A cura di MIUR - Direzione Generale per il coordinamento la promozione e la valorizzazione della ricerca

Scientific research and falsification

Scientific research and falsification

We publish below (in Italian) the original contribution by Professor Paolo B. Pascolo, Professor of Industrial Bioengineering at the University of Udine, on the theme "Scientific research and falsification".

Anche se è consolidata l’idea che un processo sperimentale o un modello fisico-matematico debba essere sottoposto ad un programma di falsificazione, al fine di entrare nell’alveo della comunità scientifica, vi sono esperimenti che per loro natura non sono ripetibili. Mi riferisco in primo luogo a quelli relativi alla congettura dei neuroni specchio, ma anche a quelli sulle onde gravitazionali (GW), almeno nella forma con la quale sono state annunciate le “misurazioni”.

Per quanto riguarda il caso nei neuroni specchio (MNs), è nota la data dell’annuncio - siamo nel 1996 - dell’individuazione di una classe specifica di neuroni, con riferimento anche a precedenti esperimenti: erano quelli del 1992, in capo a Di Pellegrino e colleghi; tutti ricercatori facenti parte del “gruppo” di Giacomo Rizzolatti. E’ interessante segnalare che detti esperimenti potevano benissimo essere interpretati in mille modi, ma all’epoca si è scelta una strada utile per costruire un modello interpretativo di una varia messe di comportamenti “automatici”, umani e non.

Se si esaminano in dettaglio gli esperimenti iniziali, in ottica falsificazionista (Popper, Kuhn), ne viene fuori che da un semplice epifenomeno rilevato in una situazione patologica a carico di macachi (misure con elettrodi impiantati nell’area F5 della corteccia cerebrale) si è costruita una teoria, quella del Mirror Neuron System (MNS), che è stata prontamente trasferita sull’uomo. Non è un caso che molti articoli inizino sempre nello stesso modo: “In 1996, the MNs was discovered in monkeys…” Seguendo esperimenti successivi, eseguiti da vari scienziati, si hanno conferme, smentite e dubbi e a oltre 20 anni di distanza non si è giunti ancora ad una conclusione, nonostante le ormai migliaia di citazioni e articoli che affollano le riviste scientifiche.

Anche le riviste scientifiche non sono esenti da alcune criticità, come il proprio ruolo competitivo che non è di natura squisitamente scientifica, ma anche economico, i loro legami con queste o quelle scuole di pensiero, la scelta dei peer reviewer. Ci limitiamo ad alcune osservazioni: a) il peer reviewer è di regola anonimo rispetto all’autore dell’articolo che deve vagliare e dovrebbe essere un esperto; se detto articolo professa tesi contrapposte al pensiero del peer reviewer, quest’ultimo, approvando l’articolo in questione, minerebbe la propria “posizione” scientifica, le proprie pubblicazioni e/o la propria carriera accademica e sarà perciò tentato di respingerlo (spirito di conservazione); b) se l’articolo è interessante e altamente innovativo, non può sfuggire al peer reviever l’interesse a far proprie le idee di fondo, per sé o per il gruppo di lavoro a cui appartiene: un’idea innovativa, per un ricercatore, è preziosa come il brevetto per un industriale; vuol dire carriera, celebrità; ne sa qualcosa Henry Poincaré dall’alto dei cieli e tutta la sua scuola. E’ capitato varie volte che l’autore di un lavoro originale sia stato “cassato” ma le sue idee compaiano in altra veste e in altra forma in capo ad altri autori; c) ci sono peer reviewer che occupandosi di materie affini, ma non rigorosamente attinenti, hanno la tendenza, per certi versi inevitabile, ad avvalorare solo quei lavori scientifici che corrono sul solco di quello già detto e pubblicato, ossia dei déjà vu; d) è impensabile che uno qualunque dei peer reviewer in circolazione si metta a rifare quegli esperimenti che vengono sottoposti al suo vaglio, perché ciò potrebbe implicare anni di ricerca e costi non sostenibili, dunque egli è costretto a limitare la propria valutazione ad aspetti marginali: correttezza formale dell’articolo, buon inglese, risultati in linea con quel che si sa già e via dicendo; e) molte, troppe, riviste chiedono denaro per accettare gli articoli, tipicamente tra i 1.600 e i 6.000 euro. D’altra parte le case editrici si occupano di far tornare i propri conti e se trovano ricercatori che, per smania o per necessità di pubblicare, sono disposti a sacrificare i contributi alla ricerca in vista della carriera accademica, delle “asticelle”, ecc., come dare loro torto?

Detto questo, ritorniamo al problema Mirror neurons (MNs) e all’articolo pubblicato su Researchitaly dal titolo Neuroni specchio, questione aperta? che riprendeva anche gli esperimenti fatti dallo scrivente su soggetti autistici sottoposti a elettromiografia del muscolo miloioideo, dai quali esperimenti si è visto che non vi era differenza sostanziale tra autistici e non autistici, ma si è giunti alla conclusione che gli analoghi esperimenti, “pro MNs”, di Cattaneo e colleghi (2007) erano tecnicamente inadeguati alla complessità del problema che stavano affrontando. Una ulteriore indagine sui MNs è stata condotta su un centinaio di studenti appartenenti a categorie educative diverse come geometri, alberghieri, congegnatori meccanici e studenti d’arte, sottoposti alla visione di opere d’arte, come i tagli di Fontana e i lavori di Pollock. Anche in questo caso sono state verificate risposte diametralmente opposte a quelle ottenute dai fautori dei MNs e ne sono state messe in evidenza le lacune metodologiche. In sintesi: le risposte dei 100 studenti facevano specchio con le proprie eredità culturali ed educative e non con il gesto creatore dell’artista o degli artisti proposti (Fontana, Pollock, ecc.). Come sostenuto in vari contesti, l’effetto specchio non è dovuto a neuroni specchio, per altro mai identificati, né isolati, ma al sostrato culturale e - perché no - anche motorio che, ovviamente, attiene al sistema di neuroni che ognuno di noi possiede (“common neurons”) e che si modella, in termini funzionali, con il proprio vissuto ed è eccitato dal presente, osservato o meno che sia.

Lo stesso slittamento di significato, anche se in “luoghi scientifici” apparentemente lontani, si ha con la faccenda delle onde gravitazionali, sicuramente ipotizzate ai fini dell’Ottocento e da Henry Poincaré (1905) il quale aveva semplicemente affinato il concetto di “effetto a distanza” della gravitazione di Newton inglobando Maxwell. Il fatto che nell’equazione di campo della relatività generale di Einstein faccia bella mostra di sé la costante gravitazionale G di matrice newtoniana, che è misurata con un torsiometro, la dice lunga; l’attribuzione “coatta” di proprietà fisiche alla geometria come parto di alta matematica, che ovviamente è il mero frutto del pensiero umano, come lo sono i concetti di spazio e di tempo (euclideo, non euclideo, metri, secondi) ha portato a una serie di slittamenti di significato dei fenomeni fisici che ora siamo chiamati ad interpretare.

Consegnare la gravità a curvature (ossia nascondere la gravità entro una cerchia di ϱ), come peraltro sottolinea il premio Nobel per la Fisica Steven Weinberg, fa perdere il senso profondo della gravità stessa, ossia parlare di deformazione di un tessuto spazio-tempo geometrico fa scivolare il problema delle onde gravitazionali a esercizio matematico. In giro si trova anche scritto e detto che le GW sono una conseguenza della Relatività Generale (RG) e non che la RG è un modello matematico entro il quale trovano posto “formule” che descrivono o possono descrivere il fenomeno. Da qui l’enfasi mediatica sulle onde gravitazionali, che però non ha stupito coloro i quali si ricordano il Premio Nobel per la fisica del 1993 a Russell A. Hulse e Joseph H. Taylor, né quelli che hanno notato difformità tra quanto asserito da Gaby Gonzales di LIGO e Scott A. Hughes del MIT, né la “traduzione” per i media: forse non si sono letti con estrema attenzione gli articoli scientifici ed è sempre opportuno tenere presenti gli ordini di grandezza delle misure e la forma dei segnali. E neppure si è meravigliato chi si ricorda a memoria che già Galileo Galilei attribuiva alla luce un valore finito, calcolato per la prima volta da Ole Rømer nel 1676; a tal proposito vale ricordare, per dovere di chi fa scienza, che fu Alī al-Ḥasan ibn al-Haytham (Alhazen), nel suo libro di ottica del 1015, Kitāb al-Manāẓir, a immaginare la luce come una propagazione di corpuscoli, mentre, tre secoli dopo, il fisico persiano Kamal al-Din al-Farisi (1267-1319), commentando Alhazen, propose, per spiegare l’arcobaleno, una propagazione ondulatoria della luce. Noi europei ci siamo arrivati secoli dopo. Infatti già la semplice ipotesi sulla natura corpuscolare della luce (oggi i fotoni) permise a Johann von Soldner, in uno scritto del 1801 per gli Annali dell'Osservatorio di Berlino, ovvero un secolo prima di Einstein, di stimare la deviazione gravitazionale della luce. Questo, a mio parere, era ed è la chiave per legare gli effetti gravitazionali alla luce intesa come sottoinsieme dello spettro elettromagnetico, al di là e oltre il modello geometrico e al di là del risultati numerici ottenibili con i vari modelli.

In conclusione, non si risolvono le questioni bio-fisiche e neuroscientifiche introducendo “postulati” o comode congetture o scorciatoie. Così facendo semplicemente si accantonano le questioni di fondo. Con Stefan Weinberg ci sentiamo di dire che “l’eccesso di enfasi sulla geometria - e aggiungo del numero e/o della misura - può solo oscurare le connessioni profonde tra la gravitazione e il resto della fisica”; in altri termini, ogni congettura, ogni modello, dev’essere suscettibile di falsificazione, meglio se effettuata dall’autore stesso della congettura in questione.

Prof. Paolo B. Pascolo

Ordinario di Bioingegneria industriale, già Associato di Meccanica Applicata

Università degli Studi di Udine

Publication date 12/22/2017
Tag Physical Sciences and Engineering