Eppure, l’idea che la ricerca scientifica sia valida e degna di essere supportata solo se ha una ricaduta pratica immediata è dura a morire, e anzi sembra diventare sempre più prepotente. È un’idea che nasce da una totale incomprensione non solo delle motivazioni degli scienziati, ma anche del modo di procedere della scienza. C’è sotto il pregiudizio che il sapere scientifico sia una specie di sottoprodotto culturale, buono al massimo a far funzionare telefonini e computer. Si tira in ballo, con ragione, il sistema scolastico di Croce e Gentile per spiegare come mai questo punto di vista abbia potuto attecchire nella nostra classe dirigente, poco familiare con il metodo scientifico ma imbevuta di alate citazioni latine (almeno fino a qualche anno fa: oggi non sanno nemmeno il latino). Ma se si allarga un po’ lo sguardo si vede che, anche fuori dai nostri disgraziati confini, esiste una pressione sempre crescente a occuparsi di ricerche che privilegino l’interesse pratico e il risultato a breve termine.

Ora, il problema è che la scienza in effetti porta molto spesso a risultati che trovano un’applicazione pratica: ma le famigerate “ricadute tecnologiche” che piacciono tanto a politici e investitori non si possono prevedere, né possono servire a indirizzare la ricerca di base. La storia della scienza mostra che la direzione è sempre stata quella opposta: progressi, spesso imprevisti, nella comprensione di base, hanno portato in un secondo tempo a conseguenze tecnologiche. Di certo, se un giorno potremo usare un computer quantistico, lo dovremo più alla curiosità di un Feynman che a qualche fantomatica “filiera dell’innovazione”. Il sapere scientifico non è una collezione di ricette empiriche. Per padroneggiare davvero una tecnologia bisogna prima aver compreso i meccanismi che ne consentono il funzionamento.

Immaginate di poter mettere le mani su un manufatto creato da una avanzatissima civiltà extraterrestre. Magari potreste imparare a usarlo, provando un po’ a casaccio. Potreste forse provare a smontarlo (ci vorrebbe un bel coraggio) e persino riuscire a riprodurlo tale e quale, facendone delle copie identiche. Ma se prima o poi non capite su quale principio fisico si basa, non farete grandi passi avanti. Generazione dopo generazione, potreste tramandare il segreto di quel congegno, ma non sareste mai in grado di farne uno migliore, non sareste mai sicuri di usarlo nel modo giusto (e senza correre rischi) e vivreste col terrore di perderlo per sempre. Diventerebbe una sorta di feticcio.

È un esempio fantascientifico, ma esistono esempi reali nella storia dell’umanità. Ci sono state civiltà tecnologicamente molto avanzate che, per mancanza di un adeguato contesto di sapere scientifico, hanno perso tutto il vantaggio accumulato: è accaduto all’impero cinese a cavallo dell’anno Mille, e può accadere di nuovo. Se c’è una ricetta sicura per il suicidio di una società, è quella di abbandonare la ricerca di una comprensione profonda dei fenomeni naturali per inseguire il mito della cosiddetta ricerca applicata.

La prima rivista scientifica, la Philosophical Transactions of the Royal Society, nacque nel lontano 1665. Verso la metà del Seicento, un gruppo di scienziati inglesi (all’epoca li si sarebbe chiamati filosofi naturali) si era entusiasmato al metodo sperimentale esposto nei decenni precedenti da Francesco Bacone, e aveva preso a riunirsi periodicamente per scambiarsi idee e conclusioni derivanti dall’applicazione di quel metodo allo studio dei fenomeni naturali. Nelle sue lettere, il chimico Boyle si riferiva a quelle riunioni con l’espressione invisible college, collegio invisibile. Erano una cosa a metà strada tra il club di gentiluomini e la società segreta: gente che se la passava bene e che si dilettava a capire come funzionava la natura, per poi raccontarselo davanti al fuoco, tra un té e e una battuta di caccia. Da quelle riunioni nacque la Royal Society e, per mettere ordine alle corrispondenze tra i membri, il primo segretario della società si inventò di stampare un bollettino: le Philosophical Transactions, appunto.

Da lì si è arrivati, nei secoli, a Nature e a Science. Ma il meccanismo della revisione paritaria e delle riviste scientifiche, pur adeguandosi ai tempi nella forma, è rimasto piuttosto simile a quello iniziale nella sostanza. È un modo che la comunità accademica si è dato per mettere nero su bianco e disseminare tra i suoi membri i risultati delle ricerche, e per decidere quali ricerche rispettano i requisiti minimi di aderenza al metodo scientifico e di corretta pratica professionale. Fondamentalmente, un modo per essere ammessi nel club.

Nel suo articolo, Krugman racconta efficacemente la prassi in atto nel mondo degli economisti. Ma penso che ogni studioso, in altre discipline, potrebbe condividere la sua sintesi. Fino a non molto tempo fa, le persone attive e di riconosciuta autorità internazionale in un certo campo di ricerca erano un numero tutto sommato piccolo, si conoscevano tutte tra loro, e agivano da garanzia e da selezione nei confronti dei nuovi arrivati. Le riviste scientifiche si limitavano a sancire uno stato di fatto, a cristallizzare per i posteri lo stato della ricerca in un certo momento storico, e a fornire pezze d’appoggio concrete – in termini di numero di pubblicazioni – per assicurare la carriera accademica degli studiosi più validi.

Ora, sono sempre di più quelli che si chiedono se l’ultimo passaggio ha ancora senso, nell’epoca di internet. C’è davvero bisogno di pagare piuttosto salatamente la pubblicazione su una rivista, e di pagare poi di nuovo la consultazione o l’acquisto delle riviste stesse? Da laureando, ho fatto in tempo a vedere gli ultimi fuochi dell’epoca in cui risultati e articoli circolavano per posta: si veniva a sapere quello che aveva fatto il tuo collega americano dopo settimane, a volte mesi, e l’unico modo di essere aggiornato sulle novità era fare il giro dei congressi più importanti: il “collegio invisibile” di quei tempi. Anche allora, la pubblicazione su una rivista era solo l’ultimo atto: ma lo scarto temporale tra il momento in cui si veniva a sapere di una scoperta e la sua pubblicazione non era così drammatico.

Oggi, le notizie viaggiano a una velocità che rende l’articolo, una volta stampato, già vecchio. Gli incontri di persona sono ancora importanti, certo, ma la possibilità di comunicare via internet rende gli scambi virtuali, tra gruppi separati geograficamente, molto più efficaci. E realtà come ResearchGate (definita una sorta di Facebook per scienziati) stanno iniziando a proporsi, neanche tanto velatamente, come il nuovo club a cui bisogna accedere per essere accademicamente rilevanti e per diffondere i propri risultati tra le persone giuste.

Stiamo forse assistendo ai primi segni della trasformazione dell’accademia in un collegio visibile?

In confronto a quella del 2012, gli altri casi di catastrofi immaginarie, annunciate e mai realizzate, sembrano creazioni di serie B, robetta da principianti. Nel caso del 2012, la convergenza di frottole, paranoia, pseudo-scienza, errori marchiani e altre astrusità assortite raggiunge livelli di contorsione mentale veramente professionali. La campagna di ansia autoinflitta è stata peraltro aiutata da operazioni furbacchione, come certi bestseller di casa nostra, o l’offensiva mediatica dispiegata per promuovere un film di Roland Emmerich (quello di Indipendence Day, e L’alba del giorno dopo, uno a cui evidentemente piacciono i botti) in cui veniva frantumato tutto il frantumabile (San Pietro e la Cappella Sistina, certo, ma anche ciò che restava delle carriere di John Cusack e Woody Harrelson).

Capire come sia nata la bubbola del 2012 è complicato. Tutto è cominciato con un calendario, quello di una civiltà lei sì cancellata davvero dalla storia: i Maya. Pare che tutta la faccenda del 2012 abbia avuto inizio dal fatto che i Maya misuravano il passare del tempo in cicli. Alla fine di ogni ciclo, com’è ovvio, si ricominciava daccapo, nello stesso innocuo modo in cui noi ricominciamo a contare da zero alla fine di un decennio o di un secolo. Uno dei cicli del calendario Maya, chiamato baktun, era di circa 394 anni. Il 21 dicembre 2012 segnerà semplicemente la fine del tredicesimo ciclo baktun.

Fin qui le cose serie, diciamo. Ora, per qualche strana ragione (non è da escludere l’abuso di funghi allucinogeni), a un certo punto qualche squinternato ha cominciato a sostenere che la fine del tredicesimo baktun portasse con sé profezie di sventura. Profezie che peraltro non trovano nessun riscontro nella storiografia Maya. (Addirittura, uno dei re Maya, peccando di eccessivo ottimismo, prevedeva che nel 4772 si sarebbe festeggiato l’anniversario della sua incoronazione.)

Ma le risate iniziano davvero quando, per tentare di dare una sostanza concreta ai loro giochini numerologici, i catastrofisti iniziano a tirare in ballo l’astronomia.

Qui le cose si fanno confuse. Per alcuni, quello che dovremmo temere sarebbe un fantomatico allineamento tra il punto in cui si troverà il Sole al solstizio d’inverno del 2012 e il centro della nostra galassia, la Via Lattea. Ora, non c’è nessuna ragione fisica per cui un eventuale allineamento del genere dovrebbe preoccuparci. Ma anche tralasciando questo particolare, resta il fatto che non solo i Maya non potevano avere idea dell’esistenza del centro galattico, che non è visibile a occhio nudo (i Maya non conoscevano neanche tutti i pianeti, figuriamoci), ma gli stessi astronomi moderni non potrebbero localizzarlo con la precisione implicata dalle previsioni dei catastrofisti. Il centro della Via Lattea non è neanche un punto preciso, e la sua posizione è fissata in maniera approssimata e convenzionale. (Per capirci, il centro galattico è un concetto astratto molto simile a quello di “centro di Roma”.) E comunque, nel 2012 il Sole non passerà neanche nei pressi della regione in cui cade il centro galattico.

Secondo altre interpretazioni, ci sarebbe da temere un generico attraversamento del piano della Via Lattea da parte del nostro sistema solare. Qui vale lo stesso discorso già fatto per il centro galattico, nel senso che non esiste un “piano” della Via Lattea: la nostra galassia è come una frittata, ha uno spessore, e la nostra posizione all’interno della frittata il 21 dicembre del 2012 non sarà molto diversa da quella del 21 novembre o del mese successivo.

Altri parlano a vanvera di un misterioso allineamento planetario. Questi catastrofisti qui sono forse i più sfortunati (e quindi, un po’ come Paperino, i più simpatici), perché, mentre gli allineamenti planetari sono cosa abbastanza comune (e ovviamente passano senza conseguenze), proprio il 21 dicembre 2012 non ce n’è uno neanche a cercarlo col lanternino. Uno si mette lì, col suo bravo righello e con la configurazione planetaria sottomano e niente, non viene fuori proprio niente. Proprio quel giorno, i pianeti se ne stanno sparsi a caso lungo le loro orbite come biglie sulla sabbia.

Sempre più disperati, alcuni catastrofisti lasciano perdere i Maya e si buttano sui Sumeri, affermando che quest’altra grande civiltà avrebbe previsto l’esistenza di un pianeta chiamato Niburu (c’è bisogno che vi dica che il pianeta non è stato mai osservato da astronomi professionisti, ma esiste solo nella mente di qualche medium in contatto con presunte civiltà aliene?). Secondo i seguaci della pista sumera, Niburu starebbe arrivando a passo di carica dritto verso il nostro pianeta, minacciando uno scontro catastrofico. Indovinate quando? Esattamente il 21 dicembre 2012. (No, cioè, qualche anno fa pensavano fosse nel 2003, ma poi hanno corretto.)

Poi ci sono quelli che temono un’improvvisa inversione dei poli magnetici terrestri. Anche in questo caso – ma ormai lo avrete capito – siamo nel campo delle nozioni scientifiche mal digerite. Un eventuale cambio dei poli magnetici non avrebbe conseguenze sulla vita terrestre (è già successo diverse volte in passato), e comunque non avverrà a breve e meno che mai in una data precisa. Sono processi geologici che richiedono tempi molto lunghi.

Insomma, se tutte le nostre paure per il futuro fossero concrete quanto quelle che alcuni nutrono per la fine del 2012, potremmo dormire sonni tranquilli.

Molti anni fa, quando facevo la tesi di laurea, un mio conoscente mi chiese su che cosa stessi lavorando. Sul fondo a microonde, risposi. Ah, interessante, ne parlavamo proprio ieri sera in famiglia, disse lui. E subito dopo aggiunse: stavamo decidendo se comprarne uno.

Parecchi miei colleghi avrebbero fatto di questo aneddoto, e del suo inconsapevole protagonista, l’oggetto di esilaranti conversazioni da salotto con altri fisici. Io invece in quel momento mi sentii tagliato fuori dalla possibilità di avere conversazioni comprensibili con le altre persone a proposito del mio lavoro. E non solo con persone esterne al mondo accademico. La mia tesi di laurea si intitolava “Effetti di una tarda reionizzazione del mezzo intergalattico sulle anisotropie angolari del fondo cosmico”. Terminologia impeccabile. Ma un mio amico biologo mi disse che gli faceva lo stesso effetto del technobabble in una puntata di Star Trek.

Più o meno a quei tempi, una sera, decisi di spiegare ai miei genitori la radiazione cosmica di fondo (che è un modo preciso ma arido di dire che stiamo guardando il big bang, che ne stiamo sentendo il calore: accidenti, vi rendete conto?). Me lo ricordo ancora benissimo, eravamo tutti attorno al tavolo della cucina, presi anche carta e penna per fare qualche disegnino. Insomma, per me è cominciata così, con la voglia di spiegare agli altri, a tutti, che quello che facevo era importante, e bello, e in fondo non era così difficile, si poteva capire, potete capirlo anche voi, ascoltate, dovete solo seguirmi per un po’. Quella sera, intorno a quel tavolo, pensai per la prima volta che potevo scrivere un libro, e l’ho scritto, e poi ne ho scritti altri.

È faticoso, a volte anche frustrante, ma io non posso farci niente. Se qualcuno mi chiede di spiegargli qualcosa che so, io non riesco a resistere. (“Niente mi commuove maggiormente dell’essere capito”, diceva Valéry. Sarà questo, non so.) Però, se sei uno scienziato che sente di dover raccontare agli altri quello che fa, soffrirai di una dolorosa schizofrenia tra la tua metà rigorosa e intransigente e quella disposta a scendere a patti con il processo di approssimazione che qualunque traduzione comporta.

Il fatto è che non c’è una ricetta per farlo bene. Solo la tua integrità, il talento naturale, se c’è, e una certa dose di sfacciata umiltà, quella che ti fa vincere la paura che qualcuno possa credere che tu non sappia più di quello che stai raccontando. È la maledetta paura che spinge ancora molti scienziati a parlare a un giornalista come se stessero presentando i propri risultati a un congresso, o a giudicare quello che viene scritto su un blog con lo stesso metro che userebbero per sottoporre a revisione un articolo scientifico. Salvo poi sentirsi offesi e traditi se le persone non riescono a valutare l’importanza delle loro ricerche.

La capisco bene questa paura, ne comprendo i motivi, ma i miei eroi sono altri. Sono quelli che l’hanno vinta, quelli che sono riusciti a ispirare tantissime persone che non avrebbero mai avuto la possibilità di partecipare direttamente all’impresa scientifica e di capire un pezzetto dell’universo. Gente come Richard Feynman, definito da Freeman Dyson “mezzo genio e mezzo buffone”, come Carl Sagan, che si vide negare un posto nella National Academy of Sciences proprio a causa della sua attività di divulgatore, o come Alan Lightman, capace di scrivere testi specialistici per astrofisici ma anche una delle più belle opere di narrativa scientifica che io abbia mai letto.

Le gioie più grandi che mi abbia dato la mia professione sono due. La prima è quella di avere avuto la consapevolezza, per qualche istante, di essere uno tra i primi essere umani a vedere qualcosa che l’universo aveva fino a quel momento tenuto nascosto. La seconda è quella di aver visto un mio interlocutore, qualcuno magari conosciuto per caso e con cui non avrei mai più parlato in vita mia, illuminarsi per aver capito per la prima volta qualcosa che gli era sempre sembrato astruso. Non sono sicuro, lo dico onestamente, di quale tra le due sia la gioia più grande.

Rilassatevi, colleghi scienziati. Parlate con le persone, raccontate quello che fate. Vi faranno le domande più difficili che abbiate mai sentito, e non potrete rispondere rimandando al vostro articolo del ’98 su Nature, o nascondendovi dietro una cortina di tecnicismi. Uscite dai vostri uffici, rinunciate a qualche pretesa di essere i depositari di un sapere occulto, da non sporcare, da non corrompere. Fate qualche piccola concessione alla comprensibilità, anche a rischio di sbagliare.

E sbaglierete, ah, se sbaglierete. Scontenterete qualcuno che si sentirà invaso nel suo recinto specialistico, nel suo orticello di conoscenze acquisite e coltivate sgomitando per anni contro colleghi agguerriti, combattendo una spietata battaglia per la sopravvivenza che lo avrà portato a mettere sacchetti di sabbia intorno a un fortino assediato, a credere che ci sia un modo solo di dire le cose, il suo, e che ogni virgola del suo prezioso lavoro sia placcata d’oro a 24 carati e non sacrificabile.

Ma sapete, proprio l’altro giorno ho letto questa frase di Montaigne: Nessuno è esente dal dire sciocchezze. Il male è dirle con pretensione.

Naturalmente, la voglia di capire il mondo viene da prima della scienza. Ce l’abbiamo dentro un po’ tutti, è stata la spinta che ha fatto nascere la filosofia, le religioni, l’arte. Insomma, è una voglia talmente connaturata al nostro essere umani che sarebbe difficile trovare qualcuno che non ne abbia dentro nemmeno un po’, o immaginare un’attività che non sia nata per assecondare almeno in parte quella voglia. È una cosa evidente nei bambini che attraversano la fase dei perché, fase che in moltissimi casi viene soffocata sul nascere per l’inadeguatezza di chi dovrebbe coltivarla. La scienza, appunto, è un sistema di pratiche efficacissime per assecondare questa curiosità.

Quindi, in un certo senso, si fa scienza non perché sia utile, ma perché, come esseri umani, non ne possiamo fare a meno. Per convincersene, basta leggere quello che scrivono i grandi scienziati. Che ce lo raccontino loro, perché hanno iniziato a fare scienza.

Keplero, per esempio. Nel Mysterium Cosmographicum, pubblicato nel 1596, si trova questa frase:

“Non ci chiediamo per quale utile scopo gli uccelli cantino: lo trovano piacevole, perché sono stati creati per cantare. Similmente, non dovremmo chiederci perché la mente umana si preoccupi di comprendere i segreti dell’universo; la diversità dei fenomeni naturali è così grande, e i tesori nascosti nel cielo così ricchi, proprio perché non venga mai a mancarle fresco nutrimento.”

Certo, bisogna sorvolare sulla vena creazionista (comprensibile, erano tempi diversi). Ma, se riuscite a passare oltre, ci sono due cose molto belle in questa citazione. La prima è che Keplero, per spiegare quanto la scienza sia parte della natura umana, la paragona a un’attività completamente inutile, artistica, diremmo: il canto degli uccelli. Cioè, la scienza è un’attività che si fa innanzitutto per piacere, senza uno scopo immediato. La seconda cosa bella è che, per descrivere la curiosità che muove lo scienziato, Keplero la paragona a un appetito. Mi piace perché Keplero sembra aver intuito una cosa che ho trovato nel libro La libertà ritrovata di Frank Schirrmacher. La cosa è questa: negli ultimi anni, si è capito che i meccanismi che l’uomo ha sviluppato per andare a caccia di informazioni (in particolare sulla rete) sono gli stessi che adotta per cercare fonti di cibo. Siamo una specie vorace di informazioni. Se non capiamo quello che abbiamo intorno, muoriamo. (E, simmetricamente, se non abbiamo un metodo per separare le informazioni buone da quelle cattive — un metodo scientifico —, andiamo incontro al disordine, alla bulimia cognitiva, ci ammaliamo di troppa informazione.)

La seconda citazione è di Newton, è famosissima. Sentite qua:

“Non so come potrò apparire al mondo, ma a me sembra di essere stato soltanto un bambino che, giocando sulla riva, si sia divertito a trovare ogni tanto una pietra più liscia o una conchiglia più bella del solito: intanto, il grande oceano della verità si spalancava ancora completamente inesplorato di fronte a me.

Quando era un giovane studente a Cambridge, Newton aveva comprato un grande quaderno — un oggetto di un certo valore, per quei tempi — e aveva preso a scriverci tutte le cose che capiva sul mondo. L’abitudine gli restò, e molte cose che usiamo ancora oggi facendo scienza — concetti come la massa o la forza o la quantità di moto, strumenti matematici come il calcolo infinitesimale — Newton dovette inventarsele per la prima volta, da solo, annotando ogni passo avanti nei suoi quaderni. Da vecchio, quando si descrisse con quella frase, Newton si vedeva ancora come uno che guardava il mondo con curiosità, interrogava la natura, trovava delle cose e le ordinava, le interpretava, cercava di capirle e di spiegarle. Guardate quali parole usa Newton: divertimento, bellezza, verità. L’idea che quello che stava facendo fosse anche utile non c’è da nessuna parte, lì dentro. Certo, si potrà dire che è una visione edulcorata: che Newton, mentre cercava le pietre lisce e le conchiglie sulla spiaggia, sotto sotto si dava all’alchimia, andando in cerca del segreto per trasformare i metalli in oro. Ma è un’obiezione debole. Quello lì è il modo in cui Newton voleva che il mondo lo ricordasse: e, spesso, l’abito con cui scegliamo di presentarci in pubblico dice molto su quello che siamo veramente.

Vabbe’, diranno gli scettici. Keplero, Newton, stiamo parlando dell’infanzia della scienza. Nel frattempo abbiamo scoperto i vaccini, inventato la bomba atomica, siamo stati sulla Luna. I punti di vista degli scienziati sul perché si fa scienza saranno cambiati.

È così? Ne parliamo la prossima volta.

A proposito della centralità dell’esperimento, ci sarebbero da dire un sacco di cose. Intanto, che la faccenda non è affatto ovvia come sembra, tant’è che c’è voluto parecchio tempo prima che si capisse come fare esperimenti nella maniera corretta. Si dice che la scienza moderna sia nata con Galileo, e come tante semplificazioni questa affermazione contiene molta verità e molta inesattezza. (Per esempio, nel bel libro La rivoluzione dimenticata, Lucio Russo argomenta in modo convincente la tesi secondo cui il metodo scientifico fosse già usato con successo, e in modo praticamente identico a quello che intendiamo oggi, in Grecia, nel periodo ellenistico.) Ma il succo, più o meno, è quello: sono passati soltanto quattro secoli, da quando l’umanità ha cominciato (o ricominciato, se accettate la tesi di Russo) a fare scienza in senso moderno. Che faceva, la gente, prima, per capire i fenomeni naturali?

Essenzialmente: pensava. A volte osservava, anche, ma non era strettamente richiesto. Il punto era riflettere molto profondamente (be’, non sempre così profondamente, ma insomma), cercando, per questa via, di arrivare a una spiegazione di ciò che accadeva intorno. Se leggete quello che i filosofi antichi — gente in gamba, cervelli sottilissimi — pensavano a proposito di un qualunque fenomeno naturale, vi trovate davanti decine di spiegazioni diverse. Alcune sono bislacche, altre sorprendentemente acute. Ma non è questo il punto. Il punto è che uno si chiede: come pensavate, benedetti filosofi antichi, di decidere quale spiegazione fosse quella giusta? Volevate arrivarci per dibattito, per votazione, per giudizio estetico, per autorità?

Il fatto è che con il pensiero potete fare cose meravigliose: inventare mondi, creare storie, cercare regolarità, ordinare i fatti, produrre astrazioni. Potete comporci una sinfonia, col pensiero; potete ideare l’Odissea, decidere che una cosa è buona e un’altra è cattiva, oppure che una affermazione è logica e un’altra non lo è. Potete anche dimostrarci teoremi. Ma se volete capire come è fatto davvero il mondo, in base a quali meccanismi funziona, usando esclusivamente il pensiero non arriverete lontano. Non prendetemi male: non voglio svalutare l’importanza della riflessione. Sto solo dicendo che dovete trovare un modo per decidere se quello che avete pensato ha a che fare con la realtà o no. In effetti, una delle cose più frustranti — ma anche più eccitanti — per uno scienziato è rendersi conto, a un certo punto, che per ogni fenomeno naturale possono coesistere diverse interpretazioni alternative, anche perfettamente logiche e razionali, ma che sicuramente molte di loro (se non tutte) sono sbagliate.

È per questo che a un certo punto — diciamo quattro secoli fa, per semplificare — la scienza si è separata dalla filosofia. Ma l’origine è comune (tanto che, per un po’, quella che noi oggi chiamiamo scienza si è chiamata “filosofia naturale”): il tentativo di capire il mondo. Ed è qui che viene fuori tutta la potenza dell’esperimento, la sua novità assoluta, la ragione per cui la scienza non assomiglia a nessuna altra attività umana. Se avete in ballo spiegazioni diverse, lasciate che sia direttamente la natura a decidere qual è quella giusta. Sentite cosa diceva Ruggero Bacone, un proto-scienziato che scriveva un paio di secoli prima di Galileo: «Argomentando, possiamo giungere a una conclusione ed essere spinti ad ammetterla: ma questo non ci rende certi, né elimina il dubbio, così che la mente possa acquietarsi nell’intuizione della verità, a meno che essa non trovi tale certezza per mezzo dell’esperienza.» Semplice, no?

Be’, no. Non è così semplice. Il problema è che per chiedere alla natura di fare da arbitro, e soprattutto per sperare di avere una risposta sensata, dovete essere terribilmente bravi. Intanto, dovete fare la domanda nel modo giusto. Dovete ridurre tutte le complicazioni non necessarie, minimizzare il rischio che la domanda venga fraintesa. Dovete isolare il fenomeno che state studiando da tutti gli altri fenomeni che potrebbero interferire. Dovete avere il controllo assoluto di tutti gli aspetti del fenomeno che siete in grado di controllare, e avere un’idea il più possibile accurata degli aspetti che non potete controllare. Dovete essere quantitativi, non approssimativi, misurare tutto il misurabile, ricercare la precisione. Analitici, non analogici. Dovete essere rigorosi, ricontrollare tutto un milione di volte. Dovete fare in modo che la vostra ipotesi, la spiegazione che avete elaborato mentalmente e che volete mettere alla prova, sia formulata in maniera da non essere solo logica e razionale, ma anche da poter essere dimostrata falsa dall’esperimento. E quando finalmente l’esperimento vi dà una risposta, dovete sapere interpretarla nel modo corretto. Insomma, è difficile. Rigore, precisione, metodo, controllo, senso critico, capacità di non ingannare se stessi e gli altri, ricerca spietata dell’errore. Sono solo alcuni dei requisiti richiesti per sperare di strappare qualche risposta alla natura.

È una strada senza scorciatoie. Ma una volta che la prendete, potete arrivare molto lontano.

Non so se avete mai visto Topolino e il fagiolo magico, la versione Disney di una classica fiaba. Ci sono Paperino, Pippo e Topolino che se la passano molto male per via di una carestia. Succedono varie cose, tra cui un Paperino completamente fuori di testa per la fame che prima si fa un panino con due piatti e alcune posate, poi cerca di macellare una mucca a colpi d’ascia (i comitati dei genitori erano meno potenti, a quei tempi). A un certo punto, Topolino, che era uscito per vendere al mercato la mucca di cui sopra, torna a casa avendo ricevuto come pagamento una scatoletta contenente tre fagioli magici. Non vi dico come la prende Paperino.

Comunque: i tre vanno a dormire, e di notte uno dei fagioli magici cade in un buco nel pavimento di legno. In breve, succede l’incredibile. Il fagiolo inizia a germogliare prepotentemente, e nel giro di pochi minuti diventa una pianta che non la smette di crescere, assumendo proporzioni gigantesche, finendo per arrivare fino alle nuvole (dove poi si scopre che c’è la casa di un gigante, ma vabbe’).

Be’, dicevo, non so se l’avete mai visto, quel cartone animato. Io, in prima media, lo avevo già visto parecchie volte, e adoravo la scena del fagiolo che cresce: così, quando la mia professoressa di scienze chiuse nell’armadio il vasetto di vetro con il fagiolo adagiato sopra il batuffolo imbevuto, io sperai con tutte le mie forze che il successivo svolgersi degli eventi prendesse una piega simile a quella del cartone. Chissà, magari durante la notte le propaggini del fagiolo avrebbero distrutto il vasetto, fracassato l’armadio in cui era rinchiuso, sfondato i vetri della classe, e si sarebbero arrampicati sempre più su, verso il cielo, verso le nuvole.

Inutile che vi stia a dire che non successe niente di tutto questo. Andò anche peggio. Passarono i giorni, ma da quel fagiolo avvolto nell’ovatta non uscì fuori nemmeno un peduncolo, una fogliolina, un germoglio. Niente di niente. Se ne rimase lì, adagiato nel suo letto di cotone, senza dare alcun segno di vita.

Vi dico la verità. Non ci rimasi male perché le cose non erano andate come nella fiaba (per quanto fossi un bambino non ancora completamente immunizzato nei confronti del pensiero magico, sapevo distinguere la realtà dalla finzione). Mi dispiaceva soprattutto per la mia professoressa di scienze: pensavo che non avrebbe avuto più il coraggio di tornare in classe.

Invece, la professoressa non fece una piega. Tolse i barattoli dall’armadio, guardò noi piccoli studenti e disse semplicemente: «Non sempre gli esperimenti riescono. È così che funziona la scienza.»

La mia professoressa di scienze aveva provato a tirare fuori una lezione da quello che avevamo percepito come un fallimento: lezione che evidentemente, giusta o sbagliata che fosse, un segno deve averlo lasciato, visto che è l’unica cosa che ricordo dell’altrimenti non memorabile periodo trascorso con lei.

E però, se spettasse a me, oggi riformulerei la lezione in modo diverso. Un esperimento non è uno spettacolo di magia, che riesce oppure no. E nessuno – neanche in un caso semplice come quello dei fagioli nel batuffolo – sa con certezza quale sarà il risultato. Tutto quello che gli scienziati possono fare è preparare attentamente le condizioni, osservare i risultati e prendere nota con cura di tutto: poi, confrontare i risultati con le ipotesi che avevano fatto in precedenza. Quella volta, i fagioli non avevano germogliato; ma non significava che l’esperimento fosse fallito, anzi. L’esperimento aveva mostrato che, date tutte le condizioni che avevamo predisposto nell’armadio della classe, oltre a quelle su cui non eravamo potuti intervenire direttamente – dati cioè quella varietà di fagioli, quella temperatura, quel periodo dell’anno, quella quantità d’acqua, quell’intervallo di tempo, eccetera — i fagioli non germogliano.

Se faccio A, succede B. Sia A che B possono essere incredibilmente complicati. Ma, volendo semplificare, è questo il succo di qualunque esperimento.

Quindi, io direi: gli esperimenti riescono sempre. Se siamo bravi, scrupolosi, attenti, pazienti, ci dicono sempre qualcosa su come funziona il mondo. Come funziona: non come ci piacerebbe che funzionasse.

Mi pare un buon punto di partenza, per provare a capire a che serve la scienza.

***

PS: C’è stato qualche problema tecnico con i commenti del post precedente, ma ora sono tutti lì.

Sei lì che commenti l’ultima scoperta – qualche misura fisica complicatissima o l’immagine di un evento lontano anni-luce che un telescopio è riuscito a cogliere per la prima volta – e, mentre ti fai prendere la mano dalla meraviglia, mentre cerchi le parole migliori per comunicarla, quella meraviglia, all’improvviso arriva la domanda:

«Quali sono le ricadute pratiche?» Oppure: «Cosa cambia per noi dopo questa scoperta?»

Hai capito bene. Ti sta chiedendo perché uno dovrebbe darsi la pena di mettere in piedi un esperimento sofisticatissimo come quello di cui stai provando a descrivere i dettagli. Ti sta chiedendo che ce ne facciamo di quel telescopio spaziale, perché ci siamo sbattuti così tanto per metterlo in orbita – razzi, combustibile, calcolo della traiettoria, anni di preparazione, e magari poi abbiamo pure dovuto mandare qualche astronauta a ripararlo – solo per fotografare qualche nube di gas che se ne sta per i fatti suoi in qualche angolo dell’universo. Ti sta chiedendo – educatamente – di piantarla con le chiacchiere (se fosse stato un americano dai modi spicci, avrebbe detto “cut the bullshit”, masticando un sigaro) e di spiegargli che ci hai fatto con i soldi delle sue tasse e perché magari dovrebbe continuare a darteli in futuro.

In pratica, stringi stringi, ti sta chiedendo a che serve la scienza.

A me è capitato un sacco di volte. Magari era un giornalista, a fare la domanda, oppure era un curioso che era venuto a sentire una conferenza. Volevano sapere che cosa potremmo farci con i neutrini, se davvero dovesse venire fuori che vanno più veloci della luce. Oppure se la nostra vita cambierà quando a Ginevra, dopo trent’anni di preparazione, dovessero davvero catturare quella particella (la particella di Dio, nientemeno). O che ce ne viene dal capire la materia oscura. E la lista potrebbe continuare.

Be’, non è sempre facile rispondere, meno che mai con una frase o uno slogan. Magari sarebbe più semplice se facessi il biologo, o il chimico, o mi occupassi di ricerche mediche, o se fossi un fisico che studia i materiali. Basterebbe dire: serve a questo, e parlare di genomi sequenziati, di farmaci di sintesi, di pannelli fotovoltaici. Ma vedete, io sono un astrofisico: un cosmologo, per l’esattezza, e per di più teorico. Nove volte su dieci, mi ritrovo a raccontare cose di cui, per quanto mi sforzi, di conseguenze pratiche immediate per l’umanità è difficile vederne. (Messi peggio di me, tra i fisici, ci sono solo quelli che studiano la teoria delle stringhe.) Sia chiaro, ormai un po’ di esperienza ce l’ho, quindi più o meno me la cavo sempre. Per esempio, so che bisogna dire che la ricerca non ha sempre una ricaduta immediata, e che a volte le conseguenze pratiche vengono fuori inaspettatamente, magari dopo decenni. Oppure che le ricadute sono indirette. E poi, fatti non foste a viver come bruti!, e compagnia bella. Però ho sempre paura che queste suonino un po’ come risposte di circostanza; che come tutte le frasi che sono state ripetute infinite volte, anche da gente che in fondo non ci credeva davvero (io sì, io ci credo!), siano diventate formule vuote, che abbiano perso un po’ della loro verità. Che si siano consumate con l’uso.

E poi, diciamolo: una parte di me (e sono sicuro che succeda anche a molti miei colleghi) è quasi infastidita. Ma come, ti sto dicendo che abbiamo capito come e quando ha avuto origine l’universo, e tu mi chiedi adesso che ci facciamo? Insensibile! (Fatti non foste a viver come bruti!, eccetera.)

Inoltre, non sempre la domanda è posta con neutralità, o con benevolenza. A volte è fatta da qualcuno che deve decidere se e quanto sia il caso di investirci, nella scienza: un politico, un finanziatore. A volte chi ti chiede a che serve la scienza non è semplicemente curioso di ascoltare la risposta: sta proprio mettendo in dubbio che serva a qualcosa. E questo atteggiamento di dubbio o di contrarietà nei confronti della scienza lo si trova anche tra molte persone istruite, anche tra i cosiddetti intellettuali.

Insomma. A che serve la scienza, e a chi? Deve servire davvero a qualcosa, o a qualcuno? C’è scienza utile e scienza inutile? Ci sarebbero da capire un sacco di cose. Allora ho deciso che vorrei farlo con calma, partendo dall’inizio. E ho pensato: visto che ho questo spazio sul Post, perché non usarlo per questo, ragionando a voce alta (metaforicamente), un po’ alla volta? Non lo so ancora che cosa verrà fuori. Magari ce la caviamo con un paio di post: capiamo subito a che serve la scienza, e la finiamo lì. Oppure ci accorgiamo che è troppo difficile, e rinunciamo. Oppure andiamo avanti per un anno. Vedremo.

È un esperimento. Dopotutto, siamo scienziati.

L’apparente direzionalità del tempo è un rompicapo per fisici e cosmologi. È ben noto che le leggi fondamentali della fisica non sembrano fare alcuna distinzione tra passato e futuro: ad esempio, l’urto elastico tra due particelle appare esattamente identico sia che lo si guardi procedere dal passato al futuro che dal futuro al passato. Ciò sembra contrario a quello che sperimentiamo quotidianamente. Vediamo i bicchieri rompersi, ma non vediamo mai un bicchiere formarsi spontaneamente a partire da frammenti di vetro. È anche ben noto che questa asimmetria è legata alla crescita dell’entropia (una quantità che grossomodo misura il grado di disordine di un sistema). Ma perché viviamo in universo in cui l’entropia, appunto, cresce inesorabilmente? Alcuni tra i presenti all’incontro, come il cosmologo Sean Carroll, ritengono che la spiegazione sia da ricercare in una condizione di entropia eccezionalmente bassa al momento del big bang. Questa circostanza, a priori molto improbabile, potrebbe a sua volta essere spiegata assumendo che il big bang non sia stato l’origine di tutto, e tirando in ballo l’esistenza di una molteplicità di universi (un “multiverso”). Secondo altri, come il cosmologo George Ellis, sarebbero invece le stesse leggi della fisica a sancire una reale differenza tra passato e futuro. Ma sono emersi anche punti di vista radicali, come quello del fisico Julian Barbour, che ritiene l’esistenza del tempo un’illusione causata dai nostri filtri percettivi, ma assente in una descrizione oggettiva della natura.

E qui potrebbe entrare in gioco ciò che le neuroscienze stanno scoprendo a proposito della relazione tra la nostra mente e il tempo. Le nostre memorie sono una costruzione tanto quanto la nostra immaginazione del futuro: i due processi attivano le stesse aree cerebrali, e i pazienti con amnesie da trauma hanno anche difficoltà a prefigurare ciò che deve ancora accadere. Il neuroscienziato David Eagleman ha mostrato come il tempo mentale non sia un concetto unitario, ma sia in realtà frammentato in diverse componenti, legate al tipo di stimolo che il cervello si trova a processare. Anche la sensazione dello scorrere del tempo è influenzata dal contesto (per esempio da una situazione di rischio). Il nostro tempo interiore, dunque, è in definitiva il risultato di una complessa elaborazione degli stimoli esterni. Ed è possibile, come sottolineato dal fisico Paul Davies, che non solo il tempo, ma persino le stesse leggi della fisica, siano proprietà “emergenti”, piuttosto che caratteristiche fisse e preesistenti della realtà.

Ci sono questioni che ci toccano ancora più da vicino. Se l’informatico del MIT Scott Aaronson ha provato a conciliare la nostra natura di “computer biologici” con l’esistenza del libero arbitrio, il fisico del Santa Fe Institute Geoffrey West ha illustrato le sorprendenti regolarità temporali che sono alla base dell’organizzazione dei sistemi complessi (dagli organismi viventi, alle città, alle aziende) concludendo con una nota di allarme: il tempo dei processi socio-economici sta accelerando a ritmi che – se si ritengono valide le estrapolazioni dei modelli matematici – diventeranno presto insostenibili. Forse il tempo dei fisici non esiste, ma quello della civiltà che ci permette di riflettere sulla sua natura potrebbe essere agli sgoccioli.

Quando ho iniziato l’università, si sapeva molto poco sulle proprietà complessive del cosmo. Si sapeva che c’era stato un big bang, ma non si conosceva la velocità di espansione dell’universo (se non con una grande incertezza), né il suo contenuto di materia (e quindi la sua geometria su grande scala e il suo destino futuro), né da quali condizioni iniziali si fossero formate le galassie. Alcuni professori, soprattutto i più anziani, tendevano a sconsigliare a un giovane studente di dedicarsi alla cosmologia, un campo di ricerca che sembrava irrimediabilmente carente di osservazioni concrete.

Nel 1992, ci fu l’annuncio che il satellite COBE aveva osservato le fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo: ovvero, le tracce lasciate – soli 380 mila anni dopo il big bang – dai semi da cui era iniziato il processo che avrebbe lentamente portato alla formazione delle galassie. Hawking la definì la scoperta del secolo. Iniziò un’ondata di studi teorici e di esperimenti sulla radiazione cosmica di fondo. Nel frattempo, nonostante i pareri contrari, avevo deciso che avrei fatto il cosmologo; e pochi anni dopo, la mia tesi di laurea fu proprio su quella roba lì.

Uno dei leader di COBE era George Smoot. Nel 1998 stavo finendo il dottorato di ricerca proprio con Smoot, a Berkeley, quando due diversi gruppi di astronomi scoprirono che l’espansione dell’universo stava accelerando, contrariamente a quello che si era sempre pensato e che avevo studiato solo pochi anni prima. Uno di quei due gruppi era proprio lì a Berkeley, sul mio stesso corridoio. Il capo era Saul Perlmutter. Ho assistito a decine di conversazioni fra Smoot e Perlmutter – il primo con la sua aria da ex-componente dei Grateful Dead, il secondo con la parlantina e l’aspetto di Woody Allen. Si capiva che erano destinati al Nobel, e lo sapevano bene anche loro. Smoot (assieme a John Mather) lo ha vinto nel 2006, Perlmutter ieri (assieme ai leader dell’altro gruppo, Brian Schmidt e Adam Riess).

Intanto, l’Hubble Space Telescope stabiliva finalmente con precisione la velocità di espansione dell’universo. Nel 2000 l’esperimento Boomerang (un esperimento fatto per metà a Roma, la città da cui ero partito e in cui stavo per ritornare) misurava per la prima volta il contenuto totale di materia ed energia dell’universo e la sua geometria, seguito di poco da MAXIMA (l’esperimento a cui lavoravo per la mia tesi di dottorato). Nel giro di pochi anni, la nostra immagine dell’universo era diventata molto più nitida, e la cosmologia si era trasformata da cenerentola delle scienze esatte in uno dei campi più attivi ed eccitanti in cui un ricercatore potesse lavorare.

C’è ancora molto che non capiamo dell’universo. E sono sicuro che ne vedremo ancora delle belle nei prossimi anni.

Ma intanto, ce ne sono di cose che un giorno potrò raccontare ai miei nipoti.