Metodo scientifico e cenni alla classificazione delle discipline

Cosa studia la fisica? La risposta potrebbe aprire un ampio dibattito filosofico perchè tirerebbe in ballo anche altre discipline tentando di distinguere i confini tra luna e laltra materia. Se appare evidente la sua differenza da altre discipline come ad esempio la letteratura o la musica, molto più arduo è segnare i confini che la separano da discipline intrinsecamente vicine alla fisica quali le scienze naturali o la matematica. In effetti, la distinzione tra le discipline è sempre un argomento critico che può contrapporre diversi modi di pensare: basti ricordare che in tempi antichi grandi filosofi erano grandi fisici e viceversa e la linea di demarcazione tra i due campi era molto difficile da comprendere. In estrema sintesi potremmo dire che la fisica studia la natura. Ma ecco subito che sorgono i problemi: molte altre discipline si occupano della natura. Se poi consideriamo anche luomo come un elemento della natura ecco che praticamente tutte le discipline possono in qualche modo dirsi orientate allo studio della natura: cosa allora contraddistingue la fisica. Ad oggi, il punto chiave che occorre comprendere per capire lambito della fisica non è tanto il cosa ma il come. Ciò che contraddistingue la fisica non è quindi tanto loggetto di studio quanto il modo di approcciare loggetto di studio (la natura). Questo modo usato dalla fisica è il metodo scientifico nato relativamente di recente. Non è questo il momento di ripercorrere le fasi che hanno portato a definire questo metodo, per cui giungiamo subito alla sua definizione. Il metodo scientifico è un approccio orientato a studiare un certo campo attraverso alcune fasi caratteristiche:1) osservazione: si osserva un fenomeno reale, con i propri occhi o con strumenti più o meno sofisticati (da una lente di ingrandimento a un satellite interstellare…)2) elaborazione di un modello fisico: è la fase più delicata. Consiste nelleliminare dalla realtà tutto ciò che non è di interesse per quello che ci si propone. Normalmente non conviene e non sarebbe nemmeno possibile studiare la realtà in tutta la sua complessità per cui conviene studiare alcune proprietà della natura separate le une dalle altre. Questo procedimento di dissezione della realtà porta irrimediabilmente con sè a delle approssimazioni ovvero a degli errori di descrizione ma è necessario per lavorare con fenomeni non troppo complicati. Così se per esempio voglio studiare il moto della luna, posso disinteressarmi del suo colore, o anche del suo materiale, e considerare la luna semplicemente come una palla sufficientemente pesante. Questa realtà semplificata per studiarne solo alcuni aspetti prende il nome di modello fisico. Lelaborazione di un modello fisico può essere molto difficile e può richiedere uno scienziato di valore. Torneremo a lungo su questo argomento.3) formulazione di unipotesi: a partire dalle osservazioni si elabora unipotesi di legge fisica, cioè un legame tra le grandezze osservate. Se per esempio lascio cadere da una certa altezza alcune palline metalliche di diverse dimensioni fino a terra tante volte e misuro il tempo che impiega a raggiungere terra potrò constatare che, con un certo grado di approssimazione, il valore ottenuto è sempre lo stesso e quindi ipotizzare una legge fisica del tipo: il tempo di caduta di un oggetto da una certa alltezza non dipende dal suo peso.4) verifica sperimentale: a questo punto occorre verificare lipotesi fatta con un numero consistente e completo di esperimenti. Se per esempio comincio a fare esperimenti lasciando cadere fogli di carta, potrò notare che la legge ipotizzata non è corretta: i fogli di carta impiegano più tempo delle palline metalliche a cadere! In effetti, la fase sperimentale mi consente in generale di falsificare una certa legge fisica ipotizzata ma mai di enunciarla. Enunciare la legge fisica spetta allinventiva del fisico: se poi non cè modo di predisporre un esperimento che la falsifichi si riterrà la legge fisica vera, vera almeno fino a quando qualcuno non sia in grado di falsificarla con un esperimento. Nel caso in cui la legge ipotizzata venga falsificata occorrerà ricominciare il percorso dal punto 1) o almeno dal punto 2).Questo in breve il metodo scientifico: usare questo metodo nello studiare la natura significare studiare la fisica. Il metodo scientifico non viene usato dalla storia, dalla sociologia, dalla psicologia, se non in parte. Molte discipline vorrebbero fregiarsi di questo metodo capace di trasmettere un senso di sicurezza a chi lo utilizzi, me il metodo scientifico è molto pesante da rispettare: richiede infatti di elaborare legge fisiche ben riproducibili: la cosa è molto difficile quando cè di mezzo, per esempio, la vita, il carattere, la storia, …