Dopo aver esposto il punto di vista che a me sembra piú vicino al modo di pensare di un gran numero di fisici moderni, vorrei soffermarmi (purtroppo molto brevemente) su altri tipi di interpretazione delle teorie fisiche che ritengo molto importante conoscere. Non si tratta di una pura velleità di completezza nozionistica né del desiderio di confutare concezioni della scienza diverse dalla mia. Si tratta invece di prendere coscienza di vari aspetti di una realtà estremamente ricca e complessa quale è quella del rapporto uomo natura. Ciascuno di questi aspetti ha un suo interesse e una sua validità, che lo rendono degno di essere conosciuto.

Non sono un eclettico, che si contenta di mettere assieme affermazioni slegate e magari contraddittorio su un medesimo oggetto. Credo di aver dimostrato fin qui che ho un mio punto di vista e ritengo necessario averlo. Ma riconosco che quando è la natura stessa dell'oggetto ad avere molte facce, il prendere atto di punti di vista alternativi non può che giovare alla conoscenza. Naturalmente ci sono moltissimi punti di vista svantaggiosi dai quali non si vede assolutamente nulla; ma quelli dai quali si vede qualcosa sono certamente piú d'uno.

C'è un atteggiamento, purtroppo molto comune anche fra studiosi seri, che mi riempie sempre di meraviglia e per il quale non posso che esprimere disapprovazione. Tale atteggiamento si manifesta quando due persone stanno discutendo di fondamenti della scienza e uno lancia l'accusa: ma questo è x-ismo! La radice x- può essere a seconda dei casi: ideal-, razional- positiv-, neopositiv-, kant-, neokant-, riduzion-, storic-, fenomen-, fisical-, platon-, aprior-, illumin-, empir-, logic-, nominal-, strumental-, convenzional-, operazion-, psicolog- ... ! A volte il tono è esattamente lo stesso col quale si esclamerebbe: ma questo è furto, o truffa, o assassinio, o bigamia, o abigeato! Spesso gli studiosi seri sono piú ragionevoli e, astenendosi dalla sciocca condanna morale, si limitano a far intendere, o ad affermare esplicitamente, che l'x-ismo è già stato confutato e che quindi è una dottrina falsa. Se poi si va ad indagare dove sta la confutazione, ci si accorge che essa sta sostanzialmente nel fatto che l'x-ismo incontra da qualche parte serie difficoltà, che gl'impediscono di essere portato fino in fondo come interpretazione totale della realtà. Figuriamoci! Io direi che, se conoscessi una dottrina che non presentasse da qualche parte questo tipo di difficoltà, comincerei a guardarla con molto sospetto. Avrei paura di essere stato ingannato con un gioco di prestigio. Probabilmente si tratterebbe soltanto di una dottrina talmente superficiale e priva di contenuto da dire ben poco sulla realtà.

Con questo non voglio affatto affermare che per me tutti gli x-ismi sono equivalenti. Voglio solo dire che spesso è molto istruttivo accettare, magari per un momento, di considerare un lato della realtà dal punto di vista di un x-ismo diverso da quello al quale siamo piú affezionato. Non di rado scopriremo qualche verità che non avremmo scoperto altrimenti.

Guardiamoci dunque dal rifiutarci di riconoscere un qualche aspetto della complessa realtà del rapporto uomo-natura soltanto perché non è possibile inquadrare in quell'aspetto tutta la realtà.

Un aspetto che sarebbe ridicolo negare che esista nella scienza fisica è quello strumentalistico. Non c'è dubbio che la scienza serve a qualche cosa. E l'impegno con cui parecchi filosofi e fisici si danno a svalutare questo aspetto è degno di miglior causa. Oggi sta diventando sempre maggiore il numero di quegli studiosi che rifiutano di riconoscere la tradizionale supremazia della speculazione astratta rispetto all'esame della scienza in rapporto alla società dalla quale nasce e nella quale s'inserisce. E in questa prospettiva si ha l'impressione che, nonostante moltissimi discorsi, lo studio delle relazioni fra la scienza e l'applicazione tecnica non sia stato sufficientemente approfondito. Probabilmente non si è ancora trovato nemmeno il modo giusto di affrontarlo.

Comunque, tornando alle considerazioni epistemologiche, ricordiamo che secondo lo strumentalismo le teorie fisiche non sono altro che strumenti o regole che ci permettono di prevedere certi fatti a partire da certi altri fatti. L'origine di questo concetto è molto lontana. Si pensi al Cardinale Bellarmino che per tentare di salvare Galileo voleva persuaderlo a sostenere che la teoria copernicana era soltanto un utile strumento matematico per calcolare la posizione degli astri e non riguardava la realtà. Successivamente troviamo fra coloro che per un verso o per l'altro possono essere qualificati strumentalisti Berkeley, Mach, Hertz, Dewey, Heisenberg, Dirac.

Secondo me molti commettono un grosso errore nell'interpretare l'espressione: non sono altro che strumenti. Anche un martello non è altro che uno strumento per piantare chiodi. Ma la cosa importante dal punto di vista epistemologico è che chi usa il martello sa che può usarlo per piantare i chiodi. Ecco che l'aspetto conoscitivo, cacciato dalla finestra, rientra dalla porta principale. Come abbiamo già osservato, la scienza fisica ci permette di fare asserzioni vere nel senso che effettivamente corrispondono ai fatti, cioè in un senso, che non solo è intuitivamente accettabile, ma che è anche stato precisato e formalizzato da Tarski.

Molti pensano che il primate nostro antenato sia diventato uomo quando ha imparato a servirsi di strumenti, fossero pure semplici pietre. Pare che le capacità del linguaggio, della rappresentazione simbolica e del pensiero astratto si siano sviluppate contestualmente con tale capacità, e inscindibilmente da essa. Se ciò è vero, chi si occupa dell'analisi del pensiero scientifico dovrebbe essere molto cauto quando parla di nient'altro che semplici strumenti.

Lo strumentalismo a volte è legato a uno stretto fenomenismo, per cui quelli che contano sono i puri fenomeni e i collegamenti fra di essi. E' un atteggiamento che merita di essere conosciuto e che, secondo me, ha avuto anche una funzione catartica tutt'altro che disprezzabile, quando ha spinto a rinunciare a costruire castelli in aria non necessari, a proposito di una supposta e non controllabile realtà profonda. Ma se ci si attacca al dogma fenomenistico acriticamente, si rischia di non vedere che certe costruzioni teoriche rappresentano proprio il miglior collegamento fra i fenomeni e che, in ogni caso, non esistono collegamenti non teorici. Si arriva alla sfortunata posizione di Mach, che non riuscí ad accettare l'atomismo!

Stretto parente dello strumentalismo è il convenzionalismo. Anche in questo punto di vista c'è una gran parte di verità. Come si fa a non riconoscere che la struttura della scienza è in qualche misura convenzionale? Piú volte abbiamo richiamato l'attenzione sui punti della fisica decisamente convenzionali, proprio per non correre il rischio di ipostatizzare in una realtà inesistente quello che è una pura convenzione. Ma vi sono questioni meno ovvie, di cui esemplare è la seguente.

Gauss, uno dei grandi precursori dell'avvento delle geometrie non euclidee, eseguì una volta misure di precisione su un triangolo formato da tre montagne distanti fra loro varie decine di chilometri per verificare se la somma degli angoli interni differiva da 180 gradi. Naturalmente non trovò tale differenza, che, se esiste, può esistere solo su scala cosmica, come oggi sappiamo. Piú tardi Poincaré, intervenendo a fondo nel dibattito sulle geometrie non euclidee, osservò che, se in una triangolazione, come quella di Gauss, si scoprisse una differenza da 180°, ciò non significherebbe necessariamente che la geometria reale è non euclidea. Tale conclusione discenderebbe solo dall'aver convenuto che la luce viaggi sempre in linea retta. Volendo continuare a usare la geometria euclidea, potremmo farlo benissimo; l'esperienza ci mostrerebbe soltanto che i raggi luminosi sono curvi. Si tratta di vedere quale geometria è piú comoda per interpretare i fatti e convenire di adottarla.

Continuando questo tipo di discorso si può arrivare ad affermare con P. Duhem che tutte le teorie non sono altro che convenzioni e come tali possono essere solo buone o cattive, non vere o false. Quando si riconosce di aver fatto una cattiva convenzione si rinuncia ad essa e se ne fa una migliore. Naturalmente, quello che lascia molto perplessi è l'affermazione che tutto le teorie non siano altro che convenzioni. Convenzioni su che cosa? E perché possono essere buone o cattive? Vale la pena citare qui le parole di A. Einstein: "Anche se fosse chiaro che l'universo delle idee non può essere dedotto dall'esperienza con mezzi logici, ma è, in un certo senso, una creazione della mente umana, senza la quale nessuna scienza è possibile, tuttavia questo universo di idee è così poco indipendente dalla natura delle nostre esperienze quanto i vestiti sono indipendenti dalla forma del corpo umano" (A. Einstein, The Meaning of Relativity, Methuen, -London 1975, p.2).

Altri parenti dello strumentalismo e del convenzionalismo sono il pragmatismo (C. S. Peirce, W. James, F. Schiller, J. Dewey) e l'operazionismo (P. W. Bridgman). Il primo ha avuto riflessi molteplici e importanti sul pensiero fisico, ma solo per la sua componente metodologica (strumentalismo), non per la componente metafisica e fideistica. Del secondo abbiamo ampiamente parlato a proposito della definizione delle grandezze fisiche. Nonostante le molte critiche a cui l'operazionismo è andato soggetto, non vedo come se ne possa fare a meno se si vogliono definire le grandezze fisiche in un modo ragionevole, che rifletta ciò che realmente si fa in fisica. Ma so bene che è pericoloso farne una filosofia generale, di cui si rimane prigionieri. Si rischia per esempio di svalutare la relatività generale, muovendole delle critiche, come quelle del Bridgman, che sembrano piuttosto eccessive.

A tutte le dottrine sopra accennate è comune la preoccupazione di non accogliere nella scienza affermazioni non dimostrabili o di dubbio significato. Tale atteggiamento venne puntualizzato e assunto a norma nella battaglia antimetafisica della scuola neopositivista. Il precursore fu L. Wittgenstein con la sua teoria che le affermazioni metafisiche sono prive di significato. Un'asserzione ha significato solo se è una funzione di verità di proposizioni elementari, o asserzioni base, ciascuna delle quali esprime un fatto osservabile. Ciò significa che, una volta stabilito con l'osservazione sperimentale quali delle proposizioni elementari sono vere e quali false, se ne può dedurre con le regole della logica se l'asserzione principale è vera o falsa. Qualsiasi altro tipo di affermazione è privo di significato e, di conseguenza, è inammissibile nella scienza.

Il neopositivismo (o positivismo logico o empirismo logico, o neoempirismo) è una scuola nata mezzo secolo fa dal Circolo di Vienna (M. Schlick, 0. Neurath, R. Carnap, K. Gödel, F. Waissmann e altri) e dal Circolo di Berlino (H. Reichenbach, C. G. Hempel, R. von Mises e altri), avendo per fiancheggiatosi o interlocutori studiosi come L. Wittgenstein, K. Popper, C. Morris, W. V. Quine, E. Nagel, J. Wisdom, G. Ryle, A. Tarski e vari altri. Le influenze scientifiche che venivano maggiormente avvertite erano quelle di Mach e Einstein per la fisica e quelle di Hilbert, Frege e Russell per la logica e la matematica. Molti dei fondatori e continuatori o venivano direttamente dalle scienze o avevano comunque solida preparazione scientifica. Si potrà da parte di singoli fisici variamente consentire o dissentire sui diversi aspetti della dottrina, ma sembra difficile negare che l'atteggiamento e l'impostazione generale dei neopositivisti rispecchiano molto da vicino quelli largamente diffusi nella comunità dei fisici moderni. Anche la notevole disponibilità alla critica, all'accoglimento dei risultati dei colleghi, a una continua revisione delle proprie idee (quest'ultima esemplarmente rappresentata da Carnap) avvicinano molto questa scuola al tipo di etica professionale che gode la simpatia dei fisici.

Il punto di partenza antimetafisico è quello che accomuna il neopositivismo col positivismo ottocentesco e ne giustifica il nome. L'unica fonte di conoscenza provvista di significato è l'esperienza. Da essa si ottengono gli enunciati base, che successivamente devono essere elaborati con il metodo rigoroso della logica formale (empirismo logico).

Secondo me uno dei punti piú importanti per l'analisi dei fondamenti della scienza fu il risveglio da quello che chiamerei il sonno dogmatico degli empiristi puri, secondo i quali i fatti sperimentali possono da soli verificare o contraddire le asserzioni scientifiche. Basta un attimo di riflessione per convincersi che un'asserzione puó essere contraddetta soltanto da un'altra asserzione, non da un fatto sperimentale, cioè da un ente extra-linguistico. Ecco che il linguaggio diventa il personaggio principale della scienza. La scienza è un insieme di asserzioni non contraddittorie deducibili l'una dall'altra in un dato linguaggio, possibilmente formale. Il linguaggio e le stesse regole di deduzione possono essere convenzionali, purché tutto torni sul piano sintattico e si rispettino i punti fissi a cui tutto il sistema è ancorato, costituiti dalle asserzioni base (o protocolli), forniti dall'esperienza.

Da un linguaggio puramente fenomenistico (in cui le asserzioni base riguardano dati sensoriali) si passò in seguito a un linguaggio fisicalistico (in cui le asserzioni base riguardano oggetti fisici); da un'analisi puramente sintattica (proprietà formali) del linguaggio si passò ad accogliere anche l'aspetto semantico (riferimento agli oggetti di cui si parla); dal criterio di verifica, a quello di conferma (molto meno forte). Non è il caso qui di entrare in tutti questi particolari.

A parer mio il punto piú difficile che rimane da risolvere è in che modo si derivino le asserzioni base dall'esperienza. In che modo un fatto extra-linguistico si traduce in un fatto linguistico?

Naturalmente ci si può riferire alla psicologia e basta, cioè prendere il fatto come primitivo, non analizzabile. Secondo me questo atteggiamento non è neppure cosí inaccettabile come alcuni vorrebbero; da qualche punto bisognerà ben cominciare. Purché ci si renda conto che l'asserzione base, proprio perché non è un fatto sperimentale, è già carica di teoria. Abbiamo già, fatto notare ciò a proposito della distinzione fra termini teorici e osservativi, proposta dagli empiristi logici e, secondo me, non sostenibile.

Ma per fortuna proprio l'esperienza c'insegna che le asserzioni base, ancorché cariche di teoria, possono avere validità intersoggettiva. Questo è a parer mio il fatto primitivo, non facilmente analizzabile, che salva quella che si suole chiamare l'oggettività della scienza.

Per Popper le asserzioni base sono frutto di una decisione, analoga a quelle di una giuria. In questo modo esse sono in qualche misura intersoggettive, ma sono sempre soggette a revisione. La scienza è un edificio costruito su una palude e sostenuto da palafitte. Noi spingiamo le palafitte abbastanza in profondità da essere sicuri che siano abbastanza stabili da sorreggere la struttura.

L'esclusione della metafisica dalla scienza interessa anche Popper, ma egli non accetta di dichiarare senz'altro prive di significato le asserzioni non riconducibili a dati osservativi. Egli propone piuttosto un criterio di demarcazione fra quelle che possono essere proposizioni della scienza empirica e quelle che non possono esserlo. Le prime sono quelle per le quali è almeno concettualmente possibile che esista un'esperienza che le dimostri false. Per esempio, la legge della gravitazione universale è scientifica, perché è perfettamente concepibile scoprire due masse che non si attraggono fra loro; invece l'affermazione: "il tale ha il complesso di Edipo" non è in alcun modo falsificabile e non è scientifica (per Popper la psicoanalisi non è una scienza empirica).

Le teorie scientifiche non possono mai essere verificate in assoluto, ma possono essere falsificate anche da un solo controesempio.

Per questo le teorie scientifiche non abbandonano mai lo status di ipotesi. Questa posizione potrebbe apparire anche abbastanza banale per chi crede che le teorie possano essere vere o false in assoluto. Non potendo mai provarsi che sono vere in assoluto, debbono rimanere allo stato di ipotesi. Ma Popper prosegue in modo molto ingegnoso. Perché si accetta una data teoria (cioè ipotesi) in un dato momento storico? L'opinione piú comune e piú ingenua è che si accetti l'ipotesi piú probabile. Ebbene Popper afferma proprio il contrario. Nello spirito del criterio di demarcazione è ragionevole affermare che un'ipotesi ha un contenuto empirico tanto maggiore quanto piú numerosi e temibili sono i suoi potenziali falsificatori. E quanto piú numerosi sono questi ultimi, tanto meno probabile è l'ipotesi. Per esempio, prendiamo le ipotesi: 1) che i pianeti si muovano lungo circonferenze, 2) che i pianeti si muovano lungo delle ellissi. Un gruppo di quattro osservazioni può falsificare l'ipotesi 1), mentre non può falsificare l'ipotesi 2); infatti, in generale, per quattro punti di un piano non passa una circonferenza, mentre vi possono passare infinite ellissi. Dunque l'ipotesi 1) è meno probabile. Ma ha piú contenuto empirico, perché, se verificata, limita di piú la libertà della natura rispetto alla nostra conoscenza e ci dà piú informazione.

La normativa data da Popper allo scienziato è di escogitare le ipotesi piú audaci e quindi piú improbabili e di sottoporle al vaglio dell'esperienza. Quest'ultima non potrà mai confermare l'ipotesi. Ma, quanto piú numerosi e piú severi sono i controlli sperimentali che ha superato senza essere falsificata, tanto piú l'ipotesi diventerà verosimile, o, come dice Popper, sarà corroborata.

In questo modo si viene a costruire una successione di ipotesi sempre piú audaci e improbabili e di sempre maggior contenuto empirico. Per quanto il linguaggio sia diametralmente opposto a quello da noi usato (falsificazionista invece che confermazionista), il risultato è molto analogo a quello da noi illustrato mediante la scala storica delle teorie fisiche.

Secondo Lakatos non si devono valutare teorie isolate, ma successioni di teorie, che presentano una continuità e accettano le stesse regole metodologiche. Ognuna di tali successioni rappresenta un programma di ricerca scientifica (per esempio il programma newtoniano, quello maxwelliano, quello einsteiniano). Non esistono vere e proprie esperienze cruciali, perché ciascun programma si crea una cintura protettiva che impedisce di arrivare a colpire il suo nucleo centrale. Per esempio, per difendere lo spazio assoluto newtoniano si può escogitare il trascinamento dell'etere, o la contrazione di Lorentz-Fitzgerald; per difendere il determinismo contro la meccanica quantistica si possono escogitare le variabili nascoste; e così via. Il programma è progressivo fino a che i continui aggiustamenti nella cintura di protezione hanno nuovo contenuto empirico, cioè portano a predire correttamente nuovi fatti sperimentali. Invece è degenerante quando le nuove ipotesi sono puramente ad hoc e non portano a predire nulla di nuovo. La storia della scienza si concreta in una competizione fra programmi rivali, dei quali vince quello che si dimostra piú progressivo e viene abbandonato quello degenerante. Ma la vittoria può anche essere temporanea, perché una nuova ipotesi di grande contenuto empirico può dar nuova vita a un programma degenerante.

In questa prospettiva si potrebbe interpretare per esempio la lotta fra l'ipotesi ondulatoria e quella corpuscolare della luce. L'ipotesi ondulatoria di Huygens non portò per molto tempo alla scoperta di fatti nuovi. Ma quando Fresnel vi aggiunse un'ipotesi ausiliaria, che portava alla previsione di un gran numero di fatti sperimentali, il programma ebbe la meglio sul rivale e venne ripreso con entusiasmo. Apparve allora chiaro che erano proprio le ipotesi di Newton, formulate per spiegare i fenomeni d'interferenza, che avevano carattere ad hoc e scarso contenuto empirico.

Non tutti valutano allo stesso modo e allo stesso tempo qual'è il programma da abbracciare. Abbiamo per esempio il caso limito di Einstein che abbraccia il suo programma, quasi ignorando l'esperienza di Michelson, perché ne intuisce la progressività, basandosi su pure ragioni di coerenza e di universalità. Ma abbiamo allo stesso tempo il caso di Michelson, che, nonostante il risultato della sua esperienza, non vuole abbandonare per lunghi anni la fede nell'etere. E numerosi altri casi si potrebbero citare nel campo della microfisica.

Comunque la metodologia dei programmi di ricerca di Lakatos è ancora di carattere razionale. Invece appare piuttosto irrazionalistica l'interpretazione della storia della scienza data da Kuhn. Vi sono dei periodi di scienza normale, nei quali gli scienziati, applicando teorie ben stabilite, si dedicano a risolvere problemi analoghi a quelli delle parole incrociate (puzzles). Tutto questo avviene all'interno di un paradigma, accettato dogmaticamente dagli scienziati dell'epoca. Se si accumulano anomalie rispetto al paradigma, ci si rifiuta di considerarle tali, allo stesso modo come guardando una figura, tendiamo ad eliminare istintivamente quei particolari che non vanno d'accordo con la nostra interpretazione. Questo processo va avanti fino a che non avviene una rivoluzione scientifica e un cambio di paradigma. Prendendo un termine dalla psicologia della forma, Kuhn parla di Gestaltswitch. E' quel fenomeno che tutti avranno notato, per cui, mentre si guarda una figura e se ne accoglie una data interpretazione, ci accorgiamo improvvisamente di vedere una figura diversa. Ci resta allora difficile tornare all'interpretazione precedente.

La concezione kuhniana è molto interessante e va giudicata seriamente. Per questo dispiace che essa abbia avuto tanto successo presso un certo numero di persone che ne apprezzano soprattutto la componente irrazionalistica, con lo scopo inconscio o addirittura dichiarato di svalutare la scienza.

Per me uno dei piú gravi difetti delle concezioni alla Kuhn è quello di collocarsi (paradossalmente) in uno spazio astorico in cui gli stessi schemi si ripetono all'infinito senza variazione. E' vero purtroppo che nelle vicende politiche l'immagine della storia magistra vitae non è molto fedele alla realtà. Non sembra che i dittatori del presente studino assiduamente la storia dei dittatori del passato per non ripeterne gli errori. Ma gli scienziati vengono oggi educati, con lungo tirocinio, proprio a non ripetere gli errori dei loro predecessori. Gli errori li fanno lo stesso, naturalmente; ma non sono che di rado errori dello stesso tipo. In particolare la coscienza critica e la volontà di non restare prigionieri di un paradigma sono molto piú vive oggi che un secolo o due fa. Per questo dà un certo fastidio sentir formulare sentenze sul comportamento degli scienziati in generale (inclusi dunque anche quelli di oggi, di domani, di sempre), ragionando di epicicli, di calorico, di flogisto, di conflitto elettrico e simili! Anche i fisici moderni hanno i partoni o i quarks, ma sanno benissimo in qual modo ipotetico possono parlarne. Oggi il fisico attaccato ai sacri dogmi è quasi sempre un mito.