"Causas attractionis nondum potui deducere et hypotheses non fingo"

Con questa celeberrima frase Isaac Newton spiegava (alla fine del '600) che non aveva alcuna intenzione di inserirsi nel dibattito dell'epoca: esiste l'etere, cioè un "mezzo", come l'acqua, dentro il quale "nuotano" i corpi? Infatti appariva bizzarro ai contemporanei di Newton che due corpi potessero attrarsi nel vuoto, senza un "binario" dove far scorrere i corpi stessi. Ebbene, Newton risponde che non si cura delle cause (o ipotesi) che generano l'attrazione, ma di aver proceduto con il seguente metodo.

Metodo sperimentale della fisica.

Al metodo analitico-deduttivo, che consiste nel dedurre leggi matematiche (equazioni) da altre leggi note, ed al metodo per modelli, altrimenti noto come metodo scientifico galileiano, si aggiunge il seguente (metodo sperimentale della fisica).

1. Osservazione del fenomeno ed individuazione delle variabili

2. Esperimento/i in laboratorio e misurazioni

3. Stesura di una tabella con le misurazioni         

4. Individuazione di proporzionalità dirette o inverse fra due o più colonne

5. Legge di proporzionalità tra tutte le colonne coinvolte

Ad esempio, per la "mela di Newton" le variabili sono: spazio (s) e tempo (t). Infatti la massa non varia le misure di spazio e tempo nel vuoto. 

1. Osservazione del fenomeno ed individuazione delle variabili (s e t)

2. Esperimento: caduta dei gravi da una torre molto alta

3. Stesura di una tabella con le misurazioni (di s, t, e poi.. t²) 

   s	t	t2
   0	0	0
   4,9	1	1
   19,6	2	4
   44,1	3	9

4. Proporzionalità diretta fra le colonne s e t² (fra s e t nessuna proporzione)

5. Legge di proporzionalità tra s e t²: s/t² = 4,9 m/sec² = costante

Si osserva che con un metodo tipicamente galileiano si sarebbero previste delle ipotesi che avrebbero potuto non raggiungere il risultato. Esso viene ottenuto, invece, con un metodo completamente “agnostico”, cioè privo di alcun pregiudizio su quelle che saranno le conclusioni dopo gli esperimenti!

Analogamente la famosa legge di gravitazione universale prevede la proporzione tra le due masse e il quadrato della distanza F = G M₁ M₂/ r². E anche in questo caso neppure lo stesso Newton avrebbe potuto supporre precedentemente che la forza sarebbe stata inversamente proporzionale al quadrato della distanza. Egli ha potuto verificare tale affermazione semplicemente osservando la tabella con le misure effettuate dopo gli esperimenti, senza alcun pregiudizio. Da qui la famosa frase in calce.

Non è superfluo ricordare che il metodo scientifico galileiano consiste in:

1. osservazione del fenomeno (ed eventuale individuazione delle variabili)

2. formulazione di ipotesi (modelli che spieghino il fenomeno)

3. esperimento/i in laboratorio (ed eventuali misurazioni) per verificare le ipotesi

4. stesura della legge appena verificata sperimentalmente

Con tale metodo Galileo Galilei (all'inizio del '600) si opponeva alla tradizione aristotelica, per la quale la fisica (dal greco "natura") poteva essere spiegata con il solo ausilio della ragione. Si aveva quindi una fisica "descrittiva" e non sperimentale.

L'esperimento, anche ai tempi di Galileo, veniva considerato in qualche modo "agnostico": troppo slegato dal substrato metafisico che il filosofo (ed il teologo) intendeva fornire.

A tale vaglio della ragione, che appare come il primo segnale di quello che sarà l'Illuminismo, Newton aggiunge, anzi sottrae, persino la formulazione di ipotesi!

Nel breve arco della sua sola esistenza, grazie a Newton, viene descritta quasi tutta la dinamica che noi conosciamo. E ciò avviene perché egli non formula alcuna ipotesi, né noumenica né fenomenica, ma semplicemente compie gli esperimenti e dalle misure che ne derivano osserva quali proporzionalità scaturiscono.

A questo punto ci si può chiedere con Kant: la legge fisica, dovuta ad un metodo sperimentale è un giudizio senz'altro sintetico, ma a priori o a posteriori?
L'universalità della validità di leggi, come la legge di gravitazione universale, farebbero pensare ad un giudizio sintetico a priori, ma il metodo stesso con il quale si raggiunge la formulazione della legge è senz'altro a posteriori dell'esperienza sensibile.

Per la matematica algebrica non esistono dubbi. Lo stesso Kant la cita ad esempio per i giudizi analitici o sintetici a priori (il metodo analitico deduttivo, anche per la fisica prevede un predicato che non aggiunge verità al soggetto, o che comunque ha validità universale).
Per la geometria si può parlare senz'altro di teoremi alla stregua di giudizi sintetici a priori (l'idea di rettangolo, ad esempio, investe l'universale).
Per la fisica e le scienze in generale si potrà parlare di giudizi sintetici a posteriori (di un metodo sperimentale).
Per la statistica, invece, parlare di giudizio è già difficile: è infatti lo studio dell'incerto e non può andare oltre i limiti di una descrizione intuitiva. 
Ricordiamo quanto detto per la logica: l'induzione (statistica e non) non porta a verità "certa", logicamente valida, ma può solo essere supportata da una più o meno grande probabilità di successo. Aristotele credeva che induzione e deduzione aggiungessero verità, ma si sbagliava. L'uomo non sarebbe arrivato dove è ora se non avesse desistito da tale presunzione conoscitiva. Come già visto in logica, infatti, l'ipotesi "contiene" la tesi, anche se a volte non sembra; quindi anche la deduzione (metodo analitico-deduttivo), presente nelle scienze, non porta a reali novità, se non ad una visione più completa e induce ad una maggiore riflessione. E solo le teorie sottoposte al vaglio dell'esperimento portano a nuova conoscenza (Galileo). Anzi, non formulando alcuna ipotesi, ma evidenziando le risultanze degli esperimenti si raggiungono verità che possono anche confutare le teorie già note e considerate ormai "sicure" (Newton).

Isaac Newton (approfondimenti)