Il metodo scientifico è la modalità con cui la scienza procede per raggiungere una conoscenza della realtà affidabile, verificabile, o basata su risultati riproducibili.Come sarà chiaro nel seguito, questa non vuole essere la definizione di un concetto su cui si è discusso a lungo e su cui ancora si discute; questi aggettivi vanno dunque intesi nel loro significato comune e non nell'eventuale accezione tecnica che possono aver acquisito. In particolare, il criterio di verificabilità non è accettato da tutti i filosofi della scienza: secondo Popper, ad esempio, il fatto di considerare verificata una teoria è espressione di fondamentalismo ideologico. Conoscenza scientifica in senso popperiano è solo quella che può essere falsificata dalla realtà, non verificata (Cfr. il paragrafo sul falsificazionismo popperiano). Esso consiste nella raccolta di dati empirici sotto la guida delle ipotesi teoriche da vagliare, e nell'analisi rigorosa, logico-razionale e, dove possibile, matematica di questi dati: ossia, come enunciato per primo da Galileo, associando le «sensate esperienze» alle «necessarie dimostrazioni».Alan Cromer, Physics for the Life Sciences, pag. 3, McGraw-Hill, 1977.
Il dibattito epistemologico vede una netta contrapposizione tra i sostenitori del metodo induttivo e di quello deduttivo, mentre l'approccio scientifico è valutato diversamente anche in base al suo campo di applicazione, distinguendo le scienze naturali («scienze dure»), da quelle umanistiche («scienze molli»).María José T. Molina, Il Metodo Scientifico Globale, p. 33, Molwick, 2013 ISBN 978-84-15-32861-2.
La paternità ufficiale del metodo scientifico nella forma rigorosa descritta è attribuita storicamente a Galileo, da cui anche il nome metodo galileiano, sebbene studi sperimentali e riflessioni filosofiche in merito abbiano radici anche nell'antichità, nel Medioevo e nel Rinascimento. In epoca recente, la filosofia scientifica ha visto l'introduzione del principio di falsificabilità, introdotto storicamente dal filosofo Karl Popper.Secondo tale principio, un'ipotesi (o congettura) scientifica, non può mai essere verificata, essa può, al più, essere corroborata. In questo contesto, un'ipotesi è corroborata quando supera un tentativo di falsificazione. Perché l'ipotesi sia corroborata, essa necessita di essere falsificabile (ossia smentibile) implicando che sia sempre possibile immaginare uno scenario o un esperimento potenzialmente in grado di contrastare con quanto inizialmente teorizzato o congetturato.
Uno degli obiettivi del metodo è il perseguimento dell'oggettività, ricorrendo a forme di controllo come la revisione paritaria tra colleghi per cercare di ridurre la componente soggettiva e i conflitti d'interesse.Sebbene il metodo scientifico sia spesso presentato come una sequenza fissa di passaggi, in realtà rappresenta un insieme di principi generali. Non tutti i passaggi avvengono in ogni indagine scientifica (né allo stesso livello), e non sono sempre nello stesso ordine. Numerose scoperte non hanno seguito il modello classico del metodo scientifico e, in alcuni casi, il caso ha avuto un ruolo.
Storia Il metodo scientifico si sviluppa storicamente, ma il suo nucleo risiede, come detto, nell'uso combinato di matematica ed esperimento. La soluzione di continuità rappresentata da Galileo Galilei a cavallo tra il XVI e il XVII secolo è tale, tuttavia, da rendere improprio l'uso dei termini scienza e scienziato in riferimento ad epoche precedenti, soprattutto per quanto riguarda il problema del metodo scientifico. Prima di Galileo le figure che più si avvicinavano a quella moderna di scienziato erano rappresentate essenzialmente, da una parte, da logici e matematici (e — fino ad allora con poca differenza sostanziale — astronomi), e dall'altra dagli studiosi di filosofia naturale, se si occupavano dell'universo sensibile. Più in generale possiamo dire che con Galileo assistiamo alla nascita della scienza proprio come "distaccamento" dalla filosofia.
Egizi Negli antichi papiri egizi, si possono individuare le forme di un primitivo "metodo scientifico". In particolare, nelle descrizioni di interventi di chirurgia, che indicano anamnesi, diagnosi e terapia chirurgica dedicata, dalla preparazione del paziente, alla strumentazione, alla tecnica operatoria, fino alla prognosi e al decorso post-operatorio. Inoltre, già in tempi antichissimi, gli Egizi conducevano metodiche previsioni sui raccolti di grano in relazione al livello di piena delle acque del Nilo.
Nell'antica civiltà egiziana, però, la medicina generale era intesa in modo diverso: i papiri di terapia medica illustrano pratiche legate a superstizioni e credenze religiose, piuttosto che al collegamento diretto fra causa delle malattie e effetto delle cure. Perciò, benché gli antichi Egizi applicassero criteri scientifici nell'ambito di alcune discipline, si può escludere che ne avessero codificato il metodo.
Babilonesi I Diari astronomici babilonesi sono una collezione di tavolette cuneiformi, oggi al British Museum, che riportano fianco a fianco per ogni semestre i principali eventi astronomici e politici della Mesopotamia. Benché la tavoletta più antica risalga al VII secolo a.C., si presume che la loro redazione sia iniziata nel secolo precedente al tempo del re Nabonassar. La tavoletta più recente, invece, risale al I secolo: i diari, perciò, furono compilati per 6 o 7 secoli. L'obiettivo della redazione sembra essere di verificare la corrispondenza fra eventi celesti e terrestri, che costituiva una concezione fondamentale dei popoli mesopotamici sino dal tempo dei Sumeri e che è all'origine dell'astrologia. In tal caso questo sarebbe il più antico esempio di programma di ricerca scientifica dell'umanità.
Greci Con i primi pensatori greci si assiste all'uscita da una cultura improntata solamente al mito e alla comparsa di un metodo rivolto all'uso dell'argomentazione razionale: è la nascita della filosofia, progenitrice della scienza. Essi cercavano un sapere che fosse innegabile, un sapere immutabile nel tempo, assoluto, definitivo, incontrovertibile, necessario e indubitabile. Fu definito «sapere» (sophia), «ragione» (logos), «verità» (alétheia) e «scienza» (epistème).
Talete di Mileto (624-548 a.C.) fu il primo dei filosofi greci, nei quali permane comunque una visione animista della natura. Egli avrebbe effettuato una previsione tipica del modo di procedere scientifico.Negli scritti pervenutici si legge che Talete, osservando la natura, previde con molto anticipo un grande raccolto di olive e monopolizzò a proprio vantaggio i frantoi, diventando ricco. Ciò introduce uno degli aspetti discriminanti fra la scienza e quelle discipline che vogliono porsi come scientifiche (si veda ad esempio l'astrologia): la capacità di fare previsioni, verificabili, viene ritenuto uno degli aspetti distintivi delle discipline autenticamente scientifiche. Malgrado la sua capacità di fare previsioni, Talete morì d'insolazione, per essere stato obbligato a rimanere senza cappello sotto il sole, durante i Giochi Olimpici. Fu tuttavia con Pitagora (570 a.C.–495 a.C.) che venne introdotta la matematizzazione della realtà, basata sulla convinzione di poterla spiegare attraverso i suoi rapporti numerici, ripresa poi da Platone (427 a.C.–348 a.C.), a cui Cassirer fa risalire l'origine di una prospettiva funzionale del mondo, fondata cioè su relazioni e strutture dialettico-ideali ritenute talora più importanti delle entità in se stesse.Ernst Cassirer, Sostanza e funzione, 1910.Cfr. anche
Al metodo pitagorico-platonico viene contrapposto quello aristotelico basato viceversa su un approccio sperimentale, interessato maggiormente allo studio delle qualità, ossia delle essenze statiche individuali.
Aristotele (384-322 a.C.) apportò un enorme contributo di sistematizzazione delle conoscenze fino ad allora acquisite, e gettò anche le fondamenta della logica formale, rimaste essenzialmente intatte fino alla fine del XIX secolo, identificando nel sillogismo la forma tipica del processo deduttivo, con cui trarre conclusioni coerenti con le premesse. Aristotele affermava:
È importante sottolineare come per Aristotele la conoscenza parte prima di tutto dal soggetto: non è semplice ricezione di dati, ma è opera dell'intelletto attivo, che andando al di là degli aspetti contingenti e transitori della realtà sensibile, riesce ad "astrarne" le forme eterne e intelligibili.
Aristotele inoltre distingueva fra i "possessori della scienza", ossia coloro che conoscono le cause (il "perché") e coloro che conoscono solo i fatti senza aver conoscenza delle loro cause (il "che"). La scienza, per Aristotele, è sempre conoscenza delle cause. Il sillogismo è una costruzione logica formata da una o più proposizioni precedenti (se...) dalle quali nasce una proposizione conseguente (allora...). Il sillogismo di per sé non dà garanzia di verità, ma serve solo a trarre conclusioni coerenti con le verità "vere e prime".
Indubbio anticipatore del moderno metodo scientifico fu Archimede (287-212 a.C.). Lo studio delle sue opere (si ricordi Sui corpi galleggianti, in cui enunciò il famoso principio che porta il suo nome) impegnò a lungo gli studiosi della prima età moderna, fra cui lo stesso Galileo, e costituì un importante stimolo alla rinascita scientifica moderna.
La scolastica medievale
Nell'ambito della scolastica medievale anche Tommaso d'Aquino (1225-1274), rifacendosi agli insegnamenti di Aristotele, diede un ulteriore contributo al metodo scientifico formulando una concezione di verità come corrispondenza tra l'intelletto e l'oggetto:
La verità, secondo Tommaso, ha le caratteristiche dell'universalità e dell'indipendenza. Il nostro sapere, per essere valido, non deve essere determinato da fattori soggettivi e contingenti; la verità è vera di per sé, al tempo di Aristotele come in ogni epoca, pertanto è assoluta e non dipende da nient'altro.
Queste caratteristiche della verità sono riconosciute come tali dalla nostra ragione, che non le apprende dal mondo circostante, sottoposto ai mutamenti della temporalità, ma le trova già all'interno di se stessa: non potrebbe altrimenti riconoscerle come immutabili.
Come già per Aristotele, le nostre conoscenze nascono dunque dal nostro intelletto: non le riceviamo induttivamente dall'esperienza. Questa distinzione tra soggetto conoscente ed esperienza sensibile sarà fondamentale per i successivi sviluppi della scienza, dando vita alla corrente filosofica detta realismo.Nell'ambito della filosofia della scienza si ispirò alla scolastica Alfred Tarski (cfr. Enciclopedia Treccani alla voce "Alfred Tarski"), e di conseguenza Popper.
All'ambito della scolastica appartiene, tra gli altri, Ruggero Bacone (1214-1274), il quale nei suoi studi cercò di applicare fedelmente il metodo ipotetico-deduttivo della filosofia aristotelica, rivalutando l'importanza della sperimentazione e sminuendo viceversa le argomentazioni basate sulla tradizione.
Leonardo da Vinci
Anche Leonardo (1452–1519), nel Rinascimento, si appropriò del pensiero ipotetico-deduttivo aristotelico, respingendo al contempo il principio di autorità. Il suo contributo a porre le basi del metodo scientifico fu notevole, anche se alla fine gran parte dei suoi scritti andarono persi.Leonardo non raccolse organicamente i suoi scritti che vennero dispersi dopo la sua morte: cfr. Carlo Pedretti, Marco Cianchi, Leonardo, i codici, Giunti Editore, Firenze 1995.