Aspetti Epistemologici dell’Informatica
Prof.ssa Stefania Bandini
Dott. Gianluca Colombo
Dott. Luca Mizar Federici
Dipartimento di Informatica, Sistemistica e Comunicazione
Università di Milano-Bicocca
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I TEMI DELLA FILOSOFIA DELLA SCIENZA
1
Teoria del metodo scientifico
Verità Progresso
Scienza e Metafisica
Teleologia
3
2
Il problema della Crescita della
conoscenza scientifica
Il problema della Demarcazione
Osservazione
Misura
Verifica
Ipotesi
sperimentale
Deduzione di
conseguenze
osservative
Previsione
Matematizzazione
I protagonisti di questa storia
Karl R. Popper
Nato a Vienna nel 1902, laureato in filosofia, dal ’46 ha insegnato
filosofia della scienza presso la London School of Economics
1934: Logica della scoperta scientifica
1945: La miseria dello storicismo
1963: Congetture e confutazioni
E’ importante distinguere tra il contesto della scoperta e quello della
giustificazione di una teoria scientifica. Non esiste un metodo della scoperta
scientifica, ma è possibile distinguere la scienza dalla pseudo-scienza.
Popper [...] ha sostituito la domanda “come possiamo provare una teoria?” con la domanda
“come possiamo migliorare una teoria?”.
(Radnitzky)
Concetti chiave:
• Critica all’induttivismo
• Congetture e confutazioni: il falsificazionismo
• Il problema della demarcazione (scienza vs. non-scienza)
Thomas S. Kuhn
Statunitense, nato nel 1922, PhD in fisica (Harward) e poi docente
di Storia della Scienza (Harward, Berkeley, Princeton, MIT)
1963: La struttura delle rivoluzioni scientifiche (1970: 2a ed.)
La distinzione tra contesto della scoperta e contesto della
giustificazione è problematica.
L’importanza della storia per compredndere la scienza: “circostanze
effettive in cui la conoscenza viene conquistata accettata ed
assimilata”.
Concetti chiave:
• Comunità scientifiche e paradigmi
• Scienza normale
• Rivoluzioni scientifiche
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Realtà
Teoria Scientifica
Osservazione
Verifica
Ipotesi
sperimentale
Deduzione di
conseguenze
osservative
Modello
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Realtà
Quando una Teoria è scientifica?
LA DEMARCAZIONE
Teoria Scientifica
Osservazione
Verifica
sperimentale
Il METODO SCIENTIFICO
Ipotesi
Deduzione di
conseguenze
osservative
Modello
Se un’ipotesi non viene confermata deve
essere rigettata la Teoria nel suo
complesso?
IL PROGRESSO NELLA SCIENZA
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Realtà
Quando una Teoria è scientifica?
LA DEMARCAZIONE
Teoria Scientifica
Osservazione
Verifica
sperimentale
Il METODO SCIENTIFICO
Ipotesi
Se un’ipotesi non viene confermata deve
essere rigettata la Teoria nel suo
complesso?
IL PROGRESSO NELLA SCIENZA
Deduzione di
conseguenze
osservative
Un modello ha bisogno di un’ipotesi e un’ipotesi
ha bisogno di una teoria.
Modello
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Sulla nozione di Modello
IL MODELLO CLASSICO
Teleologia, la forma della perfezione
In un’accezione larga, i modelli sono spesso usati nella vita quotidiana. Ad
esempio, quando diciamo che una persona o un animale è di un certo tipo
esprimiamo un modello del comportamento che è nella nostra mente e che
consente di prevedere il comportamento di una persona in una certa situazione.
Un altro esempio di modello è un modello verbale, nel quale il comportamento di
un sistema in differenti condizioni è descritto a parole; ad esempio un modello
verbale descrittivo del comportamento elettorale di un sistema democratico è:
se il governo esprime una politica dannosa per i cittadini allora aumentano i voti per
i partiti di opposizione.
Vi sono anche i modelli “materiali”. Esempi sono i modelli in scala
ridotta di un’opera artistica o architettonica, oppure i prototipi che
sono realizzati per effettuare dei test di resistenza meccanica o
aerodinamica.
IL MODELLO FISICO-MATEMATICO
Un modello di un sistema esprime la conoscenza di un fenomeno e
come tale consente di rispondere a domande sul sistema senza la
necessità di compiere un esperimento. Esso costituisce quindi un potente
mezzo di previsione e descrizione del comportamento di un
sistema.
Tipicamente il modello matematico di un sistema consiste in
un’equazione differenziale che stabilisce una relazione tra le
variabili d’ingresso e le variabili d’uscita di un sistema.
La descrizione di un sistema in termini di ingressi ed uscite è detta
descrizione ingresso uscita. Il legame matematico consente di
determinare le uscite a partire dagli ingressi e quindi di studiare la
dinamica o il comportamento di un sistema in un certo ambiente.
Esempio: Modello matematico di un sistema idraulico
Il serbatoio in figura è caratterizzato dalla portata d’ingresso qi e dall’altezza
del battente idrico h che rappresenta la variabile d’uscita. Assumendo un
serbatoio di sezione costante A, il volume di liquido risulta: V=Ah.
qi(t)
h
Per la legge di conservazione della massa (legge di continuità) si ha che
qi 
dV
dh
A
dt
dt
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Realtà
Osservazione
Verifica
sperimentale
Come avviene
questo
passaggio?
Ipotesi
Il METODO SCIENTIFICO
Deduzione di
conseguenze
osservative
Modello
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Teoria del metodo
scientifico
Lo statuto
dell’osservazione
Critica all’induzione
Osservazione
Misura
Verifica
Ipotesi
sperimentale
Deduzione di
conseguenze
osservative
Previsione
Matematizzazione
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Sullo statuto dell’osservazione: il rapporto tra sguardo e teoria
“Venticinque anni or sono, cercai di far capire questo punto ad un
gruppo di studenti di Fisica, a Vienna, incominciando la lezione con
le seguenti istruzioni: ‘Prendete carta e matita; osservate
attentamente e registrate quel che avete osservato!’. Essi chiesero
cosa volessi che osservassero. E’ chiaro che il precetto
“osservate!” è assurdo.” […] L’osservazione è sempre selettiva.”
Karl Popper, 1963
Galileo non aveva alcun saldo sistema di teorie ottiche sulla base
del quale poter interpretare ciò che osservava attraverso il
telescopio, e doveva sopperire a questa mancanza tramite una
gran quantità di speculazioni
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Realtà
Quando una Teoria è scientifica?
LA DEMARCAZIONE
Teoria Scientifica
Osservazione
Verifica
sperimentale
Come avviene
questo
passaggio?
Ipotesi
Se un’ipotesi non viene confermata deve
essere rigettata la Teoria nel suo
complesso?
IL PROGRESSO NELLA SCIENZA
Il METODO SCIENTIFICO
Deduzione di
conseguenze
osservative
Modello
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Realtà
Quando una Teoria è scientifica?
LA DEMARCAZIONE
Teoria Scientifica
Osservazione
Verifica
sperimentale
Come avviene
questo
passaggio?
Ipotesi
Se un’ipotesi non viene confermata deve
essere rigettata la Teoria nel suo
complesso?
IL PROGRESSO NELLA SCIENZA
Il METODO SCIENTIFICO
Deduzione di
conseguenze
osservative
Modello
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Realtà
Quando una Teoria è scientifica?
LA DEMARCAZIONE
Teoria Scientifica
Osservazione
Verifica
INDUZIONE
Ipotesi
sperimentale
Se un’ipotesi non viene confermata deve
essere rigettata la Teoria nel suo
complesso?
IL PROGRESSO NELLA SCIENZA
Il METODO SCIENTIFICO
Deduzione di
conseguenze
osservative
Modello
L’induttivismo
A proposito dell’inferenza induttiva: La critica
L’accettazione del principio di induzione implica la tesi
dell’uniformità della natura
IL PRINCIPIO DI INDUZUIONE
a) Quando una cosa di tipo A si presenta insieme ad una
cosa di tipo B, e non si è mai presentata separatamente da
una cosa del tipo B, quanto più è grande il numero dei casi
in cui A e B si sono presentate assieme, tanto maggiore è la
probabilità che si presenteranno assieme in un nuovo caso
in cui si sa che è presente una delle due
b) In circostanze uguali, un numero sufficiente di casi in cui
due fenomeni si siano presentati assieme farà della
probabilità che si presentino ancora assieme una quasi
certezza; e farà sì che questa probabilità si avvicini
illimitatamente alla certezza
Fonte: D. Gillies, G. Giorello, "La filosofia della scienza nel XX secolo", Laterza, Bari,
1995
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Il principio di induzione: lo statuto della Legge
L’idea di fondo dell’induttivismo è che la scienza parta da
osservazioni, e da queste muova a generalizzazioni (leggi o
teorie) e a predizioni
1) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
2) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
3) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
4) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
n) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
n +1) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
GEN
Tutti i corvi sono neri
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Il principio di induzione: lo statuto della Legge
1) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
2) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
3) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
4) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
n) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
n +1) Questo, che è un corvo, è un corvo nero
GEN
Tutti i corvi sono neri
“Il prossimo corvo
sarà nero?”
Apparentemente
vera
1) Questo, che è un cigno, è un cigno bianco
2) Questo, che è un cigno, è un cigno bianco
3) Questo, che è un cigno, è un cigno bianco
4) Questo, che è un cigno, è un cigno bianco
n) Questo, che è un cigno, è un cigno bianco
n +1) Questo, che è un cigno, è un cigno bianco
GEN
Tutti i cigni sono bianchi
Confutata
Elementi per una Teoria del metodo
scientifico
Il principio di induzione: lo statuto della Legge
Per quante osservazioni si compiano, il principio di induzione non
assicura la certezza della legge universale che da esse può essere
inferita
Una sola osservazione contraria è sufficiente per negare una legge
induttiva: asimmetria tra verificazione e falsificazione
Per Popper, negare valore scientifico al principio di induzione
significa negare che le leggi abbiano genesi dall’osservazione
Il rifiuto del principio di induzione comporta precise scelte in
merito al metodo della scienza