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Kuhn e la struttura delle rivoluzioni scientifiche

Abstract

In questo articolo considereremo la filosofia della scienza di Thomas Kuhn nella sua formulazione classica de The Structure of Scientific Revolutions pubblicato dalla Chicago University Press nel 1962. Non essendo io un esperto della filosofia della scienza, consiglio il lettore di approfondire personalmente la filosofia di Thomas Kuhn, presentata qui in modo inevitabilmente sommario.

Thomas-Kuhn

The Structure of Scientific Revolutions è un saggio di filosofia della scienza di Thomas Kuhn, pubblicato nel 1962 ed è ancora oggi considerato uno dei classici, se non il principale testo di riferimento, della stessa disciplina, un “paradigma” anche se in senso filosofico. Si tratta di uno dei testi maggiormente citati nella filosofia della scienza e, in generale, nella filosofia analitica (Bird (2004)).

Il testo, come già si evince dal titolo, analizza l’evoluzione della ricerca scientifica. Inoltre si sarebbe potuto anche intitolare History of Scientific Revolutions perché, di fatto, si tratta di una ricostruzione razionale dell’evoluzione storica della scienza. Infatti la principale caratteristica del testo è la relativa assenza di una filosofia strettamente normativa, privilegiando un approccio descrittivo alla natura e all’evoluzione della scienza. Si tratta, in effetti, di un libro molto vicino alla storia della scienza, come si rintraccia anche esplicitamente al testo. Kuhn stesso rivendica questa preferenza metodologica, tale che è lecito riconsiderare in modo meno stretto e più ampio quello che è ed è stata la scienza che, nel suo divenire, ha richiesto e inglobato anche teorie o fenomeni che vengono poi relegati in una sorta di limbo teorico, espunte da quelli che sono considerati i fondamenti e i veri problemi della scienza:

The more carefully they study, say, Aristotelian dynamics, phlogistic chemistry, or caloric thermodynamics, the more certain they feel that those once current views of nature were, as a whole, neither less scientific nor more the product of human idiosyncrasy than those current today. If these out-of-date beliefs are to be called myths, then myths can be produced by the same sorts of methods and held for the same sorts of reasons that now lead to scientific knowledge. If, on the other hand, they are to be called science, then science has included bodies of belief quite incompatible with the ones we hold today (Kuhn (1962), p. 2).

L’analisi di Kuhn è, comunque, propriamente filosofica perché, nonostante non si ponga il problema di discriminare la vera scienza o la scienza che funziona da quella che non funziona, egli formula i problemi in modo tipicamente filosofico. Prima di tutto si pone il problema della descrizione del funzionamento della scienza e, in secondo luogo, di come questo funzionamento sia condizionato continuamente da problemi di natura diversa, sia concettuale che propriamente sociologici. La filosofia diventa, così, lo strumento attraverso cui comprendere la scienza e chiarirne le varie cesure e passaggi da un momento evolutivo ad un altro.

Sebbene qualcuno potrebbe storcere il naso alla seguente affermazione, sebbene non sia un esperto di Kuhn, ritengo che l’approccio kuhniano sia molto simile a quello del Foucault di Sorvegliare e Punire dove le tesi filosofiche, essendo vicine ai problemi propriamente descrittivi (cioè della ricostruzione razionale di un fenomeno che investe la conoscenza in senso ampio all’interno di una comunità più o meno allargata), esse, dunque, vengono suffragate da fatti tratti dalla storia. Nel caso di The Structure… i fatti considerati sono tratti dalla storia della scienza.

La scienza, prima di tutto, parte da una costellazione di riflessioni, esperienze e metodologie estremamente differenti e quasi incompatibili tra loro. Questa moltitudine di esperimenti, prove empiriche e riflessioni più o meno estemporanee costituisce un insieme disomogeneo di conoscenze sulla natura che, però, non si articolano in un paradigma. Esse, cioè, non consentono ancora la formulazione coerente di una teoria scientifica in senso stretto. Questo è il periodo pre-teorico, durante il quale si assiste ad una grande differenziazione sia degli approcci sia delle metodologie di un certo ambito di studio della natura.

Il periodo pre-teorico, dunque, è caratterizzato da una costante incertezza della comunità scientifica, la quale deve trovare un suo inquadramento prima di tutto in una metodologia condivisa e, in secondo luogo, nella focalizzazione dei problemi principali che una teoria dovrebbe risolvere. Le direttrici di riunione della comunità si giocano sulla formazione di una prassi comune che, da un lato, si sostanzia su una condivisione di metodi teorici a seguito dei quali si formulano dei problemi che, si ritiene, siano più importanti di altri per comprendere quel particolare aspetto della natura. Il problema principale non consiste nella natura dell’oggetto indagato (una specifica sezione della natura) quanto nel principio metodologico che dovrà guidare la comunità scientifica.

Nel periodo pre-teorico gli scienziati hanno il problema di trovare una strada comune sia nel senso teorico che tecnico. Dal punto di vista teorico, essi non dispongono ancora di un terreno comune su cui confrontarsi e su cui accumulare una massa di dati critica su cui poi fondare una teoria coerente di riferimento. Dall’altro lato si dà anche un problema tecnico, che è quello di avere la possibilità di costruire esperimenti che siano comparabili a quelli degli altri scienziati. In questo senso il libro di Kuhn è particolarmente illuminante perché riesce a sottolineare un problema tecnico che, normalmente, passa inosservato ai non addetti ai lavori. Vale a dire che per la scienza la costituzione di tecniche condivise per misurare e effettuare esperimenti è almeno importante quanto avere una teoria di sfondo che non richieda continuamente di essere rifondata. Questo è il ruolo svolto dal paradigma.

Sia fatta una considerazione importante. Il periodo pre-teorico non è pre-scientifico, nella visione di Thomas Kuhn. Infatti non ha neppure senso stabilire che prima dell’istituzione di un paradigma, la costellazione di pThe structureroposte, opinioni, prove ed esperienze differenti non sia scientifica. Questo periodo di accumulo e di parziale incapacità di trovare un punto comune fa parte integrante del processo dell’evoluzione scientifica. Quale che sia il campo di indagine, la scienza deve passare da un momento pre-teorico, pre-paradigma. Solo quando le conoscenze generali di un aspetto della natura consentono, possibilmente ad un uomo nuovo nella scienza, di formulare una teoria generale e coerente (relativamente) allora si arriva alla formulazione di un paradigma.

Il paradigma emerge grazie e nonostante la grande varietà di problemi e di opinioni e di studi nel settore del periodo pre-teorico. E’ interessante il passo in cui Kuhn considera il momento in cui il paradigma incomincia ad affermarsi all’interno della comunità scientifica:

[B]ut must first note briefly how the emergence of a paradigm affects the structure of the group that practices the field. When, in the development of a natural science, an individual or group first produces a synthesis able to attract most of the next generation’s practitioners, the older schools gradually disappear. In part their disappearance is caused by their member’ conversion to the new paradigm. But there are always some men who cling to one or other of the older views, and they are simply read out of the profession, which thereafter ignores their work. The new paradigm implies a new and more rigid definition of the field. Those unwilling or unable to accommodate their work to it must proceed in isolation or attach themselves to some other group (Kuhn (1962).

In altre parole il paradigma inizia ad affermarsi tra coloro che non sono stati legati al complesso di credenze di un precedente paradigma o di un complesso di studi pre-teorici. Questi nuovi arrivati sono disposti a dar credito alla nuova teorica che riesce a fornire una spiegazione convincente ad una serie di fenomeni prima non inquadrati in un’unità teorica. Il risultato è che quando la comunità di giovani o di convertiti arriva ad avere una certa massa critica, il paradigma si solidifica e incomincia a imporre la sua autorità anche a coloro che non sono disposti a dargli credito per ragioni professionali o di convinzioni precedenti. Il risultato è che questi irriducibili vengono emarginati dalla comunità scientifica ormai maggioritaria.

La fissazione del paradigma determina ipso facto la formulazione di una metodologia condivisa e di una serie di tecniche anch’esse diffuse nella comunità scientifica. A seguito di questo si arriva a quella che Kuhn chiama “la scienza normale”, vale a dire quello che accade normalmente negli studi scientifici quando si dispone di una visione comune di ciò che è scientifico e di ciò che non lo è e lo si articola in una metodologia e tecniche condivise:

These three classes of problems – determination of significant fact, matching of facts with theory, and articulation of theory – exhaust, I think, the literature of normal science, both empirical and theoretical. They do not, of course, quite exhaust the entire literature of science. There are also extraordinary problems, and it may well be their resolution that makes the scientific enterprise as a whole so particularly worthwhile. But extraordinary problems are not to be had for the asking. They emerge only on special occasions prepared by the advance of normal research. Inevitably, therefore, the overwhelming majority of the problems undertaken by even the very best scientists usually fall into one of the three categories outlined above. (Kuhn (1962), p. 34).

L’evoluzione scientifica pre-teorica è, come visto, frammentata e frammentaria, per quanto imprescindibile. Ma una volta che un paradigma si afferma, allora subentra un periodo di normalizzazione che si incentra sullo sviluppo estensivo del paradigma stesso. Innanzi tutto, si formulano dei problemi comuni che la collettività deve cercare di risolvere. Essi prendono la forma di complicati rompicapo. I rompicapo già risolti saranno quelli che vengono offerti agli studenti e ai neofiti della disciplina per metterli di fronte a problemi, considerati in precedenza seri, tali da metterli alla prova della logica e delle prove richieste per superare determinate sfide scientifiche. I rompicapo non ancora risolti sono, invece, i problemi su cui gli scienziati si arrovellano e la cui risoluzione determina l’incremento della teoria, giacché essa deve consentire la formulazione, nonché la solvibilità, del problema stesso.

Kuhn insiste molto sulla natura di rompicapo dei problemi scientifici e della loro importanza pratica sia rispetto allo sviluppo del paradigma, sia rispetto alla prassi tecnica evoluta alla bisogna dalla comunità scientifica. Questi problemi, dunque, mettono in luce la natura continuamente problematica della scienza nel senso che essa è costellata da continue discrepanze tra la teoria e l’esperienza, dalla difficoltà stessa di comprendere quali sono i problemi salienti e, poi, di risolverli con i soli strumenti teorici e tecnici offerti dal paradigma. E questo è il punto. Infatti se il paradigma non può risolvere un problema ritenuto importante allora va espansa fino a quando riesce ad accomodare il problema. E’ in questo modo che la scienza normale tende a sviluppare i dettagli delle teorie generali. D’altra parte, se questo tentativo di riduzione del problema al paradigma dovesse fallire, le possibilità sono due. Da un lato si potrebbe ritenere che il problema non sia poi così rilevante da dover mettere in crisi il paradigma, da un altro lato se il problema fosse importante e si unisse con altri allora il paradigma potrebbe essere messo in crisi.

KuhnCycle_BasicCycleIl periodo pre-teorico potrebbe essere considerato come un insieme di punti privi di connessione o, al più, provvisti di collegamenti sporadici. La formulazione di un paradigma consiste nell’inserire la maggioranza di questi punti all’interno di una griglia che consente ulteriori raffinamenti in alcune aree, anche se non in tutte perché non tutti i punti sono problemi importanti per la teoria. In questo senso lo sviluppo della scienza normale consiste nel formare una tela sempre più di dettaglio attorno ad alcuni punti e poi ampliare la tela in modo da inglobarne la maggioranza. E insieme a questo la scienza normale tenta continuamente di avvicinare la griglia fornita dal paradigma all’esperienza rintracciata in laboratori. La sovrapposizione tra teoria ed esperienza è tutt’altro che banale e Kuhn insiste su questo punto più volte.

Il paradigma costituisce, dunque, la base concettuale e di sfondo al lavoro dello scienziato. Inoltre il paradigma è anche la base didattica del neofita. Il neofita conosce il suo futuro modus operandi da un insieme di testi di base (i manuali) che sintetizzano le procedure tecniche e le idee di sfondo delle stesse. L’apprendimento scientifico si fonda e si costituisce in modo sostenuto proprio dai manuali. Infatti nei manuali si opera una sintesi di cosa vada inteso come scientifico e cosa no e di quali siano i problemi di riferimento e gli obiettivi dello stato dell’arte della scienza. La didattica della scienza, dunque, si mostra come un perfetto e stabile gradino da cui partire e che è sempre stato lo stesso. Anche se esso non è altro che il risultato finale di anni di evoluzione e studio in cui problemi e teorie alternative si sono succedute, essa si mostra come una unità perfetta e adamantina al neofita. Kuhn parla esplicitamente di un processo in stile orwelliano alla 1984, laddove i manuali vengono continuamente riscritti in modo che il paradigma di riferimento ultimo sia sufficientemente coerente da consentire ai nuovi studenti di poter apprendere i rudimenti della disciplina con sufficiente fiducia e saldezza da poterli poi indirizzare nei settori specifici della loro ricerca specialistica, la quale è sempre più di dettaglio tanto più si avanza nella scienza normale. L’apprendimento e la formulazione della didattica della scienza è un procedimento indispensabile dell’evoluzione scientifica sia nella teoria che nella prassi, sia perché consente al neofita di arrivare subito al dunque, sia perché egli non deve ogni volta ripartire dalla critica dei fondamenti della sua disciplina quando può concentrarsi sui dettagli.

KPfig1In questo si gioca un’importante differenza tra la scienza e le altre discipline. Anche se Kuhn non lo dice, è un fatto che questo sia possibile solo per una disciplina il cui obiettivo è descrivere la realtà nel massimo del dettaglio possibile. Una realtà soggetto-indipendente almeno rispetto all’oggetto indagato. Infatti si suppone sempre che la realtà sia sufficientemente simile tra noi e lo scienziato precedente tale da non dover mettere in discussione la sua natura. Concentrandosi solo sulla realtà fenomenica, la scienza ha il lusso di poter dare per scontato almeno il fatto che l’obiettivo generale è quello di descrivere ciò che si mostra fuori di noi. Quindi essa non deve ogni volta ripartire dalla definizione dei soggetti, della natura degli oggetti in senso filosofico perché non è questo l’importante. L’importante è descrivere in modo accurato e tale da consentire predizioni ciò che esiste fuori di noi, cioè la natura in questo senso ampio. Per tale ragione, allora, la storia della scienza è poco importante per lo scienziato che si chiude in laboratorio (anche se la storia della scienza penso sia stata importante per i grandi formulatori di paradigmi, almeno in senso relativo della conoscenza dei grandi autori e delle loro teorie scientifiche). Come è poco importante per il neofita. Essa diventa semplicemente la galleria dell’abbandonato, del vintage, di ciò che era scienza ma ora non lo è più. In qualche modo ci si era sbagliati ma non ha importanza, appunto, conservare l’errore perché questo è stato espunto. Anzi, conservarlo potrebbe essere dannoso perché fuorviante.

Quando la tela del paradigma diventa sempre più incapace di scendere e specificare dettagli, quando il paradigma si trova di fronte a punti che non si riescono a collocare, cioè a problemi sempre più urgenti che non trovano una risposta soddisfacente, esso viene messo in crisi. Può anche capitare che si offra una nuova tela, un nuovo paradigma alternativo che, per qualche ragione, sembra più promettente oppure dimostra di esserlo in qualche modo (tipicamente risolve più problemi oppure li risolve più elegantemente dell’altro etc.). Le crisi di un paradigma sono avvertite con un certo sgomento dalla comunità scientifica, la quale si rende conto che ciò che ha costituito le solide basi di soluzione dei comuni problemi, non sono più sufficienti. Il terreno sta franando sotto i piedi. Non è necessario che gli effetti della crisi siano accessibili alla coscienza degli scienziati, cioè non è necessario che gli scienziati avvertano il problema in termini consapevoli, per quanto possa capitare talvolta:

Such explicit recognitions of breakdown are extremely rare, but the effects of crisis do not entirely depend upon its conscious recognition. What can we say these effects are? Only two of them seem to be universal. All crises begin with the blurring of a paradigm and the consequent loosening of the rules for normal research. In this respect research during crisis very much resembles research during the pre-paradigm period, except that in the former the locus of difference is both smaller and more clearly defined. And all crises close in one of three ways. Sometimes normal science ultimately proves able to handle the crisis-provoking problem despite the despair of those who have seen it as the end of an existing paradigm. On other occasions the problem resists even apparently radical new approaches. Then scientists may conclude that no solution will be forthcoming in the present state of their field. The problem is labelled and set aside for a future generation with more developed tools. Or, finally, the case that will most concern us here, a crises may end with the emergence of a new candidate for paradigm and with the ensuing battle over its acceptance (Kuhn (1962), p. 84).

Per descrivere l’evoluzione della scienza normale nel suo stadio successivo, cioè del periodo di crisi, Kuhn usa l’immagine della rivoluzione politica. La crisi di un paradigma sembra molto simile a quella di una crisi politica nella misura si gioca su due piani sovrapposti. Da un lato la crisi è avvertita in termini di variazioni ideologiche, di riversamenti e cordate dovute a più ragioni concomitanti. Da un altro lato, la crisi determina la necessità di azione, di cambiare qualcosa e di riformulare vecchi problemi in modo nuovo e alternativo. Questa metafora non è nostra ma dello stesso Kuhn:

Political revolutions are inaugurated by a growing sense, often restricted to a segment of the political community, that existing institutions have ceased adequately to meet the problems posed by an environment that they have in part created. In much the same way, scientific revolutions are inaugurated by a growing sense, again often restricted to a narrow subdivision of the scientific community, that an existing paradigm has ceased to function adequately in the exploration of an aspect of nature to which that paradigm itself had previously led the way. In both political and scientific development the sense of malfunction that can lead to crises is prerequisites to revolution. Furthermore, though it admittedly strains the metaphor, that parallelism holds not only for the major paradigm changes, like those attributable to Copernicus and Lavoisier, but also for the far smaller ones associated with the assimilation of a new sort of phenomenon, like oxygen or X-rays (Khun (1962), p. 92).

L’obiettivo del nuovo paradigma è quello di sostituirsi al precedente. Prima di tutto, dunque, deve spiegare tutto ciò che può essere spiegato dal precedente, alternativamente non avrebbe senso. In secondo luogo deve consentire analisi di maggiore dettaglio della concorrente. In fine, il nuovo paradigma deve riuscire laddove il precedente paradigma aveva fallito, cioè i fenomeni che non si riuscivano in alcun modo ad accordare alla precedente teoria scientifica:

There are, in principle, only three types of phenomena about which a new theory might be developed. The first consists of phenomena already well explained by existing paradigms, and these seldom provide either motive or point of departure for theory construction. When they do (…), the theories that result are seldom accepted, because nature provides no ground for discrimination. A second class of phenomena consists of those whose nature is indicated by existing paradigms but whose details can be understood only through further theory articulation. These are the phenomena to which scientists direct their research much of the time, but that research aims at the articulation of existing paradigms rather than at the invention of new ones. Only when these attempts at articulation fail do scientists encounter the third type of phenomena, the recognized anomalies whose characteristic feature is their stubborn refusal to be assimilated to existing paradigms. This type alone gives rise to new theories. Paradigms provide all phenomena except anomalies with a theory-determined place in the scientist’s field of vision (Kuhn (1962)).

Nel periodo di crisi non è necessario che si dia solo una teoria nuova, ma anche più di una. Ed è a questo punto che il problema di quale teoria si afferma è particolarmente gravoso perché determina una spaccatura nella comunità scientifica. Kuhn esplicitamente sostiene che in questo stadio la predilezione per un certo paradigma su un altro è sostanzialmente giocata su fattori extra-scientifici, cioè non dipende tanto dalle dimostrazioni o dalle prove che gli scienziati portano. Infatti prove e dimostrazioni sono già legate all’adozione perlomeno implicita di un paradigma di sfondo da cui tali prove e dimostrazioni dipendono. La prova diventa così intrinsecamente circolare e, di fatto, non così importante se non per il fattore psicologico che la prova è di per sé motivante per chi la formula e, di fatto, diventa così un sistema di conferma per l’appetibilità della teoria per chi già ne era persuaso ma, magari, dubbioso di fronte all’alternativa. Per questo si tratta di una sorta di battaglia tra fazioni in cui il trionfo è legato all’adozione di una certa teoria piuttosto che un’altra. Se le ragioni non sono propriamente scientifiche, allora esse sono vincolate a fattori esterni, come l’elemento dell’eleganza o dell’estetica della teoria in questione.

Una volta che questo scontro è terminato, ecco che finalmente la comunità scientifica finalmente ritorna alla scienza normale, riprendendo, così il suo corso esplorativo in lungo e in largo nelle viscere della natura. Va osservato un punto che, a posteriori, fu considerato particolarmente spinoso. Kuhn spiega che il paradigma precedente, inglobato nel nuovo, di fatto non realmente modellizzato perfettamente nel nuovo perché i termini del vecchio paradigma hanno un significato fissato dai principi della teoria che, però, ora sono stati cambiati. Quindi il significato di termini come “forza” piuttosto che “lavoro” ed “energia” hanno un certo significato nella teoria dinamica di Newton ma ne hanno un altro in quella della relatività. Si conserva la parola, la quale si può anche riferire talvolta a ciò a cui si riferiva nella precedente teoria, ma cambia il riferimento. Quindi il risultato è che, in realtà, le teorie paradigmatiche non si inglobano realmente ma semplicemente vengono riviste e, poi, sostituite con altre che mantengono gli stessi termini ma cambiano i riferimenti.

In questa presentazione sommaria non siamo scesi nei dettagli dei vari punti. Qui ci preme mostrare l’idea di Kuhn, che si fonda sul riconoscimento del fatto che la scienza si evolve fondamentalmente in tre fasi: fase pre-teorica, fase normale, fase di crisi. Le tre fasi si susseguono. L’andamento dell’evoluzione scientifica non è, dunque, mai lineare in senso stretto e in senso ampio. In senso stretto perché l’evoluzione dipende dalla fase in cui si è in quel momento: durante la fase normale si ha una serie di direzioni in cui i ricercatori si spingono nell’indagine ma non in altre. Stesso discorso, anche se diverso, vale per il periodo di crisi perché si vedono alternative e potenziali teorie concomitanti in scontro reciproco, per tanto l’evoluzione in questo senso è solo la determinazione di quale delle teorie prenderà il posto del paradigma precedente. In senso ampio, invece, l’evoluzione non segue una retta perché continuamente la comunità scientifica si sfalda e si riunisce continuamente attorno a un paradigma e a una serie di problemi. In altre parole, l’evoluzione vista dall’alto è una continua aggregazione-disgregazione di idee e tecniche condivise dalla comunità scientifica.

Mi sento di consigliare la lettura del libro in inglese per almeno due ragioni. In primo luogo esso è scritto in modo godibile, chiaro e conciso. Kuhn fornisce un’immagine di cosa sia la scienza nella prassi storica e nella Kuhn41sua logica, a prescindere dal fatto che essa sia così. In altre parole Kuhn riesce ad evidenziare qualcosa di radicato nell’evoluzione scientifica, a prescindere dai dettagli. E questo, appunto, è il merito della filosofia della scienza di Thomas Kuhn. In secondo e ultimo luogo si tratta di un classico della filosofia della scienza, tale per cui, se possibile, vale la pena di leggerlo in lingua originale.


Bibliografia

Kuhn T., (1962), The Structure of Scientific Revolutions, University of Chicago Press, Chicago.

Bird A., “Thomas Kuhn”, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2013 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL = <http://plato.stanford.edu/archives/fall2013/entries/thomas-kuhn/>.

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