Scienziati si diventa: il metodo scientifico

Hennig Brand scopre il fosforo
I vaccini causano l'autismo.
La carne fa venire il cancro.
Le nanoparticelle ci uccideranno tutti.
Lo zenzero allunga la vita.
Quante se ne sentono ogni giorno di notizie del genere? Siamo bombardati da ogni direzione: giornali, social network, politici, quel cugino che vediamo solo a Natale e Pasqua che ha sempre una parola su qualsiasi argomento. Non è sempre facile discernere fra quelle che sono notizie false, bufale, semplici fatti riportati male o invece informazioni utili e veritiere, certamente sembra impossibile per chi non ha un background scientifico di nessun tipo e magari all'università ha studiato tutt'altro. 
Non temete, ci sono qui io, per voi, a dirvi che non è necessario aver preso una laurea in fisica quantistica per riuscire a barcamenarsi in questo mare di informazioni, ma basta avere uno spirito critico, una mente aperta e alcune nozioni base. 
Per questo inauguro oggi questa piccola rubrica dal titolo Scienziati si diventa in cui spiegherò, cercando di essere il più semplice e chiara possibile, alcuni fondamenti base della scienza moderna e di come una ricerca scientifica viene portata avanti.
Per prima cosa partiamo dalle basi, ovvero:

Il metodo scientifico


Non è così facile dare una definizione precisa di che cos'è il metodo scientifico, perché non è qualcosa di fisso, immutabile, una specie di statuto, ma una sorta di procedimento o una linea guida che ogni scienziato segue per poter lavorare bene, in maniera efficiente e per poter vedere il proprio lavoro riconosciuto come valido. Ed è un metodo in continua evoluzione.
Il primo a cui si fa riferimento quando si parla di metodo scientifico è Galileo Galilei che rivoluzionò il modo di fare scienza degli uomini del suo tempo, sostenendo la necessità di una prova pratica, un esperimento, che andasse ad avvalorare un'ipotesi precedentemente formulata dallo scienziato. 
Dai tempi di Galileo, il metodo si è andato sempre più arricchendo, divenendo più preciso, più completo, fino al filosofo Karl Popper che formulò il principio di falsificabilità e persino ad Einstein, che per primo dimostrò un fenomeno fisico (la famosa Relatività Generale) non attraverso un esperimento pratico ma tramite formule matematiche.
Galileo Galilei

A livello teorico non esiste un unico metodo scientifico, ma se ne possono individuare due approcci fondamentali: il metodo definito induttivo, basato sull'assioma che una ipotesi per poter diventare teoria, e quindi essere riconosciuta nella comunità scientifica, debba essere verificata (principio di verificabilità), partendo proprio da quello che fece Galileo durante i suoi studi sul moto e sui pianeti; il metodo deduttivo invece, si rifà alle idee di Popper e dice che nessuna teoria potrà mai essere dimostrata vera a tutti gli effetti e in modo assoluto, ma al massimo si potrà confutare, cioè smentirne la validità (principio di falsificabilità).
Nella pratica una distinzione così netta fra i due metodi non esiste, ma essi sono integrati fra di loro ed utilizzati indifferentemente, perché poi, in effetti, non sono altro che l'evoluzione uno dell'altro.


Metodo Induttivo

Come ho detto, questo approccio si basa su quello che viene definito principio di verificabilità, cioè il principio secondo cui, quando faccio una ipotesi su un determinato fenomeno che ho osservato, ne devo verificare la veridicità tramite un esperimento.
Possiamo schematizzarlo così:

  • Osservazione: si identificano le caratteristiche di un dato fenomeno attraverso delle prove che devono essere riproducibili, cioè un qualsiasi altro operatore in qualsiasi altra parte del mondo deve essere in grado di effettuare queste prove nello stesso modo e ottenere gli stessi risultati. A queste prove si dà il nome di Misure

  • Esperimento: si perturba il sistema che si sta osservando e se ne misura la risposta (ad esempio Galileo, per spiegare il concetto di accelerazione, fece rotolare un oggetto su di un piano inclinato, andandone a misurare la velocità in ogni punto)

  • Correlazione delle misure: si analizzano i dati raccolti prima e dopo l'esperimento, mettendoli in correlazione fra di loro per poter costruire un modello che spieghi il fenomeno.

  • Teoria: si formula quindi una legge che spieghi il fenomeno in base a quanto osservato sperimentalmente


Metodo deduttivo

Attraverso gli anni, il metodo scientifico inventato da Galileo si è evoluto, diventando più complesso, ma anche più completo. Il filosofo Karl Popper elaborò un metodo diverso, basato non più su un ragionamento induttivo, ma sulla deduzione e la logica, secondo il quale la ricerca di una verità oggettiva non può basarsi su assoluti, ma sugli errori, e che solo dagli errori si può migliorare ed evolversi.
Il metodo deduttivo è quindi leggermente più complicato da schematizzare:





La statistica

Quindi basta un solo esperimento, per poter accertare o confutare una teoria scientifica?
Beh, se così fosse allora davvero quel nostro cugino avrebbe ragione, perché sarebbe sufficiente un solo avvenimento per avere la strada spianata verso il premio Nobel. 
Esempio di un grafico che si può trovare in un articolo scientifico
Facciamo un esempio: ho mal di testa, perciò prendo un antidolorifico, uno di quelli comunissimi che si possono trovare in qualsiasi farmacia. Dopo aver preso quella pillola, esco a fare una passeggiata e mentre attraverso la strada vengo investita da un'auto che non si è fermata al semaforo. Secondo quello che chiameremo il ragionamento "mio cugino" quel farmaco causa come effetto collaterale quello di finire in ospedale per incidente stradale. Naturalmente è una conclusione totalmente assurda, ma non si discosta poi molto da alcune delle notizie pseudoscientifiche che si sentono in televisione o sui giornali. Su alcuni bugiardini si trovano persino indicate cose come "annegamento" o "incidente stradale" fra gli avvenimenti verificatesi dopo l'assunzione di quel tale farmaco.
È qui che interviene la statistica, una scienza importantissima per tutti gli scienziati che vogliono essere presi sul serio, fondamentale quando si parla di verità scientifica. 
Non è sufficiente che un evento si sia verificato una sola volta per essere scientificamente rilevante, ma non è sufficiente nemmeno che si sia verificato due, tre, dieci volte. Tutti gli studi scientifici, in particolare quelli che si riferiscono a dover studiare un qualcosa che potrebbe apportare benefici o effetti collaterali, devono basarsi su un numero statisticamente rilevante di esperimenti: quando si brevetta un farmaco ad esempio, si va a verificare su un numero molto alto di pazienti, addirittura la sperimentazione continua anche dopo che quel farmaco viene immesso sul mercato, per poter accedere a un numero di dati che sarebbe altrimenti impossibile raggiungere in laboratorio.

Naturalmente il processo che porta a misurare, collezionare e analizzare i dati emersi da una sperimentazione, correlandoli fra loro attraverso la statistica, è molto più lungo e complesso, ma questo sarà oggetto di una prossima puntata, per il momento sapete che bisogna diffidare sempre di chi riporta avvenimenti senza una certa quantità di prove avvalorate da una corretta applicazione del metodo scientifico, misure ben effettuate e statisticamente rilevanti. 



Per approfondire:

http://stradeonline.it/scienza-e-razionalita/2783-medicina-e-metodo-scientifico-anche-la-democrazia-non-e-un-opinione

Galileo Galilei, Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, BUR Rizzoli, 2008


http://undsci.berkeley.edu/article/intro_01

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