“Provando e riprovando”. Questo era il motto dell’Accademia del Cimento, fondata nel 1657 da Ferdinando II e Leopoldo de’ Medici. I suoi membri annoveravano anche allievi di Galilei e – come il loro maestro – ponevano l’enfasi sull’osservazione diretta dei fenomeni naturali.
Nelle due parole del motto è infatti racchiusa l’essenza del metodo sperimentale, già codificato da Galileo Galilei (1564-1642).
“Provare” contiene lo strumento più potente per contrastare ogni dogma da accettare senza spiegazione o discussione. Ci sprona a verificare di persona, a effettuare l’esperimento e trarre le proprie conclusioni dai risultati osservati.
Un esempio classico che possiamo ripetere in classe è proprio l’esperienza di Galileo sulla caduta dei gravi. I corpi cadono verso il basso? Lasciamo cadere un sasso e vediamo che succede. Cadono tutti alla stessa velocità? Facciamo cadere contemporaneamente un sasso e un tappo di sughero e osserviamo chi arriva prima al suolo. Possiamo riprenderne la caduta ponendo un righello sullo sfondo e girando un video ad alto numero di fotogrammi al secondo per verificare che il moto è uniformemente accelerato. Che succede se utilizziamo un sasso e una piuma? Perché sembrano non cadere alla stessa velocità? Qual è il fenomeno fisico che è trascurabile con il sughero ma non con la piuma? Riusciamo a eliminare l’attrito dell’aria che rallenta la piuma? In classe è probabilmente difficile, ma è possibile reperire video realizzati sulla terra in una camera da vuoto o sulla Luna, dove David Scott, astronauta della missione Apollo XV fece cadere una piuma e un martello per ripetere la caduta dei gravi circa quattrocento anni dopo Galileo (video qui).
“Riprovando” è un’altra parola chiave del metodo scientifico. Essa cela al suo interno due significati: il primo è quello in uso al giorno d’oggi, ossia ci invita a ripetere più e più volte l’esperimento. Per fare una nuova scoperta sono infatti necessarie moltissime prove, esperimenti, condotti in condizioni simili ma diverse per eliminare effetti non voluti o per cogliere eventi effimeri e rarissimi. È questo il caso, ad esempio, di esperimenti di raggi cosmici o su acceleratori di particelle, dove è necessario accumulare una enorme statistica per evidenziare la presenza di particelle rare come quelle di antimateria nello spazio o il bosone di Higgs con l’acceleratore LHC del CERN. Pertanto, spesso ci vogliono anni per concludere un esperimento, che talvolta può dare risultati negativi. La più grande ricerca della fisica moderna, quella della materia oscura, presumibilmente particelle la cui massa è dominante nella nostra galassia e nell’universo, sta dando infatti risultati negativi sia con LHC che con altri rivelatori posti sotto terra o nello spazio. Questo non è tanto un problema quanto una sfida che dobbiamo raccogliere per risolvere quest’altro mistero.
Questo non-risultato è comunque di fondamentale importanza e si riallaccia alla seconda accezione di “riprovando”, infatti è nella Divina Commedia (Paradiso, Canto III, vv 1-6 1) che “provando e riprovando” compare per la prima volta. Nell’opera dantesca, ha il significato di biasimare, criticare, disapprovare (dal latino tardo reprobare) e implica lo smentire di una ipotesi. Nella Commedia, Dante assegna a sé stesso la “riprovazione” per la sua errata ipotesi dell’origine delle macchie lunari (attribuita nel Convivio a quelle che chiameremmo oggi variazioni di densità del materiale), rispetto alla “prova” (approvazione) di Beatrice che la attribuiva alla differente capacità dell’astro di assorbire la virtù delle emanazioni celesti. Al di là di quale fosse l’interpretazione più vicina alla realtà (nell’accezione odierna), c’è da notare l’importanza della speculazione scientifica ai tempi di Dante, effettuata nel contesto filosofico-religioso e con i mezzi tecnici dell’epoca. Fu infatti proprio Galileo che – utilizzando il suo telescopio – riporta nel Sidereus Nuncius (1610) di aver osservato mari e montagne lunari, ipotizzando la similitudine delle strutture del nostro satellite con quelle della Terra.
Un altro cardine del metodo sperimentale è infatti la falsificabilità della scienza (Popper, La logica della scoperta scientifica, 1935), ossia la possibilità – ripetendo gli esperimenti – di dimostrare che risultati precedenti sono errati o quantomeno validi in contesti più limitati. Esempi classici di questo criterio sono la teoria della Relatività Generale, che – appunto – generalizza la teoria della Gravitazione Universale di Newton (valida per “piccole” masse, e che a sua volta estendeva la teoria della caduta dei gravi di Galileo) e la teoria della Relatività Speciale, che generalizza il moto galileiano dei corpi (valido per velocità lontane da quelle della luce).
Non vi è nulla di male se un risultato si rivela errato (a meno che i dati non siano stati manipolati con dolo), l’importante è che il progresso scientifico e l’investigazione del mondo naturale ci faccia continuare nella difficile comprensione del nostro universo.
Anche se questi concetti nascono in un contesto di scienze naturali come la fisica, la biologia, la chimica e la medicina, si applicano in moltissimi altri campi come l’archeologia, la storiografia, l’arte e soprattutto l’informazione del mondo contemporaneo. Infatti, in presenza di una sovrabbondanza di informazioni è difficile giudicare l’attendibilità delle fonti, spesso origine di notizie volutamente false anche solo per racimolare qualche click e gli introiti della pubblicità ad essi associata. Il metodo scientifico può (e deve) essere anche applicato a questi contesti a noi più vicini, per acquisire informazioni, comprenderne la veridicità e rigettare/riprovare quelle che al giorno d’oggi chiamiamo “fake news”.
Qui un video su questi temi:
FARE SCIENZA
1. È possibile fare vari esperimenti di caduta dei gravi con diversi materiali, in caduta libera, su un piano inclinato, scivolando con o senza attrito. Dalle riprese con lo smartphone possiamo misurare il moto di questi corpi, la loro velocità, la loro accelerazione.
2. Consultando i social media possiamo prendere una tra le notizie più interessanti o dibattute e risalire alle fonti per renderci conto se e quanto esse siano veritiere o no.
[1] Dante, Divina Commedia, Paradiso, Canto III, vv. 1-6
Quel sol che pria d’amor mi scaldò ’l petto,
di bella verità m’avea scoverto,
provando e riprovando, il dolce aspetto;
e io, per confessar corretto e certo
me stesso, tanto quanto si convenne
leva’ il capo a proferer più erto;