dal sito Holoscience
Traduzione di Gianluca Freda

Così come la scienza moderna è divenuta autoreferenziale nella propria ricerca di riconoscimento e finanziamenti, allo stesso modo anche la teoria di ciò che la scienza dovrebbe essere è rimasta contagiata da questa tendenza. Valutare una teoria basandosi sui “gradi di credenza” potrebbe anche essere utile, se solo gli studiosi non ignorassero, minimizzassero e respingessero in continuazione le prove falsificanti e se non forzassero le innumerevoli incertezze dei loro modelli per adattarle alle nuove scoperte. L’esempio più lampante di tale comportamento nella scienza moderna è il rifiuto di accettare l’evidente realtà del redshift intrinseco dei quasar. La cosmologia fondata sul Big Bang sarebbe già cadavere fondandosi su questa sola osservazione, ma la “credenza” continua a tenere caldo quel corpo senza vita. Mentre permettiamo ai pochi scienziati che giudicano i dati a partire dalle loro convinzioni di conservare il controllo delle pubblicazioni, dei finanziamenti e delle riviste scientifiche, la vera scienza è già morta.

Il 7 maggio scorso il New Scientist ha pubblicato l’articolo di Dave Matthews: Dobbiamo cambiare la nostra definizione di scienza?.

“Identificata più di 70 anni fa come carattere fondante della vera scienza dal filosofo Karl Popper, la falsificabilità è stata sempre vista da molti scienziati come un’arma affidabile per tenere lontana la minaccia della pseudoscienza.

Il vecchio pensatore viennese è stato acclamato come il più grande filosofo della scienza da personaggi del calibro di Steven Weinberg, vincitore del premio Nobel per la fisica, e il celebre libro di Popper Logica della scoperta scientifica è stato definito dal cosmologo Frank Tipler ‘il libro più importante del secolo’. Però i tempi cambiano. La definizione di scienza data da Popper è stata messa a dura prova dall’emergere di idee scientifiche che sembrano sconfessarla. Dai tentativi di comprendere la natura fondamentale dello spaziotempo alle teorie che tentano di descrivere gli eventi precedenti al Big Bang, le frontiere della scienza stanno generando una quantità di idee apparentemente impossibili da falsificare”.

Non è ben chiaro come certe persone possano affermare che Popper “identificasse la falsificabilità come carattere fondante della vera scienza” se hanno letto sul serio la Logica della scoperta scientifica. Il libro parla della logica associata alla scoperta di nuove idee; non si chiama Caratteristiche Oggettive dell’Astrazione Reificata. Egli considera chiaramente la ricerca di prove del falso come una convenzione. (Questo termine è una citazione dallo stesso Popper, p. 37: “convenzione”: la falsificazione “dovrà di conseguenza essere considerata come una proposta di accordo o convenzione”. [Corsivo nell’originale]. Cioè, non un accordo per “affinare” una data teoria, ma per considerare ogni variazione di essa come una teoria interamente nuova che dovrà competere con tutte le alternative disponibili, ammettendo che la vecchia versione è stata falsificata).

Il libro non parla tanto della scienza, quanto di un atteggiamento: una disposizione a scoprire e mettere alla prova nuove idee, piuttosto che difendere dogmi consolidati contro l’inevitabile mutevolezza della vita. Nella pagina seguente, Popper scrive:

“Perciò non ho problemi ad ammettere che per pervenire alle mie proposte sono stato guidato, in ultima analisi, da giudizi di valore e predilezioni personali. Ma spero che le mie proposte possano apparire accettabili a coloro che attribuiscono valore non solo al rigore logico, ma anche alla libertà dal dogmatismo; che ricercano l’applicabilità pratica, ma sono attratti anche di più dall’avventura della scienza e da scoperte che, incessantemente, ci costringono a confrontarci con nuove e inattese domande, sfidandoci a sperimentare risposte finora mai sognate.”

L’articolo del New Scientist continua:

“Gran parte dell’attrattiva [di Popper] risiede nella logica tagliente che sta alla base del concetto di falsificabilità. Popper la illustra attraverso l’ormai celebre esempio del cigno nero.

Supponiamo che una teoria ipotizzi che tutti i cigni sono bianchi. Il modo più ovvio di provare questa teoria è di andare a verificare se ciascun cigno sia realmente bianco. Ma c’è un problema. Non importa quanti cigni bianchi si possano trovare, non si potrà mai essere certi che non esista un cigno nero nascosto da qualche parte. Dunque, non sarà mai possibile dimostrare che la teoria è vera. Viceversa, il ritrovamento anche di un solo cigno nero sarà la prova che la teoria è falsa. Questo è il potere fondamentale della falsificazione: la capacità di rendere falsa un’affermazione universale con un singolo esempio. Una capacità, sottolineava Popper, che discende direttamente dai teoremi della logica deduttiva”.

Commento: Popper pone l’accento sulla verifica e ribadisce che essa è una cosa che sono gli scienziati a decidere di fare. Non esiste di per sé nel mondo oggettivo (e passivamente definito); è una persona che deve farla (oppure, come più comunemente accade di questi tempi, non farla). L’idea di Popper non è affatto “messa duramente alla prova” dalle moderne teorie; semplicemente, i moderni scienziati hanno deciso di non scoprire nuove idee. C’è una gran quantità di cigni neri che nuotano nel laghetto della scienza; ma gli scienziati hanno deciso di classificarli come specie diversa piuttosto che andare in cerca di una nuova teoria che renda conto dell’esistenza dei cigni neri.

Il filosofo Colin Howson della London School of Economics del Regno Unito “è convinto che sia tempo di abbandonare l’idea di Popper che sia possibile definire il procedimento scientifico utilizzando la logica deduttiva. Al contrario, occorrerebbe concentrarsi su ciò che gli scienziati fanno nella realtà: mettere insieme gli elementi di prova delle diverse teorie valutando la loro plausibilità relativa. Howson è tra i principali sostenitori di una visione alternativa della scienza fondata non sulla semplicistica logica vero/falso, ma sul concetto assai più sottile di ‘gradi di credenza’. Alla base di questo concetto vi è la fondamentale connessione tra il concetto soggettivo di ‘credere’ e il freddo, sterile computo delle probabilità...”

Commento: Questo è il punto in cui ci si distacca dalla vera scienza, il punto in cui la percezione della probabilità che ciò che si crede sia vero finisce per determinare il corso della scienza.

Ciò dovrebbe suonare familiare; dopotutto, è ciò che gli scienziati fanno per vivere. Si tratta di una prospettiva di ragionamento scientifico con una solida base teoretica. Al centro di essa vi è un teorema matematico, secondo il quale ogni sistema di credenza razionale obbedisce alle leggi della probabilità. In particolare alle leggi proposte da Thomas Bayes, il matematico inglese del 18° secolo che fu pioniere dell’idea di capovolgere radicalmente la teoria della probabilità. A differenza del concetto di scienza di Popper, la prospettiva bayesiana non collassa nel momento in cui viene a contatto con la vita reale. Si fonda invece sull’assunto dell’accumulo di prove positive a favore di una teoria.

Commento: è questo modo di pensare che ha consentito alla teoria del Big Bang di restare in vita, quando invece avrebbe dovuto collassare nell’istante stesso in cui è venuta a contatto con la vita reale; cioè con l’osservazione che oggetti ad alto redshift (i quasar) sono collegati a galassie con redshift basso. In termini semplici, il redshift non è affatto la prova dell’espansione dell’universo. Non possiamo ‘riavvolgere’ il tempo fino a un metafisico evento di ‘creazione’, il Big Bang. Ciò che abbiamo visto non è scienza. E’ un procedimento che adatta selettivamente le prove ad una credenza nel Big Bang.  Una tale credenza non è razionale e non troverebbe supporto neppure nei parametri bayesiani.

L’astrofisico Robert Trotta dell’università di Oxford razionalizza il metodo bayesiano. “A prima vista potrebbe sembrare sorprendente che un banale risultato matematico ottenuto da un oscuro ministro presbiteriano vissuto più di 200 anni fa possa esercitare ancora tanto interesse riguardo a così tante discipline, dall’econometria alla biostatistica, dall’analisi del rischio finanziario alla cosmologia. Pubblicato postumo nel 1763 grazie a Richard Price, “Un saggio sulla risoluzione dei problemi nella dottrina delle probabilità” del rev. Thomas Bayes (1701 (?) – 1761) non aveva in sé nulla che potesse far prevedere la crescente importanza e l’enorme campo di applicazioni che la teoria bayesiana delle probabilità avrebbe acquisito più di due secoli dopo. Tuttavia, se ci si riflette, c’è un’ottima ragione per l’indiscutibile ascesa dei metodi bayesiani in questa particolare epoca storica: l’incremento esponenziale delle capacità di calcolo dei computer ha reso gestibili per la prima volta massicce quantità di dati numerici, aprendo così la porta allo sfruttamento delle potenzialità e della flessibilità di una vasta gamma di strumenti bayesiani. Grazie ad apparecchi di calcolo sempre più rapidi ed economici, problemi di computazione prima irresolubili divengono affrontabili, e algoritmi per le simulazioni numeriche fioriscono quasi nell’arco di una notte...

La cosmologia è stata forse tra le ultime discipline ad abbracciare i metodi bayesiani, uno sviluppo guidato in particolar modo dall’esplosione dei dati disponibili avvenuta nell’ultimo decennio. A ogni modo, visti i problemi di calcolo difficili e computazionalmente complessi, i cosmologi continuano ad elaborare nuove soluzioni che vanno ad aggiungersi alla ricchezza di una letteratura bayesiana in crescita continua”.

Commento: le affermazioni di Trotta si possono ridurre ad un elogio della possibilità, ottenuta in tempi recenti, di giocare ai videogame con i dati in maniera più efficace. Lo scopo è quello di produrre modelli computerizzati che imitino il più fedelmente possibile la ‘vita reale’. Tuttavia questi modelli cosmologici non stanno in piedi se non introducono immaginari buchi neri, materia oscura ed energia oscura come “fattori di compensazione” che permettano di far tornare i conti. Ancora una volta, questa non è scienza, è giocare ai videogame con il computer. A giudicare dai loro bollettini scientifici, i cosmologi continuano ad elaborare nuova fantascienza che andrà sicuramente ad aggiungersi alla ricchezza del ridicolo di cui la loro ‘letteratura’ potrà godere nel futuro. Questo abuso delle metodologie bayesiane è sintomatico di una disconnessione delle scienze dalla realtà.

L’articolo del New Scientist continua:

“Gli scienziati iniziano con l’esame di una serie di spiegazioni contrastanti riguardo un determinato fenomeno, poi vengono le osservazioni e infine la matematica bayesiana viene utilizzata per calcolare il livello di attendibilità guadagnata o perduta da ciascuna delle teorie rivali. In parole povere, essa mette a confronto le probabilità di ottenere i risultati osservati da parte di ciascuna delle contrastanti teorie. La teoria che ottiene le probabilità più alte verrà considerata quella che ha ricavato il maggior livello di attendibilità a partire dai dati”.

Commento: l’idea di Bayes di calcolare “le probabilità di ottenere i risultati osservati da parte di ciascuna delle contrastanti teorie” può essere utile per comparare piccole variazioni a partire da un unico convincimento iniziale, ma falsa completamente la situazione quando viene applicata a convincimenti iniziali contrastanti. I “risultati osservati” sono strettamente dipendenti dalle teorie, le quali dicono agli osservatori che cosa osservare, come osservarlo, quale valore attribuirgli e in che modo interpretarlo. Per fare un esempio, Matthews cita il cosmologo Lawrence Krauss della Case Western Reserve University di Cleveland, Ohio:

“Non è possibile stabilire se una teoria è realmente non falsificabile”. [Krauss] cita il caso di una curiosa conseguenza della Relatività Generale, nota come “effetto anello di Einstein”. In un articolo pubblicato nel 1936, Einstein dimostrava che la luce di una stella lontana può essere distorta dal campo gravitazionale di un’altra stella, producendo intorno ad essa un anello luminoso. Si trattava di una predizione spettacolare, ma anche, come diceva lo stesso Einstein, di qualcosa che gli astronomi non avevano ‘alcuna speranza di osservare’, poiché l’anello sarebbe stato troppo piccolo per essere visto. Con tutta la sua genialità, Einstein aveva fatto i conti senza l’ingegno degli astronomi, che nel 1998 portò alla scoperta del primo esempio di un perfetto ‘anello di Einstein’, creato non da una stella, ma da un’enorme galassia lontana miliardi di anni luce”.

Commento:  chiaramente l’autore non ha idea che erano possibili anche altre spiegazioni: eiezione multipla di nuclei galattici attivi, anelli di plasma, ecc. L’interdipendenza tra teorie ed osservazioni è presente anche in qualcosa di semplice come l’osservazione di un elettrone: stiamo osservando una particella dotata di una sua velocità oppure una carica che forma una corrente elettrica? O magari qualcosa che nessuno ha ancora immaginato?
 

La Croce di Einstein. A metà degli anni ’80, gli astronomi scoprirono quattro quasar con un redshift intorno allo z = 1.7, sepolti nel cuore di una galassia con un redshift più basso, pari a z = .04. (Il punto centrale che si vede nell’immagine qui sopra non è l’intera galassia ma solo la parte più luminosa del suo nucleo). Appena furono scoperti, questi quasar con redshift alto all’interno del nucleo di una galassia con redshift basso provocarono il panico. Per salvare la presunta correlazione redshift/distanza si dovette invocare il fenomeno di lente gravitazionale, e questo nonostante Fred Hoyle avesse calcolato che le probabilità di un simile fenomeno fossero meno di due su un milione! E c’è ben poca traccia dello spostamento della luce dei quasar verso il rosso, che ci si aspetterebbe se essa avesse attraversato così in profondità la spirale. Un cambiamento nella luminosità dei quasar è stato osservato nell’arco di un periodo di tre anni. La spiegazione di Arp è che la galassia ha emesso quattro quasar che diventano più luminosi col passare del tempo, man mano che si allontanano dal nucleo. La spiegazione della lente gravitazionale afferma che la curvatura della luce varia quando singole stelle passano davanti ai quasar. Se questa spiegazione fosse corretta, i quasar dovrebbero illuminarsi per un breve periodo e poi scomparire quando la stella esce dall’allineamento.

Una regola fondamentale da osservare prima di applicare la metodologia di Bayes è di domandarsi se una determinata situazione richiede o no un test di probabilità. Ad esempio, un astronomo ottiene l’immagine di un quasar con redshift alto che sembra stare davanti ad una galassia con redshift basso. Altri astronomi non sono convinti e chiedono di considerare a posteriori la probabilità che il quasar sia in realtà più vicino a noi della galassia. In un caso come questo, l’esame dei dati non è una questione di ‘probabilità’ (né a priori né a posteriori). E’ semplicemente questione di credere o non credere all’evidenza. Se non vi si crede, bisogna essere preparati a spiegare perché. Si sta accusando chi presenta la prova di falsificazione? Si sta affermando che il quasar è un ‘riflesso’ e che non si trova veramente in quella posizione? Sollevare questioni probabilistiche in casi in cui l’evidenza è così lampante è un atteggiamento evasivo. E’ disonesto.

Le probabilità non sono prezzi sulla base dei quali paragonare le mele e le arance di diverse credenze iniziali. Le probabilità incorporano le stesse credenze iniziali che gli scienziati dovrebbero scoprire e discutere. La teoria fondata su assunti familiari sarà ritenuta sempre più probabile di quelle fondate su assunti non familiari. Le probabilità bayesiane sono poco più che considerazioni di familiarità espresse in forma numerica. La “conoscenza sicura” è nemica della scoperta scientifica.

L’autore non porta il discorso da nessuna parte. “Alla fine” non riesce a capire il punto di vista di Popper e si impantana nella richiesta conformista di una parità di valutazione (rivisitata) il cui unico risultato è stato quello di bloccare il progresso: “Le osservazioni empiriche... stabiliscono se una teoria va presa sul serio”. Come se le persone non avessero nessun ruolo. Invece no, sono gli scienziati a decidere se prendere sul serio i dati, se darli per scontati o se scoprire nuove combinazioni di dati, idee e credenze iniziali.

Pare che i moderni scienziati non impareranno nulla dalla storia. Essi sembrano avversare le opzioni teoretiche meno familiari più che in passato, il che risulterà chiaro solo agli scienziati del futuro. La valutazione delle teorie secondo la probabilistica bayesiana da parte di coloro che decidono quali teorie testare e quale importanza attribuire ai dati, serve solo a perpetuare questo aspetto disfunzionale della scienza. Quando il sospettato è anche giudice e giuria, il verdetto non potrà essere vera scienza.