Le scienze della vita e la genialità di Einstein

Rubrica Scienze e Filosofia a cura di Valter Danna

di Valter Danna *
pubblicato il 7 febbraio 2018

Pubblicato ne «La Voce e il Tempo», 4 febbraio 2018, p. 14: il prof. Valter Danna, docente di Filosofia teoretica,  fa un’analisi sullo sviluppo della biologia a metà Ottocento e sulla  teoria della relatività.

Nel nostro percorso sullo sviluppo scientifico l’attenzione va ora allo sviluppo delle scienze della vita e alla seconda rivoluzione scientifica. La biologia come studio della vita fu già presente  nell’antichità, si pensi alle opere di Ippocrate e agli studi biologici di Aristotele, ma ricevette un impulso importante grazie alla chimica, che ne è il supporto. La biologia diventò vera scienza solo verso la metà dell’Ottocento, grazie alla scoperta della cellula come unità fondamentale o struttura minima di ogni vivente e trovò un nuovo modello interpretativo nella teoria dell’evoluzione biologica dei viventi, grazie alle ricerche di Charles Darwin e al suo libro «L’origine della specie» pubblicato nel 1859.

L’intreccio dell’azione casuale con la necessità legata alle leggi della natura ha condotto a elaborare nel corso del Novecento vari modelli di spiegazione, tra cui il neodarwinismo e le teorie Evo-Devo, dell’enorme variabilità della vita e della sua amplissima diversità biologica costituita dalla varietà delle specie. Sorgono così nuovi settori della biologia come la genetica e la biologia molecolare: tutti ricordiamo la scoperta della doppia elica del Dna da parte di James Watson e Francis Crick nel 1953. Così il modello biologico Evo-Devo, o biologia evolutiva dello sviluppo, si basa sullo studio del funzionamento dei geni nello sviluppo di un organismo e permette di comprendere l’origine delle novità negli animali; cioè la storia evolutiva dei viventi. Anche la biologia dice di no al riduzionismo, essa non si può ridurre alla fisica e nemmeno alla chimica, perché  la vita è un risultato sempre maggiore della somma delle singole entità e dei processi fisico-chimici da cui essa emerge. Da questi sviluppi scientifici prendono forma le «teorie della complessità», le quali trattano delle organizzazioni dinamiche di un sistema unitario fuori dall’equilibrio e capace di auto-costituirsi, proprio come nel caso dei viventi. Tuttavia, quando si giunge alla grande discussione sull’origine dell’uomo e, quindi, sulla comparsa della mente, del linguaggio e della coscienza, anche lo scienziato serio esita a formulare facili spiegazioni. Naturalmente questo non è il caso di alcuni scienziati e scrittori come Dawkins, Dennett e altri, sostenitori di una forma di ateismo in nome della scienza che si spinse fino all’irrisione della religione, considerata una dannosa superstizione da sopprimere.

La domanda seria, tuttavia, è se l’uomo sia un animale che differisce solo qualitativamente dagli altri viventi, oppure sia un vivente del tutto speciale che fa parte della natura, ma anche la trascende perché dotato di capacità spirituale, come pensiero, linguaggio, autocoscienza, libertà; riassumibili nei concetti di mente, anima, spirito. Su questo fronte cercano una risposta le neuroscienze, sorte sopratutto nella seconda metà del Novecento. Questo insieme di discipline si occupano dei meccanismi di funzionamento del sistema nervoso e del cervello umano non solo dal punto di vista clinico, ma anche in vista della comprensione delle manifestazioni tipicamente umane della mente. Perciò studiano il pensiero e l’apprendimento, le percezioni e le emozioni, fino a esporsi sui temi della libertà e dell’amore umano e soprattutto del misterioso tema della coscienza (la consapevolezza di ciò che si sta facendo) e dell’autocoscienza dell’uomo che consiste nella consapevolezza, permanente nel tempo, di sé come il principio dei propri stessi atti umani.

Le scienze della vita hanno evidenziato, infine, l’esistenza di un paradigma caratteristico del mondo vivente che, in particolare, è assai appropriato all’uomo e ai prodotti della cultura umana. Alludiamo al «paradigma informazionale» che è in grado di applicarsi ai sistemi/processi capaci di feed-back, ossia capaci di tener conto dei propri risultati per modificare le proprie caratteristiche. In un tale paradigma rientrano tutti i sistemi biologici. La vita si caratterizza, infatti, per una specifica capacità di assimilare e far valere una specifica informazione (che, non a caso, rimanda alla forma aristotelica) posseduta a tutti i possibili livelli biologici. Ricevono e trasmettono informazioni le macromolecole del Dna (acido desossiribonucleico), le cellule e ogni organismo vivente, ma anche l’ecosistema e la biosfera. Questa paradigma informazionale sta diventando altamente flessibile e facilmente riconfigurabile perché grazie agli immensi sviluppi cibernetici e telematici, si sta passando da una tecnologia basata su input di energia a buon mercato a una tecnologia fondata su input di informazione a buon mercato.

L’altro grande evento a cavallo fra la fine del XIX e l’inizio del XX secolo fu la cosiddetta «seconda rivoluzione scientifica» nel campo della fisica. Essa parte dalla confutazione del riduzionismo meccanicista all’interno della fisica: le leggi della meccanica non sono sufficienti a spiegare tutti i fenomeni fisici, come quelli ottici ed elettromagnetici. Questa rivoluzione nel modo di pensare il mondo ha prodotto due novità grandissime. La prima consiste in una visione completamente nuova dell’universo fisico, in cui la presenza di materia/energia determina lo spazio-tempo (che non sono più indipendenti) secondo una geometria non euclidea, cioè tipica di uno spazio più o meno curvo a seconda della quantità di massa presente. Tutto questo è dovuto alla genialità di Albert Einstein che formulò la duplice teoria della relatività ristretta (1905) e generale (1916).

La seconda novità è la formulazione di un modello totalmente nuovo circa la struttura della materia da parte di una nuova disciplina della fisica, la meccanica quantistica che si sviluppa a partire dalla scoperta dell’atomo e dell’elettrone, dallo studio sulla proprietà della luce e delle altre radiazioni elettromagnetiche. Secondo la meccanica quantistica i quanti elementari di materia e di energia, non ulteriormente frazionabili, non possono essere rappresentati come punti materiali nello spazio secondo il modello della meccanica classica, ma si può solo definire la probabilità che un oggetto quantistico (ad esempio un elettrone) sia fatto in un certo modo e abbia certe proprietà.

La teoria della relatività e la meccanica quantistica messe insieme spiegano la composizione e l’esistenza dell’universo fisico attraverso due concetti base. Anzitutto, l’esistenza di quattro campi fondamentali di forze (gravitazionale, elettromagnetico, nucleare forte, nucleare debole) che spiegano tutti i tipi di fenomeni fisici dell’universo. Secondo, l’esistenza di due tipi fondamentali di particelle elementari (quark e leptoni tra cui c’è l’elettrone) che, combinandosi, danno origine alle particelle pesanti come protoni e neutroni (composte di tre quark diversi), agli atomi (composti di elettroni, protoni e neutroni) e alle molecole (composte da più atomi).

Da questa rivoluzione teorica, ripetutamente confermata da migliaia di esperimenti e osservazioni empiriche nei grandi laboratori nucleari e astronomici, possediamo oggi la cosiddetta teoria standard della struttura della materia e dell’universo su cui si fonda tutta l’attuale ricerca astrofisica, nel tentativo non ancora raggiunto di unificare le forze fondamentali in un’unica Teoria del tutto. Di fronte a questo panorama scientifico, Einstein afferma: «La fisica moderna è più semplice dell’antica e sembra perciò difficile e complicata. Quanto più semplice è la nostra immagine del mondo esterno e tanto maggiore è la dovizia dei fatti che essa abbraccia e tanto più perfetto è il riflesso dell’armonia universale che essa induce nel nostro spirito».


Precedente:  Rubrica Scienze e Filosofia a cura del prof. V. Danna,  Le scienze della  modernità: l’uomo come pura materia, «La Voce e il Tempo», 28 gennaio 2018

(*) Docente di Filosofia teoretica
Facoltà Teologica dell'Italia Settentrionale - sezione parallela di Torino
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