Bollati Boringhieri: Saggi. Scienze

Se tra mille altruisti nascesse un egoista, alla lunga sarebbe lui a vincere: tutti si prodigherebbero anche per il suo bene mentre lui non sprecherebbe le proprie energie per gli altri. Col tempo diventerebbe il più forte del suo gruppo e nella competizione per la vita trionferebbe, facendo più figli, che a loro volta erediterebbero il suo egoismo, propagandolo ulteriormente. L'altruismo si estinguerebbe in fretta dalla faccia della terra. Invece l'altruismo c'è, nell'uomo come negli animali. Come spiegare questo dilemma? David Sloan Wilson è il biologo che ha dato una risposta a questo antico rompicapo evoluzionistico (ma anche sociale e politico). Inutile e fuorviante concentrarsi sulla definizione di "altruismo": qui si parla in maniera non equivoca di azioni altruistiche e non di pensieri o sentimenti altruisti, ben difficili da definire. Un'azione è altruistica se non avvantaggia chi la compie (o addirittura lo danneggia) mentre avvantaggia chi la riceve. Per anni si è tentato di dare una spiegazione a questo comportamento apparentemente autolesionista negandone di fatto l'esistenza: un atto a prima vista altruista veniva analizzato dal punto di vista del gene (un gene "egoista", appunto), per mostrare che in realtà non è tale; vista con gli occhi del gene, la morte di un individuo può essere vantaggiosa se altre copie identiche dello stesso gene sopravviveranno , in altri individui...

Nel 1992 un gruppo di neuroscienziati dell'Università di Parma annunciò la scoperta di una nuova classe di cellule nella corteccia motoria dei macachi. Queste cellule, in seguito battezzate «neuroni specchio», rispondevano allo stesso modo sia che la scimmia compisse in prima persona un'azione motoria, sia che osservasse un'altra scimmia compiere quell'azione. Si affacciò subito l'idea, affascinante e plausibile, che questi neuroni avrebbero permesso alle scimmie di comprendere le azioni dei loro simili simulando nel proprio cervello le azioni che vedevano compiere, cioè in qualche modo «sentendole», come se fossero loro stesse, effettivamente, a compierle. Col tempo l'idea si è dimostrata talmente seducente che presto i neuroni specchio hanno abbandonato i macachi e sono approdati nella testa degli uomini, causando una vera tempesta tra gli scienziati di tutto il mondo. Un fiume in piena di studi ha da allora invocato queste cellule miracolose per spiegare praticamente ogni cosa: l'evoluzione del linguaggio, lo sviluppo dell'empatia umana, le basi neurologiche dell'autismo, e poi la schizofrenia, l'abuso di droghe, l'orientamento sessuale, la contagiosità dello sbadiglio e molto, molto altro. Forse troppo. Nel Mito dei neuroni specchio Gregory Hickok riesamina criticamente l'intera vicenda. Muovendo da un corpus imponente di osservazioni, dagli studi sul comportamento animale fino alle moderne tecniche di neuroimaging, Hickok sostiene che le basi teoriche dei neuroni specchio in realtà non reggono di fronte all'evidenza sperimentale. Ci sono altre possibili interpretazioni, che l'autore espone con competenza e semplicità, che sembrano più promettenti. Ma Hickok non ha scritto un libro «distruttivo», né un pamphlet dissacratore, di quelli che scuole di pensiero tra loro in competizione si lanciano spesso addosso. Il mito dei neuroni specchio è un saggio completo, che ci fornisce una storia molto istruttiva su come procede l'indagine scientifica e ci regala intuizioni profonde sull'organizzazione e le funzioni del cervello umano e sulla natura della cognizione e della comunicazione.

Mai come negli ultimi decenni la fascinazione per il regno animale ha prodotto un sapere così esteso, che a sua volta ha alimentato in un pubblico via via più largo curiosità sempre nuova e inesauribile meraviglia. Circolo virtuoso che va ascritto a merito di quegli scienziati capaci di coniugare rigore nella ricerca e talento espositivo. Aubrey Manning e Marian Stamp Dawkins in questo si sono rivelati dei capiscuola. Difficile eguagliare la loro abilità di riuscire accattivanti nel sintetizzare gli aspetti neuroetologici, fisiologici, sociobiologici ed ecologici delle faune selvatiche e delle specie domestiche. Persuasi che «il modo migliore per introdurre il comportamento animale non sia quello di seguire linee funzionali, ma di studiare la sua organizzazione nell'individuo», si chiedono quali fattori interni e componenti ambientali, risposte ereditarie e informazioni acquisite interagiscano nel dar vita agli schemi comportamentali tipici di una determinata specie, al pari dei colori della livrea o dei caratteri morfologici. Una stupefacente varietà governa infatti il repertorio dei rituali e delle parate di corteggiamento, dell'esibizione di autorità, delle posture di allarme o di minaccia, delle reazioni di fuga, della difesa nei confronti dei predatori, della caccia solitaria o cooperativa, del pattugliamento del territorio, dei sistemi nuziali monogami o poligami, dell'investimento parentale nell'accudire la prole, delle gerarchie fluide o rigide di dominanza e subordinazione. Attraverso la ricchissima esemplificazione di Manning e Stamp Dawkins, e l'apparato illustrativo che la correda, si comprende in che senso si possa parlare, per gli animali, di «corrispondenza quasi perfetta fra comportamento e modalità di vita».

La fisica quantistica è la più solida base delle nostre conoscenze. Praticamente tutto ciò che sappiamo sul mondo passa per questa disciplina, e sono tantissime le realizzazioni pratiche che questa scienza ha reso possibili: dal laser ai transistor, dalla risonanza magnetica al telefono cellulare che ognuno di noi ha in tasca. Eppure, per la grande maggioranza delle persone si tratta di una materia totalmente ignota, ritenuta troppo «difficile», «arida» nella sua trattazione matematica, o «astrusa» nei suoi assunti di base. Nel migliore dei casi, un gioco per menti eccentriche, terribilmente complesso, al quale non conviene avvicinarsi, e che comunque nulla ha a che fare con la poesia del mondo. E questo è un vero peccato, perché la fisica quantistica è innanzi tutto «bella», almeno quanto la poesia; e sebbene sia in effetti controintuitiva in maniera sconcertante (come la poesia) e a suo modo complicata, per capirne i segreti non è affatto necessario conoscere la matematica, almeno se a raccontarcela sono il Premio Nobel Leon Lederman e il suo collega Christopher Hill. Il dono della divulgazione di questi due autori, la loro verve stilistica e la loro indubbia competenza, permettono infatti a chiunque legga Fisica quantistica per poeti di capire finalmente a fondo fenomeni reali (eppure in un certo modo fiabeschi), come l'esistenza di particelle che «sanno» dove andare ancor prima di partire o che possono trovarsi in due luoghi contemporaneamente. Un mondo magico e al tempo stesso molto reale, che è appunto quello in cui viviamo.

Il termine "coscienza" si riferisce a concetti diversi la cui definizione e il cui studio hanno fatto parte, nella storia del pensiero filosofico e psicologico, di ambiti disciplinari a volte lontani e in contrasto tra loro. L'influenza del dualismo cartesiano tra mente e corpo ha consolidato l'idea che il mentale appartenga a una realtà ontologica non catturabile dalle leggi del mondo fisico e ha impedito, per molto tempo, che lo studio della coscienza potesse rientrare nel dominio delle scienze naturali. In queste pagine Anna Berti si colloca nella prospettiva opposta. Dopo aver discusso la legittimità e i problemi metodologici che si incontrano nello studio dei processi coscienti, vengono presentate le sindromi neuropsicologiche che più hanno contribuito a svelare operazioni e strutture del mentale legate ai meccanismi della consapevolezza, non individuabili quando il cervello funziona normalmente: lo studio dei casi clinici permette di trarre delle inferenze sulla struttura e sugli aspetti funzionali e adattativi della coscienza. I dati clinici sono discussi e confrontati con quelli ottenuti dalle più moderne tecniche di indagine neurobiologica, come la risonanza magnetica funzionale (fMRI) e la stimolazione magnetica transcranica (TMS).

Se la matematica è così bella, come mai solo pochi ne subiscono il fascino? Proviamo vergogna a confessare di non conoscere Dante o Picasso, ma non è raro sentire qualcuno ammettere, magari con una punta di orgoglio, un'assoluta ignoranza in matematica. Eppure, l'eleganza di un teorema è paragonabile all'armonia di un quadro o alla perfezione di una melodia, e per apprezzarla bastano alcune nozioni elementari. Questo libro si rivolge a un pubblico di non addetti ai lavori, nell'intento di far assaporare al lettore curioso e bendisposto il fascino di alcune teorie matematiche. Ambrosetti espone, con linguaggio chiaro e puntuale, una selezione di modelli teorici, dalla dinamica delle popolazioni alla meccanica celeste: un percorso che da un lato da conto di quella sinergia tra matematica e scienze applicate i cui grandiosi risultati non cessano di stupirci, dall'altro ci rende partecipi dell'entusiasmo del matematico di fronte al fascino della scoperta.

Le staminali - tra i temi più controversi della biologia contemporanea -sono cellule in grado di replicarsi indefinitamente e di cambiare aspetto a seconda del contesto e dell'attività svolta in un dato momento: caratteristiche che le rendono assai versatili ma anche, in qualche modo, invisibili all'occhio del ricercatore. Questo libro ripercorre gli studi che hanno portato a individuare la presenza di staminali là dove a lungo la si è ritenuta impossibile: nel cervello, l'elemento più statico e complesso di tutto l'organismo. La storia si dipana come una vera e propria inchiesta poliziesca dalle atmosfere ora fantascientifiche, ora quasi noir: un'indagine ambientata in quei laboratori dove nell'ultimo decennio alcuni ricercatori, tra lo scetticismo della comunità scientifica, hanno dimostrato la genesi di nuove cellule cerebrali durante la vita adulta dell'individuo e inserito così i neuroni nell'universo in continua espansione delle staminali, aprendo prospettive inedite alle neuroscienze. Un libro che, se da un lato restituisce il sapore della ricerca e l'entusiasmo di chi la porta avanti, dall'altro sceglie di attenersi ai fatti e ai risultati, senza allinearsi ai toni gridati di quella divulgazione che assicura a breve cure miracolose: lo sfruttamento terapeutico delle cellule invisibili è una meta quanto mai promettente ma, ammonisce l'autore, richiederà un viaggio ancora lungo e disseminato di incognite.

La cosmologia moderna nasce all'inizio del Novecento grazie a nuove idee (la relatività e la meccanica quantistica) e all'uso di nuove tecniche (la fotografia). A un secolo circa da questi primi sviluppi, la cosmologia è ora molto diversa, perché basata su osservazioni astronomiche precise, ottenute con grandi telescopi o con satelliti, e fondata sui principali risultati della fisica moderna. In un certo senso, si può affermare che la cosmologia è la sintesi delle conoscenze scientifiche attuali: dall'unificazione delle interazioni fondamentali alla formazione di stelle e galassie, dal plasma di quark e gluoni dell'Universo primordiale alla nucleosintesi degli elementi leggeri, dalla natura di materia ed energia oscure alla ricerca di pianeti extrasolari e di altre forme di vita nell'Universo o, anche, alla possibilità che esistano altri Universi. Possiamo dire, parafrasando il titolo di un libro di Alexandre Koyré, che in questo secolo la cosmologia è passata dal mondo chiuso agli Universi infiniti, e che l'umanità ha ora la fortuna, abbandonato (quasi) il dogmatismo dei secoli bui, di assistere a quella che sarà la storia stessa della cosmologia. In questo volume sono presentati i concetti chiave dello sviluppo più recente in cosmologia e gravitazione.

Se la vita può essere paragonata alla musica, dove si trova la partitura e chi ne fu il compositore? La scoperta negli anni cinquanta della doppia elica del DNA e del codice genetico, e le successive ricerche riguardanti l'organizzazione del genoma e i meccanismi di sintesi delle proteine, hanno fortemente contribuito a orientare l'opinione pubblica verso il convincimento che i nostri geni siano i principali, se non addirittura gli unici responsabili del programma della vita. Questo orientamento "genocentrico" ha dominato il campo della divulgazione scientifica per decenni. Tuttavia, ci sono oggi molte evidenze che dimostrano come i processi biologici cellulari siano molto più complessi e articolati: in particolare, l'idea che i geni siano i diretti responsabili del fenotipo è troppo semplicistica. Nasce quindi naturale la domanda: ma i geni sono veramente i soli "musicanti" dell'orchestra della vita? Con questo libro, Denis Noble risponde, in modo elegante e provocatorio, che i geni non sono affatto i depositari del mistero della vita e gli autori del nostro destino, ma solo uno dei componenti che concorrono a modellare gli organismi nel corso dell'evoluzione.

Galileo e Newton dimostrarono che è possibile rappresentare il mondo fisico con la matematica. Leibniz si dedicò al progetto di costruire un calcolo logico universale, capace di guidare meccanicamente il pensiero umano. Gli illuministi credettero nella possibilità di matematizzare le relazioni sociali per renderle razionali. Attorno al Circolo di Vienna si sviluppò l'idea di un'etica come scienza esatta, capace di orientare l'individuo nella scelta di decisioni corrette mediante l'analisi logico-matematica. Von Neumann ereditò tutte queste aspirazioni e intuizioni filosofiche più o meno antiche, proponendo una concezione del mondo come gioco matematico: un mondo retto globalmente da una logica universale, in cui le coscienze individuali si muovono seguendo diverse strategie. Sostenuto da capacità matematiche smisurate, che gli consentirono di lasciare una traccia quasi in ogni settore della matematica e della fisica matematica, e dalla fiducia nel potere dei calcolatori, von Neumann consacrò la sua vita a questo progetto fantastico, il cui culmine fu la concezione di una teoria degli automi, capace di modellizzare e sistematizzare la coscienza di un "essere" perfettamente logico che interagisce con la realtà scambiando informazione matematizzata. Figura poco nota e controversa, Von Neumann introdusse nel dibattito intellettuale e nella scienza del XX secolo elementi profondamente inquietanti, che erano stati già avvertiti alla fine dell'Ottocento, con toni apocalittici.

Una cucina non è molto diversa da un laboratorio scientifico e, a ben guardare, l'attività che si compie al suo interno può essere assimilata a una scienza sperimentale. La preparazione e la cottura del cibo implicano procedimenti ben descrivibili attraverso le leggi della chimica della fisica, la conoscenza delle quali può rivelarsi di grande utilità per migliorare le nostre prestazioni culinarie. Perché certe ricette riescono bene mentre altre falliscono inesorabilmente? Qual è il giusto punto di cottura, al di sotto o al di sopra del quale non si ottiene l'effetto desiderato? Perché alcuni ingredienti si combinano bene tra loro e altri invece non si legano affatto? Peter Barham risponde a questi interrogativi non rivelando i segreti di un grande chef, ma fornendo le dettagliate spiegazioni di uno scienziato.

"Chi si fosse avventurato, negli anni sessanta e settanta, sopra i duemila metri dell'arco alpino, avrebbe probabilmente finito con l'imbattersi in un uomo slanciato e ossuto, intento a fotografare e descrivere minuziosamente le diverse migliaia di fiori che sbocciano a quelle quote. Sarebbero stati evidenti la meticolosità e il rigore con cui ogni specie veniva catalogata, ma forse pochi avrebbero indovinato che la stessa meticolosità e lo stesso rigore erano stati, in anni precedenti, applicati a studi di tutt'altro genere. Quell'uomo solitario e infaticabile era Franco Rasetti, uno dei migliori fisici nucleari degli anni trenta e dei primi anni quaranta, nonché uno dei maggiori esperti della paleontologia del periodo Cambriano". In questo libro Valeria Del Gamba ricostruisce l'avventurosa storia del fisico Franco Rasetti dagli studi universitari a Pisa, dove aveva come compagno Enrico Fermi, all'attività di ricerca presso l'Istituto di fisica in via Panisperna a Roma, all'assegnazione della cattedra di Spettroscopia presso l'Università di Roma, ai soggiorni all'estero in Germania, in Canada e negli Stati Uniti, fino all'abbandono nel 1942 della fisica nucleare a causa delle implicazioni nelle attività belliche e all'inizio della sua nuova brillante carriera di paleontologo.