Matematica e scienze

La ricerca scientifica può essere definita come un continuo disegnare la linea di confine del mondo che conosciamo. Non sappiamo dove o quando la linea finirà, ma non per questo smettiamo di tracciarla. L'etimologia di "cercare" è riconducibile al latino circum - attorno, da cui nella tarda latinità si formò circare -, ovvero «girare attorno», come in cerchio da cui deriva direttamente il concetto centrale di questo manoscritto. La ricerca, attraverso i secoli, non è cambiata molto da quello che intendevano i nostri antenati: un continuo delineare e cerc(hi)are i limiti del nostro sapere per comprendere sempre di più il mondo in cui viviamo. Oggi i ricercatori sono tra i professionisti più importanti del nostro tempo, moderni esempi di virtù illuministe e avveniristiche che, da un tavolo di laboratorio, da un server ad alta capacità computazionale o dal letto del paziente ci raccontano la medicina, la scienza e l'innovazione del sapere. Il mondo della ricerca è composto da donne e uomini che hanno dedicato il loro tempo all'avanzamento della conoscenza usando i mezzi a loro disposizione per confermare, superare e condividere le loro scoperte.

Avendo riflettuto a lungo, durante gli studi universitari, sulla proprietà della materia di attirarsi reciprocamente, ho deciso di utilizzare le mie esperienze lavorative per procedere, con attrezzi propri, alla costruzione di un gravimetro con le proprietà del pendolo doppio di Kater, per la determinazione del valore assoluto della gravità locale, e successivamente, alla costruzione di un gravimetro particolare, di mia concezione, per la misura della gravità (relativa) che ho denominato “Pendolo con funzionamento Smorzato”. Lo strumento è costituito, come si è detto, da un pendolo di grande precisione in grado di effettuare il monitoraggio della gravità relativa, con una precisione al decimo di milligal. La presente relazione mostra le piccolissime perturbazioni della gravità locale, registrate dal gravimetro, durante l'intero mese di dicembre 2020, in occasione degli eventi astronomici e sismici che le hanno provocate.

Da dove vengono i nostri pensieri? In che modo prendiamo le decisioni e come formuliamo i giudizi nella vita di tutti i giorni? Che ruolo ha l’inconscio, in questo? C’è una reale distinzione tra le scelte istintive e quelle ponderate? In che cosa differisce il ragionamento di un bambino da quello di un adulto? Quali sono i confini di ciò che definiamo “identità”? E di che cosa è fatta davvero quella che il nostro cervello processa come “realtà esterna”? Che cosa la distingue dalla sostanza dei sogni? In vent’anni di studio ed esperimenti sul campo, Mariano Sigman è rimasto legato alla semplice idea che la ricerca scientifica si nutra di quello stesso sincero stupore dei bambini, che chiedono Perché? all’infinito. È questa la curiosità che anima questo libro, una ricognizione libera sulle conquiste presenti e le prospettive future delle neuroscienze, senza limitazioni di campo e disciplina: in queste pagine si incontrano psicologi, biologi, fisici, matematici, antropologi, linguisti, ingegneri, filosofi, medici. E anche cuochi, maghi, musicisti, scacchisti, scrittori, artisti... La vita segreta della mente ci spiega per esempio perché le persone bilingui sono meno a rischio di demenza, ci racconta come fanno i bambini a riconoscere a prima vista oggetti che hanno soltanto toccato, ci rivela perché i neonati sembrano avere già un innato senso del bene e del male e ci mostra, con viva commozione, i labirinti meravigliosi dei pensieri che si possono “tracciare” anche nei pazienti in stato vegetativo. E se spesso la scienza si fa filosofia e quasi poesia, in queste pagine, è forse perché, come ci spiega Sigman, parlare di neuroscienze significa affrontare l’estremo desiderio dell’uomo di capire se stesso: ogni tentativo di svelare i meccanismi della mente sfida l’intera rete delle nostre conoscenze e ci mette di fronte al misterioso specchio di ciò che siamo.

C'è un'eredità del Rinascimento importantissima, ma ancora poco conosciuta. È il risveglio delle scienze naturali. Se gli artisti avevano cercato di imitare e superare i capolavori della classicità, i filosofi le idee, e gli umanisti la letteratura, negli ultimi decenni del Cinquecento Ulisse Aldrovandi e un piccolo gruppo di naturalisti, medici e farmacisti italiani decisero di ripercorrere le orme di Aristotele e di Plinio. Per la prima volta uscirono a studiare animali e piante dal vivo, anziché solo sui libri, muovendo i primi passi verso la scienza come la conosciamo oggi. Cominciarono a raccogliere collezioni che diventeranno i nostri musei di storia naturale. Fecero realizzare le prime vere immagini della natura, creando un immaginario che è ancora il nostro.

Il libro si propone di divulgare un'immagine scientifica dell'Universo che metta in luce le raffinate e precise combinazioni di numeri e di parametri che hanno dovuto verificarsi per svilupparlo e per sostenerlo. Si dice che sia "fine tuned". Il nostro Mondo è infinitamente improbabile, come una matita in piedi sulla punta. Eppure esiste. E da tantissimo tempo. Anche la vita, in tutte le sue manifestazioni, appare organizzata in maniera raffinata, sia a livello microscopico che in relazione con la Terra, con il Sole e con l'Universo intero. I dati più recenti consentono agli Autori di elaborare riflessioni che allargano l'orizzonte della ragione indagatrice fino a formulare domande che da una parte stimolano una ricerca senza fine e dall'altra aprono alla consapevolezza di un mistero diffuso che permea il Mondo e tutti noi. L'avventura umana, quella degli esseri coscienti che pongono domande, acquisisce quindi nuovi contenuti, nuove emozioni e una nuova religiosità.

Cosa contraddistingue gli esseri viventi? C'è un disegno intelligente dietro la presenza della vita nell'universo? Dio, sempre che esista, gioca a dadi, o è un "grande orologiaio"? Pubblicato nel 1970, quando il codice genetico era stato appena decifrato, "Il caso e la necessità" affronta temi tuttora di scottante attualità ed è stato il libro che, dopo "L'origine delle specie" di Darwin, ha suscitato il più vasto dibattito scientifico e filosofico. In queste pagine Monod offre una teoria generale degli esseri viventi dall'ampio respiro culturale, nella quale un ruolo decisivo hanno il "caso", la mutazione iniziale, l'evento fortuito che dà origine a una forma di vita, ma anche la "necessità" che traduce in miliardi di copie quel carattere, replicato secondo le ferree leggi della duplicazione genetica.

La basilare importanza dell'avere conoscenza per non essere passivi osservatori, magari pilotati da terzi, deve essere riconosciuta da ciascun individuo e dalla società nella quale vive. Fondmentali sono le condizioni necessarie e sufficienti che garantiscano l'implementazione della stessa e l'allenamento nel farlo. Solo così possiamo esercitare il diritto e assolvere il dovere di crearcela, capitalizzandola e la difendendola. Nell'era digitale diventa importante la credibilità delle informazioni e la capacità di distinguere scienze, protoscienze e credenze. Senza dimenticare che nel mondo reale esistono legittimi detentori di interessi a tutti i livelli. Ormai nel parlato moderno, grazie alla diffusione esplosiva dei mezzi di comunicazione di massa, sono entrate moltissime parole riferite a prodotti, tecnologie, scenari e concetti precedentemente confinate in mondi paralleli. Ci rendiamo conto di beneficiare, ma anche di essere inesorabilmente schiavi, di certe situazioni. Possiamo imparare quanto siano curiosi e affascinanti certi concetti come a esempio il tempo o la temperatura o altri fenomeni come quelli quantistici. Utilissimo può diventare curiosare negli scenari del passato e nelle loro evoluzione, specialmente nei nostri 200.000 anni. Le masse di ghiaccio alla fine dell'ultimo periodo glaciale con le terre emerse ovunque sul pianeta. L'evolvere delle temperature, del livello degli oceani e del clima sino al nostro periodo caldo interglaciale. Inondazioni e mari che evaporano, laghi glaciali che tracimano, deserti che diventano paradisi e poi tornano deserti. Un continuo cambiamento a velocità variabile per arrivare ora alla transizione energeticaNon dobbiamo però dimenticare l'immenso debito di riconoscenza verso grandissimi ignoti, che ci hanno preceduto. Hanno costruito la nostra mente e la nostra conoscenza nei millenni sino da quando eravamo cacciatori-raccoglitori e poi da agricoltori-allevatori. Nel lungo cammino siamo passati dai villaggi alle megalopoli, dal baratto ai derivati, dalla ruota alle super-porcellane, dal coltello di rame al sommergibile in titanio, dalle grotte al Burj Khalifa e dagli stregoni alla medicina. Dal grugnito alla poesia, ma la creatività e l'arte ci hanno sempre seguito. A tutti questi umani dobbiamo un'infinità di premi Nobel alla memoria.

La teoria del programma genetico è semplice e sembra offrire una risposta a tutto, cosa che ne ha assicurato il successo: perché abbiamo un fegato? Perché è nel nostro codice genetico. I progressi della biologia molecolare ci hanno infatti convinto che, al pari di un creatore onnipotente, il genoma costruisce l'organismo e ne costituisce la spiegazione ultima. Ma quando una cellula epatica svolge le sue funzioni specializzate, non sta obbedendo agli ordini di un «programma» che le comanda di farsi fegato perché l'organismo ospite ne ha un bisogno vitale: la cellula diventa epatica perché, nella situazione in cui si trova, è quello il modo più efficace per sopravvivere. Noi non siamo né il centro né la finalità del nostro organismo, ma solo una società decentrata di cellule, un ecosistema composto da miliardi di esseri microscopici che vivono per se stessi, e non per noi. Come ci dicono due ricercatori di fama internazionale, il vivente non è una macchina, ma una congiunzione di interessi. Né dio né genoma, dunque, per far sì che anche in biologia il determinismo si sottragga alla dittatura del DNA e lasci spazio alle libere interazioni della selezione naturale.