Metodo - 2 - a cura di R. Bigoni

2. Il metodo scientifico.

In estrema sintesi, un metodo di studio scientifico, secondo le indicazioni proposte negli scritti di Galileo, deve conformarsi ai seguenti criteri.

1. Rifiuto del principio di autorità.

Non esiste nessuno che in virtù della stima di cui gode possa fornire in modo definitivo le verità sui problemi che si affrontano. Lo studio scientifico è ricerca, spesso faticosa e lunga, che non ha mai termine. I suoi risultati sono provvisori e rappresentano non la verità ma la cosa meno sbagliata che si può dire sulle tematiche affrontate.

L'unica autorità è, per Galileo, il "grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico l'universo)". Ovviamente il ricercatore si confronta con i risultati ottenuti dai suoi predecessori ma li sottopone ad una critica rigorosa, valutando se corrispondono pienamente ai dati sperimentali in suo possesso.

2. Il laboratorio.

Aristotele non era uno sprovveduto. Osservava e registrava accuratamente i fatti naturali (quindi leggeva il "grande libro") e li correlava con logica stringente. La sua scienza è sembrata definitiva per secoli. Ma l'osservazione dei fatti naturali quando e come spontaneamente si producono in molti casi ne rende complicata o addirittura impossibile l'analisi. Basta considerare che in natura ogni singolo accadimento, in un certo luogo e in un certo momento, è unico: non è mai successo prima e non succederà più.

Per poter congetturare delle regolarità nei fatti naturali, cioè per avere la comprensione non di un singolo fatto ma di tutta una serie di fatti assimilabili (cioè di un fenomeno), bisogna produrre artificialmente i fatti stessi in condizioni il più possibile controllate da parte dell'osservatore.

Galileo introduce quindi il concetto di esperimento in laboratorio.

Il laboratorio non è tanto un posto ma soprattutto un metodo che consiste essenzialmente nei seguenti passi.

• Isolare al massimo dall'ambiente il fenomeno che desidera capire e ridurre al minimo il numero delle proprietà che si considerano rilevanti per la comprensione di questi fenomeno.

  Queste proprietà devono essere delle grandezze, cioè proprietà dotate intensità misurabile nello stesso modo da tutti gli osservatori.

  Ad esempio: per capire come cadono le cose bisogna creare le condizioni per potere osservare a volontà le cadute di tanti corpi e studiare quindi il fenomeno caduta dei gravi (cioè corpi pesanti).

  Si trascurano in quanto ritenute non essenziali (magari sbagliando) alcune grandezze caratteristiche di questi corpi: ad esempio il colore, l'odore, la temperatura, ...) e invece si osservano altre ritenute essenziali (posizione, velocità, accelerazione, durata).

  Per rendere confrontabili le osservazioni non si prenderanno corpi qualunque ma di forma e dimensione il più possibile simili (ad esempio sfere di ugual volume).

  Dato che le cadute verticali hanno durate molto brevi e difficili da valutare con sufficiente esattezza, bisogna rallentare queste cadute, ad esempio facendole avvenire lungo un piano leggermente inclinato.

  Bisogna 'ripulire' il fenomeno da interferenze incontrollabili. Ad esempio ridurre al minimo l'influenza degli attriti.

• Modificare gradualmente il valore di una grandezza e registrare le variazioni conseguenti delle altre grandezze.

  Ad esempio su un piano inclinato privo di attriti posizionare il corpo a 1/10, 2/10, 3/10... della lunghezza del piano e rilevare i tempi di caduta corrispondenti. Poi cambiare l'inclinazione del piano e ripetere le misure.

• Cercare una relazione matematica costante tra i valori corrispondenti di due grandezze.

  Ad esempio con questo metodo Galileo scoprì, contro l'opinione di Aristotele, che i quadrati dei tempi t di caduta erano in tutti i casi proporzionali alla posizione x del corpo rispetto al punto più basso del piano.

  

  La costante di proporzionalità varia col variare dell'inclinazione e bisognerà allora cercare, a parità di distanze iniziali, come varia la durata della caduta al variare dell'inclinazione.

• Una relazione costante tra grandezze è una legge fisica.

  La scoperta di una legge fisica realizza l'obiettivo degli antichi filosofi greci: trovare ciò che è costante nel fluire continuo e mutevole dei fatti naturali.