Il metodo scientifico

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Il metodo scientifico
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• Cos è la scienza e a cosa serve?

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• Per esplorare il mondo della natura
• La scienza è puro interesse culturale, è
  desiderio di sapere. Essa serve unicamente a
  soddisfare la curiosità innata nelluomo di
  conoscere lambiente che lo circonda e sé stesso.

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Scienza e Tecnologia

• Scienza è sviluppo di idee, di teorie, il cui
  primo scopo è cercare di capire quali siano le
  leggi che regolano il mondo
• Tecnologia è linsieme delle attività rivolte a
  modificare e controllare lambiente in cui si
  vive

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La ricerca scientifica

• Ciò che distingue la ricerca scientifica da
  qualsiasi altra attività del pensiero è il metodo
  di indagine che essa utilizza. Questo metodo
  viene comunemente indicato come metodo
  scientifico (o metodo sperimentale) e consiste,
  fondamentalmente, nell'analisi sistematica,
  attraverso l'osservazione e la sperimentazione
  dei fenomeni naturali, nell organizzazione
  degli stessi e nella loro interpretazione

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Le tappe attraverso le quali si sviluppa il
lavoro dello scienziato

• Si inizia con l'osservazione, scrupolosa e
  puntuale, degli aspetti della natura sui quali si
  desidera indagare e dei fenomeni che ne
  modificano le proprietà
• Si riflette su quanto osservato e si formulano,
  quindi, delle ipotesi
• Si eseguono, successivamente, e dove è possibile,
  degli esperimenti, cioè le riproduzioni
  artificiali dei fenomeni precedentemente
  osservati, per consentire lesame degli stessi
  sotto un più attento controllo (Galilei, ad
  esempio, per studiare la caduta dei gravi,
  misurava tempi e distanze percorse da alcune
  biglie di bronzo che faceva rotolare lungo un
  piano inclinato)
• Prescindendo quindi dai caratteri occasionali che
  ciascun corpo e ciascun fenomeno presenta, si
  misurano quelli essenziali e si passa alla loro
  catalogazione. I valori numerici, ricavati
  attraverso la misurazione, rappresentano i
  cosiddetti dati sperimentali
• Se all'interno di questi dati sperimentali si
  notano delle regolarità, queste rappresentano
  quella che viene chiamata legge scientifica. La
  legge scientifica quindi non è altro che
  lespressione di un comportamento sistematico
  della natura e può essere descritta a parole o
  attraverso un'equazione matematica

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(No Transcript)
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Galileo e la sperimentazione                    
                                                  
             Il piano inclinato ovvero
l'esperimento di fisica per eccellenza
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Ci sono tre tipi di Metodo

• Induttivo
• Deduttivo
• Ipotetico - deduttivo  

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Metodo Induttivo

• Il metodo induttivo crea leggi a partire
  dallosservazione dei fatti, mediante
  generalizzazione del comportamento osservato in
  realtà, ciò che compie è una sorta di
  generalizzazione, senza che possa giungere ad una
  dimostrazione delle suddette leggi o insieme di
  conclusioni mediante la logica. Tali conclusioni
  potrebbero essere false e, al contempo,
  lapplicazione parziale eseguita dalla logica
  potrebbe mantenerne la validità per questo il
  metodo induttivo richiede una condizione
  addizionale, la sua applicazione si considera
  valida finché non si trova nessun caso che
  soddisfi il metodo proposto.
•  

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• Ad esempio quando Galilei . 
• Vide cadere dalla torre di Pisa oggetti di peso
  diverso che peraltro impiegavano tutti più o meno
  lo stesso tempo per arrivare a terra, concluse
  che la velocità di caduta dei gravi doveva essere
  la stessa per qualsiasi corpo, compreso per
  quelli che non aveva visto. 

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Metodo Deduttivo

• Il metodo deduttivo aspira a dimostrare, mediante
  la logica pura, la conclusione nella sua totalità
  partendo da premesse, in modo da garantire la
  veracità delle conclusioni, se non si invalida la
  logica applicata. Si tratta del modello
  assiomatico proposto da Aristotele come il metodo
  scientifico ideale. 
• Il metodo deduttivo parte sempre da un postulato,
  ovvero da una verità assoluta che non ha bisogno
  di verifica, quindi deduce, attraverso un
  ragionamento logico, una serie di fatti tutti
  giusti e consequenziali, ma la cui validità
  crollerebbe se si dimostrassero false o
  arbitrarie le premesse su cui il ragionamento
  stesso si era fondato. 

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Il metodo ipotetico-deduttivo

• Il metodo ipotetico-deduttivo. I ricercatori
  tentano di spiegare le osservazioni verificando
  delle ipotesi.
• Le osservazioni sperimentali stimolano i
  ricercatori a porsi domande e a cercare
  spiegazioni circa le strutture e i fenomeni tali
  indagini devono essere condotte seguendo un
  processo investigativo chiamato metodo
  scientifico.
• Il modo di procedere che si basa sul metodo
  scientifico è chiamato ragionamento ipotetico-
  deduttivo, o scienza delle ipotesi guidate.
• La logica deduttiva è usata per verificare le
  ipotesi
• (cioè i tentativi di spiegazione)

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• Il filosofo della scienza, Karl Popper, afferma
  che non si può mai essere certi che una teoria
  scientifica sia giusta al più la si può
  falsificare, ossia dimostrare, attraverso un
  esperimento, che è sbagliata. Popper, generalizzò
  questo concetto fino ad affermare che una
  proposizione, per avere valore scientifico, deve
  essere falsificabile, cioè di essa deve essere
  concepibile almeno un esperimento in grado di
  dimostrare (se non dà il risultato previsto) che
  è falsa

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Intervista a Karl Raimund Popper, Il metodo
ipotetico-deduttivodel 25/7/1989

• Nella Prefazione" alla seconda edizione, Kant
  dice "Allorché Galilei fece rotolare lungo un
  piano inclinato le sue sfere, il cui peso era
  stato da lui stesso prestabilito, e Torricelli
  fece sopportare all'aria un peso, da lui
  precedentemente calcolato pari a quello di una
  colonna d'acqua nota ... una gran luce
  risplendette per tutti gli indagatori della
  natura. Si resero allora conto che la ragione
  scorge soltanto ciò che essa stessa produce
  secondo il proprio disegno, e compresero che essa
  deve procedere innanzi coi princìpi dei suoi
  giudizi secondo leggi stabili, costringendo la
  natura a rispondere alle proprie domande, senza
  lasciarsi guidare da essa. In caso diverso le
  nostre osservazioni casuali, fatte senza un piano
  preciso, non trovano connessione in alcuna delle
  leggi necessarie di cui invece la ragione va alla
  ricerca ed ha impellente bisogno" (Critica della
  ragion pura, B XII-XIII, tr. it. Torino, UTET,
  1967, p. 42).

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Intervista a Karl Raimund Popper, Il metodo
ipotetico-deduttivodel 25/7/1989

• È una citazione abbastanza lunga, ma importante
  soprattutto là dove Kant parla di Galilei e
  Torricelli e degli esperimenti da loro
  architettati, affermando che i filosofi della
  natura - cioè quelli che noi oggi chiamiamo
  fisici - compresero che noi dobbiamo costringere
  la natura a rispondere alle nostre domande,
  liberamente scelte da noi, piuttosto che
  aggrapparci alle gonne di madre natura e
  aspettare che sia lei a guidarci. Osservazioni
  fatte a casaccio, senza un piano elaborato in
  anticipo, non possono essere infatti connesse da
  leggi, mentre sono proprio le leggi ciò di cui la
  ragione va alla ricerca.

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Intervista a Karl Raimund Popper, Il metodo
ipotetico-deduttivodel 25/7/1989

• Si tratta della "teoria del faro", in quanto
  siamo noi a gettare, per così dire, dei fasci di
  luce sulla natura, ed è del tutto differente da
  quella che suppone che sia la natura a darci
  informazioni secondo il suo piacere. In breve, il
  metodo che tale teoria prefigura è il metodo
  ipotetico. Kant dimostra quanto bene egli avesse
  compreso che dobbiamo presentarci davanti alla
  natura armati delle nostre ipotesi, cercando
  risposte alle nostre domande, o, meglio, ai
  nostri problemi. Infatti, noi lavoriamo sempre
  con ipotesi e con problemi. Senza il loro aiuto,
  potremmo solo fare osservazioni casuali, fuori da
  qualsiasi piano, incapaci pertanto di condurci
  alla formulazione di una legge naturale. In altre
  parole, già Kant vide con estrema chiarezza che
  la storia della scienza ha confutato quell'idea
  del metodo - che è un dogma infondato - stando
  alla quale noi dovremmo partire dalle
  osservazioni e derivare poi da esse le nostre
  teorie. In realtà, facciamo qualcos'altro
  partiamo da un problema, con l'aiuto di
  un'ipotesi. È questo - io credo - il punto
  decisivo.

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Intervista a Karl Raimund Popper, Il metodo
ipotetico-deduttivodel 25/7/1989

• Ma, se questo è il metodo della ricerca
  scientifica, non potremmo spingerci ancor oltre,
  affermando che tutti coloro che apprendono
  qualcosa - anche la gente comune e persino gli
  animali o i bambini - di fatto adottano
  esattamente lo stesso metodo ipotetico che usano
  gli scienziati? Possiamo cioè sostenere che esso
  sia il metodo con cui in generale si arriva ad
  apprendere?

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Intervista a Karl Raimund Popper, Il metodo
ipotetico-deduttivodel 25/7/1989

• È esattamente ciò che penso cioè che il metodo
  per tentativi ed errori, il metodo
  ipotetico-deduttivo, sia un metodo universale.
• Se osserviamo un coleottero alla ricerca di cibo,
  lo vediamo muovere tutt'intorno le sue antenne
  ogni movimento corrisponde all'ipotesi di poter
  trovare cibo, o qualsiasi altra cosa stesse
  cercando, in una certa direzione quando poi
  muove le sue antenne in un'altra direzione,
  questa è una nuova ipotesi, cioè che quanto esso
  cerca si trovi in quest'altra direzione, che
  esplora, come se avvertisse che quella è la via
  giusta per trovare qualcosa. Talvolta ho fatto
  ricorso alla famosa storiella dell'uomo nero che
  cerca in una stanza buia un cappello nero che
  potrebbe non essere lì. Che cosa può fare? Può
  solo muovere la mano in una certa direzione e
  vedere se per caso il cappello è lì. Oppure
  muovere l'altra mano in un'altra direzione
  ognuna di queste azioni corrisponde a un'ipotesi
  precisamente che il cappello nero si trovi
  proprio in un punto o nell'altro. Il coleottero,
  in altre parole, deve essere attivo non può
  aspettarsi che quel che cerca gli venga incontro
  o gli si mostri da solo. Tutto ciò che può fare è
  cercare attivamente, sfruttando il movimento.
  Quest'ultimo, infatti, è estremamente importante
  è ancora più importante della vista. Ad esempio,
  un cieco, muovendosi, può trovare degli oggetti.
  Anche il guardarsi intorno equivale a muovere gli
  occhi in certe direzioni, che sono quelle in cui
  si cerca. La storiella dell'uomo nero rappresenta
  dunque bene la situazione in cui si trova
  chiunque non conosca già, ma voglia conoscere. La
  stessa situazione vale per tutti noi quando
  cerchiamo qualcosa e, soprattutto, per gli
  scienziati.

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Intervista a Karl Raimund Popper, Il metodo
ipotetico-deduttivodel 25/7/1989

• Altrettanto vale per lapprendimento delle regole
  della grammatica. Immaginiamo un bambino che stia
  imparando il participio passato dei verbi. Sa già
  che il participio del verbo "sedere" è "seduto" e
  del verbo "vendere" è "venduto" pertanto,
  dinanzi al verbo "ledere", dirà "leduto" (invece
  di "leso") e dinanzi al verbo "fondere" dirà
  "fonduto" (invece di "fuso"). Gli adulti aiutano
  i piccoli a eliminare questi errori.
• Il nostro modo di apprendere mediante tentativi
  ed errori consiste proprio in questo, vale a dire
  nell'eliminare gli errori commessi. I tentativi
  sono ipotesi e l'eliminazione degli errori è il
  modo in cui ci adattiamo, nel nostro esempio,
  alla lingua esistente oppure, come avviene in
  altri casi, all'ambiente circostante, e così via.

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Intervista a Karl Raimund Popper, Il metodo
ipotetico-deduttivodel 25/7/1989

• Dunque, nella scienza, come in altri ambiti, noi
  andiamo alla ricerca della verità attraverso
  l'eliminazione degli errori. Ma in quale senso
  preciso il metodo per tentativi ed errori è
  legato alla ricerca della verità?
• Noi aspiriamo alla verità, e poiché non possiamo
  mai essere sicuri di averla davvero trovata,
  andiamo alla ricerca dei punti deboli delle
  nostre ipotesi, cercando di eliminare i possibili
  errori, i quali ci mostrano che quanto abbiamo
  raggiunto non è la verità, che la nostra ipotesi
  non è vera, ma falsa. In altri termini, tentiamo
  di falsificare le nostre stesse ipotesi, cioè di
  dimostrarne la falsità, di confutarle. In questo
  consiste il metodo consapevolmente critico. Lo
  scienziato serio, che è sempre critico, non
  assume un'ipotesi sperando che sia vera, ma con
  la determinazione di controllarla per stabilire
  se non sia invece falsa.

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Esempio di metodo scientifico lesperimento di
Pasteur sul carbonchio (1881)

• Il chimico francese Louis Pasteur (1822-1892)
  condusse nel 1881 un drammatico esperimento. In
  pratica utilizzò il Bacillus anthracis, agente
  infettivo responsabile del carbonchio (conosciuto
  anche come antrace) attenuato mediante un agente
  fisico (coltura a 42-43C la crescita a tale
  temperatura ne attenua la virulenza), e lo
  inoculò successivamente in un certo numero di
  pecore. La sua idea era verificare lorigine
  batterica della malattia, contrariamente a quanto
  affermato da una gran parte della comunità
  scientifica del tempo, la quale attribuiva il
  carbonchio allinalazione dei miasmi ambientali,
  quindi ad una causa di tipo chimico.Osservazioni
  le pecore si ammalavano dopo aver trascorso
  del tempo sui campi infettile pecore si
  ammalavano se venivano messe a contatto con il
  materiale in decomposizione presente sui campi o
  derivante da altri animali malatinel sangue
  delle pecore malate era presente un organismo
  unicellulare a forma di bastoncello (osservabile
  al microscopio) Scopo dellesperimentoDimostrar
  e se il responsabile del carbonchio era il
  Bacillus anthracis (isolato dal medico tedesco
  Robert Koch) oppure i miasmi ambientali.Ipotesi
  Forse le pecore potevano acquisire limmunità
  qualora fossero venute a contatto con il bacillo
  attenuato, cioè la cui infettività era stata
  ridotta mediante un reattivo chimico.Esperimento
  Pasteur selezionò dapprima 60 pecore 10 di
  esse furono tenute da parte ed isolate ciò
  serviva da controllo25 furono sottoposte
  allinoculazione (vaccinazione) del bacillo
  attenuato per ben 2 volte (il 5 maggio 1881 e il
  17 maggio 1881)25 non furono vaccinate

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• Successivamente (31 maggio 1881), ai due gruppi
  di pecore da 25 individui fu iniettata una
  coltura virulenta di carbonchio, cioè ricca di
  bacilli non attenuati ma perfettamente
  vitali.Pasteur verificò pubblicamente, il 2
  giugno 1881, chedel primo gruppo, quello delle
  pecore vaccinate, sopravvissero 24 individui su
  25. Si registrò quindi un tasso di mortalità del
  4 del secondo gruppo, quello delle pecore non
  vaccinate, ne sopravvissero 2 (moribonde) le
  altre risultarono decedute. Si registrò quindi un
  tasso di mortalità del 92TeoriaIl carbonchio
  era dovuto allazione del Bacillus anthracis. La
  vaccinazione attiva le difese immunitarie e
  previene le malattie infettive.
• Bibliografia Enger - Ross - Concepts in biology
  - McGraw Hill 2002Lilia Alberghini - Franca
  Tonini - Biologia - Arnoldo Mondadori Scuola 2005
  (ISBN 88-247-2452-3)Isaac Asimov Breve storia
  della biologia Zanichelli 2005 (ristampa) (ISBN
  88-08-02472-5)

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• Infine, quando uno scienziato fa una scoperta
  seguendo le regole del metodo scientifico,
  comunica i risultati ottenuti attraverso un
  articolo scientifico.

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• Come è fatto un articolo scientifico
• Osservate le seguenti parti dellarticolo
• 1) Titolo della rivista e dati bibliograficivolum
  e 85
• fascicolo 8
• anno pubblicazione 2004
• pagine del fascicolo in cui si trova larticolo
  2100-2106
• 2) Titolo dellarticolo
• 3) Nome degli Autori
• 4) Affiliazione degli autori per quale
  Università o istituzione lavorano
• 5) Abstract. E un sommario, preparato dagli
  autori, che riassume il succo della ricerca. E
• importante perché leggendolo si può capire se
  larticolo è di nostro interesse senza leggere
  tutto
• larticolo.
• 6) Key-words sono le parole-chiave scelte
  dagli autori per definire gli argomenti di cui si
  occupa
• larticolo.
• 7) Testo dellarticolo vero e proprio
• 8) Date di ricezione, revisione e accettazione
  del lavoro da parte del comitato editoriale della
• rivista
• 9) Bibliografia

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Fonti utilizzate

• Intervista a Karl Raimund Popper, Il metodo
  ipotetico-deduttivo del 25.07.1989
• http//www.emsf.rai.it/scripts/interviste.asp?d79
  
• Le riviste scientifiche di Monica Vezzosi
• http//dspace-unipr.cilea.it/bitstream/1889/393/1/
  Riviste.pdf