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SCIENZA E RICERCA SCIENTIFICA
di Gianni Viola
 

Il primo contesto della ricerca è la "scoperta", dove non esistono procedure particolari e si scopre qualcosa per caso.
Il livello superiore è detto "livello della giustificazione", dove sono necessarie delle regole prestabilite, come ad esempio, quella di svolgere la ricerca all'interno di un quadro di riferimento collettivo, rendendo inevitabili la pubblicità, la controllabilità e la ripetibilità delle procedure.
In questo caso il ricercatore si trova nella possibilità di assumere dei metodi personali che applicherà di volta in volta laddove lo riterrà opportuno e necessario.
Nella ricerca scientifica non si può procedere a caso: il "metodo sistematico" indica le norme con le quali il sapere è ordinato. Occorre seguire un procedimento ben preciso e questo è detto "metodo scientifico sperimentale".
Questo metodo consiste nell'analisi sistematica, attraverso l'osservazione e la verifica di un'ipotesi, e l'esecuzione di uno o più esperimenti. Le scienze, che usano il metodo sperimentale, sono definite "scienze sperimentali" (nel nostro caso, segnatamente, l'areofotogrammetria).
Il metodo scientifico si risolve in un "procedimento logico" ed esprime l'indagine ed anche i mezzi per compierla, i procedimenti con i quali si ordinano e si estendono le cognizioni.
Ciò che distingue la ricerca scientifica da qualsiasi altra attività del pensiero è, per l'appunto, il metodo di indagine che essa utilizza.
Applicando tali parametri in senso generale, può dirsi che la scienza sia un complesso di metodi considerati come somma di cognizioni dovute a ricerche metodiche, fondate sull'esperienza guidata dalla logica, disposte in un sistema ben coordinato, suscettibile di dimostrazione e aventi per oggetto una parte definita della realtà naturale. Essa è essenzialmente "ricerca di relazioni e di leggi".

Per eseguire osservazioni scientifiche, dunque per osservare e descrivere un dato fenomeno e perché queste operazioni abbiano carattere di verità universale, è necessario rispettare una serie di punti posti in progressione, che costituiscono le "Fasi operative del metodo scientifico sperimentale" (applicate alla rilevazione satellitare):

Osservazione
Prima fase: Esperienza (Osservazione - Rilevazione satellitare)
Consiste nell'osservare ed esaminare con molta attenzione e con curiosità, un dato fenomeno. Si osserva sempre con il fine di scoprire qualcosa che è difficile notare a prima vista. Per tale motivo, osservare non vuol dire soltanto guardare, ma anche usare, oltre la vista, tutti gli altri sensi.

Seconda fase: Raccolta delle informazioni (Assunzione dei dati generali)
Consiste nella raccolta delle informazioni concernenti il fenomeno osservato. Lo studioso entra in possesso dell'immagine satellitare tramite la distribuzione dell'agenzia spaziale di riferimento.
Il materiale raccolto dovrà essere trattato secondo alcuni principi base, la cui applicazione determinerà o meno se poter procedere verso le fasi successive:

• Principio di relazione: accorpamento ed accostamento di soggetti di diversa natura con parti di elementi condivisi.
• Principio di riduzione: eliminazione dei doppioni e di tutti gli elementi ripetuti nell'ambito di uno stesso gruppo.
• Principio di sistematizzazione: organizzazione di tutti gli elementi selezionati, organicamente collegati per formare un tutto unico.

Terza fase: Scelta delle grandezze fisiche di laboratorio (Assunzione dei parametri di riferimento) risoluzione geometrica, risoluzione topografica
Le grandezze fisiche sono utilizzate per "misurare" il fenomeno e questa parte è detta propriamente la "fase della misurazione". Traducendo i dati dell'osservazione (distanze, tempi, temperature ecc.) in numeri, sarà possibile capire la realtà. In pratica, tramite l'utilizzo degli elementi dell'immagine satellitare e la loro composizione (areofotogrammetria), è possibile giungere alla descrizione e misurazione della scena compresa nell'immagine.

Quarta fase: Descrizione del fenomeno (Misurazione tramite l'applicazione dei parametri assunti)
Consiste nella ricerca delle proprietà possedute da un dato fenomeno. Queste sono di vario tipo e la prima distinzione è fra proprietà soggettive e proprietà oggettive. Queste ultime prendono il nome di "grandezze fisiche" e rendono possibile la valutazione numerica delle variabili dei fenomeni osservati. Questa è una condizione fondamentale per il metodo scientifico perché esprime i risultati delle osservazioni attraverso delle leggi.

Quinta fase: Esperimento (Ripetizione della rilevazione satellitare)
Dall'osservazione di un fenomeno nasce il problema: esso è la domanda iniziale alla quale si deve dare una risposta con l'esperimento. In pratica la formulazione di domande rappresenta la prima tappa del procedimento scientifico ed in questa fase è necessario identificare in maniera precisa il problema da risolvere.
Il fenomeno osservato, ulteriormente arricchito di elementi omogenei e contigui, dunque misurato tramite grandezze fisiche, si intende studiarlo in condizioni migliori.
In che modo? Tramite la riproduzione artificiale, al fine di poterlo osservare, isolandolo, ripetendolo, provando e riprovando, nelle condizioni più favorevoli per l'indagine scientifica.
In tal modo è possibile un esame dello stesso, sotto un più attento controllo e, in tali condizioni, si eseguono, dove è possibile, degli "esperimenti", L'esperimento è perciò la riproduzione artificiale di un fenomeno naturale (o artificiale esso stesso) osservato in precedenza.
Prescindendo dai caratteri occasionali, che ciascun corpo e ciascun fenomeno presentano, si misurano quelli essenziali e si passa alla loro catalogazione. I valori numerici, ricavati attraverso la misurazione, rappresentano i "dati sperimentali".
Un esperimento scientifico per avere valore, deve essere riproducibile; in altre parole dev'essere realizzabile anche in altri ambiti e da altri soggetti. Ciò vuol dire che il presupposto che sottende la fase dell'esperimento è che questo, se ripetuto nelle stesse condizioni, fornirà gli stessi risultati. Ciò permette di ripetere quante volte si vuole l'esperimento per migliorare la precisione dei risultati.
Posto che siamo alla presenza di operazioni che si svolgono a bordo di satelliti in orbita intorno a pianeti, è possibile "riprodurre" il fenomeno, misurandolo nelle corrispettive operazioni di rilevazione satellitare con riferimento alla Terra, oppure misurare il fenomeno rilevando i dati relativi a rilevazioni successive, dove i parametri saranno studiati in maniera corrispettiva.

Ipotesi
Formulazione delle ipotesi (Fotointerpretazione: processi di modificazine)
Dopo l'esperienza (prima rilevazione), la raccolta delle informazioni, la scelta delle grandezze fisiche di laboratorio, la descrizione del fenomeno e il successivo esperimento, con l'ausilio delle rilevazioni svolte sulla Terra e naturalmente l'osservazione della seconda rilevazione sul pianeta (successiva alla prima), è possibile formulare una prima ipotesi sul fenomeno osservato.
Dopo l'esecuzione di un esperimento e l'interpretazione dei dati, è necessario trarne le conclusioni: queste si basano sulle osservazioni dei dati e rappresentano la risposta più logica che si possa dare al problema iniziale.
I dati sperimentali, una volta accumulati e selezionati, devono essere inquadrati in una visione generale. Questa fase è detta anche della "inferenza induttiva", per cui da un'insieme di osservazioni particolari si giunge ad una affermazione generale, detta "legge".
La "legge" rappresenta la somma delle costanti osservate durante gli esperimenti. Nelle scienze fisiche essa esprime un rapporto costante e necessario fra due fenomeni, cosicché dato il primo, in pratica la causa, ne segue necessariamente il secondo, vale a dire l'effetto.
Una volta individuate le leggi, si passa ad indagare sul perché della regolarità che esse esprimono. Si formulano allora delle "ipotesi" che hanno lo scopo di spiegare, in modo chiaro e non contraddittorio, i fatti osservati, lasciandone eventualmente prevedere degli altri da verificare in un secondo tempo.
In tal modo l'ipotesi si configura come una spiegazione provvisoria di fatti non ancora completamente spiegati, come un'idea anticipata che attende la prova decisiva, anche quando è parzialmente appoggiata a fatti già osservati.

Verifica
Sperimentazione (Verifica sperimentale delle ipotesi: processi di riconferma e di ripristino)
Dopo la formulazione della prima ipotesi sul fenomeno osservato, è necessario verificarne la validità, tramite la considerazione delle rilevazioni, successive alla seconda, ovvero la proposizione dei processi di riconferma, il ripristino dell'immagine reale e infine tramite la programmazione di una serie di test di verifica.
In pratica, la verifica dell'ipotesi si configura come una ripetizione programmata dell'esperimento condotto in precedenza, ed è chiamata sperimentazione.

Conclusioni generali
Formulazione di leggi e principi scientifici
Se la sperimentazione conferma le ipotesi, si parla d'oggettività delle osservazioni e il ricercatore è in grado di dire che è stata fatta una "scoperta scientifica".
In questo caso, la sperimentazione avrà confermato le ipotesi formulate e sarà possibile giungere alla proposizione di leggi e principi scientifici di carattere generale.
Come algoritmo, l'ipotesi diventa la legge scientifica che spiega e regola il fenomeno osservato ed esprime i risultati ottenuti, confermando (o confutando) l'ipotesi iniziale. Ponendosi come un processo ciclico, quest'ultima fase determina che si possa ricominciare daccapo, tramite la proposizione di una nuova serie di osservazioni, di esperimenti, di ipotesi, di sperimentazioni e di nuove formulazioni di leggi e principi scientifici.
Va detto con chiarezza che nella scienza non esistono affermazioni che non possano essere messe in discussione e anche le certezze scientifiche più radicate possono, è d'obbligo farle crollare, davanti a nuove scoperte. Appare tuttavia che in molte circostanze una "certa" scienza (verosimilmente quella guidata dalla sete di guadagni, prima ancora che dalla sete di conoscenze!) esprima delle certezze che non sono sempre confortate da adeguate dimostrazioni scientifiche.
Per quanto riguarda i procedimenti di verifica di una teoria, il metodo scientifico attuale non è completo, poiché accetta solo la verifica sperimentale e non la via puramente creativa o di senso comune, com'era già stato segnalato da Galileo Galilei.

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2.1. L'astronomia e le nuove metodologie di osservazione »