Quando un esperimento non basta: il regresso dello sperimentatore

Un risultato sperimentale da solo è sufficiente per dare credibilità ad a un asserto scientifico?

Sì, secondo l’epistemologia classica. La conoscenza prodotta in un laboratorio è “la realtà” perché gli scienziati, seguendo il metodo scientifico, riescono a cogliere la rappresentazione esatta del mondo. Ma chiunque abbia messo piede in un laboratorio di biologia, fisica, chimica ecc. si accorge che questa è una rappresentazione idealistica e normativa della scienza ideologica. Basti pensare a quante volte all’interno di un gruppo di ricerca gli scienziati discutono davanti a un esperimento, prodotto da loro o da altri laboratori, o si confrontano di fronte a un risultato sperimentale che non è in linea con quanto si aspettavano.

Dunque, cosa succede nel momento in cui risultati di un esperimento sono in disaccordo con una teoria già consolidata?

Secondo il sociologo della scienza Harry Collins, un risultato sperimentale non è sufficiente per dare credibilità a un asserto scientifico. Nel suo libro Changing Order (1985) ha analizzato una controversia scientifica avvenuta verso la fine degli anni ’60 e inizi degli anni ‘70 sulla rilevazione delle onde gravitazionali.

Collins osserva come nel 1969 il fisico Joseph Weber affermò di essere riuscito a rilevare grandi quantità di radiazioni gravitazionali. Progettò personalmente il suo rilevatore, costituito da una grossa barra in lega di alluminio sulla quale poteva misurare le deformazioni e le vibrazioni provocate dalle onde attraverso dei rilevatori. Molti scienziati non credettero alle affermazioni di Weber, perché in quel periodo la maggior parte della comunità scientifica era d’accordo nel sostenere che i corpi massivi in movimento producessero onde gravitazionali ma con intensità molto deboli, dunque difficilmente rilevabili. Non solo. Lo strumento progettato da Weber presentava alcune criticità. Un primo aspetto critico era che rilevatori registravano delle vibrazioni e non le onde gravitazionali; dunque, non erano in grado di distinguere fra vibrazioni causate da radiazioni gravitazionali e vibrazioni causate da altre forze o fonti di disturbo. Nel 1969 Weber affermò di aver rilevato sette picchi al giorno non generati da fonti esterne di rumore. Queste affermazioni furono accolte con scetticismo dalla comunità scientifica perché si trattava di una quantità troppo alta di radiazioni rispetto alle teorie cosmologiche dell’epoca. Nonostante ciò, Weber riuscì comunque a convincere altri scienziati a prendere seriamente in considerazione i suoi risultati, anche se non ufficialmente accreditati. Dunque, non basta semplicemente riportare i risultati di un esperimento per trasformarne l’esito in un fatto scientifico consolidato in grado di “uscire dai confini” del laboratorio che lo ha prodotto. Infatti, nel 1972 altri laboratori avevano costruito altre barre in lega di alluminio per captare le radiazioni gravitazionali: in questo momento inizia quello che Harry Collins chiama regresso dello sperimentatore, ovvero un ciclo di interdipendenza tra teoria ed evidenza.

Lo scienziato che proverà a replicare l’esperimento di Weber dovrà alla fine confrontarsi con una serie di iscrizioni grafiche su carta prodotte da un registratore. Il problema sarà capire se fra quelle iscrizioni ci sono dei massimi che rappresentano impulsi di onde gravitazionali, oppure semplicemente segni prodotti dal rumore. La posizione maggioritaria della comunità scientifica dell’epoca riteneva che quei picchi non fossero causati da onde gravitazionali, e per accettare questa tesi bisognava replicare l’esperimento di Weber.

Se però le repliche dell’esperimento avessero dato un risultato negativo, sarebbe stato giusto pubblicare i risultati sperimentali e affermare che non c’erano grandi flussi di gravità da trovare? E di conseguenza dichiarare errate le affermazioni di Weber?

La risposta non è semplice, perché il risultato negativo di un esperimento potrebbe essere dovuto anche a ragioni diverse (per così dire “esterne”) da quelle relative al contenuto dell’asserto scientifico stesso, che l’esperimento vorrebbe provare. Ad esempio, l’amplificatore utilizzato nella replica dell’esperimento potrebbe essere diverso, o meno potente, rispetto a quello utilizzato da Weber. Infatti Weber sosteneva che i suoi rivali non avessero preparato l’esperimento nel modo più appropriato per lo studio di un fenomeno così sfuggente. Anzi, la mancanza di risultati poteva essere dovuta all’imperizia dei rivali di Weber, che non potevano certo vantare la sua esperienza nella progettazione di strumenti così sofisticati

In questo caso le onde gravitazionali esisterebbero realmente ma lo strumento usato in quel particolare esperimento potrebbe non essere in grado di rilevarle e lo scienziato, nel registrare la non esistenza dei flussi gravitazionali, mostrerebbe la propria incompetenza a livello tecnico-sperimentale.

Dunque, se non si conosce il risultato, il corretto svolgimento dell’esperimento non può essere valutato facendo riferimento soltanto al risultato sperimentale perché non c’è un consenso su cosa sia considerato un “risultato corretto” o sull’esistenza di un fenomeno. Per cui la domanda da porsi diventa “qual è il risultato corretto?”.
Afferma Collins:

« 

La conoscenza del risultato corretto non può fornire la risposta. Il risultato corretto è la rivelazione delle onde gravitazionali o la non rivelazione delle onde gravitazionali? Dal momento che l’esistenza delle onde gravitazionali è il punto in questione, è impossibile conoscere la risposta all’inizio. Quindi, quale sia il risultato corretto dipende dal fatto che ci siano o no onde gravitazionali che colpiscono la Terra attraverso flussi rivelabili. Per scoprirlo, dobbiamo costruire un buon rivelatore di onde gravitazionali e guardare. Ma non sappiamo se abbiamo costruito un valido rivelatore fino a che non lo abbiamo messo alla prova e ottenuto il risultato corretto. Ma non sappiamo quale sia il risultato corretto fino a che… e così via, ad infinitum (Collins e Pinch, 1995, Il Golem. Tutto quello che dovremmo sapere sulla scienza, p. 132).

»

L’attività sperimentale può essere valutata facendo riferimento al risultato soltanto se si riesce ad interrompere questa spirale. Nella maggior parte dell’attività scientifica (che Kuhn chiamerebbe “scienza normale”) questa catena circolare viene interrotta perché sono già noti i limiti entro cui un esperimento si può considerare “corretto”. Invece, nelle controversie in cui il regresso dello sperimentatore non può essere evitato, gli scienziati ricorrono ad altri criteri per valutare la qualità di un esperimento, che sono indipendenti dal risultato stesso dell’esperimento. Collins, intervistando gran parte degli scienziati coinvolti nell’attività di ricerca sulle onde gravitazionali, ha messo in luce gli elementi che entrano in gioco per valutare gli esperimenti e i risultati sperimentali degli altri scienziati:

1- fiducia nelle capacità sperimentali e nell’onestà dello scienziato, basata su una precedente collaborazione di lavoro;
2- la personalità e la capacità intellettiva degli sperimentatori;
3- la fama dello scienziato ottenuta attraverso la gestione di un grande laboratorio;
4- l’aver o meno lavorato nel settore dell’industria o in un ambiente universitario;
5- il curriculum di uno scienziato, in relazione ai suoi eventuali precedenti fallimenti;
6- «Informazione confidenziale», cioè riservata e non destinata ad essere divulgata all’intera comunità scientifica;
7- lo stile dello scienziato e la sua capacità di presentare i risultati;
8- l’«approccio psicologico» dello scienziato all’esperimento;
9- l’importanza e il prestigio dell’università d’origine dello scienziato e di quella dove lavora;
10- il grado di integrazione dello scienziato in svariate reti di collaborazione scientifica;
11- la nazionalità dello scienziato.

Dunque, quando i risultati di un esperimento sono in disaccordo con una teoria consolidata, la pratica scientifica non segue mai soltanto criteri metodologici nel decidere se a essere sbagliato sia l’esperimento o la teoria. Ma anche criteri sociologici, come quelli appena elencati. Dunque, fare scienza richiede sia un’abilità retorica che tecnica (Collins 1995). ). Al termine di una controversia vengono definiti quali sono gli “esperimenti validi” – ad esempio gli esperimenti che rilevano le onde gravitazionali o quelli che non le rilevano – stabilendo così la competenza di alcuni scienziati a discapito di altri. In altre parole,

« 

Riuscire (…) a definire che cos’è un buon rivelatore di onde gravitazionali, e determinare se le onde gravitazionali esistono, sono lo stesso processo. Gli aspetti sociali e scientifici di questo processo sono inscindibili. È questo il modo in cui viene risolto il problema del regresso dello sperimentatore (ivi, p. 136).

» 

In conclusione, il concetto di regresso dello sperimentatore ha il merito di aver messo in luce come la veridicità di un asserto scientifico dipenda anche da “meccanismi di risoluzione” (ivi, p. 143)(in grado di chiudere una controversia) che generalmente non vengono considerati come costitutivi dell’attività scientifica, perché non fanno parte di argomentazioni di natura tecnica, ma elementi sociali. Tuttavia, senza questi la scienza non potrebbe esistere.

Come andò a finire la controversia sulle onde gravitazionali?
In questo modo: Joseph Weber e le onde gravitazionali – Vittime illustri di modi ideologici di fare scienza.