L'intricato speciale

Decenni e decenni fa, un giovane scrittore avveniristico e con lo sguardo che andava lontano utilizzò il computer della sua università per salvare su nastro il suo miglior racconto. Non ne esisteva copia cartacea, lo scopo pionieristico dell’intera faccenda era proprio quella di un uso esclusivo delle nuove tecnologie per poterci scrivere su la tesi del proprio dottorato.
Terminati gli studi, il nostro scrittore andò a lavorare altrove e il racconto da lui scritto rimase negli archivi dell’università.

Dopo qualche anno la tecnologia era cambiata. Ora c’erano i floppy e i computers erano molto più piccoli quindi l’università decise di trasferire il suo archivio su un supporto più moderno. Anche il racconto del nostro scrittore fu convertito in un nuovo file e salvato su un floppy. Nel frattempo i nastri originali erano stati gettati via perché non facenti parte di quei pochi che furono inviati al museo della tecnologia.
Passati altri anni, un tesista che faceva ricerche salvò una copia del file nel formato di word e, letto un racconto così bello, decise di distribuirne copie tra i suoi amici.

Accadde poco tempo dopo che il racconto fosse pubblicato e che finisse tra le mani di un quarantenne che aveva scritto un racconto su nastro. «Caspita! Il mio racconto!» esclamò l’uomo. Purtroppo per lui non rimaneva molto di tangibile riguardo a quei tempi di giovinezza e nulla poté certificare la paternità e la data di stesura dell’opera.

Quali tracce archeologiche lascia la scrittura di un libro? Se digito un testo su file qualcuno può fare un “cut and paste” su un nuovo file e alterare la data o cambiare l’autore. Come faccio a sapere quando un testo è stato scritto? Posso solo fare un confronto con altri testi che ne parlano, cercare testimonianze più “volatili” e meno tangibili, fidarmi di altri autori dell’epoca. Per molti testi che conosciamo la versione più antica pervenuta è posteriore alla loro scrittura: ad esempio i testi di Platone, scritti tra il 100 e il 44 a.C. ma giunti a noi in una copia del 900 d.C. (1000 anni dopo); oppure l’Iliade di Omero, redatta nel 1100 a.C. ma pervenutaci in una copia del 400 a.C. (700 anni dopo).
Molte di queste opere sarebbero andate perdute se nessuno le avesse pazientemente ricopiate, ma il fatto che fra le mani abbiamo solo una copia non falsifica certo l’autore originale. Si tratta di applicare un po’ di buon senso e di comprendere che quando mancano le prove si dovrebbe ammettere di non sapere, piuttosto che imporre una propria teoria.

Il picco di bragg è la curva che si ottiene disegnando l’energia persa da una particella che penetra nella materia in funzione della profondità che essa raggiunge man mano che avanza. La forma di “picco” mostra che una particella rilascia la maggior parte della sua energia alla fine del percorso e questa importante caratteristica è sfruttata in medicina per curare i tumori senza operare, utilizzando le particelle come delle “bombe di profondità”.

Conoscere questo comportamento è importante anche dal punto di vista sperimentale perché permette di stabilire  lo spessore dei materiali da usare in base all’effetto che si vuole ottenere. Per fare un esempio, negli esperimenti sui quali ho lavorato c’era la difficoltà sperimentale di rivelare delle particelle con energia molto bassa, al di sotto di quella minima sufficiente affinché il rivelatore potesse reagire. Poiché queste particelle erano però degli isotopi instabili, riuscendo ad intrappolarle tutte da qualche parte si poteva attendere il loro decadimento e conseguentemente “contarle” in base al numero di decadimenti.
Per intrappolare le particelle è stato perciò usato uno spessore di materiale le cui dimensioni sono state stabilite proprio svolgendo simulazioni basate sul picco di Bragg.

È da diverse settimane che io e i miei superiori stiamo sbattendo su un problema: misurando tre volte la stessa cosa, a distanza di pochi anni l’una dall’altra, non si ottiene lo stesso risultato. La procedura è identica per tutte e tre le misure e i calcoli sono stati ricontrollati più volte. Nulla sembrava giustificare delle alterazioni così pesanti del risultato.
Alla fine però ne siamo venuti a capo: gli spessori usati, sebbene sempre sufficienti a fermare tutte le particelle (secondo le simulazioni), erano diversi e, contrariamente a quanto atteso, fermavano un numero maggiore di particelle se la loro dimensione era esageratamente maggiore di quella necessaria. La realtà, come sempre, batte lo scienziato uno a zero e proprio lì dove credeva di sapere ormai già tutto.

Supponiamo che un vostro amico burlone abbia preso il libro che state leggendo e ve lo abbia restituito dopo aver passato uno strato di bianchetto sul nome di un personaggio del quale non avevate ancora letto nulla. Beh, non potete proprio sopravvivere all’ignoranza di quel nome, perciò vi armate con una lametta e cominciate a raschiare via il bianchetto. Bisogna però fare molta attenzione perché potreste portarvi via anche l’inchiostro.

Dopo un po’ che raschiate appare qualche segmento di una lettera. Uhm… All’inizio vi sembrano segni senza senso. Qualcuno potrebbe anche dubitare che lì sotto vi possa mai essere stato un reale simbolo della vostra lingua e potrebbe anche dire che l’autore del libro, scrivendo un nome alieno, abbia messo macchie casuali di inchiostro. Fase uno: elementi sconosciuti che richiedono interpretazione.

Dopo aver fissato le macchie per un po’, aiutandovi con il testo circostante, capite che la lettera dev’essere dell’alfabeto latino e la disposizione dei segni vi suggerisce che la lettera misteriosa sia una “o”. Qualcuno potrebbe, a questo punto, dichiarare chiusa la faccenda e passare alla lettera successiva. Fase due: teoria.

Bene! Avete una spiegazione che funziona ma, se non siete cattivi utilizzatori del rasoio di Occam, non potete non chiedervi se quei segni sono veramente una “o” o se avete invece preso una cantonata. Una spiegazione semplicissima e perfettamente funzionante non è per forza la migliore, quella che descrive la realtà, la verità.
Vi viene a trovare una vostra amica che vi dice: «Qui c’è un cerchio ma la lettera potrebbe acnhe essere una “q”». Avete due possibilità: ascoltare la vostra amica oppure prenderla per una scocciatrice che vi vuole dare torto sulla vostra bellissima teoria della “o”. Se non siete chiusi mentalmente vi metterete a raschiare intorno per cercare nuovi elementi. Fase tre: apertura mentale.

Se è vero che lì c’è una “q” allora, raschiando in basso a destra si dovrebbe trovare dell’inchiostro. Con molta fatica riuscite a raschiare un altro po’ di bianchetto ed ecco comparire un altro segno. Cavolo! Eravate proprio convinti che fosse una “o”. Qualcuno però potrebbe dire che il nuovo segno che avete trovato sia soltanto un minuscolo insetto che è rimasto invischiato nel bianchetto e perciò la spiegazione della “o” andrebbe bene ugualmente. Se non siete troppo orgogliosi e, ancora una volta, chiusi mentalmente non la pensate affatto così. Fase 4: verifica.

Siete certi che la lettera sia una “q”? Se avete imparato la lezione della “o” allora dovreste pensare che ciò che avete trovato può non essere una “q”, anzi, che potrebbero essere diverse lettere o che avete raschiato male. Se siete onesti ed umili allora non andrete a combattere con la dialettica chi vi dice che quei segni sono in realtà una “g” e che, magari, ve lo dice proprio perché quel libro lo ha già letto. Se siete ragionevoli non potete asserire con assoluta certezza che nei vostri segni non c’è e non ci sarà mai una “g” e che pertanto chi sostiene la “g” debba senz’altro sbagliarsi.
Non basta che una teoria spieghi bene i fatti noti e ne preveda alcuni non noti. La posizione onesta, di fronte alla natura, è quella di ammettere di non sapere e, soprattutto, di non negare una cosa, solo perché sembra improbabile o inverosimile, solo perché non rientra nei nostri schemi. Diceva Luigi Pirandello: «Le assurdità della vita non hanno bisogno di parer verosimili, perché sono vere. All’opposto di quelle dell’arte che, per parer vere, hanno bisogno d’esseri verosimili.»

 Nessun libro è stato vilipeso per la realizzazione di questo post

Non esistono quantità che possiamo misurare con precisione infinita: i nostri strumenti sono limitati e questo limite si trasmette ai risultati delle nostre misure. Questa precisione non si limita soltanto a definire il numero di cifre significative che il nostro numero, rappresentante la grandezza misurata, può avere dopo la virgola decimale; rappresenta ben di più. Il dato con cui dichiariamo l’imprecisione della nostra misura viene detto “errore” o “indeterminazione” ed ha un significato ben preciso ed importante.

Per semplificare, se misuro la lunghezza di un tavolo con un metro da sarta – che ha una divisione della scala ogni cinque millimetri – potrò dire che esso è lungo 150 centimetri e che la mia indeterminazione è di mezzo centimetro. Questo vuol dire che io non so se il tavolo è lungo 150.5 o 149.5 centimetri o una qualsiasi delle lunghezze che si trovano comprese tra questi due numeri.
Questa indeterminazione non è soltanto un valore “a corredo” della misura – ovvero un numero che dice soltanto quanto essa sia buona – perché può influenzare le nostre conclusioni. Se infatti una fabbrica di tavoli mi incaricasse di controllare che i suoi prodotti siano tutti conformi fra loro potrei dire che un tavolo lungo 150.5 centimetri ed uno lungo 149.5 centimetri sono della stessa lunghezza entro la mia indeterminazione di 0.5 centimetri. Nessuno infatti mi proibisce di dire che il valore “vero” – a noi sconosciuto – della lunghezza del tavolo sia per entrambi 150.0 centimetri.
Dichiarare l’errore della nostra misura e tenerne conto nelle nostre conclusioni è un atto di onestà e di umiltà.

Ci sono dei metodi matematici che sono qualche volta utilizzati per affinare i dati ma che si rivelano delle affilatissime armi a doppio taglio. Il criterio di Chauvenet, per esempio, è un test statistico che ci consente addirittura di rigettare dei dati misurati. Se usato bene, permette di localizzare un errore di battitura, per esempio. Se viene usato però su dati “buoni” può diventare un metodo di fare andare l’esperimento “come vorremmo che andasse” e non “come va realmente”. Può darci cioè il potere di imporre la nostra visione sulla realtà, con tutte le conseguenze che ciò comporta – comprese conclusioni forzate o addirittura fasulle.
Pensiamo per un attimo all’esperimento di Rutherford e a cosa sarebbe successo se avesse applicato Chauvenet a quei pochissimi anomali dati che rivelavano particelle deflesse in una direzione inaspettata: penseremmo ancora che l’atomo sia un panettone che ha per canditi protoni ed elettroni.

La statistica è una scienza che ha fornito decine di test per manipolare i dati; tutti armi a doppio taglio come il test di Chauvenet. Purtroppo esistono scienziati disonesti e davvero poco umili di fronte alla realtà che forzano i loro esperimenti alle loro teorie facendo uso massiccio di questi test. È così che appare magicamente un picco nelle fluttuazioni del rumore di fondo oppure che una misura poco significativa diventa invece la dimostrazione di una teoria. Non è molto diverso da chi sente messaggi in codice sussurrati nelle canzoni dei Beatles.
Le conseguenze di questo “dogmatismo” scientifico (deve andare così perciò dev’essere così) sono terribili: va a finire che tutti ritengano vero qualcosa che ancora non è verificato. Una misura ben fatta è una misura già così palese che non ha bisogno di test statistici per aumentare la sua validità. Facciamo attenzione: non tutto ciò che è scientifico può esser preso per oro colato.

Robin Williams cambia un 3 in 8 nel film Mrs. Doubtfire

Prima della relatività di Einstein, il termine “teoria” significava una cosa ben precisa: un sistema di ipotesi e seguenti tesi che rappresenta una delle possibili spiegazioni ad un fenomeno. La teoria della relatività fu intesa in questo modo finché non furono osservati alcuni fenomeni – la differenza temporale fra orologi atomici in orbita, le lenti gravitazionali – che ne verificarono i postulati. Il nome “teoria” è però rimasto davanti a “relatività”, perciò si è dovuto agire sul significato del termine per permettere questa eccezione:

dal sabatini-coletti

Nonostante le (in)opportune correzioni, una teoria è e resta sempre in antitesi con la “pratica” e, per estensione, anche con la “realtà”. I principi di una scienza, anche se formulati rigorosamente e sistematicamente, possono ancora essere considerati non definitivi, una delle tante possibili spiegazioni, qualcosa che potrebbe rivelarsi falso in qualsiasi momento. E non finisce mica qui.
I principi di una scienza molto raramente sono autoconsistenti, cioè raramente non necessitano di alcuna base sulla quale poggiarsi. Nella stragrande maggioranza dei casi un principio altro non è che quella tesi conseguente alle ipotesi in quel sistema che rappresenta una delle possibili spiegazioni ad un fenomeno. Ciò implica che quanto più un’ipotesi si allontana dal caso reale, tanto più la teoria si trasforma in una fantasia adattata ad alcuni fatti – e che pretende di esserne poi avvalorata; non è neanche più la rappresentazione di un caso “ideale” – cioè senza imprevisti.

Per fare un esempio pratico possiamo citare il film “The core“, non tanto per il contenuto scientifico o meno ma per l’approccio alla scienza che viene più volte messo in risalto all’interno del film. Di fronte alla teoria che spiega – o spiegherebbe – come è fatto l’interno del pianeta, più volte viene presentato il dubbio: “E se non fosse così?”. Ed effettivamente il dubbio viene confermato più volte perché, nonostante tutte le prove che possono avvalorare la nostra teoria, la prova definitiva – cioè la misura in loco – non c’è. In questo, come in moltissimi altri casi nella storia della scienza, dall’archeologia all’astrofisica, la realtà si dimostra sempre ricca di sorprese; sorprese che possono distruggere in un batter d’occhio le nostre teorie.

Lo scienziato troppo fiducioso delle proprie teorie e/o troppo sicuro di sé oppure ideologicamente convinto di qualcosa (o della sua non verità ), di fronte all’evento nuovo può imbarcarsi nelle spiegazioni più contorte e impressionanti, ma l’invito concreto che dev’essergli mosso è lo stesso che sentiamo in una scena del film: «Ripeti con me: “non-lo-so“». L’umiltà di fronte al mondo circostante innanzitutto.

Nessuno è perfetto; tutti si può sbagliare; errare è umano. Sbagliare è nella natura umana: non esiste essere umano al mondo che non abbia mai commesso il più piccolo errore. Se c’è qualcuno che in apparenza sembra non sbagliare mai, lo identifichiamo subito come una persona non umana, un “robot”, uno “scherzo della natura”.

Non c’è attività umana che sia esente da errore. Spesso sbagliamo così lievemente che non produciamo danno, altre volte l’errore produce danni enormi anche se si tratta di una sciocchezza, magari una differenza impercettibile. Ma se qualsiasi cosa facciamo o pensiamo può contenere un errore, come può, ciascuno di noi ritenere di essere capace di giungere ad una conclusione definitiva in modo totalmente autonomo e indipendente?

Oggi si sente spesso parlare della facoltà di poter decidere autonomamente le proprie regole di vita, i propri standard, il proprio personalissimo metro di giudizio. Se l’errore è una cosa ineliminabile della natura umana, come possiamo presumere che una scelta completamente autonoma e, in ultima analisi, isolata possa condurre ad una conclusione corretta? Se neanche riunirsi in gruppi di lavoro può evitare l’errore, come è possibile confidare solamente sulle proprie finite capacità o sulle capacità finite dell’umanità tutta?
Una maniera di districarsi forse c’è ma bisogna saper accettare che una soluzione ad un nostro problema possa giungere dall’esterno: unire al dubbio per le proprie certezze, l’esperienza, la verifica sperimentale e l’osservazione della realtà, senza pregiudizi. Verificare con la prova diretta se una certa conclusione fa realmente vivere meglio o se nasconde conseguenze pericolose.

Tra un asino e un cavallo non c’è confronto. Non a caso si sono spese arti di ogni tipo nel rappresentare la magnificenza estetica del cavallo, la sua “nobiltà”. Eppure, povero asinello, sei un grande lavoratore perché il padrone ti carica la schiena di fardelli. Sei usato come parola di scherno per gli studenti svogliati e testardi. Nessuno stravede per il poterti cavalcare, anche se non sei orgoglioso quanto il cavallo e raramente rifiuti chi ti vuole salire in groppa.

Ti vedo arrampicarti per il sentiero, lentamente, con due enormi sacchi appesi ai fianchi. Il padrone ti cammina affianco. Un cumulo di fieno ti aspetta a casa, forse anche una carota. Liberato dal tuo carico, una carota e una carezza saranno il tuo premio.

La tua fatica non è sprecata, il tuo lavoro non si perde su uno scaffale o entro una cornice; aiuti il tuo padrone a mandare avanti la fattoria e, se il padrone è buono e merita, questo è sufficiente per renderti felice.

I gelatai di un secolo fa non avevano i frigoriferi elettrici di oggi, dovevano perciò ricorrere a dei metodi rudimentali per conservare e trasportare il gelato fino ai loro clienti. La vaschetta metallica contenente il gelato veniva infilata in un catino più grande che conteneva al suo interno una soluzione di ghiaccio, acqua e sale.

Poiché mescolando ghiaccio e sale si abbassa il punto di fusione al di sotto dei -10°C e poiché la soluzione si mantiene a temperatura costante finché c’è del ghiaccio, si otteneva facilmente un congelatore. Nel corso della giornata il ghiaccio andava però sciogliendosi diluendo la salinità della soluzione perciò il gelataio doveva aggiungere del sale di tanto in tanto.

Come sappiamo, quando il ghiaccio si scioglie il volume di acqua aumenta e se aggiungiamo del sale lo aumentiamo ancora di più. Per questo motivo, il catino che conteneva la soluzione diventava sempre più colmo.
È qui che entra in scena il “troppo pieno“: si tratta di un foro che si trova ad un’altezza prefissata sulle pareti del catino e permette alla soluzione liquida di fuoriuscire e riversarsi fuori per evitare trabocchi. Gli antichi gelatai lasciavano perciò una strisciolina di bagnato lungo il loro percorso.

Anche le persone sono come quei catini congelatori: finché hanno l’umiltà di ritenersi bisognosi in qualcosa, pronti a ricevere oltre che a dare, tutto fila liscio; quando però diventano troppo pieni di sé, dalla loro valvola di sfogo riversano la loro superbia su coloro che li circondano.

Un ricercatore è fatto per ri-cercare, per esplorare l’universo e le sue leggi. Ci sono però diverse degenerazioni nelle quali uno scienziato può precipitare e la più grave è quella che lo priva proprio della sua qualità principale: il cercare.

Ho visto spesso, soprattutto tra alcuni teorici, costruire modelli su modelli, teorie su teorie, spiegazioni su spiegazioni per placare la sete di significato che tutti abbiamo. Lo scienziato, più di altri, non riesce ad astenersi dal chiedere “perché?” al mondo che lo circonda e la sua inquietudine non conosce sollievo.
Questa inquietudine non deve conoscere sollievo, perché quando il proprio modello e le proprie teorie diventano troppo buone e troppo giuste si crede di aver finito. Quando si crede – a torto – di avere una spiegazione a tutto, complessa o semplice che sia, non c’è più nessun’altra spiegazione da cercare.

Ne ho visti troppi, dire che oramai restavano da chiarire solo i dettagli; che anche se il singolo non può dare una spiegazione a tutto, lo può fare la collettività scientifica perché ha specialisti in ogni disciplina; che in un futuro molto vicino nessuno dovrà più chiedersi “Perché?”.
No, non è così. Noi scienziati, noi l’umanità siamo un manipolo di ignoranti in un cosmo così tanto più grande di noi che ci interroga costantemente sui suoi “perché”.  Non vediamo che una goccia d’acqua in un immenso e profondo oceano. Siamo tutt’altro che arrivati a comprendere tutto. Ce lo dice la storia dei modelli scartati; ce lo dicono tutti coloro che in passato pensavano di essere arrivati e poi si sono dovuti ricredere; ce lo dice chi dopo un’intera vita non ha ancora smesso di imparare.

Le nostre spiegazioni alla realtà sono grossolane e ingenue, forse errate nonostante le prove – perché anche “le prove” possono essere mal interpretate e giustificare o confutare quel che vogliamo. Una cosa che non deve mai mancare a chi si occupa del sapere è l’umiltà; l’umiltà di riconoscersi naufrago in un mare del quale non si vedono i confini.