Intensificazione dell'intelligenza/Il metodo scientifico

Elementi del metodo scientifico

Questo metodo è anche chiamato metodo ipotetico-deduttivo. Ogni passaggio è sottoposto al controllo di tutti gli altri, per ridurre la presenza di errori.

Osservazione

Il metodo scientifico dipende anche da quanto è stata accurata l'osservazione del fenomeno che vuole descrivere,e può richiedere scrupolose misurazioni e conteggi.

La sistematica, e accurata misurazione delle quantità rilevanti coinvolte nel fenomeno, fanno spesso la differenza tra le pseudo-scienze e le scienze. Le misurazioni scientifiche in genere vengono tabulate, sistemate in grafici, e analizzate statisticamente. Le misurazioni possono essere fatte in un ambiente controllato, come un laboratorio, o fatte su oggetti più o meno inaccessibili o incontrollabili, come le stelle. Spesso richiedono strumentazioni scientifiche più o meno sofisticate, come termometri o miscroscopi, e buona parte del progresso di un campo scientifico è legato alla loro invenzione e al loro sviluppo.

Le misurazioni richiedono l'uso di unità di misura. Esempio: vogliamo misurare la lunghezza di una stanza, ma non abbiamo un metro in casa. Allora, cominciamo a fare dei passi di uguale lunguezza fino a coprire tutta la lunghezza della stanza. Mettiamo che la stanza misuri, diciamo, 8 passi. Abbiamo preso un nostro "passo" come unità di misura della stanza. Questa unità di misura potrà anche valere per noi, ma non è utilizzabile a livello scientifico. Per questo, la scienza usa delle unità di misura dettagliatamente descritte. Esempio,l'unità di misura della lunghezza utilizzata scientificamente, il metro, viene definito come "la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 di secondo". Altre unità di misura si basano sul confronto con un particolare "artefatto", come il chilogrammo, che corrisponde "alla massa di un particolare cilindro di altezza e diametro pari a 0,039 m di una lega di platino-iridio depositato presso l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure a Sèvres, in Francia".

La definizione scientifica di un termine a volte è diversa da quella usata nel linguaggio corrente. Per esempio, massa e peso sono spesso usati come sinonimi, ma hanno significati distinti in fisica.

Ogni misurazione scientifica è soggetta a piccoli errori, che sono tanto più piccoli quanto più accurata è la misurazione e quanto più sono sensibili e ben calibrati gli strumenti. Questi errori sono spesso stimati facendo ripetute misurazioni di una certa quantità. Gli errori possono essere calcolati anche considerando le limitazioni di un certo metodo di misurazione.

Ipotesi

Un'ipotesi consiste nel tentativo di spiegare la natura di un certo fenomeno, subito dopo la sua osservazione.

Gli scienziati usano qualunque cosa a loro disposizione - la loro creatività, idee da altri settori della scienza, il metodo induttivo, l' abduzione - per cercare di dare delle possibili spiegazioni all'oggetto dei loro studi. La storia della scienza è piena di aneddoti di scienziati presi da un "lampo d'ispirazione", che li hanno portati a cercare le prove per confermare le loro ipotesi. Micheal Polanyi ha fatto di questo tipo di creatività il punto centrale della sua discussione sulla metodologia.

Previsioni dalle ipotesi

Una ipotesi fondata può portare a delle previsioni, attraverso un ragionamento deduttivo, che può essere confermato da un esperimento. Se i risultati contraddicono la previsione, l'ipotesi da cui è scaturita è sbagliata o incompleta, e può essere scartata o riveduta. Se il risultato è quello aspettato, allora l'ipotesi può essere corretta, ma richiede ancora altri accertamenti.

La previsione di Einstein (1907): la luce si piega in un campo gravitazionale

La teoria di Einstein sulla relatività generale fa diverse previsioni specifiche sulla struttura osservabile dello spazio-tempo, come quella che la luce si curva in un campo gravitazionale, e che la misura in cui si curva dipende in maniera precisa dalla forza di quel campo gravitazione. Le osservazioni di Arthur Eddington fatte durante l'eclissi solare del 1919, confermarono la teoria della Relavitià Generale piuttosto che quella della gravitazione Newtoniania.

Verifica

Una volta che una previsione è stata fatta, un esperimento viene progettato per metterla alla prova. L'esperimento può sia confermare che smentire l'ipotesi che si sta vagliando. Tuttavia l'esperimento non è una necessità assoluta. Nei campi della scienza basati sull'osservazione, gli esperimenti devono essere progettati in maniera differenti rispetto a quelli "classici", svolti in laboratorio.

Gli scienziati assumono un atteggiamento di apertura nei confronti tutti quelli che conduncono un esperimento. Un resoconto dettagliato è essenziale, per registrare e riportare i risultati sperimentali, e dimostrare l'attendibilità e l'affidabilità della procedura utilizzata.

Una volta che l'esperimento è completo, i ricercatori determinano se i risultati ottenuti corrispondono o meno a ciò che era stato previsto. Se le ipotesi/previsioni non combaciano con le conclusioni sperimentali, si ritorna a rivedere le ipotesi e a re-iterare il procedimento. Se invece l'esperimento "riesce" - ad esempio, concorda con le ipotesi -, allora le sue modalità vengono pubblicate, in modo che gli altri (in teoria) possano riprodurre gli stessi risultati sperimentali.