Tra i tanti oggetti pervasivi ed elusivi che affollano la dimensione invisibile del mondo subatomico, il "bosone di Higgs" è stato il più pervasivo ed elusivo: quella particella era l'elemento cruciale che mancava a completare il puzzle del Modello Standard, perché conferiva massa a tutte le altre particelle elementari, un enigma rimasto altrimenti insoluto. Quando finalmente il 4 luglio 2012 il CERN ne ha annunciato la verifica sperimentale, la "particella di Dio" (come un fisico l'ha temerariamente denominata) ha attirato su di sé i riflettori dell'attenzione mediatica mondiale. Affrontando l'intera questione con un rigore che ne acuisce la densità intellettuale e la vertigine tecnologica, Jim Baggott segue due percorsi paralleli. Non solo, infatti, ne ricostruisce la genesi teorica, ma ripercorre tutte le stazioni di avvicinamento all'eclatante risultato di Ginevra: il legame tra i primi acceleratori degli anni Venti e le collisioni di particelle nei raggi cosmici; la messa a punto del ciclotrone da parte di Lawrence; il contributo di Van der Meer, il cui metodo di "raffreddamento stocastico" ha permesso al gruppo di Rubbia l'individuazione dei bosoni W e Z, decisivi per arrivare alla scoperta del bosone di Higgs; e le svolte successive del LEP (Large Electron-Positron Collider) e dell'ormai leggendario LHC (Large Hadron Collider), che con i suoi 1600 magneti superconduttori ha permesso di sviluppare energie senza precedenti. Prefazione di Steven Weinberg.
"Chiunque non ne resti sconvolto incontrandola per la prima volta evidentemente non l'ha capita" diceva della meccanica quantistica Niels Bohr, uno dei suoi padri fondatori - mentre Einstein ne era piuttosto infastidito: "Dio non gioca a dadi col mondo". Certo è che, visti da vicino, i fenomeni quantistici pongono sconcertanti sfide alla logica e al senso comune, modellati sul mondo macroscopico. A seconda delle situazioni, la materia è onda o particella e il confine tra l'osservatore e il fenomeno osservato diventa pericolosamente labile. Coppie di particelle originatesi insieme, ma separate da distanze di chilometri, si comportano come se fossero una unità inscindibile, quasi comunicassero per via telepatica: una trasmissione superluminale, o addirittura istantanea? Ma questa possibilità è negata dalla teoria della relatività, l'altra colonna portante della nostra visione del mondo. Un simile argomento, così remoto dall'esperienza comune, per essere seriamente studiato richiede conoscenze matematiche avanzate e un lungo tirocinio scientifico. Chi ha voluto divulgare i concetti quantistici presso il grande pubblico ha invece il più delle volte finito per banalizzarli ed estenderli ben al di là delle intenzioni dei loro creatori, alimentando ogni sorta di mode e di credenze.
Ideata autonomamente, nel 1869, da Dmitrij Mendeleev e Julius Lothar Meyer, la "tavola periodica degli elementi" continua a restare per lo più congelata nell'inerzia dei ricordi scolastici. Con il libro di Sam Kean dietro ogni simbolo e ogni numero atomico si spalancano sequenze inimmaginabili in tutti gli ambiti dell'esperienza e della conoscenza umana. Come quelle arcaico-antropologiche sull'antimonio, elemento che troviamo nel giallo del Palazzo di Nabucodonosor e nel mascara delle donne egizie, usato sia per sedurre che per incutere terrore. O, ancora, quelle medico-sanitarie sulla tossicità del nitrato d'argento contrapposta alle qualità terapeutiche dello zolfo, alla base del "prontosil rosso", sulfaminide e primo chemioterapico antibatterico. O, infine, quelle fisico-cosmologiche: tutti gli elementi della tavola, infatti, condividono la stessa genesi stellare (l'esplosione di una supernova) in una fase di contrazione della materia che ha scremato la Terra e gli altri pianeti, oltre quattro miliardi e mezzo di anni fa. Punteggiato di sorprendenti aneddoti (come quello, evocato nel titolo, del cucchiaino di gallio che si scioglie al contatto del tè, permettendo trucchi alla Houdini) e digressioni narrative, il libro di Kean è un'introduzione alla conoscenza di ciò che costituisce il nostro pianeta.
Tra i fili di Arianna che si possono seguire per interpretare lo sviluppo del moderno, Martin Davis seleziona quell'entità al tempo stesso astrusa e comunissima che è il calcolo o computazione. Astrusa perché la teoria della calcolabilità - in bilico tra matematica, ingegneria elettronica e filosofia non è certo un soggetto facile. Comunissima perché chiunque usi un PC ha tra le mani, spesso senza saperlo, un "calcolatore universale" - l'epitome stessa della nozione di computazione. Per ricostruire la genesi di questa idea Davis prende le mosse da Leibniz e compone, con affetto e rispetto, una galleria di personaggi-chiave che comprende Boole, Frege, Cantor, Hilbert, Gõdel e culmina in Turing: alla sua macchina universale riconosce infatti, pur pagando il dovuto tributo a Gõdel, un ruolo centrale nei fenomeni di insolubilità. Grazie a Turing il "sogno di Leibniz" - l'invenzione di un calcolo simbolico con cui risolvere in maniera automatica ogni genere di problemi - si materializza in calcolatori non più in carne e ossa, ma in rame e silicio. Resta tuttavia, quel sogno, solo in parte realizzato: se molti degli aspetti della mente razionale sono oggi riproducibili informaticamente, quelli che più caratterizzano l'essere umano - senso comune, emozioni, coscienza - resistono ancora alla realizzazione della visione di Leibniz.
Uno dei più brillanti fisici della nuova generazione delinea un nuovo, sorprendente approccio allo studio dell'universo, interamente fondato sulla caratteristica più ovvia e insieme enigmatica del tempo: il fatto di avere una direzione. Ma il dilemma della freccia del tempo non inizia con telescopi giganteschi o potenti acceleratori di particelle. Si presenta in cucina ogni volta che rompiamo un uovo in padella: possiamo trasformare l'uovo in una frittata, ma non la frittata in un uovo. Eppure, nel bizzarro mondo quantistico, che soggiace agli stessi fenomeni, il tempo è reversibile, e la catena degli eventi può essere percorsa a ritroso. La contraddizione insita in questa semplice, umile rottura di simmetria apre lo spiraglio per arrivare a comprendere i misteri del nostro universo - e di altri ancora. La freccia del tempo puntata risolutamente dal passato al futuro, spiega Carroll, deve la sua esistenza a proprietà dello spazio-tempo che precedono lo stesso Big Bang questione che non si poneva ai tempi di Einstein. A conclusione di un'ampia esplorazione dei risultati e dei problemi della termodinamica, della relatività e della meccanica quantistica, egli suggerisce dunque che il nostro universo faccia parte di un multiverso, una grande famiglia di mondi, in alcuni dei quali altri esseri umani sperimentano lo scorrere del tempo in direzione opposta, e una diminuzione dell'entropia - il che ci riconduce al grandioso paesaggio cosmico di Susskind.
L'idea di una società coesa e solidale, retta da regole inflessibili, dove ciascuno ha un compito ben definito e nulla è lasciato al caso - simile dunque a un meccanismo perfetto che si muova sulla scena globale come un tutt'uno -, ha sempre affascinato i filosofi, e spesso gli insetti sociali sono stati assunti come modello anche per gli umani. Saggiamente, nel celebrare "la bellezza, l'eleganza e la stranezza delle società degli insetti", Hölldobler e Wilson si astengono da arbitrarie, quanto scontate, estrapolazioni sociopolitiche e restano saldamente ancorati all'ambito che è loro più congeniale, quello della natural history, la biologia sul campo. A differenza dei biologi di orientamento teorico-sperimentale, condividono infatti il gusto per l'osservazione della natura e la minuziosa raccolta di dettagli, unicamente motivati dalla passione per il proprio soggetto. E di questa indagine è frutto "Il superorganismo", destinato a modificare radicalmente il nostro modo di guardare le società degli insetti. Protagoniste sono, ancora una volta, le formiche. Presso questi animali prodigiosi - come presso gli altri insetti "eusociali", api e termiti - la divisione del lavoro è così rigorosa da non risparmiare neppure i neonati o la funzione riproduttiva: da un lato la regina madre e gli inoffensivi maschi addetti all'inseminazione, dall'altro la casta delle operaie sterili dedite alla cura della prole regale o impiegate in missioni ad alto rischio.
Chi opera in campo biomedico conosce bene la sigla HeLa, che denota una linea cellulare di vitale importanza nelle ricerche sul cancro e su molte altre malattie: cellule speciali, tanto resistenti da essere praticamente immortali, vendute e comprate da decenni nei laboratori di tutto il mondo. Ma quelle quattro lettere racchiudono anche una storia perturbante, emblematica - e soprattutto una persona in carne e ossa. Henrietta Lacks lavorava nei campi di tabacco della Virginia, così come i suoi antenati schiavi. Quando muore per un tumore, nel 1951, i medici, senza preoccuparsi di chiedere alcun consenso, prelevano un campione dei suoi tessuti e si accorgono ben presto di un fenomeno sbalorditivo: le cellule tumorali continuano a crescere fuori dal corpo, in laboratorio. Da qui alla commercializzazione il passo è breve, ma passeranno vent'anni prima che i familiari scoprano una verità non meno incredibile che traumatizzante: Henrietta è 'immortale', e dalle sue cellule si è sviluppata un'industria miliardaria. Rebecca Skloot ha deciso di raccontare questa storia, e superando diffidenze e ostilità è riuscita a entrare in contatto con i Lacks guadagnandosi l'amicizia della figlia di Henrietta, Deborah. È nato così un libro che ci conduce da un reparto riservato ai neri del Johns Hopkins Hospital agli abbacinanti laboratori dove i congelatori custodiscono le cellule HeLa, dalle baracche di Clover, villaggio popolato di schiavi e guaritori, alla Baltimora di oggi.
È singolare come nei suoi ultimi anni Guénon abbia voluto dedicare un libro a una questione matematica quale il calcolo infinitesimale, introdotto da Leibniz e poi diventato un pilastro della scienza moderna. Ma evidentemente riteneva che qui fossero in gioco problemi di altissima rilevanza. Tralasciando gli aspetti pratici connessi al calcolo matematico – per lui «del tutto privi di interesse» –, Guénon si concentra sui princìpi che dovrebbero costituire il fondamento di ogni sapere particolare, e chiarisce nozioni che in realtà, in quanto passibili di essere trasposte analogicamente e di acquisire anche una valenza metafisica, attraversano l’intera sua opera: dal significato della serie dei numeri, dell’unità e dello zero alle fondamentali differenze fra l’«infinito» propriamente detto e l’«indefinito», fra il continuo e il discontinuo, fra la quantità e la qualità. Guénon mostra come le difficoltà concettuali e i dubbi affrontati da Leibniz e dai matematici che dopo di lui si cimentarono con l’idea dell’infinito discendano dall’abbandono di quel rigore intellettuale proprio del pensiero metafisico che, in rapporto alla mera indagine empirica e razionale cui sono confinate le scienze moderne, rappresenta un «passaggio al limite» – rispetto al quale, secondo Paolo Zellini, anche le «formule del calcolo più avanzato non possono sempre dichiararsi estranee».
«Dotato di cultura enciclopedica, Rucker spazia dal celebre racconto ottocentesco di Edwin Abbott Flatlandia a La storia di Plattner di H.G. Wells; da opere di misconosciuti matematici otto-novecenteschi agli illustri John Wheeler e Kip Thorne, fino ai romanzi di fantascienza e alle storie di Borges, per chiarire anche al lettore più profano che cosa accadrebbe se lo spazio avesse due sole dimensioni oppure quattro invece di tre, se esseri bi- o quadridimensionali apparissero nel nostro mondo tridimensionale o se, viceversa, uno di noi si facesse una passeggiatina nella quarta dimensione. Simultaneamente Rucker ci spiega la natura dello spazio e quella del tempo e come essi potrebbero mutare nei modi più svariati. Nella sua scorribanda spaziotemporale ce n’è per tutti i gusti, dai buchi neri a Lewis Carroll con il suo Alice nel paese delle meraviglie, senza dimenticare una capatina (ma umoristica) nel mondo della parapsicologia e della metafisica». «Le Scienze»
L'AUTORE
Rudy Rucker
Rudy Rucker (ovvero Rudolf von Bitter Rucker, pronipote di Hegel) è nato a Louisville, nel Kentucky, il 22 marzo 1946 e insegna matematica alla San José State University. È sposato dal 1967 con Sylvia, sua compagna di college, e ha tre figli: Georgia, Rudy Jr. e Isabel. Ha pubblicato i seguenti saggi: Geometry, Relativity and the Fourth Dimension (1977), Infinity and the Mind (1982), The Fourth Dimension. A Guided Tour of the Higher Universes (1984; trad. it. La quarta dimensione. Viaggio guidato negli universi di ordine superiore, Adelphi, 1994), Mind Tools (1987); l'autobiografico All the Visions (1991); una raccolta di articoli scelti: Seek! (1999); le raccolte di racconti The Fifty-Seventh Franz Kafka (1983), Transreal! (1991; raccolta commista di articoli), Gnarl! (2000). Ha poi scritto alcuni romanzi «transrealisti» – «l'essenza del transrealismo consiste nel raccontare la propria vita reale in termini fantastici» – : White Light, or, What Is Cantor's Continuum Problem? (1980), Spacetime Donuts (1981), The Sex Sphere (1983), Master of Space and Time (1984), The Secret of Life (1985), The Hollow Earth (1990), The Hacker and the Ants (1994), Saucer Wisdom (1999). Più celebre la tetralogia cyberpunk composta da Software (1982; Philip K. Dick Award), Wetware (1988; Philip K. Dick Award), Freeware (1997) e Realware (2000). Nel 2002 apparirà un altro romanzo, Spaceland, e nel 2003 il romanzo storico Bruegel.
“Logos” non è soltanto “il verbo” che sta all'inizio del tutto, come dice il Vangelo di Giovanni, ma da sempre numero e “logos” si sono variamente intrecciati, tanto che l'uno non sarebbe esistito senza l'altro. Appaiono insieme già nei versi di Omero, se ne intuisce l'affinità fin nelle prime teogonie, nella tragedia antica e nella filosofia pitagorica, e nelle fonti da cui si ricava l'origine rituale della matematica il numero ha un valore simile a quello che avrebbe assunto il logos. Sarebbe dunque un controsenso - è quel che suggerisce Paolo Zellini additando temerariamente nel numero i suoi significati primi e fondamentali - inscrivere il “logos”, come si è soliti fare, nella sola sfera del linguaggio. Giacché, a seconda di come si intendano le due parole muterà il quadro di tutto il pensiero. E ciò appunto si azzarda in questo libro, che è una vera sfida intellettuale. E sono innanzitutto la matematica, la logica dell'ultimo secolo e mezzo e l'informatica della seconda metà del Novecento a suffragare questa visione. Individuando nella procedura effettiva della enumerazione elementi utili a porre su nuove basi il discorso enunciativo, il logos che categorizza e cerca di descrivere in modo discorsivo, mediante concetti e definizioni, l'essenza delle cose, Zellini rivisita così, illuminandolo, anche il concetto di algoritmo.
In questo libro, con stupefacente chiarezza, un grande fisico ci spiega come tutto ciò che percepiamo dipenda da accadimenti naturali che violano ogni aspettativa del senso comune. La via scelta è la seguente: guidare, come in un vero tour de force, ogni testa pensante negli impensabili meandri dell'elettrodinamica quantistica (abbreviata nella sigla QED del titolo). E - ciò che più conta per il lettore non specialista - Feynman procede mantenendo sempre la spiegazione in stretto contatto con l'esame di varie esperienze fisiche, così da farci entrare, in certo modo, nella mente dello scienziato che le osserva (e, per certi fenomeni, la prima mente che osservava fu proprio la sua).
Stringhe, brane, dimensioni nascoste, universi multipli... La fantasia della fisica del ventunesimo secolo sembra senza limiti. Uno dei suoi interpreti più brillanti è il fisico di Stanford Leonard Susskind. Nel suo recente Il Paesaggio cosmico descriveva la prospettiva vertiginosa di una moltitudine di differenti universi, nicchie di un inimmaginabile multiverso, o «paesaggio», ciascuna governata da specifiche leggi fisiche: per caso, una era adatta a ospitarci. In questo nuovo libro il cosmo di Susskind diventa ancora più bizzarro. Con la loro capacità di fagocitare qualunque cosa, i buchi neri erano già abbastanza angoscianti, ma per qualche tempo ai fisici si è prospettata addirittura la possibilità che questi vortici cosmici, ricavati dalle equazioni di Einstein, fossero divoratori di ordine e di informazione, oltre che di materia. Negli anni Settanta, Stephen Hawking ha mostrato che i buchi neri «evaporano», emettono cioè radiazione termica, e rimpiccioliscono nel corso del processo sino a scomparire. Ne discendeva una domanda cruciale: l’in formazione inghiottita dal buco nero riemerge oppure no quando il buco nero scompare? Hawking non aveva dubbi: «L’informazione viene cancellata per sempre». A Susskind quell’afferma zio ne è apparsa come una dichiarazione di guerra. Se Hawking aveva ragione, infatti, sarebbe stata la fine del determinismo quantistico, la violazione del fondamentale principio secondo il quale anche nell’infor mazione nulla si crea e nulla si distrugge. La storia di come Susskind sia riuscito, dopo vent’anni, ad avere la meglio su Hawk ing e a ritrovare i bit scomparsi nei buchi neri culmina in un nuovo paradigma: il mondo di cui abbiamo esperienza, come ogni oggetto dell’universo, non è che la proiezione in tre dimensioni di una realtà bidimensionale situata ai confini del­l’uni verso. È il mito platonico a rovescio: le ombre sulla caverna sono reali. Il resto è illusione.