì questi due metodi in un unico metodo sperimentale composto dalle "sensate esperienze" e le "necessarie dimostrazioni". Nel passaggio dalle prime alle seconde ci sono alcune tappe: osservazione del fenomeno, formulazione di un'ipotesi, realizzazione di un esperimento, analisi dei risultati e ripetizione dell'esperimento.

La storia del metodo scientifico

La storia del metodo scientifico ha origini estremamente antiche.
Dobbiamo partire dai filosofi greci che si interrogavano sulle cause di alcuni fenomeni naturali e per primi tentarono di rispondersi esclusivamente tramite l’uso della ragione. Democrito ad esempio, già nel V secolo a.C., teorizzò che la materia fosse composta da piccolissime particelle, gli atomi (dal greco a-tomos, non-divisibile) che si univano a formare delle sostanze.

Aristotele, il filosofo che studiava la physis (dal greco natura), si chiedeva cosa fossero le cose di cui faceva esperienza nel mondo e anche quali fossero le cause che le producevano.
Proprio chiedendosi queste cose Aristotele inventò il sillogismo, che altro non è che un esempio di metodo deduttivo (che va dal generale al particolare). Il sillogismo partiva da due premesse vere e necessarie per trarre una conclusione coerente e anch’essa vera e necessaria. Il punto è che manca nel sillogismo la prova dell’esperienza che è in grado di dimostrare se c’è un errore nelle premesse, nonostante la deduzione puramente logica possa funzionare correttamente. Per recuperare la parte esperienziale mancante, Aristotele teorizzò la suddivisione tra gli ambiti della conoscenza e diede il via agli studi di fisica, zoologia, botanica e astronomia.

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Grande anticipatore del metodo scientifico fu Archimede (287-212 a.C.). Egli studiò i corpi e nello specifico il loro galleggiamento, arrivando a formulare il famoso principio a lui omonimo che diede filo da torcere agli scienziati per secoli.

In epoca medievale (1200 d.C.) le tesi aristoteliche pervadono tutti gli ambiti e persino filosofi e teologi come Tommaso D’Aquino le fecero proprie. Proprio di D’Aquino è la suddivisione tra le verità di fede e quelle di ragione. La verità per lui era in latino adaequatio intellectus et rei , ovvero l’adeguazione, la corrispondenza della realtà e dell'intelletto.

Un grande passo in avanti si ottenne con la figura di Leonardo Da Vinci (1452-1519) il quale sosteneva l’importanza dell’esperienza, della sperimentazione e della necessaria dimostrazione matematica. Disegnare quanto vedeva fu una delle chiavi di volta sia per lo studio degli animali o del corpo umano, che per l’applicazione di questi studi alle sue geniali costruzioni ingegneristiche.

A cavallo tra il 1500 e il 1600 il filosofo inglese Francis Bacon pubblicò il Novum Organum, opera in cui dichiarava il privilegio del metodo sperimentale su tutti gli altri nell’ambito della ricerca scientifica. Aspramente critico del metodo aristotelico, non basato sull’osservazione dei fenomeni, Bacon (italianizzato Bacone) cercava lo schema comune nell’osservazione di vari fenomeni di cui faceva esperienza.

La svolta arriva con Galileo Galilei nel 1600. Fervente sostenitore dell’osservazione e dell’interpretazione quantitativa dei fenomeni, si chiede: come accadono? Quali e quanti fattori sono in gioco? Per rispondere a tutte queste domande Galileo trasforma l’esperienza in esperimento: non basta osservare il fenomeno, è necessario anche che lo studioso lo riproduca in condizioni misurabili, in modo da evitare gli errori che compiamo nell’osservazione che attuiamo nel quotidiano. Dopodiché è necessario raccogliere i dati dell’esperimento e rielaborarli matematicamente per formulare una legge valida per tutti i fenomeni come quello riprodotto.

Ancora oggi questo è il metodo utilizzato dalla comunità scientifica. Quello che è cambiato è che la riproducibilità e la validazione degli esperimenti ha avuto un'espansione fenomenale che ha permesso di avere sempre maggiori certezze, visualizzare sempre più precisamente gli eventuali errori e precisare le nostre leggi scientifiche.

Le fasi

Il metodo scientifico messo a punto da Galileo Galilei è dunque composto da alcune tappe fondamentali:
– l’osservazione del fenomeno;
– la misurazione degli aspetti in gioco;
– la formulazione di un’ipotesi;
– la verifica dell’ipotesi tramite esperimento;
– la formulazione della legge;
– la possibilità di ripetere l'esperimento.
Nello specifico Galilei suddivide il metodo in due fasi complementari.

Il metodo induttivo

La prima fase del metodo viene chiamata da Galileo le “sensate esperienze”.

Si tratta di un momento in  cui si osserva la natura, si misurano le caratteristiche degli elementi che influiscono sul fenomeno, si raccolgono i dati e si formula l’ipotesi di spiegazione. Si tratta di un passaggio dal particolare al generale, è la parte induttiva del metodo.

Il metodo deduttivo

Dopo la formulazione dell’ipotesi, questa viene messa alla prova dalla fase delle “necessarie dimostrazioni”.

Si tratta del momento in cui si organizza un esperimento per riprodurre quanto osservato e, tramite l’applicazione matematica, i dati raccolti sono rielaborati. Questi ultimi vengono utilizzati per formulare una legge valida sempre. Ecco dunque il passaggio dal particolare al generale, la fase deduttiva del metodo scientifico.