Intervento al Dibattito COHERENCE (21 aprile 2006 – Roma) di Paolo Manzelli

I Fenomeni Fluttuanti furono cosi definiti dal Prof. Giorgio Piccardi perchè la loro riproducibilità non avveniva in uno spazio tempo qualsiasi scelto dal ricercatore , ma solo entro una durata del tempo determinata dalla trasformazione irreversibile in particolari condizioni dello spazio.

Piccardi diceva a noi studenti: “Non e’ piu’ possibile ingabbiare la realtà complessa delle trasformazioni irreversibili entro categorie astratte dello spazio tempo nel come fossero dei parametri assoluti e neppure consideri come relativi alla posizione soggettiva dell’ osservatore.”

Pertanto Piccardi iniziando con lo studio degli “storm-glass” considerò storicamente superate le inferenze logiche basate sulla accettazione dello spazio-tempo cartesiano. Quindi per Piccardi non potevano piu’ essere accettate dalla scienza categorie teoriche precostituite delle relazioni tra spazio e tempo, tali da non poter essere adattate alla realtà osservata. Spazio Vuoto e tempo senza intervallo di durata, erano per Piccardi pre-nozioni convenzionali prive di esperienza concretamente misurabile, che pertanto conducevano a conclusioni fuorvianti rispetto alla realtà del divenire.

Ad esempio diceva a noi studenti che la impostazione assolutamente arbitraria dello spazio tempo cartesiano conduceva a pensare possibile una netta contrapposizione tra CAUSALITA' e CASUALITA'.

La causalità nel contesto tradizionalmente acquisito dello spazio/tempo e' infatti intesa come sequenza lineare tra causa ed effetto, cioè rispondente ad in un tempo scelto a piacimento del ricercatore. Ma la durata delle trasformazioni irreversibili avviene dopo una durata che non può essere considerata come funzione decisa dall’osservatore poiché va a dipendere come nelle vita dalla probabilità di vivere di un individuo di una determinata specie nelle oggettive condizioni del suo sviluppo.

Pertanto lo studio dei FENOMENI FLUTTUANTI si basa sull’ analisi della casualità statistica, quadro cognitivo in cui si dimostra che la ripetibilità di un esperimento di trasformazione, avviene solo in condizioni particolari delle dinamiche spazio-temporali; quest’ultime possono essere evidenziate sulla base di una indagine comparativa, da cui si rileva che la ripetibilità di un esperimento è possibile che si verifichi in particolari condizioni dello spazio e del tempo. Pertanto i FENOMENI FLUTTUANTI non assumono il carattere di pura casualità proprio per il fatto che si ripetono cronologicamente in tempi di durata differenziata.

Piccardi sulla base dello studio dei Fenomeni Fluttuanti di fatto cambiò pertanto l'atteggiamento cognitivo tradizionale della scienza ed inoltre utilizzò un principio metodologico di indagine innovativo, detto "metodo comparativo delle variazioni temporali concomitanti", con cui si indaga come il tempo dei fenomeni fluttuanti risponda ad una effettiva durata in determinate condizioni di posizionamento dell’esperimento nello spazio.

Tale metodologia di indagine conoscitiva di tipo statistico; il Prof. Piccardi la mutuò da quella delle Scienze Sociali (E. DURKEIM), e dalle moderne Teorie della Conoscenza, scienze che data la loro complessità già cercavano di superare le logiche cartesiane delle relazioni dinamiche tra spazio e tempo, nonché la struttura ereditata da Auguste Compte sulla suddivisione gerarchica delle discipline scientifiche ed umanistiche.

La Scienza per Piccardi era una attività umana intellettualmente privilegiata, ma che comunque prende forma rispetto a specifiche condizioni storiche sociali ed economiche. Pertanto egli sentì anticipatamente la esigenza un cambiamento storico-sociale che comporta anche la necessita di modificare i caratteri distintivi delle autonomie disciplinari della suddivisione delle Scienze.

In tale contesto di riflessione sul ruolo delle ricerca nella società del divenire Piccardi si propose la ricerca di un metodo di indagine conoscitiva piu’ generale se pur in via di progressiva definizione valido per analizzare i problemi complessi quali sono i Fenomeni Fluttuanti , in modo da poter essere capaci di interpretare unitariamente il contesto della scoperta in un quadro innovativo delle sua accettabilità sociale e politica. In conclusione Piccardi considero lo studio dei FENOMENI FLUTTUANTI una modalità di ricerca responsabilmente finalizzata per capire ed interpretate in modo innovativo la scienza del divenire.

Per ulteriori informazioni: Paolo Manzelli e altri - I segreti dell'acqua: L'opera scientifica di Giorgio Piccardi - Di Renzo Editore

Il parere del premio Nobel Harold Kroto

Harold Kroto - Molecole su misura - Di Renzo Editore

Io credo che uno dei motivi del calo di interesse dei giovani per la scienza e l’ingegneria sia che pochi di loro ricevono in dono giocattoli che ne stimolano la creatività e sviluppano abilità manuali. Per esempio, non ricevono più giochi di chimica o per lavorare il legno. È un bene che molti possiedano il Lego, ma avrebbero bisogno di qualcos’altro oltre a giochi in cui si assemblano puramente e semplicemente elementi. Avrebbero bisogno di giochi che sviluppino l’abilità manuale e la comprensione dei principii di ingegneria, capacità che io ho appreso giocando con il Meccano. Sono sicuro che averci giocato abbia rappresentato un elemento cruciale del mio sviluppo, e non può essere una coincidenza che quasi il 100% degli scienziati più anziani e degli ingegneri abbiano da bambini posseduto un Meccano. Allineare accuratamente dadi e bulloni, e stringerli senza strappare il filo, è un’arte delicata, che richiede un buon coordinamento mano-occhio ed una conoscenza della sottile differenza esistente tra materiali come acciaio, ottone ed alluminio.

Lo scienziato Max Perutz, Nobel per la chimica nel 1962, è morto nel febbraio 2002 a Cambridge all’età di 87 anni.

Max Ferdinand Perutz nacque a Vienna il 19 Maggio 1941. Iscritto all’Università di Vienna nel 1932, indirizzò il suo interesse verso la chimica organica, in special modo verso il lavoro svolto da Sir F. G. Hopkins a Cambridge nel campo della biochimica organica. Per tale ragione si recò nel 1936 presso il Cavendish Laboratory di Cambridge per la sua tesi di Ph.D. Le vicende politico-militari che si abbatterono in Europa in quegli anni, colpirono anche la sua famiglia che si vide espropriata di ogni bene e costretta all’esilio. Per sua fortuna, grazie al contributo economico elargito dalla Fondazione Rockefeller, riuscì ad ottenere l’incarico di “research assistant” di Sir Lawrence Bragg, che attraverso alcune interruzioni, mantenne fino al 1945. In quell’anno, infatti, divenne “Research Fellowship” presso le Imperial Chemical Industries. Nel 1947 ottenne l’incarico di guidare il “Medical Research Council Unit for Molecular Biology”, responsabilità che mantenne fino al 1962, anno in cui fu nominato “Chairman of the Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology”.

Il lavoro scientifico di Perutz sulla struttura dell’emoglobina nacque sullo spunto di un colloquio avvenuto con F. Haurowitz a Praga, nel Settembre 1937.
In quegli anni i fisici avevano definito delle nuove tecniche d'indagine, utilizzando la capacità dei raggi X, in modo da investigare la struttura spaziale di molti semplici cristalli. L'idea di Perutz e di un gruppetto d’altri scienziati fu di utilizzare la stessa tecnica, per comprendere la struttura di una molecola complessa come una proteina. Il tutto con gli strumenti di allora e soprattutto con i calcolatori di allora.

Da G. S. Adair ottenne i primi cristallini di emoglobina, Bernal e I. Fankuchen gli mostrarono come ottenere delle figure di diffrazione dai raggi X e la loro interpretazione. Insieme, nel 1938, pubblicarono un primo lavoro sulla diffrazione dei raggi X ottenuti da un cristallo di emoglobina.

Per Di Renzo Editore Max Perutz ha pubblicato Le molecole dei viventi.

Ma anche un maestro di scienza e di vita per i suoi collaboratori. Negli ultimi vent'anni aveva pubblicato oltre cento lavori, l'ultimo era apparso su Nature nel luglio dell'anno scorso. E fino a Natale, nonostante l'incombere della malattia, non aveva voluto abbandonare il suo bancone di laboratorio. Ci sono luoghi al mondo che sembrano favorire la creatività e attirare persone d'eccezione. Uno di questi luoghi è il Cavendish Laboratory di Cambridge, dove all'inizio del secolo scorso Ernest Rutherford aveva posto le basi della fisica nucleare, e dove i due Bragg (padre e figlio) avevano sperimentato l'impiego della diffrazione a raggi X da parte dei solidi cristallini per determinare le distanze tra gli atomi.

La tecnica verrà poi sviluppata - sempre al Cavendish - da John Desmond Bernal, che insegnerà il mestiere a Max Perutz, il quale avrà tra i suoi primi studenti di dottorato John Kendrew e Francis Crick. Un esempio di trasmissione culturale che troverà una celebrazione straordinaria nell'annata 1962 dei Nobel, quando Perutz e Kendrew riceveranno il premio per la chimica per aver identificato rispettivamente la struttura dell'emoglobina e della mioglobina, e Watson e Crick (assieme a Maurice Wilkins, dell'Università di Londra) quello per la medicina per la doppia elica del DNA. E altri scienziati del Cavendish verranno insigniti del Nobel negli anni successivi.

A che cosa è dovuta questa fioritura di talenti? Forse è stato proprio Max Perutz a rivitalizzare l'ambiente di Cambridge quando fondò e diresse, dal 1962 al 1979, il Laboratorio di biologia molecolare. Le sue direttive erano semplici ma efficaci: scegliere i giovani più promettenti, massima libertà intellettuale, burocrazia al minimo, grande disponibilità umana, facilitando l'osmosi di idee tra i diversi gruppi di ricerca. Perutz era approdato in Gran Bretagna nel 1936 dalla natia Vienna, dove il padre (fabbricante di tessuti) contava di inserirlo nell'azienda di famiglia. Ma un insegnante lo aveva fatto innamorare della chimica e Max la spuntò: si iscrisse a chimica all'Università di Vienna e poi ottenne il dottorato a Cambridge, con Bernal.

"Fu lui a insegnarmi che l'enigma della vita era racchiuso nella struttura delle proteine, e che la cristallografia a raggi X era il solo modo per venirne a capo" racconterà in seguito Perutz. All'epoca si pensava che anche i geni fossero costituiti da proteine. Così il giovane Perutz imparò le tecniche di cristallografia per applicarle alla biochimica. E scelse di studiare l'emoglobina, la proteina più abbondante e facile a cristallizzare, utilizzando quella estratta dal cavallo.

Ma i tempi s'incupivano. Nel 1938 Hitler s'impadroniva dell'Austria e i Perutz (di origine ebraica) dovettero cedere la loro azienda. William Lawrence Bragg, allora a capo del Cavendish Laboratory, fece ottenere a Max una borsa di studio della Rockefeller Foundation. Questo consentì a Perutz di far trasferire i genitori in Gran Bretagna. Ma con lo scoppio della guerra furono tutti internati come potenziali nemici. Perutz venne deportato a Liverpool e poi in Canada, nel Quebec. Solo nel 1941 i colleghi di Cambridge (tra i quali la futura moglie) ne ottennero la liberazione. E Perutz fu allora coinvolto in un singolare progetto di importanza strategica: trovare il modo di rendere il ghiaccio a prova di proiettili per creare, nell'Atlantico, vere e proprie navi iceberg, che consentissero agli aerei degli Alleati di atterrare per rifornirsi di carburante.

I primi risultati delle ricerche si rivelarono promettenti, ma il progetto venne sospeso quando i bombardieri acquistarono un'autonomia tale da varcare l'oceano senza scalo. Finita la guerra, Perutz poté tornare a occuparsi delle proteine. Pareva un'impresa disperata ricostruire l'arrangiamento tridimensionale di molecole tanto complesse, con migliaia di atomi. I primi risultati arrivarono solo nel 1953, quando Perutz riuscì a incorporare atomi di un metallo pesante, il mercurio, in posizioni definite dell'emoglobina. In questo modo la diffrazione cristallografica risultava alterata, e i cambiamenti potevano essere usati per determinare la struttura della molecola nelle tre dimensioni.

Nel 1959 la struttura spaziale dell'emoglobina e della mioglobina era cosa fatta. Racconterà Perutz: "Eravamo come esploratori alla scoperta di un nuovo continente. Ma ora bisognava spiegare il meccanismo molecolare dello scambio respiratorio". L'obiettivo venne centrato da Perutz e Kendrew negli anni successivi al Nobel. Un meccanismo che si rivelerà la chiave per comprendere numerose malattie ereditarie. A cominciare dall'anemia falciforme, dovuta a una sintesi difettosa dell'emoglobina.

Accanto al lavoro scientifico Max Perutz ha sempre dedicato una fetta del suo tempo a scrivere e a parlare di scienza, con articoli e recensioni pubblicati su svariate riviste: dalla New York Review of Books al New Yorker, da Nature al New Scientist. Sono veri e propri piccoli saggi, raccolti in un paio di libri pubblicati nel 2000 in Italia da Baldini&Castoldi: E' necessaria la scienza? (392 pagine; 9,30 euro) e Spaccare l'atomo in quattro (366 pagine; 16,53 euro).

Per Di Renzo Editore Max Perutz ha pubblicato Le molecole dei viventi.