IL VERO E IL BELLO - Cronaca di una scoperta

In questo post racconto come il vero e il bello mi si siano manifestati congiuntamente in modo del tutto inatteso durante i miei primi armeggiamenti in un laboratorio di immunochimica.[1] Frutto tardivo di quelle antiche emozioni, la conversazione che segue trae nutrimento da pensieri ed esperienze altrui e di ben altro valore.  

Quado ero un giovane studente ero certo che la scienza fosse l’unico strumento per accedere al reale e per conoscere il vero. Non ero conscio che avrei potuto limitarmi a considerarla un metodo efficace per rappresentare, interpretare e predire fenomeni. Né potevo immaginare, privo d'esperienza com'ero, che oltre alle categorie del reale e del vero, attraverso la scienza fosse possibile accedere alla categoria del bello. A quel tempo mi veniva naturale prendere per buona la massima «Nell’arte il bello, nella scienza il vero» con la quale Paolo Mantegazza (Igiene dell’amore, 1877) lasciava in eredità al Novecento l'assoluta separatezza delle le due categorie. 

Poi, finalmente, dalla piccola scienza che usciva dalle mie mani sbocciò improvviso il bello. Fu un’esperienza intensa e sorprendente.

Parte del lavoro riguardante la mia tesi di laurea consisteva nell'estrarre dal sangue purificandole al più elevato grado possibile alcune particolari proteine. L’armamentario di cui disponevo era vario, complicato e tecnologicamente avanzato: soluzioni acide, soluzioni alcaline, centrifughe, strumenti cromatografici, spettrofotometri e via dicendo. Alla fine del lavoro di estrazione (attività che richiedeva diversi giorni per essere ultimata), le soluzioni proteiche che avevo ottenuto passavano attraverso strumenti che ne misuravano la quantità e la purezza. Nel mentre, dei pennini riproducevano su carta ciò che stava avvenendo letteralmente sotto i miei occhi, occhi che però, senza l'ausilio degli strumenti, sarebbero rimasti totamente ciechi alla qualità dei risultati ottenuti. Le proteine purificate si distribuivano in picchi ben distinti. Qui di seguito due grafici rappresentativi di quelle esperienze.  

Due esempi di purificazione cromatorafica di proteine

Quelle curve disegnate su carta erano copia e rappresentazione di una realtà vera altrimenti invisibile (le proteine purificate). In quei grafici i miei occhi vedevano il vero. Un "vero" che, contemporaneamente, era anche estremamente bello. Resta da capire se quel “bello” era tale in sé o perché rappresentava un esperimento perfettamente riuscito. In tal caso, in quella curva oltre al bello prendeva corpo un'altra categoria, quella del buono, nel senso del "ben fatto". 

Ero estasiato da quella esperienza estetica. Era un'emozione inattesa che travalicava l'ambito della ragione sommuovendo livelli ancestrali del sentire. 

La categoria del bello era penetrata in me attraverso un canale inaspettato (a voler dar retta a Mantegazza), quello della scienza, che ai miei occhi continuava a rappresentare il vero.   

Ma il bello nella scienza sembra apparire ovunque. 

Che dire dei frattali che rappresentano, attraverso la matematica, la ricorsività di avvenimenti naturali solo apparentemente casuali?

Frattale

Che dire delle tracce lasciate da particelle subatomiche durante la loro effimera vita di pochi milionesimi di secondo?

Particelle subatomiche effimere rivelate nella "camera a nebbia"

La stretta connessione tra vero e bello rivela un che di entusiasmante che ti sprona a cercarlo ovunque, anche se - oggi me ne rendo conto - la categoria del vero è piuttosto sdrucciolevole. 

Oggi, sulla perfetta corrispondenza tra scienza e vero ho qualche riserva che da giovane non avevo, ma quanto alla percezione del bello nella scienza questa è rimasta immutata e non mi è difficile comprendere l’ottocentesco entusiasmo di Carlo Cattaneo quando affermava: «le bellezze del vero scientifico sono inesauste; la loro varietà vince l’immaginazione» (Il Politecnico, vol. 5, 1842).

Vi sono sorprendenti corrispondenze tra le forme generate da certe espressioni matematiche e alcune forme assai diffuse in natura. Tra le più belle, quelle generate dalle formule di Fibonacci che trovano corrispondenze quasi perfette con forme naturali estremamente comuni.

Strutture naturali conformi all’equazione della spirale mirabile  sviluppata 

da Leonardo Pisano detto il Fibonacci (1170-1242)

Per molti matematici certe equazioni risultano belle di per sé e “suonano” come magnifiche melodie. Ciò avviene quando dette equazioni rappresentano una soluzione elegante a un determinato problema o portano a risultati inaspettati e innovativi. 

In questa faccenda del senso estetico legato alla scienza sembra di intravedere un che di universale, vale a dire una sorta di risonanza tra le forme che la scienza genera e quelle di cui l’intelletto gode. Giovanni Sebastiani (matematico del Cnr) afferma: «Credo che la matematica sia stata inventata per rispondere alle esigenze dell’uomo, sia per ciò che ha a che fare col mondo materiale e per ciò che ha a che fare con l’astratto, come la bellezza e come i concetti di carattere universale».

Da par suo, Robert Musil, romanziere eccelso e per nulla a digiuno di scienze, fa dire a un suo personaggio: «Nella scienza tutto è forte, audace e splendido come nelle favole» (L’uomo senza qualità, 1933).

Il rapporto tra scienza e senso del bello è così forte che, per esempio, Roger Penrose (premio Nobel 2020 per la Fisica) può oggi affermare che «I successi di Dirac, Schrödinger, Einstein, Feynman e molti altri sono dovuti al fatto di essere stati guidati, in misura abbastanza ampia, dall’attrazione estetica delle particolari idee teoriche da loro proposte.» (La strada che porta alla realtà, Bur Rizzoli 2011).

Un altro premio Nobel, Subrahmanyan Chandrasekhar (Nobel per la fisica nel 1983), rilancia l'idea che «il valore estetico di una teoria scientifica risieda nella sua capacità di introdurre armonia ove in precedenza regnava il caos» (Le ragioni dell'estetica nella scienza, 1987)

La relazione tra scienza (modalità per descrivere la realtà) e senso estetico (modalità per entrare in rapporto con la realtà medesima) viene infine ben rappresentata dall'espressione “danza cosmica”. Ne parla estesamente Fritjof Capra quando, facendo riferimento alla descrizione della materia da parte della fisica del ventesimo secolo, afferma: «L’intero universo è impegnato … in una incessante danza cosmica di energia» e quando, citando le parole di un Lama tibetano riportate da Alexandra  David-Nell, trascrive: «Tutte le cose sono aggregati di atomi che danzano e con i movimenti producono suoni … Ciascun atomo canta perennemente la sua canzone e il suono, in ogni istante, crea forme dense e tenui» (Il Tao della fisica, Adelphi 1982 p. 259 e 279). 

Il danzatore cosmico Shiva-Nataraja

In questa visione taoista della materia e dell'universo che fu cara a molti fisici del Novecento risuonano le antiche armonie astronomico-numeriche che dall’antica filosofia greca (da Pitagora a Platone, ) corrono giù giù lungo il medioevo fino al rinascimento quando, per esempio, Keplero inglobava geometria, musica e cosmologia nella cosiddetta musica delle sfere (Harmonices Mundi, 1619) o quando Goethe, nel Faust, fa dire all’arcangelo Gabriele:  «Intonando l'antica melodia, a gara con gli astri fratelli, percorre il corso prescritto il Sole con passo di tuono».

Con tutto ciò si rende evidente che l’estasi da cui fui improvvisamente sopraffatto negli anni verdi della gioventù ha una storia lunga e universale di cui allora nulla sospettavo ma sulla cui intima natura ancora mi interrogo. L’interrogativo più immediato riguarda l’origine di quel senso del bello che alcune forme generate dalla scienza evocano nella mente di chi le osserva. Il fatto che tali forme possano rendere visibile l’invisibile può generare sorpresa ma da solo non è sufficiente a generare il senso del bello. C’è qualcosa di più. Può essere che tali forme rappresentino uno spiraglio attraverso il quale il lato razionale di chi osserva percepisce la plausibilità della rappresentazione del vero che gli viene offerta. Ma anche questo forse non è abbastanza. Può essere che quelle forme inducano una sorta di risonanza o consonanza mentale tra quelle rappresentazioni del “vero” e le aspettative dell’intelletto di poter accedere a quel medesimo vero.  Nella mente dell'uomo esiste una vera e propria fame di vero e quelle forme possono apparire come una consolatoria rappresentazione di quel vero che, prima che la scienza la mettesse a disposizione, era accessibile solo attraverso la mediazione religiosa. É forse su questo ancestrale sfondo spirituale che, indossando gli abiti forniti dalla scienza, il vero giunge all'intelletto approdando infine alle categorie mentali del giusto e del bello.

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[1] L'immunochimica è una disciplina immunologica che si prefigge di studiare gli antigeni, gli anticorpi e l'interazione antigene-anticorpo utilizzando i concetti ed i metodi che appartengono alla chimica (definizione da Wikipedia).

MA LA SCIENZA, CHE COS’È? – DEFINIZIONI (parte 4 di 5)

La terza delle quattro definizioni che ho pescato dalla rete proviene da un simpatico Blog famigliare il cui scopo è fornire a studenti della scuola primaria e secondaria alcune indicazioni, semplici e chiare, per affrontare le materie che costituiscono il loro corso di studi. Gli intenti del blog sono lodevoli ed avendo esplorato il blog in alcune sue parti devo concludere che i risultati sono lodevoli non meno degli intenti.

SkuolaBlog

Una domanda, però, sorge spontanea. Come mai c’è bisogno di un blog per spiegare ai ragazzi le cose in modo chiaro, semplice ed efficace? Non dovrebbe, questo, essere il compito che normalmente svolge quell’istituzione molto costosa per le tasche degli italiani e che si chiama scuola? Questa domanda rimane senza risposta e si spegne piano piano sulle mie labbra. Transeat. 

Il blog è organizzato secondo le materie istituzionali: italiano, storia, matematica, scienze, ecc. Avrei preferito una logica un po’ più olistica, una logica che, fin dalla più tenera età, mostrasse al bambino che la cultura è un tutto e che più le informazioni si mescolano tra loro, più la cultura riesce a nutrirsi delle necessarie interconnessioni di tutto con tutto. Mi rendo tuttavia conto che sarebbe chiedere troppo, soprattutto ai fruitori i quali, fin dalla più tenera età, sono abituati a ricevere dalla scuola informazioni parcellizzate e catalogate per materia, come se stessero acquistando la cultura su un catalogo online. 

Detto ciò per puro passatempo, passiamo alla definizione di scienza proposta da questo blog: “La scienza è uno strumento per esplorare la realtà che ci circonda in modo profondo e accurato; descrive come è fatto il nostro mondo e come funziona”  (vedi al LINK). 

In considerazione della platea cui è diretta la definizione, bisogna ammettere che essa è semplice, chiara e leggera. Questo è già un primo pregio. Il secondo pregio è quello di classificare fin da subito la scienza come uno “strumento”. Siamo dunque nel territorio giusto. È importante far capire ai ragazzi che la scienza non è una religione; non è un credo; non è una via razionale per approdare alla verità; non è una autorità da cui discende una indiscutibile verità rivelata. La scienza va collocata nel territorio della prammatica: è uno strumento che gli uomini si sono inventati (e ci hanno impiegato molti millenni per farlo) per ottenere qualcosa di utile nella vita di tutti i giorni, vale a dire mettere un certo ordine (un ordine utilitaristico) nei fenomeni del mondo, trarre predizioni utili, intervenire efficacemente sull’apparente caos del mondo, organizzando e manipolando detto mondo in modo da trarne diffusi vantaggi e benefici. 

Tra questi c’è anche quello di costruire modelli e rappresentazioni del mondo che, pur non essendo necessariamente veritieri, sono essi stessi strumenti utili a intervenire in modo utilitaristico sul mondo. Comunque la si pensi su questo tema, ai ragazzi che stanno iniziando a formarsi delle categorie mentali su ciò che viene loro insegnato, in una logica di educazione allo spirito critico credo sia giusto insistere sul fatto che la scienza – benché sotto sotto ambisca alla “verità” e alla descrizione “vera” della “realtà” che ci circonda (oddio, quante virgolette!) – difficilmente sarà in grado di realizzare tale traguardo e dovrà accontentarsi si essere uno strumento pragmatico di previsione, chiamando “conoscenza” tale capacità di previsione.

La definizione data da SkuolaBlog afferma che la scienza è uno strumento per “esplorare la realtà che ci circonda”. Corre l’obbligo, qui, discutere separatamente le parole “esplorare” e “realtà”. Nella definizione di Yahoo Answers s’era discusso della parola “ricerca”. Qui c’è la parola “esplorare” che è parente alla lontana della parola “ricerca” ma che, secondo me, coglie molto più nel segno e nel significato profondo dell’agire scientifico.

La parola “esplorare” dà immediatamente l’idea di non accontentarsi dell’apparenza del fenomeno; di non rimanere alla superficie delle cose. Fa capire che, per capire meglio le cose e per poterle poi prevedere con una certa affidabilità, è necessario grattare la superficie dell’apparenza: grattare, andare oltre la superficie, trovare relazioni sotterranee che a prima vista sfuggono. Non accontentarsi dell’ovvio e del visibile. Analizzare il terreno sconosciuto, toccarlo, saggiarlo; esplorare i dintorni, gli annessi e i connessi. Scomporre – se il caso – problemi complessi in problemi più semplici, ma non accontentarsi, poi, di tale orizzonte riduzionista, ma “esplorare” la rete di relazioni da cui emerge la complessità, entità d’ordine superiore alla somma delle parti che la compongono. In un’altra sezione del medesimo blog, a proposito del metodo che usa la scienza si parla di “indagare”, in un senso molto affine a “esplorare”: “osservare, studiare attentamente un fenomeno per capire come e perché si verifica” (vedi al LINK).

Non accontentarsi, dunque, di “scorrere” sulla superficie: in latino, “plorare” rappresenta lo scorrere dell’acqua o delle lacrime. La particella “ex” potrebbe voler dire “allontanarsi dalla condizione dello scorrere in superficie”, quindi, ex-plorare più in profondità. Mi piace pensare che questo sia il significato profondo della parola esplorare ma su questa etimologia non vi è unanime consenso. Per chiudere questa prima riflessione, la parola “esplorare” usata da SkuolabBlog mi piace moltissimo, molto più della parola ricerca. Inoltre, la parola “esplorare” veicola in modo naturale l’innata e inestinguibile curiosità di sapere che funge da primum movens per coloro che decidono, facendone anche un mestiere, di esplorare il mondo nelle sue varie componenti.

Esplorare cosa, dunque? La realtà. La parola “realtà”, da sola, potrebbe occupare milioni di gigabyte di discussione. Qualcosa s'è già detto in precedenza e qualche altra cosa la aggiungiamo qui. 

Da sempre i filosofi si affannano per definire la realtà. Senza andare troppo nel complesso si può dire, semplificando, che i filosofi contrappongono due punti di vista all'apparenza inconciliabili: il primo è: “l’ordine del mondo genera l’ordine della mente che lo pensa”. L'altro, antitetico, è: “l’ordine della mente che pensa il mondo, genera il mondo”. Quando i filosofi contrappongono due opposti punti di vista, finiscono col radicalizzare le posizioni. Alla fine, o sei realista o sei idealista: tertium non datur. Lasciando perdere le discussioni radicali dei filosofi dobbiamo però capire di che realtà stiamo parlando. Questa non può essere definita a priori come fanno i filosofi ma, credo, in maniera relativa, vale a dire in relazione alla scala, all'ordine di grandezza della realtà che osserviamo e agli strumenti e alle finalità con cui osserviamo quella stessa realtà. Parliamo quindi, innanzitutto, di almeno due principali scale di grandezza: l'infinitamente piccolo del "microcosmo" (ove le forze sono esplorabili solo con sofisticatissimi strumenti), e il relativamente grande del "macrocosmo" (che va dalla scala umana a quella planetaria e oltre). Quello che sorprende è che, in apparenza, a livello di microcosmo la materia è assoggettata a certe leggi fisiche mentre a livello di macrocosmo la materia sembra essere assoggettata a leggi fisiche ben diverse. Com’è che a livello di scala “umana” le leggi della fisica sono deterministiche mentre a livello di microcosmo quantico le leggi non sono deterministiche come sulla scala umana? E com’è che su scala universale, questo dannato universo sembra comportarsi in un modo difforme tanto dalle leggi deterministiche che da quelle probabilistiche dalla scala più bassa? Se la realtà è una, perché queste diverse modalità di comportamento? Secondo alcuni, il fatto è che noi, non avendo accesso diretto alla realtà in sé (ricordiamo l’onnipresente Kant), esploriamo i fenomeni attorno a noi con gli strumenti (e con le relazioni mentali) che ci sono propri. Questi strumenti (e queste relazioni mentali) riescono a esplorare porzioni molto modeste di quel tutto in cui siamo immersi e, sulla base di quel che mettono in evidenza le nostre “esplorazioni”, costruiamo modelli e rappresentazioni del mondo che, spesso, chiamiamo “realtà” o, talora, “realtà quale ci appare”. La realtà, quindi, è quel che è per i nostri occhi: sono i nostri occhi, i nostri apparecchi, e le nostre facoltà mentali a “costruirla” per come la vediamo. Non avendo accesso a una vera e propria realtà “là fuori”, dobbiamo accontentarci della realtà fenomenica o della realtà definita dai nostri modelli e dalle nostre rappresentazioni. È su quelle che lavoriamo; è con quelle che interagiamo; sono quelle che chiamiamo, un po’ arbitrariamente, realtà. Quando diciamo realtà, quindi, dobbiamo essere consci che ci riferiamo all’entità che percepiamo come tale e che trattiamo “come se”, fosse vera. Secondo Alfred Korzybsky, la struttura del cervello umano e quella del linguaggio, da una parte consentono di avere un certo accesso alla realtà ma, dall’altra, costituiscono un limite invalicabile a tale accesso. L’accesso alla realtà è consentito solo attraverso astrazioni mentali e da indicatori verbali i quali hanno un ruolo determinante nel creare le nostre stesse astrazioni mentali riguardo alla realtà. Negli ultimi decenni, idee molto simili a queste sono state sostenute da studiosi come Gregory Bateson, Francisco Varela, Humberto Maturana, Fritjof Capra, Robert Lanza. Problema tosto, quello della realtà. Trattare la realtà “come se” è, in fondo, l’unico mezzo per interagire con essa e per ottenere i risultati che desideriamo da tale interazione. Fare “come se” è una scelta epistemologica e didattica da fare (e far fare) consapevolmente.    

Tenendo presenti alcuni dei limiti riguardanti il concetto di realtà, possiamo prendere per buona la definizione di SkuolaBlog quando afferma “esplorare la realtà che ci circonda” con la notazione, però, che detta illusoria realtà non ci circonda ma fa parte di una rete e di una costruzione di cui noi stessi in parte siamo artefici e cui noi stessi apparteniamo.   

Quando SkuolaBlog aggiunge che l’esplorazione da parte della scienza viene fatta “in modo profondo ed accurato” fa una affermazione un po’ pleonastica ma che, molto probabilmente, è opportuna se si considera il destinatario cui la definizione è rivolta. In effetti, una scienza “superficiale e poco accurata” difficilmente potrebbe definirsi scienza: al massimo, potrebbe essere una bozza di ipotesi di lavoro. Sarebbe opportuno che ogni impresa umana, ogni lavoro, ogni compito, ogni impegno, fosse eseguito “in modo profondo ed accurato”. Ogni cosa fatta dovrebbe essere fatta così. La scienza, che vuole essere precisa, documentata, ripetibile, dimostrabile e il più possibile predittiva, non può essere fatta altrimenti che “in modo profondo ed accurato”. 

Infine, la definizione di skuolablog si conclude col risultato che ci si attende dalla scienza: essa “descrive come è fatto il nostro mondo e come funziona”. Personalmente, avrei omesso questa conclusione. I motivi di ciò sono detti nelle considerazioni fatte poco sopra, a proposito della realtà. L’affermazione “descrive come è fatto il nostro mondo e come funziona” presume, in fondo, che la scienza sia in grado di accedere alla realtà e di poterla descrivere. Così non è. La scienza accede a un fantasma di realtà: la realtà che scruta e i meccanismi che legittimamente descrive, anche se li chiamiamo "fatti" e "leggi", sono modelli e rappresentazioni che ci aiutano, e molto, a stare al mondo.