Scienze

 


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Argomenti di scienze per la scuola e studenti in ordine alfabetico

 

Scienze

Appunti, riassunti, nozioni di base, sintesi, schemi, brevi tesine utili anche agli studenti delle scuole medie, scuole superiori e università

 

Che cos'é la scienza

 

Scienza:

conoscenza derivata dall'osservazione e dall'esperimento effettuato allo scopo di determinare i principi che sottostanno al fenomeno oggetto di studio.

Scienza pura:

conoscere mediante l'osservazione e la sperimentazione.

Scienza applicata o Tecnologia:

l'arte di modificare e controllare l'ambiente.

Conoscenza (scienza pura) e Controllo (scienza applicata)

Sono due attività che si escludono?

Esiste un punto di incontro tra i due processi?

     Scienza pura-Conoscenza:

si può considerare un procedimento basato su di un "ragionamento induttivo". L'osservazione di specifici casi ed il relativo esperimento(i) porta all'enunciazione di principi  generali.

     Tecnologia-Controllo:

si può considerare un procedimento basato su di un "ragionamento deduttivo".

     Esempio di Eratostene (circa 200 a.c.) che utilizzando i principi generali della geometria euclidea  (circa 300 a.c.)  riuscì a misurare con esattezza la circonferenza della terra.

 

       La conoscenza scientifica differisce dalle altre forme di conoscenza per il modo in cui viene raggiunta e ripetutamente sottoposta a verifica, al fine di valutarene l'esattezza.

      La conoscenza scientifica si basa in ultima analisi sul "metodo scientifico".

 

Il metodo scientifico

 

Osservazione:

-  limita il dominio della scienza;

- ripetibilità  effettiva o potenziale dell'osservazione; meglio se la ripetizione avviene da parte di diversi ricercatori;

- l'esperienza acquisita, il  "sapere comune",  gli  insegnanti,  possono    rappresentare insidiosi ostacoli per una corretta osservazione.

Problema-Domanda:

per avere valore scientifico la domanda deve essere, (i) pertinente [Esempio: se un uomo cade improvvisamente a terra per strada può essere pertinente oppure no la richiesta, da parte del soccorritore, di quando ha consumato l'ultimo pasto; senza esperienza è difficile decidere l'importanza della domanda], (ii) verificabile (disponibilità di tecniche appropriate).

      Domande quali "perché" possono risultare molto difficili, se non impossibili, in quanto non verificabili [Esempio: "perché esiste l'universo?"]. Riformulare il "perché" in domande quali "come"  o "in che modo" possono agevolare il processo che porta ad una risposta.

     L'infinito numero di quesiti biologici che possono essere posti per quanto concerne gli organismi può essere suddiviso in tre categorie. Quale?; per esempio, quale tipo di ragnatela tesse il ragno? Quali tipi di molecole costituiscono il filo della tela del ragno? Questo tipo di domanda caratterizza la "biologia descrittiva" che non comporta una spiegazione dei fatti, ma l'osservazione e la descrizione. Come?; per esempio, come fa il ragno a tessere la tela?, Come fanno le cellule del ragno a sintetizzare le molecole che costituiscono il filo della tela? Questo tipo di domanda caratterizza la "biologia funzionale" e porta alla costituzione di teorie per spiegare ciò che si osserva. Perchè?; per esempio, a che cosa serve la tela del ragno? perché alcune specie tessono una tela ed altre no? Questo tipo di domanda è propria della "biologia evoluzionistica"; anche questa domanda porta alla costruzione di teorie. Nel caso sopra  riportato le domande come? e perché?, benché abbastanza diverse, sono complementari. La domanda come? porta a studiare il modo in cui l'informazione immagazzinata nei geni (DNA) di uno zigote interagisce con l'ambiente e come si manifesta nella struttura, fisiologia e comportamento dell'organismo. La domanda perché? conduce allo studio storico dell'informazione immagazzinata nei geni e dei processi in base ai quali questa informazione genica si modifica nel passare da una generazione all'altra.

Ipotesi:

é una spiegazione del fenomeno che potrebbe essere vera.

    Si possono formulare molte, in teoria, infinite ipotesi; solo una di queste è comunque quella giusta. La limitazione delle molte ipotesi ad un numero ristretto dipende dall'esperienza e capacità del ricercatore. Nella fase formulativa la genialità gioca un ruolo importante. Le ipotesi non sono generalmente formulate rigettando una serie di possibilità alternative, ma piuttosto si rendono necessari momenti di intuito creativo. Ciò giustifica il fatto che un computer non può, almeno per ora, sostituire il ricercatore. Questa tappa del metodo scientifico, che comporta uno sforzo di immaginazione per definire quale risposta può adattarsi meglio alla "domanda", si presenta, dunque, come la meno "scientifica".

Esperimento:

viene eseguito per valutare le ipotesi alternative.

    Esempio: Nella stanza non c'é luce; questo é dovuto a (i) posizionamento dell'interruttore su "spento", (ii) bruciatura della lampada, (iii) condizione di "non vedente" del ricercatore. Un primo esperimento potrebbe consistere nel girare l'interruttore. Ammettiamo che la luce non si accenda. La prima ipotesi può essere scartata.  In realtà l'esperimento non dimostra che l'interruttore  era sulla posizione "spento" ed io l'ho posizionato sulla posizione "acceso"; l'esperimento mi dice soltanto che la causa della  mancanza di luce é dovuta a qualcosa che non riguarda l'interruttore.

   Un esperimento si può considerare eseguito con successo se dimostra che una o più ipotesi sono in contrasto con i risultati e dunque vanno rigettate.

   Il progresso scientifico si può paragonare al modellamento di una statua di marmo la quale prende forma a seguito della successiva rimozione di piccoli frammenti.

   Un esperimento può considerarsi tale solo se affiancato dall'appropriato controllo. L'esperimento ed il suo "controllo" sono due procedimenti paralleli uguali in tutto e per tutto eccetto che in un solo aspetto.

     Un'altra caratteristica fondamentale qualificante l'esperimento è  che i suoi risultati vengano ripetuti da altri, cioè deve essere rispettato il            criterio dellaripetibilità.

Teorie:

ipotesi che resistono al tempo in quanto ripetutamente testate non sono state mai rigettate, rappresentano le teorie.

   Il fatto che non sono mai state rigettate non vuol dire che in futuro non lo possano essere. Da ciò si evince che nella scienza non esistono verità assolute, bensì solo diversi gradi di incertezza. L'accettazione di una teoria da parte di uno scienziato é sempre un'accettazione provvisoria.

   Va sottolineato che nel campo scientifico il termine "teoria" ha un significato profondamente diverso da quello che comunemente gli viene assegnato, cioè mancanza di conoscenza e frutto dell'immaginazione. Nella comunità scientifica per "teoria" si intende un principio accettato frutto di un procedimento empirico.

   Alcune "teorie" hanno avuto conferme così ripetute ed univoche che la probabilità di essere rigettate in futuro é molto bassa. A queste teorie si dà il nome di leggi naturali. Un Esempio é la "legge di gravità". La "teoria dell'evoluzione” ha avuto tante mai conferme che la stragrande maggioranza degli scienziati non le danno meno credito della legge di gravità. La teoria dell'evoluzione rappresenta un fondamento concettuale che unifica la Biologia come scienza.

 

Esempio generale

Il poeta Howard Nemerov descrive un fenomeno naturale nella poesia "Il Consenso" che riguarda la caduta contemporanea di tutte le foglie del ginkgo.

Osservazione:  caduta sincrona delle foglie.

Problema:  perché tutte insieme?

Ipotesi:  (i) il ginkgo possiede un "orologio" interno per cui in un ben preciso momento della stagione invia  un segnale (forse di natura chimica) che porta alla caduta contemporanea; (ii) ciascuna foglia é capace di percepire la lunghezza del giorno per cui in autunno, quando il periodo di luce si accorcia, ciascuna foglia risponde indipendentemente al segnale (iii) un forte vento é spirato la notte prima dell'osservazione di Nemerov facendo cadere tutte le foglie.

Esperimento: un esperimento potrebbe consistere nel coprire con un foglio di plastica nero parte delle foglie di un ginkgo. Se queste non cadono l'ipotesi 2 può rappresentare una spiegazione. Se invece cadono insieme alle altre non coperte, l'ipotesi 2 viene scartata e rimangono in piedi la 1 e la 3.

   Tutto questo focalizza lo Scopo della scienza

Scopo della scienza non é quello di formulare verità, ma di eliminare alcune possibilità in quanto non reggono al vaglio sperimentale. Dunque la scienza progredisce verso la realtà eliminando le false possibilità.

   Nella scienza non esistono verità assolute, ma vari gradi di incertezza. Una teoria che fino ad oggi ha tenuto al vaglio sperimentale, domani non potrebbe più essere in grado di farlo, per cui sarebbe scartata.

 

Scienza e Morale

I risultati scientifici non contengono di per sé nessun valore prestabilito e mai nella ricerca é previsto lo stadio di ricerca dei valori.

  Se un risultato scientifico debba essere usato per guarire od uccidere é una decisione che spetta al senso morale dell'umanità, compresi gli scienziati in qualità di "uomini". Allo stesso modo, bellezza, amore, male, felicità, virtù, giustizia, libertà, ecc., sono tutti valori umani sui quali la scienza come tale tace e non si pronunzia. Sarebbe dunque follia optare per un modo di vita strettamente "scientifico".

 

Fonte: http://www.bionat.unipi.it/270/tri_biotec/matdid/Dini_bioan/05a-Cos'%C3%A8%20la%20Scienza-.doc

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

 

Scienze

 

Tre modi specifici di guardare al processo della scienza:

  • la metodologia esterna della scienza: la forma della conoscenza scientifica non si costituisce mediante un esame rigoroso dei procedimenti effettivamente utilizzati dagli scienziati al lavoro. Così, essa può prescindere dalla “storia della scienza”, a meno che non utilizzi esempi tratti dalla storia della scienza per legittimare la propria concezione della scienza.

La metodologia esterna presenta due concezioni differenti:

  1. se la scienza viene considerata l’ideale della conoscenza umana, allora la sua natura può essere meglio compresa a partire da una teoria generale della conoscenza e dell’essere. Questa disciplina si chiama gneseologia, e conferisce validità alla conoscenza scientifica prima dell’analisi dei procedimenti effettivamente seguiti all’interno della scienza.
  2. la metodologia della scienza coincide con una forma di filosofia “fondazionale”;

 

Se la scienza viene soprattutto vista come una struttura logica di dimostrazione oppure semplicemente di convalida, la metodologia della scienza si approssima alla logica formale, sia essa deduttivo-dimostrativa (ad es.: il sillogismo aristotelico) sia essa induttiva della conferma (ad es.: il tentativo del Circolo di Vienna). Essa si presenta come un modello prescrittivo, ossia come il tentativo di indicare agli scienziati come dovrebbero procedere allorché dovessero trovarsi di fronte a due teorie fra di loro alternative.

La metodologia della scienza, in questo caso, coincide con una filosofia della scienza che utilizza la logica formale al fine di costruire un algoritmo in grado di permettere sia la conferma induttiva che la scelta fra due teorie alternative.

 

2. la metodologia della scienza interna, che si contrappone ad 1, si caratterizza per una descrizione accurata di come gli scienziati procedono concretamente, o hanno  proceduto in passato;

inoltre la funzione svolta dagli elementi metodologici quali le leggi, le ipotesi, le forme della spiegazione, e così via, non viene studiata in astratto ma proprio nella pratica della ricerca;

si basa su ciò che gli scienziati fanno piuttosto che su ciò che dicono di fare;

 

In questo senso, la metodologia della scienza “interna” si costituisce come un’attività e una disciplina empirica. Questo significa che se si vuole analizzare il ruolo della spiegazione all’interno delle scienze sociali, occorre partire da un’accurata rassegna dell’uso che gli scienziati sociali hanno fatto della spiegazione, rintracciando come concretamente è stata utilizzata all’interno dei loro lavori

A differenza della metodologia “esterna”, la metodologia “interna” è una disciplina di secondo livello, ossia è una forma di ragionamento visto che il suo oggetto di studio è il modo di conoscere degli scienziati al lavoro

I legami fra la metodologia così intesa e la storia sono allora strettissimi, al punto che si potrebbe sostenere che tutto ciò che ha rilevanza metodologia all’interno della storia dello sviluppo scientifico ha un suo preciso posto all’interno della pratica della ricerca contemporanea

La storia della scienza - della sociologia, nel nostro caso - è assolutamente centrale per la metodologia delle scienze sociali per almeno due ordini di motivi:

  • fornisce studi completi su aspetti dell’evoluzione della disciplina che non sono rintracciabili nella pratica attuale;
  • consente di studiare la scienza non già in astratto ma nella sua dimensione umana e temporale

 

La dimensione temporale della scienza consente, in particolare, di comprendere il modo attraverso cui i concetti si sono formati, come sono stati specificati nel loro significato empirico, come sono mutati i significati ad essi associati in seguito alla pratica di ricerca. Essa permette di utilizzare connettivi storici, non logici, i quali non possono essere scoperti utilizzando una qualche forma di inferenza logica, ma solo determinando che cosa è realmente accaduto nella passata pratica di ricerca

A partire dalla sua dimensione temporale, è allora possibile distinguere due significati prevalenti del termine scienza:

La scienza in quanto prodotto: in questo caso per “scienza” si intende un insieme di enunciati e di proposizioni intorno al mondo (sia esso fisico oppure sociale) che va dai resoconti osservativi alle teorie più astratte che giustificano queste osservazioni.

Questo insieme di proposizioni, che rappresenta il prodotto finale della ricerca, è una esposizione accurata dei termini tecnici accettati, delle definizioni e delle specificazioni di significato stipulate, e così via. Essa non presenta alcun resoconto di come le scoperte sono state compiute, di come fattori extra-scientifici hanno contribuito al prodotto, e così via;

 

La scienza in quanto processo: in questa accezione la “scienza” viene considerata come un insieme di attività svolte dallo scienziato al fine di conseguire l’osservazione e la comprensione scientifica. Include sia le sue conoscenze formali che le sue conoscenze tacite. Essa rappresenta tutto ciò che lo scienziato realmente fa e che contribuisce alla sua produzione scientifica

In conclusione, si può provare a dare anche una definizione per negazione della metodologia delle scienze sociali:

Essa non è filosofia della scienza: rispetto a quest’ultima è una disciplina più empirica, utilizza maggiormente la storia delle scienze sociali; è una disciplina meno astratta e più concreta: guarda allo sviluppo concreto della conoscenza e, a partire da questo, prova a costruire un modello - provvisorio e in via di progressiva definizione - di conoscenza descrittivo dell’attività degli scienziati al lavoro e non prescrittivo. Rispetto alla filosofia della scienza utilizza maggiormente, quindi, i connettivi storici e non quelli della logica

Essa non è storia della scienza: rispetto a quest’ultima presenta un carattere di maggiore formalizzazione e generalizzazione. Oltre a rintracciare la genesi delle idee delle scienze sociali, la metodologia non le utilizza idiograficamente, ma le organizza in una successione sia temporale che logica.

La metodologia delle scienze sociali, allora, è meno generale, più descrittiva e più empirica della filosofia delle scienze sociali; è più generale e formalizzata della storia delle scienze sociali

 

Fonte citazione per uso didattico : http://www.sociologia.uniroma1.it/users/studenti/Appunti/Met.%20delle%20scienze%20sociali/Appunti_di_Lombardo.doc

Autore: Lombardo

 

Scienze naturali in fase di approfondimento:
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Glossario termini scientifici :

 

aberrazione cromosomica

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acclimatazione

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acetilcolina

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acetilcolinesterasi

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acth

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cinetiche cellulari

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diagramma di radiazione

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ipotensione

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ipertermia

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larghezza di banda

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legame covalente

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lunghezza d’onda

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melatonina

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memoria spaziale

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metabolismo

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micronucleo

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modulazione

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monomeri di cloruro di vinile

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mutageno

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neuroblastoma

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neuroimmunomodulatori

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neutrofili

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oncogene

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ormoni

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percezione

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perdite ohmiche

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poliammine

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polarizzazione circolare

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potenziali evocati dal cervello

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profilo ematico

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radicali liberi

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recettori muscarinici

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regolazione neurovegetativa

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sinaptosomi

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sintesi delle proteine

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sistema colinergico del cervello

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sonno rem

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stadio spermatocita primario

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studio cieco

studio_cieco.html

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studio doppio cieco

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tdma

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