Articolo 21

Chi mi conosce o chi è fortunato nel riuscire a capire qualcosa di quello che scrivo su questo blog (non perché sia particolarmente difficile, ma perché lo scrivo male) sa che una delle mie battaglie (perse) tratta della scarsità di divulgazione scientifica in Italia.

L’Italia è una nazione che ha un substrato culturale mostruoso (ne parlerò dopo) che viene però veicolato male, soprattutto dall’informazione. I quotidiani, una volta organi di partito, si nascondono dietro una malcelata “indipendenza”, che in realtà non esiste.

Facciamo qualche esempio raccontando da chi sono gestiti alcuni dei principali giornali a diffusione nazionale:

  • “Corriere della Sera”:

Ha fama di essere un giornale obiettivo e sopra le parti, di avere una linea editoriale anglosassone e indipendente da interessi particolari. L’editore è il gruppo “RCS Media Group” (per esteso, Rizzoli-Corriere della Sera Media Group S.p.A.), ed è quotato in borsa. Se guardiamo chi siede nel CDA troviamo Urbano Cairo, presidente di “Cairo Communication” (La7) e del Torino, Diego Dalla Valle, presidente di Hogan e Tod’s nonché patron della Fiorentina, Marco Tronchetti Provera, amministratore delegato del gruppo Pirelli, nonché diversi industriali, bancari e immobiliaristi che siedono in CDA di altre aziende. Direttamente o indirettamente sono rappresentati quasi tutti i settori della grande industria italiana, un esempio di come queste grandi aziende italiane siano in realtà collegate tra loro. Oltre al Corriere, appartengono al gruppo RCS una lista di quotidiani, per esempio, la “Gazzetta dello sport”, e di periodici tra cui, per esempio, “Oggi” e “Abitare”.

  • “la Repubblica”:

Questo giornale fa parte del gruppo “GEDI” Gruppo Editoriale. Nel CDA, oltre a “CIR” (Compagnie Industriali Riunite, maggioranza della famiglia De Benedetti) e a “Giovanni Agnelli e C.”, società della famiglia Agnelli, siedono figure di primo piano del mondo della finanza, dell’università, dell’imprenditoria e dell’industria italiana che siedono anche in altri CDA. Il gruppo GEDI è anche proprietario de “La Stampa” e de “Il Secolo XIX”, di numerosi periodici, tra cui “l’Espresso” e “Le Scienze”, e di numerosi quotidiani locali, tra cui “Il Piccolo” e “Il Tirreno”, o di radio, come per esempio “Radio DeeJay” e “Radio Capital”.

  • “Il Giornale”:

Fondato da Montanelli nel 1974, fu in seguito acquistato da Berlusconi e tuttora appartiene al gruppo Mondadori ed è controllato dalla famiglia Berlusconi. Nel CDA troviamo i figli e figure rilevanti delle aziende di famiglia o vicine alla famiglia. Con l’ingresso in politica di Berlusconi il Giornale è diventato un giornale politico, con una linea editoriale mirata a sostenere il partito politico dell’editore. Il gruppo Mondadori possiede numerosi periodici, tra cui anche “Panorama”, “Tv Sorrisi e Canzoni”, “Grazia”, “Donna Moderna”, “Chi”, “Focus”, “Geo”, “Starbene” e molti altri.

  • “Libero”:

Quotidiano di destra fondato e diretto da Vittorio Feltri, dal 2001 appartiene a Giampaolo Angelucci, immobiliarista e proprietario di numerose cliniche e strutture sanitarie come il San Raffaele di Roma. Come organo ufficiale del “Movimento Monarchico Italiano” ha ricevuto in passato sovvenzioni dallo Stato (alcune delle quali sono state oggetto di sanzione, però, e dovranno essere restituite).

  • “Avvenire”:

Nato nel 1968 dalla fusione di due giornali, “l’Italia” di Milano e “L’avvenire d’Italia” di Bologna, il giornale è edito e appartiene alla Conferenza Episcopale Italiana (CEI). Com’è ovvio è un quotidiano di ispirazione cattolica scritto per i cattolici. Riceve le sovvenzioni statali.

  • “Il Resto del Carlino”:

È uno dei quotidiani più antichi, simbolo di Bologna, ottavo quotidiano nazionale, e insieme alla “Nazione” di Firenze e al “Giorno” di Milano formano la rete QN, Quotidiano Nazionale. Tutti e tre appartengono alla “Poligrafici Editoriale”, a sua volta controllata dal gruppo “MonRif”, guidato da Andrea Riffeser Monti, discendente di Attilio Monti, famoso imprenditore italiano nel campo della raffinazione e alberghiero. Curiosità: perché “il Resto del Carlino” si chiama così? Nel 1885 a Firenze si vendeva un giornale chiamato “Il Resto al sigaro”. Prezzo nelle tabaccherie di 2 centesimi. Un sigaro costava 8 centesimi e quindi per i negozianti era facile collegare la vendita dei due prodotti. Doppio affare in un colpo solo. Un gruppo di amici bolognesi decise di esportare l’idea a Bologna. Allora andavano per la maggiore titoli di giornali scanzonati come “La striglia”. Si scelse dunque “Il Resto …del Carlino”. Il Carlino era stata una moneta dello stato Pontificio coniata dal XIII secolo al 1796. Con l’Unità d’Italia la moneta da 10 centesimi di lire continuava a circolare chiamata Carlino. I puntini di sospensione erano ironici: a Bologna “dare il resto del carlino” significava “regolare i conti”.

  • “Il Messaggero”:

È il più diffuso giornale del centro Italia, il sesto a livello nazionale, di impostazione laica di centro-sinistra, appartiene alla “Caltagirone editore”, di proprietà della famiglia Caltagirone, famosi imprenditori nel campo delle costruzioni, grandi opere, cementifici. Oltre al “Messaggero”, la famiglia Caltagirone possiede anche “il Mattino” di Napoli, “il Gazzettino” di Venezia, il “Nuovo Quotidiano di Puglia”, per dirne alcuni.

  • “Il Sole 24 ore”:

È il più autorevole quotidiano economico italiano, il quarto per diffusione, fondato nel 1865. È edito dal “Gruppo 24 Ore”, di proprietà di Confindustria. La linea editoriale è diretta espressione dei principali gruppi industriali italiani. Nel CDA troviamo diverse figure di spicco dell’industria e della finanza.

  • “Milano Finanza”:

Uno dei quotidiani economici più conosciuti in Italia, tratta esclusivamente di temi economici-finanziari ed è edito da “Class Editori” di Paolo Panerai. Class Editori possiede e pubblica anche “Italia Oggi”, anch’esso noto quotidiano incentrato su temi politico-economici, numerosi periodici incentrati sui temi dell’informazione finanziaria e del lusso come “Capital” e “Class”, numerose Tv, radio, siti web e l’agenzia di stampa “MF-DowJonesNews”. Nel CDA dell’editore siede tra gli altri Maurizio Carfagna, consigliere di amministrazione di Mediobanca.

Quando i giornali sono così, legati a corda doppia ad un gruppo o a un’azienda, come si può dire che siano indipendenti? Quando quasi tutti appartengono a banche, industriali, partiti, imprenditori, assicurazioni e questi hanno interessi in comune e rapporti d’affari come accade nel mercato piccolo e chiuso dell’Italia, come possono i cittadini accedere alle informazioni ed essere certi che esse siano “libere”?

Non solo, ma questa situazione mette a rischio la democrazia, perché senza buona informazione non ci sono cittadini informati, senza i quali non c’è democrazia. Non a caso l’Italia è al 52° posto come libertà di stampa nel mondo, migliore del 77° di un anno fa, ma molto lontano dall’optimum.

Quasi tutto è perduto. Con rammarico si può notare che il giornalismo d’inchiesta, una volta in mano a professionisti (si pensi a “Mauro De Mauro”), è finito nelle mani di “Report”, “Striscia la notizia” e “Le Iene”. E se per il primo, pur con tutte le sue pecche (secondo me a volte pur di aver ragione racconta mezze verità), è comunque gestito da giornalisti di un certo livello, gli altri due sono quasi sempre alla ricerca dello scoop e dell’ascolto.

Ci sono infatti due recenti notizie, una di “Striscia” e una dei “Men in Black de noantri”.

Quella del telegiornale “satirico” di Canale 5 non voglio neanche commentarla, mi sembra una mera ricerca del sensazionalismo (ingresso non autorizzato a Linate con accesso alla pista), mentre quella delle Iene è abbastanza grave.

Secondo loro, in Abruzzo sarebbe in corso un esperimento nucleare segreto capace di mettere a rischio l’intero territorio. Secondo il servizio, dalle viscere del Gran Sasso, dove nel 1982 è stato costruito l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, il più grande laboratorio sotterraneo del mondo, potrebbe arrivare la minaccia nucleare. L’inviata de “Le Iene” spiega come la cima più alta dell’Appennino ospiti anche una delle sorgenti d’acqua più pure d’Europa, che offre da bere a mezzo Abruzzo, ed è proprio in queste acque si trovano i laboratori dove molto spesso si fanno esperimenti utilizzando sostanze nocive. L’ultimo in programma, e secondo i comitati locali tenuto nascosto per la sua pericolosità, è il Sox.

A quel punto, vista la quantità di “imprecisioni” dell’articolo, che non riporto, l’Istituto ha dovuto diffondere una nota, che invece riporto integralmente.

Il servizio delle Iene andato in onda ieri sera contiene numerose falsità e poche verità presentate in modo parziale e fazioso. Cercheremo quindi di fare chiarezza su alcuni punti che destano preoccupazione in lei come in molte altre persone che abitano il territorio.

I Laboratori Nazionali Del Gran Sasso – INFN hanno a cuore la sicurezza dell’acqua del Gran Sasso. La sicurezza dell’acqua in particolare, e dell’ambiente in generale, è una condizione necessaria ai Laboratori per svolgere le proprie attività di ricerca. Soprattutto perché i nostri Laboratori sono parte del territorio abruzzese: molti nostri ricercatori e molte delle persone che vi lavorano sono abruzzesi, vivono nel territorio e bevono l’acqua che esce dai loro rubinetti. E l’INFN pone la massima attenzione al rispetto della legge: tutto è fatto nel rispetto delle norme e con le autorizzazioni necessarie. Quindi anche nel caso del nuovo esperimento SOX si è seguito rigorosamente l’iter di legge. L’autorizzazione all’impiego è stata ottenuta da Ministero dello Sviluppo Economico, Ministero della Salute, Ministero dell’Ambiente, Ministero del Lavoro, Ministero dell’Interno (Protezione Civile) e di ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale).

SOX non è un esperimento nucleare che prevede la manipolazione di atomi, come accade per esempio in una centrale nucleare, ma un esperimento scientifico che usa una sorgente radioattiva sigillata, come quelle che vengono usate, sia pure con una diversa potenza e differenti finalità, negli ospedali delle nostre città per eseguire esami diagnostici e terapie. SOX è infatti un esperimento per lo studio dei neutrini che utilizza 40 grammi di polvere di Cerio 144. Il Cerio 144 produce decadimenti radioattivi spontanei, non reazioni nucleari di fissione. SOX quindi non ha niente a che vedere con un reattore nucleare, non può esplodere, neppure a seguito di azioni deliberate, errori umani o calamità naturali. (Per saperne di più: https://www.lngs.infn.it/it/borexino)

Per garantire lo svolgimento in assoluta sicurezza dell’esperimento, senza nessun rischio per le persone e per l’ambiente, il Cerio 144, è isolato e totalmente schermato. La polvere di Cerio è chiusa e sigillata in una doppia capsula di acciaio, che a sua volta viene poi chiusa all’interno di un contenitore di tungsteno dello spessore di 19 centimetri, del peso di 2,4 tonnellate, realizzato appositamente per SOX con requisiti più alti rispetto agli standard di sicurezza richiesti, e in grado di resistere fino a 1700 °C. La sorgente rimarrà chiusa sotto chiave nel suo alloggiamento inaccessibile, per l’intera durata dell’esperimento, cioè 18 mesi. Il contenitore di tungsteno è indistruttibile: è resistente a impatto, incendio, allagamento e terremoto, secondo studi rigorosi che sono stati svolti come previsto dalla legge e verificati dalle autorità competenti. Quindi, tutti i rischi citati durante la trasmissione, dal terremoto all’atto terroristico, non sono realistici.

SOX, dunque, non rappresenta in alcun modo un rischio, né per la popolazione né per l’ambiente: non implica nessuna dose radioattiva per nessuno, e naturalmente neanche per le persone che lavorano nei laboratori, la dispersione del Cerio è impossibile anche in caso di incidente, la sorgente sarà sempre sorvegliata 24h/24 dal personale che di norma svolge l’attività di sorveglianza nei Laboratori.

Il problema che io ritengo veramente grave è che non solo questo sensazionalismo ha dato adito a un tamtam di notizie catastrofiche di ciò che potrebbe accadere, ma che la giunta della Regione Abruzzo, senza informarsi da alcuno scienziato, ma solo in base a quanto asserito dal servizio, ha intimato lo stop all’esperimento.

Ma perché affidare il giornalismo a mani inesperte e ignoranti? Possibile che non ci sia nessuno, in un’intera redazione, che non conosca la differenza tra decadimento radioattivo e fissione nucleare? Come si fa a pensare che Ricerca Nucleare e Centrale Nucleare possano avere lo stesso significato? È come se si pensasse che l’Olio Vergine è prodotto da olive che non si sono mai accoppiate!

Paradossalmente, però, la scuola italiana è stata sempre fra le migliori del mondo, soprattutto per chi voleva dedicarsi alla scienza. Non per caso giovani italiani brillano in tutti i migliori centri di ricerca del mondo.

Perché abbiamo una cosa che pochi altri paesi al mondo hanno: la cultura umanistica. Studiare Omero, Hegel e Leonardo offriva (perché le cose stanno velocemente cambiando anche lì) a chi poi si dedicava a studi scientifici uno strumento di pensiero più acuminato che passare ore a calcolare, come fanno gli studenti delle scuole scientifiche di punta del nord Europa.

Ovviamente ciò non significa che per essere un ottimo scienziato sia obbligatorio passare per il Liceo italiano, però io credo che sia un aiuto. Mi è capitato a volte di dovermi confrontare su argomenti non prettamente umanistici con persone di formazione molto differente.

Certo, puoi non sapere chi sia Ovidio e avere delle ottime capacità di pensiero, critico o analitico. Ma la visione di insieme unita alla capacità di prevedere e individuare problemi e poi saperli risolvere è chiaramente una cosa tutta italiana, grazie proprio a quel substrato culturale classico.

Purtroppo però, questo substrato non ha la sua controparte scientifica. E nelle scuole la scienza è drammaticamente carente. Come lo è nella società.

L’Italia resta pericolosamente un paese di profonda incultura scientifica, sia confrontato con gli altri paesi europei, dove la scienza è rispettata profondamente, come non lo è da noi, sia forse ancor più confrontato con i paesi emergenti, che vedono nella cultura scientifica la chiave del loro sviluppo.

In Italia, quando si dice la parola “cultura” si pensa a libri, opere liriche e a quadri. Ma quella è in realtà solo una parte. La cultura è l’intero sapere e gli strumenti concettuali di cui si dispone.

Se aziende italiane vendono dappertutto nel mondo, disegnatori italiani guidano lo stile del pianeta, se l’Italia è fra le dieci potenze economiche del mondo, è perché, nonostante la nostra caratteriale auto-disistima, siamo un popolo colto e intelligente. Ma l’incultura scientifica del paese è una nostra debolezza.

E mentre i paesi in via di sviluppo investono in ricerca scientifica e migliorano le università, noi le chiudiamo o affidiamo il compito di riformarle a persone senza cultura. Siamo forse l’unico paese tra quelli industrializzati ad avere un ministro dell’istruzione non laureato, quando poi magari per fare il concorso per bidello richiedono il titolo di studio…

Se pensiamo che la scienza moderna è nata in Italia, nel Rinascimento, grazie ad un uomo di una cultura immensa (non solo scientifica), Galileo Galilei, capiamo da dove veniamo. Le conoscenze che ci permettono di avere la “risonanza magnetica” (da cui però è stata tolta la parola “nucleare”, per non intimorire…) e tutte le scoperte scientifiche che ci permettono di vivere di più e meglio rispetto al passato vengono tutte da quella persona che visse quattrocento anni fa.

Sarebbe bello se in Italia fossimo orgogliosi anche di Galileo, non solo di Caravaggio. Mi piacerebbe che l’Italia si allontanasse dall’idea che la cultura sia solo arte antica, o culto sterile del proprio passato; che l’Italia desse alla cultura e alla cultura scientifica in particolare la dignità che deve avere nella formazione di una persona.

Ma per farlo, servirà un nuovo Copernico che tolga dal centro la visione attuale che abbiamo del passato per sostituirla con una che ci renda finalmente “acculturati”, e quindi liberi.

Quanti? Tanti!

A volte mi sono dilettato, su questo blog, con poesie in dialetto. Ne ho composta una in napoletano (‘O ggiuramento), una in tarantino (Pasche) e una in romanesco (Er Natale). Per chiudere il cerchio, sto provando a scriverne una in siciliano, dedicata al Carnevale. Gli ostacoli sono immensi, perché non è un dialetto semplice; ma proprio perché siamo nel periodo carnevalesco, mi sembra giusto parlare di un argomento molto trattato di questi tempi: la medicina quantistica.

Non esiste, naturalmente, nessuna branca della Medicina che si occupi di applicare la fisica quantistica alla cura delle patologie, se non nelle illusioni e nelle fantasie di menti disturbate che proclamano l’esistenza della medicina quantistica.

Certo, esiste un apporto della fisica alla medicina, e lo vedremo, ma quando sento parlare di medicina quantistica mi esce il fumo dal naso come i tori di certi cartoni animati.

Partiamo dalle definizioni, come sempre.

La parola italiana medicina ha origine dal verbo latino mederi, cioè curare, medicare. “Ars medicina” era detta la scienza medica, arte perché basata su precetti pratici e sull’esperienza individuale del medico.

Il medico greco Ippocrate di Coo (o Cos, o Kos), vissuto nel V secolo a.C., è ritenuto il fondatore della medicina come scienza. Infatti, nelle opere a lui attribuite, si trova una descrizione della malattia come insieme ordinato di sintomi e della cura come utilizzo logico di elementi terapeutici correlati ai sintomi. L’arte del medico era la ricerca di tali sintomi e l’applicazione dei relativi rimedi.

La medicina greca è una delle prime scienze che abbia applicato un metodo esatto e rigoroso imitato in seguito da altre scienze di origine antica come la matematica e la fisica. Ippocrate fissò anche i principi etici di comportamento del medico. Tali principi sono contenuti in un testo, il giuramento d’Ippocrate, che i medici di tutto il mondo pronunciano ancora oggi prima di iniziare la professione.

La medicina moderna è una scienza che studia i fenomeni patologici, cioè le malattie del corpo. Per far questo mette in pratica i risultati delle ricerche di laboratorio svolte con l’ausilio di altre scienze come la chimica, la fisica, la farmacologia, la biologia. Quest’ultima, in particolare, individuando nella cellula il componente minimo degli organismi viventi, fornisce alla medicina preziose conoscenze di base.

La medicina ha lo scopo di prevenire e curare le malattie per migliorare la durata e la qualità della vita e comprende un gran numero di specialità o specializzazioni i cui nomi possono derivare dai mezzi di cura, come accade per la medicina nucleare, dagli organi di cui ci si occupa, come per la medicina oculistica, dal tipo di malattie che insorgono in un determinato contesto, come la medicina sportiva.

Nel parlare comune la medicina cura attraverso composti farmaceutici, detti medicine ed è opposta alla chirurgia, che interviene invece con mezzi meccanici, correggendo l’assetto fisico del paziente. Anche i reparti degli ospedali prendono il nome dal tipo di terapie che vi si praticano e dalle specialità delle quali si occupano. La facoltà universitaria in cui si studia per diventare medici si chiama invece Facoltà di Medicina e Chirurgia (mia figlia Simona vorrebbe intraprendere la carriera medica, cosa che le auguro con tutto il cuore, anche se il portafogli non vorrebbe…).

Il termine fisica proviene dal latino physica, voce dotta derivata dall’aggettivo physicus formatosi dal greco τὰ φυσικά [tà physiká] e da φύσις [physis], “natura”, ovvero “le cose naturali”. Fisica è anche il titolo dell’opera di Aristotele, in cui il filosofo greco descrive i fenomeni della natura, ricercando le leggi che li governano.

Oggi si dice fisica la scienza, o, meglio, l’insieme di scienze, il campo di ricerca, che osserva i fenomeni naturali e cerca di ricavare le leggi che li regolano. In pratica, i fisici cercano leggi che possano spiegare i fenomeni dell’universo, permettendo loro di riprodurli con esperimenti.

Dalla fisica si sono distaccate la biologia e la chimica, che analizzano i fenomeni della vita e le combinazioni degli elementi. Come la matematica, la fisica si divide in fisica teorica e fisica applicata. La prima spiega i fenomeni conosciuti deducendoli da leggi generali per poi formulare ipotesi sull’esistenza di fenomeni sconosciuti ma regolati dalle stesse leggi. La seconda applica le regole della fisica ad altre scienze e cerca utilizzi pratici di quanto scoperto dalla fisica teorica.

Molte sono le scienze correlate al mondo fisico: ad esempio l’ottica, che studia le leggi della luce; l’acustica, che si occupa del suono; la termotecnica e la termodinamica che osservano le trasformazioni della materia in presenza di energia; la fisica nucleare che si occupa dell’atomo. Oggi la fisica, accanto ad altre scienze, contribuisce anche allo studio dell’ambiente e alla soluzione dei problemi causati dall’inquinamento.

Nella storia della fisica troviamo scoperte e teorie che hanno rivoluzionato la nostra civiltà. Tra queste, la legge di gravitazione universale elaborata da Isaac Newton e la teoria della relatività di Albert Einstein.

Newton, ampliando le osservazioni di Galileo Galilei sulla forza di gravità, dimostrò come questa forza che attira gli oggetti verso il centro della terra, tiene in equilibrio fra loro i pianeti del sistema solare.

Agli albori del Novecento, Albert Einstein scoprì che le leggi di Newton erano valide nelle normali condizioni di osservazione, mentre in situazioni differenti, ad esempio nei nuclei degli atomi e a velocità pari o superiori a quella della luce i parametri di comportamento degli oggetti naturali e i loro criteri di misurazione erano profondamente diversi. Per la fisica einsteiniana ogni forma di vita è in realtà energia e quindi esposta a trasformazioni, come accade alla legna che brucia in un camino.

La meccanica quantistica (anche detta fisica quantistica o teoria dei quanti) è la teoria fisica che descrive il comportamento della materia, della radiazione e di tutte le loro interazioni viste sia come fenomeni ondulatori sia come fenomeni particellari (dualismo onda-particella), a differenza della fisica classica o newtoniana, basata sulle teorie di Isaac Newton, che vede per esempio la luce solo come onda e l’elettrone solo come particella.

Riporto ora qualche frase di uno dei miei scienziati preferiti, il premio Nobel Richard Feynman:

“È importante tener presente che nella fisica odierna, noi non abbiano cognizione di ciò che l’energia è. Non abbiamo un modello che esprima l’energia come somma di termini definiti. (da La fisica di Feynman, vol. I parte I, traduzione di E. Clementel, S. Focardi e L. Monari, Inter European Editions, 1975, 4–1)”.

“Penso di poter affermare che nessuno capisce la meccanica quantistica. (citato in Tony Hey, Patrick Walters, “The New Quantum Universe”, 2003)”.

Notate qualcosa che possa unire le due cose (la medicina e la meccanica quantistica)? In effetti qualcosa c’è, e lo andiamo a scoprire insieme. Si chiama diagnostica per immagini.

La diagnostica per immagini si riferisce a vari metodi non invasivi per identificare e monitorare diversi tipi di malattie attraverso la produzione di immagini che rappresentano la struttura anatomica interna e gli organi del corpo del paziente. Le dettagliate immagini prodotte da queste procedure sono usate per informare in maniera più dettagliata il paziente e il medico sull’ organizzazione anatomica, il lavoro funzionale degli organi interni e la struttura del corpo del paziente. La diagnostica per immagini è uno strumento di informazione che ha permesso di espandere notevolmente la conoscenza dei medici, dei pazienti e della pratica della medicina più in generale.

I radiologi e altri specialisti del settore (come Carmine, detto CFM, mio grande amico) interpretano le immagini che ricevono per diagnosticare vari tipi di malattia o traumi così che il trattamento e la terapia per il paziente possa essere pianificata e implementata in maniera sempre più specifica (e lui, CFM, lo fa in maniera davvero efficace).

Ad oggi delle tecniche nuove e innovative come gli ultrasuoni, la risonanza magnetica e la tomografia computerizzata vengano ormai effettuate nei centri di radiologia accanto ai più tradizionali raggi X.

Le tecniche di diagnostica per immagini sono:

  • ecografia
  • ecografia dinamica
  • ecografia Doppler, anche nelle varianti Color Doppler e Power Doppler
  • ecografia con mezzo di contrasto
  • radiografia
  • stratigrafia o tomografia
  • tomografia computerizzata
  • imaging a risonanza magnetica
  • fluoroscopia
  • fluorangioscopia
  • angiografia
  • linfografia o linfangiografia
  • sialografia
  • mammografia
  • scintigrafia
  • tomografia ad emissione di positroni
  • tomografia ad emissione di fotone singolo.

La branca della medicina che si occupa delle ultime tre si chiama Medicina Nucleare, mentre l’ecografia e l’imaging a risonanza magnetica, pur non essendo ottenute tramite l’emissione di radiazioni ionizzanti, fanno parte in ogni caso del corpus radiologico e sono tuttora entrambe insegnate durante il corso di Specialità in Radiodiagnostica.

L’unico punto di contatto tra la fisica e la medicina è dato dal fatto che la medicina ha avuto dagli studi di fisica alcuni strumenti per diagnosticare le malattie. E basta.

Ora, se provate a cercare su internet la frase “medicina quantistica”, usciranno tanti di quei siti che si sperticano in spiegazioni senza però mai spiegare veramente cosa dovrebbe fare questa sedicente nuova medicina. Ne ho scelto uno a caso:

“Con il termine “medicina quantistica” indichiamo un nuovo tipo di medicina vista con l’ottica della fisica quantistica, che come molti sanno è quella parte della fisica che indaga la realtà nel campo dell’infinitamente piccolo; fu Max Planck, agli inizi del Novecento, a introdurre per primo il concetto del “quanto”come la particella elementare costituente elettricità e materia. Questa intuizione, che si concretizzò nel dualismo onda-corpuscolo della materia, portò al fallimento delle teorie classiche e fu terreno fertile per numerosi studiosi come J. C. Maxwell, W. Heisemberg, A. Einstein, Popp, Frohlch, P. Nogier, i quali affiancarono alla Fisica studi paralleli di Chimica, Medicina, Biologia ed arrivarono a dimostrare come l’uomo e l’universo siano un tutt’uno, interconnessi da una matrice primordiale che permette all’uno di influenzare l’altro e viceversa.”

Facciamo chiarezza sugli studiosi citati in quel brano.

Planck introdusse il concetto di quanto nell’autunno del 1900; Maxwell è morto nel 1879 e non ha evidentemente potuto usufruire delle ipotesi di Planck. Heisenberg è stato uno dei fondatori della meccanica quantistica, come del resto Einstein, che aiutò a gettare le basi della teoria, pur rimanendone per lungo tempo critico. Popp ha compiuto studi nel campo della biofisica, che però rimangono largamente allo stadio teorico. Fröhlich è stato un fisico teorico. Nogier è il creatore della “auricoloterapia”, pratica senza basi scientifiche. Riguardo l’ultima affermazione (“…arrivarono a dimostrare…”), non è legata agli studi dei fisici prima citati.

Continuo: “La teoria quantistica è stata chiamata prima meccanica quantistica, perché si supponeva che ci doveva essere una qualche legge meccanica coinvolta nel movimento delle particelle atomiche e dei quanti di energia simile a quella che descrive la meccanica dei corpi macroscopici, come i pianeti. […] La teoria quantistica ha quindi una portata molto più ampia del mondo microscopico, e può essere applicata a sistemi in generale dove molte singole parti lavorano insieme e si influenzano a vicenda.”

La fisica quantistica, come ho scritto prima, è tuttora chiamata meccanica quantistica. Inoltre, i fenomeni quantistici sono rilevanti quasi esclusivamente a livello atomico e subatomico. La questione è in realtà molto più complessa, ma l’affermazione dell’articolo non ha alcun valore scientifico. Riassumendo quanto detto, la parte fisica della medicina quantistica non poggia su alcuna base fisica scientificamente provata.

Analizziamo intanto le affermazioni mediche di quel sito.

Intanto, si parla di un nuovo tipo di medicina, che, se avesse basi scientifiche, sarebbe stata accolta dalla medicina “tradizionale”, proprio come è successo alla medicina nucleare, specialità medica piuttosto nuova nata dall’unione di fisica e medicina.

Infatti già a poche righe dall’introduzione appare la prima teoria strampalata: “Ogni cellula del nostro organismo, tramite il suo DNA che funziona come un trasmettitore–ricevitore, emette e può ricevere segnali frequenziali e tutte le cellule dell’organismo sono in continua e istantanea comunicazione fra di loro e si scambiano messaggi elettromagnetici con precisi effetti biologici. Tutto questo costituisce un sistema di autoregolazione continua, i cui dati viaggiano in continuazione tra le cellule per mantenere un equilibrio dinamico che si adatta alle modificazioni interne ed esterne e rappresenta equilibrio e salute.”

Rabbrividisco. Il fatto che le cellule siano in comunicazione tramite segnali elettromagnetici non è supportato da nessuna prova scientifica, ma soprattutto andrebbe contro gran parte del funzionamento dei nostri organi.

E alla fine, si capisce il perché di tutte queste frasi criptiche (più altre che ometto per decenza, dico solo che parlano anche di frattali…): “Il prodotto [omissis…]  è il più semplice ed efficace sistema di biofeedback informazionale ed energetico che utilizza hardware e software in un approccio multidimensionale per ridare l’equilibrio psicofisico, emozionale, biochimico ed energetico. In tempi molto rapidi si ottiene una risposta efficace che individua il cuore delle problematiche dell’individuo, consentendo al terapeuta di aiutarlo con diversi rimedi informazionali tra cui omeopatia, essenze floreali, erbe, agopuntura, nutrienti, integratori alimentari e molti altri. […] Per questo motivo il [omissis…] è indicato nel trattamento di: disturbi dell’umore; traumi; scompensi biochimici; dolori; psicosomatica; depressione; blocchi emotivi; deficit energetici; scarsa autostima; intolleranze e allergie; crescita motivazionale.”

Ecco spiegato! Devono vendere un prodotto!!!

Nel far west c’erano carrozzoni che giravano nel paese con cialtroni che provavano a vendere intrugli miracolosi, che spesso si rivelavano per quello che erano realmente, cioè intrugli. Ora i carrozzoni girano sul web.

I sintomi trattati sono tutti molto vaghi, tranne un paio che andiamo a vedere in dettaglio. La depressione non è una malattia con cui scherzare e a volte anche la psicoterapia (terapia scientificamente approvata) non è sempre risolutiva. L’efficacia del trattamento della depressione varia da persona a persona ed è un rischio inutile far abbandonare ad un paziente la terapia farmacologica o la psicoterapia in favore di questo tipo di pseudo-medicina.

Poi citano, tra i disturbi curabili “i dolori”. Ma il dolore è il modo che usa il corpo per avvertirci che c’è qualcosa che non va, sia che si tratti di un trauma, sia un’appendicite, o addirittura un infarto in corso.

Se noi curassimo il dolore senza curarne le cause, l’unica cosa che otterremmo il più delle volte sarebbe morire felici (per così dire).

In sostanza, la medicina quantistica è una truffa altamente pericolosa, oltre al fatto che si poggia su basi puramente pseudoscientifiche. Quindi cari amici complottisti, prima di dire: “meglio la medicina quantistica, almeno non sono collusi con le aziende farmaceutiche (!)”, pensate a quante fanfaluche (dal greco pompholyx, cioè “bolla d’aria”) ci sono in un’unica, inventata, nuova branca della medicina…

E se il mio medico fosse colluso con le case farmaceutiche, dubito andrebbe in giro con una Fiat degli anni ’90…

 

 

http://ilmegliodiinternet.it/medicina-quantistica-truffa-medica-fisica/
L’universo elegante, di Brian Greene
Alice nel paese dei quanti, di Robert Gilmore
QED, di Richard P. Feynman

Personalità oscure

Fin da piccolo sono stato appassionato di fantascienza e qualche anno fa, per la precisione nel 2008, mi capitò di vedere un film che si intitolava: ”Ember – Il mistero della città di luce”, tratto dal romanzo per ragazzi “La città di Ember” della scrittrice Jeanne DuPrau, primo di una saga di romanzi. Preso dalla curiosità, e visto il flop di incassi del film che ne ha decretato la “non-serialità”, ho cercato e trovato gli altri libri e li ho letti. Nel terzo della serie, “La Profetessa di Yonwood”, ho letto una frase che ricordavo di aver letto da qualche altra parte, cioè “l’universo non è più strano di quanto immaginiamo: è più strano di quanto possiamo immaginare.”

In effetti era una citazione diJohn Burdon Sanderson Haldane, (1892 – 1964), biologo e genetista inglese, figlio dello scienziato John Scott, che insieme a R.A. Fisher e S. Wright è considerato uno dei fondatori della moderna sintesi evoluzionistica. Egli disse, “Ora, il mio sospetto è che l’universo non solo sia più bizzarro di quanto supponiamo, ma più bizzarro di quanto possiamo supporre. Sospetto che ci siano più cose in cielo e in terra di quante siano sognate, o possano essere sognate, da qualsiasi filosofia. (Citazione nella citazione: “Ci sono più cose in cielo e in terra, Orazio, di quante ne sogni la tua filosofia”. Di William Shakespeare, da “Amleto”)

Anche Richard Feynman era un tipo che si divertiva a scrivere frasi del genere: paragonò l’accuratezza delle teorie dei quanti allo specificare l’ampiezza del Nord America con l’accuratezza dello spessore di un capello. Questo significa che la teoria dei quanti dev’essere in qualche senso vera, ma complessa. Infatti le supposizioni che la teoria dei quanti deve fare per giungere a quelle predizioni sono così misteriose che perfino Feynman stesso fu spinto a commentare, “Se pensi di comprendere la teoria dei quanti, significa che non comprendi la teoria dei quanti.” Infatti è una teoria così bizzarra che i fisici ricorrono a differenti interpretazioni paradossali per spiegarla.

Il biologo Lewis Wolpert (1929, biologo, saggista e scrittore britannico di origine sudafricana) crede che la bizzarria della fisica moderna sia solo un esempio estremo. La scienza, contrapposta alla tecnologia, usa violenza al senso comune. Ogni volta che bevete un bicchiere d’acqua, egli fa notare, c’è la probabilità che berrete almeno una molecola passata attraverso la vescica di Oliver Cromwell (1599 – 1658, rivoluzionario e politico inglese). È semplicemente elementare teoria delle probabilità. Il numero di molecole per bicchiere è incredibilmente più grande del numero di bicchieri, o vesciche, nel mondo e naturalmente, non c’è nulla di speciale riguardo Cromwell o riguardo le vesciche. Voi avete appena inspirato un atomo di azoto che passò attraverso il polmone destro del terzo iguanodonte alla sinistra dell’alto albero di cicadea (l’ordine Cycadales, unico ordine della classe Cycadopsida, è un ordine molto antico, il più primitivo tra le gimnosperme, comparso sulla terra nel Carbonifero o all’inizio del Permiano, circa 280 milioni di anni fa, che ha raggiunto la sua massima diffusione e diversificazione nell’era Mesozoica).

Che cos’è che ci rende capaci di fare supposizioni, e questo qualcosa ci dice nulla su quello che possiamo supporre? Ci sono fatti riguardanti l’universo che saranno per sempre al di là della nostra portata, ma non al di là della portata di qualche intelligenza superiore? Ci sono cose che riguardano l’universo che sono, in principio, al di fuori della portata di qualsiasi mente, per quanto superiore? La storia della scienza è stata una lunga serie di intuizioni improvvise, nel momento in cui generazioni successive si sono confrontate con sempre maggiori livelli di bizzarria nell’universo.

Noi oggi siamo così abituati all’idea che la Terra ruoti, invece che il Sole si muova attraverso il cielo,  che è difficile per noi realizzare quale devastante rivoluzione mentale deve essere stata la rivoluzione copernicana (Mikołaj Kopernik, in italiano Niccolò Copernico, in latino Nicolaus Copernicus, nato a Toruń il 19 febbraio 1473 e morto a Frombork il 24 maggio 1543) è stato un astronomo e astrologo polacco famoso per aver portato all’affermazione della teoria eliocentrica). Dopo tutto, sembra ovvio che la Terra sia grande ed immobile, il Sole piccolo e mobile. Ma vale la pena ricordare il commento di Ludwig Josef Johann Wittgenstein (1889 – 1951), logico e filosofo austriaco, sull’argomento. “Dimmi,” egli chiese ad un amico, “perché la gente dice sempre, che era naturale per l’uomo assumere che il Sole girasse intorno alla Terra piuttosto che fosse la Terra a ruotare?” Il suo amico rispose, “Beh, ovviamente perché a vederlo sembra che il Sole stia girando intorno alla Terra.” Wittgenstein rispose, “Bene, come sarebbe apparso invece se fosse sembrato che fosse la Terra a ruotare?”

Parlo di questo perché recentemente è scomparsa un’astronoma statunitense pioniera nello studio della rotazione delle galassie, Vera Rubin, la cui dipartita è stata bellamente ignorata dai media, troppo presi dalla scomparsa di popstar e attrici.

Vera Rubin aveva studiato astronomia al Vassar College, nello Stato di New York, e voleva iscriversi alla Princeton University per un corso superiore di specializzazione (graduate school) proprio in astronomia, che tuttavia è rimasto precluso alle donne fino al 1975, una circostanza davvero notevole, e riprovevole, considerato l’importante ruolo che le donne hanno rivestito nel campo dell’astronomia nel secolo scorso. Dopo aver conseguito un master in fisica alla Cornell University, dove aveva studiato non solo con giganti come Richard Feynman e Hans Bethe, ma anche con il brillante e poetico Philip Morrison, si era trasferita alla Georgetown University, dove aveva conseguito il dottorato di ricerca nel 1954, sotto la guida di un altro prodigio della fisica, George Gamow. Durante questo periodo, Rubin seguiva le lezioni di sera, mentre il marito aspettava in macchina perché lei non sapeva guidare.

Le sue prime ricerche avevano riguardato il moto delle galassie e avevano dimostrato che, oltre ad allontanarsi uniformemente per l’espansione dell’universo secondo la legge di Hubble, la maggior parte di esse mostra peculiari movimenti dovuti alla loro aggregazione gravitazionale in ammassi. Durante questo periodo, aveva contribuito a sostenere la sua famiglia, crescendo quattro figli e insegnando part-time al Montgomery County Community College e alla Georgetown University, per entrare infine nella facoltà della Georgetown nel 1962. Sempre in questo periodo, aveva raggiunto una discreta fama per essere stata la prima donna ad avere il permesso di usare gli strumenti del Palomar Observatory, nel 1965. In quello stesso anno, si era trasferita al Dipartimento di magnetismo terrestre (DMT) della Carnegie Institution di Washington, dove poi è rimasta per il resto della sua carriera.

Ma la scoperta fondamentale di Rubin sarebbe arrivata qualche anno più tardi, quando avrebbe iniziato la collaborazione con Kent Ford – con il quale aveva già collaborato allo studio del moto relativo della Via Lattea rispetto a un ampio campione di galassie lontane, suggerendo che la Via Lattea ha una velocità relativa significativa rispetto al flusso di Hubble che fa da sfondo – per studiare il moto di stelle e gas nella vicina galassia Andromeda. Cinque anni dopo aver raggiunto il DMT, Rubin e Ford avevano notato che la rotazione di Andromeda era anomala. La sua periferia infatti ruotava così velocemente che avrebbe dovuto essere proiettata lontano, se l’unica massa a tenerla insieme fosse stata la materia visibile ai telescopi.

Quasi quarant’anni prima, l’astronomo Fritz Zwicky aveva osservato anomali movimenti locali all’interno del distante ammasso della Chioma che suggerivano anch’essi la presenza in quel sistema di più massa di quella rappresentata dalla materia visibile. Ma i risultati erano stati ignorati.

Contemporaneamente alle osservazioni di Rubin e Ford, l’astronomo australiano Ken Freeman aveva osservato una rotazione anomala simile in altre galassie a spirale, suggerendo ancora una volta la presenza di quella che oggi è conosciuta come materia oscura. In quel periodo, osservazioni del genere erano piuttosto controverse.

Tuttavia, nel corso degli anni Rubin ha lavorato instancabilmente, insieme a Ford e altri collaboratori, per confermare questi risultati, non solo per Andromeda, ma anche per la Via Lattea. Alla fine degli anni settanta la materia oscura aveva iniziato a essere ampiamente accettata, e negli anni ottanta la sua esistenza dominava l’impianto del modello cosmologico influenzando, in ultima analisi, sia il settore dell’astronomia sia quello della fisica delle particelle. Nel frattempo, l’esistenza della materia oscura è stata confermata in quasi tutti i sistemi astronomici su larga scala, ma la sua natura è stata sondata da precise osservazioni della radiazione cosmica di fondo a microonde, che pone restrizioni non solo sulla quantità di materia oscura, ma anche sulla sua composizione: esclude infatti che si tratti di materia ordinaria, cioè di protoni e neutroni.

Questo fatto gioca un ruolo fondamentale nella nostra comprensione della formazione delle galassie, poiché senza poter collassare rapidamente nelle buche di potenziale stabilite nella fase iniziale dalla materia oscura, le piccole fluttuazioni osservate nel fondo cosmico a microonde non avrebbero avuto il tempo sufficiente per crescere a sufficienza, per effetto della gravità, in modo da formare le galassie visibili oggi.

Per il suo lavoro, Rubin ha ricevuto diversi riconoscimenti, ed è stata la seconda donna, dopo Caroline Herschel nel 1828, a ricevere la medaglia d’oro della Royal Astronomical Society. Era membro della National Academy of Sciences e ha ricevuto la National Medal of Science nel 1993 per il suo lavoro pionieristico sulla materia oscura. Oltre a questo, Vera Rubin era di grande ispirazione per i giovani scienziati. Era accogliente e pronta ad aiutare chiunque si rivolgesse a lei.

Nel corso della sua carriera Rubin ha rappresentato un fulgido modello per le giovani donne, incoraggiando le ragazze a entrare nel campo dell’astronomia e a studiare l’universo, e lavorando all’interno delle organizzazioni professionali per garantire pari opportunità alle scienziate. Non è però ricordata o caratterizzata per il suo essere donna, ma per i suoi notevoli contributi in qualità di scienziata. Come ha scritto una volta: “I miei numeri significano per me più del mio nome. Se gli astronomi stanno ancora usando i miei dati a distanza di anni, questo è il più grande complimento”.

Ricordarla mi sembra sia giusto, sia per quello che ha fatto, sia per ciò che ha rappresentato (e anche perchè me lo ha chiesto la mia Simona e approfittando le ho anche accennato cosa sia la materia oscura…). Ma torniamo alla domanda iniziale…

Se l’universo è più bizzarro di quanto possiamo supporre, è solo perché siamo stati naturalmente selezionati per supporre solo ciò di cui avevamo bisogno di supporre per sopravvivere in Africa nel Pleistocene? Oppure i nostri cervelli sono così versatili ed espandibili da far sì che noi possiamo addestrarci ad evadere dalla scatola della nostra evoluzione? Oppure è possibile che ci siano nell’universo cose così bizzarre che nessuna filosofia possa arrivare a sognare?

Fonti:          https://www.ted.com/talks/richard_dawkins_on_our_queer_universe

                        Lawrence Krauss – Vera Rubin, la signora della materia oscura

Introduzione alla Fisica parte seconda

Heisenberg sta viaggiando a grande velocità con la sua auto, quando viene fermato da un vigile: «Ma lei lo sa a che velocità stava andando?» «No, ma sapevo benissimo dove mi trovavo!» (anonimo)

 

Sono stato molti anni nell’Esercito e una delle cose più divertenti in assoluto, tra le attività svolte in quel periodo, era la “gara topografica”. Certo, ora si chiama “orienteering” o “orientamento”, ma vi assicuro che è la stessa cosa. L’unica differenza è che la facevamo in divisa mimetica con fucile e zainetto (pesantissimo) sulle spalle. A parte i mille episodi accaduti durante le gare, ricordo che una delle lezioni teoriche era incentrata sulla “misurazione indiretta delle distanze”. I metodi di misura indiretta delle distanze (oggi quasi del tutto abbandonati) consistono nel ricavare la distanza dalla misura di un’altra grandezza (un angolo, o un’altra distanza), legata alla distanza incognita da una formula geometrica. Le tecniche si differenziano ma sono tutte basate sul cosiddetto angolo parallattico (dal greco παραλλακτικός, parallaktikós, relativo alla parallasse). La parallasse (dal gr. παράλλαξις, paràllaxis, “mutamento, deviazione”, derivato da παραλλάσσω, parallàsso, “cambiare, spostare”, composto di παρα, “verso” e ἀλλάσσω, “mutare”) è il fenomeno per cui un oggetto sembra spostarsi rispetto allo sfondo se si cambia il punto di osservazione. Da un punto di vista quantitativo, con il termine parallasse si indica il valore dell’angolo di spostamento.

Ora, misurare un oggetto distante a occhio non è semplice, ma una volta imparati un po’ di trucchetti si può fare anche bella figura con le ragazze (cosa che al tempo era di vitale importanza, non potendo io puntare solo sulla bellezza…). Guardate ora la figura che segue.

Iparallx

Allungate il braccio in avanti ed estendete il pollice, con l’unghia rivolta verso i vostri occhi. Chiudete un occhio (A’) e spostate il pollice in modo che, guardando con l’occhio aperto (B’), possiate vedere il pollice che copre l’oggetto A in questione. Successivamente aprite l’occhio che prima tenevate chiuso (A’) e chiudete quello (B’) con cui guardavate prima, senza spostare il pollice. Vi sembrerà che il pollice si sia mosso: infatti non si trova più davanti all’oggetto A, ma davanti a un altro punto alla stessa distanza da voi, indicato con B nel disegno. Fate una stima della distanza reale tra A e B, confrontandola con le altezze degli alberi, le dimensioni di un edificio, la distanza tra i tralicci dell’alta tensione, la lunghezza delle automobili, ecc. La distanza a cui si trova l’oggetto A da voi è 10 volte la distanza AB.

E perché tutto questo? Poiché, anche se ogni persona ha una taglia diversa, le proporzioni del corpo umano sono in media piuttosto costanti, e per la maggior parte delle persone l’angolo tra le linee che vanno dagli occhi (A’,B’) al pollice con il braccio teso è di circa 6°, abbastanza vicino al valore 5,73°, da cui si ricava il rapporto 1:10 alla base del calcolo. Questo angolo è la parallasse del vostro pollice, visto dai due occhi. Il triangolo A’B’C ha le stesse proporzioni del triangolo molto più grande ABC (cioè i due triangoli sono simili), e quindi, se la distanza B’C fino al vostro pollice è 10 volte la distanza A’B’ tra i due occhi, anche la distanza AC fino all’oggetto lontano è 10 volte la distanza AB.

Ora che vi ho dato uno strumento per fare colpo sulle ragazze, torniamo a noi. Gli antichi, ovviamente, misuravano in principio le cose a occhio o affidandosi a strumenti di fortuna, poi affinarono le tecniche.

La prima volta che fu realizzata una misurazione importante (sia dal punto di vista quantitativo che qualitativo) fu nel 240 a.C. circa. Eratostene di Cirene (275 a.C. – 195 a.C.) era il direttore della biblioteca di Alessandria, maggiore istituzione scientifica del mondo allora conosciuto. Alcuni tra i lavori di Eratostene trattavano l’antica storia egiziana, ma il suo contributo principale in questo campo consistette nel primo tentativo di fissare su base scientifica una precisa cronologia per la storia greca. Era anche molto curioso e osservò che a Siene (una città dell’antico Egitto, attuale Assuan) a mezzogiorno del solstizio d’estate il Sole illuminava il fondo dei pozzi. Questo fenomeno dipendeva dal fatto che, trovandosi su un tropico, i raggi del Sole cadevano esattamente perpendicolari alla città. Quindi, in quel momento, un bastone piantato verticalmente a terra non proiettava nessuna ombra: il sole era allo zenit. Nello stesso giorno Eratostene fece misurare l’ombra ad Alessandria, una città che, secondo le sue conoscenze, si trovava a nord di Siene, sullo stesso meridiano, a una distanza di 5.000 stadi. Grazie a tale misurazione egli stabilì che la direzione dei raggi solari formava un angolo di 7,2° con la verticale, cioè 1/50 di un angolo giro. Da questo esperimento Eratostene dedusse che la circonferenza della Terra doveva essere 50 volte la distanza tra Alessandria e Siene, quindi 257.000 stadi, equivalenti a 39.400 km (considerando che ora abbiamo la misura di circa 40.000 km, si trattava di un errore piccolissimo!!!).

Purtroppo, come spesso accade, i risultati di Eratostene non vennero giudicati validi e un po’ di anni dopo, un astronomo, Posidonio di Apamea (135 a.C. – 50 a.C.), effettuò un’altra misurazione: la circonferenza della Terra, stimata da Posidonio, era di circa 28.000 km, inferiore a quella più vicina al reale ottenuta un secolo e mezzo prima da Eratostene. Questo valore fu ritenuto valido per tutti i secoli successivi e fu proprio su quel valore che Cristoforo Colombo basò la sua idea di circumnavigare il globo in pochi giorni. Magari, se avesse saputo di dover percorrere altri 12.000 km, non sarebbe partito per il suo viaggio. Fu solo quando Magellano compì finalmente il giro della terra che si scoprì che Eratostene ci era andato molto più vicino.

Abbiamo visto, in “Introduzione alla Fisica”, che cos’è la fisica e come si struttura il “metodo sperimentale”; inoltre abbiamo accennato le unità di misura principali che si usano in fisica. Oggi vedremo come si è arrivati a determinarle.

Quando studiamo un fenomeno, la cosa più importante è individuare le caratteristiche essenziali e quali gli aspetti casuali, così che lo studio raggiunga risultati completi e senza possibilità di interpretazione. Diceva Trilussa riferendosi alla statistica, che non c’entra con la fisica ma fa capire come con i numeri si possa spesso sbagliare:

Sai ched’è la statistica? È ’ na cosa/che serve pe’fa’ un conto in generale
de la gente che nasce, che sta male,/che more, che va in carcere e che sposa.
Ma pe’ me la statistica curiosa/è dove c’entra la percentuale,
pe’ via che, lì, la media è sempre eguale/puro co’la persona bisognosa.
Me spiego: da li conti che se fanno/secondo le statistiche d’adesso
risurta che te tocca un pollo all’anno:/e, se nun entra ne le spese tue,
t’entra ne la statistica lo stesso/perché c’è un antro che ne magna due.

 

Quindi con i numeri bisogna fare attenzione, soprattutto se non si è del mestiere ed è per quello che la fisica, e la scienza in generale, ha fissato delle unità di misura. Definire una grandezza fisica significa descriverne in modo univoco ed oggettivo il significato; misurare una grandezza fisica significa attribuire ad essa un preciso valore numerico.

Un esempio. Vogliamo misurare un tavolo per andarne a comprare uno delle stesse dimensioni e non abbiamo strumenti di misura a portata di mano. Prendiamo come misura di lunghezza un cellulare e fissiamo una unità di misura: il Cel. Se vogliamo prendere le misure del tavolo, non dobbiamo fare altro che porre il cellulare lungo i tre lati (larghezza, lunghezza e altezza) e avremo le misure del nostro tavolo espresse in Cel. Se ad esempio, un lato è lungo 8 Cel, uno 7 Cel e il tavolo è alto 5 Cel, possiamo andare in negozio e confrontare il nostro campione con il tavolo da comprare.

Ovviamente se ognuno facesse così, occorrerebbero tanti campioni quante sono le grandezze fisiche. Ma come vedremo oggi, gli antichi sono partiti proprio così, usando oggetti comuni e realizzando con quelli le unità di misura. La necessità di standardizzare le misure nacque verso la fine del Medioevo in quanto proprio in quel periodo nasceva il commercio “globale”. Immaginate la difficoltà di un giudice che doveva decidere la disputa tra due commercianti che usavano diversi sistemi di peso, magari legati al loro luogo di origine. Quindi si iniziò a pensare di usare delle misure uguali ovunque, alcune delle quali vengono usate ancora oggi. Il miglio, ad esempio deriva dall’espressione latina milia passuum, “migliaia di passi” (singolare: mille passus “mille passi”), che nell’Antica Roma denotava l’unità pari a mille passi (1 passo = 1,48 metri). Per gli antichi romani il passus era inteso come la distanza tra il punto di distacco e quello di appoggio di uno stesso piede durante il cammino, quindi il doppio rispetto all’accezione moderna. O il pollice, la iarda e il piede, tutti riferiti a misure anatomiche, facevano parte del Sistema imperiale Britannico (un sistema di unità di misura definito dal British Weights and Measures Act del 1824) e sono tuttora utilizzati nei paesi di cultura anglosassone, come Regno Unito e Stati Uniti.

Durante la Rivoluzione Francese, Napoleone introdusse un nuovo sistema di misura basato sul sistema decimale. L’unità di lunghezza che fu introdotta fu il metro, che equivale all’incirca ad un iarda ma, anziché essere diviso in piedi e pollici (1 iarda = 3 piedi = 36 pollici), è diviso in decimi (decimetri), centesimi (centimetri), millesimi (millimetri) e così via. Sicuramente più comodo che dover ricordare a memoria le proporzioni. L’unità di massa divenne il chilogrammo, che è la massa di un decimetro cubo di acqua. Il sistema venne chiamato “Système International d’Unités” e con il tempo è stato ovviamente migliorato. La prima definizione di metro risale ad una risoluzione effettuata dell’Assemblea Nazionale francese alla fine del XVIII secolo, in piena Rivoluzione. Il metro fu allora fissato, su proposta dell’Accademia delle Scienze, come la decimilionesima parte della lunghezza di un quadrante di meridiano terrestre.

Nel 1799 venne creato il primo campione standard in platino-iridio del metro. Nel 1961, con un accordo internazionale, l’unità naturale di lunghezza fu definita basandosi sulla radiazione atomica. Siccome tutti gli atomi di una certa specie sono identici, anche le loro radiazioni saranno identiche. Perciò una definizione atomica di lunghezza sarà riproducibile ovunque. Il metro quindi venne ridefinito come 1.650.763,73 lunghezze d’onda della luce rosso-arancio emessa da un gas di Kripton (esattamente dell’isotopo 86). Questa definizione, che è consistente con la precedente, ha il vantaggio di essere circa 100 volte più precisa. Col progredire della scienza si ebbero sviluppi successivi finché nel 1983, durante la “17ª Conferenza Generale di Pesi e Misure tenutasi a Parigi, il metro venne ridefinito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299.792.458 di secondo.

Il secondo, appunto, è un’altra grandezza fisica fondamentale. Storicamente, il secondo venne definito in termini di rotazione terrestre, come 1/86.400 del giorno solare medio; oggi è lievemente meno di 1/86.400 del giorno medio a causa del lentissimo e impercettibile ma progressivo allungamento delle giornate causato dall’interazione gravitazionale Terra-Luna e dalla forza di marea che quest’ultima esercita sul nostro pianeta. Nel 1956 il Comitato internazionale dei pesi e delle misure definì il secondo in termini di rivoluzione terrestre attorno al Sole in una particolare epoca, poiché si riconobbe che la rotazione terrestre non era sufficientemente uniforme da essere uno standard per il tempo. La definizione era: “la frazione di 1/31.556.925,9747 dell’anno tropico per lo 0 gennaio 1900 alle ore 12 tempo effemeride”. Le effemeridi (o efemeridi, dalla parola greca ἐφημερίς, ephemeris, giornaliero, in latino ephemĕris) sono tabelle che contengono valori calcolati, nel corso di un particolare intervallo di tempo, di diverse grandezze astronomiche, come ad esempio la posizione del Sole e della Luna rispetto alla Terra. Si capisce che così era troppo complesso e poco preciso. L’astronomo americano William Markowitz (1907-1998) e il fisico inglese Louis Essen (1908-1997) determinarono la relazione tra la frequenza dell’atomo di cesio e il secondo. Essi determinarono il movimento orbitale della Luna rispetto alla Terra, dal quale il movimento apparente del Sole può essere riferito, in termini di tempo misurato da un orologio atomico. Come risultato, nel 1967 la tredicesima conferenza generale sui pesi e sulle misure adottò il secondo del Tempo atomico internazionale nel Sistema Internazionale come: “la durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell’atomo di cesio-133”. Il secondo è l’unità di misura definita con maggiore accuratezza, che è attualmente nell’ordine di 10-12. Per la cronaca, in fisica atomica, l’interazione iperfine è la debole interazione magnetica tra gli elettroni e il nucleo dell’atomo (una volta l’ho spiegata su queste pagine, caro lettore).

Le definizioni originarie di secondo e metro potrebbero però essere in qualche modo fra loro collegate. Esiste infatti una singolare coincidenza tra metro e secondo: se si considera un pendolo semplice lungo un metro, si può verificare che questo batte il secondo, ossia che ogni oscillazione dura approssimativamente quanto l’unità di tempo. Si tratta di una coincidenza sorprendente (che non ha nessuna giustificazione fisica), se si considera che, almeno ufficialmente, le definizioni iniziali delle due unità erano appunto assolutamente indipendenti.

Le successive suddivisioni del tempo (minuti, ore, giorni, settimane, mesi e anni) scopriamo che provengono da culture diverse e da tempi diversi. La settimana, ad esempio, è una creazione babilonese; la divisione dei giorni in 24 ore è un’idea proveniente dalle antiche civiltà mesopotamiche; mentre i mesi così come li conosciamo sono un prodotto dei Romani sotto Cesare e poi sotto Augusto. Ma erano suddivisioni temporali utili all’uomo dell’epoca e perlopiù erano suddivisioni che non richiedevano una precisione assoluta. Il giorno alternato alla notte è un’unità temporale naturale, che ritma la vita vegetale, animale e umana. La parola latina per “giorno” è “dies”, da cui deriva “dì” (usato anche come suffisso nei giorni della settimana: lunedì, martedì…). Si pensa che “dies” possa derivare da “dividere” poiché separa la luce dalle tenebre, tanto è vero che mentre oggi il giorno comincia a mezzanotte e termina con la mezzanotte successiva, nel linguaggio comune la notte di un giorno della settimana si estende sino all’alba del giorno successivo, benché il periodo dopo la mezzanotte non ne faccia parte. Anticamente, invece, il giorno cominciava all’alba o al tramonto. Nell’antico Egitto, in Grecia e a Roma cominciava all’alba. Giulio Cesare, invece, ci informa nel “De bello gallico” che per i Celti il giorno iniziava al tramonto. L’inizio del giorno al tramonto era comune nel medioevo in tutta Europa fin quando, causa il diffondersi degli orologi meccanici, si passò a calcolare il giorno come facciamo noi oggi e si cominciò a festeggiare anche la “vigilia” delle feste, in modo da conservare le precedenti consuetudini, nonostante l’alterazione del calendario. Anche Halloween, ad esempio, viene da una variante scozzese del nome completo All Hallows’ Eve , cioè la notte prima di Ognissanti .

Mentre sulla lunghezza e sul tempo possiamo essere abbastanza “intuitivi”, avendoci a che fare tutti i giorni, sul concetto di massa le cose cambiano. In fisica la definizione di massa (dal greco: μᾶζα, máza, torta d’orzo, quindi grumo di pasta) è una grandezza fisica, cioè una proprietà dei corpi materiali, che determina il loro comportamento dinamico quando sono soggetti all’influenza di forze esterne. In secondo luogo, la massa è una proprietà fondamentale della materia, costituita da unità discrete (in fisica, un corpo materiale può essere studiato come un corpo discreto, in quanto costituito da particelle elementari distinte le une dalle altre, oppure come un corpo continuo, in quanto il numero elevatissimo, la coesione e l’interdipendenza tra queste particelle fanno sparire qualsiasi granularità, almeno a livello macroscopico). Chiaramente, le dimensioni degli atomi sono così piccole che per la vita di tutti i giorni noi possiamo considerare la materia come corpo continuo, ma a livello fondamentale, la natura atomica è importante. Tanto è vero che generalmente il peso di un corpo non coincide con la massa dello stesso: il peso è la misura dell’attrazione gravitazionale (per esempio, della Terra) su di un oggetto; la massa non dipende da quello. Quindi la massa di un oggetto non è la “quantità di materia” in esso presente.

L’unità di misura della massa è il kilogrammo, definito come la massa inerziale di un campione cilindrico di platino-iridio conservato a Sèvres. Il kilogrammo è l’unica unità di misura che ancora oggi fa riferimento a un campione materiale. Per superare questo limite dal 1999 la comunità scientifica, invitata dalla 21a Conferenza generale dei pesi e delle misure, ha avviato le ricerche per legare anche il kilogrammo a una proprietà della materia a livello atomico o a una costante fondamentale. Quindi, se avete aspirazioni di vincere, che so, il premio Nobel, questo potrebbe essere un modo…

Fino ad ora abbiamo visto una delle due varianti del sistema metrico, il sistema MKS (metro-chilogrammo-secondo); ma esiste un altro sistema metrico, il CGS (centimetro-grammo-secondo). Questo sistema nacque da una proposta fatta dal matematico tedesco Carl Friedrich Gauss (1777 – 1855) nel 1832 e nel 1874 venne ampliato dai fisici inglesi James Clerk Maxwell(1831- 1879) e William Thomson (Lord Kelvin, 1824 – 1907)  con l’aggiunta delle unità elettromagnetiche. Gli ordini di grandezza di molte delle unità CGS crearono molti problemi per l’uso pratico. Per questo motivo il sistema CGS non ebbe mai un riconoscimento generale, al di fuori del campo dell’elettrodinamica, e fu gradualmente abbandonato negli anni ottanta del 1800 fino alla sua definitiva sostituzione a metà del XX secolo dal più pratico sistema MKS. Il centimetro e il grammo rimangono in uso all’interno del MKS, specialmente per le definizioni fisiche e per gli esperimenti chimici, dove sono comode le piccole scale per le unità di misura.

In effetti, la fisica non dipende dalle unità di misura usate, per quello si può scegliere quello più conveniente. Ad esempio, quando parliamo di forza o energia, per convenienza si possono introdurre altre unità (nel CGS sono dyne e erg), che sono comunque derivate da lunghezza, massa e tempo; per cui tutto quello di cui abbiamo bisogno sono queste tre unità (metro, chilogrammo e secondo) e ogni altra quantità fisica può essere espressa in base a queste. Le altre unità fondamentali, temperatura termodinamica, rappresentata dal grado Kelvin (simbolo K), la corrente elettrica, con l’ampère (simbolo A), l’intensità luminosa, con la candela (simbolo cd) e la quantità di sostanza, dalla mole (simbolo mol), le vedremo più avanti nella trattazione.

Tutte le quantità fisiche hanno dimensione. Quando ad esempio consideriamo un’equazione che lega quantità fisiche dobbiamo includere le dimensioni di queste quantità. Quando diciamo ”la distanza è uguale alla velocità per il tempo” d =v × t significa che, non solo i numeri devono tornare nella precedente equazione ma anche le unità di misura si devono bilanciare. Inoltre tale equazione è valida in qualunque sistema di unità, quindi la regola è quella di dare sempre le unità quando si scrivono i valori numerici delle quantità fisiche e di controllare sempre le equazioni per assicurarsi che le unità siano le stesse in entrambi i membri (oppure siano equivalenti nel senso che sono legate da un fattore di conversione).

Vediamo un esempio. Un motorino sta viaggiando a 40 km/h. Quanto tempo impiega per fare 5 km? (E’ la prima vota che scrivo un problema in questo blog, non me ne vogliate).

Noi sappiamo che la velocità non è altro che lo spazio che si percorre in un dato tempo. Quindi scriveremo V = S / T (nel nostro caso, 40 km/h). Intanto possiamo convertire i km in metri e le ore in secondi e così la velocità diventa 40.000 m / 3.600 s = 11,1 m/s e lo spazio percorso da 5 km diventa 5.000 m. Da V = S / T ricaviamo che T = S / V cioè il tempo T che stiamo cercando è 5000 m / 11,1 m/s che fa 450 secondi (oppure 7 minuti e 30 secondi). Più che il semplice problema, mi interessava far vedere come nelle operazioni noi esprimiamo anche i valori delle unità di misura che alla fine devono essere coerenti con quello che stiamo cercando. Se cerco una velocità e mi viene fuori uno spazio, vuol dire che c’è stato un errore!

Viste le misure e le unità di misura, parliamo dell’argomento principe, la fisica e di come lo tratteremo sulle pagine di questo blog nei prossimi “capitoli”.

La fisica è una materia molto articolata e possiamo suddividerla in quattro diverse tipologie in base ai fenomeni che vengono studiati:

  • i fenomeni corpuscolari che coinvolgono oggetti dotati di massa propria sia a livello macroscopico che microscopico (meccanica classica e meccanica quantistica) caratterizzandone la cinematica, la dinamica nello spazio-tempo a partire dalla cause che generano il moto (forze) e la loro energia meccanica;
  • i fenomeni ondulatori che coinvolgono i fenomeni di propagazione di energia sotto forma di onde sia a livello macroscopico che microscopico (onde meccaniche, acustica, ottica, elettrodinamica, meccanica quantistica);
  • i fenomeni termici che coinvolgono il trasferimento del calore da un corpo ad un altro (calorimetria e termometria) e la sua trasformazione in lavoro meccanico (termodinamica), comprese nella termologia;
  • i fenomeni elettrici e magnetici stazionari nel tempo che coinvolgono le cariche elettriche (elettricità) e i materiali magnetici.

Oppure la possiamo più semplicemente suddividere in fisica classica e fisica moderna. La fisica classica studia principalmente:

  • la meccanica classica (in cui si comprende l’acustica);
  • la termodinamica;
  • l’elettromagnetismo (in cui si ricomprende l’ottica);
  • la teoria newtoniana della gravità.

Con la fisica moderna, invece, lo studio fisico si incentra su tutti quei fenomeni che avvengono a scala atomica e subatomica o con velocità prossime a quelle della luce; le teorie principali che costituiscono questa nuova fisica sono la meccanica quantistica e la relatività generale. Un’altra classificazione vuole la distinzione tra fisica sperimentale e fisica teorica in base alla suddivisione del processo di indagine scientifica rispettivamente nella fase dell’osservazione dei dati dell’esperimento e della loro successiva interpretazione ed elaborazione all’interno di teorie fisico-matematiche: stretto è dunque il loro legame di collaborazione. Entrambe queste distinzioni possono essere fatte all’interno sia della fisica classica che della fisica moderna.

Come al solito, io seguirò una via tutta mia. E mano a mano aggiungerò pezzi al puzzle che ne verrà fuori. L’importante, per me, è continuare ad imparare e quale miglior modo che scrivendo a degli amici?

Personalità evolute

Ogni civiltà nata sulla Terra ha sviluppato fin dalle più lontane origini un vasto repertorio di miti: l’esigenza di rispondere alle grandi domande sull’origine dell’universo e dell’uomo, sull’alternarsi delle stagioni, sui fenomeni naturali, sulla vita, la morte e il dolore, sul destino, ha indotto l’uomo a fornire spiegazioni su tutte queste cose. Anticamente non si faceva fatica a credere che un terremoto fosse causato dall’incedere di un gigante particolarmente arrabbiato o che i fulmini fossero in realtà gli strali di Giove. Quello che (mi) stupisce è che ancora oggi vi sia una profonda ignoranza (condizione che qualifica una persona, detta ignorante, cioè chi non conosce in modo adeguato un fatto o un oggetto, ovvero manca di una conoscenza sufficiente di una o più branche della conoscenza) sulla maggior parte dei fenomeni che influenzano la vita dell’uomo. Nel primo articolo di questo blog, “Astronomia e astrologia”, parlavo proprio di come ci sia ancora gente disposta a pagare per conoscere il proprio destino in rapporto alla posizione dei pianeti. Oggi scriverò di una persona che ha scosso un gran numero di superstizioni e credenze della sua epoca (e della nostra).

Forse nessuno ha influenzato la nostra conoscenza della vita sulla Terra tanto quanto il naturalista inglese Charles Darwin. La sua teoria dell’evoluzione è riuscita nell’intento di spiegare le incongruenze fino ad allora presenti nello studio dei reperti fossili, della distribuzione geografica delle specie, dell’embriologia e della tassonomia. Nessun’altra spiegazione precedente o successiva ha avuto l’impatto della teoria darwiniana. Egli è riuscito a dimostrare che tutto in geologia, in zoologia, in tassonomia, in botanica, in paleontologia, in filosofia, in antropologia, in psicologia, in letteratura e in Teologia è legato in maniera profonda, con trasformazioni che in alcuni casi sono ancora in corso. Anche senza le sue teorie sull’evoluzione, le opere di Darwin sarebbero difficili da eguagliare. Il suo lavoro brillantemente originale in geologia, botanica, biogeografia, zoologia degli invertebrati e psicologia farebbe comunque di lui uno degli scienziati più originali e influenti nella Storia.

Charles Robert Darwin nacque nel 1809 a Shrewsbury, città inglese, capoluogo della contea di Shropshire, non molto lontana dalla frontiera con il Galles, quinto di sei figli di una famiglia benestante. Suo padre, Robert Waring Darwin era un medico di successo e a sua volta figlio del celebre poeta, Erasmus Darwin. La madre, Susannah Wedgwood, morì quando Charles aveva otto anni.

Nell’ottobre del 1825 Darwin andò all’Università di Edimburgo con suo fratello Erasmus per studiare medicina; lì studiò gli invertebrati marini sotto la guida di Robert Grant, che addirittura lo citò in un suo articolo. La rozzezza della chirurgia del tempo e il suo disgusto per la dissezione (si narra che, su due interventi chirurgici cui assistette, in entrambi i casi si sentì male) lo portarono ad abbandonare la Scuola di Medicina nel 1827, senza laurearsi, così suo padre gli propose la carriera clericale come alternativa rispettabile. Il vantaggio di diventare pastore, come Darwin presto si avvide, era di avere molto tempo per perseguire il suo crescente interesse nella storia naturale. Per essere ordinato nella Chiesa d’Inghilterra egli dovette prima ottenere un grado di Bachelor of Arts da un’università inglese.

Il Bachelor of Arts (B.A., letteralmente “baccellierato in arti”) è un corso universitario che rilascia un titolo di primo livello. Dura in generale tre anni nel Regno Unito (salvo che in Scozia), in Nuova Zelanda, in Australia e nel Québec e quattro anni negli Stati Uniti, in Irlanda, in Scozia e nel resto del Canada. Negli Stati Uniti e in Canada, un Bachelor of Arts esige che lo studente abbia frequentato una maggioranza dei suoi corsi (la metà o i tre quarti) nelle arti, termine che raggruppa le scienze sociali, le lettere, la musica o le arti plastiche. Si dà questo titolo anche agli studenti che abbiano seguito principalmente corsi nei campi delle scienze fisiche come la biologia e la chimica. Questo è frequente in alcune delle più prestigiose università statunitensi della Ivy League, come l’Università di Princeton, e le scuole superiori. In Gran Bretagna, la maggior parte delle università mantiene la distinzione tra le arti e le scienze, ma certune, come l’Università di Oxford e quella di Cambridge, conferiscono B.A. ad ogni studente qualunque sia la sua specializzazione.

Nell’ottobre del 1827 fu ammesso al Christ’s College di Cambridge, ma avendo delle lacune in greco, studiò con un insegnante privato e non poté entrarvi prima del gennaio 1828; si immatricolò dunque il 26 febbraio 1828. Darwin non fu mai uno studente modello, ma si appassionò facendosi coinvolgere da alcuni colleghi laureandi e diventò un buon naturalista dilettante. Iniziarono a classificare dei coleotteri e il lavoro fu pubblicato dall’entomologo inglese James Francis Stephens (1792 – 1852) nell’opera “Illustrations of British Entomology” nel 1829. Charles ne fu talmente colpito che una volta scrisse “Nessun poeta si sentì più deliziato nel vedere il suo primo poema pubblicato di quanto fossi io nel vedere nell’opera di Stephens Illustrations of British Insects le parole magiche, ‘catturato da C. Darwin, Esq.’”

Darwin diventò seguace del professore di botanica John Stevens Henslow (1796-1861) e grazie alla loro frequentazione imparò molto della pratica della scienza naturale; passò così l’esame di Bachelor of Arts nel gennaio del 1831. Poco dopo imparò i primi rudimenti di rilevamento geologico dal professore Adam Sedgwick (1785-1873) durante un tour nel Galles del Nord. Henslow riuscì a far imbarcare Darwin su una nave comandata dal Capitano Robert FitzRoy (1805-1865). La HMS Beagle fu un brigantino a dieci cannoni della Royal Navy, il cui nome deriva dalla razza canina beagle. Fu varato l’11 maggio 1820 dai cantieri di Woolwich sul fiume Tamigi e costò 7.803 sterline dell’epoca. Nel luglio dello stesso anno prese parte alla parata navale per la celebrazione dell’incoronazione di re Giorgio IV del Regno Unito durante la quale fu la prima nave a veleggiare sotto il nuovo London Bridge. Dopo quell’occasione non ci fu nessun immediato bisogno della Beagle, che fu perciò tenuta in riserva per cinque anni e “mantenuta in servizio”, in acqua, ma senza equipaggio. Fu poi adattata a unità di ricognizione e prese parte a tre spedizioni. La seconda di queste ospitò Darwin.

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Nel mese di dicembre del 1831, dunque, Charles Darwin salpò dal porto inglese di Plymouth. Quando il brigantino Beagle, durante il suo viaggio lungo le coste del Sud America, gettava le ancore per fare rifornimento d’acqua e di provviste alimentari, Darwin lasciava spesso la nave per esplorare le regioni interne, osservare i ricchi depositi fossiliferi tenendo ben presenti le teorie di Lyell e collezionare esemplari di molti nuovi tipi di animali e di piante.

In particolare, Darwin osservò con notevole interesse gli animali e le piante che popolavano un piccolo arcipelago di isole quasi aride, le Galápagos, che si trova a 950 kilometri dalla costa pacifica del Sud America. Queste isole, su cui Darwin rimase poco più di un mese, prendono il nome dai loro abitanti più spettacolari, le testuggini (galápagos, in spagnolo), alcune delle quali arrivano a pesare anche più di un quintale. Nonostante queste isole siano relativamente vicine, ciascuna di esse ha il suo tipo di testuggine; i marinai caricavano a bordo queste testuggini per tenerle come riserva di carne fresca durante i loro lunghi viaggi, e alcuni di loro erano capaci di distinguere da quale isola le varie specie provenissero.

Oltre alle testuggini, le Galápagos erano abitate da un gran numero di fringuelli, distinti in quattordici specie differenti; nonostante vivessero nello stesso arcipelago, questi uccelli differivano tra loro sia per la grandezza e per la forma dei corpi e dei becchi sia, in particolare, per il tipo di cibo di cui si nutrivano. Un fringuello, per esempio, si nutriva d’insetti estratti col becco dalla corteccia degli alberi, come il comune picchio; non avendo però la lunga lingua che i picchi usano per estrarre gli insetti, questo fringuello si serviva di un piccolo bastoncino o di una spina di cactus.

Grazie alle sue conoscenze di geologia, Darwin sapeva che le isole Galápagos, di origine vulcanica, erano molto più giovani della terraferma; inoltre, aveva osservato che le piante e gli animali delle Galápagos erano differenti da quelli della terraferma, e gli organismi presenti su ogni isola differivano da quelli di ogni altra isola dello stesso arcipelago. Darwin cominciò così a pensare che le differenti specie di testuggini e di fringuelli presenti sulle varie isole si fossero originate a partire da un’esigua varietà iniziale di organismi, provenienti probabilmente dal continente.

Darwin fu particolarmente influenzato dalle opere di uomini di scienza come l’astronomo inglese Sir John Herschel (1792-1871), dal naturalista tedesco Alexander von Humboldt (1769-1859) e dal geologo scozzese Charles Lyell (1797-1875). Proprio un libro di quest’ultimo, Principi di geologia (in inglese Principles of Geology), sosteneva che la Terra non fosse stata creata così come la vediamo, in forma definitiva, ma era costantemente soggetta a cambiamenti. L’obiettivo di Lyell era di rendere note le tesi del geologo scozzese James Hutton (1726-1797), e cioè che i lenti fenomeni naturali, possono adeguatamente spiegare i fenomeni geologici. Egli descrisse un modello nel quale “non c’erano prove di un inizio, né indizi di una fine” e immaginava la Terra in un ciclo continuo. Il grande pregio di Lyell fu di saper divulgare quelle teorie: fu il primo a diffondere il concetto “il passato è la chiave del presente”, secondo il quale la Terra è stata modificata attraverso l’azione di forze in tempi lunghissimi.

Darwin ebbe l’opportunità di assistere a tutte queste forze, quali l’erosione, i terremoti e l’azione dei vulcani, durante il viaggio del Beagle e si convinse che le ipotesi di Lyell erano corrette. Darwin fece diverse scoperte molto importanti circa la geologia del Sud America, soprattutto sulle isole vulcaniche e sulle origini delle barriere coralline lavorando proprio sulle idee di Lyell. Darwin scrisse più tardi nella 2a edizione del suo diario di ricerche:

“Where on the face of the earth can we find a spot, on which close investigation will not discover signs of that endless cycle of change, to which this earth has been, is, and will be subjected?”.

Sulla base di tali riflessioni, ed in sintonia con i Principi di geologia di Charles Lyell e il Saggio sui principi della popolazione dell’economista e demografo inglese Thomas Robert Malthus (in cui si teorizzava il concetto di disponibilità di risorse alimentari intesa come limite alla numerosità delle popolazioni animali), Darwin scrisse gli “Appunti sulla trasformazione delle specie”. Ben consapevole dell’impatto che la sua ipotesi avrebbe avuto sul mondo scientifico, Darwin si mise a indagare attivamente alla ricerca di eventuali errori, facendo esperimenti con piante e piccioni e consultando esperti selezionatori di diverse specie animali. Nel 1842 stese un primo abbozzo della sua teoria, e nel 1844 iniziò a redigere un saggio di duecentoquaranta pagine in cui esponeva una versione più articolata della sua idea originale sulla selezione naturale. Fino al 1858 (anno in cui Darwin si sarebbe presentato alla Linnean Society di Londra) non smise mai di limare e perfezionare la sua teoria.

Con la teoria evoluzionistica Darwin dimostrò che l’evoluzione è l’elemento comune, il filo conduttore della diversità della vita. Secondo una visione evolutiva della biologia, i membri dello stesso gruppo si assomigliano perché si sono evoluti da un antenato comune. Secondo questo modello le specie sono originate in un processo di “discendenza con variazione”. Fatto ancora più importante, nel suo trattato sull’origine delle specie, Darwin propose la selezione naturale come meccanismo principale con cui la variazione porta alla speciazione e dunque all’evoluzione di nuove specie.

La teoria evoluzionistica di Darwin si basa su tre presupposti fondamentali:

  • Riproduzione: tutti gli organismi viventi si riproducono con un ritmo tale che, in breve tempo, il numero di individui di ogni specie potrebbe non essere più in equilibrio con le risorse alimentari e l’ambiente messo loro a disposizione.
  • Variazioni: tra gli individui della stessa specie esiste un’ampia variabilità dei caratteri; ve ne sono di più lenti e di più veloci, di più chiari e di più scuri, e così via.
  • Selezione: esiste una lotta continua per la sopravvivenza tra gli individui all’interno della stessa specie e anche con le altre specie. Nella lotta sopravvivono gli individui più adatti, cioè quelli che meglio sfruttano le risorse dell’ambiente e generano una prole più numerosa.

Darwin affermò che l’evoluzione di nuove specie avviene attraverso un accumulo graduale di piccoli cambiamenti casuali. Quelli positivi, cioè favorevoli alla sopravvivenza dell’individuo che ne è portatore, fanno sì che quell’individuo possa riprodursi più facilmente e quindi trasmettere le proprie caratteristiche ai discendenti. Ciascuna specie presenta un proprio adattamento all’ambiente evolutosi mediante la selezione naturale; comprendere in che modo gli adattamenti si sono evoluti per selezione naturale è il compito della biologia evoluzionistica.

La teoria dell’evoluzione delle specie è uno dei pilastri della biologia moderna. Nelle sue linee essenziali, è riconducibile all’opera di Charles Darwin, che vide nella selezione naturale il motore fondamentale dell’evoluzione della vita sulla Terra. Ha trovato un primo riscontro nelle leggi di Mendel sull’ereditarietà dei caratteri nel secolo XIX, e poi, nel XX, con la scoperta del DNA e della sua variabilità.

Darwin pubblicò altri trattati scientifici, tra cui il resoconto del suo viaggio a bordo del HMS Beagle. La “Zoologia del viaggio della H. M. S. Beagle” venne pubblicata, in cinque volumi, fra il 1839 e il 1843.

Il 1º luglio 1858, il grande amico di Darwin, Charles Lyell, assieme al collega Joseph Hooker, presentarono la teoria di Darwin (“L’origine delle specie per mezzo della selezione naturale”) alla Linnean Society, ad un pubblico piuttosto ristretto. Darwin non poté essere presente per la morte del figlio minore; insieme fu letta anche una comunicazione di Wallace che Darwin aveva ricevuto, in cui Wallace aveva esposto la formulazione di una sua teoria sull’origine della specie, da lui sviluppata indipendentemente, con molti punti in contatto con quella di Darwin. Il saggio di Darwin sull’argomento “L’origine delle specie” fu pubblicato un anno più tardi, il 24 novembre 1859; tanto era l’interesse suscitato dalla sua opera che la prima edizione (in 1250 copie) andò esaurita in due giorni.

Nelle sue opere successive – quali “La variazione degli animali e delle piante allo stato domestico”, “L’origine dell’uomo e la selezione sessuale” e “L’espressione delle emozioni negli animali e nell’uomo” – Darwin sviluppò altri temi soltanto abbozzati o neppure accennati ne “L’origine delle specie”. Per esempio, ne “L’origine dell’Uomo e la selezione sessuale”, Darwin aggiunse alla selezione naturale, come meccanismo di selezione, anche la selezione sessuale, dovuta alla “scelta femminile” (o in alcuni casi maschile) che spinge uno dei due sessi a sviluppare caratteri sessuali secondari abnormi e, in apparenza, in contrasto con la sopravvivenza e quindi il fitness individuale, come i palchi dei maschi dei cervi europei (Cervus elaphus) o la coda, sempre nei maschi, del pavone (Pavo cristatus). Ne “L’espressione delle emozioni negli animali e nell’uomo”, Darwin abbozzò per la prima volta lo studio del comportamento animale secondo una prospettiva evoluzionistica, che avrebbe dato spunto nel secolo successivo all’etologia.

Nonostante le profonde modifiche cui è andata (e va) incontro anche ai giorni nostri la teoria dell’evoluzione per selezione naturale, le riflessioni di Darwin sono ancor oggi la base ed il presupposto scientifico per lo studio della vita e della sua evoluzione; unica lacuna importante nel sistema darwiniano era la mancanza di conoscenza dei meccanismi dell’ereditarietà genetica (i lavori di Gregor Mendel non erano ancora pubblicamente noti).

Charles Darwin non è stato solo famoso per lo studio della selezione naturale, ma viene anche ricordato per la grande attenzione dedicata alla selezione dei vegetali coltivati e degli animali domestici, in cui i riproduttori non vengono selezionati dalla prevalenza del più adatto, ma per scelta dell’uomo, il quale preferisce un riproduttore rispetto ad un altro sulla base del vantaggio economico. Darwin dedicò grande attenzione agli allevatori inglesi dell’epoca, soprattutto di colombi e di cani, e da queste osservazioni compose la propria opera più voluminosa, denominata “La variazione delle piante e degli animali in condizione di domesticità” (“Variation of plants and animals under domestication”, 1868). Tornato dal suo lungo viaggio sul Beagle, egli cominciò anche a prendere in considerazione le specie animali che depongono un gran numero di uova, soprattutto quelle dove l’esistenza dipende da alimenti la cui quantità è oscillante, in modo tale da permettere loro un rapido aumento di numero. La vera importanza della produzione di uova (o semi, Darwin estende questo concetto anche alle piante) è da ricercarsi nella compensazione delle grandi distruzioni che, nella maggioranza dei casi, si verifica nei primi anni di vita. Se un animale ha in qualche modo la possibilità di proteggere le proprie uova o i propri piccoli, allora sarà sufficiente una limitata produzione di uova per mantenere al completo il contingente medio della specie; quando invece, molte uova sono distrutte o i piccoli sono uccisi, allora è necessario che se ne producano una grande quantità per impedire che la specie si estingua.

Durante la sua esistenza, Darwin si occupò anche di argomenti geologici (“Geological observations of volcanic islands”, 1844; “Geological observations on South America”, 1846) e della formazione degli atolli corallini nel sud dell’Oceano Pacifico (“The structure and distribution of coral reefs”, 1842): egli notò che la struttura che si determina in seguito allo sprofondamento di un vulcano, cioè l’atollo, è costituito dall’estensione dei coralli lungo il suo cratere come reazione all’improvviso abbassamento della temperatura; inoltre, i grandi insediamenti corallini si trovavano (e si trovano tutt’ora) in prossimità di formazioni vulcaniche, in zone cioè dove è presente un’altissima concentrazione di minerali, ambiente ideale per i coralli per proliferare, dando appunto luogo alla formazione delle barriere coralline.

Anche se a Darwin è attribuita da parte della comunità scientifica la scoperta dell’evoluzione delle specie, come molti altri scienziati, egli non fece altro che perfezionare teorie già abbozzate in precedenza. George Combe (1788 – 1858), ad esempio, leader e portavoce di un movimento per più di venti anni, fondò la “Edinburgh Phrenological Society” nel 1820 e fu l’autore del molto influente “The Constitution of Man” (1828). La frenologia (dal greco φρήν, φρήνες, phren, mente e λόγος, lògos, studio) è una dottrina pseudoscientifica ideata e propagandata dal medico tedesco Franz Joseph Gall (1758 – 1828), secondo la quale le singole funzioni psichiche dipenderebbero da particolari zone o “regioni” del cervello, così che dalla valutazione di particolarità morfologiche del cranio di una persona, come linee, depressioni, bozze, si potrebbe giungere alla determinazione delle qualità psichiche dell’individuo e della sua personalità. Ovviamente non si tratta di una scienza, ma come base su cui lavorare (all’epoca) era ottima. Anche Robert Chambers con il suo “Vestiges of the Natural History of Creation”, pubblicato anonimo in Inghilterra, riuniva varie idee dell’evoluzione stellare con la progressiva trasmutazione delle specie in una narrazione accessibile anche ai non studiosi legando insieme numerose teorie scientifiche dell’epoca. Queste erano opere per lo più di fantasia, ma rendevano un servizio di divulgazione scientifica, cosa che al tempo non era sempre vista bene (i circoli erano abbastanza chiusi su loro stessi, in verità).

In realtà quello che fece Darwin fu più una “congiura di Palazzo” nei confronti dell’establishment vigente allora. Già in vita gli fu riconosciuto questo grande merito. Come spesso accade, l’ignoranza (come la gravità), pur essendo di gran lunga più debole della cultura, vince. O quantomeno, la spunta spesso.

Ci si rivolge alle teorie darwiniane come se negassero l’unicità dell’essere umano: qui si compie un errore madornale. Nella sua “Teoria”, Darwin vuole solo dimostrare che l’uomo, come e più di tutte le altre specie viventi, è in definitiva “malleabile” e si adatta alle circostanze esterne.

Il lettore moderno (sì, anche tu, mio giovane allievo), spesso fraintende il significato del libro di Darwin. “L’origine della specie” non significa l’origine della Vita. Darwin affermò che non c’è differenza di natura tra l’uomo e altri animali, ma solo di grado. Piuttosto che un abisso incolmabile, Darwin ha mostrato c’è una gradualità nel cambiamento non solo tra l’uomo e altri animali, ma tra tutte le forme organiche, conseguenza del graduale cambiamento continuo cumulatosi nel corso del tempo. Quello che Darwin non chiariva, ovviamente, era il baratro cognitivo tra l’uomo e le altre specie “intelligenti”. Ad esempio, con tutta la loro intelligenza, che è grande e intuitiva, le scimmie non sono creature simboliche nel senso umano e l’abisso cognitivo tra noi, anche se sembra diminuire, rimane assoluto. Noi umani non stiamo facendo semplicemente quello che fanno le altre creature ma lo stiamo facendo meglio, anzi, noi stiamo realmente trattando le informazioni in un modo altamente distintivo, cosa che nessuna teoria evoluzionista può spiegare. Darwin non era un ateo, ma un deista; egli credeva che un Creatore avesse progettato l’Universo e impostato le leggi naturali secondo cui tutta la natura era governata.

Ma come un uomo di Scienza DEVE fare, il raggiungimento della verità scientifica passa sopra le opinioni personali. Il raggiungimento della verità deve passare attraverso l’esercizio del dubbio, la ripetizione dell’esperimento, l’analisi attenta della ragione. Le teorie di Darwin non sono semplicemente un’alternativa alla presenza di un Creatore all’origine della vita. Egli stesso scrisse: “Non posso per niente accontentarmi di vedere questo meraviglioso Universo e soprattutto la natura dell’uomo e di dedurne che tutto è il risultato di una forza cieca. Sono incline a vedere in ogni cosa il risultato di leggi specificamente progettate, mentre i dettagli, buoni o cattivi che siano, sono lasciati all’azione di ciò che si può chiamare caso. Non che questa opinione mi soddisfi del tutto. Percepisco nel mio intimo che l’intera questione è troppo profonda per l’intelligenza umana. È come se un cane tentasse di speculare sulla mente di Newton, ognuno speri e creda come può.

Oggi, la quasi totalità del mondo scientifico ha accettato l’evoluzionismo come spiegazione dei vari meccanismi evolutivi. Del resto, è difficile sostenere il contrario, in quanto questa teoria si basa su prove e fatti reali, ovvero: lo studio dei resti fossili, le somiglianze e le differenze tra specie simili in diverse aree geografiche, le conferme prodotte dall’anatomia, le somiglianze nella composizione chimica e nelle strutture del corpo.

Alla sua morte, avvenuta a Downe, il 19 aprile del 1882, Darwin ricevette funerali di stato e fu sepolto nell’Abbazia di Westminster, accanto a John Herschel e a pochi passi da Newton.

Nel 1909 oltre 400 scienziati e dignitari di 167 nazioni diverse si riunirono a Cambridge per celebrare il centenario della nascita di Darwin e il cinquantesimo anniversario della pubblicazione dell’origine delle specie. L’evento fu un successo senza precedenti e fu la prima volta che fu tenuta una tale celebrazione, non per un’istituzione o per una nazione, ma per uno scienziato. Nel settembre 2008, per la Chiesa anglicana d’Inghilterra il 200º anniversario della sua nascita è stato un momento di ricordo e di scuse nei confronti di Darwin “Le incomprensioni sono nate dalla nostra prima reazione sbagliata, incoraggiando altri a fraintendere le nostre intenzioni”.

Nell’anno 2009, in tutto il mondo si sono tenute celebrazioni senza precedenti per quest’uomo straordinario.