Bollati Boringhieri: Saggi. Scienze

Le rivoluzioni informatica e biotecnologia dell'ultimo ventennio hanno modificato profondamente la nostra vita quotidiana e parallelamente la chiave di lettura di molti aspetti dell'essere biologico: la nascita, la morte, ma anche la salute e il modo di vivere il proprio corpo. Secondo Roberto Marchesini, studioso di scienze biologiche e di epistemologia, si sta profilando una condizione post-human di cui nel libro analizza le sorprendenti modalità e i possibili sviluppi.

La questione energetica si trova all'incrocio di alcune delle più importanti problematiche globali: pace e guerra, sviluppo e sottosviluppo, equilibri ecologici e distribuzioni ambientali. Con mente di scienziato attento al forte vincolo tra tecnologia e denaro l'autore analizza le condizioni che determinano l'instabilità dell'uomo contemporaneo nel suo rapporto con l'ecosistema.

Il libro intende introdurre il lettore in possesso delle nozioni che può fornire la scuola media ai temi basilari della matematica, nei loro sviluppi insieme più elevati e fondamentali. A tal fine la maggior parte dei capitoli comincia con una serie di problemi elementari, formulati in modo divertente, dietro ai quali si celano idee matematiche più avanzate. Queste vengono rese esplicite e vengono esplorati nuovi sviluppi, approfondendo e ampliando la comprensione che il lettore può avere della matematica.

L'approccio corrente al problema del rapporto tra attività umana e ambiente tende a considerare l'ambiente come una risorsa da utilizzare nel modo più efficiente nell'attuazione dei programmi di produzione e consumo. La questione ambientale si pone quando diventa evidente l'esistenza di un limite ai programmi di espansione della base produttiva e dei livelli di consumo. Il superamento di questo limite è stato tentato attraverso la formulazione del concetto di sviluppo sostenibile. L'ambiente non è un luogo amorfo, ma un sistema complesso che si mantiene tramite il funzionamento delle sue componenti in condizioni di omeostasi tale da consentire la vita al suo interno.

L'epoca che va dalla metà del Cinquecento alla metà del Seicento è quella in cui si assiste ai preludi, alla nascita e agli sviluppi dell'opera galileiana. In quel periodo ricco d'innovazioni la matematica ha un ruolo primario nel determinare la nuova mentalità che è alla base della «rivoluzione scientifica», da Galilei a Newton. Si studiano i classici, che vengono tradotti e commentati, e nel complesso si pongono le basi per gli sviluppi futuri. Descartes algebrizza la geometria dando di fatto agli oggetti geometrici una entità algebrica. I metodi d'indagine come pure la logica e i fondamenti vengono esaminati esplicitamente sulla scia della tradizione medievale. Si prende in considerazione l'analisi delle dimostrazioni matematiche, in particolare geometriche. La tradizione archimedea porta a nuovi e suggestivi metodi per la determinazione delle misure di aree e volumi. Le tecniche di prospettiva sempre più matematizzate condurranno agli albori della geometria proiettiva. I protagonisti sono i grandi matematici dell'epoca, come Maurolico, Clavio, Bombelli, Viète, Luca Valerio, lo stesso Galilei, e poi Cavalieri, Torricelli, Descartes, Desargues e Pascal. I risultati presentati nel volume costituiscono una parte rilevante dei fondamenti storici della geometria.

La “geometria frattale”, nata negli anni settanta dall'intuizione di Benoit B. Mandelbrot, è tuttora più una provocazione al modo di pensare prevalente nelle scienze esatte della natura – quello fondato sui paradigmi collaudati dell'astrazione matematica – che una teoria organica, rigorosamente fondata. Ciò non toglie che essa consenta di arricchire con nuove prospettive e impostazioni teorie scientifiche ben note, che spaziano dalla fisica alla biologia, dall'astronomia all'economia, sotto il comune denominatore dello studio dei “sistemi dinamici complessi”. È questo il settore nel quale si sono specializzati i due autori: dalle loro ricerche, e da una serie di mostre organizzate per offrirne il frutto a un più largo pubblico, è nato questo libro. Laddove la contemplazione della pura bellezza geometrica era un tempo riservata a pochi eletti e presupponeva comunque un duro tirocinio, il lettore comune ha qui la possibilità, grazie ai più recenti progressi della computer graphics, di partecipare di un'esperienza matematica nuova, estetica non meno che scientifica. (E di parteciparvi anzi attivamente, se dispone di un personal computer: negli Experimenta, in fondo al volume, le istruzioni per il “fai da te”.) Dal vaso di Pandora di una semplice formula ricorsiva immessa nella macchina, fuoriesce una profusione di forme, tipicamente “autosimili”, di straordinaria eleganza, una fauna policromo, ora realistico, ora di sogno, ora da incubo. Sotto il soffio dell'iterazione, lo specchio immobile della geometria si increspa e diventa un mare in movimento, un luogo incantato che è vano sperare di attraversare con la bussola e il sestante della retta euclidea e delle equazioni differenziali newtoniane, strumenti deterministici. La simulazione al calcolatore – e questa è un'autentica svolta concettuale – tempera l'apriorismo astratto, e inevitabilmente dogmatico, della regina delle scienze restituendo ad essa una dimensione “naturale”, perfettamente consona alla sensibilità dei tempi nuovi.

Il libro si presenta come un'introduzione all'embriologia molecolare e offre interessanti ipotesi che coinvolgono, oltre allo studio dello sviluppo e dell'evoluzione, anche le neuroscienze, vale a dire le maggiori sfide con cui si stanno oggi confrontando i biologi. Edelman unisce sviluppo, comportamento ed evoluzione in una rete di relazioni causali: e riprende così un problema vecchio come il darwinismo, ma non ancora risolto e apre la strada a una concezione unitaria della coscienza.

All'alba del secolo scorso, esattamente allo scoccare del 1900, Lord Kelvin proclamò che ormai non c'era più niente di nuovo da scoprire nel campo della fisica. «Non rimangono altro che misurazioni sempre più precise» affermò. Di lì a pochi anni - come sappiamo - Albert Einstein avrebbe ribaltato le conoscenze e l'immagine del mondo fino allora date per certe con la teoria della relatività e aprì una sorprendente nuova fruttuosa stagione nella comprensione delle leggi che regolano l'universo. Ancora nel 1980 Stephen Hawking ipotizzò che la fine della fisica teorica fosse vicina, e che in cambio sarebbe presto comparsa una teoria del tutto che avrebbe finalmente trionfato nella definitiva comprensione della natura. E si sbagliava, ovviamente. Ma cos'è una teoria del tutto? Frank Close è chiaro: «Una teoria che si basa sugli studi in ogni campo rilevante del sapere attuale - fisica, astronomia, matematica - per cercare di spiegare tutto ciò che sappiamo a oggi dell'universo». È così che in questo breve e compatto libro inizia il viaggio attraverso le più note teorie del tutto: dall'universo - meccanismo perfetto - di Isaac Newton, al Sistema del mondo di Pierre-Simon de Laplace, dall'unificazione delle leggi dell'elettricità e del magnetismo, ad opera di James Clerk Maxwell - che fece baluginare la quasi-fine dell'indagine sul mondo -, fino alla spiegazione meccanica alla base della termodinamica che sembrò, davvero, permetterci di spiegare ogni cosa - il calore, la luce, la materia. E ancora le più recenti strade battute dai fisici: dalle superstringhe (rese popolari da Brian Greene) alla quantum loop gravity (resa popolare da Carlo Rovelli), e il Multiverso (di Max Tegmark), la materia oscura e molte altre strane cose. Ogni volta che ci sembra di averlo compreso, il tutto si sposta, scarta di lato, spalanca alla vista intere regioni inesplorate di cui non si sospettava neppure l'esistenza. Il tutto è lì, sembra di toccarlo, ma sfugge sempre un po' più oltre, mentre noi, nell'inseguirlo, avanziamo di un altro passo.