Linee di scienza

La teoria della complessità comprende un numero elevato di fenomeni fisici, biologici, economici… dal classico “problema dei tre corpi” ai sistemi laser, dalla fluidodinamica fino al funzionamento del cervello e alle reti informatiche…
Oggi vorrei ripercorrere la strada di questo recente campo di ricerca, tramite alcune letture.

La prima è “La sfida della complessità” a cura di Gianluca Bocchi e Mauro Ceruti, che risale al 1985 (e recentemente ripubblicato) e che contiene una serie di piccoli saggi a opera delle maggiori menti che hanno contribuito alla nascita e allo sviluppo della “disciplina”; filosofi e scienziati espongono e approfondiscono esempi di sistemi complessi: leggere i testi di Herni Atlan, Heinz von Foerster, Stephen J. Gould, Hermann Haken, Douglas R. Hofstadter, James E. Lovelock, Edgar Morin, Ilya Prigogine o Francisco Varela (per citarne solo alcuni) è un’esperienza fondamentale per entrare nel cuore dell’argomento. Sono testi comprensibili, scritti con il fine di comunicare a un maggior numero possibile di persone i principi della complessità.
Il secondo è un libricino che si intitola “Diario di viaggio. Auto-organizzazione e livelli di realtà” di Gianni Zanarini, pubblicato nel 1990, esattamente dieci anni fa. Oltre all’analisi delle proprietà principali che definiscono un sistema complesso e a una sintesi della storia della “scienza della complessità”, Zanarini conduce un’attenta analisi epistemologica di questo approccio teorico ai sistemi. Molto ricca anche la bibliografia, dalla quale attingere con attenzione.

Concludo con altri due libri, pubblicati più di recente: “Viaggio nella complessità” di Alberto F. De Toni e Luca Comello e “Due è facile tre è complessità. Dal caos agli investimenti in borsa” di Neil Johnson.

Nel libro di De toni e Comello si traccia un quadro sintetico delle caratteristiche di base dei sistemi complessi, con esempi e applicazioni anche ai sistemi sociali. Interessante l’analisi dei sistemi scolastici, visti come complessi, per i quali – secondo gli autori – è necessario un approccio di management complesso da parte dei dirigenti scolastici.

Il saggio di Neil Johnson è una buona introduzione ai sistemi complessi e cita numerose ricerche attualmente in atto in molti campi: reti di oggetti in grado di prendere decisioni, meccanismo di nutrizione dei funghi, problemi del traffico, modelli per le guerre, uno studio a Bogotà sulla diffusione del raffreddore nelle scuole, fino all’entanglement e alla fotosintesi… l’autore forse si fa prendere po’ troppo dall’entusiasmo perché definisce la complessità come “la scienza di tutte le scienze”, posizione che già Zanarini dieci anni fa cercava di ridimensionare con un approccio meno “forte”. La lettura è di sicuro interesse per chi, come gli studenti di quinta, vogliono informarsi sugli sviluppi più recenti e sulle prospettive post-laurea di ricerca, ma anche per i docenti, come buon corso di auto-aggiornamento (almeno, per me, è stato così!).

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Giordano Bruno scrisse tre sonetti nell’introduzione del De infinito, universo e mondi del 1584 e sette anni dopo pubblicò un intero poema il De immenso: perché utilizzò il linguaggio poetico per testi di natura scientifica e filosofica?
Nell’articolo uscito il 3 novembre scorso su La Scienza in rete, intitolato “La poesia della conoscenza in Giordano Bruno”, il professor Gianni Zanarini approfondisce il tema ed evidenzia lo «stretto collegamento tra l’impresa conoscitiva di Giordano Bruno e l’uso da parte sua del linguaggio poetico» affermando che «l’adozione di tale modalità espressiva ha un significato profondo».
Per continuare lungo la linea che intreccia letteratura e scienza, consiglio il libro di Zanarini “Appassionato rigore. Visione del mondo e passioni scientifiche” (Cuen ed, 2001) che contiene sette saggi rispettivamente su: Lucrezio, Keplero, Galileo, Leopardi, Marie Curie, Brecht e Italo Calvino.

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Consigli di lettura per gli studenti: brevi racconti per lunghe riflessioni.

Iniziamo da “L’aeroplano” di Dario Voltolini, che avevo segnalato anche l’anno scorso in questo post e che accompagna sempre le mie nuove classi di Fisica (è pubblicato in “Forme d’onda” Feltrinelli).

Poi c’è “Lettura di un’onda” di Italo Calvino, il racconto che inaugura “Palomar” l’ultima opera dell’autore: si tratta di una riflessione sull’atto di osservare il mondo e sulla caparbia intenzione di farlo in maniera razionale.

Un’ altra lettura meno meditativa delle prime due ma non per questo meno bella e divertente è “Il nemico della velocità” di Ermanno Cavazzoni (che si trova all’interno del libro “Vite brevi di idioti”, Feltrinelli, 1994): inizia così «C’era un signore impressionato dalla velocità a cui va la Terra. “Ma lo sa a quanto andiamo? – diceva ogni tanto a qualcuno che lo vedeva preoccupato – a 108mila chilometri l’ora; ha capito?”» e continua seguendo le vicende del protagonista, che in maniera surreale ha la continua coscienza di questa altissima velocità.

Quest’anno ho scoperto in biblioteca “I sogni di Einstein” di Alan Lightman (Guanda, 1993) che racchiude tanti brevi racconti, di al massimo due o tre paginette, su mondi immaginari, dove gli abitanti non hanno memoria o nei quali si vive senza futuro, per fare solo due esempi. Ogni racconto ha per titolo una data; abbiamo letto il 29 maggio 1905 nel quale tutto è in movimento, edifici compresi e il 2 giugno 1905 nel quale il tempo scorre all’indietro.

Ho sfruttato in classe anche “Le mille e una notte della scienza” di Pierre Boulanger (Dedalo, 1999), che prende spunto da concetti scientifici per brevi storie, come quella sulla caduta dei corpi, che riporta un famoso esperimento concettuale ideato da Galileo per provare che tutti i corpi cadono nel medesimo tempo, indipendentemente dalla loro massa. E’ molto istruttivo leggere il racconto (quindi convincersi a livello razionale della correttezza dell’affermazione, anche se controintuitiva) e poi andare in laboratorio e verificare con il tubo a vuoto che una piuma e un pezzetto di piombo cadono insieme… il passo successivo è la prova che gli astronauti fecero sulla luna con un martello e una piuma: la trovate a questo indirizzo.

Consiglio anche una raccolta di racconti che si ispira ai temi della fisica contemporanea “L’uomo che passava attraverso i muri” di Etienne Klein (Barbera editore 2006), fisico e filosofo della scienza, che grazie alla narrativa riesce ad avvicinare il lettore alla scienza e alle sue domande fondamentali, dal concetto di materia a quello di tempo.

Freschi di stampa infine sono i racconti di Astronomia a cura di Giangiacomo Gandolfi e Stefano Sandrelli riuniti nella raccolta “Piccolo atlante celeste” (Einaudi), che seguono una belle iniziativa editoriale già avviata con i “Racconti matematici” a cura di Claudio Bartocci e i “Racconti musicali” a cura di Carlo Boccadoro. I curatori delle raccolte sono studiosi ed esperti dei singoli campi, un matematico, un compositore e due astrofisici che si impegnano anche nella comunicazione della scienza. I racconti sono scritti dai grandi autori della letteratura mondiale e li consiglio tutti. Avevo già letto le prime due raccolte e ho appena iniziato quella di Astronomia: promette molto bene! Ecco l’incipit della accurata introduzione dei due curatori: «Osservare le stelle con il naso all’insù ha i suoi rischi: non si vede dove si mettono i piedi».

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Buon autunno e buon anno scolastico: per ripartire pensando a quello che c’è di buono (ancora) nel campo culturale segnalerò tanti appuntamenti.

Domani 25 settembre ritorna in varie città italiane la “notte dei ricercatori”; da ieri 23 fino al 26 settembre a Venezia “I mondi di Galileo” conferenze, mostre e laboratori fra arte e scienze (evento che poi proseguirà a Padova da ottobre a marzo 2010 e che fino a ottobre è anche in Cadore); dal 25 al 27 settembre a Crema e Cremona tre giorni di convegni, dibattiti, incontri, esposizione e presentazioni di progetti su ricerca, innovazione e tematiche ambientali, climatiche, energetiche e della sostenibilità; dal 19 al 26 settembre è in corso la quarte edizione della settimana della scienza a Frascati; dal 15 settembre al 15 ottobre a Brera a Milano “L’Universo dentro” una mostra di arte e scienza; dal 15 settembre fino a dicembre la mostra “Leonardo da Vinci. Nature, Art & Science” al Museo della Scienza e della Tecnologia;il 29 settembre a Bari lo spettacolo “Il sogno di Galileo”; dal 16 ottobre al 2 novembre “Scienzartambiente - per un mondo di pace – Storie di futuro” a Pordenone, anche con spettacoli di teatro e scienza; il 17 ottobre a Torino “Le risposte della scienza alle domande dell’Astronomia”; teatro in Matematica al Teatro Carcano di Milano; il 24 ottobre all’Osservatorio di Brera di Milano l’aperitivo astronomico “Sussurri dalla luna”; il 9 novembre conferenza Internazionale “Women&Technologies®: creatività e innovazione” al Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia “Leonardo da Vinci” di Milano; a Venezia fino al 15 novembre la mostra “In-finitum”; dal 18 settembre al 10 gennaio al Museo Tridentino di Scienze Naturali la mostra “Attrazione Terra – terremoti e magnetismo terrestre“;  la mostra “Cristalli” al Museo della Specola di Firenze (è iniziata il 1 aprile, finirà il 1 ottobre). Per non dimenticarsi anche del Festival della Scienza di Genova (dal 23 ottobre al 1 novembre) o di “Bergamo Scienza” (dal 3 al 18 ottobre) o ancora di “Futuro remoto” della Città della Scienza di Napoli, dal 19 novembre all’8 dicembre.
E continuano anche i salotti di Numeria al Museo della Matematica di Roma.

Sono gradite segnalazioni degli eventi che ho dimenticato!

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“Echi della dottrina pitagorica si possono trovare duemila anni dopo nel convincimento di Galileo che il libro della natura è scritto nel linguaggio della matematica. Non a caso, molti scienziati famosi, da Keplero ad Einstein, per non citarne che due, condivisero la visione pitagorica di un universo basato sui numeri e sull’armonia, i cui meccanismi interni potevano essere afferrati scoprendone i rapporti matematici sottostanti.
La scoperta delle leggi del moto planetario, effettuata da Keplero all’inizio del XVII secolo, fu guidata dalla sua fede profonda nei principi pitagorici. Per Keplero la geometria aveva fornito a Dio un modello per la creazione, e le velocità orbitali dei pianeti erano un riflesso di intervalli musicali consonanti, cosicché, nel loro ruotare periodico intorno al Sole, i moti celesti producevano la ‘musica delle sfere’, percepita non dall’orecchio ma dall’intelletto.
In quanto ad Einstein, non solo egli respinse i fondamenti probabilistici della meccanica quantistica affermando che ‘Dio non gioca a dadi con il mondo’, ma scrisse che uno scienziato può sembrare un platonico o un pitagorico se considera il criterio della semplicità logica come uno strumento di ricerca indispensabile ed efficace: un criterio che Einstein aveva fatto proprio”.

A prima vista sembrerebbe un brano del libro che ho citato nel post precedente. E invece no, perché leggete come continua (sempre a pag. 134 – 135):

“Ma dopo aver scoperto galassie e geni, fenomeni quantistici e sistemi caotici, e avere intravisto la complessità dei processi biologici, ora sappiamo che l’universo non può essere ridotto a ‘tutto è numero’, e tuttavia…”

Arturo Sangalli, matematico che ora si dedica a tempo pieno alla scrittura, autore de “La vendetta di Pitagora” (dal quale ho tratto la citazione precedente e del quale parlerò subito…) quindi fa esprimere a uno dei personaggi del suo romanzo l’opinione che non tutto si può più ridurre a numero. E’ che a me pare invece che – anche per quanto riguarda i fenomeni della complessità e indubbiamente per la meccanica quantistica – i ricercatori cerchino di includere un nuovo tipo di matematica e nuovi concetti per poter “ingabbiare” anche il caos. E’ un nuovo tipo di “numero” che include la probabilità o l’irreversibilità o addirittura l’imprevedibilità, però a me sembra che l’intenzione da parte della comunità scientifica sia di non abbandonare la matematica per le proprie teorie. Non sono certo numeri interi, però hanno un altro tipo di estetica (si pensi ai frattali).

Nell’ultima citazione c’è un “e tuttavia…” e per non lasciarvi con il fiato sospeso, sbircio ancora un po’ nel libro di Sangalli:

“È grazie ai numeri che possiamo memorizzare, trasmettere e riprodurre velocemente non solo informazioni in varie forme ma anche suoni e immagini. Un CD, un DVD, una foto digitale sono una vera e propria serie di numeri: gli 0 e gli 1 del suo codice binario. Decisioni che influiscono sulla sorte di moltissime persone si basano sulla statistica, una forma sofisticata di manipolazione numerica. I numeri vengono usati anche in modo sottile per controllare, sviare o ingannare, come quando concetti complessi sono ridotti a un singolo numero, quando l’«intelligenza» si fa coincidere con il QI, o la salute di quella realtà ingarbugliata che chiamiamo ‘economia’ viene espressa numericamente in forma di prodotto interno lordo.
I numeri da soli forse non possono governare il mondo della natura creata da Dio, come credeva Pitagora – e in questo senso è ormai dimostrato che si sbagliava – , ma dominano sempre più il mondo creato dagli uomini, cioè la vita nella società moderna. È la vendetta di Pitagora.”

“La vendetta di Pitagora” è un thriller nel quale matematici, archeologi e seguaci di una setta neo-pitagorica rincorrono un fantomatico manoscritto di Pitagora: si legge piacevolmente e credo che questo valga anche per gli studenti. L’intenzione iniziale dell’autore era quella di realizzare “una riflessione sul trionfo e la tirannia dei numeri nelle società moderne” che – sotto consiglio dell’editore – ha assunto una forma narrativa.

Concludo con un altro mistero: che fine ha fatto il Museo Pitagora di Crotone? Dovrebbe inserirsi “nella nuova struttura di Parco Pignera insita nel Giardino Didattico Scientifico e completamente dedicata al noto matematico, legislatore e filosofo greco, nella rete di musei internazionali.” Come riporta una trasmissione televisiva del 9 aprile di quest’anno.
Doveva essere inaugurato l’anno scorso, purtroppo è stato gravemente danneggiato da atti di vandalismo…
Il Museo di Pitagora è tra i dieci progetti vincitori della seconda edizione del “Premio Urbanistica” promosso dal periodico scientifico dell’INU, che dal 2006, indice un concorso rivolto esclusivamente ai progetti in mostra ad Urbanpromo.
A vedere le immagini sembra bellissimo: speriamo di poterlo finalmente visitare!

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