Adelphi: Biblioteca scientifica

La consapevolezza della caducità dell’esistenza è una caratteristica esclusivamente umana, così come la capacità di elaborare strategie che affranchino dal pensiero ossessivo della morte. Quelle concepite sinora – la resurrezione, il paradiso, la reincarnazione –, tuttavia, oggi non ci bastano più, né ci basta il pensiero di continuare a vivere attraverso la nostra discendenza biologica o le opere che lasciamo dietro di noi. Resta un’unica opzione, un’idea folle che si sta trasformando in un preciso disegno: la conquista dell’immortalità grazie alla scienza. Solo nell’ultimo decennio sono apparsi più di trecentomila articoli sull’invecchiamento e l’estensione della vita, e oltre settecento aziende emergenti hanno investito complessivamente decine di miliardi di dollari nell’impresa. Ma quanto è realistico tale mirabolante sogno? Quali sarebbero le implicazioni etiche di trattamenti o manipolazioni volti ad aumentare indefinitamente la durata della vita? E quali le conseguenze sociali, economiche e politiche? Domande incalzanti, e capitali – ora che la risonanza di queste ricerche e le aspettative, spesso illusorie, da esse suscitate sono al culmine –, alle quali Ramakrishnan cerca di rispondere attraverso un’analisi approfondita della fisiologia dell’invecchiamento e delle tecniche allo studio per contrastarlo, gettando luce nel contempo sulla realizzabilità della più avveniristica delle sfide: far sì che «tutti muoiano giovani – dopo molto, molto tempo».

Quando nel 1986, durante una serie di lezioni sui «grandi enigmi dell’evoluzione», vede proiettata una diapositiva in cui un pesce è collegato da una freccia a un «anfibio primitivo», il paleontologo specializzando Neil Shubin resta folgorato come da «un amore a prima vista». È l’innesco di una ricerca che lo porterà alla scoperta relativa al Tiktaalik roseae (l’inner fish, il «pesce che è in noi») e poi all’analisi di tutte le transizioni anatomo-morfologiche più sofisticate, in primis proprio quella dai pesci agli ominidi bipedi. Alla base di tale ricerca c’è un’illuminazione aforistica attinta da Lillian Hellman – «Ovviamente nulla comincia nel momento in cui pensi tu» –, ed elevata ad audace idea-guida: le innovazioni biologiche «non insorgono mai nel corso della grande transizione a cui sono associate», ma «hanno antecedenti nel tempo profondo». Intrecciando piano storico e piano concettuale, Shubin riconduce le più recenti stazioni di questa messa a fuoco (dove paleontologia e biologia evolutiva vengono integrate da genetica e biologia dello sviluppo) ai tanti pionieri misconosciuti, visionari ed eterodossi, che le hanno anticipate, e chiarisce tutti gli snodi dialettici – a partire da quello tra «gradualismo» e «saltazionismo» nell’evoluzione – soggiacenti alla fantasmagoria di «assemblaggi» richiesti agli organismi per adattarsi a ogni ambiente. E non cessa, in questo libro spiazzante e densissimo, di alimentare una domanda cruciale, che investe il rapporto tra caso e necessità nella «scultura dei viventi»: se cioè la nostra esistenza sulla Terra sia (anche) un effetto accidentale o solo l’esito di un percorso inevitabile.

«L’universo non cambia molto nell’arco di una vita umana, ciò che sappiamo dell’universo invece sì». Di questo adagio è un esempio eclatante la vicenda biografica di Pontzen, che, irresistibilmente attratto dall’astronomia sin dall’infanzia, è oggi uno degli specialisti più autorevoli nel campo delle «simulazioni» cosmologiche, elaborate con supercomputer sempre più sofisticati. Muovendo dalla inattesa e sorprendente continuità tra «proiezioni» meteorologiche e cosmologiche, Pontzen ci guida lungo le tappe cruciali della scienza previsionale: ci porta per esempio nell’«imponente edificio in arenaria rossa» dello Smithsonian Institution, «il Castello» neogotico di metà Ottocento dove il direttore, Joseph Henry, deliziava gli ospiti predicendo i temporali su Washington. E illumina, attraverso quelle stazioni di avvicinamento, ogni risvolto delle simulazioni cosmologiche in corso: l’avanguardia delle macchine (delle «scatole»), tra inedita potenza di calcolo, risoluzione sempre più alta e miglior conoscenza delle «condizioni iniziali»; la «ricetta eclettica» sottostante a ogni ricerca («parti uguali di fisica consolidata, trucchi computazionali e adattamento a ciò che è già noto»); e, soprattutto, il modo in cui vengono ridefinite «sostanze» elusive come la materia e l’energia «oscure», responsabili rispettivamente della rotazione delle galassie e dell’espansione dell’universo, al punto da risultare centrali nella «storia» qui delineata. Quella storia, cioè, «che unisce i puntini tra i primi istanti dell’universo, la ragnatela cosmica dalle dimensioni inimmaginabili, e le galassie, le stelle e i pianeti che la abitano».

«Quando si ragiona sui temi dell’origine della conoscenza è difficile liberarsi dell’argomento, in apparenza decisivo, a favore dell’empirismo, secondo cui sarebbe impossibile, anche nelle condizioni meglio controllate, essere certi che un organismo sia stato privato di ogni genere di esperienza. Verissimo. Ma il punto non è dimostrare che un qualche barlume di conoscenza è presente in assenza di qualsivoglia esperienza, bensì dimostrare che una certa specifica esperienza è necessaria perché quel barlume di conoscenza si riveli». Le ricerche di Giorgio Vallortigara, uno degli scienziati italiani più noti a livello internazionale per le sue indagini sui meccanismi neurali della cognizione animale, stanno ridisegnando il confine tra la biologia e il mondo astratto delle speculazioni metafisiche. Ne è un esempio questo saggio affascinante sull’imprinting e l’origine della conoscenza che vede protagonisti i pulcini, oggetto di studi sperimentali condotti per quasi trent’anni in parallelo con quelli sui neonati umani. Tali studi ci mostrano come, prima di qualsiasi esperienza specifica di apprendimento, un pulcino conosca le proprietà meccaniche degli oggetti e sappia che essi non solo occupano un determinato spazio con specifiche proprietà euclidee ma possono essere dotati di certe numerosità, che è in grado di stimare eseguendo in maniera non verbale e non simbolica le quattro operazioni dell’aritmetica. Così, fin dalla schiusa, il pulcino sa ravvisare gli indizi della presenza nel mondo di creature animate, quali un volto o la semovenza, presupposto per la costruzione di un cervello sociale. Alla luce di queste scoperte, la contrapposizione tra eredità e ambiente, natura e cultura appare irrimediabilmente datata. La mente, argomenta Vallortigara, non è una tabula rasa. L’apprendimento dall’esperienza è possibile solo se il sistema nervoso possiede in partenza una struttura atta a favorirlo. Le ricerche sui pulcini corroborano dunque la tesi delle conoscenze innate sintetizzata da Lorenz nell’espressione «l’a priori kantiano è un a posteriori filogenetico». Una sapienza di cui non siamo depositari esclusivi: condividiamo schemi di comportamento, predisposizioni, emozioni, organizzazioni neurali con creature da cui ci dividono trecento milioni di anni di evoluzione. Come i piccoli dell’uomo, anche i «pulcini di Kant» cercano la mamma. Divertono, commuovono e fanno pensare.

Come può l’attività del cervello dar luogo alla coscienza? Il filosofo della mente David Chalmers lo ha definito il «problema difficile» delle neuroscienze contemporanee, e molti lo ritengono il più grande enigma di tutte le scienze. Si tratta di comprendere non solo quali processi cerebrali siano correlati alla coscienza, ma anche in che modo la generano. Un problema che in questo libro Mark Solms, neuroscienziato e psicoanalista, affronta con un approccio risolutamente anticonvenzionale, in cui confluiscono le sue ricerche sui sogni e le conversazioni con numerosi pazienti cerebrolesi. In passato si pensava che la corteccia cerebrale, in quanto sede dell’intelligenza, lo fosse anche della coscienza. Secondo Solms, la coscienza ha invece un’origine molto più antica, e nasce in un’area del cervello meno «nobile», il tronco dell’encefalo, che gli esseri umani condividono con tutti gli altri mammiferi e persino con i pesci. Qui risiede la «fonte nascosta» degli affetti. A una coscienza cognitiva, rivolta verso il mondo esterno, si contrappone dunque una coscienza emotiva, un sentire primitivo, viscerale, che ha una funzione adattativa, giacché le sensazioni di piacere e dispiacere sono la bussola che ci consente di navigare nel mare dell’incertezza e di mantenere l’equilibrio omeostatico indispensabile per rimanere in vita. Solms ci invita così a intraprendere un viaggio avventuroso alle origini della coscienza e, a partire dagli albori della neurologia e della psicoanalisi, ci guida sino alle frontiere delle moderne neuroscienze. E la conclusione non mancherà di far discutere: «finché non riusciremo a costruire una macchina cosciente, non potremo affermare di avere risolto il problema difficile».

Il suo acronimo (lqg) suona come uno dei tanti, criptici e intimidatori, che gremiscono la fisica contemporanea. In realtà, la «gravità quantistica a loop» – oggetto del nuovo libro di Jim Baggott – è una delle declinazioni più promettenti nell’ambito della «teoria quantistica della gravità». La quale, a sua volta, è uno dei tentativi più accreditati di rispondere a una sfida senza precedenti nella storia della fisica: l’armonizzazione di due teorie di grande successo ma tra loro inconciliabili. La prima è la relatività generale di Einstein, che descrive il comportamento della materia su larga scala in uno spazio-tempo curvo: base del modello standard cosmologico del big bang, ha avuto una delle conferme più spettacolari nella recente scoperta delle onde gravitazionali. La seconda è la meccanica quantistica, che descrive invece le proprietà e il comportamento della materia alle scale più piccole: sotto forma di teoria dei campi, è alla base del modello standard della fisica delle particelle, e in questo ambito l’ultima convalida sperimentale è stata la scoperta del bosone di Higgs. Il punto è che il «doppio trionfo» delle due teorie – costruite su interpretazioni incompatibili dello spazio e del tempo – è servito solo a far apparire l’universo ancora più elusivo e misterioso, se non più bizzarro. Compito della lqg è dunque inventare un nuovo, comune tessuto teorico. Ricostruendo i termini della sfida, Baggott si sofferma a lungo sugli scienziati che più si sono adoperati (e continuano ad adoperarsi) per vincerla, come Lee Smolin e Carlo Rovelli; e, pur senza nascondere fino a che punto sia ardua, ne sottolinea l’importanza fondamentale grazie a un pensiero di Laozi: «Anche un viaggio di mille miglia comincia con un primo passo».

«A partire dalla Grecia, la scienza è una sorta di dialogo fra il continuo e il discreto» scriveva Simone Weil. Un dialogo inevitabile perché il continuo e il discreto «sono un dato della mente umana, che pensa necessariamente l’uno e l’altro, ed è naturale che passi dall’uno all’altro». Più che categorie della Natura – a cui si potrebbero assimilare le immagini del mare e dei granelli di sabbia – continuo e discreto sono «i poli di una fondamentale complementarità del pensiero di tutti i tempi» e le loro applicazioni arrivano ovunque: dai numeri irrazionali ai pixel che compongono le immagini digitali, agli algoritmi proliferanti su cui si regge il nostro mondo. In questo libro Paolo Zellini non si limita a ripercorrere – con la precisione e la profondità di indagine che lo contraddistinguono – la storia della millenaria contesa tra due potenze complici e nemiche, ma va molto oltre: ci aiuta finalmente a delimitarne i territori, risvegliandoci dal «sonno dogmatico» che impediva di coglierne i rispettivi ruoli. Fin dall’antichità siamo abituati a pensare il continuo come un primum, un insieme ideale, autosufficiente, ovunque denso e compatto, da cui ogni cosa ha origine. Allo stesso tempo, per ragioni di utilità ed efficacia, accettiamo che quel primum si trovi anche in mezzo ai numeri, e quindi nel discreto. Eppure, afferma Zellini «ciò che conosciamo effettivamente è solo il discreto» e tutto il calcolo moderno si basa sull’informazione insita nelle serie di numeri che approssimano elementi di un continuo che non potremo conoscere mai. Perché dunque non capovolgere la prospettiva e pensare il continuo come «un’approssimazione del discreto»? Questa l’audace tesi di Zellini, che ruota intorno al circolo vizioso par excellence della matematica, lasciandone intravedere una possibile via d’uscita. Ma allora che cosa resta del continuo? È davvero qualcosa di cui dovremmo o potremmo disfarci? Sarebbe un grave errore pensarlo. Anche se inconoscibile, il continuo rimane un presupposto ineliminabile, un abisso senza fondo «più oscuro e impenetrabile dello stesso infinito». E «nelle tenebre di quell’abisso, di quella totalità amorfa e indefinibile che ci circonda da ogni parte, non smette mai di brillare immutato un tesoro».

Noto per aver formulato, in parallelo a Darwin, una teoria evoluzionistica «per selezione naturale», Alfred Wallace ne coglieva fin dall'inizio uno dei limiti principali: l'incapacità di spiegare perché la nostra specie abbia acquisito una mente «di gran lunga più potente» rispetto alle necessità adattative. Domanda ingombrante, a cui lo stesso Darwin tentava di rispondere ipotizzando che quella ridondanza cognitiva fosse l'esito «dell'uso continuo di un linguaggio perfetto». Congelato per oltre un secolo e riaffiorato solo negli ultimi anni, il «problema di Wallace» ha trovato infine una convincente soluzione in questo libro. Riconsiderando punti di forza e carenze delle principali teorie sull'argomento, Bickerton ricolloca il linguaggio nell'alveo evoluzionistico e individua tre fasi decisive per il suo sviluppo: quella della generazione nel cervello di «rappresentazioni di unità simboliche», innescata dalla comunicazione dislocata necessaria per il reclutamento di alleati nella saprofagia conflittuale; quella della riorganizzazione neurale in rapporto alle sollecitazioni ambientali, in cui il cervello ridisegna le proprie connessioni in modo da collegare le parole ai concetti appropriati; e quella culturale, in cui un processo di elaborazione grammaticale sviluppa unità sintattiche elementari in altre più ampie. Bickerton riesce così ad attualizzare la risposta di Darwin al «problema di Wallace», delineando un nuovo orizzonte: «Linguaggio e cognizione (almeno quegli aspetti della cognizione propri degli esseri umani) sono cresciuti a partire da un'origine comune e hanno le stesse fondamenta». La locuzione 'Homo sapiens loquens' sarebbe dunque molto più di un gioco di parole.

Lungo la millenaria storia dell'astronomia, la misteriosa genesi della Luna ha suscitato teorie tra le più ammalianti e visionarie, tra loro in continuità o, più spesso, in contrasto. Da qualche decennio, tuttavia, sembra ormai imporsi quella detta dell'«impatto gigante», secondo cui la Luna deriverebbe dai materiali depositati nell'orbita terrestre dallo scontro fra la Terra e un gigantesco planetoide chiamato Theia. A tale teoria Erik Asphaug aggiunge, nel suo libro seducente e innovatore, una persuasiva sequenza: in origine, attorno alla Terra orbitavano altri «corpi minori», uno dei quali, più consistente, sarebbe giunto a una sorta di «compenetrazione» con l'ur-Luna, il che spiegherebbe in modo inedito le profonde asimmetrie - morfologiche e chimiche - tra le due «facce» del nostro satellite. Ma la teoria «delle due lune», corroborata da Asphaug sulla scorta di prove astrobiologiche e raffinatissime simulazioni informatiche, è solo il motivo dominante di un libro che abbraccia l'intera architettura del sistema solare, a partire dai pianeti e dai loro satelliti: tra questi, le lune di Saturno, come l'immensa Titano, che raggiunge - similmente a Ganimede e Callisto, due lune di Giove già individuate da Galileo - la stessa grandezza del pianeta Mercurio; o come la piccola, nivea Encelado, di appena 500 chilometri di diametro, dove una regione punteggiata di geyser (quella a «graffi di tigre» intorno al polo sud) rivela un sottostante «oceano globale» di acqua ricca di ammoniaca, tra i maggiori candidati a ospitare forme elementari di vita extraterrestre.

Tutto comincia la sera del 17 maggio 1971, quando un diciannovenne indiano, Venkatraman (Venki) Ramakrishnan, sbarca all’aeroporto di Champaign-Urbana (Illinois) con l’ambizione di diventare fisico teorico. E tutto si compie una quarantina d’anni dopo, nel dicembre 2009, allorché Ramakrishnan – divenuto nel frattempo un’autorità della biologia molecolare – tiene a Stoccolma il discorso per il Nobel conferitogli per le sue ricerche sul ribosoma, la minuscola «macchina» cellulare che trasforma l’informazione genetica in migliaia e migliaia di proteine, ovvero in quelle catene di amminoacidi «che ci permettono di muovere i muscoli, vedere la luce, avere sensazioni tattili, sentire caldo e ci aiutano anche a combattere le malattie». Tra gli estremi di quelle date, il suo denso memoir si snoda lungo un duplice, avvincente tragitto umano e scientifico. Seguiremo infatti un racconto da insider su luci e ombre di tante istituzioni: i college americani, la comunità scientifica, lo stesso premio Nobel – il cui «dietro le quinte» è un intrico di giochi politici e assegnazioni non sempre obiettive. E, insieme, comprenderemo la centralità del ribosoma, struttura situata «al crocevia della vita», in tutti i suoi aspetti: filogenetico, biologico-molecolare e biomedico-farmacologico (l’efficacia degli antibiotici, per esempio, è legata alla possibilità di disarticolare i ribosomi batterici) – un’autentica rivoluzione nel campo della biologia, per certi tratti simile a quella vissuta dalla fisica all’inizio del secolo scorso. Prefazione di Jennifer Doudna.

Tutti i nostri codici, sotto tutti i regimi, si basano sul principio di responsabilità e di libera scelta. Ma si dà il caso che oggi la comunità scientica, nella sua stragrande maggioranza, non riesca ad attribuire alcun ruolo alla responsabilità. Anzi la ignori. Se questa posizione si applicasse alla vita di ogni giorno, la paralizzerebbe all'istante. Al tempo stesso il problema della libera scelta è diventato più che mai urgente nella ricerca delle neuroscienze, con risultati come quelli di Libet e di Wegner, che molto danno da pensare. Indagine acuta sulle aporie delle varie teorie attuali che tentano di risolvere o eludere una questione da sempre aperta - e che aveva trovato con Spinoza una prima formulazione moderna -, questo libro si propone di sgombrare il campo da soluzioni che tali non sono.

Quando abbiamo in mano un oggetto, per esempio questo libro, ne sperimentiamo in primo luogo la consistenza materiale, ovvero il fatto che possegga una «massa». In apparenza, niente di più stabile e rassicurante. Eppure, se potessimo scendere via via nelle profondità della materia (le fibre di cellulosa che compongono la carta, le molecole della cellulosa, gli atomi di ogni molecola...), ci accorgeremmo di come quella stabilità sia ingannevole. Le «particelle elementari» che compongono ogni atomo, infatti, non solo fluttuano nello «spazio vuoto», ma appaiono come uno «zoo» in cui ogni specie manifesta proprietà – almeno a un primo sguardo – «del tutto assurde». Nello spiegare questa visione controintuitiva e paradossale, Jim Baggott da un lato risale alle varie concezioni della «massa» nella storia della ricerca filosofico-scientifica, dai pensatori greci alla meccanica newtoniana; dall'altro mette a fuoco le conseguenze profonde delle nuove conoscenze fisico-cosmologiche, dalla celebre scoperta di Einstein per cui «la massa di un corpo è la misura del suo contenuto di energia» alle implicazioni del Modello Standard della fisica delle particelle: disponendo queste ultime entro l'azione dei «campi quantistici», il Modello Standard assimila infatti la massa più a un «comportamento» che a una «proprietà», e la rende elusiva e inafferrabile. In questa prospettiva spiazzante – che Baggott trasmette con la consueta combinazione di chiarezza espositiva e verve stilistica – la posta in gioco è molto più del concetto di massa: è la natura stessa della materia, di un universo le cui fondamenta risultano molto meno «solide, certe e affidabili» di quello che abbiamo a lungo pensato.