Cos'è la scienza

     Riporto un intervento di Victor Weisskopf tratto dal suo libro “Il privilegio di essere un fisico” che mi sembra illuminante circa il senso dell’attività scientifica e su quali siano i nodi più importanti da sciogliere nel nostro tempo.

     Da quando ha avuto inizio la cultura, l'uomo è stato curioso a proposito del mondo in cui vive; egli ha continuamente cercato spiegazioni della propria esistenza e dell'esistenza del mondo: come è stato creato, come si è sviluppato ed ha generato la vita ed il genere umano, e come un giorno avrà fine. Le idee antiche su questo argomento furono sviluppate in un contesto mitologico, religioso o filosofico. Tutte queste idee hanno una caratteristica comune: si rivolgono alla totalità dei fenomeni; vogliono rendere conto di tutto ciò che è. Esse intendono presentare la verità assoluta tentando di dare risposte immediate alle domande fondamentali dell’esistenza: «Perché il mondo è fatto come lo vediamo? Che cos'è la vita? Qual è l'inizio e la fine dell'universo?».

     Qualche secolo fa, la curiosità umana prese una strada differente: invece di protendersi verso la verità intera, gli uomini incominciarono ad esaminare fenomeni chiaramente definibili e separabili. Essi si domandarono non «Che cosa è la materia?» e «Che cosa è la vita?» ma «Quali sono le proprietà della materia?» e «Come scorre il sangue nei vasi sanguigni?»; non «Come fu creato il mondo?» ma «Come si muovono i pianeti nel cielo?». In altre parole, le domande generali furono evitate e sostituite da domande limitate per le quali sembrava più facile ottenere risposte dirette e non ambigue.

     Attraverso queste domande particolari, è stato creato uno schema di comprensione del mondo naturale. Così, nel ventesimo secolo è sorto qualcosa come una visione scientifica del mondo, una sintesi delle conoscenze scientifiche ottenute nei cinque secoli precedenti.

     La visione del mondo della scienza naturale differisce in due aspetti importanti dalle visioni del mondo religiose, mitologiche e filosofiche. In primo luogo, essa non contiene direttamente concetti che sono in relazione con «l'anima umana», quali fede, stupore religioso, desolazione, felicità, bene e male, e così via.

     In secondo luogo, le conoscenze scientifiche sono «tentativi»; sono considerate come percezioni incomplete, come parti di una verità più grande nascosta nella totalità dei fenomeni. Le conoscenze scientifiche sono infatti considerate “vere” solamente nel loro ristretto ambito di competenza, che può essere anche tutto l’Universo ma si considera solo l’Universo in senso materiale escludendo da esso tutto ciò che vi avviene di non-materiale. Inoltre le conoscenze non sono basate su principi dogmatici, rivelati per ispirazione divina, o da qualche scintilla interna di piena comprensione.

Limiti interni della scienza: la creatività della natura

    Ci sono limiti al potere della conoscenza scientifica? Ci sono fenomeni o esperienze che non potranno mai essere accessibili a spiegazione e comprensione con i metodi della scienza? Evidentemente, molti fenomeni e processi in natura, sia esterni che interni alla mente umana, sono ben lungi dall'essere compresi da parte della scienza di oggi. Sorge però la domanda se ci siano limiti alla spiegazione scientifica che non saranno mai oltrepassati. Fare predizioni è difficile, specialmente quando riguardano il futuro, come disse un umorista danese. Nondimeno, argomenteremo che siffatti limiti esistono in realtà. Ci sono due tipi abbastanza diversi di limiti: interni ed esterni; questi due termini si riferiscono alla relazione di questi limiti con il sistema concettuale della scienza.

     Tre sono gli scopi della scienza: comprensione, spiegazione, predizione. La comprensione si riferisce alla presenza di un'idea generale di come un fenomeno si verifica, di quali sono le sue cause generali, e quali le sue relazioni con altre parti del mondo naturale. Essa implica una demistificazione della parte del mondo naturale cui il fenomeno appartiene. La spiegazione va oltre; ci dice perché il fenomeno o il processo in considerazione si svolge in un modo e non in un altro. La predizione, ovviamente, è ancora più specifica: ci dice che cosa accadrà nel futuro ad un sistema ben definito quando sono soddisfatte certe condizioni. C'è anche qualcosa come una predizione del passato, o «retrodizione», quando si traggono conclusioni riguardo alla storia passata, non ancora esplorata, di un dato insieme di oggetti.

     I limiti interni della scienza si applicano solo alle possibilità di spiegazione e di predizione, non pongono restrizioni alla comprensione. La ragione di queste limitazioni può essere riassunta con le parole «effetti di amplificazione», il che vuol dire che cause molto piccole hanno talvolta effetti molto grandi. Un esempio semplice indicherà che cosa voglio dire. Consideriamo la sorte di una singola molecola in un gas, diciamo nell'atmosfera. Possiamo predire la sorte della molecola nel corso del tempo? La risposta è chiaramente negativa. Variazioni molto piccole nelle condizioni iniziali sono rapidamente amplificate ad ogni collisione con altre molecole. Anche se sapessimo la sua condizione iniziale con grande accuratezza, la sua condizione finale sarebbe praticamente impossibile da determinare. Inoltre, la meccanica quantistica pone dei limiti sull'accuratezza delle condizioni iniziali.

     Questa limitazione non sembra preoccupante. Chi si interessa alla sorte di una molecola? Non è rilevante per il comportamento del gas. Ci interessiamo a pressione, temperatura, fluttuazioni di densità, e così via, tutti problemi per i quali la sorte di una molecola singola è irrilevante.

     Esempi simili si trovano nell'evoluzione di sistemi stellari. Le leggi della gravità impongono la formazione di ammassi nel gas caldo primordiale dell'universo alla sua origine. Piccole fluttuazioni di densità crescono attraendo molecole vicine nel gas. Gli addensamenti più grandi sono ancor più potenti nell'attrarre nuovo materiale. Per questo processo di amplificazione, il gas, originalmente uniforme, si separa in gruppi che crescono continuamente di dimensioni, che in tempi successivi si sviluppano in galassie e ammassi di galassie. È impossibile predire la natura esatta della formazione di ammassi, benché sia possibile prevedere che si devono formare ammassi a causa dell'amplificazione gravitazionale di piccole fluttuazioni di densità. Qui la situazione è già più interessante: la natura crea nuove forme che non possono essere predette a partire dalle leggi della fisica, se non in termini molto generali. Possiamo forse essere capaci di capire l'esistenza di bracci a spirale nelle galassie e cose simili, ma non l'immensa varietà di particolari che ammiriamo quando guardiamo immagini di galassie. Sono esempi della creatività della natura.

     La geologia presenta molti esempi di processi di amplificazione. Un esempio è la forma delle catene montuose. Comprendiamo la formazione di tali catene come effetto dell'attività tettonica della crosta terrestre, ma non possiamo spiegare perché il Monte Bianco ha la forma specifica che vediamo oggi, e neppure possiamo prevedere quale lato del vulcano Mount Saint Helens crollerà alla prossima eruzione e quale forma esso avrà in seguito. La forma della montagna che ne risulterà sarà un esempio della creatività della natura. Si dovrebbe aggiungere che le scienze geologiche danno ampio spazio alla retrodizione: molte ipotesi sull'evoluzione del nostro pianeta possono essere verificate o falsificate ricercando evidenze a riguardo di eventi del passato.

     Le cose diventano più critiche quando consideriamo processi biologici. Per evidenziare la differenza, consideriamo due esperimenti con un fascio di raggi x. Nel primo, a questo fascio viene esposto un cristallo; nel secondo, un batterio vivente. Gli effetti sul cristallo possono essere predetti con una certa accuratezza, perché è del tutto irrilevante quale sia l'atomo del cristallo che assorbe il fotone dei raggi x. L'effetto sul batterio, al contrario, dipende in modo critico da quale è il particolare gruppo atomico della parte di cellula che porta i geni che è colpito dal fotone dei raggi x. Qui è essenziale dove il colpo avviene, ma ciò è imprevedibile. Ovviamente, la maggior parte di tali colpi è dannosa, o non produce grandi cambiamenti. Ma alcuni colpi potrebbero portare allo sviluppo di un discendente che è capace di adattarsi meglio all'ambiente. È ben noto che tali cambiamenti perdurano, e possono sostituire il tipo precedente di batterio attraverso i processi di replicazione e selezione naturale. Di nuovo, abbiamo qui un caso di un processo di amplificazione significativo. In generale, cambiamenti nella costituzione genetica di una cellula o di una specie vivente sono introdotti da molte altre cause oltre ai raggi x, ma sempre come un processo molecolare imprevedibile, con conseguenze macroscopiche. Questi sono esempi tipici di effetti di amplificazione.

     La spiegazione dei cammini specifici dell'evoluzione è resa ancor più difficile dall'enormità del numero di combinazioni possibili dei nucleotidi che formano la costituzione genetica nella ben nota catena molecolare del DNA. È vero che il numero di combinazioni vitali è considerevolmente minore, ma è sempre assai più grande del numero di quelle che sono realizzate in natura. Perciò è impossibile spiegare perché certe combinazioni e non altre sono realizzate, o prevedere cambiamenti futuri nell'evoluzione. Così, di nuovo, la formazione delle specie viventi effettivamente esistenti è un atto imprevedibile della creatività della natura. Comprendiamo l'orientamento generale, ma non possiamo spiegare gli eventi specifici. Proprio come in geologia, l'evoluzione biologica dà spazio ad una certa quantità di retrodizione. Infatti, buona parte dell'evidenza che la sostiene è basata su conclusioni coronate da successo su ciò che si sarebbe dovuto trovare nei fossili, e su come certi tipi di processi biochimici si sono evoluti per selezione naturale.

     Con lo svilupparsi della specie umana, entrò in gioco un nuovo aspetto: l'apprendimento cumulativo. Questo portò allo sviluppo di nuovi schemi di comportamento molto diversi da quelli osservati prima. In precedenza, il comportamento di una specie animale rimaneva essenzialmente invariato per molte generazioni, nonostante una certa dose di apprendimento. La morte di un individuo cancellava le esperienze che aveva appreso. I cambiamenti di comportamento erano causati principalmente da cambiamenti dell'ambiente naturale o da mutazioni genetiche. Ora diveniva possibile l'apprendimento cumulativo; la morte di un individuo non cancellava più le esperienze da lui apprese, a causa dell'emergere del linguaggio e dei documenti. Questo fatto portò alla formazione di strutture autonome all'interno degli schemi di comportamento della specie; le chiamiamo culture e civiltà. Esse si sono evolute e sono decadute, ma nel complesso si sono sviluppate verso livelli più alti di elaborazione. L'evoluzione culturale differiva da quella biologica per la sua scala temporale molto più rapida. Non aspettava cambiamenti nell'ambiente naturale o nei geni. Il principio che la governava non era più esclusivamente la sopravvivenza della specie, ma anche la sopravvivenza di quelle che possiamo chiamare idee. Il processo di amplificazione ha raggiunto il suo grado più alto. Gli individui hanno la capacità di influenzare il corso dell'evoluzione culturale; essi stessi sono i prodotti dell'amplificazione di cause genetiche, ambientali e culturali.

     Le difficoltà incontrate nei tentativi di spiegazione e di predizione diventano tanto più grandi quanto più sono complesse le entità considerate nella gerarchia della natura. L'evoluzione dei sistemi stellari o le proprietà di rocce, minerali e catene di montagne sono esempi di effetti amplificati di piccole cause nella storia passata di questi stessi oggetti. Nel regno della vita, troviamo effetti amplificati di cause che hanno agito non solo sull'oggetto, ma anche sugli antenati dell'oggetto in considerazione. Inoltre, quando entra in gioco il cervello, dobbiamo aggiungere gli effetti amplificati dell'ambiente sugli organi dei sensi. Infine, quando arriviamo all'emergere del genere umano, diventano rilevanti gli effetti degli individui sul corso degli eventi. Queste sono le ragioni per cui una buona parte delle scienze della vita e quasi tutte le scienze sociali sono descrittive più che predittive. Questo non esclude il riconoscimento di orientamenti o di leggi generali, ma in tanti fenomeni biologici ed umani ciò che è significativo è lo specifico e non il generale.

     Dobbiamo però evitare un fraintendimento. Il verificarsi di eventi impredicibili non significa che le leggi della natura sono violate. Al contrario, le cause effettive e i meccanismi di amplificazione non sono «miracoli» dal punto di vista scientifico: sono comprensibili ma non predicibili. Questa è la ragione per cui abbiamo chiamato «interni» questi limiti. Infatti, le leggi della natura richiedono che tali effetti di amplificazione si verifichino in circostanze opportune, come quelle che esistono quando si sviluppa la vita o quando si formano le galassie. Una volta che si è verificata l'amplificazione di qualche evento microscopico, la catena degli eventi che seguono può essere predetta con ragionevole attendibilità in molti casi. L'approccio scientifico ha un certo potere predittivo nei riguardi di ciò che accadrà dopo che l'evento imprevedibile è accaduto, un potere che aumenterà con l'evoluzione ulteriore della scienza. Questo è certamente vero nel regno della materia non vivente e nel regno biologico; può essere discutibile nel regno sociale, perché l'interferenza degli individui nel corso degli eventi diventa essenziale.

Limiti esterni della scienza: creatività umana

     Lo svilupparsi delle culture e delle civiltà nella specie umana ha generato un nuovo aumento del numero di possibilità e perciò una nuova barriera nei confronti di una qualsiasi predicibilità scientifica. Consideriamo una forma specifica di espressione culturale, i libri e le pitture, per svolgere alcune considerazioni quantitative. Le possibilità di combinazione di parole in un libro, o di elementi di colore in un dipinto, sono così smisurate che il loro numero sarebbe senza paragone più grande del numero di tutte le combinazioni possibili di geni. Naturalmente, il numero di combinazioni di parole o di colori che hanno «senso», qualunque sia la definizione di questo termine, è di gran lunga minore. Evidentemente, i libri e i dipinti esistenti rappresentano solo una parte trascurabilmente piccola di essi. Questa è la ragione per cui il metodo scientifico incontra limitazioni ancora più importanti quando è applicato alle creazioni ed alle espressioni della mente umana. Chiamiamo queste limitazioni «esterne»; esse sono estranee al sistema concettuale proprio del metodo scientifico. Un concetto specifico caratterizza queste limitazioni: il concetto di complementarità.

     Ci sono fenomeni importanti e significativi nelle esperienze umane che sono «complementari» rispetto alla descrizione scientifica. Niels Bohr usò il concetto di complementarità per descrivere situazioni in cui vi sono diversi approcci alla realtà, che si escludono a vicenda. Essi rappresentano aspetti differenti, di cui l'uno esclude l'altro, ma che contribuiscono tutti alla nostra comprensione dei fenomeni nel loro complesso. Tali situazioni complementari si presentano perfino all'interno della fisica; per esempio, rispetto alla descrizione di un atomo in termini del suo stato quantico o in termini delle posizioni delle sue parti costituenti. Lo stato quantico svanisce se viene osservato con uno strumento accurato, progettato per localizzare l'elettrone. Lo stato viene ripristinato quando l'atomo è lasciato in pace e gli viene dato tempo sufficiente per ritornare alla sua forma originaria. I due aspetti, stato quantico e localizzazione, sono complementari l'uno all'altro; sono entrambi concetti necessari per fornire una visione completa della realtà atomica.

     Simili complementarità si presentano in tutti i campi della conoscenza umana, come Bohr faceva osservare spesso. Ci sono modi diversi di percepire una situazione che possono sembrare non connessi tra loro, o perfino contraddittori, ma che sono necessari per comprendere quella situazione nella sua totalità. Un semplice esempio può bastare. Una sonata di Beethoven può essere analizzata dal punto di vista fisico con lo studio delle vibrazioni dell'aria; può essere anche analizzata dal punto di vista fisiologico e psicologico mediante lo studio dei processi che si svolgono nel cervello dell'ascoltatore. Ma vi è un altro approccio, che si avvicina maggiormente a ciò che consideriamo più significativo ed essenziale in una sonata di Beethoven: esso riguarda l'impressione immediata e diretta della musica.

     Noi asseriamo che parti importanti dell'esperienza umana non possono essere valutate in modo ragionevole all'interno del sistema scientifico. Non si può avere una definizione scientifica onnicomprensiva di bene e di male, di compassione, di rapimento estatico, di tragedia o di umorismo, di odio, di amore o di fede, di dignità e di umiliazione, o di concetti quali «qualità della vita» o «felicità». Certamente, è possibile ed opportuno analizzare le reazioni ed i processi nervosi e psicologici che si verificano mentre si fa esperienza di queste idee. Progressi recenti nella neurofisiologia e nella biochimica promettono una conoscenza scientifica molto più profonda di quell'aspetto di queste esperienze umane. Può darsi perfino che acquisteremo i mezzi per influenzare, cambiare ed evocare tali reazioni. Ma rimangono aspetti importanti di queste esperienze che non sono neppure sfiorati dall'approccio scientifico. Di solito sono quelli più importanti per noi.

     Altri approcci alle domande ed ai problemi dell'esperienza umana si trovano nell'arte, nella poesia, nella letteratura e nella musica; in forma di espressioni legate all'etica, alla filosofia ed alla psicologia; e nella fede, nella religione e nella mitologia. Essi implicano forme di creatività umana diverse da quella creatività che rende possibile la scienza. Il contrasto tra la scienza e gli altri approcci non è necessariamente quello tra il pensiero razionale ed il sentimento emozionale. Si può parlare razionalmente, e lo si fa di fatto, di impressioni emozionali, di musica e di altre arti, di problemi etici, di dignità e di qualità della vita. Si può anche parlare in modo emozionale di questioni scientifiche: delle meraviglie della natura, dell'immensità dello spazio, e della grandiosa evoluzione dal bang primordiale all'universo di oggi. Eppure, all'interno di ciascun approccio c'è un tipo specifico di discorso; esso appare lucido e conciso all'interno della sua propria scala di valori, ma fragile ed indefinito quando giudicato in base ai requisiti peculiari di un approccio complementare. Un punto di vista completa l'altro, e noi li dobbiamo usare tutti per raggiungere il significato pieno delle nostre esperienze.

     Sfortunatamente, nella mente umana c'è una certa resistenza al riconoscimento di aspetti complementari. C'è un forte orientamento verso risposte chiaramente definite, universalmente valide, che escludono approcci differenti. Per esempio, l'approccio scientifico è spesso considerato l'unico approccio serio e ragionevole. Nessun campo dell'esperienza umana sembra essere inaccessibile, in linea di principio, allo studio ed alla comprensione scientifica, anche se lo studio dei processi del pensiero è ancora nella sua prima infanzia. In questo senso è possibile che la scienza abbia una giustificata pretesa di completezza. Ma «completo» non significa «onnicomprensivo». Anche se raggiungeremo una comprensione scientifica del pensiero e del sentimento, sarà necessario usare altri metodi di discorso per trattare delle nostre esperienze. Un sistema di pensiero quale la scienza può essere completo all'interno del suo contesto di pensiero, eppure lasciar fuori aspetti importanti dell'esperienza. In realtà, in questioni che riguardano il pensiero, l'azione ed il sentimento umani, quegli aspetti lasciati fuori sono spesso i più significativi. Alcuni dei pregiudizi contro la scienza e la tecnologia sono basati su di una resistenza semiconscia a questa implicita pretesa di completezza.
     

L'approccio scientifico non è l'unico legittimo e ragionevole.

     Ogni volta che uno dei modi del pensiero è sviluppato con grande forza e successo, altri modi sono indebitamente trascurati. Questo fatto è stato opportunamente espresso da Marcus Fierz, il fisico e filosofo svizzero: «Le conoscenze scientifiche della nostra era diffondono una luce così sfolgorante su certi aspetti dell'esperienza umana che lasciano il resto in un'oscurità ancor più profonda».

     Ecco un esempio interessante da un'epoca in cui l'approccio scientifico era represso e l'approccio religioso era dominante. Nell'anno 1054, all'apice della fede religiosa in Europa, apparve una supernova, più luminosa di ogni pianeta. Durò per tre o quattro mesi, eppure non c'è una sola cronaca in Europa che faccia menzione di questo fenomeno. Nel Medio Evo, la comparsa di una stella più luminosa di tutte le altre non era considerata un fatto significativo, degno di registrazione.

     L'enfasi religiosa unilaterale del Medio Evo e l'enfasi scientifico-tecnologica, egualmente unilaterale, del nostro tempo hanno sprigionato forze creative di immenso potere. Pensate alle creazioni medioevali in arte, in architettura e in filosofia morale, e allo sviluppo della scienza, della filosofia naturale e della tecnologia nella nostra era. Allo stesso tempo però, entrambi gli approcci unilaterali hanno condotto a gravi abusi, quali le Crociate e la noncuranza per la sofferenza corporale nel Medio Evo, lo sviluppo di armi progettate per l'annientamento di massa e l'enfasi sui valori materiali oggi.

     Come accade di solito nella storia dell'umanità, ogni enfasi è stata deformata ed usata come mezzo e ragione per massacri e distruzioni su larga scala. Pensate alla guerra moderna ed alla corsa agli armamenti nucleari oggi, ed alla risposta del legato papale, l'abate Arnoud de Citeaux, quando gli fu domandato che cosa si dovesse fare con la popolazione della città di Béziers quando fu conquistata nell'anno 1205: «Uccideteli tutti. Dio sceglierà quelli che devono andare in paradiso e quelli che devono andare all'inferno!».

     Si deve far notare che la scienza stessa ha le sue radici ed origini al di fuori del suo regno razionale di pensiero. Essenzialmente, pare che esista un «teorema di Godel della scienza», che sostiene che la scienza è possibile solo all'interno di un contesto più vasto di questioni e di preoccupazioni non scientifiche. Il matematico Godei ha dimostrato che un sistema di assiomi non può mai fondarsi su se stesso: bisogna usare affermazioni esterne al sistema per dimostrare la sua consistenza. In un modo simile, l'attività della scienza è necessariamente immersa in un regno molto più vasto di esperienza umana. La scienza sarebbe impossibile senza la convinzione di ogni scienziato, e della società nel suo complesso, che la verità scientifica è importante ed essenziale. L'osservazione scientifica della supernova del 1054 non era considerata importante nell'Europa medioevale.

     L'esperienza umana comprende molto più di ciò che un qualsiasi sistema di pensiero dato può esprimere all'interno del proprio schema concettuale. Dobbiamo essere recettivi nei confronti dei diversi, vari, ed apparentemente contraddittori metodi della mente quando siamo di fronte alla realtà della natura, della nostra immaginazione, e dei rapporti umani. Ci sono molti modi di pensare e di sentire: ciascuno di essi contiene una parte di quella che possiamo considerare la verità. La scienza e la tecnologia comprendono alcuni degli strumenti più potenti per una conoscenza più profonda e per risolvere i problemi che abbiamo di fronte. Alcuni di questi problemi, in realtà, sono stati creati dall'applicazione sconsiderata di quegli stessi strumenti, come l'inquinamento del nostro ambiente e soprattutto il pericolo imminente e crescente di una guerra nucleare. Ma la scienza e la tecnologia sono solo una delle vie verso la realtà: altre sono ugualmente necessarie per comprendere il significato pieno della nostra esistenza. In realtà, quelle altre vie sono necessarie per la prevenzione di abusi sconsiderati ed inumani dei risultati della scienza. Avremo bisogno di tutti gli approcci per trattare quei difficili problemi dell'umanità che spediscono a tanti dei nostri simili di avere una vita degna di essere vissuta.

Scienza e tecnologia

     Nel corso di questo secolo, si sono verificati sviluppi straordinari nella scienza e nella tecnologia. Questi risultati sono stati ottenuti principalmente in Europa ed in America, ma si sono ormai diffusi in tutte le civiltà del mondo. Sono stati spesso posti in dubbio i valori che stanno alla base di questo sviluppo; ma durante gli ultimi venti anni tali dubbi si sono accresciuti, per intensità e fervore, a un punto tale che ora siamo di fronte a una crisi. Oggigiorno è di moda evidenziare i difetti della civiltà scientifico-industriale, e sminuire i suoi benefici. Il mondo industriale deve pertanto prendersi in esame attentamente.

     Nasce la questione se la crisi sia un sintomo di invecchiamento, che presagisce la fine della civiltà occidentale, sia attraverso l'annichilazione operata tramite una guerra nucleare sia attraverso una disgregazione interna, o se sia in qualche modo una manifestazione di «dolori della crescita». Dopo la bufera e lo stress dell'adolescenza, nel corso della quale molto è stato fatto senza un pensiero alle possibili conseguenze, la crisi attuale rappresenterebbe una transizione ad una maturità pensosa.

     La tecnologia, come la scienza, è sorta da un'assenza di pregiudizi nei confronti dei singoli fenomeni, da uno studio sistematico dei particolari di ciò che si sta verificando nella natura. Le prime applicazioni tecniche di tali studi risalgono addirittura a tempi più lontani delle origini delle scienze naturali. Troviamo esempi nel periodo greco-romano e nel primo Medio Evo. Lo stimolo necessario derivava dalla crescita delle città e del loro interesse a migliorare i metodi di produzione degli utensili di metallo. Fu solo quando la tecnologia rese possibile la costruzione di strumenti di misura che la scienza potè svilupparsi in senso proprio. Inizialmente allora le scienze naturali furono una conseguenza della tecnologia.

     Più tardi, la scienza e la tecnologia si legarono con vincoli molto più stretti. Il motore a vapore non fu affatto inventato sulla base di ricerche scientifiche. Accadde proprio il contrario: esso diede impulso alle ricerche sulla teoria del calore. Probabilmente le prime importanti conquiste, nelle quali scienza e tecnologia hanno lavorato fianco a fianco, hanno coinvolto l'invenzione della dinamo e del motore elettrico, basati sulle scoperte dei fenomeni elettrici e magnetici di Ampère, Neumann, Faraday e Maxwell. Inoltre è interessante notare quanto poco tempo abbiano richiesto questi sviluppi tecnologici. Le dinamo furono realizzate poco più di vent'anni dopo la scoperta della connessione tra elettricità e magnetismo. Oggigiorno, il progresso non è molto più veloce. Per esempio, il tempo trascorso tra la scoperta del neutrone e le applicazioni pratiche dell'energia nucleare è dello stesso ordine di grandezza. Oggigiorno vi è un maggior numero di scienziati e di ingegneri ma i problemi diventano più complessi. In media, questi due fattori si bilanciano l'un l'altro.

     Vi è un'importante osservazione che va qui puntualizzata. Molto raramente si effettuano scoperte scientifiche avendo in mente lo scopo specifico al quale applicarle. Faraday non pensava ai motori quando studiava la relazione tra elettricità e magnetismo. Hertz non pensava alle comunicazioni quando scoprì le onde radio, e certamente Curie, Rutherford e Chadwick non prevedevano l'uso dell'energia nucleare o la cura dei tumori quando studiavano la radioattività. Terminata la celebre conferenza di Faraday sull'elettricità, alla Royal Society, un membro del Parlamento inglese domandò a Faraday: «A che servono tutti i suoi splendidi esperimenti?» ed egli replicò: «A che serve un bambino appena nato?». Il bambino crebbe fino a divenire l'industria elettrica.

     Oggigiorno, scienza e tecnologia dipendono completamente l'una dalla altra; vivono in simbiosi. La tecnologia non può progredire senza la scienza, né la scienza senza la tecnologia.

     Presentiamo qui un breve profilo di alcune tappe essenziali di tale simbiosi. Considerando solo le scienze fisiche, troviamo che nel corso del diciannovesimo secolo si sono verificate tre grandi scoperte scientifiche: l'esistenza di atomi e molecole, la natura del calore come moto disordinato degli atomi, e l'unificazione di ottica, elettricità e magnetismo. La teoria del calore si è sviluppata dal motore a vapore; lo sviluppo dell'elettromagnetismo e dell'ottica ha condotto alle industrie elettriche, ottiche e delle comunicazioni; naturalmente, la conoscenza di atomi e molecole ha condotto all'esistenza dell'industria chimica.

     Il ventesimo secolo è stato testimone, nel suo primo quarto, di una conoscenza sempre più profonda della struttura dell'atomo per mezzo della meccanica quantistica. Parallelamente abbiamo visto lo sviluppo delle industrie elettroniche basate su una migliore comprensione delle interazioni tra elettroni e atomi. Quando la natura del legame chimico è stata rivelata da ulteriori applicazioni della meccanica quantistica alla dinamica atomica e molecolare, si è ottenuta una comprensione più profonda della struttura dei metalli, dei cristalli, e di altri materiali. Ciò ha condotto a un'espansione delle industrie chimiche e alla produzione di nuovi materiali. Alla fine ciò ha prodotto l'invenzione dei transistor e dei semiconduttori, sui quali prospera l'industria dei calcolatori.

     La tappa scientifica successiva verso gli strati più profondi della materia è stata la penetrazione nella struttura del nucleo atomico. La fisica nucleare ha prodotto l'esplorazione dell'energia nucleare e le applicazioni della radioattività artificiale a scopi medici e per le prove dei materiali. La biologia, con le sue rivelazioni della natura chimica del processo vitale, ha trovato numerose applicazioni fruttuose in medicina e nell'industria chimica.

     D'altra parte, nessuna di queste tappe scientifiche avrebbe potuto essere compiuta senza l'aiuto della tecnologia. Ciò è più che ovvio per gli sviluppi più recenti, che sarebbero stati impossibili senza l'aiuto degli ultimi risultati dell'elettronica e di altre tecnologie di precisione. Tenete presente la tecnologia complessa e raffinata che entra nella costruzione di un moderno acceleratore.

     Questo straordinario sviluppo è stato molto più ampio e grande di quanto ci si fosse mai aspettati. È stato soggetto a una crescita esponenziale di cui noi siamo ancora testimoni a proposito dello sviluppo recente dei calcolatori e dei laser. Il successo sbalorditivo della scienza e della tecnologia ha avuto un'influenza profonda sull'intero tessuto sociale. La nostra società, la nostra filosofia e il nostro modo di pensare sono stati scossi fino al midollo.

     Cominciamo con gli effetti sulla struttura sociale. Lo sviluppo tecnologico ha prodotto un diffuso cambiamento delle classi sociali. Ha prodotto la classe operaia e ha cambiato completamente il mondo dell'agricoltura. Un tempo, più dell'80% della popolazione lavorava la terra; oggi, nei paesi sviluppati, è solo il 4% o meno: ciò è un effetto esclusivamente della meccanizzazione e della cosiddetta rivoluzione verde. Il traffico e i trasporti sono stati completamente trasformati: dall'epoca classica fino al diciannovesimo secolo il trasporto avveniva con carrozze trainate da cavalli; Virgilio e Mozart usavano essenzialmente gli stessi mezzi di trasporto. Ora possiamo fare il giro del mondo in un giorno o due.

     Le città sono cresciute, e si è verificato un aumento esplosivo della popolazione a causa dei successi della scienza medica, che ha condotto a qualcosa che si può chiamare «controllo delle morti», mediante il miglioramento dell'igiene e l'estirpazione di malattie epidemiche. Quando ero giovane, c'erano solo due miliardi di persone su questa terra; ora ce ne sono quasi cinque miliardi.

     Inoltre, a causa dei progressi tecnologici, sarebbe possibile debellare la fame, nutrire tutti in modo adeguato, abolire il bisogno, controllare le epidemie, rendere non necessario il lavoro fisico intenso, e soprattutto rendere possibile a tutti vivere una vita apprezzabilmente più confortevole. Naturalmente, queste possibilità non sono state affatto realizzate dappertutto, ma sono state raggiunte in gran parte nei paesi sviluppati, l'Europa occidentale, il Giappone e gli Stati Uniti, ma solo in piccola parte, o forse per nulla, nel Terzo Mondo. Osservate però che il mio elenco consiste di fattori che rendono la vita più facile, riducono il bisogno, e abbattono gli ostacoli che rendevano la vita dura e difficile. Qui abbiamo una specie di negazione della negazione, l'abolizione dei pesi della vita. Ritornerò su questo punto specifico e sulle sue conseguenze spirituali.

     Questa ondata possente ha avuto un'influenza di grande importanza sul pensiero e sulla filosofia. La prima manifestazione fu lo spirito dell'illuminismo. L'uomo costruisce il suo mondo. Egli è capace di modificarlo a proprio vantaggio. Questa è stata la sorgente del sogno di creare un'età dell'oro di beatitudine in cui nessuno avrebbe più dovuto soffrire o essere affamato. L'età dell'oro, che le filosofie precedenti e le religioni ponevano nel passato o in paradiso, è stata spostata al prossimo futuro e sulla terra. Questo è stato il programma per il genere umano nell'era dell'illuminismo, nel diciannovesimo secolo, e all'inizio del ventesimo secolo. Il progresso scientifico e tecnologico avrebbe abolito il bisogno, e il progresso morale, basato sull'assenza di bisogno, avrebbe abolito il male.

     Come sono andate le cose in realtà? Alcune parti del sogno si sono avverate, ma l'esteso e rapido progresso e cambiamento nel pensiero sociale e filosofico hanno creato (e stanno ancora creando) gravi problemi. Alcuni di questi problemi sono stati risolti. In questo preciso momento, è importante sottolineare questo fatto. Molti problemi non sono risolti, però.

     Fatemi cominciare con la colonna degli attivi nel foglio di bilancio del progresso umano nell'era scientifico-industriale. Fino alla metà del diciannovesimo secolo, all'inizio della società industriale, gli operai erano sfruttati senza pietà. C'erano il lavoro minorile, la giornata lavorativa di dodici ore, e così via. Oggi abbiamo legislazione sociale, sindacati, diritti dei lavoratori, assistenza medica, assistenza agli anziani, sviluppate in gradi diversi. In occidente, e anche in oriente, assistiamo a una certa umanizzazione del sistema industriale capitalistico. Nell'Est il sistema capitalistico privato è stato smantellato a vantaggio del capitalismo di stato, ma in entrambe le parti del nostro mondo la società industriale è stata umanizzata in aspetti essenziali. Dal mio punto di vista, l'Europa è più progredita, sotto questo aspetto, degli Stati Uniti. In generale, ci sono servizi sociali migliori, soprattutto nei paesi più piccoli quali Paesi Bassi, Austria e Scandinavia. Fino a un certo punto, il progresso sociale in questi paesi si è verificato perché hanno una popolazione più omogenea e perché sono abbastanza piccoli.

     La situazione nel Terzo Mondo, però, è di gran lunga peggiore. I benefici del sistema industriale sono a un livello più basso e non sono condivisi dai diversi strati della popolazione. Benché sia vero che ci sono meno paesi sotto il dominio delle nazioni sviluppate, il potere è stato trasferito da «sfruttatori» stranieri a «sfruttatori» locali senza un aumento significativo del benessere generale. Questi paesi devono in pochi decenni raggiungere il livello per ottenere il quale il mondo occidentale ha impiegato un secolo o più; questo non può essere fatto senza crisi e insuccessi. Osserviamo una specie di nazionalismo, fanatismo e sciovinismo simile a quello che pervadeva il mondo sviluppato in periodi precedenti. Non voglio approfondire qui questi problemi, anche se sono estremamente importanti per il futuro del nostro mondo.

     Ora veniamo ai problemi non risolti, la colonna dei passivi nel bilancio. Ciò con cui abbiamo a che fare qui è l'inquinamento. Ci sono due categorie di inquinamento: materiale e spirituale. Cominciamo con l'inquinamento materiale.

     La diffusione della tecnologia su tutta la superficie del globo ha prodotto effetti sulla natura che non possono più essere trascurati. Un tempo, le regioni e le aree dove la tecnologia modificava il mondo naturale, in peggio o in meglio, erano piccole in confronto con le regioni che rimanevano completamente intatte. L'altopiano calcareo della Dalmazia, per esempio, fu rovinato dai Romani quando essi abbatterono le foreste, ma quella era solo una piccola parte della superficie terrestre. Oggi, l'intera superficie della terra è coinvolta. Aumentiamo costantemente il contenuto di biossido di carbonio nell'aria, riduciamo le aree a foresta, inquiniamo i fiumi e gli oceani, e consumiamo le materie prime. Ultimamente, alcuni asseriscono che l'uso di centrali nucleari potrebbe produrre un danno globale.

     Sono convinto che queste questioni, in primo piano nella discussione al giorno d'oggi, possono essere risolte tecnicamente. Non sarà facile e farà aumentare i costi della produzione industriale, ma ciò non è niente di nuovo. Anche il progresso sociale, che ho menzionato prima, ha aumentato i costi della produzione industriale, e giustamente. Anche l'umanizzazione del sistema industriale è stata costosa. Infatti i costi dovrebbero corrispondere non solo a quel che è necessario per produrre merci, ma anche a quello che è richiesto per correggere possibili danni alla natura o alla sfera sociale. Gli sforzi non devono più essere diretti esclusivamente verso l'innovazione e nuove invenzioni; devono anche essere rivolti a evitare conseguenze non desiderabili. Come si può prevenire l'inquinamento? Come si può ridurre la produzione di biossido di carbonio? Come si può aumentare la sicurezza delle centrali nucleari? Come è possibile smaltire in modo sicuro i rifiuti radioattivi? Come possiamo produrre energia con mezzi diversi dal bruciare combustibili fossili? Come possiamo ridurre i consumi di energia?

     Questi problemi possono essere risolti, ma solo a certe condizioni. Una di queste condizioni è una popolazione stabile. Abbiamo bisogno di un controllo delle nascite per compensare il controllo delle morti che è stato introdotto dai progressi della medicina. Un'altra condizione è una situazione politica ragionevolmente stabile, senza conflitti ed esplosioni irrazionali, alimentate dalle emozioni e dal fanatismo. Questa stabilità sarà molto difficile da mantenere nel Terzo Mondo, dove vi sono pressioni comprensibili per un rapido sviluppo industriale, senza considerare i costi per l'ambiente.

     Ma la prima e principale condizione è l'evitare la guerra nucleare. Non è chiaro se il pericolo di guerra nucleare debba essere considerato inquinamento materiale o spirituale; si trova a metà strada tra i due. Ci sono sempre state tensioni tra le nazioni, naturalmente, e questo ha portato, purtroppo troppo spesso, a guerre. Ma un tempo il danno prodotto da una guerra era recuperabile. I morti non potevano essere riportati in vita, ma la vita poteva essere ripresa da quelli che sopravvivevano. Oggi la situazione è completamente diversa. Non possiamo più recuperare il danno di una guerra nucleare. Se soltanto alcune delle bombe moderne fossero usate, ne conseguirebbe una catastrofe di gravità insondabile. Non siamo neppure in grado di stimare il numero di vittime o l'immenso pericolo per le vite, per l'ambiente, per il terreno agricolo che sarebbe contaminato dalla radioattività, e per il funzionamento di servizi importanti quali operazioni di salvataggio, ospedali e procedure di evacuazione. In paragone a ciò, gli effetti del peggiore incidente a un reattore si rimpiccioliscono fino a diventare del tutto insignificanti.

     La penetrazione della scienza dentro al nucleo atomico ha rivelato l'esistenza di forze cosmiche che, in condizioni ordinarie, sono addormentate sulla superficie della terra. Il loro sfruttamento ha accresciuto il braccio della tecnologia di molti milioni di volte. Il genere umano deve essere attento a che non si abusi di questo braccio per scopi di distruzione. Le armi nucleari non sono armi di guerra, ma il mezzo per il suicidio nazionale e internazionale.

     Ogni essere pensante lo sa. Eppure, nonostante questa conoscenza, la soluzione e la risposta alla minaccia di guerra continua a includere la proliferazione e lo sviluppo delle armi nucleari. La corsa agli armamenti nucleari va sempre avanti. Oggi cinquantamila bombe nucleari sono pronte per essere lanciate. È un trionfo della follia in una civiltà che si autodefinisce razionale; è l'apoteosi della pazzia. Purtroppo, l'opinione pubblica è più preoccupata dei pericoli dell'energia nucleare che della guerra nucleare. La gente non si fida degli esperti di produzione di energia nucleare. Perché si fida degli esperti dell'accumulo di armi nucleari? È urgentemente richiesta una maggiore pressione dell'opinione pubblica contro la corsa agli armamenti nucleari, che conduce al suicidio.

     Ora veniamo all'inquinamento spirituale. Parliamo del progresso. Beninteso, il progresso della cultura tecnico-scientifica è stato immenso. Nel regno della scienza, siamo sulla soglia di punti di vista completamente nuovi e profondi sui fenomeni della natura: il big bang primordiale, o l'origine dell'universo, la formazione degli elementi, la struttura della materia. Le forze fondamentali che governano il mondo diventano note, come pure i processi molecolari alla base della vita. Il ventesimo secolo sarà noto come l'era in cui il genere umano ha raggiunto le sue conoscenze più profonde sul funzionamento e sulla storia del mondo naturale, se sarà capace di evitare di essere ricordato come l'era della grande catastrofe nucleare.

     Dal punto di vista tecnico, come abbiamo già detto, esiste la possibilità di evitare la fame, il bisogno, la malattia e il lavoro manuale oppressivo. Il mondo è diventato accessibile a tutti attraverso i moderni mezzi di trasporto. L'abolizione del bisogno ha avuto abbastanza successo nei paesi sviluppati. È la negazione di una negazione: ha liberato l'umanità da pesi. Liberata per che cosa? Che cosa si può fare della propria vita quando non si deve più lottare per l'esistenza dodici ore al giorno? L'individuo viene rimandato a se stesso e deve trovare il significato della propria vita. Il lavoro nell'industria è meccanico e di secondaria importanza. Non si basa sulle realizzazioni personali di quelli che lavorano, ma su quelle degli ingegneri che hanno inventato e sviluppato i suoi metodi. Il lavoratore medio ha poca influenza sulla direzione dell'impresa di cui fa parte. Che accade della dignità umana? Dove sono il senso e lo scopo per l'individuo?

     Un tempo era la religione a fornire senso e scopo, ma la religione si è indebolita ai giorni nostri. Con «religione» intendiamo il senso di una profonda dedizione a una grande causa al di là del nostro proprio interesse personale, una causa il cui valore non è mai posto in questione. Troviamo certamente una tale dedizione tra numerosi operatori sociali e persone che hanno dedicato la loro vita al miglioramento della nostra società. La troviamo tra molti ricercatori medici e tecnici e professionisti. La troviamo anche tra gli scienziati per i quali la grandezza delle idee scientifiche è fonte di entusiasmo e di ispirazione.

     In complesso, quelli che non sono scienziati non sono ispirati dalle conoscenze scientifiche. Ciò che essi oggi capiscono della scienza è più o meno quanto segue: poiché ogni cosa segue le leggi della natura, non abbiamo bisogno di un Dio. La scienza è apprezzata soprattutto per le sue applicazioni tecniche. In parte, ciò è colpa degli scienziati stessi. Essi hanno ottenuto grandi cose, ma non hanno fatto sforzi sufficienti per comunicare la grandezza e la meraviglia di queste idee ai loro simili in modo comprensibile. Sono convinto che comunicare queste conoscenze è possibile, ma è un compito difficile che è affrontato da troppe poche persone dotate di ingegno. La situazione è altrettanto spiacevole per quanto i grandi risultati della tecnologia. È vero che la proliferazione della fantascienza contribuisce in qualche modo a suscitare un certo entusiasmo per le meraviglie della tecnologia. (Fantascienza non è un nome appropriato; quasi tutti gli esempi di essa dovrebbero essere chiamati «fantatecnologia»). Tuttavia la reazione più diffusa alla tecnologia consiste in un certo adattamento al suo livello attuale, che ha reso la vita più comoda, ma esprime anche la paura che ulteriori innovazioni porteranno ad armi più micidiali e alla distruzione dell'ambiente. Possono l'arte e la letteratura fornire il senso di uno scopo alle nostre vite? Quando l'arte era ancora al servizio della religione, essa era senza dubbio comprensibile dal pubblico e riconosciuta dalla maggioranza. Quando la religione ha perduto la sua influenza, l'arte ha acquistato l'indipendenza; ha continuato ad essere l'espressione delle grandi idee del suo tempo, ma è stata accessibile solo a uno strato superiore della società. Dov'è l'arte che si occupa delle idee della scienza e della tecnologia? Certamente è compito degli artisti portare le grandi idee del nostro tempo più vicine al pubblico. Credo che il romanzo Arrowstnith di Sinclair Lewis sia l'ultimo grande romanzo che descrive l'entusiasmo della ricerca scientifica.

     È pur vero che l'arte contemporanea è piena di idee nuove e di esempi impressionanti di creatività originale, ma non si avvicina abbastanza alle idee positive della nostra cultura e al bisogno dell'umanità di un senso e di uno scopo.

     Per la maggior parte della gente però né l'arte né la scienza hanno un profondo significato. Quando si è provveduto ai bisogni più importanti, il contenuto della vita si riduce in generale a un desiderio di divertimenti passivi quali guardare la televisione o guidare un'automobile e cose simili. Ciò di cui si sente acutamente la mancanza è un contenuto creativo realizzato della vita per la maggior parte della popolazione.

     La malattia della mancanza di senso è purtroppo penetrata in qualche misura anche nella scienza e nella tecnologia. C'è mancanza di interesse per imprese visionarie. Al contrario, siamo testimoni di una eccessiva importanza data alla sicurezza materiale e all'assenza di rischio. Il rischio più grande però è quello di evitare tutti i rischi.

     All'inizio di questo saggio ho sollevato la questione se la crisi di oggi rappresenti la fine della cultura scientifico-tecnica o se essa sia semplicemente una crisi di transizione da un'impulso sfrenato a un periodo più maturo e più calmo. Non so rispondere a questa domanda, ma so che l'interpretazione ottimistica si fonda sul raggiungimento di tre scopi fondamentali. Il primo è l'abolizione delle armi nucleari, così che questa terribile spada di Damocle non incomba più sul genere umano.

     Il secondo è l'evitare le catastrofi ambientali. La creatività tecnica dovrebbe cambiare orientamento dagli scopi commerciali e militari ai problemi ambientali, per arrivare a una tecnologia non inquinante.

     Il terzo scopo è quello di dare la possibilità di una vita creativa e dotata di uno scopo per la maggioranza, non solo per i pochi.

     II secondo e il terzo scopo rappresenterebbero ulteriori tappe di umanizzazione, migliorando questa volta non solo il rapporto dell'industria con gli uomini, ma anche il suo rapporto con la natura. La terza tappa è la più difficile. Dobbiamo trovare un'organizzazione sociale e industriale in cui la maggior parte della popolazione si senta responsabile di ciò che accade. Le forme odierne di organizzazione industriale sono antidemocratiche sotto molti aspetti. Esse premiano le abilità altamente specializzate; si basano su una guida autoritaria e centralizzata. Ciò di cui abbiamo bisogno è una tecnologia più sottoposta a controllo popolare, che probabilmente possiamo realizzare solo mediante unità di produzione più piccole. In tutta probabilità, questo sistema sarebbe meno efficiente e aumenterebbe i costi. Piccolo è bello, ma costoso e meno efficiente. Per superare queste difficoltà, abbiamo bisogno di inventiva non solo nell'innovazione tecnologica ma anche nell'organizzazione sociale.

     Oltre al problema della partecipazione nel processo produttivo, siamo anche di fronte al compito di trovare sbocchi creativi o attività creative fuori dal posto di lavoro che siano accessibili a tutti. Vi sono già inizi promettenti sotto questo aspetto, come la tendenza al «fai da te», l'interesse crescente per il godimento della natura, e altre occupazioni per il tempo libero.

     Siamo di fronte a un grande pericolo. La ricerca di un senso e di un significato si potrebbe rivolgere verso ideologie quali una religione militante o fanatismo di vari generi. Purtroppo, tendenze verso tali forme di fondamentalismo sono visibili in tutto il mondo. L'assenza di un'ideologia dominante nella cultura occidentale è un vantaggio per la minoranza creativa. Possiamo mantenere questo vantaggio e fornire senso e significato alla maggioranza?

     Ciò di cui abbiamo bisogno è un senso più ampio di atteggiamenti complementari. L'approccio scientifico, quello etico, quello artistico e quello religioso non si contraddicono a vicenda, si complementano l'un l'altro. Qui il sistema di istruzione di oggi è di fronte a un compito importante. Ha bisogno di essere riformato in molti modi. Quanto ai problemi sollevati in questo saggio, dovrebbe dare spazio all'insegnamento della tolleranza e dell'entusiasmo per la varietà delle imprese umane. Questo non è relativismo etico o la negazione dei valori. Al contrario, deriverebbe principi etici e un sistema di valori da molte sorgenti. L'istruzione a tutti i livelli, dalla scuola elementare all'università, dovrebbe coltivare un atteggiamento di apertura e di comprensione per approcci diversi e complementari alle realtà della vita. Un tale atteggiamento è una delle precondizioni per la sopravvivenza della nostra civiltà.

Victor Weisskopf in “Il privilegio di essere un fisico” Ed. Jaca Book 1994