Logica e Filosofia della Scienza 2011/12

1. Logica e Filosofia della Scienza 2011/12 Prof. Federico Laudisa Dott. Edoardo Datteri edoardo.datteri@unimib.it

2. Il problema della spiegazione scientifica Logica e filosofia della scienza 2011/12 Cap. 3 del manuale “La natura e i suoi modelli”

3. Il problema filosofico della spiegazione scientifica • Quali caratteristiche deve possedere una buona spiegazione scientifica? • Risposte “ingenue”: • Una buona spiegazione scientifica “dice” cose vere sull’oggetto di studio • Una buona spiegazione scientifica è quella espressa da un esperto in materia

4. Esempio • “Perché il mio calcolatore portatile si è spento?” • Spiegazione: • Ogniqualvolta il carico elettrico supera i 3500W, l’interruttore magnetotermico installato nell’appartamento si attiva; • Ogniqualvolta l’interruttore magnetotermico si attiva, esso interrompe il flusso di corrente elettrica nell’appartamento; • Nell’appartamento sono accesi contemporaneamente il forno elettrico, la lavatrice e la lavastoviglie, per un carico complessivo che supera i 3500W; • Il calcolatore portatile è direttamente collegato alla rete elettrica dell’appartamento; • Il calcolatore portatile non ha una batteria; • Se il calcolatore portatile non ha batteria, è collegato alla rete elettrica dell’appartamento, e il flusso di corrente dell’appartamento si interrompe, il calcolatore portatile si spegne.

5. Esempio • “Perché il mio calcolatore portatile si è spento?” • Spiegazione: • Ogniqualvolta il carico elettrico supera i 3500W, l’interruttore magnetotermico installato nell’appartamento si attiva; • Ogniqualvolta l’interruttore magnetotermico si attiva, esso interrompe il flusso di corrente elettrica nell’appartamento; • Nell’appartamento sono accesi contemporaneamente il forno elettrico, la lavatrice e la lavastoviglie, per un carico complessivo che supera i 3500W; • Il calcolatore portatile è direttamente collegato alla rete elettrica dell’appartamento; • Il calcolatore portatile non ha una batteria; • Se il calcolatore portatile non ha batteria, è collegato alla rete elettrica dell’appartamento, e il flusso di corrente dell’appartamento si interrompe, il calcolatore portatile si spegne.

6. - Fase 1 - Capire che il problema della spiegazione è un problema non banale

7. Un esempio • Perché i camaleonti cambiano colore?

8. Risposta n.1 • Il cambiamento cromatico è un particolare tipo di risposta adattativa alla presenza di un predatore che, essendo difficile da quantificare, è stato studiato relativamente poco. Esso può tuttavia costituire un meccanismo di difesa particolarmente efficace – soprattutto per organismi dotati di ristrette capacità di locomozione – perché permette all’animale di modificare rapidamente il proprio aspetto in risposta al cambiamento delle condizioni ambientali. (Stuart-Foxet al. 2006, p. 437)

9. Risposta n. 2 • Il cambiamento di colore dei vertebrati poichilotermi è dovuto alla risposta dei cromatofori, localizzati nella pelle dell’animale, a stimoli nervosi o endocrini (o a stimoli di entrambi i tipi). (Taylor e Hadley 1970, p. 282)

10. (risposta 2: continua) • vi sono principalmente due differenti tipi di cambiamento di colore, che contribuiscono in modo diverso al mimetismo dell’animale: (i) mutazioni di colore morfologiche, legate al cambiamento nel numero e nella qualità delle celle che contengono pigmenti (cromatofori) nel derma dell’animale, che generalmente avvengono a scale temporali di qualche giorno o qualche mese, e (ii) mutazioni di colore fisiologiche, molto più rapide (da qualche millisecondo a qualche ora), dovute al movimento (dispersione o concentrazione) di granuli di pigmento all’interno dei cromatofori. […] I cambiamenti di colore fisiologici sono generalmente controllati da meccanismi neuromuscolari … o neuroendocrini, generando risposte rapide ai cambiamenti che hanno luogo entro il campo visivo dell’animale (Stuart-Fox e Moussalli 2009, p. 463).

11. Quale differenza tra 1 e 2? • “per difendersi” • “perché certi meccanismi neuromuscolari o neuroendocrini hanno variato la concentrazione dei pigmenti nei cromatofori”

12. Quale differenza tra 1 e 2? • “per difendersi”: SPIEGAZIONE TELEOLOGICA • “perché certi meccanismi neuromuscolari o neuroendocrini hanno variato la concentrazione dei pigmenti nei cromatofori”: SPIEGAZIONE MECCANICISTICA

14. Due tipi di spiegazione • TELEOLOGICA: “spiegare perché R ha luogo” (dove R sta per una qualsiasi regolarità) significa mettere in evidenza il fine che l’esibizione di R contribuisce a raggiungere. • MECCANICISTICA: “spiegare perché R ha luogo” significa illustrare il meccanismo responsabile della manifestazione di R

15. Riassunto intermedio • La domanda è la stessa: “perché i camaleonti cambiano colore?” • Due tipi di risposta, strutturalmente differenti tra di loro • Quale di essi esprime una buona spiegazione del mutamento cromatico dei camaleonti? • Quali caratteristiche deve possedere una buona spiegazione scientifica?

16. Un altro tipo di spiegazione • Perché il camaleonte nano Bradypodion taeniabronchum assume una colorazione più simile allo sfondo quando un uccello si trova nelle vicinanze rispetto al caso in cui il predatore sia un serpente?

17. Risposta n. 3 • C’è una gran quantità di predatori volatili [nell’habitat dei camaleonti Bradypodion taeniabronchum], e ciò impone una maggior pressione selettiva rispetto alla capacità di mimetizzarsi. Per questo i camaleonti sono capaci di assumere colorazioni più simili allo sfondo in presenza di uccelli, nonostante non vi siano particolari differenze nelle risposte comportamentali ad altri tipi di predatori. (Stuart-Fox et al. 2008, p. 327)

18. Un altro tipo di spiegazione • Perché il camaleonte nano Bradypodion taeniabronchum assume una colorazione più simile allo sfondo quando un uccello si trova nelle vicinanze rispetto al caso in cui il predatore sia un serpente? • due modi di interpretare la domanda “perché”!

19. Perché il camaleonte nano Bradypodiontaeniabronchum assume una colorazione più simile allo sfondo quando un uccello si trova nelle vicinanze rispetto al caso in cui il predatore sia un serpente? • Spiegare la manifestazione di una certa capacità (cambiare colore, con un grado minore o maggiore di cromatismo, alla presenza di un predatore). • Spiegare il possesso dell’apparato che mette in grado i camaleonti di manifestare quella capacità  DOMANDA DI TIPO EVOLUZIONISTICO

20. Risposte a domande di tipo evoluzionistico: • Evoluzionistico-finalistico: rif. al fatto che l’evoluzione della specie è stata “orientata” verso il miglior adattamento al proprio ambiente • Evoluzionistico-meccanicistico: rif. al meccanismo che, in virtù di certe caratteristiche degli individui e dell’ambiente, ha prodotto individui “fatti in quel modo”

21. Riepilogo: “perché i camaleonti cambiano colore?” • Più interpretazioni della stessa richiesta di spiegazione: • … come domanda sulla manifestazione di una capacità • … come domanda sul possesso di una capacità • Per ogni interpretazione, più stili di risposta • Risposta di tipo finalistico • Risposta di tipo meccanicistico

22. Il problema filosofico della spiegazione scientifica • Quali caratteristiche deve possedere una buona spiegazione scientifica? • Più interpretazioni di una stessa richiesta di spiegazione, più tipi strutturalmente diversi di risposta: il problema di identificare le caratteristiche di una buona spiegazione non è banale!

23. - Fase 2 - Capire che il problema della spiegazione è un problema abbastanza importante

24. Perché il problema della spiegazione è importante? • Per la nostra pura soddisfazione intellettuale: vogliamo riuscire a capire cos’è che rende una spiegazione soddisfacente o meno • Perché talvolta siamo chiamati a decidere su questioni scientifiche (nucleare; eutanasia; aborto), e pretendiamo di ricevere buone spiegazioni dei fenomeni coinvolti • Quando andiamo da un medico pretendiamo di ricevere buone spiegazioni dei nostri problemi di salute, in modo da riuscire a capire cosa possiamo fare per risolverli

25. Perché il problema della spiegazione è importante? • … e ancora, per rispondere a domande di vario tipo relative a noi stessi e a ciò di cui ci occupiamo • Le scienze della comunicazione forniscono buone spiegazioni dei processi comunicativi? • È uno psicologo o uno psichiatra la persona più adatta per spiegare i miei disturbi di ansia? • Una certa dottrina religiosa può fornire buone spiegazioni del mondo naturale? (esempio: spiegazioni creazioniste del fatto che i camaleonti possono cambiare colore) • …

26. - Fase 3 - Affrontare il problema filosofico della spiegazione scientifica

27. Un problema di chiarimento concettuale idea intuitiva su “cosa sia” una buona spiegazione scientifica • Insieme di caratteristiche necessarie (e/o sufficienti) perché una certa spiegazione sia soddisfacente • … • … • …

28. Condizioni necessarie e sufficienti • Prendere un voto maggiore di 23 a un esame è condizione {necessaria, sufficiente, necessaria e sufficiente} per passare l’esame? • sufficiente ma non necessaria: • Tutti quelli che prendono un voto maggiore di 23 passano l’esame • Ma non è vero che tutti quelli che hanno passato l’esame hanno preso un voto maggiore di 23

29. Condizioni necessarie e sufficienti • Essere iscritto all’università è condizione {necessaria, sufficiente, necessaria e sufficiente} per passare l’esame? • necessaria ma non sufficiente: • Tutti quelli che passano l’esame sono iscritti all’università • Ma non è vero che tutti quelli che sono iscritti all’università passano l’esame.

30. Condizioni necessarie e sufficienti • A è condizione sufficiente per B: • Tutte le volte che è vero A è vero anche B • A è condizione necessaria B: • Tutte le volte che è vero B è vero anche A • A è condizione necessaria e sufficiente per B: • Tutte le volte che è vero A è vero anche B • Tutte le volte che è vero B è vero anche A

31. Due problemi di chiarimento concettuale • SNS: E è una buona spiegazione se e solo se X • SN: E è una buona spiegazione solo se X 1: X esprime condizioni necessariee sufficienti 2: X esprime condizioni necessarie

32. Una questione di gergo: explanans ed explanandum • explanandum: enunciato che esprime ciò che si vuole spiegare • explanans: enunciato che esprime la spiegazione “perché certi meccanismi neuromuscolari o neuroendocrini hanno variato la concentrazione dei pigmenti nei cromatofori” explanans explanandum “I camaleonti cambiano colore”

33. Altro modo di porre il problema della spiegazione • Quali caratteristiche deve possedere l’explanans, e • quale relazione deve sussistere tra explanans ed explanandum perché si possa parlare di una buona spiegazione? “perché certi meccanismi neuromuscolari o neuroendocrini hanno variato la concentrazione dei pigmenti nei cromatofori” “I camaleonti cambiano colore”

34. Spiegazione causale • L’explanans cita le cause del fenomeno descritto nell’explanandum “perché certi meccanismi neuromuscolari o neuroendocrini hanno variato la concentrazione dei pigmenti nei cromatofori” “I camaleonti cambiano colore” SN1: E è una buona spiegazione solo se l’explanans esprime le cause del fenomeno descritto nell’explanandum.

35. Spiegazione causale alla prova • Le spiegazioni teleologiche sono causali (dunque, buone spiegazioni)? • Le spiegazioni meccanicistiche sono causali (dunque, buone spiegazioni)?

36. Problemi • Per sostenere che le buone spiegazioni individuano le cause dell’explanandum dobbiamo avere un’idea relativamente chiara di cosa significhi ‘relazione causale’, e di cosa distingua le relazioni causali da relazioni regolari tra eventi che non sono causali • Lezioni successive sulla nozione di causalità

37. Spiegazioni causali nelle scienze umane • In varie aree della psicologia e della pedagogia si tenta di spiegare il possesso di certe capacità o deficit mentali sulla base di • Lesioni cerebrali rivelate tramite studi di neuro-immagine • “storia” dello sviluppo della persona, contesto sociale, ecc. • In che senso questi fattori possono essere considerati causa dei tratti mentali dell’individuo? problema della causazione corpo-mente (e mente-corpo)

38. Un’altra proposta: il modello nomologico-deduttivo (1948) • Ruolo centrale della nozione di ‘legge’ • (Tentativo di by-passare il riferimento alla causalità)

39. Spiegazione nomologico-deduttiva (ND) Ideale regolativo di spiegazione ND: l’explanans spiega l’explanandum perché mostra che quest’ultimo sarebbe dovuto accadere, nel caso si fosse verificato l’explanans “perché certi meccanismi neuromuscolari o neuroendocrini hanno variato la concentrazione dei pigmenti nei cromatofori” “I camaleonti cambiano colore” SN2: E è una buona spiegazione solo se l’explanans, se preso in considerazione a tempo debito, avesse permesso di prevedere il fenomeno descritto nell’explanandum.

40. Esempio • Explanandum: Questo calcolatore portatile si è spento. • Explanans: • Ogniqualvolta il carico elettrico supera i 3500W, l’interruttore magnetotermico installato nell’appartamento si attiva; • Ogniqualvolta l’interruttore magnetotermico si attiva, esso interrompe il flusso di corrente elettrica nell’appartamento; • Nell’appartamento sono accesi contemporaneamente il forno elettrico, la lavatrice e la lavastoviglie, per un carico complessivo che supera i 3500W; • Il calcolatore portatile è direttamente collegato alla rete elettrica dell’appartamento; • Il calcolatore portatile non ha una batteria; • Se il calcolatore portatile non ha batteria, è collegato alla rete elettrica dell’appartamento, e il flusso di corrente dell’appartamento si interrompe, il calcolatore portatile si spegne.

41. Esempio • Explanandum: Questo calcolatore portatile si è spento. • Explanans: • Ogniqualvolta il carico elettrico supera i 3500W, l’interruttore magnetotermico installato nell’appartamento si attiva; • Ogniqualvolta l’interruttore magnetotermico si attiva, esso interrompe il flusso di corrente elettrica nell’appartamento; • Nell’appartamento sono accesi contemporaneamente il forno elettrico, la lavatrice e la lavastoviglie, per un carico complessivo che supera i 3500W; • Il calcolatore portatile è direttamente collegato alla rete elettrica dell’appartamento; • Il calcolatore portatile non ha una batteria; • Se il calcolatore portatile non ha batteria, è collegato alla rete elettrica dell’appartamento, e il flusso di corrente dell’appartamento si interrompe, il calcolatore portatile si spegne.

42. Spiegazione e previsione • Semplici esempi sembrano rafforzare la tesi SN2: la prevedibilità dell’explanandum sulla base dell’explanans è un requisito necessario delle buone spiegazioni • Cosa potrebbe screditare SN2? • Un esempio di spiegazione intuitivamente soddisfacente che non soddisfa il requisito della prevedibilità!

43. - Fase 4 - Precisiamo ulteriormente SN2: il modello ND

44. Da un’idea generale a un modello di spiegazione • Ideale generale: un buon explanans mostra che l’explanandum sarebbe dovuto accadere, nel caso l’explanans si fosse verificato • Vincoli precisi • Sulle caratteristiche dell’explanans • Sulla relazione tra explanans ed explanandum

45. Il modello ND 2) l’explanans deve contenere almeno una legge 3) l’explanans deve essere controllabile empiricamente C1, …, Cn Condizioni iniziali L1, …, Ln Leggi generali E Explanandum 4) l’explanans deve essere vero 1) l’explanandum deve essere derivabile logicamente dall’explanans

46. Il modello ND • R1.L’explanandum deve essere derivabile logicamente dall’explanans. • R2.L’explanans deve contenere almeno una legge di carattere generale. • R3.L’explanans deve essere controllabile empiricamente. • R4.L’explanans deve essere vero. SN3: E è una buona spiegazione solo se E soddisfa i criteri R1, R2, R3 e R4 del modello ND. SS3: E è una buona spiegazione se E soddisfa i criteri R1, R2, R3 e R4 del modello ND.

47. Requisito R1 • Nozione di “derivabilità logica”: l’explanandum può essere ottenuto a partire dall’explanans attraverso l’applicazione di regole di inferenza corrette

48. Requisito R2 • R2.L’explanans deve contenere almeno una legge di carattere generale. • Cos’è una legge?  prossime lezioni, capitolo 4 del manuale • Tutte le sfere d’oro hanno un diametro minore di 10 km • Tutte le sfere d’uranio hanno un diametro minore di 10 km

49. Requisito R3 • R3.L’explanans deve essere controllabile empiricamente. • Come decidere se un certo insieme di enunciati è controllabile empiricamente? • “Il calcolatore portatile non ha una batteria” è controllabile sperimentalmente? • “La stella Deneb, nella costellazione del Cigno, è distante 3229,27 anni luce dalla Terra” è controllabile sperimentalmente?

50. Requisito R4 • R4.L’explanans deve essere vero. • Apparentemente banale! Ma non è così  capitolo 4 sulle leggi • “Ogniqualvolta il carico elettrico supera i 3500W, l’interruttore magnetotermico installato nell’appartamento si attiva” è vero? • … alla lettera no! ci possono essere casi in cui il carico elettrico supera i 3500W ma l’interruttore magnetotermico installato nell’appartamento non si attiva, semplicemente perché è guasto.