Vielbein - Relativity and other

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Le ipotesi sulla creazione dei concetti scientifici

Questa nota nasce dalla lettura&nbsp;dell'articolo "Nancy Nersessian's Cognitive Historical Approach" di N. Schwarts che tratta - come dice il titolo - dell'approccio di Nersessian alla Filosofia della Scienza. In particolare si prender&agrave; in esame il contributo della filosofa americana per quanto riguarda il suo studio sulla creazione dei concetti scientifici.
Lo studio della creazione&nbsp; e dello sviluppo dei concetti pu&ograve; essere affrontato da un punto di vista dinamico, ponendo l'attenzione ai processi che portano alla creazione dei concetti, oppure da un punto di vista cinematico, andando ad analizzare lo sviluppo dei concetti e mostrandone i cambiamenti nell'arco del tempo. Riferendoci alla filosofia della scienza del secolo scorso il primo approccio va a ricadere in primo luogo nel 'contesto della scoperta', mentre per quanto riguarda il secondo approccio si pu&ograve; pensare che ricada nel 'contesto della giustificazione'. Nersessian fornisce un contributo essenziale allo studio dinamico dei concetti soprattutto nella seconda parte della sua ricerca scientifica, mentre invece il suo apporto allo studio cinematico dei concetti ha un ruolo considerevole nella prima parte del suo percorso scientifico.
L'approccio dinamico alla creazione dei concetti scientifici si fonda sull'ipotesi che essi siano alla base di un processo di 'problem solving', nel senso che&nbsp;da un punto di vista di psicologia cognitiva un problema - a cui &egrave; interessato lo scienziato - &egrave; costituito da uno stato di partenza, da uno stato di arrivo - a cui aspira lo scienziato - e da una serie di operatori che falliscono nel mediare il passaggio dallo stato iniziale a quello finale. Secondo la Nersessian la risoluzione del problema consiste in un processo 'step by step' di tipo euristico che permette di cambiare la rappresentazione del problema ed in cui vengono coinvolte risorse come "analogy, visual representation, and thought experiments". Il processo euristico indicato consiste nel creare un modello del problema in esame, utilizzando le risorse appena indicate, modello che viene raffinato ad ogni passaggio fino a giungere ad uno stato finale di soluzione del problema.
La nozione di modello viene mutuata dalle ricerche di Johnson-Laird sui modelli mentali, che sono strumenti utilizzati dagli esseri umani per fare inferenze su un problema target.&nbsp;I&nbsp;modelli mentali per la Nersessian sono "interpretations&nbsp;intended to satisfy the salient constraints of a physical&nbsp;system, process, phenomenon, or situation. This&nbsp;implies that mental models not only comprehend the&nbsp;structural analogues of what is modelled, that is, models&nbsp;which embody representations of spatial, temporal relations,&nbsp;and causal structures, but that they also include&nbsp;functional analogues which are also dynamic in nature." o nella sua versione minimalista "in certain problem solving tasks humans&nbsp;reason by constructing an internal model of the situations,&nbsp;events and processes that in dynamic cases&nbsp;provide the basis for simulative reasoning."
Ma come avviene la costruzione di un modello mentale che soddisfi i vincoli del problema target? Secondo la Nersessian la costruzione &egrave; un processo di 'bootstrapping' che consiste in un ciclo di manipolazioni di modelli intermedi che vengono modificati di volta in volta fino a giungere al modello finale (il modello mentale non &egrave; un algoritmo di soluzione di un problema). I modelli intermedi sono una via alla soluzione finale, quindi&nbsp;soddisfano alcuni vincoli del problema target, ma anche altri della rappresentazione iniziale.
Un'importante propriet&agrave; del processo di bootstrapping &egrave; la selettivit&agrave;; ci&ograve; significa che le parti del modello irrilevanti vengono lasciate da parte. Un esempio di questa propriet&agrave; pu&ograve; essere l'abbandono finale delle analogie meccaniche che Maxwell tralasci&ograve; nella fase finale di sviluppo delle equazioni che portano il suo nome.
Il ragionamento basato sui modelli &egrave; in ogni caso legato indissolubilmente con il problema di fondo di cosa sono e come si rappresentano i concetti (un modello mentale pu&ograve; essere pensato come una relazione di concetti). Nersessian si occupa di specificare in cosa consista un concetto nella parte iniziale della sua carriera scientifica, seguendo l'approccio cinematico che abbiamo indicato all'inizio.
Un sistema concettuale pu&ograve; essere pensato come una rete di nodi in cui ogni nodo rappresenta un concetto e ogni linea della rete un legame fra di essi (kind, property, relation); modificando un concetto o le relazioni che lo legano agli altri il sistema concettuale di partenza viene modificato (ad esempio un&nbsp;legame di tipo 'property' pu&ograve; diventare un legame di tipo 'relation'). Nersessian analizza la rappresentazione del movimento nella filosofia medioevale, in Galileo e Newton e mostra come i concetti e le loro relazioni sono cambiati con l'evolvere del tempo. Ad esempio la 'gravitas' nel passaggio dal medioevo a Galileo passa da essere una propriet&agrave; ad essere una relazione, oppure l'heaviness in prima battuta &egrave; una propriet&agrave; dei corpi, mentre con Newton diviene una relazione fra di essi rappresentata da una forza. E' interessante osservare che la Nersessian utilizza le mappe mentali per rendere evidente i&nbsp;concetti in gioco ed i legami fra di essi [cfr. "Conceptual change in science and&nbsp;in science education, Synthese 80, 163&ndash;183 (1989)"].
Un singolo concetto per&ograve; pu&ograve; evolversi nel tempo, cambiando significato, pur mantenendo la stessa denotazione; Nersessian analizza il concetto di campo dalla sua definizione ad opera di Faraday fino alle ultime definizioni operate da Einstein. La scienziata americana ritiene che tutte le istanze di un concetto soddisfano un ruolo esplicativo/descrittivo nelle teorie scientifiche; rifacendosi alla teoria aristotelica dei concetti, gli schemi di significato (meaning schemata) di un concetto&nbsp;sono composti dalle propriet&agrave; 'thing', 'function' 'structure' e 'causal power'. Il concetto in esame - ad es. quello di 'campo' - evolvendosi nel tempo modifica queste propriet&agrave;, permettendo in questo modo una analisi diacronica di esso. I meaning schemata della Nersessian sono delle matrici le cui colonne sono le 4 propriet&agrave;&nbsp;indicate in precedenza, mentre le righe sono l'evoluzione temporale del concetto in esame. La rappresentazione sincronica di un concetto sono dunque le 4 propriet&agrave; indicate (ad es. le 4 propriet&agrave; della nozione di campo di Fraday). Espresso in altra forma la Nersessian ha "adapted a prototype notion of a concept, associated with the work of Eleanor Rosch, to develop&nbsp;a schema representation of a scientific concept as an&nbsp;overlapping set of features". L'utilizzo della nozione di prototipo della Rosch &egrave; particolarmente utile per studiare i concetti scientifici, in quanto, individuando una serie di propriet&agrave; comuni, permette&nbsp;lo studio dell'evoluzione di un concetto in un arco temporale.
In analisi successive la Nersessian definisce i concetti come degli strumenti che "specify constraints for&nbsp;generating members of a class of models". Tale definizione deriva dalle teorie sui frames, di cui la pi&ugrave; significativa &egrave; quella di Barsalou che ha avuto notevole successo nell'analisi del 'taxonomic change' (si veda la definizione di 'bird' nell'arco della storia della scienza come indicato da Andersen e colleghi). La Nersessian per&ograve; osserva che "the case of science is complicated by the existence&nbsp;of many nontaxonomic concepts, such as &lsquo;force&rsquo;&nbsp;and &lsquo;mass&rdquo;&rsquo;. La differenza fra concetti 'taxonomic' e 'non-taxonomic' corrisponde alla classificazione Kuhniana fra concetti base e concetti teorici (normic and nomic concept). Mentre i concetti 'taxonomic' (basic/normic) sono determinati osservando molte loro istanze, i concetti teorici (nomic) sono determinati osservando situazioni problematiche complesse a cui una legge &egrave; applicata. In ogni caso la Nersessian ritiene che la proposta dei Dynamic Frame di Barsalou ha il pregio di mostrare come i concetti siano appunto dei 'device' che individuano vincoli (attributes and value&nbsp;constraints ).
Con questa definizione in mente la scenziata americana ritiene che il ragionamento basato su modelli "describes the concept formation and change&nbsp;as a process of generating new constraints or modify the existing ones" ed inoltre "is effective to create new&nbsp;candidate representations because it facilitates the&nbsp;changes of constraints. By means of the processes of&nbsp;abstraction and integration of constraints from multiple&nbsp;domains in a hybrid model, new combinations of constraints&nbsp;can emerge, and these ones may fit structures&nbsp;and behaviors not represented previously. When scientific&nbsp;change is produced, concepts without precedent in&nbsp;the history of science emerge".