“la fisica della complessità” – la conferenza di Giorgio Parisi
Dopo l’incontro con Giorgio Parisi il 28-29 settembre 2023 a Napoli
I giorni 28-29 settembre 2023 abbiamo avuto il fisico Giorgio Parisi in visita a Napoli. Giorgio Parisi è stato insignito del premio Nobel per la Fisica nel 2021 per i suoi risultati nello studio della Fisica Statistica di Sistemi Complessi. Il 28 settembre ha incontrato studenti e associazioni del quartiere di Scampia presso il Complesso Universitario della Università “Federico II” di Napoli (Scuola di Medicina e Chirurgia) in Viale della Resistenza, mentre, il giorno 29 settembre, circa un migliaio di studenti delle scuole di Napoli e provincia e universitari lo hanno accolto al Complesso Universitario di Monte San Angelo a Fuorigrotta.
Si impara molto ascoltando il suo eloquio piano e semplice, quasi intimo, con quella vistosa “erre moscia” su cui lui stesso scherza, e quel sorriso dolce di chi si compiace che la sua scienza, che a prima vista potrebbe apparire astrusa, venga universalmente apprezzata e susciti vasto interesse, anzi curiosità addirittura di massa, e non ne fa mistero. “Non c’è solo fama per i cantanti, anche per gli scienziati!”.
Lasciando ad altro tempo un intervento più specifico sulle sue conquiste in ambito scientifico, provo a riportare qui i suggerimenti e le visioni che ho raccolto, per non dire gli insegnamenti.
Innanzitutto la riaffermazione dell’importanza e del valore della scienza. Dichiarata questa, di nuovo, non in modo stentoreo e dottrinale: il titolo del suo discorso a Scampia era “come può tornarci utile la scienza?”. In breve, il suo argomento era: Il nostro mondo è forgiato dalla scienza. “é vero che gli scienziati in genere non sono simpatici “(ipse dixit!), ma perdere di vista la scienza per considerarli una casta di potere, porta ad atteggiamenti e convinzioni antiscientifiche, visto che non resta che appellarsi al magico con tutte le sue declinazioni (sensitivismo, astrologia, psichismo, extrasensorialità, parapsicologia, energetismo, ecc.). Questo l’abbiamo sperimentato di recente, esposti, come siamo stati, ai venticelli complottisti tracimati da molte interpretazioni dell’epidemia COVID.
Il modo in cui procede la Scienza Ufficiale, e solo quella ufficiale, è il richiedere rigidamente la riproducibilità dei risultati conseguiti, si tratti di un esperimento, oppure di un calcolo teorico. Questa riproduzione del risultato in altri laboratori di altre Università o centri di Ricerca del mondo consente una scrematura delle proposte e costituisce un filtro perché si sedimenti una versione delle cose su cui vi sia il consenso della Comunità degli Scienziati esperti nel campo. Il valore del risultato sta nella sua capacità predittiva: ovvero che avvenga la stessa cosa se si presentano le stesse condizioni. Questo ne consente applicazioni tecnologiche che trasformano la nostra vita, come i telefoni cellulari.
Consegue che la varietà di opinioni che abbiamo visto accapigliarsi in televisione e nel nostro sistema mediatico in occasione del COVID, è solo il primo passo di un confronto, per giunta non scientifico, in quanto viziato da sensazionalismo. Per contro, la rapidità con cui la Scienza Medica ha raggiunto consenso sull’ identità del virus e nella preparazione del vaccino costituisce una prova dell’efficacia e vitalità della nostra Scienza Ufficiale ed una sua ulteriore vittoria.
È grave voler ignorare stolidamente che i livelli di accuratezza con cui oggi riusciamo a leggere e trasformare il mondo sarebbero impensabili se non si mette in gioco tutto il bagaglio della scienza. Per fare un esempio tratto dal mio ambito di conoscenze, la definizione dell’unità di tempo, il secondo, si basa su un piccolo effetto nell’atomo di Cesio 133 spiegato dalla fisica quantistica per cui c’è una piccolissima interazione tra quello che si chiama lo “spin” dell’elettrone più esterno rotante attorno al nucleo dell’atomo e lo spin totale dei nucleoni (i protoni e neutroni presenti nel nucleo di quell’atomo) detta “interazione iperfina”. La transizione (ovvero il ballare) di quell’elettrone tra i due stati che ne risultano, dà luogo ad un fotone di luce, la cui frequenza viene assunta come valore standard, o di riferimento, per l’unità “battito del tempo”. I satelliti (da quattro a sei) che controllano il sistema per la localizzazione sulla superficie della terra, il GPS, commetterebbero però un errore enorme se non si apporta una correzione dovuta alla teoria della Relatività Speciale che dice che un orologio che si muove (con il satellite) attorno alla Terra, batte più lentamente di uno posizionato sulla Terra. Ma addirittura occorre anche tenere in conto un’ulteriore correzione aggiuntiva dovuta alla Relatività Generale, visto che la transizione tra i due stati dell’atomo di Cesio “batte” un pochino più velocemente quanto maggiore è la quota del satellite, rispetto ad un atomo di Cesio posizionato sul suolo terrestre (correzione gravitazionale). Trascurare questo effetto veramente miserrimo, che corregge la correzione precedente, porta ad un errore nel posizionamento di 11km! Al momento l’errore nella localizzazione è di circa 3,5m!
Nel 1983 il presidente degli USA Ronald Reagan annunciò che il GPS sarebbe stato disponibile per usi civili, dopo che l’aereo coreano KAL 007 con 269 persone a bordo, penetrato per errore nello spazio aereo proibito dai sovietici, fu intercettato e abbattuto dai loro caccia.
Ma altri esempi si potrebbero citare, a partire dai campi della nanotecnologia e della medicina, innumerevoli.
Gli scienziati debbono avere un ruolo di presenza nel sociale. Debbono poter disporre dei dati relativi ad un problema, acquisiti scientificamente, e gli si deve consentire di prefigurare le possibili diverse prospettive che derivano dalla loro analisi scientifica di quei dati. Offerte alla collettività queste deduzioni, è compito della politica decidere nel merito. In questo senso Parisi ha citato la vicenda che lo costrinse a scrivere un articolo su HuffingtonPost l’8 marzo 2020 in cui, dati alla mano, egli prefigurava i terribili rischi di un rapido diffondersi della pandemia, articolo che ha raggiunto quasi 2,5 milioni di visualizzazioni in Italia. Altrettanto rilevante l’articolo: “I dati che mancano per dire che tornare a scuola è un rischio calcolato” apparso il 24 aprile 2021.
Il suggerimento che Giorgio Parisi ha dato ai giovani delle scuole incontrati a Scampia, tesi a costruire il proprio futuro, è stato di semplicità sconcertante, ma non ovvio, concreto ed impegnativo per i giovani, le loro famiglie ed i loro maestri. Imparare ad individuare e cogliere le proprie doti e approcciare gli ambiti in cui queste si esplicano. Poi “inseguire il proprio demone”. Per “demone” intendeva “il divertimento puro e creativo” che trascina a coltivare queste doti, ad applicarsi, seguendo un proprio percorso individuale (indipendenza di giudizio), ad investirci tempo, risorse, volontà e costanza, provando a dare risposte alle domande che via via ci si pone in proprio, o che pongono gli altri con cui si interagisce.
L’esempio che cita di sé è illuminante. Impegnato su un tema della Fisica Teorica “delle alte energie”, si era appassionato ad una questione laterale, un metodo matematico che provava a risolvere un problema statistico di molte particelle, più affine alla Fisica della Materia Condensata che non a quella cosiddetta “delle particelle elementari”. Un problema detto, dopo di lui, della classe dei “Sistemi Complessi”. Per intenderci, si considera “sistema semplice” l’acqua che si trasforma in ghiaccio all’abbassare della temperatura. Lo stato finale è dato: il ghiaccio. È invece “complesso” un sistema che all’atto della transizione indotta dalla temperatura o comunque da qualcos’altro, può finire in stati diversi. Un esempio è la sintesi proteica durante la quale la catena di amminoacidi può ripiegarsi in una di tante strutture diverse. Diverso il ripiegamento, diversa la funzione fisiologica, anche con la stessa sequenza di amminoacidi.
Fig 1. Ingorgo nella distribuzione di materiale granulare dovuto alla formazione dell’arco (sfere rosse) (Yong Zhang) Granular jamming.svg – Wikipedia
Oppure un sistema granulare, che può comportarsi come un solido, un liquido, o un poroso e che, come si dice, si “auto-organizza” in presenza di carichi diversi (vedi Fig.1), o di vibrazione (vedi Fig.2), di agitazione o tranciatura.
Fig.2 Auto-organizzazione di materia granulare a seguito di vibrazione del substrato (Friedrich-Alexander-Universität, Institute of Multiscale Simulation of Particulate Systems)
Giorgio Parisi ha tracciato la strada per lo studio matematico-statistico di questi sistemi generici in cui emergono fasi diverse a seguito di sollecitazione. La soluzione intuita da Parisi nel 1979 ha richiesto un lasso di tempo di circa 35 anni per essere provata in modo rigoroso. Da allora trova sempre maggiori applicazioni in materiali vetrosi, biologia teorica, economia e mercati finanziari, reti neuronali e tecniche di ottimizzazione. Anche, recentemente, nel “machine learning”, ad esempio nella costruzione di reti di induzione a partire da pochi indizi, come quelle con cui NetFlix o Spotify o Zalando giungono a raccomandare film o canzoni o abiti, cercando di interpretare i gusti individuali spiando quali siti della rete internet abbiamo visitato, o quali “like” abbiamo apposto, o quali siano state le nostre scelte precedenti. A questo scopo le grandi compagnie hanno ormai gruppi estesi di lavoro in “data science” che sviluppano questi protocolli.
Qui è giunta la domanda di uno studente che interpreta le preoccupazioni
di tutti noi relative all’uso crescente e pervasivo della cosiddetta “Intelligenza Artificiale (IA)”, adattabile anche a mezzo di controllo capillare e limitativo della privacy di ognuno. Anche in questo caso la risposta è stata illuminante: la rivoluzione che l’IA introduce nelle nostre vite è epocale, della portata della introduzione della stampa con Gutenberg nel 1455, da Strasburgo nel mondo. Da allora, la stampa ha richiesto lo sviluppo di una legislazione apposita di controllo nella diffusione di idee, documenti e informazioni, che garantissero la veridicità di quanto pubblicato (pensiamo al direttore responsabile di un giornale), la proprietà delle idee contenute (il diritto d’autore), la moralità (con le odiose degenerazioni introdotte dalla censura). Nei 500 e più anni dopo Gutenberg, abbiamo assistito alla continua attualizzazione della legislazione sulla stampa per adeguarla, cercando di tenere il passo alle sue evoluzioni. Anche l’IA richiederà una legislazione appropriata che garantisca gli utenti e metta al bando le fake news o gli usi impropri.
Anche in questo caso, la serenità dipinta sul volto di Parisi nell’esporre questi argomenti trasmette forza, e ci fa capire che ogni questione va affrontata con calma, su dati di fatto, con razionalità, senza pregiudizi, paure ed anatemi (contro presunti complottismi), ma con grande senso di responsabilità, vigilanza e partecipazione.
Un’esperienza indimenticabile che può essere rivissuta, ascoltando la conferenza da lui tenuta al Complesso di Scampia della “Federico II” il 28 settembre: https://www.youtube.com/watch?v=DbQ-psZ0veY
(la prima ora e mezza, ma anche il resto è interessante)
e al Complesso di Monte Sant’Angelo il 29 settembre: https://www.youtube.com/watch?v=tZr_NR-qJ94
Arturo Tagliacozzo
