Freeman Dyson

Scienza all’arrembaggio

da ''The New York Review of Books''

MARGARET WERTHEIM, Physics on the Fringe: Smoke Rings, Circlons, and Alternative Theories of Everything, Walker, 323 pp., $27.00

SCIENZA – Il fisico Freeman Dyson, recensisce il libro Physics on the Fringe di Margaret Wertheim, una serie di ritratti di scienziati non convenzionali: non hanno una laurea, non sono riconosciuti dal mondo accademico e conducono strani esperimenti di fisica con bidoni della spazzatura e macchine da nebbia per discoteca per dimostrare le loro teorie.

 Physics on the Fringe (Sulla soglia della fisica) descrive l’opera svolta da studiosi amatoriali, persone rifiutate dall’establishment accademico e che a loro volta hanno rifiutato le convinzioni ufficiali ortodosse. Questi sono spesso autodidatti e all’oscuro dei concetti matematici più elevati. La matematica è il linguaggio parlato dai professionisti. Questi scienziati amatoriali offrono un insieme alternativo di punti di vista. I mondi da loro immaginati sono concreti e non astratti, fisici e non matematici. Molti di loro appartengono alla Natural Philosophy Alliance, un’organizzazione non ufficiale conosciuta anche come NPA1.

Il libro di Margaret Wertheim parla dei suoi incontri con i filosofi naturali. È interessata a loro come personaggi in una tragedia umana, con la serietà e la dignità che la tragedia impone. Il suo personaggio principale è Jim Carter, e il suo argomento principale è la storia della sua vita e del suo lavoro. A differenza della maggior parte dei filosofi sognatori, Carter è un valente ingegnere che compie esperimenti veri e propri per verificare le sue idee. Gestisce un’attività di successo che gli concede il tempo di inseguire i suoi sogni. È un uomo dai mille talenti, ma con una fatale imperfezione.

L’imperfezione di Carter è la sua incrollabile convinzione che l’universo sia basato su una gerarchia infinita di circlon. I circlon sono oggetti meccanici di forma circolare. La storia dell’universo è una storia di generazioni successive di circlon che vengono originati tramite processi di riproduzione e scissione. Carter ha verificato il comportamento dei circlon compiendo a casa propria esperimenti con anelli di fumo. Un anello di fumo è una manifestazione visibile di un circlon. Egli ha costruito un’apparecchiatura sperimentale usando bidoni dell’immondizia e rivestimenti di gomma per riuscire a effettuare sotto condizioni controllate anelli di fumo che durassero a lungo. Il fatto che degli anelli di fumo possano interagire l’uno con l’altro e mantenere un’esistenza stabile prova che anche i circlon possano farlo. Egli sostiene che, come la teoria standard della fisica nucleare è verificata tramite esperimenti condotti con acceleratori, allo stesso modo la sua teoria è verificata dai suoi esperimenti con i bidoni dell’immondizia, ma a un milionesimo del costo. Come il vecchio marinaio di Coleridge, egli narra all’infinito la sua storia a degli ascoltatori che non gli crederanno mai.

Wertheim ci racconta che il periodo più drammatico della vita di Carter furono gli anni Settanta, quando si guadagnava da vivere come subacqueo, raccogliendo abaloni dal fondo marino intorno all’isola di Santa Catalina. La sua prima visione di un circlon consisteva in un anello perfetto di bolle d’aria che a volte fuoriusciva dalla valvola vuota del suo respiratore quando espirava. In quei giorni, gli abaloni erano assai numerosi e ce n’era una richiesta molto elevata. In un giorno di immersioni Carter poteva guadagnare soldi a sufficienza per rimanere a casa una settimana a lavorare alla teoria dei circlon.

Il limite pratico al suo guadagno consisteva nella difficoltà di trasportare grandi quantitativi di abaloni dal fondo del mare sulla riva. Risolse il problema inventando un marchingegno chiamato lift bag, una grande borsa con uno scomparto per il carico e un altro gonfiato d’aria. Tramite un piccolo serbatoio di aria compressa rilasciata al suo interno, la borsa poteva sollevare un peso centinaia di volte superiore rispetto al proprio. Il potenziale di sollevamento della borsa corrispondeva al peso dell’acqua spostata dall’aria, e l’acqua pesa mille volte più dell’aria. Con l’aiuto di sua moglie, Carter progettò una piccola borsa, elegante e facile da usare, impiegando materiali dai colori accesi per facilitarne la visione subacquea. Presto iniziò a ricevere ordinazioni per le borse da persone impegnate in operazioni sottomarine di tutti i tipi, dal recupero di navi sommerse alla trivellazione petrolifera. La Carter Lift Bag Company iniziò a fruttargli dei guadagni molto più elevati di quelli mai ottenuti con gli abaloni.

Fin quando Wertheim non glielo ha rivelato, Carter non era a conoscenza del fatto che i suoi esperimenti sugli anelli di fumo erano già stati eseguiti con un’apparecchiatura simile centotrenta anni prima. William Thomson e Peter Tait, un famoso fisico e un famoso matematico, avevano elaborato una teoria della materia simile alla teoria dei circlon di Carter. Essi immaginarono che ogni atomo fosse un vortice immerso in un ipotetico fluido conosciuto come etere, che supponevano pervadesse lo spazio e il tempo. Immaginarono che i vortici fossero intrecciati tra loro in modi diversi, che spiegavano le differenze chimiche tra gli atomi di elementi differenti. I vortici in un fluido perfetto, intrecciati o separati, erano permanenti e indistruttibili.

Come Carter, Thomson e Tait usarono gli anelli di fumo come immagini visibili degli atomi da loro ipotizzati. Come Carter, non sono riusciti a trovare nessuna prova convincente di un collegamento tra quell’immagine e l’atomo. A differenza di Carter, essi erano scienziati professionisti, esponenti importanti e ampiamente rispettati della comunità scientifica internazionale. In seguito, Thomson fu nominato nobile dalla Regina Vittoria acquisendo il titolo di Lord Kelvin, e il suo nome fu reso immortale dalla scala Kelvin della temperatura assoluta. Tait creò una teoria matematica dei nodi che si sviluppò nel Ventesimo secolo in una nuova branca della matematica conosciuta come topologia. Thomson e Tait furono onorati e rispettati, anche quando la loro teoria degli atomi-vortice cadde nell’oblio. Wertheim si chiede: perché a Jim Carter dovrebbe essere riservato un trattamento diverso?

Nella mia carriera di scienziato, ho avuto per due volte la fortuna di essere amico personale di famosi dissidenti. Uno di loro, Sir Arthur Eddington, era un addetto ai lavori, come Thomson e Tait. L’altro, Immanuel Velikovsky, non lo era, come Carter. Entrambi furono figure tragiche, intellettualmente brillanti e moralmente coraggiosi, con la medesima imperfezione di Carter. Entrambi erano ossessionati da fantasie che le persone dotate di senso comune potevano etichettare come sciocchezze. Con entrambi chiarii che io non credevo alle loro fantasie, ma che li ammiravo come esseri umani e come artisti dotati di immaginazione. Più di ogni altra cosa li ammiravo per il loro rifiuto ostinato di rimanere in silenzio. Con tutto il mondo schierato contro di loro, essi rimanevano fedeli alle proprie convinzioni. Non potevo far finta di essere d’accordo con loro, ma potevo offrirgli il mio supporto morale.

Eddington era un grande astronomo, uno degli ultimi giganti ugualmente capaci sia come osservatori che come teorici. In qualità di osservatore raggiunse il suo momento più glorioso nel 1919, quando condusse la spedizione britannica all’isola di Principe, al largo dell’Africa Occidentale, per misurare la deflessione della luce stellare in prossimità del sole durante un’eclissi totale. Lo scopo della misurazione era quello di verificare la teoria di Einstein della relatività generale. La misurazione mostrò chiaramente che Einstein aveva ragione e Newton torto. Sia Einstein che Eddington divennero famosi immediatamente. Un anno dopo, Eddington pubblicò un libro, Space, Time and Gravitation, che spiegava le idee di Einstein ai lettori di lingua inglese. Il libro inizia con una citazione dal Paradiso perduto di Milton:

Forse per poter ridere in seguito di quelle loro opinioni

Così improbabili e strane quand’essi arriveranno

a modellare il cielo e calcolare le stelle,

O a come usare quella struttura possente, e in che modo

Costruire, disfare, escogitare il metodo per rendere

logiche le apparenze.2

 

Milton aveva visitato Galileo a casa sua, a Firenze, quando lo scienziato si trovava agli arresti domiciliari. Oltre che in inglese, Milton scrisse anche poesie in italiano. Parlava la lingua di Galileo, e usò Galileo come esempio nella propria campagna per la libertà di stampa in Inghilterra. Milton era stato testimone insieme a Galileo della lotta per la nascita della fisica classica, come trecento anni più tardi Eddington fu testimone insieme a Einstein della lotta per la nascita della relatività. Il libro di Eddington colloca la relatività nel posto che gli compete, come evento cardine nella storia del pensiero occidentale. Il libro è perfettamente chiaro e comprensibile, e probabilmente è merito suo se Einstein fu compreso meglio e ammirato di più in Gran Bretagna e in America piuttosto che in Germania.

Quando ero studente all’università di Cambridge ascoltai le lezioni di Eddington sulla relatività generale. Erano lezioni brillanti proprio come i suoi libri. Suddivideva la sua esposizione in due parti, e avvisava gli studenti quando passava da una parte all’altra. La prima parte consisteva nella spiegazione della teoria matematica ufficiale elaborata da Einstein e verificata dalle osservazioni dello stesso Eddington. La seconda parte era uno strano miscuglio che lui definiva «teoria fondamentale», con la quale tentava di spiegare tutti i misteri della fisica delle particelle e della cosmologia attraverso un insieme di nuove idee. La «teoria fondamentale» era una combinazione di argomentazioni matematiche e verbali. Le conseguenze della teoria venivano più indovinate che non calcolate. La teoria non aveva una base solida né nell’ambito della fisica né in quello della matematica.

Ogni volta che si infervorava nella sua teoria fondamentale lanciandosi in un arrembaggio di speculazioni, Eddington diceva con franchezza: «Tutto questo non viene riconosciuto da tutti, e non avete il dovere di crederci». Io non riuscivo a decidere chi fosse maggiormente da compatire, se gli studenti sconcertati, che si preoccupavano di passare l’esame, o piuttosto il relatore, consapevole di essere solamente una voce che grida nel deserto. Due fatti erano chiari. Il primo è che Eddington diceva delle sciocchezze. Il secondo è che, nonostante fossero sciocchezze, egli era ugualmente un grande uomo. Per quella piccola classe di studenti avere l’occasione di assistere alle sue lezioni e condividere la sua sofferenza fu un privilegio. Due anni più tardi era morto.

Quando arrivai in America, diventai amico di Immanuel Velikovsky, un mio vicino a Princeton. Velikovsky era un ebreo russo, con un profondo interesse per le leggende ebraiche e la storia antica. Era nato nel 1895 inuna famiglia di studiosi, e aveva conseguito la laurea in medicina all’università di Mosca nel 1921. Durante i disordini della rivoluzione bolscevica scrisse un lungo poema in russo intitolato I trenta giorni e le trenta notti di Diego Pirez sul ponte di Sant’Angelo, pubblicato a Parigi nel 1935. Diego Pirez era un mistico ebreo portoghese del Sedicesimo secolo che si recò a Roma e si sedette sul ponte vicino al Vaticano circondato da mendicanti e ladri ai quali raccontava le proprie visioni apocalittiche. Fu condannato a morte dall’Inquisizione, graziato dal papa, e in seguito bruciato come eretico dall’Imperatore Carlo V.

Velikovsky scappò dalla Russia e si stabilì in Palestina con sua moglie e i suoi figli. Mi descrisse le gioie di praticare la medicina sul pendio del monte Carmelo al di sopra di Haifa, in un luogo in cui doveva recarsi a visitare i propri pazienti in groppa a un asino. Fondò e diresse un giornale, gli ‘Scripta Universitatis atque Bibliothecae Hierosolymitanarum’, che fu il giornale ufficiale della Hebrew University prima che l’Università fosse edificata. Il suo lavoro per gli ‘Scripta’ fu importante per la fondazione della Hebrew University. Ma lui non aveva intenzione di far parte dell’Università. Per realizzare i suoi sogni aveva bisogno di una completa indipendenza. Nel 1939, dopo sedici anni in Palestina, si trasferì in America, dove non aveva l’autorizzazione per esercitare la professione medica. Per poter sopravvivere ebbe dunque bisogno di tradurre i suoi sogni in libri.

Undici anni più tardi, pubblicò per l’editore Macmillan Mondi in collisione, che divenne un best-seller. Come Diego Pirez, Velikovsky raccontò al pubblico i suoi sogni in un linguaggio comprensibile. I suoi sogni erano storie mitologiche di eventi catastrofici, raccolti qua e là da numerose culture, in modo particolare dell’antico Egitto e di Israele. Queste catastrofi erano intrecciate con una strana storia di collisioni planetarie. Egli supponeva che alcune migliaia di anni fa i pianeti Venere e Marte avessero deviato dalle loro orbite e fossero entrati in collisione con la Terra. Venivano tirate in ballo le forze elettromagnetiche per controbilanciare gli effetti normali della gravità. Gli eventi dell’uomo e quelli del cosmo erano legati insieme in un unico afflato narrativo. Velikovsky scriveva come un profeta dell’Antico Testamento, invocando fuoco e zolfo dal cielo, in uno stile familiare agli americani cresciuti sulla Bibbia di Re Giacomo. Seguirono altri best-seller: Ages in Chaos nel 1952, Earth in Upheaval nel 1955, Oedipus and Akhnaton nel 1960. Velikovsky divenne famoso come scrittore e come oratore.

Nel 1977 Velikovsky mi chiese di scrivere uno strillo per pubblicizzare il suo nuovo libro, Peoples of the Sea. Scrissi una dichiarazione indirizzata a lui personalmente:

 

In primo luogo, come scienziato, dissento profondamente con molte delle dichiarazioni di questo libro. D’altro canto, come amico, dissento ancor più profondamente con quegli scienziati che hanno provato a mettere a tacere la tua voce. Per me tu non sei la reincarnazione di Copernico o di Galileo. Tu sei un profeta secondo la tradizione di William Blake, che fu vituperato e ridicolizzato dai suoi contemporanei, ma che ora è riconosciuto come uno dei più grandi poeti inglesi. Centosettanta anni fa Blake scriveva: «In Inghilterra non ci si chiede se Uno abbia Talento o Genio, ma se sia Passivo e Educato, come un Somaro Virtuoso e obbediente, alle Opinioni dei Nobili nell’Arte e nella Scienza. Se lo è, è un Uomo Buono. Se non lo è, deve essere affamto». Dunque sei in buona compagnia. Blake, un buffone per i suoi nemici e un motivo d’imbarazzo per i suoi amici, vide la Terra e il cielo con più chiarezza di tutti costoro. Le tue visioni poetiche sono sconfinate come le sue e altrettanto radicate nell’esperienza umana. Sono fiero di essere annoverato tra i tuoi amici.

 

Aggiunsi la seguente disposizione categorica: «Questa dichiarazione deve essere pubblicata per intero o non deve esserlo affatto». Velikovsky mi inviò una breve risposta in cui diceva: «Ti piacerebbe se io dicessi che sei la reincarnazione di Jules Verne?». Egli voleva essere apprezzato come scienziato, non come poeta. La mia dichiarazione non venne pubblicata, e Peoples of the Sea divenne un best-seller senza il mio aiuto. Rimanemmo amici, e in quello stesso anno mi regalò una copia del suo poema su Diego Pirez, che custodisco come l’espressione più autentica del suo spirito. Spero che un giorno possa essere tradotto in inglese in modo adeguato.

Perché custodisco così caramente la memoria di Eddington e Velikovsky, e perché Margaret Wertheim tiene in grande considerazione Jim Carter e il ricordo di William Thomson? Gli rendiamo onore perché la scienza è soltanto una piccola parte del potenziale umano. Non è solo dalla scienza che impariamo quale sia il nostro ruolo nell’universo, ma anche dalla storia, dall’arte e dalla letteratura. La scienza è un’interazione creativa di osservazione e immaginazione. La «soglia della fisica» si colloca in quel luogo in cui l’immaginazione viene sganciata dall’osservazione. L’immaginazione per se stessa può ancora ampliare la nostra visione quando l’osservazione fallisce. Le mitologie di Carter e Velikovsky non riescono a diventare scienza, ma rimangono delle opere d’arte e di grande immaginazione. Come ci disse William Blake molto tempo fa, «non sai mai quale sia il limite finché non lo hai superato».

Margaret Wertheim termina il suo libro con la descrizione di due conferenze alle quali ha partecipato. La prima si svolse nel 2003 al Kavli Institute for Theoretical Physics di Santa Barbara. La seconda ebbe luogo nel 2010 pressola California StateUniversity di Long Beach. Entrambe le conferenze avevano come argomento la fisica. Il tema della conferenza di Santa Barbara era la “cosmologia di stringa”. Si trattava di un raduno degli esperti più importanti del settore più affascinante della fisica teorica, con David Gross – vincitore del premio Nobel nel 2004 – a presiedere. Ciascun esperto esponeva a turno la propria visione personale del cosmo, descrivendo o un singolo universo o una molteplicità di universi. Le varie prospettive erano incompatibili l’una con l’altra, e nessuna prova basata sull’osservazione poteva accertare la veridicità di nessuna di esse.

La conferenza di Long Beach era organizzata dalla Natural Philosophy Alliance, l’associazione degli studiosi amatoriali. Il loro incontro somigliava a un convegno di lavoro, con presentazioni PowerPoint seguite da animate sessioni di domande e risposte. C’era anche Jim Carter, che presentò la propria idea dell’universo insieme ad altri centoventi studiosi. Wertheim fu probabilmente l’unica persona che partecipò a entrambe le conferenze, essendo tra i pochissimi che si trova a proprio agio in entrambi gli ambienti. È una scrittrice scientifica professionista con una laurea in fisica, e ha molte amicizie sia tra gli addetti ai lavori che tra gli studiosi amatoriali. Alla fine del libro formula la domanda centrale maturata nel corso dell’opera: perché dovremmo prestare maggiore attenzione a un gruppo di auto-proclamatisi esperti piuttosto che agli altri?

Dal punto di vista della scienza, la risposta alla domanda di Wertheim è chiara. La buona ragione per prestare maggiore attenzione agli esperti scientifici piuttosto che agli studiosi amatoriali è che la scienza si basa sugli esperimenti. Solamente esperti ben preparati possono eseguire esperimenti con la cura e la precisione necessarie. Gli sperimentatori esperti non sono infallibili, ma sono meno fallibili degli studiosi amatoriali. Gli esperimenti forniscono basi solide alle convinzioni ufficiali. Esiste una base sperimentale per le discipline ufficiali della fisica, della chimica e della biologia. Tuttavia, alcuni aspetti della fisica sono meno stabili di altri, in quanto i professionisti della fisica si dividono in fisici sperimentali e fisici teorici.

In molti settori della fisica, i fisici teorici e i fisici sperimentali sono impegnati in uno sforzo comune, e le teorie sono rigorosamente verificate tramite gli esperimenti. I fisici teorici sono in ascolto della voce della natura, che parla attraverso gli strumenti della sperimentazione. Ciò era vero per i grandi teorici della prima parte del ventesimo secolo, Einstein, Heisenberg e Schrödinger, le cui teorie rivoluzionarie della relatività e della meccanica dei quanti furono verificate tramite esperimenti esatti, che verificarono la loro aderenza ai fenomeni della natura. Le nuove astrazioni matematiche rendono comprensibili i fatti, mentre i vecchi modelli meccanici non lo facevano.

Per la cosmologia di stringa è differente. La cosmologia di stringa è una parte della fisica teorica che si è distaccata dalla sperimentazione. I cosmologi di stringa sono liberi di immaginare universi e multiversi3 guidati solo dall’intuito e dal giudizio estetico. Le loro creazioni devono essere coerenti da un punto di vista logico e accurate da un punto di vista matematico, ma per il resto non hanno vincoli di sorta. Questo è il motivo per cui Wertheim ha trovato la conferenza ufficiale sulla cosmologia di stringa sorprendentemente simile a quella non ufficiale della Natural Philosophy Alliance. Gli addetti ai lavori e i non addetti ai lavori sembrano seguire le medesime regole. Entrambi i gruppi stanno raccontando storie di mondi immaginati, e nessuno ha un modo sicuro per decidere chi abbia ragione. Se il titolo Sulla soglia della fisica si adatta ai filosofi naturali, esso si adatta anche ai cosmologi di stringa.

La soglia della fisica non è un confine netto che separa da un lato la verità e dall’altro la fantasia. Ogni cosa nella scienza è incerta e soggetta a revisione. Il merito della scienza consiste nell’immaginare più di quanto possiamo provare. La soglia è il territorio inesplorato in cui la verità e la fantasia non si sono ancora districate l’una dall’altra. Hermann Weyl, che fu uno dei principali artefici delle rivoluzioni della relatività e dei quanti, una volta mi disse: «Io cerco sempre di combinare il vero con il meraviglioso, ma quando devo scegliere l’uno o l’altro, di solito scelgo il meraviglioso». Seguendo il buon esempio di Weyl, i nostri cosmologi di stringa stanno facendo la medesima scelta.

 

(Traduzione di Luca Alvino)

 

1. La Natural PhilosophyAlliance è un’associazione di persone che ritiene sbagliate le idee ufficiali relative al mondo della fisica e della cosmologia e pubblica delle versioni alternative sul proprio sito http://www.worldnpa.org. N.d.T.

2. John Milton, Paradiso perduto, Milano, Mondadori,1984, a cura di Roberto Sanesi. N.d.T.

3. Per “multiverso” s’intende un insieme di universi paralleli al nostro e collocati al di fuori dello spazio-tempo. N.d.T.

FREEMAN DYSON è stato professore di Fisica presso l’Institute for Advanced Study a Princeton. Ha scoperto un metodo per studiare il comportamento degli atomi e delle radiazioni. Si è anche occupato di reattori nucleari, astrofisica e ferromagnetismo. Il suo ultimo libro uscito in Italia è Turbare l’Universo, (Bollati Boringhieri, 2010).

 

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