La prova scientifica è un mito

Avete sentito parlare delle nostre più grandi teorie scientifiche: la teoria dell’evoluzione, la teoria del Big Bang, la teoria della gravità. Avete anche sentito parlare del concetto di una prova, e le affermazioni che alcuni pezzi di prove dimostrano la validità di queste teorie. Fossili, eredità genetica e DNA dimostrano la teoria dell’evoluzione. L’espansione di Hubble dell’Universo, l’evoluzione di stelle, galassie ed elementi pesanti e l’esistenza dello sfondo cosmico a microonde dimostrano la teoria del Big Bang. E la caduta di oggetti, orologi GPS, moto planetario, e la deflessione della luce delle stelle dimostrano la teoria della gravità.

Tranne che è una bugia completa. Mentre forniscono prove molto forti per quelle teorie, non sono prove. Infatti, quando si tratta di scienza, provare qualcosa è un’impossibilità.

La realtà è un posto complicato. Tutto quello che dobbiamo guidarci, da un punto di vista empirico, sono le quantità che possiamo misurare e osservare. Anche a questo, quelle quantità sono buone solo come gli strumenti e le attrezzature che usiamo per fare quelle osservazioni e misurazioni. Le distanze e le dimensioni sono buone solo come i bastoncini di misurazione a cui hai accesso; le misurazioni della luminosità sono buone solo quanto la tua capacità di contare e quantificare i fotoni; anche il tempo stesso è noto solo così come l’orologio che devi misurare il suo passaggio. Non importa quanto siano buone le nostre misurazioni e osservazioni, c’è un limite a quanto siano buone.

Inoltre non possiamo osservare o misurare tutto. Anche se l’Universo non fosse soggetto alle regole quantistiche fondamentali che lo governano, insieme a tutta la sua intrinseca incertezza, non sarebbe possibile misurare ogni stato di ogni particella in ogni condizione per tutto il tempo. Ad un certo punto, dobbiamo estrapolare. Questo è incredibilmente potente e incredibilmente utile, ma è anche incredibilmente limitante.

Per trovare un modello in grado di prevedere cosa accadrà in una varietà di condizioni, dobbiamo capire alcune cose.

1. Quello che siamo in grado di misurare, e con quale precisione.
2. Ciò che è stato misurato finora, in specifiche condizioni iniziali.
3. Quali leggi detengono per questi fenomeni, cioè quali relazioni osservate esistono tra quantità specifiche.
4. E quali sono i limiti per le cose che attualmente conosciamo.

Se capisci queste cose, hai gli ingredienti giusti per formulare una teoria scientifica: un quadro per spiegare ciò che già sappiamo accade e prevedere cosa accadrà in circostanze nuove e non testate.

Le nostre migliori teorie, come la già citata teoria dell’evoluzione, la teoria del Big Bang e la Relatività Generale di Einstein, coprono tutte queste basi. Hanno un quadro quantitativo sottostante, che ci consente di prevedere cosa accadrà in una varietà di situazioni, e quindi di uscire e testare queste previsioni empiricamente. Finora, queste teorie si sono dimostrate eminentemente valide. Dove le loro previsioni possono essere descritte da espressioni matematiche, possiamo dire non solo cosa dovrebbe accadere, ma da quanto. Per queste teorie in particolare, tra molti altri, le misurazioni e le osservazioni che sono state eseguite per testare queste teorie hanno avuto un grande successo.

Ma per quanto convalidante sia — e potente quanto falsificare le alternative — è completamente impossibile dimostrare nulla nella scienza.

Nella scienza, al suo meglio, il processo è molto simile, ma con un avvertimento: non sai mai quando i tuoi postulati, regole o passi logici cesseranno improvvisamente di descrivere l’Universo. Non sai mai quando le tue ipotesi diventeranno improvvisamente invalide. E non si sa mai se le regole applicate con successo per le situazioni A, B e C si applicheranno con successo per la situazione D.

È un atto di fede presumere che lo farà, e mentre questi sono spesso buoni salti di fede, non puoi dimostrare che questi salti sono sempre validi. Se le leggi della natura cambiano nel tempo, o si comportano in modo diverso in condizioni diverse, o in direzioni o posizioni diverse, o non sono applicabili al sistema con cui hai a che fare, le tue previsioni saranno sbagliate. Ed è per questo che tutto ciò che facciamo nella scienza, non importa quanto bene venga testato, è sempre preliminare.

Anche nella fisica teorica, la più matematica di tutte le scienze, le nostre “prove” non sono su un terreno del tutto solido. Se le ipotesi che facciamo sulla teoria fisica sottostante (o sulla sua struttura matematica) non si applicano più — se usciamo dalla gamma di validità della teoria — “dimostreremo” qualcosa che risulta non essere vero. Se qualcuno ti dice che una teoria scientifica è stata dimostrata, dovresti chiedere cosa intendono con questo. Normalmente, significano “si sono convinti che questa cosa è vera”, o hanno prove schiaccianti che un’idea specifica è valida su un intervallo specifico. Ma nulla nella scienza può mai essere veramente provato. È sempre soggetto a revisione.

Questo non significa che sia impossibile sapere nulla. Al contrario, in molti modi, la conoscenza scientifica è la conoscenza più” reale ” che possiamo ottenere sul mondo. Ma nella scienza, nulla è mai provato oltre l’ombra di un dubbio. Come disse una volta lo stesso Einstein:

Il teorico scientifico non deve essere invidiato. Per la natura, o più precisamente l’esperimento, è un giudice inesorabile e non molto amichevole del suo lavoro. Non dice mai ” Sì ” a una teoria. Nei casi più favorevoli si dice “Forse,” e nella grande maggioranza dei casi semplicemente ” No.”Se un esperimento è d’accordo con una teoria significa per quest’ultima” Forse”, e se non è d’accordo significa ” No.”Probabilmente ogni teoria un giorno sperimenterà il suo” No ” – la maggior parte delle teorie, subito dopo il concepimento.

Quindi non cercare di dimostrare le cose; cerca di convincerti. E sii il tuo critico più duro e il tuo più grande scettico. Ogni teoria scientifica un giorno fallirà, e quando lo farà, ciò annuncerà una nuova era di indagine scientifica e scoperta. E di tutte le teorie scientifiche che abbiamo mai escogitato, le migliori riescono per il tempo più lungo e per i più grandi intervalli possibili. In un certo senso, è meglio di una prova: è la descrizione più corretta del mondo fisico che l’umanità abbia mai immaginato.