Bollati Boringhieri: Saggi. Scienze

In "La fabbrica della certezza scientifica" John Zachary Young, tra i più influenti studiosi della biologia del cervello del secolo scorso, mette momentaneamente da parte i panni del ricercatore di laboratorio e veste quelli dello scienziato tout court, capace di riflettere sui metodi, sul ruolo pubblico e sulle conseguenze della pratica scientifica. Come affrontare il problema dell'uomo alla luce degli ultimi studi sul cervello? Quale deve essere il ruolo dello scienziato nel «racconto» divulgativo delle sue scoperte? Come superare gli «errori» commessi della scienza? Come insegnava Cartesio, solo nella certezza del dubbio si ha una onesta pratica intellettuale, e questo rimane ancora oggi il viatico per una buona scienza.

Uno dei fisici più noti del Novecento interviene con un saggio fondamentale sul tema della complessità. Le leggi della fisica, in questo racconto quasi autobiografico – ormai un classico della letteratura scientifica, – escono dai meandri della materia e si confrontano con il mondo complesso, quello di un giaguaro, di una società o del cosmo intero. Dopo una prima parte in cui trovano posto le avventure di Gell-Mann in persona, il fisico americano, premio Nobel per la scoperta dei quark, ci introduce ai grandi temi del «semplice» e del «complesso», invitandoci a passare «dal quark al giaguaro», ovvero dalle leggi fondamentali che governano il cosmo e le particelle elementari alla complessità dei sistemi viventi adattativi, frutto di un’evoluzione destinata a durare miliardi di anni. Un libro scritto da un uomo la cui profonda cultura abbraccia quasi ogni campo dello scibile umano, che ancora oggi ha molto da insegnarci.

Che cosa spinse i nostri progenitori, migliaia di anni fa, a passare da un'economia di caccia e raccolta a un sistema basato sull'agricoltura e l'allevamento degli animali? Perché, nonostante abbia interagito con numerose specie animali, l'uomo è riuscito a domesticarne così poche? Quali sono le caratteristiche comportamentali che consentono la domesticazione di una specie e impediscono quella di un'altra? A questi e a molti altri interrogativi Juliet Clutton-Brock cerca di dare una risposta, ripercorrendo in tutte le sue tappe la storia della relazione fra uomo e animali domestici da una prospettiva multidisciplinare: storica, archeologica, geografica, biologica, genetica, paleontologica, etologica. I contributi di tutte queste diverse discipline si completano e si arricchiscono dando vita a un saggio che, grazie allo stile piano e discorsivo dell'autrice e alle numerose illustrazioni, è sempre chiaro nei contenuti e godibile nella lettura.

"Istinto" e "intelligenza" sono i termini che meglio si prestano a definire il campo di studio della scienza del comportamento animale: per questo Anthony Barnett li ha scelti come concetti chiave per guidare il lettore nel suo libro introduttivo e rivolto ai non specialisti. Nella sua esposizione, ormai divenuta un vero classico dell'etologia, Barnett offre un panorama completo sul comportamento umano messo a confronto con quello degli animali: quali sono gli effetti della ricompensa e della punizione nell'addestramento, quali sono i meccanismi sociali all'interno di una comunità di scimmie antropomorfe? Come funziona lo sviluppo sociale e intellettuale dell'uomo, le emozioni e l'impulso ad agire sono innati o sono comportamenti appresi? Con il suo stile brillante e la varietà delle materie trattate "Istinto e intelligenza" ha giustamente contribuito a diffondere e a rendere popolare l'etologia.

L'universo non è una sorta di rompicapo infinito, né un gigantesco computer: più semplicemente, è un messaggio, certamente complesso, che spetta agli scienziati di leggere e spiegare, e il suo linguaggio, il suo "codice cosmico", si esprime con la fisica quantistica. In questo libro divenuto ormai un classico, Heinz Pagels esamina prima la struttura concettuale della teoria quantistica, la sua evoluzione e le sue diverse interpretazioni per poi addentrarsi nell'infinitamente piccolo. La teoria quantistica dei campi si rivela lo strumento più efficace per aprirsi un varco nella foresta delle particelle elementari, soggette a leggi che sfuggono all'intuizione della fisica classica. Senza ricorrere al gergo dei fisici, o a formule matematiche, con l'agilità di uno scienziato sicuro che è anche scrittore brillante, Pagels guida il lettore lungo un percorso che tocca tutti i punti significativi della fisica moderna.

Definiamo abitualmente cultura tutto ciò che non è natura, che non è istinto. Possiamo quindi domandarci se gli animali hanno una cultura come la intendiamo noi? Certamente no, è la risposta più ovvia. Eppure, studiando il comportamento animale, assistiamo a bizzarrie non facilmente spiegabili: le lontre marine usano delle pietre per rompere i gusci dei molluschi di cui sono ghiotti, alcuni passeri delle Nuova Zelanda imparano rapidamente il linguaggio degli uccelli delle aree nuove in cui arrivano, le cince hanno imparato a bucare l'alluminio delle lattine per berne il contenuto. Sembra quindi che la chiave della "cultura" degli animali sia proprio l'apprendimento e che ancora una volta la straordinaria capacità evolutiva delle specie abbia permesso di sviluppare una risposta adattattiva alle difficoltà ambientali. La cultura degli animali ci racconta la sorprendente continuità tra le caratteristiche che noi troviamo negli animali, e quelle che sono considerate patrimonio esclusivo dell'uomo. Prefazione di Danilo Mainardi.

Frutto di una ricerca avanzata lunga quindici anni, Ammerman e Cavalli-Sforza espongono qui i risultati che hanno ottenuto studiando una delle più significative trasformazioni avvenute nell'evoluzione delle condizioni umane: il passaggio dal sistema di vita basato sulla caccia e raccolta alle prime forme di produzione di cibo. Le testimonianze archeologiche sui siti neolitici, disponibili fin dagli anni sessanta, confermano l'ipotesi che l'Asia sudoccidentale sia stata il centro da cui si è irradiata in Europa l'agricoltura. Per arrivare a questi risultati gli autori si sono serviti di un metodo analitico già noto, che fa ricorso al modello dell'onda di avanzamento, apportandovi le modifiche necessarie a spiegare la fase iniziale del processo di diffusione dell'agricoltura. E qui s'innesta la parte più interessante di questo libro che ha dischiuso un nuovo orizzonte di studi: l'elaborazione di mappe riassuntive per analizzare la distribuzione geografica globale delle frequenze geniche nello spazio e nel tempo. Si è così giunti alla conclusione che la struttura genetica degli europei di oggi possa riflettere i movimenti di popolazioni avvenuti da diecimila a cinquemila anni fa. Grazie a questo libro che getta un ponte tra due discipline all'apparenza tanto distanti come archeologia e genetica, sono state messe in luce le complesse relazioni che intercorrono tra geni e cultura nelle popolazioni umane.

Hao Wang ha raccolto in questo volume le sue riflessioni su alcuni dei temi al centro del dibattito che riguarda la conoscenza e la logica. Egli considera criticamente il nodo di questo discorso, in particolare il rapporto tra logica e matematica da un lato, e tra logica e filosofia dall'altro, giungendo a conclusioni che divergono in modo notevole da quelle usualmente accettate da posizioni accademiche quali la filosofia analitica o il neopositivismo. Il punto di vista dell'autore si fa strada attraverso una penetrante discussione di concetti matematici generali e attraverso la considerazione di problemi di ampio interesse come il rapporto tra mente e macchine, tra specializzazione e unità della conoscenza, tra scienza e filosofia. Quello che Hao Wang propone è un nuovo metodo di approccio a questi problemi, da lui denominato "fattualismo sostanziale", particolarmente adeguato a sviluppare una posizione filosofica più comprensiva, tale da non banalizzare o distorcere i fatti di vasta portata della conoscenza umana.

La nostra società è immersa negli algoritmi. Ogni volta che visitiamo un sito web cercando un libro o un film, o che navighiamo tra i negozi online, lasciamo dietro di noi una lunga traccia digitale che descrive le nostre abitudini e le nostre preferenze; questa traccia è il "materiale grezzo", il database da cui algoritmi sempre più sofisticati traggono le informazioni per proporci il prodotto di cui abbiamo (o crediamo di avere) bisogno. Gli algoritmi ci osservano, ci imitano e fanno esperimenti su di noi, per raggiungere lo scopo che è considerato il Santo Graal della ricerca informatica: l'Algoritmo Definitivo in grado di estrarre tutte le informazioni dai dati e fare tutto, proprio tutto ciò che vogliamo, persino prima che lo chiediamo. Questo, dal punto di vista commerciale. Ma c'è anche un lato scientifico della questione, il machine learning, ovvero il campo di studi che si pone come scopo quello "niente meno" di automatizzare le scoperte. Si tratta in sostanza di trovare un algoritmo in grado di programmare se stesso. Sembra fantascienza, e invece è una disciplina nel pieno del suo fermento. Pedro Domingos è universalmente considerato uno degli scienziati di punta in questo settore. Sotto la sua guida scopriremo gli algoritmi che si nascondono dietro le nostre ricerche su Google, Amazon e Netflix. Con lui, scopriremo che esistono ben cinque scuole di pensiero differenti.

Tutti noi abbiamo nelle nostre cellule circa 25 000 geni, che in buona parte condividiamo con altri animali, e persino con piante e funghi. Ma c'è una manciata di questi geni che è del tutto particolare: sono i geni della compatibilità - tecnicamente MHC, o "geni del complesso maggiore di istocompatibiltà" -, e variano fortemente da individuo a individuo, tanto che costituiscono di fatto la nostra firma molecolare, ossia ciò che rende unico ciascuno di noi. Questi pochi geni, insomma, ci distinguono l'uno dall'altro in termini biochimici. In questo libro Daniel Davis racconta la storia della loro scoperta, i decenni di pazienti e difficili ricerche da parte di scienziati eccezionali, costellate qua e là da improvvisi colpi di genio. Grazie a queste scoperte ora sappiamo come questi geni combattono le malattie, e sappiamo che lo fanno in maniera diversa da individuo a individuo (sono proprio loro ad attivare le risposte del nostro sistema immunitario). E sappiamo anche che la versione di questi particolari geni che abbiamo ereditato dai nostri genitori determina la nostra resistenza o la nostra predisposizione a molte patologie. Ma da poco abbiamo scoperto anche che gli stessi geni che influenzano la struttura stessa del nostro cervello predicono in maniera affidabile persino di chi ci innamoreremo e con chi avremo maggiore probabilità di avere figli.

È possibile studiare l'uomo nella sua interezza e in maniera scientifica? Da questa domanda fondamentale prende avvio l'opera monumentale di John Z. Young. Inizia così una esplorazione che attraverso gli elementi base della vita, idrogeno, ossigeno e acqua, giunge fino ai sistemi più complessi che regolano la coscienza umana. Come si organizza la vita nella sua singolarità (nella cellula, per esempio), e nei suoi conglomerati? Come si è evoluta e adattata la vita umana sulla Terra e quali sono i meccanismi che ne presiedono la nascita, lo sviluppo e l'invecchiamento? A ognuna di queste domande, e a molte altre, "La scienza dell'uomo" risponde con chiarezza, nella consapevolezza che ogni sapere è comunque provvisorio e che il cammino verso la conoscenza dell'uomo è, fortunatamente, ancora molto lungo.

"Vi è in molti fisici una specie di fede nell'esattezza dei nuovi principi, piuttosto che un chiaro intendimento di essi". Invece un "chiaro intendimento" si prefigge innanzi tutto questo libro di uno scienziato non ancora trentenne, che aveva già contribuito a rivoluzionare la fisica del Novecento. Pubblicati nel 1930, "I principi fisici della teoria dei quanti" rielaborano le lezioni tenute da Werner Heisenberg all'Università di Chicago nella primavera dell'anno precedente. Di quell'esposizione didattica conservano la perfetta chiarezza nel divulgare i fondamenti della meccanica quantistica, ma si segnalano anche per la classicità di uno stile concettuale e morale che la prorompenza autoaffermativa di molti uomini di scienza ha in seguito obliterato: pur mettendo all'opera tutta la forza conoscitiva dell'importantissimo principio di indeterminazione (1927) a cui Heisenberg ha legato il suo nome - principio secondo il quale è impossibile determinare simultaneamente con precisione assoluta i valori di due grandezze fisiche coniugate, come posizione e velocità di una particella -, egli qui fa spazio, e rende merito, al suo maestro danese Niels Bohr. Ed è infatti un po' dello "spirito di Copenhagen" che si continua a respirare in questo capolavoro della saggistica scientifica. Lo spirito ineguagliabile che negli anni venti del Novecento, affinando il formalismo matematico della teoria quantistica, "ha indirizzato l'intero sviluppo della nuova fisica atomica".