CHE COS’E’ UNA SPIEGAZIONE SCIENTIFICA? SCOPI PRATICI Perché lo strato di ozono si sta assottigliando? SCOPI TEORICI Perché si è verificata un’eclissi di sole? Cause? Ragioni? Leggi? Storia? CHE COS’E’ UN FENOMENO CHE PUO’ ESSERE SPIEGATO DALLA SCIENZA? E SE NON LO E’, PERCHE’?

MODELLO EMPIRISTA DELLA LEGGE DI COPERTURA (Carl Hempel, 1952) 1 – Le spiegazioni scientifiche sono RISPOSTE a DOMANDE in cerca di un perché: dobbiamo trovare le proprietà essenziali di queste risposte 2 – Le spiegazioni scientifiche hanno la struttura logica di una ARGOMENTAZIONE (un insieme di premesse seguite da conclusione) 3 – La conclusione deve affermare che il fenomeno in cerca di spiegazione si realizza; le premesse devono mostrare che la conclusione è vera; la SPIEGAZIONE consiste allora nello scegliere adeguatamente un insieme di premesse che giustifichino la conclusione * Perché lo zucchero si scioglie nell’acqua? Conclusione: “Dunque, lo zucchero si scioglie nell’acqua”; quali premesse?

PROPRIETA’ DI UNA SPIEGAZIONE SCIENTIFICA PER COPERTURA 1 – Le premesse devono implicare logicamente la conclusione, ovvero l’argomentazione deve essere DEDUTTIVA 2 – TUTTE le premesse devono essere VERE 3 – ALMENO UNA delle premesse deve essere una LEGGE GENERALE (o “legge di natura”: “tutti i metalli conducono elettricità”, gravitazione, ecc…) “Spiegare un fenomeno significa spiegare che la sua occorrenza segue deduttivamente da una legge generale, eventualmente supportata da altre leggi e/o fatti particolari, ciascuno dei quali deve essere vero” * Perché la pianta sulla mia scrivania è morta?

1 – La luce solare è necessaria per la fotosintesi; 2 – Senza fotosintesi le piante non possono sopravvivere; 3- La pianta non riceveva luce solare; 4 – Dunque, la pianta è morta. LEGGI GENERALI (almeno una) + FATTI PARTICOLARI = FENOMENO CHE DEVE ESSERE SPIEGATO (domande pertinenti in cerca di un perché) o EXPLANANDUM Explanans Una legge generale: Perché l’esposizione al sole causa il tumore della pelle? Un fatto particolare Almeno una legge ancora più generale, ma la stessa struttura argomentativa

L’essenza della spiegazione, per Hempel, è mostrare che il fenomeno che deve essere spiegato è COPERTO da almeno una legge di natura (intelligibilità) Data (almeno) una legge di natura ed eventuali fatti aggiuntivi (assunzioni addizionali minori) l’explanandum segue necessariamente – DETERMINISMO (i.e. Data la legge di gravitazione universale e date le condizioni iniziali del sistema, le orbite dei pianeti sono ellittiche) * Anche le spiegazioni storiche, se dettagliate, non possono non richiamare leggi di natura: Perché Milano è coperta da una cappa di smog? Perché negli ultimi anni le autovetture e gli impianti di riscaldamento hanno rilasciato monossido di carbonio, ecc… MA - Se il monossido di carbonio viene rilasciato nell’atmosfera in determinate concentrazioni si formano nuvole di smog; i vapori di scarico contengono monossido di carbonio; a Milano ci sono x autovetture e y impianti di riscaldamento; dunque…

In Hempel, SPIEGAZIONE E PREDIZIONE SONO STRUTTURALMENTE SIMMETRICHE UNA SPIEGAZIONE E’ sempre potenzialmente UNA PREDIZIONE: se Newton non avesse saputo che le orbite dei pianeti sono ellittiche, avrebbe potuto predirlo in base alla sua spiegazione (legge di copertura più dati aggiuntivi); infatti la spiegazione è deduttiva, e quindi implica logicamente la conclusione. OGNI PREDIZIONE AFFIDABILE E’ ANCHE UNA SPIEGAZIONE (a posteriori): predico un fenomeno sulla base di informazioni e leggi di natura; il fenomeno si realizza; quelle informazioni e leggi di natura diventano una spiegazione del perché si è realizzato.

L’inversa è una buona PREDIZIONE ma non è una SPIEGAZIONE IL MODELLO HEMPELIANO E’ TROPPO LIBERALE (ci sono casi che soddisfano il modello di copertura ma non valgono come spiegazioni scientifiche) Un’asta di 15 m, il sole a 37°, un’ombra di 20 m. Perché l’ombra è 20 m? La luce viaggia in linea retta Leggi della trigonometria L’angolo di elevazione è 37° L’asta è alta 15 m L’ombra è lunga 20 m Perché l’asta è 15 m? La luce viaggia in linea retta Leggi della trigonometria L’angolo di elevazione è 37° L’ombra è lunga 20 m L’asta è alta 15 m LA STRUTTURA DELLA SPIEGAZIONE E’ ASIMMETRICA! se X spiega Y, non è detto che Y spieghi X (eppure l’inversa è hempeliana) L’inversa è una buona PREDIZIONE ma non è una SPIEGAZIONE

IRRILEVANZA E PERTINENZA - Perché Emanuele non è rimasto incinto? 1 – Emanuele ha assunto in questi anni pillole anticoncezionali; 2 – Le persone che assumono regolarmente pillole anticoncezionali non restano incinte; 3 – Dunque, Emanuele non è rimasto incinto. E’ hempeliana (ha una legge di copertura ed è deduttiva), ma la spiegazione è ovviamente irrilevante rispetto all’explanandum. - (rivolti a un figlio unico) Perché hai fatto piangere tua sorella? (come rispondere a domande non pertinenti in cerca di un perché che non esiste?)

* Perché si è estinto il dodo? Cause dell’estinzione. APPROCCIO CAUSALE ALLA SPIEGAZIONE: spiegare un fenomeno significa individuare che cosa lo ha causato * Perché si è estinto il dodo? Cause dell’estinzione. 1 – INCLUDE TUTTE LE HEMPELIANE: dedurre l’occorrere di un fenomeno da una legge generale coincide con il darne una causa (le orbite ellittiche sono causate dall’attrazione gravitazionale) 2 – RISOLVE IL PROBLEMA DELL’ASIMMETRIA, il concetto di CAUSA è infatti asimmetrico: l’altezza dell’asta è la causa della lunghezza di 20 m dell’ombra; la lunghezza dell’ombra non è la causa dell’altezza dell’asta; L’ASIMMETRIA DELLA SPIEGAZIONE DERIVA DALL’ASIMETTRIA DELLA CAUSALITA’: se X è la causa di Y, allora Y non è la causa di X (cortocircuito – incendio). 3 – RISOLVE IL PROBLEMA DELL’IRRILEVANZA. Le pillole anticoncezionali non sono la causa della mancata gravidanza di Emanuele, quindi quella non è la spiegazione corretta (bensì: Emanuele è un maschio; i maschi di Homo sapiens non diventano gravidi; dunque, Emanuele non è gravido). LA CAUSALITA’ E’ SEMPRE RILEVANTE PER L’EXPLANANDUM.

DUE PROBLEMI DELLA SPIEGAZIONE CAUSALE (fondamento e completezza) 1 – LA CAUSALITA’ HA UN FONDAMENTO INDUTTIVO, dunque ha basi malferme (Hume): a) noi facciamo esperienza di CORRELAZIONI, non di cause (caduta-rottura); b) la CAUSALITA’ è un concetto più forte (produzione di, connessione) di cui non abbiamo esperienza diretta, ma che induciamo per abitudine; c) la causalità è una finzione regolativa, funziona anche se non possiamo fondarla su basi empiriche dirette. 2 – LA CAUSALITA’ NON RENDE CONTO DELLE SPIEGAZIONI PER “IDENTIFICAZIONE TEORICA”. Che cos’è la temperatura? E’ l’energia cinetica molecolare media. Non c’è causalità, ma un concetto di senso comune viene spiegato in termini scientifici. Essere costituita di idrogeno e ossigeno non è la causa dell’essere acqua, ma spiega molte proprietà dell’acqua.

SPIEGARE: “Quale relazione esiste tra fenomeni diversi in virtù della quale uno può costituire una spiegazione di un altro? E che cosa, in questa relazione, fornisce una comprensione del fenomeno spiegato?” (Michael Friedman, 1974) 1 – MODELLO NOMOLOGICO-DEDUTTIVO DI HEMPEL (difficoltà: asimmetria; pertinenza; ecc…) 2 – MODELLO CAUSALISTA (difficoltà: fondamento induttivo; non tutte le spiegazioni sono causali; alcune teorie sostituiscono le precedenti eliminando la necessità di ricorrere ad alcune cause: ex. gravitazione di Newton VS relatività generale (spiegazioni geometrico-strutturali). 3 – Proposta di un terzo modello (Friedman 1974, Kitcher 1976): SPIEGARE SIGNIFICA UNIFICARE I FENOMENI, cioè visualizzarli e rappresentarli nello spazio e nel tempo; eventualmente riprodurli artificialmente; in ultima analisi, unificare la loro comprensione sotto principi comuni. In sostanza, unire ciò che prima era separato.

SPIEGARE VUOL DIRE UNIFICARE (modello 3) “La scienza aumenta la nostra comprensione del mondo riducendo il numero di fenomeni che dobbiamo accettare come non spiegati o come semplicemente dati. Un mondo con meno fenomeni indipendenti è, a parità di condizioni, più comprensibile di un mondo con più fenomeni indipendenti” (Friedman, 1974) SPIEGARE SIGNIFICA TROVARE O RICONOSCERE L’IDENTICO NEL DIVERSO: COLLEGARE FATTI SPARSI (ex. teorie fisiche sintetiche; ex. discendenza comune, filogenesi) ANALISI E SINTESI INSIEME (superamento della dicotomia) Convergenza in molti casi con CAUSA COMUNE (modello 2), convergenza in altri casi con LEGGI COMUNI (modello 1) ma include i controesempi del modello causale

Transmutation Notebooks Charles Darwin’s Transmutation Notebooks 1836 - 1839 “Quantunque nessun fatto nuovo venga scoperto da queste speculazioni, anche se parzialmente vere esse sono della massima utilità per l’obiettivo della scienza, ossia la predizione. Prima che i fatti siano raggruppati e denominati, non vi può essere predizione. L’unico vantaggio di scoprire leggi è prevedere che cosa accadrà e vedere una connessione tra fatti sparsi” (Notebook, D, p. 67, Agosto 1838)

Perché piove? 1 – Perché c’è il sole (che fa evaporare l’acqua dei mari e dei fiumi, il vapore si condensa, ecc…) 2 – Perché c’è stato un cambiamento di pressione 3 – Perché si è alzata la temperatura (prima nevicava; classe antitesi, cioè antitesi implicita sottesa) 4 – Perché è arrivata una perturbazione imprevista (i meteorologi avevano previsto per oggi sereno, classe antitesi) * Perché Nerone ha bruciato Roma? (1 – piuttosto che inondarla; 2 – piuttosto che un’altra città; 3 – piuttosto che Caligola) Enfasi TEORIA PRAGMATICA DELLA SPIEGAZIONE (modello 4): 1) explanans; 2) explanandum; 3) contesto (Van Fraassen 1980) Contesto = informazioni, credenze, abitudini, schemi esplicativi = conoscenze di sfondo

Conseguenze della teoria pragmatica della spiegazione 1 – REGIONALISMO: la comprensione scientifica dei fenomeni avviene in modi diversi e differisce da contesto a contesto (PLURALISMO inclusivo dei 3 modelli precedenti) 2 – RELATIVISMO EPISTEMICO: il contesto epistemico individuale diventa cruciale (formulazione delle domande; contesto di pertinenza) 3 – RELATIVISMO STORICO: ciò che in un’epoca era un problema, non lo è in un’epoca differente; la spiegazione dipende allora anche dal contesto storico di ciò che si ritiene bisognoso di comprensione scientifica (ex. Stephen Toulmin: l’evoluzione storica degli “ideali di ordine naturale” dei fenomeni) E allora: spiegazioni VERE E OGGETTIVE non esistono per definizione?

DUE ANTIDOTI ALLO SCETTICISMO RADICALE LE TEORIE NON SI SOSTITUISCONO MA SI INTEGRANO E SI ESTENDONO (generalizzazioni ed estensioni) LEGGI, CAUSE E UNIFICAZIONI RIMANGONO VALIDE MA NECESSITANO DI UN DOMINIO DI PERTINENZA (oggettivo) Filosofia della scienza generale Filosofia delle scienze speciali

L’UNICITA’ DELLA SPIEGAZIONE IN BIOLOGIA EVOLUZIONISTICA (Ernst Mayr) 1 – VALIDITA’ DELLE “LEGGI DI NATURA” Difficoltà di un approccio nomologico-deduttivo alla spiegazione: regolarità “simili a leggi”; probabilità e caso. Solo “concetti” allora? Piuttosto: leggi e domini di pertinenza. 2 – CAUSE PROSSIME E CAUSE REMOTE. Meccanismi fisiologici e meccanismi evolutivi. Ma difficoltà e rischi della spiegazione in termini di funzioni e di adattamenti. 3 – DIMENSIONE STORICA della spiegazione. Spiegazioni ex post, ruolo del caso e della contingenza storica, eventi osservabili ma non osservati, Inferenze verso la Spiegazione Migliore, spiegazione come unificazione di fenomeni prima irrelati. Non (più) inclusi come elementi di “unicità”: Non falsificabilità (previsioni falsificabili sono possibili; ma difficoltà nella confutazione) Non riproducibilità