Come Elaborare una Teoria

Co-redatto da Bess Ruff, MA

Una teoria ha lo scopo di spiegare perché qualcosa accade o come diverse cose sono collegate. Rappresenta quindi il "come" e il "perché" di un fenomeno osservabile. Per elaborare una teoria, devi seguire il metodo scientifico: innanzi tutto, fai delle previsioni misurabili su perché o su come qualcosa funziona; conduci poi un esperimento controllato per metterle alla prova; infine, stabilisci se oggettivamente i risultati dell’esperimento confermano le ipotesi.

Parte 1

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Concepire una Teoria

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Chiediti "perché?". Cerca connessioni tra fenomeni apparentemente non correlati. Esplora le cause alla radice di eventi quotidiani e cerca di predire cosa avverrà dopo. Se hai già in mente l'abbozzo di una teoria, osserva l'oggetto di quell'idea e cerca di raccogliere il maggior numero di informazioni possibile. Annota i "come", i "perché" e i collegamenti tra i fenomeni.^{[1]
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- Se non hai ancora in mente una teoria o un'ipotesi, puoi cominciare con il mettere in relazione le cose. Se guardi il mondo con curiosità, potresti essere improvvisamente colpito da un'idea.
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Sviluppa una teoria per spiegare una legge. Una legge scientifica è, in linea generale, la descrizione di un fenomeno osservabile. Non spiega perché quel fenomeno esiste o cosa lo causa. La spiegazione del fenomeno è ciò che si definisce una teoria scientifica. È un errore comune ritenere che le teorie si trasformino in leggi a seguito di una quantità sufficiente di ricerche.^{[2]
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- Per esempio: la legge della gravitazione universale di Newton fu la prima a descrivere matematicamente come due diversi corpi nell'universo interagiscono tra loro. Tuttavia, la legge di Newton non spiega perché la gravità esiste o come funziona. Fu solo tre secoli dopo Newton, quando Albert Einstein sviluppò la teoria della relatività, che gli scienziati cominciarono a capire come e perché funziona la gravità.
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Fai ricerche sugli studi precedenti. Informati su cosa è già stato sperimentato, verificato e confutato. Scopri tutto ciò che puoi sull'argomento da te scelto e controlla se qualcuno si è già posto le stesse domande. Impara dal passato, in modo da non ripetere gli stessi errori.^{[3]
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- Usa le informazioni disponibili sull'argomento per comprenderlo meglio. Queste includono equazioni, osservazioni e teorie esistenti. Se intendi trattare un nuovo fenomeno, cerca di basarti su teorie precedenti che siano collegate all’argomento e che siano già state dimostrate.
- Scopri se qualcuno ha già sviluppato la stessa teoria. Prima di andare oltre, cerca di essere ragionevolmente sicuro che nessun altro abbia esplorato lo stesso tema. Se non trovi nulla, sentiti libero di sviluppare la tua idea; se invece qualcuno ha già elaborato una teoria simile, leggi la sua ricerca e stabilisci se puoi lavorarci sopra.
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Formula un'ipotesi. Un'ipotesi è una congettura ragionata che mira a spiegare una serie di fatti o fenomeni naturali. Proponi una possibile realtà che sia logicamente deducibile dalle tue osservazioni: individua schemi ripetuti e rifletti su cosa potrebbe causare quei fenomeni. Usa la struttura "se… allora": "Se [X] è vero, allora anche [Y] è vero"; oppure: "Se [X] è vero, allora [Y] è falso". Le ipotesi formali comprendono una variabile "indipendente" e una "dipendente": la variabile indipendente è una causa possibile che può essere modificata e controllata, mentre la variabile dipendente è un fenomeno che puoi osservare o misurare.
- Se intendi usare il metodo scientifico per sviluppare la tua teoria, allora le tue ipotesi devono essere misurabili. Non puoi provare una teoria senza avere dei numeri a sostegno.
- Cerca di formulare diverse ipotesi che possano spiegare ciò che osservi. Confrontale tra loro e nota dove combaciano e dove divergono.
- Degli esempi di ipotesi sono: "Se il melanoma è legato ai raggi ultravioletti, allora sarà più frequente tra le persone che si espongono di più agli UV"; oppure: "Se il cambiamento di colore delle foglie è legato alla temperatura, allora esporre le piante a basse temperature causerà un cambiamento nel colore delle foglie".^{[4]
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Tieni a mente che tutte le teorie cominciano con un'ipotesi. Fai attenzione a non confondere le due cose: una teoria è una spiegazione verificata della ragione per cui un certo schema esiste, mentre un'ipotesi è soltanto una previsione di tale ragione; una teoria è sempre sostenuta da prove, mentre un'ipotesi è solo la supposizione – che potrebbe essere valida o meno – di un esito possibile.^{[5]
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Parte 2

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Verificare le Ipotesi

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Progetta un esperimento. In base al metodo scientifico, la teoria deve essere verificata mediante un esperimento;^{[6]
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Fonte di ricerca} trova quindi un modo per testare la validità di ogni ipotesi. Assicurati di condurre l’esperimento in un ambiente controllato: cerca di isolare l’evento e la causa (la variabile dipendente e quella indipendente) da qualunque cosa che possa contaminare i risultati. Sii preciso e fai attenzione ai fattori esterni.
- Assicurati che i tuoi esperimenti siano riproducibili. Nella maggior parte dei casi, non è sufficiente provare un'ipotesi solo una volta. Altri dovrebbero poter ricreare il tuo esperimento per conto proprio e ottenere gli stessi risultati.
- Chiedi a colleghi o tutor di controllare le procedure del tuo esperimento, ispezionare il tuo lavoro e verificare che il tuo ragionamento regga. Se stai lavorando con dei compagni, assicurati che ciascuno di loro dia il proprio contributo.
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Cerca aiuto. In alcuni campi di studio può essere difficile condurre esperimenti complessi senza avere a disposizione determinati strumenti e risorse. Un equipaggiamento scientifico può essere costoso e difficile da procurare. Se sei iscritto all'università, parla con qualunque professore o ricercatore che possa aiutarti.
- Se non frequenti l'università, puoi provare a contattare dei professori o dei laureati di un’università vicina. Per esempio, contatta il dipartimento di fisica se vuoi sviluppare una teoria in quella materia. Se vieni a conoscenza di un'università che sta facendo delle ricerche interessanti nel tuo campo, prendi in considerazione l'idea di contattarla via e-mail, anche nel caso sia molto distante.
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Documenta tutto in modo rigoroso. Di nuovo, gli esperimenti devono essere riproducibili: altre persone devono essere in grado di condurre l'esperimento nello stesso modo in cui l'hai fatto tu e ottenere gli stessi risultati. Tieni quindi un registro preciso di tutto ciò che fai durante l’esperimento e conserva tutti i dati.
- Nelle università esistono archivi che conservano i dati raccolti nel corso di ricerche scientifiche. Se altri scienziati hanno bisogno di informarsi sul tuo esperimento, possono consultare questi archivi o chiedere i dati direttamente a te. Assicurati di poter fornire tutti i dettagli.
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Valuta i risultati. Confronta le tue previsioni tra loro e con gli esiti del tuo esperimento. Chiediti se i risultati suggeriscono qualcosa di nuovo e se c'è qualcosa che hai dimenticato. Che i dati confermino o meno le ipotesi, cerca variabili nascoste o "esogene" che possano aver influenzato i risultati.
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Cerca di raggiungere la certezza. Se i risultati non supportano le tue ipotesi, queste saranno da considerare sbagliate. Se invece sei in grado di provarle, allora la teoria è un passo più vicina all’essere confermata. Documenta sempre i tuoi risultati nel modo più dettagliato possibile. Se l’esperimento non è riproducibile, sarà molto meno utile.
- Assicurati che i risultati non cambino quando ripeti l’esperimento. Ripetilo finché non sei sicuro.
- Molte teorie vengono abbandonate dopo essere state confutate dagli esperimenti. Tuttavia, se la tua teoria fa luce su qualcosa che le teorie precedenti non sono in grado di spiegare, potrebbe essere un importante passo avanti nella scienza.
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Parte 3

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Confermare e Ampliare una Teoria

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Trai delle conclusioni. Determina se la tua teoria è valida e assicurati che i risultati dell'esperimento siano ripetibili. Se confermi la teoria, non dovrebbe essere possibile confutarla con gli strumenti e le informazioni a tua disposizione. Tuttavia, non cercare di presentarla come un fatto assoluto.^{[7]
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Divulga i risultati. Probabilmente accumulerai moltissime informazioni durante il processo di dimostrazione della tua teoria. Una volta accertato che i risultati sono ripetibili e che le tue conclusioni sono valide, cerca di presentare la tua ricerca in una forma che altri possano comprendere e studiare. Esponi il procedimento in ordine logico: innanzi tutto, scrivi un abstract che riassuma la teoria; descrivi poi le ipotesi, le procedure dell'esperimento e i risultati ottenuti, delineando la teoria in una serie di punti o argomenti; infine, termina la relazione con una spiegazione delle conclusioni che hai tratto.
- Spiega come sei arrivato a definire la domanda, quale approccio hai adottato e il modo in cui hai condotto l'esperimento. Una buona relazione deve essere in grado di guidare il lettore attraverso ogni pensiero e ogni azione rilevante che ti abbia condotto a quelle conclusioni.
- Considera a chi ti rivolgi. Se vuoi condividere la teoria con persone che lavorano nel tuo stesso campo, scrivi un articolo scientifico e invialo a una rivista accademica; se invece vuoi rendere le tue scoperte accessibili al grande pubblico, prova a presentarle in una forma più leggera, come un libro, un articolo non scientifico o un video.
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Comprendi la procedura della revisione paritaria. Nell'ambito della comunità scientifica, le teorie non sono generalmente considerate valide finché non vengono valutate da altri membri. Se invii le tue scoperte a una rivista accademica, un altro scienziato potrebbe decidere di rivedere (ovvero di testare, controllare e replicare) la teoria e il procedimento che hai presentato. Questo potrebbe confermare la teoria come lasciarla nel limbo. Se sopravvive alla prova del tempo, altri potrebbero cercare di sviluppare ulteriormente la tua idea applicandola a campi diversi.
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Continua a lavorare sulla teoria. Le tue riflessioni non devono necessariamente terminare dopo che hai divulgato i risultati. L'atto stesso di mettere nero su bianco la tua idea, anzi, potrebbe portarti a considerare fattori che fino a quel momento hai ignorato. Non avere paura di continuare a testare e riesaminare la teoria finché non sei completamente soddisfatto. Questo può condurre a ulteriori ricerche, esperimenti e articoli. Se la tua teoria ha una portata abbastanza vasta, potresti anche non riuscire mai a sviluppare tutte le implicazioni.
- Non esitare a collaborare con altre persone. Per quanto tu possa essere tentato di preservare la sovranità intellettuale sulle tue idee, potresti scoprire che queste prendono nuova linfa quando le condividi con colleghi, amici o tutor.
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