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Realismo e reale in biologia : una prospettiva della filosofia della scienza

Per un filosofo della scienza il problema del reale si pone a partire dalla questione generale del realismo scientifico. Una seconda via d'accesso è fornita da un'altra questione maggiore della disciplina, il riduzionismo. Nei due casi, il problema concerne lo statuto di reale delle entità alle quali gli enunciati scientifici si riferiscono.

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Introduzione

Per un filosofo della scienza il problema di cosa sia o non sia reale si pone a partire dalla questione generale del realismo scientifico. Un secondo spunto di riflessione è fornito dal riduzionismo. Nei due casi, il problema concerne lo statuto di reale delle entità alle quali gli enunciati scientifici si riferiscono. I protoni di cui parla la fisica sono reali o non sono che un costrutto efficace con il quale descrivere i risultati dei nostri esperimenti (un po' come la terza persona singolare del verbo “piove”, che pur non riferendosi a niente di reale è utile per indicare la pioggia)? E questi protoni, per quanto reali essi siano (se lo sono), sono più o meno reali dei quark, di cui, come hanno mostrato ricerche più approfondite, sono composti (in modo simile si potrebbe dire che le foreste sono delle astrazioni mentre gli alberi di cui è composta sono reali)?

In questo articolo presenterò queste e altre problematiche, situandole nel contesto della biologia e più specificamente in quello della biologia evolutiva. La questione dello statuto del reale in biologia può quindi venire affrontata combinando diversi aspetti della filosofia della scienza. Non cercherò di sostenere nessuna tesi su cosa sia il reale in biologia, ma dopo aver introdotto l’approccio con il quale un filosofo della scienza si pone rispetto alla questione del reale, esplorerò diversi punti di vista provenienti dalla biologia, chiedendomi ad ogni passaggio come ciò che è reale venga inteso in quello specifico contesto. Si tratta quindi di presentare una sorta di paesaggio nel quale si affronterà la questione di che cosa è reale per un biologo. Il filo di questo articolo verrà designato da due questioni principali, quella della causalità e quella dell’interpretazione dei modelli. Alla fine del testo affronterò la differenza tangibile tra la realtà per il biologo, di cui si occupa anche il biologo della scienza, e la realtà per la vita stessa; ci arriverò considerando un importante articolo di Thomas Nagel, che discute quali vantaggi abbia un pipistrello ad essere un pipistrello…

 

1. Il realismo scientifico

Le entità teoriche

La questione del realismo scientifico può venire intesa in diversi modi. Qui ne considero due. La tesi del realista scientifico (almeno per le scienze empiriche; la matematica è una questione a parte) ci dice che gli enunciati scientifici mirano a dire il reale. I contraddittori del realista sono il relativista, il pragmatista, lo strumentalista e l’empirista.

Se dico che (p): “i corpi si attraggono in funzione del prodotto delle loro masse e l’inverso del quadrato della loro distanza”, pochi dubiteranno che si tratta di un enunciato vero, nel senso che corrisponde alla realtà. Il relativista dirà certamente che tale enunciato non è vero per un Greco ai tempi di Aristotele, per esempio, e che non c’è modo di scegliere tra due ordini di “visione del mondo”: la gravitazione newtoniana e le tendenze intrinsiche dei corpi aristotelici ad andare verso il basso.

Ma se lasciamo da parte il relativista, interpretare la verità del mio enunciato (p) rimane problematico. Il realismo consiste nell’interpretare il verbo “si attraggono” come la tesi che esiste, nell’universo, una forza di attrazione - la gravitazione newtoniana. In generale, il realismo scientifico è la tesi secondo la quale le entità (forze, particelle, sistemi, campi, eccetera) alle quali si riferiscono gli enunciati della scienza esistono realmente, sono le cose reali che compongono questo mondo. Ben inteso, se un enunciato considerato vero si rivela un giorno essere falso, diremo che le entità credute reali non lo sono più; ma che quelle alle quali la scienza si riferirà nei suoi enunciati futuri sono probabilmente vere.

Tali entità, come le forze, o gli elettroni e tutte le particelle nella fisica, sono spesso chiamate “entità teoriche” o referenti dei “termini teorici” dato che esse non sono direttamente visibili (le opponiamo alle “entità osservabili”) e sono descritte in una teoria (nella quale sono necessarie). L’empirista o lo strumentalista sostengono, che queste entità teoriche non esistano realmente; esse sono assolutamente correlative ai nostri strumenti e sono degli utensili che postuliamo per poter fare delle previsioni sui dati ottenuti da tali strumenti. La coppia protone-elettrone è così la migliore finzione utile per poter predire le proprietà elettriche e dinamiche degli atomi, ma niente ci dice che ci sono dei protoni come ci sono delle sedie o degli alberi. Delle volte il miglioramento delle nostre previsioni implica le ridefinizione delle nostre entità teoriche, spesso con delle conseguenze controintuitive, per esempio nel caso della fisica quantistica, dove dei corpuscoli di luce senza massa - i fotoni – sono stati introdotti per spiegare, tra le altre cose, l’effetto fotoelettrico.

Il realismo scientifico è un insieme esteso di tesi piuttosto sofisticate nel contesto della filosofia della scienza, questa complessità è una conseguenza del grande numero di obiezioni che sono state sollevate contro il realismo scientifico. La più semplice è quella che chiamiamo gentilmente la meta-induzione pessimista: quasi tutte le teorie scientifiche pensate oggigiorno sono state rifiutate, tranne le più recenti; dunque, per induzione, tutte le teorie scientifiche saranno un giorno rifiutate, ciò significa che nessuna sarà in grado di presentarci le entità reali che popolano questo mondo.

Un altro argomento molto sottile si basa sulla logica formale, più precisamente sul calcolo del primo ordine. Un teorema della logica dice che se un insieme di enunciati (chiamato qui teoria) è soddisfatto da una struttura matematica di cardinale infinito (tecnicamente: "ha un modello"), allora è anche soddisfatto da una struttura matematica di cardinale infinito uguale al cardinale dei numeri interi[1].

Questo cosiddetto teorema di Löwenheim-Skolem applicato alla questione del realismo diventa un argomento molto potente (il cosiddetto argomento insiemistico contro il realismo), poiché tutte le teorie scientifiche sono matematizzate. Il teorema implica che dall'interno di una teoria non c'è modo di decidere il cardinale dell'universo che questa teoria descrive. In altre parole, secondo una data teoria, il nostro universo può essere in un numero infinito di modi (ci sono un numero infinito di cardinali infiniti). Non si può decidere tra un numero infinito di possibili reali descritti dalla stessa teoria quale sia "realmente" reale in qualche modo, il che è un forte argomento contro il realismo scientifico.

Senza entrare troppo nel dibattito, l’idea generale che si sviluppa dall’esistenza di argomenti contrari al realismo scientifico è che i termini o i concetti esplicativi delle teorie - come elettrone, fotone, gene in biologia, habitus nella sociologia di Bourdieu, mercato in economia - non abbiano un’esistenza garantita al di fuori dei modelli che li implementano.

Ma il realista non è privo di una risposta - per esempio, può argomentare che più grande è il numero di modelli che implicano le stesse entità teoriche nei loro enunciati, più grande è la probabilità che tali entità siano reali. A volte chiamato "analisi di robustezza", questo tipo di controllo incrociato del consenso estende un modo comune di attestare la realtà delle cose nella vita quotidiana (se diversi sensi, o diversi soggetti indipendenti, ritengono che X sia reale, X è probabile che sia reale). Un altro argomento di carattere realista che è relativamente in voga oggigiorno e del quale il matematico e fisico Henri Poincaré diede una prima formulazione negli anni 20 del secolo scorso, si chiama “realismo strutturale”[2]. In questo caso, abbandoniamo l’idea che la scienza scopra delle entità reali - dal momento che, come enunciato dal set-theoretical argument, tutte le teorie hanno dei modelli definiti “a un isomorfismo prossimo”, dunque stanziati da un’infinità di universi possibili. Resta il fatto che le relazioni tra entità - o, per generalizzare, le strutture matematiche - sono ben catturate dai modelli che le nostre migliori teorie sviluppano. A livello di strutture e non di entità, possiamo quindi essere realistici.

 

I generi naturali (natural kinds)

La questione dei referenti dei termini teorici, alla quale ricolleghiamo ogni tanto quella del realismo scientifico, ci porta a una seconda questione metafisica o ontologica concernente il riferimento dei termini, questione che viene spesso chiamata in inglese problema dei natural kinds (generi naturali). L’idea alla base è che la scienza, per riprendere un’espressione di Platone, cerchi di scomporre il reale secondo le sue articolazioni naturali (carving nature at its joints in inglese), come il macellaio taglia un manzo in filetti. Tutte le scomposizioni non sono tuttavia conformi alla realtà. Intuitivamente, un discorso che scompone il mondo in “animali verdi” e “piante o animali non verdi” è meno vicino alla verità che la biologia attuale, con la sua classificazione in cinque regni estremamente complessa basata su una filogenetica molecolare. La nozione di “natural kinds” è dunque l’idea che esistano dei raggruppamenti reali e non convenzionali di individui - i cani, i gatti, Arabidopsis thaliana, il granito, l’oro, … - e che le scienze ce li rivelino.

Possiamo essere assolutamente nominalisti in materia di raggruppamenti, cioè pensare che in fondo non ci siano che degli individui, che qualsiasi classe non sia che un’astrazione, un semplice nome. Ciò porta all’intuizione che certe classi di individui - Drosophila, Mus musculus, l’uranio - siano più reali che delle altre, le verdure per esempio, che raggruppano dei frutti come i pomodori, delle radici come il ravanello e dei bulbi come il porro. Uno degli aspetti del realismo scientifico consiste dunque nel pensare che la scienza tenda ad identificare dei “natural kinds” reali (cosa che è un pleonasmo, evidentemente).

Questa nozione di natural kinds è stata sviluppata inizialmente da Saul Kripke in un testo che, negli anni settanta, ha segnato la rinascita della metafisica nel contesto della filosofia analitica., Naming and necessity; mi è sufficiente dire che la sua tesi di allora era che le scienze scoprano i generi naturali a posteriori, rivelando a cosa si riferisce il loro nome, e ciò con tutto il mondo immaginabile (dunque tale riferimento rimane necessario). In questo modo, l’oro è un vero genere naturale perché “oro” si riferisce a une certa struttura atomica (recensita nella tavola periodica di Mendeleev), cosicché, se in un qualunque mondo possibile diverso dal mondo attuale (per esempio il mondo di un romanzo) un corpo possiede tale struttura, essa sarà dell’oro e il mio termine “oro” si riferisce anch’esso a tale struttura. Inversamente, gastroenterite non è un genere naturale perché si riferisce alla presenza di numerosi ceppi di batteri. La medicina, anche quella organica, si basa spesso su dei generi non naturali[3].

 

2. Il realismo scientifico in biologia

In biologia, come vengono affrontate queste questioni?

Ci sono chiaramente delle entità esplicative non osservabili. L’eredità è certamente osservabile come un pattern di similarità intergenerazionali, ma il “meccanismo dell’eredità”, sia esso quello che spiega le similitudini, appartiene tipicamente all’ordine delle entità teoriche. Da Mendel in poi, i geni fondano un tale meccanismo e sono dunque delle entità teoriche, almeno fino a quando i primi genetisti mendeliani li hanno trattati negli anni 1910-1920. Dopo il 1953, con la scoperta del DNA, essi sono diventati osservabili ma la questione di sapere se una sequenza di DNA è esattamente ciò che Mendel e gli altri intendevano con “gene” rimane aperta.

Con tali concetti , gene , eredità, possiamo chiederci se sono indipendenti dalle teorie nelle quali li impieghiamo, se essi significano qualcosa al di fuori dell’apparato concettuale della genetica - inversamente, “dente” ha un riferimento chiaramente identificabile anche al di fuori della scienza anatomica. (Infatti, dire che un carattere è ereditabile in un certo grado non è un'affermazione assoluta ma presuppone una popolazione e un ambiente dati; insomma, se il concetto non dipende in modo evidente da una teoria, in ogni caso il suo uso presuppone di aver già definito un modello preciso, con le sue semplificazioni, quindi con le possibilità di non rappresentare fedelmente la realtà).

Specie naturali e generi naturali

Dal lato dei natural kinds, in biologia, si cade sulla questione che ha preoccupato tutti i naturalisti da Linneo in poi, e che tormenta ancora sistematici, biologi evoluzionisti in generale e paleoantropologi, cioè quella dello status di specie biologica. La specie è tipicamente ciò con cui scomponiamo la natura vivente. I tassonomisti del diciassettesimo e del diciottesimo secolo Linneo, Ray, Tournefort, Jussieu si occuparono essenzialmente di classificare il vivente in diverse specie. In generale, in tanti erano d’accordo che i livelli superiori alla specie - per esempio i generi come i Canidi, gli ordini come i Mammiferi, eccetera - fossero delle astrazioni; ma la disputa è stata pure affrontata da un nominalista come Buffon, il quale sosteneva che solamente l’individuo fosse reale e un realista della specie come Linneo, che pensava che la specie costituisse un livello ontologicamente reale.

In ogni caso, sia dal punto di vista nominalista o realista, il fatto è che la differenza tra il cane e la pecora ci sembra ben più consistente e meno convenzionale che la differenza tra il nimbus e il cumulus, per prendere una classificazione di un altro genere, cioè quella delle nuvole. Possiamo certamente suddividere qualsiasi cosa con un calcolo delle similitudini e delle differenze, producendo così delle classificazioni di nuvole, strumenti musicali, generi letterari o stili di musica, eccetera. Ciascuno capisce pertanto che in questi domini, cambiando la variante metrica di similitudine, otterremo diverse classificazioni, nessuna superiore o più reale delle altre. Ora, con le specie biologiche è diverso: la suddivisione in specie sembra reale - la ragione è molto semplice, cioè che la specie si estende nel tempo attraverso l’eredità. I gatti fanno dei gatti, gli gnu fanno degli gnu. Riproduzione e generazione sono delle proprietà essenziali della specie - Buffon la definisce d’altronde come l’insieme di individui interfecondi e Darwin come tanti altri riprenderanno questo criterio. C'è una sorta di legame materiale reale e causale tra tutti i membri di una specie biologica, che non esiste tra, per esempio, tutte le istanze di cumulo, o l'operetta viennese (se consideriamo le classificazioni musicali).

Potremmo dunque sostenere che nella biologia i “generi naturali” - l’equivalente dei corpi puri nella classificazione di Mendeleev, basata sulle differenze della struttura atomica - sono le specie. Tuttavia un’obiezione è che, a differenza dell’oro, le specie hanno un inizio e una fine nella storia.

Rimane il fatto che la differenza tra le specie biologiche è reale e non convenzionale, il modo di concepire il rapporto tra gli individui reali e di specie è cambiato con Darwin, in un modo che Ernst Mayr, uno dei maggiori autori della teoria evolutiva classica, ha riassunto così: prima di Darwin i biologi erano “tipologisti”, con Darwin diventano “population thinkers”. Si tratta di una differenza nella concezione di realtà della specie. Per Mayr, i predarwiniani concepivano a partire da Aristotele almeno la specie come un insieme di copie più o meno simili mal riuscite di un tipo specifico. Ciò che è importante è dunque il tipo, i multipli individui della specie sono come degli aneddoti. In un mondo più perfetto, gli individui potrebbero assomigliarsi ancora di più tra di loro e al proprio tipo specifico.

Quêtelet, uno dei fondatori della statistica, illustra bene questo modo di pensare ; pioniere della statistica umana, ha realizzato a partire da numerosi dati un ritratto astratto di ciò che chiamiamo “l’uomo ideale”, i cui tratti sono la media della distribuzione dello stesso tratto nella popolazione. Generalmente i tratti sono distribuiti secondo delle curve a campana, dette gaussiane o normali, la più grande parte della popolazione possiede un valore del tratto prossimo alla media del tratto (pensiamo all’altezza). Per Quêtelet, questo uomo medio rivela le statistiche e giustamente il tipo della specie “uomo” (il procedimento funzionerebbe con qualsiasi specie); gli individui differiscono, perché una somma di piccole cause idiosincratiche fa deviare l'uno o l'altro più o meno dal tipo, che è dunque come la causa profonda di questa forma umana più o meno male istanziata in ciascuno.

Inversamente, nella biologia darwiniana, che è oggigiorno il quadro di tutta la biologia - “Niente in biologia ha senso tranne che alla luce dell’evoluzione”, come ha detto in una formula celebre uno dei fondatori della biologia evolutiva moderna, Theodosius Dobzhansky - una specie è un insieme di individui variabili, necessariamente variabili. Una specie esiste concretamente come (un insieme) di popolazioni, sempre costituite da individui diversi. Il tipo, la media dei valori delle varianti, non è che una pura astrazione. È proprio perché ci sono delle variazioni - ereditabili e conferenti a ciascuno un migliore o peggiore adattamento all’ambiente (pensiamo alla velocità di corsa, alla statura, al colore della pelliccia) - che si può avere ciò che chiamiamo “selezione naturale” delle piccole variazioni più adatte, quelle che conducono a un’evoluzione, cioè a un cambiamento dei tratti e della loro frequenza in una popolazione e, finalmente, all’ eventuale apparizione di nuove specie. Ora, evidentemente da un punto di vista darwiniano la selezione naturale è la spiegazione principale della biologia: gli adattamenti, la diversità dei viventi, alcune delle loro proprietà comuni, la filogenesi, si spiegano spesso alla luce di questa selezione. Dunque la variazione è epistemologicamente rilevante: se la lasciamo da parte come un rumore imposto a un tipo specifico essenziale, non capiamo più niente perché non c’è più della selezione naturale pensabile. Essa è dunque, in un qualche modo, il reale della specie. In breve, una prima risposta alla questione del reale in biologia, nel quadro darwiniano, sarebbe dire: il reale è la variazione.

E questa variazione, ancora una volta, ha un ruolo causale principale nell’evoluzione (senza variazione, niente selezione e dunque niente evoluzione).

È anche una ragione per dubitare che, per quanto strano possa sembrare, le specie siano veramente dei “generi naturali” nel senso più alto, come l’oro o lo zinco nella chimica. Dato che tutte le istanze d’oro, avendo la stessa struttura, sono molto simili: le loro proprietà individuali derivano tutte dalla struttura atomica dell’oro. Al contrario, non c’è la questione di similarità per una specie biologica, dato che la variazione è costitutiva ed è dunque sbagliato di pensare che tutti gli individui abbiano necessariamente, come l’oro, una struttura identica (ci sono sempre delle variazioni estremamente diverse, anche a causa delle mutazioni genetiche).

 

[1]Cardinale qua significa la grandezza dell’insieme dei numeri interi naturali, per dire in breve; è il “più piccolo” infinito che ci sia e la teoria detta “teoria degli insiemi” ha mostrato come ordinare in un qualche modo gli infiniti; per esempio l0insieme dei numeri reali è un infinito più grande che l’insieme dei numeri interi, eccetera.

[2] La sua elaborazione filosofica precisa rimonta a una ventina d’anni.

[3] L’influenza è esemplarmente definita come un’acuta febbre, dolori, eventualmente tosse o congestione nasale, in concomitanza un’epidemia di influenza … Come meglio dire che attraverso questa definizione assolutamente circolare che l’influenza non esiste?