Rinaldo Octavio Vargas, sociologo - Tempo di lettura 11 min.

Il terreno mutevole dell’indagine scientifica in fisica quantistica

Allegoria in tempo di Covid-19 e crisi di credibilità della scienza

Medicina Costruzione Sociale nella Post-Modernità     Retroscena

  • Con quali certezze si disegnano le politiche e i protocolli della salute pubblica?

Il 25 marzo scorso, mentre in Italia guardavamo smarriti la confusione che dominava nella tribuna degli esperti scientifici e politici riguardo all’avvento del Covid19, la University of Chicago Press pubblicava l’ultimo libro del fisico e storico della scienza David Kaiser, apparso sotto il titolo Quantun Legacies: Dispatches from an Uncertain World. Un vero e proprio bollettino dal campo di battaglia di un mondo incerto.

Appunto, le idee alla base della teoria quantistica rimangono ostinatamente e notoriamente bizzarre: un mondo solido ridotto a sbuffi di probabilità, particelle che attraverserebbero muri, gatti sospesi  come zombie, né vivi né morti e particelle gemellate che condividono destini aggrovigliati. Un mondo incerto e bislacco molto simile al mondo in cui palesemente assistevamo, con sconcerto, alla frantumazione della scientificità delle interpretazioni e dei pronostici della medicina dinanzi al Corona Virus 19. Ci scoprivamo tutti vulnerabili, perfino nei paesi più ricchi la medicina non aveva, in tempi brevi, una risposta scientifica ma solo di buon senso: l’igiene e l’isolamento.

I fisici, tuttavia, per più di un secolo, in modo più eclatante di altri professionisti o ricercatori, hanno affrontato queste incertezze concettuali invischiati nelle più grandi indeterminatezze dei mondi sociali, economici – finanziari e politici di un tempo caratterizzato dall’ascesa del fascismo, dalle guerre mondiali, dall’avvento dell’era nucleare, della deregolamentazione e globalizzazione e della digitalizzazione e robotizzazione del pianeta. Proprio tale compartecipazione della scienza e del sapere tecnologico nella geopolitica mondiale viene egregiamente evidenziata in Quantum Legacies. David Kaiser presenta ai lettori episodi iconici nella ricerca, ancora in corso, dei fisici per comprendere lo spazio, il tempo e la materia nella loro forma più fondamentale. In una serie di analisi vibranti, Kaiser ci accompagna in momenti di scoperta e di dibattito tra le grandi menti dell’epoca – Albert Einstein, Erwin Schroedinger, Stephen Hawking e molti altri – che hanno plasmato in modo indelebile la nostra comprensione della natura nella misura in cui hanno cercato di dare un senso a un mondo disordinato.

Attraversando lo spazio e il tempo, gli episodi narrati da Kaiser abbracciano i traballanti anni ’20, i giorni bui degli anni ’30, la turbolenza della guerra fredda e le peculiari realtà politiche che seguirono. In quelle epoche, così come nella nostra, l’ambizione di molti ricercatori è stata spesso di trascendere i capricci del qui e ora, per contribuire a intuizioni durature su come funziona il mondo, intuizioni che potessero andare oltre la visione limitata di un dato ricercatore e delle sovvenzioni provenienti da privati e da governi.

In Quantum Legacies, Kaiser mostra il difficile e instabile lavoro necessario per forgiare un po’ di comprensione condivisa tra individui e generazioni. In questo modo l’autore illumina i profondi legami tra esplorazione scientifica e condizione umana, tra società e costruzione della conoscenza. In effetti, senza volerlo, ci consegna una traccia per riflettere sui legami tra bio-politica e costruzione sociale della medicina, traslato che utilizzo per sussurrare, volutamente debolmente, la relazione tra potere e medicina e, senza entrare in polemiche di scuole di pensiero medico, proporre ai lettori un’analogia riguardo a dove siamo tutti in questi giorni con il corso della pandemia.

Stravolti dagli insuccessi della medicina nel trovare il trattamento efficace per il Covid19 e nell’applicare una gestione scientifica inattaccabile della pandemia, gli storici della scienza che sono anche loro stessi degli scienziati, come in questo caso il fisico Kaiser, scelgono di considerarsi soltanto storici. Ciò significa che nelle loro considerazioni sullo stato dell’arte della ricerca in materia di Covid19 preferiscono commentare la questione facendo riferimento ai metodi storici di ricerca. Queste tecniche di studio, come testimonia Kaiser[1], si snodano attraverso la letteratura pubblicata, indagano sugli aspetti inediti: corrispondenza, appunti, taccuini, proposte di sovvenzione. Ma ciò che cercano di capire è la consistenza dell’esperienza vissuta in tempi e luoghi del passato e come questa abbia informato la sensibilità delle persone nel cui mondo gli storici della scienza stanno cercando di indagare.

In sostanza, si tratta di uno sforzo interpretativo proprio all’interno delle scienze umane e sociali per cercare di dare un senso al nostro mondo a partire dal vissuto del passato. Qualcosa di simile si può fare attualmente ricercando intuizioni che diano una prospettiva all’”appiattimento della curva” e a ciò che è accaduto con il dilagare del Covid19 quando abbiamo, all’improvviso, imparato a cercare analogie con la pandemia di influenza del Spagnola del 1918.

Facendo storia della scienza si può agganciare la contemporaneità nelle scienze di oggi, come ad esempio riguardo le incertezze inevitabili della medicina per il Covid19. In realtà, la storia della scienza può facilitare il rivedere in prospettiva le risposte proposte nel passato e spiegarci perché alcune idee prendono piede e diventano così prominenti, come l’idea di un vaccino e perché alcune domande sono considerate legittime e vengono poste in un contesto rispetto a un altro, come la domanda politica sulla pertinenza dell’isolamento. Questi sarebbero quesiti sull’attualità che un approfondimento mirato della storia della scienza potrebbe aiutarci a capire meglio. Certamente, parliamo di scienza e questo livello di discussione culturale si colloca, nella sua complessità, lontano dalle semplificazioni manichee che risuonano nelle battute mediatiche degli esperti televisivi del Covid19 e dei popolari post adorati nel web.

  • Se il terreno dell’indagine scientifica è mutevole …

Se il mondo della scienza è un mondo spesso percorso da fallimenti, come potrebbe l’instabilità dell’indagine scientifica aiutarci a riflettere, con rigore, sulle incertezze che stiamo affrontando in mezzo alla crisi del Covid19 e su tutte le impellenze sanitarie che incombono sulla salute pubblica e individuale? Conveniamo per un attimo che per la metodologia della storia della scienza possa essere utile nell’esplorare il terreno mutevole dell’indagine scientifica. In un tale scenario due domande risulterebbero pertinenti in questi giorni. Come accennato in precedenza, qualunque buono storico della scienza consiglierebbe di rintracciare le domande che sono salite alla ribalta nelle comunità scientifiche o intellettuali in tempi e luoghi diversi. Inoltre, nel paradigma della scienza è importante inseguire le risposte, le soluzioni concorrenti o i suggerimenti, nel caso della fisica ad esempio, su come il mondo potrebbe funzionare, campo in cui molte persone hanno lavorato in passato.

In questo frangente sarebbe opportuno che l’opinione pubblica conosca le domande, opportunamente semplificate, che sono state alla ribalta nelle comunità scientifiche e intellettuali in tempi e luoghi diversi, riguardo all’epistemologia o alla teoria della conoscenza inerente alla virologia e anche all’epidemiologia stessa. Oppure, dobbiamo supporre che queste discipline siano campi del sapere senza alcuna teoresi o attività speculativa e che le decisioni dei nostri scienziati e politici vengano prese seguendo dei prontuari e cancellando ciò che potrebbe contare come una legittima domanda scientifica o contare come valido oggetto di indagine? Sarebbe ugualmente onesto raccontare, in maniera progressiva, il modo in cui queste domande sono state modellate, inquadrate e sostenute dalle figure preposte dai fondi di ricerca e dalle sovvenzioni, interrogando il mondo reale.

Lasciando agli esperti e a voi stessi, lettori, l’impatto di questa riflessione sulla condizione di costrutto della medicina e sulla biopolitica di gestione del Covid19, torno a quanto può essere istruttiva la teoria dei quanti nella storia della scienza, chiedendomi come inquadrare la teoria quantistica dalla prospettiva della storia della scienza.

La teoria quantistica rimane, in ogni caso, la teoria scientifica di maggior successo nella storia dell’umanità. Le previsioni che usano le equazioni della teoria quantistica possono essere formulate in alcuni casi con precisione esponenziale.[2] Ora si possono usare le routine informatiche per fare previsioni sul comportamento di piccoli frammenti di materia, come elettroni e altre particelle subatomiche, e fare previsioni per le loro proprietà fino a undici, dodici o tredici cifre decimali.[3] Questo rappresenta uno straordinario livello di precisione. E, poi, altri ricercatori intraprendenti possono sottoporre queste previsioni alla misurazione su elettroni reali in un vero e proprio laboratorio e controllare le risposte. I risultati misurati e le previsioni teoriche in alcuni di questi casi corrisponderanno ad una parte per trilione oppure ad una parte su 1012.[4]

Con questo tipo di misure, la teoria quantistica è semplicemente incredibilmente potente e impressionante. Eppure, come se fosse una favola sulla natura, il quadro concettuale che la teoria quantistica sembra suggerire è ben lungi dall’essere chiaro. È tutt’altro che chiaro ormai da circa un secolo. Non è che nessuno ne abbia idea, è che molte persone o gruppi di interesse hanno molte idee. Ad oggi, c’è una vera e propria gara tra figure prominenti e prestigiosi centri di ricerca con finanziamenti di ogni provenienza che cercano di dare un senso a ciò che queste equazioni impeccabili implicherebbero su come funziona il mondo e, di conseguenza, su come viviamo le nostre esistenze.

Tutto ciò significa che questo è un argomento di costante interesse e attenzione tra i ricercatori di tutto il mondo.. Eppure, quella domanda fondamentale – cosa ci dice la teoria quantistica su come funziona il mondo? – è stata esclusa dalla scena come argomento legittimo di indagine scientifica per lunghi periodi nel corso del secolo scorso.

I fisici si trovano dinanzi a questo paradosso in cui tutti concordano sul fatto che la teoria quantistica sia questo coronamento ma, cosa se ne fanno? Che tipo di domande sarebbe legittimo porre al riguardo? Tali domande non sono sempre state inseguite, accolte o addirittura riconosciute in modo uniforme nel mondo della fisica. Inoltre, alcuni aspetti di una stessa domanda sono stati messi a fuoco, persino affrontati dai principali esponenti di quel campo mentre, altre volte, gli stessi aspetti venivano visti come qualcosa da mettere da parte.

Ma per comprendere il terreno scivoloso in cui si muove l’indagine scientifica bisognerebbe andare oltre. Non si tratta solo della forza delle singole personalità o della grandiosità di certe idee. Nel caso della fisica quantistica ci si dovrebbe iniziare a chiedere, ad esempio, come questo tipo di ricerca su come funziona il mondo, venga percepito proprio in un mondo umano molto reale e cangiante, un mondo di istituzioni specifiche e di geopolitiche mutevoli. Infine, ci si dovrebbe iniziare a chiedere molte cose sulla struttura più ampia all’interno della quale proviamo a conoscere ciò che denominiamo “la natura”. Queste domande, stando a David Kaiser,[5] ci aiuterebbero a dare un senso all’indagine scientifica le cui domande vengono considerate legittime.

Ciò che si può raccontare riguardo alla fisica quantistica può, ugualmente, servire come schema per indagare lo stato dell’arte della medicina o di qualunque altro campo del sapere, innanzitutto se si ritiene che sia di utilità pratica riflettere sulle incertezze scientifiche e di ogni livello, oggi, quando ci troviamo nel bel mezzo della crisi del Covid-19.

In molti ora siamo inevitabilmente bloccati nel mezzo di un’irrisolvibile incertezza con cui tante persone non si trovano affatto a proprio agio. Si potrebbe dire, senza tema di smentita, che nel mondo della ricerca scientifica, i fisici quantistici sono le persone più abituate all’incertezza, innanzitutto coloro che da quasi cento anni sono alle prese con le implicazioni del famoso principio d’indeterminazione di Heisenberg. Loro si, sono abituati ai necessari compromessi. Questo principio potrebbe essere illustrato utilizzando la stessa spiegazione fornita da Heisenberg nel 1942: “Nell’ambito della realtà, le cui condizioni sono formulate dalla teoria quantistica, le leggi naturali non conducono a una completa determinazione di ciò che accade nello spazio e nel tempo; l’accadere (all’interno delle frequenze determinate per mezzo delle connessioni) è piuttosto rimesso al gioco del caso.”[6] Da questo principio si desume che potremmo provare a imparare molto su una cosa ma, inevitabilmente, non sappiamo nulla di una certa quantità abbinata, come ci ricorda Kaiser. Ma, cosa implica questo per la nostra nozione di come funziona il mondo, per fare previsioni su ciò che accadrà domani o il giorno successivo, se ci manca sempre un qualcosa per determinare la previsione?

I fisici quantistici vivono in immersione professionale nell’incertezza e nonostante questo non si potrebbe dire, quando si è consapevoli del terreno incerto della ricerca scientifica, che si trovino del tutto preparati ad affrontare, per esempio, la situazione del Covid-19. Tutto sommato, i fisici quantistici possono usare le loro equazioni della teoria quantistica, nonostante il principio di incertezza, per fare previsioni molto precise su come dovrebbe funzionare il mondo almeno in condizioni di laboratorio attentamente controllate. Possono eseguire non solo una o due misurazioni, ma decine di migliaia su sistemi che in laboratorio vengono allestiti allo stesso modo. Quel livello di essere in grado di inquadrare attentamente una domanda, uscire e colpire il mondo in condizioni pulite di laboratorio e cercare di setacciare ammassi e ammassi di unità di osservazioni [data points][7] per ottenere una qualche fiducia di base nei risultati è, nondimeno, un mondo allestito in condizioni di laboratorio. Tale mondo, in laboratorio, non ha molto a che fare, però, con il mondo reale in cui ci troviamo in questi tempi di Covid19.

Nonostante tutti i discorsi sull’incertezza concettuale e sul principio stesso dell’indeterminazione da parte dei fisici quantistici, nonostante la loro familiarità non solo con l’incertezza e con la probabilità medesime ma, ugualmente, con la condizione di essere limitati nel fare previsioni probabilistiche per il futuro, i fisici, con la loro esperienza e il loro armamentario di quantificazione e precisione, non sarebbero molto meglio attrezzati della maggior parte degli altri esperti per fare previsioni in questi giorni.[8] In Medicina Costruzione Sociale nella Post-Modernità – Retroscena, possiamo in ogni caso presentare un’analogia riguardo a dove siamo tutti in questi giorni con il corso della pandemia e con le congetture circa come il mondo potrebbe eventualmente riaprire.

[1] David Kaiser. The Shifting Terrain of Scientific Inquiry. In Edge BIO Page. 13.07.19

[2] David Kaiser. The Shifting Terrain of Scientific Inquiry. In Edge BIO Page. 13.07.19

[3] Ibidem

[4] Il bilione (1000000000000 o 1012) è, nel sistema di denominazione chiamato scala lunga, il numero naturale dopo il 999999999999 e prima del 1000000000001 (cioè un milione alla seconda: 1 000 0002); spesso, all’infuori degli ambiti tecnici, viene letto come “mille miliardi”, e in generale si può parlare di migliaia di miliardi (per esempio nel linguaggio giornalistico quando si comunicano le manovre finanziarie statali al grande pubblico).

[5] Ibidem

[6] Dal manoscritto del 1942, pubblicato solo nel 1984 col titolo Ordnung der Wirklichkeit [Ordinamento della realtà], nell’ambito delle opere complete di Werner Karl Heisenberg. Traduzione italiana di G. Gembillo e G. Gregorio, Indeterminazione e realtà, Guida, Napoli 1991, p. 128

[7] In statistica, un’unità di osservazione è l’unità descritta dai dati che si analizzano. Dunque i data points sono un insieme di una o più misurazioni.

[8] David Kaiser. op. cit.

Foto di: Marco Caselli Nirmal

0 commenti

Invia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Share This