Il nostro primo esempio di un dialogo di ricerca di informazione è un ampliamento di una parte del ragionamento di Sherlock Holmes in Silver Blaze riguardante le sue deduzioni sul curioso episodio del cane di notte (" 'Il cane non fece nulla durante la notte. Questo è lo strano episodio', osservò Holmes.") Per prima viene data la formulazione verbale delle differenti mosse:

(1) C' era un cane da guardia nella scuderia?     Sì.
(2) Un cane da guardia nella scuderia ha abbaiato a qualcuno?     No.
(3) Dunque, nessun cane da guardia nella scuderia ha abbaiato al ladro.
(4) A chi un cane da guardia non abbaia?     Al suo padrone.
(5) Consideriamo uno dei cani da guardia della scuderia, poniamo d.
(6) d non ha abbaiato al ladro.
(7) Colui al quale d non abbaia è il suo padrone.
(8) Dunque, il padrone di d è il ladro.

Si impongono alcune spiegazioni. Nel racconto, le risposte (1) e (2) sono tra i fatti conosciuti del caso presentato prima. Le
mosse deduttive (3) e (5) - (8) sono tutte immediate. In (4) la risposta è banale, una volta posta la domanda. L' abilità di Holmes consiste allora nell' introdurre la premessa esterna appropriata formulando la domanda appropriata, proprio come indicato più sopra. Si noti che la domanda (4) contiene una variabile libera: inoltre è formulata con riferimento al predicato 'cane da guardia'. Una formulazione in tableau del ragionamento di Sherlock Holmes può disporsi nel modo seguente (viene scritta solo la colonna sinistra del tableau di gioco):

(1) $x (Wx & Sx)
(2) "y "x ((Wx & Sx) ® -xBy)
(3) "x ((Wx & Sx) ® -xBt)
(4) "x (Wx ® "y (-xBy ® (y = mx)))
(5) Wd & Sd
(5a) Wd
(6) (Wd & Sd) ® -dBt
(6a) -dBt
(7) Wd ® "y (-dBy ® (y = md))
(7a) "y (-dBy ® (y = md))
(8) -dBt ® (t = md)
(8a) t = md

Chiave: Wx = x è un cane da guardia
              Sx = x era nella scuderia
              xBy = x ha abbaiato a y
              mx = il padrone di x
              t = il ladro

'La scienza della deduzione e dell' analisi' che caratterizza il procedimento indiziario del detective non è però costituita di sole inferenze certe, di tipo deduttivo: ad esempio, in (1) e (2) l' informazione è ottenuta mediante generalizzazione a partire dai dati dell' osservazione (induzione, inferenza probabile); in (3) e (5) - (8) l' informazione è ottenuta mediante esplicitazione dell' informazione contenuta nelle premesse (deduzione, inferenza certa); in (4) l' informazione, nuova e inaspettata, è introdotta mediante formulazione di un' ipotesi esplicativa (abduzione, inferenza probabile). In Some Consequences of Four Incapacities (1868), uno scritto in cui critica l' uso del metodo puramente deduttivo di Cartesio nell' ambito della scienza e della logica moderna, C. S. Peirce (fondatore della semiotica e pioniere nel campo della logica formale) afferma

Ogni ragionamento valido o è deduttivo, o induttivo, o ipotetico; o altrimenti combina due o più di questi caratteri. La
deduzione è trattata abbastanza bene nella maggior parte dei manuali di logica; ma è necessario spendere qualche altra
parola sull' induzione e sull' ipotesi... L' induzione può essere definita come un argomento che procede dall' assunzione che
tutti i membri di una classe o insieme hanno tutti i caratteri che sono comuni a tutti i membri noti di questa classe; o, in altre parole, l' induzione può essere definita come un argomento che assume che è vero di un intero insieme ciò che è vero di un numero di occorrenze prese a caso dall' insieme. Questo si potrebbe chiamare argomento statistico... La funzione di un' induzione è di sostituire, a una serie di molti soggetti, uno solo che comprenda i soggetti dati e un numero indefinito di altri. Così l' induzione è un tipo di 'riduzione della molteplicità a unità'... L' ipotesi può essere definita come un argomento che procede dall' assunzione che un carattere che è noto implicarne necessariamente un certo numero di altri può essere probabilmente predicato di ogni oggetto che ha tutti i caratteri notoriamente implicati da questo carattere... La funzione di un' ipotesi è di sostituire a un' ampia serie di predicati che non formano alcuna unità un singolo predicato (o un piccolo numero di predicati) che li implica tutti, insieme (forse) a un numero indefinito di altri predicati. Pertanto anche l' ipotesi è una riduzione della molteplicità a unità.

La ricerca e l' acquisizione di informazione tramite: i) generalizzazione universale dai dati di
osservazione, ii) formulazione di ipotesi esplicative e iii) esplicitazione dell' informazione contenuta nelle premesse, cioè mediante una combinazione di processi inferenziali di tipo induttivo, abduttivo e deduttivo, non è una caratteristica esclusiva del procedimento indiziario del detective. Tale procedura costituisce la base del metodo della scienza sperimentale moderna, a partire da Copernico (deduzione del modello eliocentrico dall' ipotesi del doppio moto della terra), Galilei (corroborazione con il piano inclinato dell' ipotesi sul moto di caduta dei gravi nel vuoto), Keplero (introduzione dell' ipotesi del moto ellittico dei pianeti per spiegare le anomalie del moto di marte) e Newton (deduzione del moto planetario e delle maree dalla legge di gravitazione universale). Vi sono, anzi, forti indizi sul fatto che questa procedura sia stata usata con successo anche dai maggiori filosofi naturali del periodo alessandrino, accanto al metodo assiomatico-deduttivo della geometria euclidea (metodo meccanico, accanto al metodo di esaustione, nella statica di Archimede; approssimazione ai dati di osservazione con uno sviluppo in serie trigonometrica mediante epicicli, accanto alle sfere concentriche di Eudosso, nel modello geocentrico di Ipparco - Tolomeo).

Abbiamo qui... le tre operazioni del pensiero che si ritrovano nella soluzione di ogni problema scientifico: osservare, supporre, verificare. Gli atti intellettuali sono gli stessi, sia che si tratti di scoperte teoriche, sia che si tratti di scoperte pratiche. Prendiamo, per esempio, nell' ordine pratico, l' innesto chirurgico a cui il dottor Reverdin ha dato il suo nome. Si è notato in quale modo l' epidermide si riforma su una ferita ed il ruolo che vi giocano le cellule della pelle che si trovano talvolta sulla ferita nuda; questa è l' osservazione. Si è ipotizzato che un frammento di epidermide, artificialmente posto sulla ferita, potrebbe riprendere vita e attivare la guarigione, questa è la supposizione. Si è fatto l' esperimento e, nelle condizioni che la pratica ha rivelato, l' esperienza è riuscita; questa è la verifica.

Osservazione e induzione.

L' osservazione è il risultato dell' attività volontaria dello spirito, cioè dell' attenzione prestata ai fenomeni percepiti. Nell' osservazione lo spirito non crea nulla, constata. E' passivo rispetto all' oggetto del suo pensiero, ma esprime la propria attività per percepirlo. Questa attività è necessaria perchè le impressioni sensibili diventino elementi di scienza. Per osservare non basta vedere, occorre guardare, non basta sentire, è necessario ascoltare.

L' osservazione è esterna o sensibile se riguarda i fenomeni materiali; è interna o psichica se si riferisce ai fenomeni dell' anima. Esiste infine un' osservazione che può chiamarsi razionale: quella delle idee o dei giudizi che hanno, per la nostra intelligenza, un carattere di necessità. Questi elementi intellettuali si distinguono profondamente dai fatti; ma la loro presenza nel nostro spirito è un fatto che si impone a noi con una autorità uguale a quella delle percezioni esterne o interne... Alle nostre osservazioni personali, che sono relativamente poche, si aggiungono le osservazioni altrui, che riceviamo dalla nostra fiducia nella testimonianza.

Quando l' osservazione ha un carattere scientifico è inseparabile dall' induzione. L' induzione, che bisogna accuratamente distinguere da una semplice analogia, è il procedere del pensiero che studia in un caso particolare un fenomeno concepito come generale... Ogni osservazione scientifica suppone la costanza delle classi e delle leggi della natura, cosa questa che permette di studiare in un solo fatto tutto un insieme di fatti supposti identici a quello che costituisce l' oggetto diretto dell' osservazione... La costatazione dei fatti, che è la base fondamentale di ogni scienza, suppone, dunque, indivisibilmente, l' osservazione che percepisce un fenomeno e l' induzione che lo generalizza.

Verifica e deduzione.

L' uguaglianza della somma dei tre angoli di un triangolo a due angoli retti non ha potuto essere che un' ipotesi nella mente del primo geometra che ha fatto tale scoperta. La supposizione è stata logicamente ricollegata alle azioni e ai teoremi precedenti, cioè la supposizione si è trovata conforme ai risultati di una deduzione certa. Da allora, il teorema ha preso posto nella scienza a titolo di verità. Le matematiche hanno sempre questo carattere... poichè la dimostrazione risale agli assiomi mediante leggi essenziali dell' intelligenza. La verifica di un' ipotesi fisica si presenta invece in altre condizioni. Supposta una legge, non la si ricollega, mediante un movimento ascendente del pensiero, a verità anterirormente stabilite; ma se ne deducono le conseguenze. Queste conseguenze sono confrontate con i dati dell' osservazione, con il risultato delle esperienze tentate; e l' ipotesi ha un valore determinato unicamente dal grado di spiegazione dei fenomeni che essa fornisce.

In altri casi l' ipotesi dà luogo ad una deduzione più o meno complicata. L' insieme delle sue conseguenze costituisce un sistema. Questo sistema deve essere confrontato con i fatti e, se si trova conforme ad essi, prende posto nella scienza a titolo di teoria... Risulta anche, dal modo in cui si formano le teorie sperimentali, che esse passano per gradi diversi di probabilità, ciò che non avviene per le teorie puramente razionali, di cui le matematiche offfrono il tipo più conosciuto. La probabilità risulta dalle spiegazioni fornite; e il grado di tali spiegazioni è un elemento variabile.

Quando un' ipotesi sperimentale è verificata dalla conformità delle sue conseguenze con i fatti essa è ritenuta vera, ma non è spiegata nel senso che sia collegata a verità antecedenti da cui si possa dedurre logicamente. La scienza fa un passo in più quando, dopo aver verificato una ipotesi, può ricollegarla, tramite il ragionamento, a verità precedentemente stabilite... Sembra che, in questo caso, la fisica segua un cammino analogo a quello delle matematiche, ma di veramente uguale c' è solo il processo del ragionamento; il punto di partenza non è mai lo stesso... Ora questi punti di partenza non sono assolutamente dei dati a priori; sono ipotesi che non potrebbero essere giustificate se non mediante la spiegazione dei fenomeni. Confondere queste ipotesi con gli elementi immediati della ragione, come gli assiomi matematici, sarebbe un grave errore.

La distinzione generalmente ammessa tra le scienze sperimentali e le scienze razionali è dunque una distinzione valida, che risulta dalla natura degli oggetti osservati e dal modo di verifica delle ipotesi; ma il metodo nel suo insieme resta sempre lo stesso nei suoi tre elementi: osservare, suppore, verificare... L' osservazione scientifica è inseparabile dall' induzione. La deduzione è un elemento essenziale della verifica. L' atto di supporre è una anticipazione del pensiero senza la quale la scienza ristagnerebbe per sempre; e siffatta anticipazione è il prodotto di una spontaneità individuale.

Supposizione e ipotesi.

La percezione, tanto interna che esterna, ci dà i fatti senza alcun elemento di spiegazione. Gli assiomi, le leggi del ragionamento e le tendenze innate dell' intelligenza, sono i principi regolativi del lavoro del pensiero; ma questi principi puramente formali non ci fanno conoscere una sola causa o una sola legge nell' ordine delle scienze sperimentali, né alcun teorema nell' ordine delle scienze matematiche. I teoremi si verificano solo con il ragionamento, ma, prima di verificarli, bisogna concepirli, ed essi non fanno in nessun modo parte dei dati immediati della ragione... Esiste un modo facile per distinguere i dati immediati, che costituiscono la materia o la condizione della scienza, dalle verità scientifiche propriamente dette, che esigono l' ipotesi e la verifica. I dati immediati si mostrano e non si dimostrano.

L' ipotesi è dunque il fattore essenziale delle scienze. "Un' idea anticipata o un' ipotesi - dice Claude Bernard - è il punto di partenza necessario di ogni ragionamento sperimentale. Senza di essa non si potrebbe fare nessuna ricerca né si potrebbe imparare qualcosa di nuovo; si ammucchierebbero solo sterili osservazioni."... Ogni verità è, nella sua forma primitiva, un' ipotesi che ha valore solo quando è verificata e che, una volta sottoposta alla verifica, diventa o un teorema, o una legge, o, infine, la determinazione di una classe, di una causa, di un fine. L' embriogenia della scienza deve dunque stabilire che non si è fatta nè si farà mai nessuna scoperta senza una supposizione... Lo spirito umano produce una moltitudine di congetture vane, così come gli alberi delle nostre foreste producono un gran numero di semi sterili; ma l' ipotesi è il seme di ogni verità, e rifiutarla, per timore degli abusi, è come eliminare i semi perchè ne esistono di infecondi.

Oggi si comincia a riconoscere la verità su questo punto; ma se si consultano i libri di logica più diffusi e la maggior parte dei trattati di filosofia, nel capitolo che riguarda l' origine delle nostre conoscenze, si noterà che l' ipotesi o è ignorata (è il caso di quasi tutti i testi di logica del XVII secolo), o è proscritta (è il caso della maggior parte dei libri di logica del XVIII secolo), o è indicata come un procedimento al quale si è costretti ricorrere in certi casi eccezionali, e come per disperazione, quando i procedimenti normali dell' induzione e della deduzione non sono sufficienti... Da dove proviene questo disaccordo tra lo sviluppo reale della scienza e la sua teoria?

Le filosofie della scienza: razionalismo, empirismo, [pragmatismo].

Razionalismo e deduzione.

Le matematiche, vista la semplicità del loro oggetto, sono state la prima scienza rigorosamente stabilita, ed è dalla considerazione dei procedimenti impiegati dai geometri che molti, a cominciare da Pitagora, hanno attinto l' idea generale del metodo. Le matematiche non chiedono all' esperienza che la percezione necessaria per suscitare la concezione dello spazio e l' idea del numero. Movendo da questa base sperimentale, limitata e chiusa, gli assiomi, le definizioni e le leggi dell' intelligenza bastano a tutto. Ne è risultato che la logica della deduzione è stata definita per prima.

Si è commesso un secondo errore ignorando la linea di demarcazione che separa le verifiche sperimentali, che richiedono il confronto tra pensiero e fatti, dalle verifiche unicamente razionali. Si è giunti così alla concezione di una scienza puramente a priori, partendo dai dati immediati della ragione e procedendo per via di deduzione logica. E' il metodo di costruzione. Non c' è nulla da supporre; molto di più, non c' è niente da osservare fuori dei dati della ragione pura... Tale è il metodo che Platone ha fondato coltivando i germi del pensiero di Pitagora.

Questo metodo, restando lo stesso nel suo aspetto formale, relativamente, cioè, al procedimento di deduzione a priori, si è presentato, in seguito, sotto un altro profilo riguardo ai materiali impiegati. I dottori del medioevo hanno adottato come punto di partenza della deduzione non solamente i dati immediati della ragione, ma anche le formule tradizionali alle quali attribuivano una autorità sovrana. Si trattava, in primo luogo, di affermazioni tratte dal settore religioso... Anche i testi di Aristotele hanno occupato, accanto alle formulazioni della teologia, il ruolo di principi.

Dopo il periodo nel quale prevalsero i procedimenti scientifici di cui abbiamo parlato, apparve Cartesio. Cartesio rompe apertamente con l' autorità della teologia e con quella di Aristotele. Ritorna al punto di vista di Pitagora di cui è, presso i moderni, l' erede più diretto. Tenta di spiegare tutti i fenomeni del mondo materiale con il procedimento matematico, senza ricorrere ad altro se non "ai semi di verità che sono naturalmente nelle nostre anime". Questo falso metodo unisce numerosi errori alle verità che il suo genio ha scoperto... Le pretese del razionalismo infatti non resistono all' esame. Con l' uso di questo metodo non si possono innalzare che costruzioni immaginarie (tessere tele di ragno, diceva Bacone), o farsi l' illusione di poter costruire con un procedimento puramente logico teorie di origine sperimentale.

Empirismo e induzione.

Di fronte al razionalismo si è sempre posto un metodo contrario di cui Bacone è, tra i pensatori moderni, il rappresentante più conosciuto... E dalla fisica quale la comprendeva (e la comprendeva male) che Bacone ha tratto il modello della scienza universale. Egli ha ben visto che l' osservazione dei fatti è la condizione della scienza, ma ha scambiato questa condizione per una causa efficiente e ha seguito il suo pensiero con tanta esagerazione sino a credere che l' induzione può sostituire il sillogismo...

Questa concezione del metodo, passando attraverso la mediazione di Locke, arrivò al suo massimo sviluppo nell' opera di Condillac... La nostra anima riceve le sensazioni che le provengono dal di fuori e noi non sappiamo assolutamente nulla di ciò che possiamo apprendere con l' analisi di queste sensazioni. Tale è il metodo a posteriori, che costituisce il carattere specifico dell' empirismo. L' anima umana è considerata come una pura capacità passiva, come se fosse originariamente, secondo l' espressione di Locke, "una tabula rasa".

L' empirismo non resiste all' esame meglio del razionalismo. I sostenitori di questo metodo... dimenticano la parte dello spirito, del soggetto, per un errore analogo e contrario a quello dei razionalisti, che dimenticano la parte dell' oggetto. I dati che essi rapportano direttamente all' osservazione provengono sempre dalla combinazione dell' esperienza con le leggi della ragione, perchè le leggi della ragione entrano in esercizio anche nelle percezioni più elementari. L' osservazione pura, se potesse produrre qualcosa, non fornirebbe mai se non fatti separati, senza legame, senza rapporto tra di essi, che sarebbero la materia bruta della scienza, senza poter mai rivestire i caratteri stessi della scienza.

[Pragmatismo] e ipotesi.

Benchè la lotta dell' empirismo e del razionalismo riempia gli annali della filosofia, i pensatori che non sono influenzati da un sistema estremista ammettono in generale, nel fatto della conoscenza, una partecipazione dell' esperienza e una partecipazione della ragione, cioè un dualismo. Kant, erede sotto questo aspetto delle tendenze di Leibniz, è, tra i filosofi moderni, il rappresentante più illustre di questo punto di vista. Nella parte più valida della sua Critica della ragion pura interviene, come un mediatore molto autorevole, tra i razionalisti e gli empiristi. Ha dimostrato, più rigorosamente di quanto non sia stato fatto prima di lui, l' intervento di forme inerenti al pensiero in tutti i dati dell' osservazione, provando così che l' azione esercitata dall' esterno dagli oggetti dell' esperienza non è che uno solo degli elementi del fatto della conoscenza.

Questo modo di vedere è giusto, ma insufficiente. Non si può infatti spiegare l' origine del nostro sapere con la semplice addizione dell' esperienza e della ragione, perchè né l'esperienza, né la ragione, né la loro mecolanza, possono fornirci la conoscenza dei teoremi, delle leggi e delle cause. L' empirismo dimentica la ragione; il razionalismo ignora l' esperienza; l' uno e l' altro disconoscono la spontaneità del pensiero individuale nella scoperta dei principi esplicativi, che non sono l' espressione immediata né dei fatti, nè delle leggi a priori del pensiero... Aristotele ha scritto la logica delle deduzione. La logica dell' induzione è stata assai sviluppata dai moderni. La logica dell' ipotesi è ancora da farsi. Il suo primo compito consiste nel riconoscere il ruolo dell' atto del supporre nella costruzione della scienza.

Ricerca delle classi [e generalità].

Porre un essere nella sua classe significa assegnarli una natura che si suppone costante, cosicchè la designazione della classe comporta l' affermazione legittima di un determinato numero di proprietà. Attribuisco ad un corpo il nome di argento, ad un vegetale il nome di palma, ad un animale quello di leone: l' imposizione di questi termini, se è giusta, implica l' affermazione delle proprietà che posso attribuire, senza errore, a questo vegetale, a questo animale, a questo corpo. Tale è la base di ogni induzione e di ogni deduzione, ossia, come abbiamo visto, la base indispensabile della scienza. E' quasi superfluo ripeterlo, tanto la cosa è evidente: se non esistessero classi naturali... ogni affermazione generale sarebbe falsa. Ora, senza le idee generali, senza i nomi comuni che le esprimono, la parola e il pensiero rimarrebbero ugualmente impotenti. L' esistenza delle classi naturali è dunque la condizione del pensiero scientifico e la scoperta di queste classi ne è il fondamento.

Lo scopo ultimo della scienza è quello di scoprire gli elementi primitivi di cui i fatti che si presentano all' osservazione immediata sono i composti. La ricerca di tali elementi primitivi, o classi principali degli esseri, giuoca un ruolo considerevole in chimica. La voisier definiva la chimica: "la scienza che ha per oggetto quello di scomporre i diversi corpi della natura", di risalire cioè ai loro elementi... E' nota infine tutta l' importanza della classificazione nelle ricerche della botanica e della zoologia. La questione delle specie, se è un problema di teoria e non una semplice questione di nomenclatura più o meno arbitraria, è una questione di numero e di natura delle classi fondamentali nelle quali si suddividono gli esseri viventi.

Sappiamo che Laviosier, avendo osservato che una parte d' aria era suscettibile di combinarsi con le sostanze metalliche per formare calce, mentre un' altra parte della stessa aria rifiutava costantemente questa combinazione, "suppose - come egli stesso testimonia - che l'aria dell' atmosfera non è affatto una sostanza semplice, ma è composta da due sostanze molto diverse"... Ciò che prova, fino all' evidenza, il carattere ipotetico delle classificazioni è la necessità assoluta delle classificazioni provvisorie... Esse sono sostituite da altre quando riconosciute insufficienti o false. E' così che i quattro elementi degli antichi: la terra, l' acqua, l' aria e il fuoco, sono stati sostituiti dal considerevole elenco dei nostri corpi semplici, che - possiamo crederlo - il progresso della chimica ridurrà di numero.

Ricerca delle leggi [e semplicità].

Le leggi scientifiche sono formule che esprimono il modo secondo il quale avvengono i fenomeni. Vi sono leggi molto semplici che sono solo la generalizzazione immediata dell' osservazione. Il fatto che tutti i corpi, solidi o liquidi, allo stato libero cadano a terra, è l'espressione del fatto generale della gravità. Galileo ha scoperto il modo preciso della caduta dei corpi gravi, ossia la legge scientifica del fenomeno, accertando che gli spazi percorsi sono proprorzionali al quadrato dei tempi... La ragione fu impiegata nel dedurre le conseguenze dalla teoria del movimento accelerato. Ma, ottenuto tale risultato razionale, Galileo si guardò bene dal considerarlo come un teorema a priori; egli lo presentò al mondo scientifico come una verità solo dopo aver verificato, con l' esperienza, ciò che era per lui, fino allora, solo una congettura matematica... Appena ci si allontana dalla semplice espressione dei fatti generalizzati per tentare di precisare la loro legge, l' ipotesi interviene necessariamente.

La teoria di Copernico non è una legge nel vero senso della parola; è un' ipotesi di natura speciale che era necessaria per le grandi scoperte che dovevano seguire. Questa teoria non era certamente il risultato di un ragionamento a priori; ogni ragionamento a priori che si faceva allora portava al mantenimento della dottrina riguardante la posizione centrale della terra. Non era nemmeno il risultato dell' osservazione, poichè l' osservazione diretta condurrà sempre a pensare che è il sole a muoversi attorno al nostro globo. Era invece una congettura ardita, che lo scienziato polacco attinse, come egli ci insegna, dagli scritti di alcuni antichi.

Keplero, dopo aver supposto che le orbite dei pianeti erano delle ellissi anzichè dei cerchi, come si ammetteva prima di lui, cercò di verificare la sua ipotesi. Egli si ingannò nei calcoli e respinse, per un tempo, l' idea vera che aveva scoperto e che riuscì a dimostrare più tardi con i calcoli esatti. La storia del suo pensiero presenta un fatto analogo in occasione della scoperta della sua terza legge... Si vede qui chiaramente il procedimento di invenzione; in primo luogo, le osservazioni accumulate da Tycho Brahe e da Keplero stesso; poi l' ipotesi, la cui data risale all' 8 marzo 1618; infine la verifica, che dapprima sfugge a causa di errori di calcolo e che si trova poi nei calcoli esatti.

La storia intellettuale di Newton presenta incidenti molto simili. Fu nel 1666 che la legge della gravitazione apparve per la prima volta nella mente dello scienziato. Egli ne dedusse dapprima le conseguenze per la luna. Ma, non concordando i risultati dei suoi calcoli con le osservazioni, rinunciò alla sua teoria... Newton apprese, nel 1670, che l' Accademia delle scienze di Parigi aveva ottenuto una nuova misura del meridiano che differiva da quella ammessa fino a quel momento... Questa volta i calcoli si trovarono pienamente d' accordo con i risultati dell' osservazione... Basta un po' di riflessione per accorgersi della verità di queste parole di Ampère: "Mai l' analisi avrebbe potuto farci scoprire questa legge generale e semplice secondo cui i corpi celesti si attirano in ragione inversa al quadrato delle loro distanze; non è che attraverso le ipotesi che si è trovata questa grande verità".

Ricerca delle cause [e semplicità-armonia].

Il principio di causalità ex nihilo nihil è il postulato generale della scienza. Se un fatto potesse prodursi dal nulla senza alcuna ragione d' essere, noi non potremmo aspirare a rendere ragione di niente, il filo delle ricerche sarebbe per sempre interrotto. Questo principio fondamentale si applica a due classi di cause: le cause sottoposte nella loro azione a un determinismo assoluto, e le cause concepite come dotate di un elemento di libertà... L' azione delle cause supposte libere non può essere prevista con una certezza assoluta, poichè la possibilità di conseguenti diversi, dati i medesimi antecedenti, è l' idea stessa della libertà... In tutti gli ordini dei fatti in cui non interviene la libertà, la causa invece è un antecedente da cui un conseguente segue, secondo una legge fissa, in modo tale che quando la legge di successione è conosciuta, dato l' antecedente, si può determinare il conseguente con una deduzione logica.

Le cause non sono leggi, e le leggi non sono cause... ma la conoscenza di una causa richiede, per essere logicamente feconda, la conoscenza della legge della sua azione. La presenza di un corpo è una causa meccanica. Non posso dedurre nulla dal fatto della sua presenza se ignoro la legge di gravitazione; ma il corpo e la legge sono due cose perfettamente distinte... Nel 1846, Le Verrier suppone che certe perturbazioni osservate nel movimento del pianeta Urano provengono dall' esistenza di un pianeta sconosciuto di cui egli determina con il calcolo la posizione probabile; ecco l' ipotesi. Poco tempo dopo la pubblicazione del lavoro di Le Verrier, Galle, astronomo berlinese, scopre il pianeta supposto: l' ipotesi ha ottenuto in questo modo una conferma immediata e assoluta.

Le scienze mediche aprono un vasto campo alla ricerca delle cause. Uno stato di malattia offre all' osservazione un certo numero di sintomi anormali di turbe nelle funzioni. Dato questo complesso di sintomi, il problema, per giungere ad un trattamento razionale, e se si suppone una malattia unica, consiste nel determinare la causa generale dei sintomi, ossia l' antecedente da cui il resto segue secondo le leggi conosciute della fisiologia... Tra l' esame del malato e la prescrizione del medico interviene sempre la diagnosi, ossia una supposizione vera o falsa, sulla causa dei sintomi osservati. Per questo neppure le conoscenze scientifiche più sviluppate saprebbero rimpiazzare, nell' arte di guarire, il genio medico il quale non è che la facoltà di fare immediatamente supposizioni giuste.

Ricerca dei fini [e armonia].

Nel settore delle scienze che hanno l'uomo come oggetto, la volontà figura nel numero delle cause... Le determinazioni della volontà si producono in presenza di impulsi diversi, o di antecedenti che la scienza cerca di ravvisare. Questi antecedenti non volontari degli atti della volontà sono di due specie: vi sono impulsi passionali, la cui ultima causa si trova nel temperamento, e dà luogo a spiegazioni fisiologiche; oppure ci sono motivi ragionati, e tali motivi sono i fini che gli agenti si propongono. E' la conoscenza di questi fini che rende gli atti della volontà intelligibili. Una volontà puramente capricciosa non potrebbe essere compresa; ma quando una volontà persegue un dato scopo, la conoscenza di tale scopo fornisce l' intelligenza dei mezzi usati per raggiungerlo.

Le ipotesi relative ai fini non sono usate nella fisica speciale. Questa scienza studia la natura dei fenomeni e le leggi del loro susseguirsi. L' uomo si impadronisce delle conoscenze così acquisite e le utilizza a favore dell' industria; domina gli agenti naturali nella misura in cui li conosce. In molti casi la scienza si produce sotto l'impulso del bisogno di conoscere e senza altre considerazioni; ma, anche nei casi in cui si studiano dei fenomeni fisici con l' intenzione di trarne conseguenze pratiche, l' uso che l'uomo fa delle potenze naturali non può essere considerato come l' intervento della causa finale nello studio dei fenomeni... Nel suo studio diretto il fisico si pone sempre il problema del come dei fenomeni e non quello del perchè.

Gli studi biologici si presentano in condizioni diverse... Quando Cuvier, ponendo le basi della paleontologia, riuscì a ricostruire storicamente un animale con alcuni resti trovati sotto terra, suscitò un' ammirazione piena di sorprese. Quale era la sua scoperta?... Esiste un tale rapporto tra lo stomaco, le mascelle, i denti e le parti motorie di un animale che dalla conoscenza di una di queste parti si possono dedurre le altre. Perchè? Perchè l' essere vivente è armonico e in esso tutto concorre ad uno scopo definito: l' alimentazione... Il ruolo dell' osservazione diretta negli studi fisiologici è diminuito dal fatto della vita stessa che non permette di scomporre un essere organizzato nei suoi elementi e di ricomporlo poi come avviene nelle analisi e nelle sintesi della chimica... Il fine ultimo della fisiologia è quello di scoprire le proprietà degli elementi costitutivi del corpo organizzato. Queste proprietà sono concepite come funzionali, ossia come relative a un determinato scopo.

Laplace, pensando all' insieme del sistema solare, scrive: "Sembra che la natura abbia disposto tutto nel cielo per assicurare la durata del sistema planetario, attraverso vie simili a quelle che essa sembra seguire così mirabilmente sulla terra, per la conservazione degli individui e la perpetuità delle specie". L' organizzazione generale del mondo è considerata, in queste parole, come ciò che ha lo scopo di assicurare la stabilità del sistema. Laplace stessso osserva che questa stabilità può essere provvisoria e che il nostro mondo potrà morire come le specie estinte di animali e di piante. Tale opinione è stata ripresa da alcuni pensatori moderni. Partendo dalla teoria meccanica del calore, essi hanno cercato di prevedere il modo di dissoluzione dell' universo attuale.

I principi direttivi della scienza in generale: generalità, semplicità, armonia.

La mente umana, fornita dell' apparato logico, ricerca le classi, le leggi, le cause, i fini dei fenomeni osservati. Questa quadruplice direzione del pensiero si osserva già nelle manifestazioni dell' intelligenza dei bambini. Essa è stata enunciata da Aristotele... Nello studio delle classi, delle leggi, delle cause e dei fini, l' intelligenza è diretta da un principio inerente alla ragione che è la ricerca dell' unità. La ricerca dell' unità si manifesta sotto tre principali forme: l' induzione, che generalizza i fatti, che vede, cioè, in un caso particolare il tipo di un fenomeno generale; la ricerca dell' armonia, ossia dei rapporti che uniscono le cose tra loro riconducendo le cose ad un centro comune; la ricerca della semplicità, vale a dire di un piccolo numero di elementi e di un limitato numero di leggi che esprimono il rapporto di questi elementi.

Lo scopo più elevato della scienza generale può esprimersi così: spiegare l' universo con l' armonia di un piccolo numero di elementi. Determinare gli elementi, partendo dalla complessità dei fenomeni osservabili, è compito dell' analisi; stabilire i rapporti di tali elementi e mostrare come questi rapporti rendano ragione dei fenomeni osservati, è compito della sintesi... Pitagora è il primo scienziato a noi noto che abbia formalmente sostenuto che l' universo è un' armonia, e che il compito generale della scienza è quello di ricondurre le diversità all' unità. Perseguendo tale compito il pensiero entra in lotta con le apparenze che sono tutte a favore della diversità dei fenomeni. Tale lotta della ragione contro le apparenze e contro le dottrine che vogliono restare legate alle apparenze, forma una parte essenziale della storia della filosofia.

Generalizzazione.

La ricerca dell' unità si manifesta innanzi tutto nell' induzione, il cui carattere è quello di generalizzare un fatto osservato. La generalizzazione si rivela spontaneamente nella formazione della parola, perchè, senza la generalizzazione, si avrebbero solamente nomi propri e nessun nome comune, fatto, questo, che renderebbe impossibile ogni esercizio un po' elevato del pensiero. L' induzione riflessa si presenta, inannzi tutto, sotto forma di conclusione, che va dal particolare al generale, fondata su molte osservazioni... Ma questa è solo un' induzione imperfetta, una semplice analogia. L' induzione strettamente scientifica, come quella che si usa particolarmente in fisica, non risale dal particolare al generale, ma riconosce un fatto generale in un caso particolare.

L' ideale della scienza sarebbe quello di raggiungere, attraverso l' analisi, gli elementi primitivi delle cose: il primo atomo, la legge iniziale... e di partire da ciò per la sintesi. In realtà, non raggiungiamo mai gli elementi semplici, restiamo sempre nell' ambito del complesso; ma basta individuare determinati elementi fissi perchè l' induzione sia buona. Quando si sono raggiunti elementi che, sebbene siano composti, sono veramente fissi, si può, senza tema di errore, affermare di un individuo ciò che è vero della sua classe; e di una classe, ciò che è vero di un individuo considerato nei suoi slementi essenziali.

Laviosier, sbalordito dalla scoperta dell' ossigeno, e vedendo che questo corpo entrava nella composizione di molti acidi, pensò che ogni acido contenesse ossigeno. Ora, l' acido muriatico è una combinazione di cloro e di idrogeno. Laviosier, persuaso che tale acido contenesse ossigeno, che non si era ancora riusciti a liberare, fu così condotto a ignorare il cloro, di cui Davy, più tardi, doveva fare la scoperta... Le induzioni affrettate sono una sorgente notevole di errori, ma senza l' induzione non ci sarebbe scienza. La costanza delle classi e delle leggi è la condizione senza la quale tutte le ipotesi sarebbero impossibili; è il postulato generale di ogni esercizio di pensiero; ma il tentativo di determinare le vere classi e le vere leggi non può effettuarsi che attraverso ipotesi che restano sottoposte al controllo dell' esperienza.

Ricerca dell' armonia.

L' armonia si manifesta nei rapporti che collegano gli effetti alle loro cause, i conseguenti ai loro antecedenti, i mezzi ad uno scopo, i membri ad un organismo, le funzioni subordinate ad una funzione principale. Conoscere questi rapporti è uno dei fattori essenziali del genio; e più la scienza si sviluppa, più i rapporti si manifestano in tutta la loro estensione... Pitagora, come ho detto, è il primo, per quanto ne sappiamo, che ha affermato, in maniera precisa, il carattere armonico del mondo. Nell' epoca moderna, Leibniz ha sviluppato tale pensiero, brillantemente, con la teoria dell' armonia prestabilita e con la dottrina delle monadi. In virtù dell' armonia prestabilita, ogni monade riflette l' universo; non c' è, cioè, uno solo degli elementi del mondo che non subisca l' azione di tutti gli altri, e che, viceversa, non agisca su tutti.

L' idea riguardante l' armonia generale dei fenomeni deve essere sempre presente al pensiero dello scienziato nella scelta delle ipotesi; la trascuratezza è, in questo caso, causa di gravi mancanze. Il botanico, per esempio, occupato nel tracciare la geografia delle piante, potrà ingannarsi molto spesso se tralascia di tener conto dell' azione dei venti, delle correnti d' acqua, degli insetti e degli altri animali che hanno potuto trasportare i semi, se dimentica, cioè, di considerare i rapporti che uniscono la vita vegetale ai fenomeni fisici da un lato, e alla vita animale dall' altro... In linea di massima l' ipotesi che si ferma alla considerazione di una sola classe di fenomeni rischia di avere una base limitata e falsa; bisogna sempre aver presente il rapporto di ognuna delle parti del mondo con il loro insieme.

Ricerca della semplicità.

La tendenza all' unità si manifesta nello sforzo del pensiero per raggiungere il più piccolo numero possibile di leggi e di elementi. A parità di spiegazione dei fenomeni gli scienziati preferiscono la spiegazione più semplice. La storia della scienza conferma che è su questa via che si trova la verità, giustificando così la massima di Boerhave: "Il semplice è il segno del vero"... Copernico fu indignato... dall' estrema complessità del sistema di Tolomeo; e questo lo spinse a percorrere gli scritti degli antichi per vedere se era possibile scoprire qualche teoria più semplice... E' naturale pensare che la teoria del movimento della terra prevalse perchè rendeva conto dei fenomeni meglio del sistema di Tolomeo; ma, se si intende con questo meglio la spiegazione dei fatti che restavano non spiegati nelle teorie precedenti, ci si può ingannare. Tanto in un sistema quanto nell' altro si spiegavano tutti i fenomeni. Ma la dottrina di Copernico soddisfaceva meglio il bisogno profondo della ragione orientata verso l' unità.

Galileo ricorre parecchie volte al principio secondo cui la natura non fa intervenire molte cause per realizzare ciò che può essere fatto con un numero minimo di cause... "Le leggi della natura - dice - sono le più semplici che possano esserci... Eleviamo dunque il nostro pensiero sino alla regola più perfetta e più semplice; formeremo la più verosimile delle ipotesi"... Quando Newton riuscì a ricondurre alla sola legge della gravitazione le tre leggi stabilite da Keplero, l' entusiasmo, quasi senza precedenti, che suscitò tale scoperta derivava prima di tutto dalla maestosa semplicità della nuova concezione... All' inizio del suo terzo libro sui Philosophiae naturalis principia mathematica, Newton indica le regole che bisogna seguire nello studio della fisica, e la prima regola è questa: "Bisogna ammettere solo quelle cause che sono necessarie per spiegare i fenomeni. La natura non fa nulla invano, e si farebbero cose inutili se si operasse con un grande numero di cause là dove ne bastano poche".

"La fine del XVIII secolo e l' inizio del XIX avevano portato una notevole trasformazione nello studio delle scienze sperimentali. A causa di una reazione contro lo spirito di sistema di cui si era abusato, gli uomini di scienza non avevano più voluto altre guide oltre all' osservazione e all' esperienza. Questo metodo li aveva condotti a stabilire, tra le diverse parti della scienza, distinzioni ben delineate.... Così, la luce, il calore, l' elettricità, il magnetismo, l' affinità chimica, erano considerati come gli effetti di agenti distinti dotati di proprietà speciali... Ma, a partire dal 1815, una nuova direzione viene impressa al cammino della scienza: al bisogno di distinguere si sostituisce quello di avvicinare... Intendo parlare delle notevoli ricerche con le quali Fresnel riuscì a dimostrare, in modo incontestabile... che la luce non è che il risultato di un movimento, e dell' importante scoperta con la quale Oersted giunse a stabilire il legame tra l' elettricità e il magnetismo. Fu quello il duplice punto di partenza di numerosi lavori che, sfociando oggi nella teoria meccanica del calore, hanno fatto scoprire tra le diverse forze fisiche aumentati rapporti e sostituire la nozione di movimenti a quella di agenti distinti... Possiamo anche intravedere già il momento in cui le diverse forze arriveranno ad essere considerate solo come modificazioni di una forza unica, e quando un novello Laplace potrà... ricondurre alle leggi della semplice meccanica tutti i fenomeni della natura inorganica". ( de La Rive, Ginevra 1864 )

Il Mémoire sur la diffration de la lumière di Fresnel fu premiato dall' Accademia delle scienze, nel 1819... Trascriverò qui una parte dell' introduzione che contiene un eccellente trattato sul metodo... "Newton ha supposto che le molecole luminose emanate dai corpi che ci illuminano arrivano direttamente ai nostri occhi... Cartesio, Hooke, Huyghens ed Eulero hanno pensato che la luce risultasse dalle vibrazioni di un fluido universale estremamente sottile, agitato dai movimenti rapidi delle particelle dei corpi luminosi... La prima ipotesi ha il vantaggio di condurre a conseguenze più evidenti, perchè l' analisi meccanica vi si applica più facilmente... Ma, nella scelta di un sistema si deve tenere in considerazione solo la semplicità delle ipotesi... La natura non si è preoccupata delle difficoltà di analisi e ha evitato solamente la complicazione dei mezzi... Una certa ipotesi, molto semplice, quando si considera solo una classe di fenomeni, rende necessarie tante altre ipotesi allorchè si vuole uscire dallo stretto confine al quale ci si era dapprima limitati. Se la natura si è proposta di produrre il maximum degli effetti con il minimum di cause, è nell' insieme delle sue leggi che essa ha dovuto risolvere questo grande problema... Sotto questo aspetto il sistema che fa consistere la luce nelle vibrazioni di un fluido universale ha grandi vantaggi su quello dell' emissione".

Lavoisier oppose alla teoria del flogisto i risultati dell' uso della bilancia che ha creato la chimica moderna. Sicuro delle sue esperienze, attaccò di fronte la dottrina ricevuta... "L'intervento del flogisto non è affatto necessario per spiegare i fatti; è una supposizione da rifiutare perchè, lungi dal semplificare la teoria, la complica". Era un' applicazione diretta della regola di Newton e di Fresnel... Altri scienziati si limitano... a obbedire all' istinto della ragione e all' impulso dei loro predecessori, senza rendersi conto da dove viene lo spirito da cui essi sono animati; ma... quando affermano di porsi davanti ai fatti, in assenza di ogni principio direttivo del pensiero, si illudono. La loro opera rende testimonianza contro di essi... Tutti ammettono che la generalizzazione è un progresso della scienza; ora, generalizzare significa tendere all' unità. L' esperienza è la base necessaria e il controllo obbligatorio di ogni affermazione scientifica; ma appena il  pensiero comincia a spiegare i fatti constatati con l' esperienza, esso è diretto, che lo sappia o che lo ignori, dalla ricerca della semplicità e dell' armonia.