Federazione delle Associazioni Scientifiche e Tecniche
Milano, 19 febbraio 2016
La notte: dominio delle stelle, culla dei sogni, magazzino degli incubi, scintilla di nuove idee e di nuove concezioni dells realtà ma anche fonte di immaginazioni, gioia del riposo ed inquietudine dell’insonnia.
Forse in una notte insonne si è materializzata l’idea di questo convegno che più di un appuntamento scientifico può rappresentare per tutti noi, relatori ed uditori, uno spunto di riflessione. Ma anche scambio di informazioni su temi apparentemente tra loro distanti e disarmonici, ad un più approfondito esame appaiono legati da un “fil rouge” coerente ed interessante.
E questo “fil rouge” nei quattro temi nei quali si articola questo convegno, l’universo, la vita, il pensiero, la creatività, è rappresentato da tre elementi costantemente in esso presenti : l’energia, la materia e l’informazione.
E questi elementi si depanano, si intrecciano e si integrano in un enorme arco temporale che spazia da quasi quattordici miliardi di anni fa fino ad oggi.
Quattro temi, quattro scienze, astrofisica, biologia, informatica e robotica tutte sostenute da affascinanti teorie, la relatività universale, la meccanica quantistica, la biologia molecolare, la termodinamica e la fisica statistica, tutte tese a valorizzare l’uomo nella sua totalità di essere materiale, essere vivente, essere pensante ed essere tecnologico.
Io debbo qui ringraziare l’ A.E.R.A., nella persona del suo Presidente Paolo Zampaglione, il Consiglio Direttivo ed i Comitati Scientifici per aver assecondato questa iniziativa ma anche e soprattutto i quattro Relatori che con amichevole disponibilità hanno accettato con entusiasmo di parteciparvi e di contribuire alla sua realizzazione.
Voglio qui citarli e rinnovare a Loro i ringraziamenti miei e di A.E.R.A : Paolo De Bernardis, Edoardo Boncinelli, Stefano Cappa e Giorgio Metta con Lorenzo Natale che con le loro differenti ed apparenti etereogenee competenze contribuiranno per noi tutti ad un unitario ed imprevedibile arricchimento culturale.
Dott. Prof. Paolo DE BERNARDIS
Tredici miliardi e ottocento milioni di anni fa l’universo era contenuto in un inimmaginabile punto caldo e denso delle dimensioni di un miliardesimo di una particella nucleare. Diap. 1
E’ il momento nel quale avviene il big-bang e l’universo in meno di un nanosecondo, per la creazione di un campo gravitazionale di tipo repulsivo, inizia la sua espansione.
Il vuoto cosmico, se mai vi è stato, si trasforma in uno spazio gravitazionale “inzuppato” di particelle sub-atomiche di materia, i quarks.
Nello spazio di un centesimo di millisecondo i quarks si fondono in protoni e neutroni ed in un centinaio di secondi danno origine agli atomi più leggeri, l’idrogeno e l’elio, ed una densa nebbia di particelle impedisce alla luce di manifestarsi. E’ la fase oscura dell’universo.
Ci vogliono 300 milioni di anni perchè gli elettroni ruotando attorno ai nuclei originino altri atomi; la densità e la temperatura dell’universo diminuiscono e l’universo raggiunge le dimensioni di un millesimo delle dimensioni attuali.
La gravità vince la sua sfida e la materia collassa a formare galassie e stelle. La fusione nucleare illumina le stelle e la densità dell’universo continua a diminuire.
Dopo 10 miliardi di anni l’universo, che ha le dimensioni di tre quarti delle dimensioni attuali, accelera la sua espansione e l’antigravità prevale: si formano ancora galassie e nuove stelle e pianeti.
Responsabile di questo fenomeno è l’energia oscura di origine tutt’ora non chiara.
La composizione attuale dell’universo è stimata composta per il 71,5% di energia oscura, per il 24% di materia oscura, per il 4% di gas e solo lo 0,5% è costituito da stelle e pianeti.
Di questa storia affascinante ci parlerà il prof. De Bernardis, professore di astrofisica dell’Università “La Sapienza” di Roma.
Le sue ricerche e la sua produzione scientifica sono incentrate sulla misurazione della radiazione cosmica di fondo attraverso un palllone stratosferico. Membro di tre spedizioni in Antartide, membro dell’Agenzia Spaziale Europea e della Agenzia Spaziale Italiana è anche membro dell’Accademia Nazionale delle Scienze e dell’Accademia dei Lincei.
A Lui la parola.
Boncinelli
Quattro miliardi e trecentosettanta milioni di anni è l’età del nostro pianeta. Una piccolissima scheggia di una dei miliardi e milardi di galassie dell’universo. Piccolissima scheggia del nostro sistema solare nato dalla condensazione della nube primordiale fatta di idrogeno, elio, metano, ammoniaca, anidride carbonica più tracce di elementi più pesanti.
La condensazione delle particelle gassose crea l’atmosfera primordiale fatta di idrogeno ed elio.
Una imponente attività vulcanica associata al bombardamento di meteoriti o l’impatto con una cometa crea una seconda atmosfera fatta di vapor d’acqua, anidride carbonica ed azoto.
Ancora un miliardo di anni ed il raffreddamento della crosta terrestre provoca la pioggia che formerà gli oceani, la grande Panthalassa del Triassico. Il patrimonio di acqua che sarà la culla della vita.
Acqua e vita un binomio inscindibile !
Sul fondo degli oceani si formano le prime rocce ed attorno ad esse molecole più complesse di tipo lipidico che con le loro estremità idrofile e idrofobiche si dispongono, secondo la teoria di Morovitz, a creare pellicole e bolle delimitate da membrane che dividono il contenuto dall’ambiente circostante e ne regola gli scambi chimici e raccoglie nella sua struttura composti fosfatici. Si realizza la fotosintesi.
E’ il passaggio cruciale verso la vita. ( Diap. 2 )
Si formano così le protocellule che accumulano al loro interno macromolecole altamente complesse: le proteine strutturali, gli enzimi che agiscono come catalizzatori nei processi metabolici, l’RNA messaggero che trasporta l’informazione genetica, il DNA che conserva l’informazione genetica ed è responsabile della capacità autoreplicativa.
E così dalle strutture probiotiche di tre miliardi e cinquecentomila anni fa si passa ai tre miliardi dei batteri, poi ai cianobatteri, ai primi eucarioti di un miliardo e mezzo di anni fa fino ai primi animali di cinquecento milioni di anni fa.
Quattro milioni di anni fa l’Australopitecus aferanensis si levò in piedi ed iniziò a camminare su due gambe.
Di questo e di altro ancora ce ne parlerà Edoardo Boncinelli.
Fisico di formazione, si è dedicato allo studio della genetica e della biologia molecolare degli animali superiori e dell’uomo prima a Napoli e poi a Milano. E’ stato Direttore della Scuola Internazionale Superioe di Studi Avanzati di Trieste dopo essere stato a Capo del Laboratorio di Biologia Molecolare dello Sviluppo dell’Istituto Scientifico H San Raffaele di Milano.
Membro dell’ Organizzazione Europea per la Biologia Molecolare è stato Presidente della Società Italiana di Biofisica e Biologia Molecolare.
Piacevolissimo divulgatore scientifico ha scritto numerosi volumi dai precisi e ricchi contenuti e collabora con varie testate giornalistiche.
A Lui la parola.
Dott. Prof. Stefano CAPPA
Molto più complesso è il tema del pensiero che deve anche tener conto di due altre realtà: la nascita della coscienza di sé e del linguaggio simbolico.
Duecentomila anni fa forme arcaiche di Homo Sapiens o forme più evolute di Homo Abilis cominciano a costruire i primi utensili in pietra volti a scopi ben definiti e la cui realizzazione richiedeva una notevole destrezza manuale.
La comunicazione sociale avveniva allora attraverso una attività gestuale ma con l’impegno delle mani per la costruzione degli utensili l’attività vocale si è evoluta passando dai semplici suoni ad una più raffinata articolazione utilizzando i movimenti della lingua con una destrezza simile a quella delle mani.
Questo avvenne tra i duecentomila e i centocinquantamila anni fa con la nascita del linguaggio simbolico.
Attraverso il linguaggio l’uomo descrive la realtà che lo circonda e trasferisce le informazioni ai suoi simili. Nasce così la cultura.
Ma l’uomo può anche immaginare realtà diverse ed elaborare esperienze personali. Può quindi “pensare”.
E si manifesta così l’esigenza della ricerca della verità nei fenomeni fisici ed intellettuali: nascono così la scienza e la filosofia ma resta insoluto per secoli il dualismo tra mente e materia non riuscendo l’uomo a concepire come la materia ( il corpo ) sia in grado di produrre il pensiero.
Concetto ribadito da Cartesio con la sua netta divisione tra materia ( res extensa o realtà estesa ) e mente ( res cogitans o reatà pensante ).
Questa divisione concettuale ha dominato la scienza e la filosofia fino a poche decine di anni fa poiché scienziati e filosofi, sulla scia di Cartesio,hanno continuato a guardare al pensiero come un’entità intangibile non riuscendo poi ad immaginare come una simile realtà pensante potesse trovarsi in relazione con il corpo.
Anche se fin dal diciannovesimo secolo i neurologi avevano scoperto l’intima connessione fra strutture cerebrali e funzioni mentali, rimaneva un mistero quale fosse la precisa relazione fra mente e cervello.
E’ solo cinquant’anni fa, sulla base degli studi di Bateson, Maturana e Varela e con la formulazione della teoria di Santiago,che si è abbandonata la concezione cartesiana della mente come “cosa” per passare ad una nuova concezione che considera l’attività mentale e la conoscenza, che nel loro complesso costituiscono la cognizione, come dei “processi”.
L’intuizione della teoria di Santiago consiste quindi nella identificazione del “processo della conoscenza”.
Processo che è definito come il succedersi di fenomeni che riproducono con una certa regolarità ogni aspetto della realtà.
(Diap. 3 )
L’evoluzione del pensiero diventa più complessa, impongono nuove direzioni di ricerca, nascono nuove discipline e nuovi rapporti interdisciplinari.
La mappatura del cervello, cioè la delimitazioni di aree cerebrali responsabili di specifiche funzioni, evolve verso nuove concezioni di gruppi funzionali di neuroni, anche funzionalmente transitori, che entrano in risonanza in occasione dei vari comportamenti dell’essere umano.
In altre parole per poter pensare non abbiamo bisogno solo del cervello ma anche del nostro corpo al quale è legato dalla rete nervosa.
La mente umana, secondo Lakoff e Johnson, è “incarnata” nel nostro corpo.
Il processo della conoscenza ed in senso più ampio le scienze cognitive sono dei processi che coincidono con il processo della vita.
E’ il nuovo concetto dell’unitarietà tra mente e corpo.
Vivere è conoscere.
La mappatura del cervello non può quindi dare informazioni certe sull’esistenza di aree particolari dedicate a specifiche attivività della mente perchè l’attività cerebrale nelle sue varie funzioni coinvolge più strutture ed in modo anche non contemporaneo come se si trattasse di una attivazione quasi caleidoscopica.
La abbastanza recente scoperta della Risonanza Magnetica Nucleare, oltre ad essere utile in campo diagnostico, è stata applicata in campo sperimentale per dimostrare l’attivazione di determinate aree cerebrali in rapporto a determinate funzioni ed eventi. I risultati sono stati interessanti ma non univoci e non del tutto convincenti.
Un nuovo approccio è stato recentemente applicato con risultati più incoraggianti e soprattutto utili anche in campo umano non solo a scopo diagnostico ma anche prognostico.
Di questo ce ne parlerà il professor Cappa, Ordinario di Neuroscienze presso l’ Istituto Universitario di Studi Superiori di Pavia.
Laureato in Medicina e Chirurgia e Specialista Neurologo è Responsabile dell’Unità di Neuroscienze Cognitive dell’Ospedale S.Raffaele di Milano.
La sua attività di ricerca riguarda in particolare i disturbi del linguaggio, le demenze e le basi neurali dei comportamenti sociali sia attraverso lo studio delle alterazioni osservabili in campo clinico che mediante tecniche di neuroimmagine.
Purtroppo per sopravvenuti ed inderogabili impegni familiari non può essere presente qui oggi ma ci ha inviato la sua presentazione che proiettiamo.
Ing. Lorenzo NATALE
Come già espresso nell’introduzione al tema del pensiero, la comunicazione sociale tra gli esseri umani è iniziata più di duecentomila anni fa su base gestuale.
I gesti, tutt’ora utilizzati, sono stati poi integrati dal linguaggio simbolico, dalla scrittura e più recentemente dal linguaggio virtuale.
Attraverso questi elementi l’uomo non solo descrive la realtà che lo circonda ma immagina anche realtà diverse e realizza nuove concezioni.
E’ la creatività che attraverso l’interazione delle varia funzioni intellettive genera la capacità potenziale della mente di cogliere i rapporti e le connessioni tra le cose, le parole, le idee e le esperienze in modo originale ed inusuale, ma anche personaale, rispetto al pensiero tradizionale.
Sono così nate l’arte, la letteratura, le scienze e le tecnologie, la filosofia e le ideologie, tutte tese all’affrancamento dell’uomo dal lavoro, al miglioramento della qualità della vita, all’aumento delle capacità cognitive ed all’arricchimento culturale.
Misteriosa ed affascinante la creatività ha consentito, grazie soprattutto all’imperante tecnologia, l’eccezionale sviluppo dell’essere umano ed il suo innato desiderio di superare sé stesso per andare oltre le limitazioni del s uo corpo e delle sue capacità intellettive.
La robotica, lo human enhancement, l’intelligenza artificiale e le nuove tecnologie della comunicazione nate dalla meccanica quantistica, ci permetteranno e forse ci permettono già di “pensare in rete”.
Lorenzo Natale e Giorgio Metta fanno parte del prestigioso Istituto Italiano di Tecnologia di Genova diretto dal professor Roberto Cingolani.
L’ IIT con i suoi oltre trecento ricercatori oltre a spaziare nei più ampi settori della ricerca tecnologica ha rivolto la sua maggiore attenzione verso l’intelligenza artificiale e la robotica umanoide realizzando anche iCub il piccolo robot dalle sembianze umane.
Giorgio Metta, che avrebbe dovuto partecipare al nostro convegno, è stato recentemente nominato vice-direttore dell’Istituto e l’Istituto stesso è stato designato dal nostro Governo a far parte di quella cosiddetta città della scienza che dovrebbe realizzarsi a Milano nell’area post-Expo. Questi i motivi per cui siamo lieti di avere qui con noi Lorenzo Natale che di iCub è stato uno dei principali sviluppatori.
Lorenzo Natale, bio-ingegnere elettronico, ha conseguito presso l’Università di Genova sia la laurea che il dottorato in Robotica.
Ha successivamente svolto un periodo di post-dottorato presso il laboratorio CSAIL dell’ MIT di Boston ed è stato professore a contratto presso l’Università di Genova.
Attualmente è Ricercatore presso l’Istituto Italiano di Tecnologia dove dirige il Laboratorio di “Humanoid Sensing and Perception”.
A Lui la parola.
Conclusioni
Non so se questo pomeriggio che abbiamo passato insieme abbia suscitato in tutti noi paricolari sensazioni o emozioni ma son certo che qualche spunto di riflessione sia sorto nelle nostre menti.
E’ indubbio che dopo aver ascoltato quanto i nostri competenti relatori ci hanno esposto è emersa la certezza che noi siamo parte dell’universo.
La materia, l’energia e l’informazione di cui siamo composti sono gli stessi elementi che compongono l’universo ed all’universo noi restituiamo questi elementi alla fine del nostro ciclo vitale per metterli a disposizione del suo futuro.
In particolare gli esseri viventi sono sede di un continuo scambio con l’ambiente di materia, di energia e di informazione di cui hanno bisogno per la loro continuità vitale, per la loro crescita, per la loro riproduzione ed al quale cedono i loro scarti del metabolismo e dell’informazione per nuovi eventi.
Ma ciò che caratterizza questi eventi è che si tratta di “processi” cioè di una successione di eventi evolutivi che sono presenti nell’universo, nella vita, nel pensiero e nella creatività.
E’ quindi questo nuovo concetto che rappresenrta il nuovo “fil rouge” di questo convegno.
E’ un processo l’evoluzione dell’universo, è un processo la vita come sono processi la cognizione e la creatività.
Un processo che ha però un vincolo insuperabile in una vecchia legge fisica del diciannovesimo secolo: la termodinamica.
In una splendida pagina di un piccolo libretto scritto da Edoardo Boncinelli – vita – si dice che ad ogni essere vivente che nasce viene dato un patrimonio di “energia libera” ,o meglio di energia utile a produrre lavo ro, che può essere speso nel corso del suo ciclo vitale.
L’energia, in base al secondo principio della termodinamica non può che degradarsi diminuendo l’energia utile perchè una quota dell’energia disponibile va nell’entropia del sistema.E quando non vi è più disponibilità di energia utile simuore.
La sopravvivenza della nostra specie è legata alla rapidità con cui spendiamo il nostro gruzzolo di energia utile.
In un’altra pagina di un altro piccolo libretto – sette brevi lezioni di fisica – Carlo Rovelli lancia un messaggio che deve farci meditare: “penso che la nostra specie non durerà a lungo. Non pare avere la stoffa delle tartarughe, che hanno continuato ad esistere simili a sé stesse per centinaia di milioni di anni, centinaia di volte di più di quanto siamo esistiti noi. Apparteniamo a un genere di specie a vita breve. I nostri cugini si sono già tutti estinti. E noi facciamo danni. I cambiamenti climatici e ambientali che abbiamo innescato son stati brutali e difficilmente ci risparmieranno.
Per la Terra sarà un piccolo blip irrilevante ma non credo che noi li passeremo indenni; tanto più che l’opinione pubblica e la politica preferiscono ignorare i pericoli che stiamo correndo e mettere la testa sotto la sabbia…..”.
Ma l’universo sopravviverà. Non sappiamo cosa c’era prima del big-bang e se dopo ci sarà il big-crunch ma noi della sua storia siamo stati artefici e spettatori, golosi di conoscere le teorie che lo gestiscono, i tratti che lo compongono, le immagini delle sue tragedie e delle sue meraviglie senza dimenticare che siamo parte di lui e fatti di materia, energia ed informazione e che nei miliardi di anni del suo passato un grande evento, la vita, ha permesso la nascita dell’uomo che oggi con la sua insaziabile fame di “informazione” vuol progettare se stesso.
Non mi resta a questo punto che porgere il ringraziamento di A.E.R.A. e mio personale a Paolo De Bernardis ad Edoardo Boncinelli a Stefano Cappa e a Giorgio Metta e Lorenzo Natale per i loro contributi nonché a Paolo Zampaglione al Conssiglio Direttivo ed i Comitati Scientifici per il loro supporto ed a tutti i presenti per la loro partecipazione a questo convegno con la certezza che i messaggi in esso contenuti lasceranno una traccia se no nella nostra mente certamente nei nostri cuori.
Grazie.
