formalismo scientifico - Scientific formalism
Il formalismo scientifico è una famiglia di approcci alla presentazione della scienza . È visto come una parte importante del metodo scientifico , specialmente nelle scienze fisiche .
Livelli di formalismo
Sono possibili più livelli di formalismo scientifico. Al livello più basso, il formalismo scientifico si occupa del modo simbolico in cui le informazioni vengono presentate. Per raggiungere il formalismo in una teoria scientifica a questo livello, si parte da un insieme ben definito di assiomi , e da questo segue un sistema formale .
Tuttavia, a un livello superiore, il formalismo scientifico implica anche la considerazione degli assiomi stessi. Questi possono essere visti come questioni di ontologia . Ad esempio, si può, al livello inferiore del formalismo, definire una proprietà chiamata 'esistenza'. Tuttavia, a un livello superiore, la questione se esiste un elettrone nello stesso senso in cui esiste un batterio deve ancora essere risolta.
Sono state proposte alcune teorie formali reali sui fatti .
Nella fisica moderna
Il clima scientifico del Novecento ha rilanciato queste domande. Da circa il tempo di Isaac Newton a quello di James Clerk Maxwell erano stati dormienti, nel senso che le scienze fisiche potevano fare affidamento sullo stato dei numeri reali come descrizione del continuum e una visione agnostica degli atomi e della loro struttura . La meccanica quantistica , la teoria fisica dominante dopo il 1925 circa, fu formulata in un modo che sollevava questioni di entrambi i tipi.
Nella cornice newtoniana c'era davvero un certo conforto nelle risposte che si potevano dare. Consideriamo per esempio la questione se la Terra giri davvero intorno al Sole . In un quadro di riferimento adatto al calcolo dell'orbita terrestre, questa è un'affermazione matematica ma anche tautologica. La meccanica newtoniana può rispondere alla domanda se non sia ugualmente vero che il Sole giri intorno alla Terra, come in effetti sembra agli astronomi terrestri. Nella teoria di Newton c'è un sistema di riferimento fisso di base che è inerziale . La 'risposta corretta' è che viene privilegiato il punto di vista di un osservatore in un sistema di riferimento inerziale : altri osservatori vedono artefatti della loro accelerazione rispetto a un sistema di riferimento inerziale (le forze inerziali ). Prima di Newton, Galileo ne avrebbe tratto le conseguenze, dal modello eliocentrico copernicano . Fu, tuttavia, costretto a chiamare la sua opera (in effetti) formalismo scientifico, sotto la vecchia 'descrizione' salvando i fenomeni . Per evitare di andare contro l'autorità, le orbite ellittiche del modello eliocentrico potrebbero essere etichettate come un dispositivo più conveniente per i calcoli, piuttosto che una descrizione reale della realtà.
Nella relatività generale , i sistemi inerziali di Newton non sono più privilegiati. Nella meccanica quantistica, Paul Dirac ha sostenuto che i modelli fisici non erano lì per fornire costrutti semantici che ci permettessero di comprendere la fisica microscopica in un linguaggio paragonabile a quello che usiamo sulla scala familiare degli oggetti di uso quotidiano. Il suo atteggiamento, adottato da molti fisici teorici , è che un buon modello si giudica dalla nostra capacità di usarlo per calcolare quantità fisiche che possono essere testate sperimentalmente. Il punto di vista di Dirac è vicino a quello che Bas van Fraassen chiama empirismo costruttivo .
Duhem
Un fisico che prese sul serio le questioni in gioco fu Pierre Duhem , che scrisse all'inizio del ventesimo secolo. Ha scritto un'analisi estesa dell'approccio che ha visto come tipicamente britannico, nel richiedere alle teorie di campo della fisica teorica di avere un'interpretazione meccanico-fisica. Questa era una caratterizzazione accurata di ciò che Dirac (lo stesso britannico) avrebbe poi contestato. Le caratteristiche nazionali specificate da Duhem non devono essere prese troppo sul serio, poiché ha anche affermato che l'uso dell'algebra astratta , vale a dire i quaternioni , era anch'esso tipicamente britannico (al contrario del francese o del tedesco); come se l'uso dei soli metodi di analisi classici fosse importante in un modo o nell'altro.
Duhem ha scritto anche sul salvataggio dei fenomeni. Oltre al dibattito della rivoluzione copernicana sul "salvare i fenomeni" ( greco : σῴζειν τὰ φαινόμενα, sozein ta phainomena ) contro l'offerta di spiegazioni che ispirò Duhem fu Tommaso d'Aquino , che scrisse, riguardo agli eccentrici e agli epicicli , che
La ragione può essere impiegata in due modi per stabilire un punto: in primo luogo, allo scopo di fornire una prova sufficiente di qualche principio [...]. La ragione è impiegata in altro modo, non come prova sufficiente di un principio, ma come conferma di un principio già stabilito, mostrando la congruità dei suoi risultati, come in astronomia si considera stabilita la teoria degli eccentrici e degli epicicli , perché in tal modo la si possono spiegare le apparenze sensibili dei movimenti celesti ( possunt salvari apparentia sensibilia ); non, tuttavia, come se questa prova fosse sufficiente, poiché qualche altra teoria potrebbe spiegarli. [...]
Appare anche l'idea che un'interpretazione fisica - nel linguaggio comune o nelle idee classiche e nelle entità fisiche, sebbene o esaminata in senso ontologico o quasi ontologico - di un fenomeno in fisica non sia una condizione ultima o necessaria per la sua comprensione o validità. nelle moderne concezioni strutturali realistiche sulla scienza.
Bellarmino
Robert Bellarmine scrisse all'eliocentrista Paolo Antonio Foscarini :
Né è lo stesso dimostrare che assumendo il sole al centro e la terra in cielo si possono salvare le apparenze, e dimostrare che in verità il sole è al centro e la terra in cielo; perché credo che la prima dimostrazione possa essere disponibile, ma ho grandissimi dubbi sulla seconda...
Il fisico moderno Pierre Duhem "suggerisce che, almeno per un aspetto, Bellarmino si era dimostrato uno scienziato migliore di Galileo escludendo la possibilità di una 'prova rigorosa del moto della terra', sulla base del fatto che una teoria astronomica semplicemente 'salva le apparenze ' senza necessariamente rivelare cosa 'succede veramente'".