Scelta delle grandezze fisiche

Nel 1600, con la messa a punto del METODO SCIENTIFICO,
la società umana ha imboccato una strada nuova, compiendo
un salto comparabile a quello che trasformò le società primitive
da tribù di raccoglitori di cibo a società di agricoltori e allevatori.
Come conseguenza dell'esplodere delle conoscenze
scientifiche l'umanità ha dovuto cambiare l'idea che aveva di
se stessa e del proprio posto sulla Terra e nell'Universo.
L'interesse verso i fenomeni del mondo naturale si è diffuso
sempre di più; la «curiosità» scientifica è diventata una molla
importante dell'agire degli esseri umani e nuove prospettive si
sono aperte davanti agli occhi degli uomini che hanno voluto
vedere.
METODO SCIENTIFICO
o
METODO SPERIMENTALE
Studio accurato di un fenomeno
naturale
che si conclude con una sua
descrizione matematica
E’ un metodo democratico
perché basato
sul rifiuto totale del principio di
autorità
Sulla condivisione delle conoscenze e
dei metodi da cui queste scaturiscono
Galileo Galilei
Risorse web su
GALILEO GALILEI
Vita e opere:
•(wikipedia) http://it.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
•Istituto e museo di storia della scienza
http://brunelleschi.imss.fi.it/museum/isim.asp?c=300251
Opere online:
http://portalegalileo.museogalileo.it/igjr.asp?c=36224
(digitando il titolo dell’opera sulla finestra di ricerca si può accedere al testo
manoscritto e all’originale a stampa)
COSA CAMBIA CON GALILEO NEL MODO DI PENSARE E DI
AGIRE DI UNO SCIENZIATO?

Critica al principio di autorità (tradizione filosofica medioevale e
tradizione religiosa).

Galileo non nega l’autorità della chiesa ma che i testi sacri ci offrano
l’unica via di giungere al vero (non c’è conflitto perché entrambe ci
guidano al vero).

Diversità dal pensatore medioevale egli rivendica alla ricerca
scientifica una piena e completa autonomia :indipendenza e non
opposizione.

Più autorevole di ciascun pensatore è il libro della natura ,che ci
fornisce verità sicure se lo sappiamo interrogare con metodo
scientifico
LE FASI DEL METODO SPERIMENTALE
1) Raccolta delle informazioni già note sul
sistema che si vuole studiare.
2) Osservazione preliminare dei fenomeni che
avvengono nel sistema.
3) Scelta delle grandezze fisiche importanti e
individuazione degli effetti che appaiono
secondari.
4) Ipotesi di lavoro sulle relazioni tra le
grandezze fisiche.
5) Esperimenti ripetuti che servono per provare in
laboratorio le ipotesi di lavoro; in questa fase si eseguono
misure delle grandezze fisiche scelte nelle fasi precedenti
per descrivere il fenomeno, si tenta di ridurre al minimo i
fattori di disturbo e gli effetti secondari, si cambiano, se
necessario, le condizioni nelle quali gli esperimenti si
svolgono. Potrebbe capitare che, nel corso degli
esperimenti si debba tornare alla fase 4 perché costretti a
cambiare le ipotesi di lavoro.
Galileo Galilei chiamava gli esperimenti di laboratorio
«sensate esperienze»
6) Analisi accurata dei risultati degli esperimenti e
Deduzioni che ne derivano. tenendo ben presente il
campo di validità di ciascuna di esse
7) Sintesi delle deduzioni con tutte le altre informazioni
disponibili. Può succedere che si trovino delle
contraddizioni insanabili; si deve allora ricominciare dalla
fase 1.
8) Enunciazione della legge sperimentale che
compendia i risultati degli esperimenti e delle altre
informazioni a disposizione. In questa fase si opera una
generalizzazione, che è di solito indicata con il nome di
processo di induzione
Questa sequenza di fasi che caratterizzano
un'indagine scientifica sperimentale è soltanto uno
schema di massima; nei casi concreti due di tali fasi
talvolta si fondono in una sola oppure una fase può
mancare del tutto.
STUDIO DI UN FENOMENO NATURALE
Osservazione
preliminare
Enunciazione
della legge sperimentale
Analisi dei risultati degli esperimenti
Raccolta delle
informazioni
Esperimenti
(eventualmente ripetuti)
Scelta delle
grandezze fisiche
Ipotesi
di
lavoro
FENOMENO
Oggetto che cade
FENOMENO
Acqua che bolle
Si noti, comunque, che nel procedimento si alternano
fasi in cui si interagisce in qualche modo con il
sistema con fasi puramente logiche. Queste ultime
sono quelle che abbiamo individuato con i nomi di:
1. raccolta di informazioni;
3. scelta delle grandezze fisiche;
4. ipotesi di lavoro;
6. analisi dei risultati;
7. sintesi;
8. enunciazione della legge sperimentale.
La apparente semplicità della descrizione che
abbiamo dato nasconde però alcuni punti delicati a
cui è necessario prestare molta attenzione.
1. la scelta delle grandezze fisiche,
2. l'operazione di generalizzazione che porta a
enunciare le leggi sperimentali (induzione),
3. la natura e l'uso delle leggi sperimentali
stesse e infine
4. l'integrazione di diverse leggi in un quadro più
vasto, cioè in una teoria.
La apparente semplicità della descrizione che
abbiamo dato nasconde però alcuni punti delicati a
cui è necessario prestare molta attenzione.
1. la scelta delle grandezze fisiche,
1. l'operazione di generalizzazione che porta a
enunciare le leggi sperimentali,
2. la natura e l'uso delle leggi sperimentali
stesse e infine
ESEMPIO
3. l'integrazione di diverse leggi in un quadro più
vasto, cioè in una teoria.
Prendiamo in considerazione un
SISTEMA FISICO che tutti conosciamo
Un recipiente contenente acqua
Prendiamo in considerazione un
SISTEMA FISICO che tutti conosciamo
Un recipiente contenente acqua
schematizziamolo
L’acqua nel recipiente è calda o
fredda?
Oppure è tiepida?
Proviamo
L’acqua nel recipiente è calda o
fredda?
Oppure è tiepida?
Proviamo
In questo modo non si
ottiene una risposta
attendibile, ma solamente
soggettiva
Ma …
Se usiamo la grandezza fisica
temperatura, otteniamo una
descrizione oggettiva e
quantitativa slegata da qualunque
sensazione personale
Se usiamo la grandezza fisica temperatura,
otteniamo una descrizione oggettiva e
quantitativa slegata da qualunque sensazione
personale
─ 40
─ 39
─ 38
─ 37
─ 36
─ 35
─ 34
─ 33
─ 32
─ 31
°C
Per me è
calda
Per me è
fredda
─ 40
─ 39
─ 38
─ 37
─ 36
─ 35
─ 34
─ 33
─ 32
─ 31
Ma è per tutti alla
temperatura di
37 °C
Le grandezze fisiche sono caratteristiche misurabili del
sistema fisico che vogliamo studiare,
di esse si deve poter dire quanto valgono
la scelta delle grandezze fisiche è arbitraria.
Misurare una grandezza fisica significa indicarne il
valore ( espresso attraverso un numero razionale)
seguito da un’unità di misura.
Esempi:
Massa = 21,16 kg
T= 37,8 °C
L = 3,85 cm
Misurare una grandezza fisica significa indicarne il
valore (espresso attraverso un numero razionale)
seguito da un’unità di misura.
Esempi:
Massa = 21,16 kg
T= 37,8 °C
L = 3,85 cm
L’insieme di azioni che permette di ottenere il valore di
una grandezza fisica viene chiamato procedimento di
misura
Il procedimento di misura prevede l’uso di uno o più
strumenti di misura
Il procedimento di misura prevede l’uso di uno o più
strumenti di misura e di conseguenza
risulta
fondamentale l’uso della tecnologia
Scienza e tecnica: una «collaborazione» benefica,
la scienza permette il progresso della tecnica e la
tecnica permette alla conoscenza scientifica di
progredire.
La verità scientifica è in continuo divenire

La scienza è un interrotto susseguirsi di ricerche che possono
essere sempre messe in discussione quando non siano di volta
in volta ritrovate e riconfermate

Il percorso della scienza è un lavoro di equipe, non è mai
opera di un solo intelletto, ma la conquista graduale di molti
che porranno dubbi, rettificheranno approfondiranno le
conquiste dei predecessori

Nessuna garanzia filosofica a priori garantirà la
giustezza dei metodi di indagine

Nessuna autorità terrena o celeste potrà dettare
agli scienziati la strada della verità

La garanzia delle verità scoperte dalla scienza sarà
fornita dalle ininterrotte verifiche che le leggi
scientifiche subiranno grazie al continuo
miglioramento delle tecniche di misura
La nuova concezione della scienza porta ad
un nuovo concetto di verità

Se la garanzia delle validità delle leggi della scienza
non deve più essere cercata nella sicurezza a priori
dei loro principi, la scienza conseguentemente
rinuncia a considerare tali principi eternamente
validi

Ogni verità è provvisoria e deve accettare di essere
sempre sottoposta a nuovi controlli, rettifiche e
profonde rielaborazioni