L’universo è pieno di misteri che sfidano le nostre conoscenze. Nella sezione ‘Ai confini della realtà: Viaggio nei misteri della Scienza’ Epoch Times raccoglie storie che riguardano questi strani fenomeni per stimolare l’immaginazione e aprire possibilità ignote. Se siano vere o no, sei tu a deciderlo.
Comprendere la ricerca: Che cosa intendiamo realmente per ricerca e come ci aiuta questa a comprendere le cose? Quelle persone in attesa dell’arrivo delle prove da una qualsiasi ricerca scientifica rimarranno tristemente deluse.
In qualità di astrofisico, vivo solo per la scienza. Molto di quello che leggo e ascolto, che agli estranei può sembrare poco più di un gergo e di parole senza senso, è espresso nel linguaggio della scienza. Ma c’è una parola che nella scienza è raramente nominata o stampata e quella parola è ‘prova’. In realtà, la scienza ha poco a che fare con il ‘provare’ qualcosa.
Queste parole possono aver causato la comparsa di un espressione di preoccupazione sul tuo volto, specialmente dal momento che i media ci ricordano continuamente che la scienza dimostra le cose. Cose serie con potenziali conseguenze come il fatto che la curcuma sembra che possa sostituire 14 farmaci e cose ancora più frivole come la dimostrazione scientifica che la mozzarella è il formaggio ottimale per la pizza.
Sicuramente la scienza ha dimostrato queste e molte altre cose. Non è così!
LA VIA DEL MATEMATICO
I matematici dimostrano delle cose e con questo si intende qualcosa di alquanto specifico. I matematici dispongono di un particolare insieme di regole di base, note come assiomi, e determinano quali affermazioni sono vere entro quel sistema di riferimento.
Uno dei più noti di questi è l’antica geometria di Euclide. Con solo una manciata di regole che definiscono un perfetto spazio orizzontale, innumerevoli bambini nel corso degli ultimi millenni hanno sudato per dimostrare la relazione di Pitagora per i triangoli rettangoli o per dimostrare che una linea retta attraverserà un cerchio al massimo in due punti o per una miriade di altre affermazioni che sono vere entro le regole di Euclide.
Considerato che il mondo di Euclide, definito dalle sue linee rette e dai suoi cerchi, è perfetto, l’universo in cui abitiamo invece non lo è. Le figure geometriche disegnate con carta e matita sono solo un’approssimazione del mondo di Euclide in cui le dichiarazioni delle verità sono assolute.
Nel corso degli ultimi secoli, siamo arrivati a comprendere che la geometria è più complicata di quella di Euclide, con grandi matematici come Gauss, Lobacevskij e Riemann che ci hanno trasmesso la geometria delle superfici curve e deformate.
In questa geometria non euclidea, abbiamo un nuovo insieme di assiomi, di regole di base e una nuova serie di dichiarazioni di verità assolute che possiamo provare.
Queste regole sono estremamente utili per la navigazione intorno al nostro pianeta rotondo (o quasi). Uno dei (tanti) grandi risultati di Einstein è stato quello di dimostrare che la curvatura e la deformazione dello stesso spazio-tempo potrebbero giustificare la gravità.
Tuttavia il mondo matematico della geometria non euclidea è puro e perfetto, e quindi solo un’approssimazione rispetto al nostro mondo disordinato.
SEMPLICEMENTE COS’È LA SCIENZA?
Ma tu esclamerai che la scienza è piena di matematica. Ho appena tenuto una lezione sui campi magnetici, sugli integrali di linea e i calcoli vettoriali, e sono sicuro che i miei studenti converrebbero prontamente che nella scienza c’è matematica in abbondanza.
E l’approccio è lo stesso di altri tipi di matematica: definire gli assiomi ed esaminare le conseguenze.
La famosa e singolare teoria della relatività di Einstein E=mc², tratta dai postulati di come le leggi dell’elettromagnetismo sono viste da differenti osservatori, è un primo esempio di questo approccio.
Ma tali prove matematiche sono solo una parte della storia della scienza.
La parte importante, quella che definisce la scienza, è se tali leggi matematiche rappresentano una descrizione accurata dell’universo che vediamo intorno a noi.
Per fare questo dobbiamo raccogliere dati attraverso osservazioni ed esperimenti dei fenomeni naturali e poi confrontare loro con le previsioni e le leggi matematiche. La parola centrale di questa impresa è ‘prova’.
L’INVESTIGATORE SCIENTIFICO
Laddove osservazioni ed esperimenti sono limitati dalle tecnologie e dalle incertezze, il lato matematico è puro e pulito. Il confronto tra i due è avvolto nei settori matematici della statistica e dell’inferenza.
Molti ma non tutti, per incorporare prove sperimentali e di osservazione in ciò che sanno e aggiornare la propria convinzione verso una particolare descrizione dell’universo, si basano su un approccio particolare per questo conosciuto come ragionamento bayesiano.
La convinzione significa quanto fiduciosa una persona si sente, sulla base di quello che conosce, rispetto a un particolare modello che fornisce una descrizione accurata della natura. Pensa a questo quasi come a una probabile scommessa su un particolare risultato.
La nostra descrizione di gravità sembra essere abbastanza valida, quindi potremmo ritenere probabile che una mela da un ramo cadrà sul terreno.
Ma ho meno fiducia che gli elettroni siano minuscoli cicli di rotazione e sequenze di rotazioni veloci come è proposto dalla ‘Teoria della stringhe’, e potrebbero esserci un migliaio di ipotesi azzardate che forniranno accurate descrizioni del fenomeno futuro.
Quindi la scienza è come un dramma giudiziario in corso, con un flusso continuo di prove presentate alla giuria. Ma non c’è un solo sospetto e nuovi sospetti vengono regolarmente fatti entrare. Alla luce delle crescenti prove, la giuria è in costante aggiornamento del suo punto di vista su chi sia responsabile per i dati.
Ma, dal momento che vengono continuamente raccolte nuove prove e sempre più sospetti vengono fatti sfilare davanti alla corte, nessun verdetto di assoluta colpevolezza o innocenza viene mai emesso. Tutta ciò che la giuria può fare è decidere se un sospetto è più colpevole di un altro.
COSA HA PROVATO LA SCIENZA?
In senso matematico, nonostante tutti gli anni di ricerca sul modo in cui funziona l’universo, la scienza non ha dimostrato nulla.
Ogni modello teorico è una valida descrizione dell’universo che ci circonda, almeno entro un certo intervallo di scala che sia utile.
Ma l’esplorazione di nuovi territori rivela delle carenze che diminuiscono la nostra fede nel fatto che una particolare descrizione continui a rappresentare accuratamente le nostre sperimentazioni e allo stesso tempo la nostra fede nelle ipotesi alternative può aumentare.
Riusciremo alla fine a conoscere la verità e a tenere nelle nostre mani le leggi che realmente governano il funzionamento del cosmo?
Sebbene il nostro grado di convinzione verso alcuni modelli matematici può rafforzarsi sempre di più, come possiamo mai essere sicuri, senza una quantità infinita di prove, che rappresentano la realtà?
Penso che sia meglio lasciare l’ultima parola a uno dei più grandi fisici, Richard Feynman, su cosa significa, a dispetto di tutto, essere uno scienziato: «Ho risposte approssimative e possibili convinzioni in diversi gradi di certezza riguardo a cose diverse, ma non sono assolutamente sicuro di niente».
Questo articolo fa parte della serie Understanding Research sul sito The conversation.
Geraint Lewis riceve finanziamenti dalla Commissione di Ricerca australiana, tra cui la borsa di studio per future fellowship.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l’articolo originale.
*Immagine delle equazioni matematiche da Shutterstock
I punti di vista espressi in questo articolo sono le opinioni dell’autore e non rispecchiano necessariamente il punto di vista di Epoch Times.
Articolo in inglese: Where’s the Proof in Science? There Is None
