Il sogno della Fisica è sempre stato quello di avere una teoria unificata.Esistono infatti quattro forze: quella gravitazionale, quella elettromagnetica, quella nucleare forte e quella nucleare debole.Attualmente esistono delle teorie di Grande Unificazione (dette GUT) che unificano tutte le forze tranne la gravità con la speranza di poterle unificare tutte e quattro in una finale Teoria del Tutto che ha nella Teoria delle Stringhe il principale candidato. Ma vediamo quale è la situazione delle più importanti teorie fisiche che abbiamo.La Meccanica Quantistica (MQ) funziona molto bene ed è in accordo con i dati sperimentali soprattutto nella cosiddetta QED, o Quantum Electrodynamics.Poi c'è la Relatività Generale che è una teoria della gravitazione che però non si riesce ad integrare con la MQ.
Naturalmente le teorie non sono "sbagliate" ma solo sol applicabili in determinati contesti limitati. Ad esempio, la RG funziona bene a livello cosmologico e ci permette di fare previsioni sull'Universo, ma quando compaiono fenomeni quantistici come nel caso della fisica di un buco nero oppure per la teorie del Big Bang non è più applicabile, come non più applicabile risulta essere anche la MQ. Dunque la necessità di una teoria unificata non è solo un fatto o un aspetto "estetico", ma corrisponde ad una ben precisa necessità sperimentale.E' dunque certo che la RG e la MQ siano solo teorie di passaggio verso una teoria finale più completa, ma non vuol dire che esse non funzionino bene nel loro campo applicativo.Oltre alla Teoria delle Stringhe vi sono interessanti e promettenti studi sulla cosiddetta Gravità Quantistica a loop che non ha l'ambizione di unificare tutte le forze fisiche ma solo la gravità e la MQ. In questa ottica si svolge il lavoro, assolutamente di punta, del fisico italiano Carlo Rovelli di cui abbiamo già parlato.Le conseguenze della gravità quantistica a loop sono una quantizzazione naturale degli fondamentali della Fisica: lo Spazio e il Tempo.

La Fisica sembrava essere una scienza ormai conclusa dopo che Isaac Newton aveva dato alle stampe, nel 1687, i suoi Philosophiae NaturalisPrincipia Mathematica. Infatti, questa grande opera dello scienziato inglese unificava la gravità terrestre e quella celeste sulla base delle osservazioni di Galileo Galilei e la pubblicazione del Dialogo sui due massimi sistemi del mondo del 1632.
La meccanica newtoniana servì da base per l'opera di Copernico prima e di Keplero poi che detronizzarono la Terra dalla sua posizione privilegiata per sostituirla con il Sole. Fu in questo contesto che da un lato le osservazioni sulla luce andarono avanti.Si cercò di misurarne la velocità grazie a Huygens, Roemer, Fizeau che risultò finita. In questo contesto gli studi di elettrostatica di Coulomb e poi di Faraday ed Ampere aprirono la strada all'altra grande opera della storia della Fisica e cioè il Trattato sull'elettricità e il magnetismo di Maxwell del 1873 a formalizzare tutto quello che si conosceva in quel tempo sul'elettricità ed il magnetismo in eleganti equazioni vettoriali.L'elettricità e il magnetismo erano ora unificati e in più si scoprì che la luce è una radiazione elettromagnetica.
Dunque, con la sistematizzazione dell'elettricità e del magnetismo sembrava che la Fisica fosse di nuovo completa nel suo quadro teorico e che si dovessero solo trarre ulteriori conseguenze teoriche e sperimentali, raffinandola progressivamente.
Tuttavia vi erano delle cose che non tornavano; le equazioni di Maxwell non erano invarianti per trasformazioni di Galilei, come invece lo era quella di Newton.Questo voleva dire che la meccanica newtoniana non andava d'accordo con l'elettromagnetismo di Maxwell oppure che valessero due Principi di Relatività separati: uno per la meccanica e l'altro per l'elettromagnetismo. Il Principio di Relatività dice sostanzialmente che tutti i fenomeni fisici sono gli stessi sia che avvengano in sistemi di riferimento in quiete sia che avvengano in sistemi di riferimento in moto rettilineo uniforme (sistemi inerziali) ed è dovuto, nella sua forma originale, a Galilei. Le equazioni di Newton lo rispettavano, ma le equazioni di Maxwell no. Le equazioni di Newton sono scritte rispetto ad un sistema di riferimento supposto in quiete assoluta ed anche quelle di Maxwell erano riferite a tale sistema che però prendeva il nome di "etere luminifero". Questa la situazione quando Lorentz, un fisico olandese, cercò delle trasformazioni di coordinate che rendessero formalmente le equazioni di Maxwell e le trovò (ora sono note con il suo nome).Queste equazioni di riducono a quelle di Galilei quando le velocità coinvolte sono piccole rispetto a quelle della luce che è di circa 300.000 Km/s e cioè praticamente in tutte le situazioni che noi sperimentiamo nella vita di tutti i giorni.Lorentz in queste trasformazioni utilizzò anche un artificio matematico che chiamò "tempo locale".
Nel frattempo anche il matematico francese Poincaré studiò il problema e giunse a considerazioni analoghe a quelle di Lorentz enunciando anche un Principio di Relatività esteso ora anche ai fenomeni elettrodinamici e non più solo meccanici.
Tuttavia, sia la teoria di lorenzi che quella di Poincaré sono riferite all' etere luminifero.Un esperimento famoso del XIX secolo, quello di Michelson-Morley, dimostrò che la velocità della luce era indipendente dallo stato di moto dei sistemi di riferimento e quindi o l'etere non esisteva o era trascinato dal moto della Terra.Altri esperimenti come quello di Fizeau ed osservazioni astronomiche come quello dell'aberrazione stellare inficiavano l'ipotesi dell'etere in movimento (anche parziale).Dunque l'etere non esisteva o non era rilevabile. Sia Lorentz che il fisico irlandese Fotzgerald avanzaronoallora l'ipotesi di una contrazione delle lunghezze in direzione del moto, la "contrazione di Lorentz-Fotzgerald" che dava conto dell'esperienza di Michelson-Morley senza intaccare l'ipotesi dell'etere; tale ipotesi aveva una sua base sperimentale negli studi sull'elettrone di Lorentz stesso.
E' in questo quadro che nel 1905 un oscuro fisico impiegato all'ufficio brevetti di Berna diede alle stampe vari articoli tra cui uno, Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento che doveva cambiare per sempre la Fisica.Infatti, Einstein condensò e reinterpretò i lavori di Lorentz e Poincaré in quella che sarebbe divenuta la Teoria della Relatività Speciale.Einstein abolisce il sistema di riferimento assoluto, cioè l'etere, dicendo che non serve; tutti i moti rettilinei uniformi sono equivalenti e quindi le equazioni dell'elettrodinamica in cui compare ad esempio la velocità si devono intendere riferite a due sistemi in moto relativo.E' una rivoluzione concettuale di grande portata. La teoria della Relatività si chiama Speciale perché appunto vale solo per una particolare classe di sistemi di riferimento, quella dei sistemi inerziali; fu poi lo stesso Einstein che dieci anni dopo, nel 1915, produsse la Relatività Generale che invece è estesa a tutti i sistemi di riferimento (ed è anche una teoria della gravitazione). L'altra grande rivoluzione scientifica del XX secolo è invece quella della Meccanica Quantistica.
Infatti, l'edificio della Fisica classica newtoniana non era attaccato solo dal lato dell'elettromagnetismo, ma anche da quello atomico.Si era giunti ad un modello atomico con un nucleo positivo e degli elettroni negativi in orbita intorno al nucleo.Tuttavia vi erano alcuni problemi.Il principale era quello del spettro di corpo nero.Tutti gli elementi emettono radiazioni elettromagnetiche sotto forma di calore.La curva sperimentale di queste emissioni era molto diversa da quella teorica.Inoltre, non si capiva perché gli elettroni irraggiando nel loro moto intorno al nucleo non cadessero sul nucleo stesso. Fu così che il fisico tedesco Max Planck nel 1900 presentò la sua ipotesi che l'energia potesse esser scambiata sol in pacchetti discreti, appunto i quanti.Con questa ipotesi le formule tornavano.Nel 1905, Einstein, oltre che l'articolo sulla Relatività, scrisse anche uno sull'effetto fotoelettrico –per cui poi prese il Nobel- che riuscì a spiegare sulla base della ipotesi dei quanti di Planck.
L'effetto fotoelettrico si ha quando la luce urtando una superficie metallica di un conduttore riesce a strappare degli elettroni producendo una corrente elettrica.Tale effetto no nera spiegabile con le ipotesi classiche di una energia continua; in fatti, aumentando l'energia della luce incidente non aumentava l'energia degli elettroni estratti, ma solo illoro numero; inoltre esisteva una soglia di energia minima sotto la quale il fenomeno non avveniva.Solo l'ipotesi di una energia quantizzata poteva spiegare l'esito dell'esperimento. Inoltre, nel XIX secolo Fraunhofer aveva notato che la luce solare è solcata da sottili linee scure che sono dovute alla interazione tra la luce e la materia.Nel modello atomico, infatti, gli elettroni assorbono quanti di luce e si spostano di orbita; questo fatto è registrato dalle linee di assorbimento che sono tipiche di ogni elemento chimico.Anche questo fenomeno portava ad una visione quantizzata dell'energia.

INTRODUZIONE

Fig. 1 Solitoni tridimensionali.

I solitoni o onde solitarie sono onde (a volte trattate anche come particelle) caratterizzate da un equilibrio tra gli effetti non lineari e quelli dispersivi(1) . Che si compensano esattamente.Essi emergono come soluzioni esatte di certe classi di equazioni (o di sistemi) alle derivate parziali, non lineari di evoluzione. La prima descrizione di un solitone è quella fornita dall'ingegnere britannico J. Scott Russell (1808 – 1882) che lo vide risalire l'Union Canal(lungo circa 51 Km in Scozia).

Fig. 2 Una immagine dell' "Union Canal".

Riportiamo il brano originale(2):
"Stavo osservando il moto di un battello che veniva trainato rapidamente lungo uno stretto canale da un paio di cavalli, quando il battello improvvisamente si fermò; non altrettanto fece la massa d'acqua del canale che esso aveva messo in moto; essa si accumulò attorno alla prua del battello in uno stato di violenta agitazione, dopo di che mosse in avanti con grande velocità, assumendo la forma di una grande solitaria elevazione, un cumulo d'acqua arrotondato e ben definito che continuò la sua corsa lungo il canale, apparentemente senza mutamento di forma o riduzione di velocità. La seguii a cavallo lungo la sponda del canale e la superai mentre stava ancora procedendo ad una velocità di otto o nove miglia all'ora [14 km/h], ancora conservando il suo aspetto originario di circa trenta piedi di lunghezza [9 m] e un piede e mezzo (300-450 mm] in altezza. La sua altezza diminuì gradualmente e dopo un inseguimento di un miglio o due (2-3 km) la persi nei meandri del canale. Questo, nel mese di agosto del 1834, fu il mio primo casuale incontro con quel fenomeno bello e singolare che ho chiamato "Onda di traslazione".
In natura vi sono molti esempi di onde solitarie; oltre l'esempio idrodinamico descritto da Russell i solitoni sono tipici dell'ottica non lineare, di fenomeni atmosferici, geologici, delle telecomunicazioni, ma sono stati anche osservati nella descrizione matematica della propagazione di malattie.
I solitoni hanno specifiche proprietà dovute, come detto, all'equilibrio tra le due componenti non lineare (che tende a "concentrare" la forma d'onda) e dispersiva (che tende a "disfare" la forma d'onda). La prima è quindi che un solitone trasla senza quasi cambiare forma; un'altra proprietà assai interessante è poi in un urto tra due solitoni essi emergono identici, a meno di uno spostamento di fase (cioè un ritardo temporale) nelle onde che li descrivono matematicamente; cioè il loro urto è sempre elastico. Inoltre, la loro velocità è proporzionale sia all'altezza che alla larghezza, in pratica alla forma (shape) dell'onda stessa.Come detto i solitoni sono soluzioni esatte di certe classi di equazioni differenziali alle derivate parziali no n lineari; tra le più note ci sono: l'equazione Korteweg –de Vries (KdV) e le sue varianti (KdV regolarizzata, transazionale, cilindrica, sferica, modificata), l'equazione di Benjamin-Ono, l'equazione di Boussinesq, l'equazione di Burgers, l'equazione di Schrödingernon lineare, l'equazione del Boomerone (che presenta solitoni che non si muovono a velocità costante come nella KdV), l'equazione sine-Gordon, l'equazione di campo chirale, l'equazione ridotta di campo di Einstein e quella che regola i sistemi caotici di Fermi-Pasta-Ulam. Soffermiamoci su alcune di queste equazioni partendo dalla più nota e cioè l' equazione KdV.

Fig. 3 L'ingegnere britannico John Scott Russell

L'EQUAZIONE KDV
L'equazione di Korteweg - de Vries(3) fu scritta nel 1895 nel contesto della fluidodinamica ed è stata applicata anche nella fisica dei plasmi.Essa descrive la propagazione di onde in un canale rettangolare poco profondo (rispetto alla lunghezza del canale stesso) e cioè proprio il caso di quello in cui più di 60 anni prima Russell aveva visto la creazione dell'onda solitaria. C'è da dire che in questo lasso di tempo ci furono molte discussioni teoriche per cercare di interpretare il fenomeno registrato dall'ingegnere britannico e si metteva in dubbio che i solitoni potessero esistere realmente. La KdV dimostrò che i solitoni potevano esistere. Tuttavia, nel 1895 non c'erano strumenti matematici adeguati alla suo studio e così la KdV non venne considerata per molti anni e fu solo agli inizi degli anni '60 del XX secolo che fu riconsiderata in idrodinamica (dove era nata) e in Fisica dei plasmi e per il paradosso di Fermi-Pasta-Ulam. I primi calcolatori permisero di studiarenumericamente una catena unidimensionale di oscillatori accoppiati con i primi vicini in modo non lineare (quadrato o cubico).Sulla base dei principi della meccanica statistica ci si attendeva una progressiva stocasticizzazione del moto con apparizioni di frequenze sempre più elevate ed una diffusione dell'energia su tali frequenze (Principio di Equipartizione dell'Energia).La simulazione invece mostrava che se si partiva con una configurazione iniziale con l'energia concentrata nel modo normale più basso essa tendevaagli altri modi normali in tempi brevi, ma poi si mostrava una inattesa ricorrenza in cui l'energia era nuovamente concentrata quasi completamente nel modo iniziale.Nel tentativo di risolvere questo problema Martin Kruskal fu ricondotto allo studio della KdV che rappresentava una approssimazione continua della catena di oscillatori di Fermi, Pasta, Ulam. 

La cui soluzione solitonica è:

Nella (1) si può osservare l’equilibrio tre il termine dispersivo (dovuto alla derivata terza) e quello non lineare. Dovuto al prodotto tra la funzione stessa e la sua derivata Si noti che esistono anche altri tipi di soluzioni della (1) che nonsono solitoniche.

L’EQUAZIONE DI BENJAMIN-ONO (BO)

Dove H è la trasformata di Hilbert. L’equazione BO è piuttosto una equazione integro- differenziale ed è stata introdotta per descrivere le onde interne in un fluido stratificato di  profondità finita.

L’EQUAZIONE DI BURGERS

Si può considerare una riduzione mono-dimensionale delle equazioni di Navier-Stokes ed è stata scritta per la prima volta nel 1950.

L’EQUAZIONE DI Schrödinger NON LINEARE

Questa equazione ha diverse applicazioni ad esempio nella fisica del plasma dove rappresentala propagazione di onde circolarmente polarizzate di Alfvén o di onde a radio-frequenze e, più in generale, descrive l’evoluzione temporale dell’inviluppo di un’onda quasi monocromatica di piccola ampiezza in un mezzo non lineare e debolmente dispersivo.

L’EQUAZIONE DI HIROTA

Questa equazione per a=c=d=0 e b=-1 ed η=+-1 diviene  la (5) e cioè l’equazione di Schrödinger non lineare ( se u è reale diviene una KdV modificata)

L’EQUAZIONE SINE-GORDON (SG)

L’ equazione SG si presenta in diversi campi, dalla geometria differenziale all’ottica non lineare dove dà conto del fenomeno della trasparenza autoindotta, alla superconduttività. Inoltre essa è stata studiata come modello di una teoria di campo (sia classica che quantistica) grazie alla sua invarianza relativistica.

I SISTEMI DI EQUAZIONI NON LINEARI ALLE DERIVATE PARZIALI, LA "TRASFORMATA SPETTRALE" E IL "METODO DELL'ACCOPPIAMENTO"
La fisica-matematica è stata dominata da due grandi tipi di equazioni differenziali; quella di Newton della dinamica che è una equazione differenziale ordinaria del secondo ordine (che è difficile risolvere esattamente nel caso generale) e le equazioni differenziali alle derivate parziali come l'equazione delle onde o del calore (ancor più difficili da risolvere).I sistemi di equazioni differenziali possono poi essere sia ordinari che alle derivate parziali e la loro difficoltà di risoluzione aumenta esponenzialmente nel caso non-lineare (in pratica è possibile risolvere solo casi molto particolari; a questo proposito l'esempio più calzante è quello delle equazioni di campo di Einstein in Relatività Generale). La difficoltà di risolvere esattamente tali sistemi ha portato a sviluppare metodi specifici.Il metodo standard di risoluzione delle equazioni differenziali alle derivate parziali lineari a coefficienti costanti è quello della Trasformata di Fourier (TdF).La generalizzazione non lineare della TdF è la Trasformata Spettrale (TS)(5) .Si è trovano infattidiverse classi di equazioni di evoluzioni non lineari alle derivate parziali che si sanno risolvere esattamente con la TS. La più semplice equazione di una certa classe è proprio l'equazione KdV. A questo punto è possibile estendere la tecnica della TS ai sistemi di N^2 equazioni differenziali non lineari alla derivate parziali e determinare poi un sotto-sistema di di M<N^2 di taliequazioni e ciò equivale a richiedere la compatibilità temporale delle variabili dipendenti ridotte da N^2 a M. Dunque si tratta di una sorta di problema di retro-ingegneria analitica in cui si conoscono le soluzioni (accoppiate) e si vogliono trovare le equazioni differenziali alle derivate parziali di origine.
Ad esempio(6) , si può scrivere una "KdV matriciale" fatta da N^2 equazioni KdV accoppiate.Nella mia tesi di laurea(7) mediante l'originale "metodo dell'accoppiamento"(8) , nel caso 2X2(9) , sono pervenuto ad una riduzione a sole due equazioni KdV accoppiate a cui erano state imposte le due soluzioni solitoniche, anch'esse accoppiate. Le equazioni risultano legate da una "costante di accoppiamento" che nel limite in cui tende a zero restituisce due KdV disaccoppiate. Associate ad esse ci sono poi infinite quantità conservate. Si nota poi che , con una ulteriore riduzione si ottiene una nuova equazione KdV modificata altamente non lineare.Tale metodo è poi stato usato nella ricerca per accoppiare casi di dimensionalità più elevata, come il 3X3.

Fig. 4 Le due KdV accoppiate sono le equazioni (32) della pagine riportata.Si noti che quando il parametro di accoppiamento g va a zero le due KdV si disaccoppiano completamente.

Fig. 5 La nuova equazione KdV altamente non lineare modificata che si ottiene dall' ulteriore riduzione.

CAMPI APPLICATIVI
Come detto, il campo in cui i solitoni trovano maggiori applicazioni è quello dell'ottica non lineare e specificatamente quello delle fibre ottiche dove le equazioni di Maxwell in coordinate cilindriche divengono equazioni di non lineari accoppiate di Schrödinger (prendendo il nome di sistemi di Manakov). In fisica teorica sistemi di solitoni sono utilizzati come soluzioni delle equazioni di Born-Infeld e in Ferromagnetismo i solitoni sono soluzioni delle equazioni di Landau-Lifschitz e del modello (continuo) di Heisenberg .In biologia sono utilizzati per descrivere il comportamento di Proteine e Dna; in neurologia sono soluzioni delle equazioni di trasmissione dei segnali neuronali.

BIBLIOGRAFIA
Bais S., Equazioni.Le icone del sapere, edizioni Dedalo, Bari, 2009.
Calogero F., Degasperis A., Specral Transform and Solitons I, Noth-Holland, Amsterdam, 1982.
Vatinno G., Riduzione di sistemi di equazioni di evoluzione, alle derivate parziali, non lineari, con il metodo della trasformata spettrale, Tesi di laurea, Facoltà di Fisica de La Sapienza, Roma, 1986.

1) Gli effetti dispersivi sono dovuti al variare della velocità delle onde al variare della loro frequenza.
2) J. Scott Russell. Report on waves, Fourteenth meeting of the British Association for the Advancement of Science, 1844. 
3) Diederik Kortoweg (1848-1941) era un fisico-matematico dell'Università di Amsterdam e fu allievo di Jhoannes Diederick Van der Waals (1837-1923); Gustav De Vries (1866-1934) fu suo allievo (poi insegnante nelle superiori) e proprio nella sua tesi di dottorato scrisse la famosa equazione. La tesi aveva il titolo: Bijdrage tot de kennis der lange golven, ("Contributo alla conoscenza delle onde lunghe").
5) Tecnicamente, l'utilizzo della TS per solitoni nel "problema diretto" porta a risolvere una equazione (lineare) di Schrödinger con un certo "potenziale" mentre nel "problema inverso" occorre risolvere l'equazione integrale lineare di Gel'fand-Levitan-Marchenko GLM (imponendo che il coefficiente di riflessione sia nullo).Tale tecnica è estendibile al caso matriciale (molto più complesso).
6) Tuttavia questo non è il caso più generale che si sa risolvere.
7) "Riduzione di sistemi di equazioni di evoluzione, alle derivate parziali, non lineari, con il metodo della trasformata spettrale", Tesi di laurea, Facoltà di Fisica de La Sapienza, Roma, 1986.
8) L'accoppiamento tra le equazioni come elementi di matrice deve essere necessariamente lineare perché l'equazione di riduzione è lineare.
9) In questo caso una base "naturale" per i calcoli matriciali è quelle delle matrici di Pauli.

Nell'immagine i tre tipi di geometrie possibili: ellittica, iperbolica e piatta
E’ molto interessante seguire la vicenda della nascita delle cosiddette “geometrie non-euclidee” perché segna il passaggio ad una diversa visione del mondo, anche in matematica. La geometria “classica” è nata nell’antica Grecia grazie ai lavori di Aristotele (ne “Gli analitici posteriori”) ed Euclide (ne “Gli Elementi”) e per circa 2000 anni è rimasta immutata fin quando i matematici del XIX secolo non si accorsero che il V Postulato contenuto negli “Elementi” di Euclide poteva essere negato senza che ciò producesse contraddizioni logiche nelle nuove geometrie che così si generavano.Il primo a realizzare questa ipotesi fu il matematico Carl Friedrich Gauss che temendo le "grida dei beoti" (presenti in gran numero anche in quei tempi) non la rese nota. Questo postulato afferma l’unicità della retta parallela ad un’altra e passante per un punto dato.Negandolo ci possono essere più  parallele o nessuna. Il matematico David Hilbert  cercò di assiomatizzare (con 21 preposizioni) la geometria (Grundlagender Geometrie ,“Fondamenti della Geometria”, 1899) e, in verità, il suo programma era quello di assiomatizzare tutte le scienze, a cominciare dalla fisica. Per quanto riguarda la geometria e più in generale l’aritmetica Hilbert si trovò smentito dai lavori del logico austriaco Kurt Gödel che con i suoi “teoremi di incompletezza” dimostrò che ciò non era possibile poiché anche in un sistema “semplice” come l’aritmetica elementare esisterà sempre almeno una proposizione (teorema) vero, ma non dimostrabile. Ma quale geometria è dunque quella “reale”? Grazie alla Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein, possiamo dire che la “geometria” comunemente intesa è solo una branca della fisica e non della matematica.Infatti, lo spazio-tempo quadridimensionale del nostro universo (tre dimensioni spaziali ed una temporale) è deformato dai corpi (galassie, stelle, pianeti) e quindi la geometria dipende, in definitiva, dalla massa o meglio dalla densità dell’ intero universo. Più tecnicamente da un parametro e cioè dalla sua “curvatura”. Poiché l’universo pare (dalle osservazioni del satellite Planck) essere quasi “piatto” o leggermente a curvatura negativa possiamo dire che la sua geometria su vasta scala è quasi – euclidea o leggermente ellittica. Infatti possono esistere solo tre tipi di geometrie a curvatura costante: quella a curvatura negativa (o iperbolica ideata da NikolaiLobachevski e JánosBolyai, che contiene infinite parallele; l’universo si espanderà indefinitamente), nulla (Euclide, 1 sola parallela; l’universo si espanderà per sempre a velocità tendente a zero) o positiva (o ellittica ideata da Bernhard Riemann che non possiede parallele; l’universo collasserà su se stesso). La probabilità che sia proprio quella nulla (euclidea) è molto minore rispetto a quelle a curvatura positiva o negativa. In ogni caso esiste solo una geometria “vera” nel mondo fisico e le altre due possibili sono “errate”. Tuttavia non sappiamo ancora quale sia.E quelle “errate” a cosa servono? Diciamo che sono esplorazioni di strutture logico-matematiche alternative che però non corrispondono al mondo reale.

Nel luglio del 2012 sono subentrato alla Camera dei Deputati e quindi colgo l’occasione di  questo evento per parlare un po’ di Transumanesmo e Politica nella rubrica a cui collaboro da molti anni del Professor Carlo Pelanda.
La mia nomina ha fatto scalpore, soprattutto all’estero; infatti registriamo con piacere le interviste fattemi da sito del futurolo e tecnologi Usa Ray Kurzweil, dal magazine h+ ed anche dal prestigioso New Scientist. In Italia, poco o niente, s esi esclude una pre-intervista della trasmissione la Zanzara che pur avendo un alto seguito si distingue, almeno finora e per quanto mi riguarda, perun allarmante livello di superficilità molesta.
Ma torniamo al fatto. Il mi occupo di Scienza e Tecnologia da moltissimi anni; sono laureato in Fisica Teorica all’Università La Sapienza di Roma, perfezionato in Fisica delle particelle elementari in Psicologia cognitiva e Reti neurali e analisi delle immagini alla stessa università. Successivamente mi sono occupato per 13 anni  di Information Technology all’Olivetti e poi di Energia ed Ambiente, rivestendo anche incarichi pubblici di un un certo interesse, come Consigliere per le Grandi Opere per il Ministro delle Infrastrutture, membro della Commissione di Impatto Ambientale (VIA) del Ministero dell’Ambiente, Membro dell’Osservatoriosull’Alta Velocità sempre dello stesso Ministero, Responsabile area nuove tecnologie nella Segreteria tecnica del Ministro dell’Ambiente edora Deputato. Inoltre, insegno a Master del Politecnico di Milano e dell’ Università de la Tuscia – La Sapienza, sono giornalista e Membro della Società Italiana di Fisica.
Mi occupo di Transumanesimo dal 2003 ed ho pubblicato anche un libro ad esso dedicato, Transumanesimo.Una filosofia perl’Uomo del XXI secolo(Armando Editore, 2010). Sono Responsabile scientifico per il chapter italiano di H+, l’ AIT, Associazione Italiana Transumanisti.
Perché ho sentito la necessità di questo articolo?
In primis per sfatare le tante stupidaggini che girano intorno al Transumanesimo (abbreviato anche in h+). In Italia, si sa, si banalizza tutto ed ecco che per alcuni giornalisti sprovveduti ed anche ignoranti l’ h+ diviene subito “i marziani”, “gli ufo” e, perché no, anche i “fantasmi” e gli “zombie”. Questo dà il segno ed il livello non solo della profonda incapacità dianalisi scientifica del nostro Paese, ma anche dello strato secolare di ignoranza di certa parte della classe giornalistica (lasciamo poi perdere il metodo, spesso ai limiti del teppismo, ma questo sarebbe un discorso lunghissimo con implicazioni sociologiche e d antropologiche che non è il caso di approfondire qui).
Allora, vorrei rassicurare zanzareed insetti vari: il Transumanesimo non ha ache fare con gli Ufo, gli extraterrestri, i vampiri, gli uomini lupo e tuttala coreografia associata, anche se non escludo che qualche pazzo ogni tanto si infiltri, ma succede anche nelle migliori famiglie. Il Transumanesimo è un movimento filosofico mondiale e quindi transazionale che ha come scopo il miglioramento delle condizioni di vita della specie umana grazie all’utilizzo della scienza  edella tecnologia. Non è difficile da capire.
All’estero gode di prestigioaccademico ed istituzionale in Italia è costretto aduno stato di semi-carboneria grazie anche alla azione antiscientifica di gente come Benedetto Croce (neppure laureato) che ha inflitto un ritardo di decenni allo sviluppo dell’Italia e di formazione di una classe dirigente di livello internazionale.
Detto questo tutti mi chiedono?
Che fare? Come si comporterà politicamente?
Ebbene continuerò a portare avanti gli ideali che ho sempre supportato. Lo sviluppo di una società più libera, aperta, democratica, in cui la scienza e la tecnologia abbiano un ruolo rilevante ed utile al benessere di tutti (come dico anche nel mio ultimo libro appena uscito Il Nulla e il Tutto.Le meraviglie del possibile, Armando editore, 2012).
La politica è il modo con cui la gente ha l’opportunità di cambiare la società; per questo riveste e deve rivestire una estrema importanza.E’ infatti tramite le leggi e la loro applicazione che i sogni politici divengo realtà fattuale in una società moderna.
Come si concilia il rapporto con il Vaticano che in Italia è molto “forte”?
Semplice: libera scienzail libero Stato.
La dimensione religiosa, per me, è un fatto personale e rispettabilissimo; ma riguarda appunto unadelle sfere più intime dell’ individui e non la società nel suo complesso.
Quindi la Scienza prosegue per la sua strada ed sta a noi guidarla al meglio affinché migliori la società, come effettivamente poi sta facendo ed ha fatto. Occorre unire le diverse culture e non combatterle; una scienza umanizzata ed una umanità più scientifica sono un obiettivo possibile ed auspicabile.

Fig. 1 Il moto di un pendolo che avviene in un piano ed ad una distanza fissata l. Basta allora solo una coordinata, l’angolo θ, per risolvere il problema differenziale.

Nella Scienza  in generale e nella Fisica in particolare vi sono sostanzialmente due strade attraverso le quali procede la conoscenza: quella della esperienza e quella della teoria.
Intendiamoci. Il metodo cosiddetto galileiano basato su  "osservazione, esperienza, ipotesi e teoria" e' in realtà molto chiaro.Prima viene, per citare il grande scienziato pisano, la "sensata esperienza"  e solo dopo la "teoria"; in pratica, possiamo dire, che l'esperienza si assume il ruolo di una sorta di "selezione naturale" delle varie teorie.Solo quelle che concordano con il modello sperimentale sopravvivono, per usare un termine darwiniano.
Tuttavia, spesso ci si lascia, come dire, prendere la mano dalla teoria a scapito della esperienza.
Ed ecco così che vi e' tutto un fiorire di teorie, più o meno credibili, che spesso vengono propalate dai loro cultori come una piu' che plausibile  "Verita'", dimenticando appunto la "sensata esperienza".
Alcune teorie sono interessanti, soprattutto nel campo della fisica quantistica e quanto-cosmologica, ma poi di concessione in concessione, ci si trova magicamente trasportati in campi difficilmente distinguibili dalla fantascienza.
Oggi, vogliamo trattare pero' la questione da un lato poco usuale.

L'insegnamento della Fisica a Roma al tempo della guerra fredda

Fig. 2 Nella immagine un libro di Fisica di Landau –Editori Riuniti-

Vogliamo quindi parlare di come affrontare una questione dell'insegnamento prendendo come spunto un argomento di Fisica, considerato "semplice" ( ma sarebbe forse più corretto parlare di "elementare"),  e cioè la determinazione del periodo di un pendolo, cioè quanto un sistema meccanico oscillante, -ma la stessa equazione, con opportune reinterpretazioni delle funzioni vale anche ad esempio per i circuiti elettrici- ci impiega  ad eseguire delle "piccole" oscillazione (che si possono dimostrare isocrone) e tornare al punto di partenza.
Quando frequentavo negli anni '80 del XX secolo la Facoltà di Fisica dell' Universita' di Roma La Sapienza, c'erano due metodi possibili per risolvere il problema: quello di scuola "sovietica" basato sui testi di scienziati principalmente russi  (Landau, Smirnov, Arnold, Piskunov) e quello della scuola "americana" ("La fisica di Berkley", Feynmann, Apostol).
La divisione in blocchi contrapposti, tipici della guerra fredda, si manifestava allora anche con editori diversi: i sovietici erano pubblicati dagli "Editori Riuniti" in pagine stampate su carta austera e con poche immagini e nessuna fotografia, mentre gli americani erano pubblicati principalmente dalla Zanichelli su carta lussuosa, costosa e con molte immagini e foto.
Il primo metodo, quello di scuola sovietica, si basa su una formalizzazione  della meccanica con definizioni,ipotesi, equazioni differenziali del moto ( nella ipotesi di "piccole oscillazioni" che implicano una linearizzazione del problema iniziale che si esplica nel sostituire la funzione seno dell'angolo con l'angolo stesso)), come riportato nella equazione seguente:

(1)

Questa equazione differenziale ordinaria del secondo ordine non lineare nella incognita della funzione dell'angolo di oscillazione θ  (vedi figura 1) e' una semplice applicazione dell'equazione fondamentale della meccanica newtoniana, F= Ma, nella ipotesi che stia agendo unicamente la forza di gravita' (esemplificata dalla costante gravitazionale "g") e l'attrito sia nullo (o, quanto meno, del tutto trascurabile in un senso quantitativo).

Il metodo di scuola americana invece, si basava sull'esperimento con un pendolo autocostruito, con filo e peso e quindi sulla misura del periodo  con un cronometro.
Il risultato, dato dalla (2), e' identico sia che ci si arrivi dalla equazione differenziale di secondo ordine alle derivate parziali sia che ci arrivi sperimentalmente costruendo una curva per punti della durata del periodo T in funzione della lunghezza l; tuttavia io ritengo che il metodo basato sulla esperienza sia superiore dal punto di vita di una epistemologia della didattica.
All'inizio si può essere senza dubbio, come dire, perplessi da tanta manualità richiesta, ma poi ci si rende conto che noi stiamo cercano di capire quale relazione algebrica lega le due 
grandezze periodo e lunghezza e cioè:

(2)

La scelta del metodo di risoluzione  non e' solo una questione di gusto, ma in realtà rivela una visione del mondo molto diversa.La via sperimentale americana e' legata indubbiamente al pragmatismo, anche inteso come teoria filosofica (vedi, ad esempio, l'opera ed il pensiero di William James) mentre la scelta "teorica" rivela un grande interesse per la teoria speculativa che può anche essere inquadrata nella corrente filosofica idealista con tutte le conseguenze del caso nella costruzione anche di un modello sociale.
La "verità " dunque se anela  a divenire "Verità" in un processo asintotico di progressivo avvicinamento, deve essere ricercata unicamente partendo dall' esperienza. Questo non vuol dire naturalmente negare il grande apporto della teoria; le teorie hanno il compito di proporsi come modelli interpretativi e predittivi della realtà, ma solo appunto l'esperienza può selezionare le teorie che sono accettabili.Inoltre, dobbiamo anche ricordare che vi possono essere due teorie che spiegano efficacemente i risultati sperimentali.Allora dovremmo scegliere quella che sembra avere le maggiori possibilità di fare previsioni corrette sui risultati di altri esperimenti.
Questo modo di procedere se da un lato fa perdere di immaginazione  fantasia dall'altro garantisce risultati certi e verificabili.

(con una certa coraggiosa apertura al "technoBrahma") 
di Giuseppe Vatinno
"āsato ṃā sat gamayā / tamaso ṃā jyotir gamayā / ṃrityor-ṃā āmritam gamayā / Om śānti śānti śāntiḥ"
"Guidami dal non-essere all'essere, guidami dall'oscurità verso la luce, guidami dalla caducità all'immortalità"
(mantra vedico)

Carl Gustav Jung, 1914, Systema mundi totius
(il primo mandala disegnato dallo psicanalista svizzero)

A ben pensarci l'umanità, o almeno la sua storia narrativa -l'unica poi che conta-, non e' affatto molto antica: ad essere generosi possiamo pensare a qualche documento scritto risalente al 3.000 a. C. con il Gilgamesh, scritto in area mesopotanica, o i primi Veda composti intorno al 2.000 a.C. nella valle del fiume Indo e quindi diciamo che la nostra "filosofia" intesa come corpus sistematico di saperi e conoscenze non data più di 5.000 anni.
In questo periodo di tempo siamo passati dai tentativi di spiegazione mitologica del mondo ad una scienza sostanzialmente matura ed abbiamo superato quelle fasi che i sociologi chiamano della fanciullezza e della prima maturità riferendosi allo sviluppo della società stessa. 
Il fenomeno del mito e' ben studiato soprattutto dagli antropologi culturali.
I popoli primitivi spiegano il mondo con l'animismo, cioè ritengono che gli elementi naturali siano gli agenti costitutivi ed attivi del cosmo, in forma magari di divinita' "antropizzate". Ecco come che il vento, il sole, il fuoco, ma anche le piante, gli alberi e i fiumi divengano altrettanti "dei" nel Pantheon primitivo e ingenuo dell'umanità .
Le pitture rupestri –di chiaro significato magico e sciamanico- come quelle nelle grotte di Lascoux in Francia o Altamura in Spagna, dicono che tale fase e' durata a lungo: dal 35.000 a.C. (paleolitico superiore) a circa appunto, il 3.000 a.C..
Poi ecco, attorno a quest' ultima data, nascono i prodromi del fenomeno religioso con il proto- induismo vedico nella regione della valle dell'Indo insieme alla nascita del "sentire" religioso egizio e l'ebraico.
Un'altra fase fondamentale e' quella "riformista" che inizia intorno al 500 a.C. con la nascita del Buddismo, e del Cristianesimo nell'ambito sempre delle grandi religioni induiste ed ebraiche.
Vi e' quello che il filosofo della scienza Thomas Kuhn chiamerebbe un "cambio di paradigma" passando ad una concezione molto piu' collaborativa e potremmo dire "sociale" rispetto a quelle piu' "guerriere" precedenti.
Poi da allora vi e' un periodo di sostanziale stasi mentre pero' in Grecia la filosofia andava progressivamente separandosi dalla religione formando un corpus formidabile per intuizioni e sistematizza ioni della conoscenza.
I cosiddetti "secoli bui" (quanto poco illuminati ancora non e' poi neppure ben chiaro agli stessi storici).
In Europa e' l'umanesimo rinascimentale di Pico della Mirandola e di Marsilio Ficino a segnare il risveglio scientifico che troverà poi piana affermazione nell'opera degli empiristi inglesi,Hobbes, Locke, Berckley, Hume, in Galileo, in Newton e nella nascita della cosiddetta scienza moderna basata sulla quaterna osservazione, esperienza, ipotesi e teoria.
Il prodigioso sviluppo delle conoscenze scientifiche, in primis la meccanica quantistica di Bohr, Heisemberg, Dirac, Scrhoedinger e la teoria della relatività di Einstein, e poi tecniche del XIX e XX secolo sono il portato ultimo di tale processo iniziato in qualche oscura grotta del neolitico.
Quella stessa luna, che I nostri antenati preistorici guardavano con ammirazione e paura sarebbe stata conquistata dalla loro progenie.
Indubbiamente l'uomo ha sempre sentito l'universo come misterioso e inconcepibile se non altro per una inevitabile compresenza di concetti di infinitezza, prima nelle qualità afferenti al divino e poi in quelle dell'universo stesso.
La domanda chiave che quindi ora ci possiamo porre e': l'universo e' intelleggibile?
E cioè, l' universo alla luce delle ultimissime conoscenze scientifiche presenta una struttura logica, un ordito concepibile o siamo ancora avvolti nel mistero come era all' origine buia e tenebrosa dei tempi?
Si badi che già l'atto di porsi questa domanda potrebbe segnare invero la fine di un'epoca dello sviluppo dell'umanità. Non e' che questa domanda non sia stata posta in passato, ma certamente si tratto' di un atto di enorme presunzione intellettuale; alla quale seguirono risposto sbagliate e pretenziose; ora, in effetti, possiamo se non altro permetterci di porre la domanda.E dunque:
Il mondo e' intellegibile?
Riformulando per ancor maggiore chiarezza: riusciamo a farci una idea di come stiano veramente le cose e a progettare un soddisfacente 'sistema mundi" che ci dia contezza di tutto?
Io ritengo che a questo punto di evoluzione della nostra societa' la risposta possa essere finalmente positiva.
Si, possiamo dire di "intelligere" l'universo sia scientificamente che filosoficamente.
Il cosmo ci si presenta dunque come l' energia di base che a volte, in particolari condizioni fisiche, si mostra come materia ed e' sempre interpretabile come informazione.
Le teorie fisiche di tipo cosmologico - quantistico ci dicono infatti che tale "energia" e' sempre esistita in forma di energia del vuoto.
L'universo si anima alla sua eterna "danza" per poi scomparire e ricomparire ancora forse In una sequenza infinita di Big – Bang che creano quasi continuamente nuovi universi ognuno con differenti leggi fisiche.
Dunque l' energia, cioè il quid basico del cosmo, e' sempre esistita e' sempre esisterà.
Ecco quindi che il quadro complessivo della nostra conoscenza delle cose, cioè appunto, il "systema mundi" risulta sostanzialmente completo.
Tuttavia una domanda sorge: e la metafisica? 
Io credo che ci sia metafisica dove la "fisica"', nella sua accezione più ampia di "conoscenza", arretra per ignoranza delle cose lasciando il terreno al mistero.
Non ha infatti molto senso disegnare un mondo in cui ci sia una materia "fisica" ed una "non fisica" come riteneva il filosofo francese Cartesio.
La "materia" deve essere unica o tutta "materiale" o tutta non "materiale" (non uso il termine "spirituale" per non complicare inutilmente il discorso).
Poiché quella materiale per definizione esiste e la vediamo e' chiaro che l'unica materia e' quella materiale.
Anche una metafisica può essere "spiegata" nelle coordinate della conoscenza intellettiva.
Quindi il quadro che ci viene ad essere mostrato e' quello di un territorio geometrico netto e ben definito (e' il terreno della conoscenza certa) con alcune "anomalie" sui bordi geometrici.
Se potessimo sintetizzare in una immagine la "conoscenza" in un immenso cubo esso avrebbe una forma ben definita tranne che sugli spigoli ove alcune linee non sono più nette, ma osservate con un sufficiente livello di dettaglio, irregolari.
Nella irregolarita' c'e la supposta anomalia solo per mancanza di conoscenza e quindi un modalità tattica e non strategica.
Gli angoli del cubo sono dove e' riposta la metafisica, dove essa si e' rifugiata.
L'attività continua della conoscenza servirà a "raddrizzare" le linee storte rendendole nuovamente coerenti al quadro generale.
Naturalmente, questa totalizzazione di una sola materia esistente non significa che non si possa costruire una sorta di "metafisica", cioè un "modo diverso di vedere le cose", fondato su una emotività pura o una "emotività razionale"' ed in questo caso religioni filosofiche come l'induismo possono essere forse essere una sorta di modello interpretativo di quello che c'e' veramente "oltre" lo schermo.
Questo perché comunque la natura umana sembra non ancora completamente adatta ed adattata a reggere massicce dosi di materialimo allo stato puro, ma sembra servire un sorta di "materialismo ben temperato" o una "spiritualità tecnicizzata" che serva a mostrare in una (più) innocua forma simbolica che servi a mediare il passaggio (se ci sara' e se sara' utile) ad una nuova fase di sviluppo dell'umanità quella della piena e consapevole maturità.

La scienza, soprattutto quella moderna, è sempre più concentrata e settorializzata; ogni scienziato si occupa solo della sua piccola porzione di sapere  perché ormai le conoscenze sono così estese ed ampie da rendere praticamente impossibile il gestire ai massimi livelli più campi. Questo atteggiamento è sicuramente giusto ed è conseguenza di una visione corretta ed etica. Tuttavia, in questo articolo, senza alcuna pretesa di completezza, voglio occuparmi di un problema interessante che riguarda il rapporto intercorrente tra la “specializzazione”  e l’ “olismo”, intendendo questo termine come la capacità di abbracciare la comprensione del “tutto” per potere spiegare nuovi fenomeni (o meglio “epifenomeni”) e nuovi comportamenti che altrimenti non sarebbero individuabili occupandosi di un solo campo. In ogni caso, non mi interessa parlare dell’olismo in sé e per sé, che tanto è stato scritto e lo sarà ancora sull’argomento (con spesso discutibili sconfinamenti nella new age), quanto indagare il rapporto tra la “profondità della conoscenza” e la “generalità” della stessa, nel senso di una ricerca di un valore massimizzante entrambe.
In altri termini, puramente matematici,  la domanda è: “si può trovare un valore ideale che massimizzi contemporaneamente la profondità della conoscenza e di generalità del sapere al fine di conoscere nuovi fatti e giungere a nuove scoperte?”.Io penso che la risposta sia affermativa; nel senso che, anche matematicamente, deve esistere un valore ideale di estensione e profondità del sapere.
Supponiamo quindi che lo scibile o, più limitatamente, il nostro campo di ricerca“S” consti di varie aree scientifiche che definiremo così:
(1)  S = (A, B,…F), con A= Fisica, B = Biologia, C = Medicina, D= Ingegneria, E= Psicologia, F = Matematica e così via.
Allora, ogni “area” potrà sarà definita da due parametri: uno “e” che rappresenta l’ “estensione della conoscenza” e l’altro  “h” che invece rappresenta la sua “profondità”.
Allora la domanda è: esiste una combinazione ottimale dei due parametri “e” ed “h” tale che f(e, h),  chiamiamola “funzione di conoscenza”, abbia un valore massimo per l’ “insieme” S?
In pratica, riformulando la domanda in altro modo, quali devono essere i rapporti tra “e” ed “h” per massimizzare i rapporti di “conoscenza” e “profondità” di ogni singola disciplina?
In formula:
(2) Quali devono essere i valori di (eA,hA, eB,hB, …eF,hF) affinché f (eA,hA, eB,hB, …eF,hF) abbia un valore massimo?
E cioè quali devono essere la “profondità” e l’ “estensione” dei vari parametri “e” ed “h” affinché sia massima l’intera conoscenza?
Questo perché riteniamo che da una visione generale, globale, appunto olistica di un sistema possano derivare conoscenze superiori a quelle raggiungibili da una pur approfondita conoscenza delle singole parti.Ad esempio, unendo conoscenze di fisica e anatomoneurologia si può tentare una “teoria della coscienza” (vedi, ad esempio,  i lavori di R. Penrose di D. Hofstadter) che altrimenti rimarrebbe interdetta ai singoli scienziati che si occupano solo di fisica o di biologia. Il valore esatto dei parametri è importante perché occorre massimizzare la conoscenza del singolo campo del sapere massimizzando anche l’estensione , ottimizzando quindi il problema. Altrimenti, una conoscenza troppo specifica di un singolo campo impedisce una buona conoscenza generale di altri campi e viceversa una conoscenza troppo generale di ogni campo impedisce quella conoscenza particolare del singolo campo che porta alla spiegazione o all’individuazione di un fenomeno nuovo. Questa è una nuova scienza quindi: quella dei “pontieri” o dei “cultori del confine” di scienziati, cioè, che agiscono al confine di varie e diverse aree scientifiche conoscendo il massimo in profondità ed estensione di ogni area. Questo atteggiamento culturale pensiamo ci porterà a nuove scoperte ed a nuovi orizzonti.
BIBLIOGRAFIA
D. Hofstadter, “Gödel, Escher, Bach: un’eterna Ghirlanda Brillante”, Adelphi, Milano, 1984.
R. Penrose, “La mente nuova dell’Imperatore”, Rizzoli, 1992.
R. Penrose, “La strada che porta alla Realtà”, Rizzoli, Milano, 2005.

Nella immagine una  deformazione della struttura del cronotopo causata dalla Terra e dal suo satellite, la Luna.

Come già scritto in un precedente articolo, i viaggi nel tempo non sono più retaggio degli scrittori di fantascienza o di qualche regista cinematografico, ma sono una possibilità, reale e concreta, offerta dalle due grandi teorie relativistiche di Albert Einstein: quella  “speciale” e quella “generale” in unione con la meccanica quantistica.
Infatti, tali teorie ci dicono che, se un corpo è soggetto ad un’alta velocità (confrontabile con quella della luce nel vuoto e cioè circa 300.000 Km/s) oppure a forti campi gravitazionali (come in prossimità di un buco nero o di una stella di neutroni),il tempo ne viene influenzato nel suo scorrere.A tale proposito dobbiamo pensare che la “velocità” con cui scorre normalmente il tempo è di 1 secondo al secondo.
Per capire un po’ meglio questo concetto assolutamente poco intuitivo dobbiamo infatti raffigurarci lo spazio –tempo (o “cronotopo”, mutuando il termine dalla geometria) come un telo perfettamente elastico e ben tirato.
Ora l’alta velocità o la gravità deformeranno questo telo facendolo flettere, ad esempio, nei dintorni di un pianeta, proprio come una palla di biliardo su un telo elastico (vedi figura).
Quindi la velocità del tempo scorre ora più lentamente: ad esempio 0.5 secondi al secondo.
Abbiamo già analizzato in un precedente articolo un modo per costruire praticamente una macchina del tempo (metodologia proposta dal fisico Paul Davies).
Ora vogliamo invece qui occuparci un po’ più approfonditamente dei paradossi che insorgono quando si ha a che fare con i viaggi nel tempo.
Infatti, supponiamo (utilizzando questa volta una situazione meno traumatica della precedente) che il nostro Alberto decida di utilizzare una macchina del tempo per tornare a fare visita a suo nonno, nel passato.
Il viaggio riesce e Alberto si trova finalmente a tu per tu con suo nonno Amilcare che però giovane e non si è ancora sposato con quella che diventerà in seguito la nonna di Alberto.
Ebbene, mentre Alberto sbalordisce il nonno con particolari che solo lui può conoscere della sua famiglia, ecco che Amilcare che è un chiacchierone e si distrae facilmente si dimentica dell’appuntamento con una bella ragazza che sarebbe potuta diventare sua moglie.
Ma la signorina indispettita dal comportamento del giovanotto non lo vuole più vedere.
Ed ecco quindi che per colpa di Alberto il nonno Amilcare non si sposerà più e di conseguenza lo stesso Alberto non sarebbe più potuto nascere.
Questo tipo di paradosso è detto di “coerenza”.Insomma una situazione obiettivamente complicata.Al di là della storiella come ci dobbiamo comportare con i paradossi temporali?
Alcuni scienziati come il celebre Stephen Hawking o Roger Penrose ritengono che qualora Alberto tenti in qualche modo di fare qualcosa che muti significativamente il passato una sorta di “censura cosmica” interverrebbe per impedirlo.Ad esempio, la voce di Alberto potrebbe “misteriosamente” affievolirsi e così la conversazione tra il potenziale (a questo punto) nonno ed il nipote potrebbe finire prima cosicché Amilcare potrebbe essere puntuale all’appuntamento con la ragazza e tutto andrebbe al meglio.Tuttavia che ne sarebbe del libero arbitrio?E poi in che modo questa censura agirebbe?Cioè come farebbe l’universo ad “accorgersi” che qualcosa non va’ e che c’è il rischio che un piccolo crono-vandalo provochi seri guai alla storia futura?Un’altra variante del paradosso, dal significato però assolutamente uguale, è quella proposta dal filosofo Michael Dummett.
Un critico d’arte torna nel passato per conoscere quelloche diventerà il più famoso pittore del futuro.Ebbene, questo pittore, quando incontra il critico fa quadri in verità molto mediocri ben lontani dai capolavori che il futuro (potrebbe?) conoscere.Ed ecco quindi che il critico d’arte che è una persona accorta, gli mostra delle stampe dei futuri capolavori.Il pittore ne è talmente entusiasta che glieli sottrae e li va  a ricopiare.Nel frattempo, il critico d’arte si deve rimbarcare nella macchina del tempo per tornare alla sua epoca e lascia quindi le copie nel passato.A questo punto si è creato un “valore” dal nulla e cioè chi ha fatto lo sforzo creativo per dipingere i capolavori?Questo paradosso è detti di “conoscenza”.Per evitare la bizzarra “censura cosmica” si è utilizzata una teoria quantistica nota come “teoria a molti mondi” che fu proposta nel 1957 da Hugh Everett III.Questa teoria ci dice che ci sono tante copie del nostro mondo quante sono le possibili variazioni quantistiche delle particelle che lo compongono.Quindi un numero altissimo.Per chiarirci le idee pensiamo quindi ad un elettrone che ruota intorno ad un protone nell’atomo di idrogeno.
Ebbene tale elettrone –secondo la meccanica quantistica- non ha un valore dell’energia ben determinato ma si può solo dire che quella energia sarà contenuta in un certo insieme di valori con una certa probabilità.L’impredicibilità della natura a livello quantistico è una caratteristica intrinseca.
Ebbene, secondo la teoria  a molti mondi, per ogni energia dell’elettrone esiste un differente universo e così per tutte le altre particelle.Quindi ci saranno mondi in cui il nonno Amilcare si sposa con la nonna di Albero e mondi in cui questo fatto non avviene più.Ebbene, Alberto nel suo viaggio nel tempo, qualora faccia perdere l’ appuntamento al  nonno, “atterrerà” in un mondo variante in cui lui non è nato e quindi non si genererà alcun paradosso temporale.Ovviamente resta da spiegare quale principio (e quali forze!) di carattere generale agiscano  per far scegliere ad Alberto l’universo “giusto”, ma comunque –in questo caso- sia il libero arbitrio che il principi odi casualità sono salvi.

Bibliografia

Paul Davies, Come costruire una macchina del tempo, Mondatori, Milano, 2003

David Deutsch, Franck Lockwood  La fisica quantistica del viaggio nel tempo, in Le Scienze n. 309, maggio 1994
Marcus Chown, The Universe Next Door, Review, London, 2003

 L'idea di poter viaggiare nel tempo ha sempre affascinato l'umanità; nel 1895 H. G. Wells pubblicava "La macchina del tempo" in cui il protagonista faceva un viaggio nel passato e nel futuro remoti.Solo dieci anni più tardi, nel 1905, Albert Einstein, pubblica la Teoria della Relatività Speciale -basata sul concetto di insuperabilità della velocità della luce- in cui si mostra come il “tempo” possa trascorrere in modi diversi a seconda della velocità di un osservatore (è la fine quindi del concetto di contemporaneità e la genesi di un universo meno prevedibile che poi troverà piena e completa conferma nel ‘principio di indeterminazione’ della meccanica quantistica).
Nel 1915 viene invece pubblicata la Teoria Generale della Relatività (attualmente ancora la teoria più completa della Gravità) in cui si dimostra -tra le tante altre cose- che il tempo viene  “rallentato” dalla forza gravitazionale, come se fosse una sorta di “fluido” che scorre nell’alveo dello stesso universo.
Nel 1948 Kurt Godel, un famoso logico matematico, dimostra che un universo rotante può permettere i viaggi nel tempo e nel 1957 John Wheeler congettura l'esistenza di cunicoli spazio – temporali (i cosiddetti wormhole che interconnettono porzioni anche lontanissime del continuum del cronotopo).
Nel 1976 Frank Tipler, fisico – matematico, dimostra che il viaggio nel tempo è possibile nelle vicinanze di cilindri infiniti in rotazione.
Nel 1989 Kip Thorne inizia lo studio di macchine del tempo basate sui cunicoli, mentre nel 1991 J. Richard Gott III propone una macchina del tempo basata sulle corde cosmiche.
Vediamo ora meglio cosa ci dice la scienza (e, meglio precisarlo, non la fantascienza!).
Nel 2010 il professor Seth Lloyd, del MIT di Boston (USA), alla guida di un team internazionale che vede anche un professore italiano della Normale di Pisa, Vittorio Giovannetti, ha proposto una nuova “tecnologia” per i viaggi nel tempo utilizzando il teletrasporto quantistico abbinato all’ “effetto di post-selezione”; tale tecnica risulta particolarmente interessante perché eviterebbe i paradossi temporali.

 Viaggi nel futuro
Per quanto riguarda la possibilità di viaggiare nel futuro essa è realizzabile muovendosi ad alta velocità (prossima o in una frazione apprezzabile di quella della luce nel vuoto, indicata con "c", cioè circa 300.000 Km/s) oppure sfruttando l'accelerazione temporale data nello spazio dalla mancanza di gravità. Infatti sia la velocità che la gravità distorcono il tempo.
Esperimenti su particelle chiamate "muoni" hanno dimostrato la realtà della dilatazione temporale dovuta alla velocità (ad una velocità pari a metà di quella della luce il tempo risulta esser rallentato del 13%), mentre è stata misurata la distorsione temporale tra la cima di una torre (alta 22.5 metri) ed il terreno: 0.000000000000257%. Si calcola che utilizzando un'astronave che viaggi al 99.99999% della velocità della luce occorrerebbero meno di sei mesi per giungere dal 2002 al 3000.
Viaggi nel  passato
Il concetto è quello di alterare il tessuto del continuum spazio-temporale (cronotopo) principalmente mediante intensissime forze gravitazionali. 
Il noto fisico inglese Paul Davies, direttore anche del progetto SETI, per la ricerca di vita extraterrestre, fornisce addirittura un progetto pratico costituito da quattro elementi.
Il progetto di Paul Davies
I) Il collisore
Serve a creare un cunicolo (wormhole) spazio-temporale, che è in pratica una scorciatoia nello spazio per raggiungere immediatamente luoghi anche molto distanti. Vi sono diversi modi per creare un cunicolo ed uno è quello di utilizzare  un buco nero, ma, come è prevedibile,esso è difficilmente maneggiabile. Un modo più semplice per la nostra attuale tecnologia è invece quello di utilizzare la meccanica quantistica. Infatti lo spazio-tempo non è una superficie "piatta" e levigata come una semplicistica rappresentazione ci farebbe supporre bensì è solcata da strutture spugnose ("schiuma") che sono l'effetto della meccanica quantistica stessa sulla struttura della  gravità.Tuttavia i cunicoli spazio-temporali quantistici  compaiono e scompaiono in continuazione. Si può quindi utilizzare un acceleratore per ioni pesanti allo scopo di  creare una bolla di "plasma quark - gluoni".

II) Dispositivo di implosione
Occorre ora dare energia alla bolla creata ad esempio tramite una serie di bombe termonucleari disposte a configurazione sferica per far implodere la bolla di "quark e gluoni". Il risultato sarebbe quello di generare un minuscolo buco nero o un cunicolo spazio-temporale.

 III) Il dilatatore 
Successivamente occorre ingrandire il cunicolo tramite energia negativa generata -ad esempio- dal vuoto quantistico (il cosiddetto "effetto Casimir").

IV) Il differenziatore
Occorre ora generare una sorta di "differenza di potenziale temporale" tra gli estremi del cunicolo ingrandito. Si può quindi utilizzare come differenziatore sia un campo gravitazionale che un acceleratore di particelle per creare -tramite la velocità o la gravitazione- una differenza temporale tra l'ingresso e l'uscita.E' chiaro però che il viaggio nel futuro/passato avrà come date di inizio e fine quelle relative al differenziale temporale creato agli estremi del cunicolo. In pratica, se si creasse oggi (tempo zero) il cunicolo, occorrerebbe aspettare x anni per portare un'estremità ad una certa data e poi solo al tempo x si potrebbe utilizzare il cunicolo, dapprima solo per tornare nel passato di x anni.In seguito all'apertura del cunicolo si può poi attraversarlo nei due versi quando si vuole venendosi cioè a creare una sorta di vero e proprio "ponte spazio temporale".
I paradossi
Ogni qual volta si effettuano viaggi nel passato si creano -inevitabilmente- dei paradossi in quanto potrebbe essere violato il "principio di casualità", che afferma che la causa deve sempre precedere l'effetto.Facciamo l'esempio di Alberto che inventata una macchina del tempo (magari utilizzando il progetto descritto precedentemente) torna indietro nel passato ed incontra suo nonno e -magari incidentalmente- ne provoca la morte prima che quest'ultimo abbia un figlio (il padre di Alberto). E' chiaro a questo punto che lui non può più nascere: si crea quindi un paradosso di causalità.Questo tipo di problemi è stato affrontato in maniera diversi da diversi autori.Stephen Hawking e Roger Penrose (tra i più famosi cosmologi viventi) -ad esempio- pensano che esista una sorta di "censura cosmica" che impedisca di cambiare le relazioni causali e che quindi Alberto venga impedito in continuazione nella sua azione di disturbo del passato. Ad esempio, se Alberto stesse per uccidere il nonno facendogli cadere  inavvertitamente un masso sulla testa, l'azione gli sarà continuamente "impedita" da "qualcosa". Questo, però, entra in forte contrasto con il concetto filosofico di libero arbitrio ed introduce elementi di tipo teologico estranei al procedimento scientifico.
Una soluzione diversa è quella che fa riferimento alla teoria a "molti mondi" di Hugh Everett III.
Utilizzando la meccanica quantistica, Everett pensa che esistano tante copie di universi per quanti siano gli stati quantistici  associati a certi eventi. Ad esempio, si sa che un neutrone decade in altre particelle in un certo tempo medio ma non si sa l'istante esatto del decadimento. Ebbene secondo questa teoria esisterebbero tanti universi quanti sono gli "istanti fondamentali" (chiamati "crononi" e pari ognuno a 10^-43 secondi) in cui il protone decade. Quindi in ogni universo ci sarebbe un "istante" in cui il neutrone decade. Parimenti, ci sarebbero universi in cui Alberto uccide suo nonno e universi in cui questo non avviene, cosicché verrebbe meno il paradosso precedente. Alberto tornerebbe nel passato ed ucciderebbe il nonno ma da quel momento l'universo si sdoppierebbe in una "variante": un universo in cui il nonno è vivo e in cui Alberto nasce e la storia prosegue normalmente ed un universo in cui il nonno è morto e anche Alberto non nasce. Tuttavia, anche questa spiegazione contiene elementi non chiaramente comprensibili dato che non si capisce cosa e come agisca questo “quid” cosmico che “guida” gli sdoppiamenti quantistici nella direzione giusta.
In pratica, il problema dei paradossi temporali, persiste.

Conclusione

Dunque la possibilità di realizzare viaggi nel tempo è finalmente uscita dai film e dai romanzi di fantascienza per divenire patrimonio scientifico accettato dalla comunità scientifica internazionale.La teoria esiste: occorre ora individuare e realizzare una tecnologia più conveniente.La possibilità di manipolare lo scorrere del tempo offre panorami culturali completamente inediti con cui occorre familiarizzarsi e allo stesso tempo conferma la forza del ragionamento scientifico.

Bibliografia:
Paul Davies, Come costruire una macchina del tempo, Milano,  Mondatori 2003
David Deutsch, Franck Lockwood  La fisica quantistica del viaggio nel tempo, in Le Scienze n. 309, maggio 1994.

La dottrina transumanista (in seguito H+) è una “visione del mondo” che è incentrata su un approccio fondamentalmente laico e razionale alla “realtà”.
Questo significa, basicamente, che il “modo di vedere le cose” dei transumanisti è sostanzialmente laico e non presuppone l’esistenza di un “essere supremo” (utilizzando un termine del periodo illuminista) che ha creato o emanato l’universo e di una relativa “metafisica”.
Parimenti, dal punto di vista morale, pare emergere più una morale di tipo kantiano, cioè sostanzialmente laica, basata su valori condivisi e universali.
Un esempio di tale morale laica è espresso dal primo principio categorico contenuto nell’opera di Kant, “critica della ragion pratica”:
" Agisci in modo che tu possa volere che la massima delle tue azioni divenga universale "
Tuttavia, una certa percentuale di transumanisti si riconosce in insegnamenti “spirituali” in senso lato, una sorta di “tecnospiritualità” che, di fatto, unisce sia la dimensione pragmatica e proattiva (nel senso estropico del termine, come definito dal filosofo Max More); da indagini condotte si individuano, anche in qualche transumanista con ruoli direttivi a livello mondiale, principalmente interessi per la filosofia del buddismo Zen, ma anche degli altri credi religiosi, principalmente induismo e cristianesimo.
La domanda ovvia che si pone a questo punto è: come conciliare questi due aspetti apparentemente contradditori?
La risposta dipende naturalmente dalle sensibilità individuali ma, in generale, potremmo dire che le due visioni non sono così contraddittorie come può sembrare a prima vista e quindi si potrebbe appoggiare una cauta apertura a credenze di tipo “spirituale”.
Infatti, sia dal punto di vista strettamente metafisico e della relativa “morale” che più propriamente “pratico” nel senso di relativoall’azione o “pragma”, possiamo dire che, prendendo come  esempio la dottrina cattolica,l’esistenza di un “quid” che può sopravvivere alla morte fisica non inficia, in linea diprincipio, le aspettative H+, ad esempio, sul “mind uploading”, o sulla criogenia o sulla longevità né viene inficiato, come detto, l’agire nella società.
Potremmo solo notare, a volte ed in certi soggetti, un “rallentamento” della propensione allo sviluppo degli elementi più strettamente “materiali” dell’agire di H+ (perché mediati da una componente metafisica).
Tuttavia, dato che la stragrande maggioranza degli aderenti ad H+ è laica ed atea, anche l’esistenza di questa componente minoritaria al suo interno può essere vista un arricchimento culturale più che un freno allo sviluppo del movimento.
Anzi, dal punto di vista strettamente pragmatico, una apertura alle religioni ed ai movimenti spirituali può rendere più accettabile le idee H+ alla maggioranza della popolazione mondiale.  

Internet nasce, negli anni ’60 dello scorso secolo, nell’ambito del Programma della Difesa Statunitense denominato ARPA (Advanced Research Projects Agency) e che aveva come obiettivo quello di far sopravvivere ad un attacco atomico la rete telematica militare degli USA, durante il periodo della guerra fredda.Contemporaneamente però, le Università americane venivano collegate da reti telematiche primordiali o meglio, venivano collegati gli Host cioè i computer centrali dei Campus universitari e così  i ricercatori si potevano scambiare i dati e le informazioni.
Tuttavia Internet allora è poco più di un “gioco” per le teste d’uovo del Pentagono e delle Università; l’interfaccia infatti è solo testuale, non esistono “browser” per navigare i dati e le email sono ai loro inizi.
Occorre quindi giungere agli inizi degli anni ‘90 quando un fisico  del CERN, struttura europea deputata agli studi di fisica nucleare, Tim Berners – Lee, di Ginevra ha un’idea geniale: perché non condividere i dati, le informazioni, le immagini sotto forma grafica e rendere così disponibili a tutti i ricercatori i dati sugli ultimi esperimenti scientifici? Il 6 agosto 1991 il primo sito web è pubblicato.
A questo punto nasce il World Wide Web (WWW) la “grande ragnatela mondiale” che catturerà miliardi di persone in un sofisticato gioco interattivo.
Internet si sviluppa rapidamente durante tutti gli anni ’90 per entrare già grande nel XXI secolo e alla fine raggiungere le incredibili dimensioni mondiali attuali.
Questa la storia.
Ma noi ora vogliamo fare qualche considerazione ulteriore.
Internet, di fatto, ha cambiato il volto della società al pari dell’invenzione della stampa; la Rete ha infatti permesso a miliardi di persone in qualsiasi angolo del mondo di condividere dapprima i propri dati e poi, oggi, anche le loro esperienze tramite i blog e YouTube e le loro conoscenze tramite Wikipedia, la prima enciclopedia on line mondiale.
Internet, sembra essere il prototipo, anche abbastanza avanzato, di una sorta di “superorganismo” cibernetico che potrebbe anche essere interpretato come un nuovo livello evolutivo della civiltà umana.
Nel corso della Storia l’idea stessa di sviluppo ha subito e subisce attacchi da parte di chi considera positivo lo stato del “buon selvaggio”, per dirla alla Rosseau senza peraltro pensare che il progresso, portato in primis dalla tecnologia, ha migliorato enormemente la qualità della vita degli essere umani (ma anche animali). E’ chiaro tuttavia che, il concetto stesso di progresso deve essere costantemente coniugato con quello di “sicurezza dello sviluppo” al fine di prevenire l’utilizzo dannoso della tecnologia o le conseguenza negative dello sviluppo sull’ambiente.
Tuttavia pensiamo che tali aspetti possano essere affrontati e risolti, come sempre è successo nelle varie fasi dello sviluppo della civiltà umana, da quando un ominide, nella notte dei tempi, milioni di anni fa, non vide nella folgore scoccata nei cieli solo il monito di un dio geloso, ma anche l’opportunità di scaldarsi nelle notti gelide tramite il fuoco.
Ma torniamo ad Internet e alla sua rappresentazione di una sorta di sistema nervoso embrionale di una sorta di “organismo” cibernetico complesso che l’evoluzione ci stà presentando.
L’idea che la tecnologia possa dare luogo ad una Cyber struttura capace di intelligenza artificiale complessa e raffinata e quindi, in un tempo lontano ma determinato, di coscienza, è stata già presentata e gode di buona letteratura e saggistica.
Il futurologo americano Ray Kurzweil ne ha addirittura tratteggiato l’avvento nella sua nozione di “singolarità tecnologica” che, entro qualche decina d’anni, potrebbe portare ad una evoluzione rapidissima e sostanzialmente esponenziali delle capacità mondiali di calcolo distribuito ponendo la base, appunto, della formazione di questo super agglomerato tecnologico con ambizioni coscienziali.
Già il gesuita scienziato (era un antropologo) Pierre Teilhard de Chardin immaginò, in chiave religiosa, l’avvento di un essere cosmico (che lui identificava con il “Cristo cosmico” o “Punto Omega”) in una struttura puramente mentale chiamata noosfera o “sfera del pensiero”
Ora, allo scadere del primo decennio del XXI secolo, l’umanità guarda incuriosita (ed a volte un po’ preoccupata) all’affacciarsi cosmico di questa nuova possibilità evolutiva rappresentata da una evoluzione tecnologica capace, nel futuro, di integrare chip al silicio e neuroni al carbonio in un nuovo ed esplosivo coktail.
La nuova fase di Internet e del Web sembra proprio corroborare queste indicazioni.
Lo sviluppo accelerato di strumenti come YouTube, ad esempio, pongono le basi per una futura costruzione ancora più raffinata e complessa. Già adesso tutto quello che avviene nel mondo, può potenzialmente, esser condiviso in tempo reale, con tutti gli altri abitanti del globo. Basta possedere un cellulare dotato di telecamera che si diventa testimoni globali di conoscenza potendo immettere nella Rete, ripetiamo in tempo reale, gli eventi di cui si è stati testimoni. Una rivoluzione senza pari nel campo del giornalismo ma anche delle indagini poliziesche, della conoscenza e, più in generale, dell’antropologia.
Avviene un fenomeno strano in un remoto deserto australiano? Ecco che YouTube permette di vederlo in Italia in tempo reale. 
A questa possibilità poi si somma la possibilità di una grande conoscenza iperdistribuita grazie a strumenti come Wikipedia che permettono ad ognuno di apportare i propri saperi (fatta la tara alle inevitabili imprecisioni).
In tale ottica, in questi giorni. È uscito in Europa l’Iphone della Apple: un nuovo cellulare che in realtà è un computer portatile ad eccesso costante e diretto alla Rete.

YouTube nasce nel 2005 ad opera di C. Hurley e possiede circa 150 milioni di video che aumentano al ritmo di circa 65.000 nuovi video al giorno. Nel 2006 è stata comprata da Google per 1.65 miliardi di dollari.
Wikipedia, enciclopedia libera alla cui stesura tutti possono partecipare, è stata fondata da Jimbo Wales e Larry Sanger nel 2001. Conta (2008) circa 34 milioni di pagine.
La prima presentazione dell’IPhone, quella in USA, è stata fatta nel gennaio 2007 da Steve Jobs il fondatore della Apple. L’IPhone contiene tre funzioni che prima erano separate: l’IPod (per ascoltare musica scaricata da Internet), il cellulare ed il palmare (computer che si tiene in mano).

Bene, senza voler fare pubblicità a marchi commerciali, possiamo dire che l’unione di YOUTube, Wikipedia e I-Phone rappresentano un nuovo sentire, un nuovo modo di interpretare la vita ed il mondo: è quello della “generazione Cyber” o della “generazione –I” per cui la vita è conoscenza istantanea e diffusa, oltre che immediatamente condivisa
La Rete diviene dunque anche strumento politico e di democrazia diretta…
Sulla Rete non si può mentire a lungo e comunque non a molti e non per molto tempo…sarà per questo che il Regno Unito ha messo Internet come lo strumento più potenzialmente destabilizzante la loro società fra una decina d’anni?

Voglio iniziare questo articolo con una domanda di filosofia sistemica e che ha per oggetto il ruolo del "metodo" come definito da René Descartes e Cartesio e da Francesco Bacone. La scienza ha bisogno assoluto di un metodo scientifico che le permetta di scoprire il funzionamento della natura.
La domanda allora è: si può innalzare il metodo a supremo strumento conoscitivo che dia informazioni addirittura sulla realtà stessa?
O più esplicitamente: il metodo in sé può costituire conoscenza pura?
La domanda è complessa anche perché la stessa scienza moderna, diciamo da Galileo in avanti, a posto come obiettivo del conoscere il "come" a discapito del filosofico "perché?". In pratica galileo, in piena umiltà intellettuale, comincia semplicemente a studiare "come" avvengono i fenomeni, ad esempio oscillatori, disinteressandosi completamente della "cause finali" che riguarderebbero il campo della conoscenza dei "perché" (in questo caso, almeno ad un certo livello di approssimazione la causa agente del moto del pendolo è la gravità universale). Quello che voglio dire è che Galileo cercando solo il "come" scopre anche un "perché di primo livello". E' interessante notare come, in questo esempio, un "perché di secondo livello" è costituito poi dalla relatività generale che avrebbe formulato secoli a venire Albert Einstein. A questo punto poi, non possiamo fare a meno di chiederci se esistano "perché di terzo livello" e così via Ebbene, già un terzo livello è plausibile: si tratta della cosiddetta gravità quantistica.
Allora vi sono due ordini di problemi. Il primo è: quanti livelli di "perché" progressivi esistono? Ha senso logicamente ricercare un "perché" ultimo (o causa efficiente o causa prima?). e poi: uno studio molto sofisticato ed approfondito del "come" può portare ad una buona conoscenza dei "perché"?
La prima domanda è molto complessa: infatti, occorre definire una sorta di gerarchia funzionale dei "perché" ma si potrebbe forse immaginare un'esistenza di un "perché ultimo" definito come il "perché" che non ha bisogno di altre spiegazioni aggiuntive.
La seconda domanda è più affrontabile sul piano della realtà effettuale e la risposta è positiva: la conoscenza di un processo ci dà sempre informazioni sulla sua "essenza", cioè sulla sua "natura".
Ecco dunque che uno studio approfondito dei processi potrebbe fornirci grandi informazioni sulla "natura" di un fenomeno complesso come il cosmo nella sua interezza o il fenomeno evolutivo. Insomma, la domanda a cui si cerca una risposta è la seguente: esiste un "fine" in quello che vediamo avvicendarsi intorno a noi? Come si vede la domanda è la più impegnativa che un uomo si possa porre ed investe campi che sono( stati) appannaggio della religione ma che ora potrebbero avere una soluzione scientifica.
In effetti, nell'universo, parrebbe combattersi una titanica battaglia tra due tendenze: l'ordine ed il disordine intendendo con il primo la tendenza alla "estropia" e con il secondo la tendenza all' "entropia". Ad esempio, il " fenomeno vita" è un chiaro esempio della nascita di ordine locale a scapito di un disordine globale.
La biosfera è piena di vita: forma che nascono, si evolvono, muoiono; le più adatte sopravvivono dell'eterna danza cosmica.
E' dunque lecito chiedersi: tutta l'incredibile ricchezza di vita e, nel caso umano, di esperienza coscienziale che fine farà?
La domanda solo ad una prima analisi può sembrare puramente teoretica; in realtà si tratta di una domanda di "fisiologia cosmica" che riveste molto interesse per la nostra specie e per specie che potranno sopravvivere in un futuro remoto, un futuro dell'ordine di 10^10^76 anni, cioè 10 elevato alla dieci elevato a 76!
Cosa succederà, plausibilmente, al nostro universo?
La domanda, è bene dirlo subito, potrà avere solo una risposta di tipo prettamente probabilistico in quanto non conosciamo con certezza il futuro del cosmo. Esso, infatti, potrebbe continuare ad espandersi per sempre andando verso ad un destino di morte termica, come si usa dire oppure, viceversa, potrebbe collassare su se stesso in un enorme"big crunch" finale che sarebbe il fenomeno speculare del big bang iniziale, con tutta la materia concentrata in un punto di temperatura e densità infinità, oppure, ancora, potrebbe letteralmente rimbalzare indietro verso una nuova espansione.
In tutti questi casi potremmo chiederci, da futurologi impegnati, cosa ne sarà della nostra specie ammesso che nel frattempo non si sia autodistrutta grazie ad un conflitto nucleare o ad un attacco di virus ingegnerizzati.
Partiamo dallo scenario che, la momento, sembra essere più plausibile.
E cioè quello di una espansione progressiva del cosmo fino a raggiungere la morte termica e cioè fino a raggiungere a zero gradi assoluti in cui si annullano tutti i movimenti atomici.
Il primo a parlarne fu uno dei padri della termodinamica e cioè Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822 – 1888) che applicò il secondo principio della termodinamica ad un sistema chiuso molto particolare, cioè all'universo stesso. Di questo argomento se ne occuparono molto anche altri cosmologi come, ad esempio, Artur Eddington (1882 – 1944)e James Jeans (1877 – 1946).
In effetti, applicando pedissequamente i fondamenti della termodinamica possiamo solo dire che l'universo evolverà inesorabilmente verso quello che è considerato lo stato è il più probabile e cioè quello a massimo contenuto entropico e cioè quello più disordinato in cui tutto è congelato nell'assenza di movimento atomico. Infatti, dopo che tutta la materia sarà stata ingoiata da miliardi di buchi neri e riemessa sotto forma di un gas di fotoni , leptoni e protoni (se non decadono) nulla più resterà. Il cosmo avrà raggiunto il suo equilibrio nell'immobilità eterna.
Si noti, a questo punto, che per l'universo l'idea intuitiva di una entropia proporzionale alla temperatura (secondo i principi della termodinamica statistica) non vale.
Infatti, se valesse, lo stato iniziale del Big Bang a temperatura infinita (insieme alla densità) dovrebbe avere una entropia infinita e quindi essere in equilibrio e non evolvere. In realtà il Big Bang è proprio l'istante iniziale (tralascio, per semplicità,, la teoria delle membrane).
In effetti, per il cosmo, occorre calcolare l'entropia totale in modo diverso da quello a cui siamo abituati. In questo caso infatti occorre tenere presente la gravità ed il suo "contenuto d'ordine" che fanno sì che il Big Bang, in realtà, sia uno stato a bassa entropia e che quindi permetta al secondo principio della termodinamica di agire in senso evolutivo.
Ma torniamo alla morte termica.
Una prospettiva desolante vero?
Tuttavia, ultimamente, i progressi della cosmologia quantistica ci aiutano a concepire uno scenario meno desolante. In effetti, considerando che l'universo ha una grande preponderanza di energia oscura (e di materia oscura) che sfugge all'osservazione diretta dei nostri strumenti possiamo immaginare che tale energia in qualche modo salvi il cosmo dalla morte futura.
Inoltre, dal punto di vista di una filosofia che si fa fisica, l'universo non può che avere un tempo infinito cioè deve essere eterno perché altrimenti sarebbe in uno stato di contraddizione logica. ma se il tempo è infinito allora anche l'energia è infinita o meglio il continuum spazio – tempo è infinito. ed allora se tutto è infinito anche il secondo principio della termodinamica potrebbe essere superato perché una infinita energia darebbe il combustibile per un infinito ordine.
Infatti, secondo alcuni studi, principalmente dovuti a John D. Barrow, la massima entropia possibile del cosmo potrebbe essere nel tempo sempre maggiore della massima entropia. Insomma, questa fonte aggiuntiva di energia darebbe la possibilità al cosmo di continuare a vivere.
Ma ammesso che la morte termica sia evitabile che forme di vita potrebbero abitare questo cosmo sempre più immenso ed espanso, in cui la stessa velocità della luce non sarebbe che una bava di lumaca in confronto alle incredibili distanza da percorrere?
A questa domanda ha risposto il fisico Freeman Dyson che ha immaginato per l'universo finale delle forme di vita spalmate sulle nubi di gas interstellare e con consumi energetici ridotti ai minimi e che vivrebbero una sorta di lunghissimo letargo per la maggior parte del tempo.
Dunque, la prospettiva transumata ed estropica di una vita cosciente diffusa in tutto il cosmo potrebbe ancora sopravvivere.
Ma se l'universo invece si contraesse?
A parte che ciò sembra meno probabile dell'ipotesi espansiva, il fisico americano Franck J. Tipler ha una soluzione anche in questa ipotesi: la meta infatti sarebbe il punto omega finale riprendendo le teorie del gesuita francese Theilhard de Chardin. Ma tale teoria è poco convincente ed il finale misticheggiante.
Tuttavia, i progressi delle scienze e delle tecnologie ci dicono che la trasformazione finale, la coscientizzazione dell'intero cosmico è, almeno in linea di principio, possibile.

bibliografia

 D. Barrow John "Le origini dell'universo", biblioteca scientifica sansoni 1995

 Dyson , "Infinito in ogni direzione", Rizzoli 1989

Inizio la collaborazione a questo sito futurizzante con la speranza di apportare un contributo alla importante azione del Professori Carlo Pelanda intorno alla tecnologia, alle scienze, al pensiero razionale che aiutano ed aiuteranno l'uomo a trascendere la sua condizione umana per migliorare la sua qualità della vita.
A tale proposito, ormai da molto tempo esistono, soprattutto negli USA, movimenti che cercano di propugnare tale visione della vita .La Scienza e la Tecnologia come strumenti utili per far progredire l'umanità.
Questi movimenti come l''estropianesimo' (divenuto poi 'transumanesimo') del filoso inglese Max More hanno avuto un ruolo molto positivo nel proporre e predisporre un "clima culturale", un humus fecondo su cui far crescere questa visione futurizzante del mondo.
More, infatti, fondò il suo "Extropy Institùute" nel 1991 iniziando a parlare di crionica, terapie antiinvecchiamento, mind – uploading (cioè il trasferimento della coscienza su supporto elettronico).
Partito da posizioni ultra liberiste il suo pensiero poi si è successivamente modificato nel corso del tempo e alla fine si è abbastanza conformato a quello dominante negli USA della WTA (World Transhumanist Association) che è sostanzialmente un'organizzazione che sta divenendo sempre più spostata a "sinistra" nella sua critica al capitalismo ed al liberalismo economico, tendendo ad "terzomondismo" di maniera.
E l'Italia?
Non potevano mancare gli epigoni che superano il maestro.
E così dal 2004 è nata in Italia l'AIT, Associazione Italiana Transumanisti diretta da un sociologo, Riccardo Campa, di una poco nota Università polacca che ha voluto imprimere ancor di più una accelerazione verso una totale politicizzazione della struttura che ora risulta formata da persone coptate e non regolarmente elette e che ha anche, pensate un po', una sorta di "polizia" interna, l' "Epistepo" che vigila sul "credo" "tecno –estremista" dei partecipanti; chi sgarra dalla "retta via" del "credo ufficiale" viene dapprima imbavagliato elettronicamente e poi espulso dalla associazione, alla faccia della tanto sbandierata democraticità estremista del gruppo.
Le velleità del sociologo polacco si spingono fino a voler costruire un fantomatico partito transumanista italiano di cui, lui sarebbe naturalmente il leader naturale a vita e, magari, post mortem, magari utilizzando qualche tecnica criogenica, alla maniera delle mummie dei leader del socialismo reale.
Ora, al di là dello scherzo, noi crediamo che la futurizzazione sia qualcosa di estremamente serio e che non debba essere eccessivamente pasticciata con la politica da apprendisti stregoni che vogliono entrare nella politica stessa da una porta innaturale, non essendo stati capaci di entrare dalla porta principale.
Noi riteniamo che un movimento futurizzante debba ispirarsi alla economia di mercato, alla libertà, alla possibilità di esprimere pareri diversi e che debba contribuire concretamente a creare quelle condizioni per una vera società nuova, maestosamente proiettata verso un futuro di benessere e prosperità.
Il capitalismo è il motore propulsivo per il benessere e lo sviluppo di una società moderna e avanzata.
Solo generando "valore aggiunto" e denaro per gli investimenti si avrà quella forza d'urto necessaria ad innescare il traguardo della "singolarità tecnologica", quel punto cioè dello sviluppo della società in cui la crescita tecnologica diverrà esponenziale ed irreversibile.
Per questo vogliamo parlare più di tecnologia e meno di politica, più di scienza e meno di "polizia repressiva".
Noi desideriamo rispettare la libertà e la volontà di costruire di tutti e non vogliamo essere irreggimentati in una setta semiclandestina.
Questa è stata e sarà sempre di più la funzione di un sito futurizzante o, meglio ancora, di una Associazione Nazionale Futurizzante che abbia un compito propulsivo e propulsore nello sviluppo di un capitalismo pronto a fronteggiare le grandi sfide tecnologiche e che sia base di un aumento per il benessere della società tutta.
Siamo dunque sinceramente preoccupati per quello che accade nel piccolo mondo d'avanguardia tecnologica in Italia; occorre dunque che, anche in questo campo, le forze sane e veramente liberali, si facciano propugnatrici di quel cambiamento decisivo che sta relegando l'Italia nei posti più bassi degli indici di sviluppo tecnologico mondiale.