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Galileo sarebbe contento

· Un filo rosso lega i Nobel scientifici 2015 ·

Le attribuzioni dei premi Nobel 2015 per la fisica e per la chimica, conferiti dalla reale accademia svedese delle Scienze, e per la fisiologia o medicina, assegnato dall’assemblea Nobel del Karolinska Institutet, possono essere lette sotto la lente del rapporto fra scienza teorica e scienza sperimentale che contrassegna vari campi scientifici. In fisica nucleare, per esempio, molti scienziati ritengono che la via sperimentale sia da prediligere su quella teoretica. In chimica o in biochimica poi, è comune che a ogni scoperta di rilievo ci si interroghi su eventuali applicazioni nel campo industriale o medico.

Questi quesiti sono manifestazioni ultime del meccanismo basilare che, governando il metodo scientifico sin dai tempi di Galileo Galilei (1564-1642), stabilisce la corretta relazione fra l’interpretazione dei risultati sperimentali e la formulazione di postulati teoretici in ogni sistema scientifico. Tale meccanismo cerca di stabilire, da un lato, come i risultati delle osservazioni empiriche possano essere tradotti in ipotesi speculative e, dall’altro, come i principi generali di una teoria astratta debbano essere sottoposti al vaglio di studi sperimentali. Un elemento che accomuna i laureati del 2015 è che provengono dal ramo applicativo delle loro rispettive scienze e che le loro osservazioni hanno riaperto la questione della dialettica fra astrazione teoretica e verifica sperimentale in aree fondamentali dei loro rispettivi campi di ricerca.
Indiscutibile risulta la valenza sociale dell’attribuzione del premio per la medicina all’irlandese William Campbell, al giapponese Satoshi Omura e alla cinese Touyou Tu per la scoperte di terapie contro i parassiti e contro la malaria, in quanto un essere umano su due è esposto ai rischi delle infermità che i succitati ricercatori si sono prefissi di debellare. Le popolazioni più povere dell’Asia e dell’Africa sono difatti a rischio di contrarre delle forme di malattie parassitarie derivante da vermi che portano a disabilità come la cecità (l’oncocercosi) o il rigonfiamento abnorme di parti del corpo (l’elefantiasi). L’esito positivo degli sforzi di Campbell e di Omura è un tipico esempio della validità della massima di Thomas Edison: Genius is one percent inspiration, ninety-nine percent perspiration. Omura ha intuito che gli stessi batteri che producono la streptomicina (l’antibiotico usato per debellare la tubercolosi dal 1943) potevano, se diligentemente coltivati e selezionati, sintetizzare altre molecole dalle caratteristiche medicinali.
Campbell, con un lavoro di biochimica altrettanto meticoloso, è riuscito a isolare da alcuni dei tantissimi ceppi batterici di Omura, la avertimicina che impedisce l’operatività del sistema nervoso dei vermi in dose non tossiche per l’organismo infestato da tali parassiti. Anche l’artemisinina (o qinghaosu in cinese) è un prodotto che deriva da un essere vivente: l’erba Artemisia annua di cui la medicina tradizionale cinese fa ampio uso. Il fatto che non vi siano certezze su come il qinghaosu porti all’eliminazione del virus della malaria quando esso si trova ancora nei globuli rossi dell’ospite e la complessità della sua sintesi verificata nei laboratori dalla Hoffmann-La Roche a Basilea confermano l’importanza della conservazione della biodiversità poiché dalle migliaia di specie che sono oggi a rischio di estinzione sono potenzialmente ricavabili numerosissimi principi bio-medici attivi la cui esistenza non può essere dedotta da alcun teoria a tutt’oggi esistente.
Non meno sperimentale ma forse più affascinante nella sua valenza filosofica risulta il lavoro di Takaaki Kajita e Arthur McDonald, insigniti dell’onorificenza per la dimostrazione empirica della “oscillazione dei neutrini”, le particelle subatomiche la cui esistenza era stata teorizzata, nel 1930, da Wolfgang Pauli (1900-1958). I neutrini possono appartenere a tre “sapori”: l’elettronico, il muonico e il tauonico. I due fisici sperimentali — usando apparecchiature di avanzata tecnologia, quale il Super Kamiokande a Tokyo e il Sudbury Neurino Obersavtory in Ontario — hanno dimostrato che essi possono “oscillare” — come lo aveva sospettato Bruno Pontecorovo (1913-1993) nel 1957 — da un “sapore” all’altro. Questa “oscillazione” implica che i neutrini hanno una massa e quindi impone un modifica del cosiddetto “Modello Standard”, ossia la teoria sulla natura delle particelle elementari che postulava, originariamente, che i neutrini non ne avessero. Sull’identificazione delle qualità delle particelle subatomiche prevista dalla teoria del “Modello Standard” (siano essi particelle-materia come i quark o particelle-forza come i bosoni; si ricordi, nel 2012, lo scalpore suscitato dalla conferma dell’esistenza de Bosone di Higgs, alias la “particella di Dio”) si gioca, in parte, la partita sulla possibilità di arrivare un giorno a una teoria generale della fisica che faccia combaciare i risultati della meccanica quantistica — che ebbe come padre Max Planck (1858-1947) e permise la scoperta dell’infinitamente piccolo nella sue strutture atomiche e subatomiche — e quella della relatività generale — proposta da Albert Einstein (1879-1955) che evidenziò la leggi fisiche dell’infintamente grande nelle relazione fra spazio e tempo nel cosmo.
Il premio Nobel per la chimica, infine, è stato assegnato allo svedese Tomas Lindahl, allo statunitense Paul Modrich e al turco Aziz Sancar, per aver scoperto i meccanismi di riparazioni della acido desossiribonucleico (Adn o dna nell’acronimo inglese) a livello cellulare. Le forme di vita sulla terra usano quasi tutte il dna come codice per conservare l’informazione necessaria al loro sviluppo e replicazione. Essendo il dna un repositorio di sequenze codificate, l’introduzione di un minimo cambiamento o di una semplice interpolazione può avere effetti devastanti. Nel 1974, Lindahl fu il primo a sospettare che poiché non era possibile che degli errori non si creassero continuamente nel dna — che, come ogni molecola chimica, è continuamente sottoposta a migliaia di aggressioni per ossidazione, alchilazione e idrolisi dagli agenti più vari come raggi ultravioletti, radiazioni ionizzanti, variazioni termiche o agenti chimici — la sua conservazione doveva dipendere da meccanismi di riparazione naturali costantemente all’opera. Qualche anno dopo, Sancar riusciva a identificare un enzima il cui lavoro era proprio quello di riparare il dna; Modrich, poi, svelava i meccanismi che permettono alla sequenza del dna di difendersi dal più basilare fattore di alterazione: il mismatch, ossia la mancata corrispondenza dei gradini che congiungono le due unità che formano la famosa doppia elissi.
Le applicazione mediche di queste scoperte potrebbero risultare di grande portata nella lotta contro i tumori. Le cellule cancerogene, infatti, derivano da cellule sane in cui il dna viene talmente danneggiato da farle impazzare e un loro sviluppo potrebbe essere bloccato potenziando i meccanismi cellulari di autoriparazione del dna. Inoltre, non va dimenticato che poiché la teoria dell’evoluzione delle specie ritiene che le mutazioni genetiche siano il substrato stesso della diversità necessaria per una selezione che porti all’adattamento di tutte le forme di vita sul pianeta, sarà necessario capire come questa teoria terrà conto del fatto che alcune mutazioni siano corrette dalla natura stessa, poiché i meccanismi scoperti da quanti continueranno i lavori dei laureati del 2015, identificheranno fino a che punto esistono dei sistemi innati di limitazione della diversità genetica. Anche in questo caso, perciò, un’osservazione sperimentale potrebbe avere un effetto notevole su una dottrina che ha drammaticamente polarizzato i dibattiti negli ultimi due secoli.
Di certo, i premi Nobel di quest’anno hanno fatto giustizia a molti scienziati che lavorano, assiduamente e lontani dalla luce dei riflettori mediatici, nei loro laboratori su problemi sperimentali la cui portata è solo apparentemente delimitata. La scienza incomincia con finalità a volte molto concrete e con svariatissime osservazioni in ambiti a prima vista circoscritti. Da questi sforzi, giustamente, si declinano poi delle teorie generali, la cui portata filosofica diventa inevitabile; ma queste ultime poi, altrettanto giustamente, devono ritornare al vaglio della conferma che solo un’osservazione empirica basilare può fornire.

Altrimenti, come potrebbe il metodo scientifico armonizzare le «sensate esperienze» (osservazione sperimentali) e le «certe dimostrazioni» (teorie astratte) tanto care a Galileo?

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