QUALI SONO I SINTOMI PRIMARI E SECONDARI DELL’ADHD?

Qual è l’eziologia dell’ADHD. SINTOMI PRIMARI E SECONDARI DELL’ADHD Componente innata Componente appresa – Studi di genetica – Neuroanatomia  – Neurofisiologia  – Neurochimica  – No regole e routine domestiche – Ambiente caotico – Mancato insegnamento del sapere aspettare – Esperienze negative per aver atteso – Gratificazione della frettolosità – Atteggiamento frettoloso e frettoloso “Come per altri disturbi è presumibile che i fattori genetici determino la predisposizione per il disturbo, mentre l’attivazione di tale predisposizione sia modulata anche da fattori ambientali”. 1. Sintomi primari. – Iperattività motoria – Impulsività – …

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Leopardi e la fisica del suo tempo

In Giacomo Leopardi adolescente l’eco delle principali questioni fisiche e matematiche dibattute dai grandi della scienza a lui contemporanei.
Giacomo Leopardi (1798- 1837)
L’articolo di Matmedia “Leopardi fisico e matematico” propone una riflessione sulla formazione scientifica di Giacomo Leopardi,  formazione che avrà un ruolo fondamentale nel suo pensiero filosofico e influenzerà la sua poetica.
Le prime opere adolescenziali denotano grande erudizione ma anche capacità di sintesi e senso critico nelle argomentazioni. Ricordiamo, in proposito, le Dissertazioni filosofiche, comprendenti anche dieci  argomenti di fisica, scritte tra il 1811 e il 1812 ossia all’età di 13 e 14 anni  e la Storia dell’astronomia, scritta un anno più tardi.
Il suo talento precoce era favorito e  stimolato culturalmente dal padre Monaldo, molto esigente  riguardo all’istruzione dei figli e, nonostante le sue idee conservatrici, sempre pronto ad aggiornare  la sua biblioteca accogliendo le  novità in campo scientifico e filosofico
Giacomo e i suoi fratelli potevano  disporre, inoltre, di un piccolo laboratorio per gli esperimenti scientifici. “Studio matto e disperatissimo” da parte dell’adolescente,  ma anche  interesse per la conoscenza del mondo fisico, della Natura, del Cosmo  e grande fascino esercitato su di lui dai grandi scienziati  quali Copernico, Keplero, Galileo  e, soprattutto, Newton.
L’attenzione ai contributi scientifici  negli scritti  di Leopardi, da parte dei critici o interpreti, risale alla seconda metà  del secolo scorso.
Alcune intuizioni da parte di  Italo Calvino nelle “Lezioni americane” e i continui riferimenti alle “Operette morali” nelle sue “Cosmicomiche”, mettono in luce la consapevolezza scientifica che sta alla base di alcune immagini o riflessioni leopardiane, solitamente analizzate dal punto di vista stilistico o nel loro significato filosofico,
Walter Binni, uno dei maggiori studiosi della poetica e del pensiero di Giacomo Leopardi, ne suggerisce un “habitus  mentale” di derivazione scientifica  affermando che: «L’illuminismo fu non solo fornitore a Leopardi di materiali e stimoli filosofici e morali, ma scuola di coraggio della verità, di bisogno di estrema chiarificazione, di lucidità ad ogni costo sulla via del suo attivo pessimismo».
In  occasione della celebrazione del bicentenario della nascita del poeta  (nel 1998) e, qualche decennio più tardi, nel bicentenario  dell’infinito (nel 2019) si assiste sia  a una riscoperta e una valorizzazione dei saggi  di carattere scientifico del giovane Leopardi, sia a una rilettura in chiave moderna delle opere della sua maturità.
Secondo Pietro Greco, giornalista e divulgatore scientifico scomparso due anni fa,
«…L’evoluzione del rapporto tra Leopardi e la scienza si muove con velocità differenziali e direzioni diverse lungo almeno quattro direttrici, certo interconnesse, ma abbastanza autonome da poter essere individuate con una certa precisione…» (Città della scienza /centro studi/Leopardi-e-la-scienza-16 agosto 2016)
Le quattro direttrici di cui parla Greco possono essere ricondotte facilmente ad alcune tematiche di indubbia attualità:

Valore sociale della scienza
Esaltazione della ragione e del rigore scientifico per spiegare i fenomeni
Ricerca del “ senso del mondo”, percezione della complessità del reale
Sfiducia nel meccanicismo e rifiuto del riduzionismo intrinseco nella scienza

Nel saggio “L’infinita scienza di Leopardi”( 2019), gli autori (Giuseppe Mussardo , professore ordinario di Fisica Teorica alla SISSA di Trieste e Gaspare Polizzi, storico della filosofia e della scienza del Centro nazionale studi leopardiani) concentrano le loro riflessioni su tre temi fondamentali :

Leopardi e il cielo
Leopardi e la materia
Leopardi e l’infinito

ricollegabili facilmente agli studi di astronomia, chimica e fisica.
A  questo punto è opportuno osservare che, se è decisamente interessante  affrontare la poetica e il pensiero di Leopardi alla luce della sua formazione scientifica, altrettanto stimolante  potrebbe essere cogliere nelle opere di  Giacomo adolescente l’eco dei principali dibattiti degli scienziati a lui contemporanei e  pensare a un approccio  originale alla storia della fisica e della chimica.
A  partire dalle curiosità e dai  commenti di un giovane studente  meticoloso e tenace, brillante e desideroso di apprendere, possiamo riflettere sul  panorama scientifico  degli anni di passaggio dal XVIII a XIX secolo e su come venissero  affrontati alcuni temi significativi.
Senza aver la pretesa di una trattazione esaustiva, proponiamo due tematiche  abbastanza ampie  che saranno in seguito approfondite, con spirito specialistico, dagli scienziati  XIX secolo:

la struttura della materia e le sue proprietà
la questione copernicana

La struttura della materia e le sue proprietà
Da: Casa Leopardi, Giacomo e la Scienza, 1996
Dalla lettura delle 10 disertazioni di argomento scientifico 

Dissertazione sopra l’attrazione
Dissertazione sopra la gravità
Dissertazione sopra l’urto dei corpi
Dissertazione sopra l’estensione
Dissertazione sopra l’idrodinamica
Dissertazione sopra i fluidi elastici
Dissertazione sopra la luce
Dissertazione sopra l’astronomia
Dissertazione sopra l’elettricismo

emerge il modello di realtà che  Giacomo si era costruito e il quadro concettuale unitario entro cui articola  le spiegazioni dei fenomeni naturali.
Si tratta di esercitazioni scolastiche preparate per il saggio annuale con cui  Monaldo Leopardi era solito far concludere gli  studi dei tre figli, Giacomo, Carlo e Paolina.
Il tono è esplicativo, le argomentazioni puntano sulla citazione di fonti autorevoli o sull’evidenza sperimentale.
La fiducia nella forza della Ragione, la fedeltà  al modello  meccanicistico della realtà, il “culto” della figura di Newton, contrastano, agli occhi del lettore moderno, con alcune convinzioni che sarebbero state a breve superate dalle nuove scoperte e dai  mutamenti di carattere metodologico e filosofico che avrebbero caratterizzano il  secolo XIX . Eppure ci sentiamo trascinati dall’entusiasmo del giovane  conferenziere e seguiamo le sue dissertazioni e i suoi ragionamenti, riscontrando con piacere  alcuni sprazzi di modernità.
Del resto, anche tra gli scienziati dell’inizio del secolo si poteva riscontrare un certo disorientamento di fronte alla molteplicità e alla complessità dei risultati ottenuti, in particolare, in elettrochimica,  in elettromagnetismo e in ottica . Spesso  si cercava una spiegazione riconducibile ai vecchi modelli e, anche se venivano enunciate nuove leggi,  non si arrivava a ideare una teoria ampia e dal potere unificante . Solo nella seconda metà del secolo si avrà la sistemazione della termodinamica e l’elaborazione della teoria dei campi. Per una teoria atomica, nell’ambito della fisica classica, si dovrà aspettare il XX secolo.
Nella Dissertazione sull’estensione si legge:
«…Viene altresì annoverata tra le proprietà dei corpi appartenenti alla loro estensione la Divisibilità. Ciascun corpo è formato di particelle, e di molecole unite insieme per mezzo dell’affinità d’aggregazione, di cui sono dotate. Essi sono dunque divisibili, cioè le particelle possono essere slegate, e scomposte, le quali particelle essendo formate di altre molecole ancor più sottili possono anch’esse per conseguenza esser divise. Infatti, noi non possiamo immaginarci un corpo sebben minimo, nel quale non supponiamo due metà, e per conseguenza può senza dubbio affermarsi esser la materia divisibile in infinito numero di parti infinitamente picciole. Deve avvertirsi, che noi non intendiamo di dire che un corpo sia divisibile in infinito fisicamente, ma soltanto geometricamente, e per mezzo de’ voli astratti dell’umana immaginazione».
«Moltissimi sono quegli esperimenti, con i quali vollero i Fisici dimostrare la Divisibilità dei corpi in modo evidentissimo. Tra questi ell’è utilissima l’osservazione riportata dal celebre Poli circa i raggi della luce, poiché “quantunque, com’egli si esprime, siffatti lumi non decidano se il campo assegnato alla rapportata Divisione si estenda all’infinito, nulladimeno ci mostrano ad evidenza, che la materia è capace di esser divisa in un numero di parti così immenso, che giugne fino a stancare la più vivace immaginazione….
Se in una notte serena, segue il mentovato Scrittore, pongasi a cielo aperto una candela accesa, diffonderà questa tanta luce, che si potrà agevolmente scorgere fino alla distanza di due miglia ossìa di 10 mila piedi tutt’all’intorno. È noto presso de’ Matematici, che uno spazio sferico, che abbia il semidiametro di 10 mila piedi in se contiene 4. bilioni 190 mila 40 e più milioni di piedi cubici. … »
Compare poi in una nota la seguente precisazione
(1) I principj della moderna Chimica dimostrano che la luce, e la fiamma non si sviluppano dal corpo che brucia ma bensì dall’aria vitale allorché l’ossigeno passa nel combustibile insieme con il calorico, e con la luce, con cui era unito, e che abbandonando l’aria vitale, si svolgono, e formano il fuoco.
L’esempio è tratto   da un testo famoso e apprezzato, gli  Elementi di fisica sperimentale (1798) di Giuseppe Saverio Poli e Vincenzo Dandolo, aggiornato sugli ultimi risultati di Lavoisier ma legato inevitabilmente ai modelli  settecenteschi del fluido calorico e dei corpuscoli che stanno a fondamento dei fenomeni luminosi.
Il  concetto di affinità tra le molecole è affrontato in modo generico, come si evince anche dalle dissertazioni sull’attrazione e sulla gravità.
In particolare, vogliamo soffermarci su alcune affermazioni del giovane saggista  riguardo l’interazione gravitazionale, accomunata disinvoltamente ad altre  forze di natura attrattiva, come le forze di adesione o di coesione molecolare.
Affermazioni quali:«…non ha solamente luogo  tra i corpi celesti, considerati l’uno relativamente all’altro. Questa forza agisce altresì in tutte le parti della materia. I liquori si alzano nei tubi capillari al di sopra del loro livello a causa dell’attrazione del tubo….»   non sono, come potrebbe  sembrare,   frutto di un ingenuo fraintendimento da parte del giovane studioso, bensì rispecchiano la convinzione, in quel tempo abbastanza diffusa negli ambienti scientifici, che l’attrazione fosse una proprietà della materia e che si manifestasse, oltre che nella gravitazione,  in molti altri  fenomeni di interazione fra corpi  solidi o fluidi o anche tra corpuscoli dotati di massa.
Interessante è il confronto tra le  dissertazioni di Giacomo  e alcuni  brani tratti dalla Storia dell’astronomia dell’astronomo  Jean-Silvain Bailly ridotta in compendio da  Francesco Milizia ( 1791), uno dei testi  su cui Giacomo aveva studiato.
L’autore sembra abbastanza deciso nell’identificare le forze  di attrazione tra molecole e l’attrazione gravitazionale
«Le affinità chimiche, le dissoluzioni, le precipitazioni, le coagulazioni non sono che attrazioni. Queste molecole esercitano a piccole distanze proporzionalmente alle loro masse un’attrazione simile a quella che i globi celesti esercitano negli spazi dell’Universo a distanze enormi…».
«La causa della coesione è l’attrazione o sia la gravità; e siccome la coesione è più o meno in tutti i corpi, Newton con ragione ha conchiuso che la gravità è universale in tutte le parti della materia»
Ribadisce la spiegazione «gravitazionale» che  Newton fornisce per il fenomeno della rifrazione della luce:
«La luce s’inflette passando presso i corpi per l’attrazione che prova e la devia. Passando da un mezzo ad un altro più denso si refrange, va più veloce poiché vi è più attratta»
L’autorità del paradigma newtoniano è ancora molto solido negli ambienti scientifici del primo ‘800.
Sviluppatosi principalmente come empirismo in Inghilterra e come razionalismo in Francia.  aveva alimentato la convinzione che il modello meccanicistico fosse in grado di descrivere e studiare tutti i fenomeni naturali.
La legge di gravitazione universale, in particolare, con il suo potere unificante,  resta il modello da seguire, almeno per analogia,  nell’interpretare  fenomeni in cui intervengono mutue forze attrattive tra  corpi, dipendenti dalla loro distanza.
Come si può osservare nelle affermazioni di Bailly, l’indiscussa  autorità degli scritti newtoniani poteva arrivare a far interpretare in modo acritico, e in parte errato, il suo pensiero.
Newton è molto più cauto nell’estendere la legge di gravitazione universale  al di fuori della meccanica, anche se, in effetti, per  quanto riguarda l’ottica, pensava che la  rifrazione potesse essere  ricondotta ad un fenomeno di attrazione tra masse,  avvalorando  la sua ipotesi corpuscolare sulla natura della luce.
Se  avesse avuto l’opportunità di anticipare i risultati ottenuti nel 1850 da  Fizeau e Foucault  relativamente alla  velocità della luce, avrebbe osservato che questa è maggiore nel vuoto che non  in un mezzo materiale e sarebbe giunto ad altre conclusioni.
Il pensiero di Laplace  (Exposition du système du monde-1823)  appare invece molto più lucido e più vicino  alla posizione newtoniana ( Hypotheses non fingo)
«L’attrazione sparisce tra i corpi di una grandezza poco considerevole: essa riappare nei loro elementi sotto un’infinità di forme. La solidità, la cristallizzazione, la rifrazione della luce, il sollevamento e l’abbassamento dei liquidi negli spazi capillari, e in generale tutte le combinazioni  chimiche sono il risultato di forze la cui conoscenza è uno dei principali obiettivi dello studio della natura. Così la materia è soggetta all’impero di diverse forze attrattive: una di esse, estendendosi indefinitamente nello spazio, regge i movimenti della terra e dei corpi celesti; tutto ciò che riguarda la costituzione intima delle sostanze che li compongono dipende principalmente dalle altre forze la cui azione è sensibile solo a distanze impercettibili. E’ quasi impossibile, per questa ragione, conoscere le leggi della loro variazione con la distanza; fortunatamente, la proprietà di essere sensibili soltanto assai vicino al contatto basta per sottomettere all’Analisi un gran numero di fenomeni interessanti che ne dipendono».
L’opera di Laplace è del 1823.
L’invenzione della  pila di Volta aveva  indicato nuove vie di ricerca sull’elettricità. Nel 1808  il chimico inglese  sir Humpry Davy aveva ottenuto i primi risultati di dissociazione elettrolitica .
La comunità scientifica francese era  fortemente influenzata dal programma laplaciano, tendente a spiegare i fenomeni fisici a partire dalle proprietà di fluidi imponderabili (fluido elettrico vetroso o resinoso, fluido magnetico australe o boreale, calorico ecc. ecc.)  le cui particelle ultime  interagivano a distanza, tramite forze di tipo newtoniano.
La formalizzazione  poteva avvenire nell’ambito dell’apparato matematico che già aveva  segnato l’indiscusso progresso della meccanica e dell’astronomia.
Le esperienze di Cavendish e di Coulomb, mediante la bilancia di torsione, avevano dimostrato, già alla fine del ‘700,  l’analogia tra le leggi che descrivono le interazioni gravitazionali, elettrostatiche e magnetiche.
L’interazione corrente-magnete scoperta da  Oersted  nel 1820 sembrava invece difficilmente riconducibile allo schema newtoniano e questo  aveva costituito una vera e propria sfida  tra gli scienziati francesi, di cui sono noti gli importanti risultati,  sia sperimentali sia nella formalizzazione matematica ( esperienza di Arago, leggi di Ampère, di Biot-Savart e dello stesso Laplace).
Ormai è ben nota la differenza tra le varie forze di interazione conosciute, sia per quanto riguarda la natura delle particelle interagenti, sia  dal punto di vista dell’intensità delle forze.
Qualsiasi studente liceale sa, per esempio , che  l’attrazione  gravitazionale tra un protone e un elettrone è molto più  debole , di circa 40 ordini di grandezza, dell’interazione elettrostatica, la quale svolge , pertanto, un ruolo essenziale  nella struttura microscopica della materia.
Agli inizi del secolo  XIX,  invece ,  in assenza di opportune  valutazioni quantitative e  di conoscenze adeguate sulla struttura della materia, le interazioni tra particelle dotate di massa venivano assimilate alle interazioni  gravitazionali.
Va precisato, in proposito, che, sebbene  comunemente si attribuisca a Cavendish la determinazione della costante  di gravitazione  universale, la formulazione  moderna della legge  di  Newton è entrata nella letteratura scientifica solo  nelle seconda metà secolo.
I risultati del  noto esperimento di Cavendish furono formulati, invece, in funzione del valore della densità media  della Terra, ovvero del valore della sua massa, dedotto dal  rapporto delle forze esercitate, rispettivamente, dalla Terra e dalla massa “grande” utilizzata nell’esperimento, su una stessa massa, la massa  “piccola”  posta a distanza  da essa.
Ricordiamo, infine l’approccio innovativo da parte  di Faraday, che, rifiutando il modello delle particelle di fluido interagenti a distanza, spostò l’attenzione sulle proprietà dello spazio, sede dei fenomeni elettromagnetici, il quale  diventa «campo di forze». Le sue  proprietà sono descritte  dalle linee di forza o linee di campo, secondo  un modello che sarà poi formalizzato, dal punto di vista matematico, nella sintesi maxwelliana.
Ovviamente non possiamo aspettarci che, nella dissertazione sull’elettricismo, il giovane Giacomo possa conoscere o immaginare l’importanza che i fenomeni elettrici avrebbero acquistato  in campo scientifico, tecnologico e industriale.
La dissertazione spazia pertanto nel campo meteorologico ( pioggia, fulmine, terremoto, tromba d’aria ecc. ecc.) .
Le spiegazioni dei fenomeni  mostrano i limiti del modello del fluido elettrico che non riesce a suggerirne in modo esauriente l’origine e la natura, anche se  fornisce alcune indicazioni per  difendersi da  eventuali effetti dannosi.
La conclusione sembra un tentativo di dare maggiore dignità all’argomento:
«Tutto ciò, che abbiam detto contiene in brevi parole l’intera Teoria dell’elettricità. Non possiamo al certo bastantemente encomiare quei Fisici, i quali impiegar seppero i loro lumi nel discuoprire la cagione, e l’origine di sì spaventosi fenomeni per poi dar campo alle ricerche intorno al modo di preservarsi da loro terribili effetti. Non si scorgerebbe certamente nelle Fisiche dottrine un sì gran numero d’inutili questioni se tutti i Filosofi impiegar sapessero la loro scienza nella ricerca soltanto di quelle cose, che ridondar possono in qualche modo a pro del genere umano. > >
La consapevolezza della rilevanza del progresso degli studi sui fenomeni elettrici traspare invece in una delle ultime poesie di Leopardi: la “ Palinodia al Marchese Gino Capponi” (1835).
Le moderne applicazioni dell’’elettricità, citata attraverso gli epigoni Volta e Davy , non riescono a vincere le forze inevitabili dell’egoismo umano.
L’entusiasmo e la fiducia nel valore sociale della Scienza ha lasciato il posto alla delusione e al pessimismo di fronte a una società che insegue il mito del progresso  dimenticando però gli ideali di  verità e di giustizia.
…………..Ardir protervo e frode, Con mediocrità, regneran sempre, A galleggiar sortiti. Imperio e forze, Quanto più vogli o cumulate o sparse, Abuserà chiunque avralle, e sotto Qualunque nome. Questa legge in pria Scrisser natura e il fato in adamante; E co’ fulmini suoi Volta nè DavyLei non cancellerà, non Anglia tutta Con le macchine sue, nè con un Gange Di politici scritti il secol novo. Sempre il buono in tristezza, il vile in festa Sempre e il ribaldo: incontro all’alme eccelse In arme tutti congiurati i mondi Fieno in perpetuo: al vero onor seguaci Calunnia, odio e livor: cibo de’ forti Il debole, cultor de’ ricchi e servo Il digiuno mendico, in ogni forma Di comun reggimento, o presso o lungi Sien l’eclittica o i poli, eternamente Sarà, se al gener nostro il proprio albergo E la face del dì non vengon meno…… > >
 La questione copernicana
 Ha senso parlare ancora, ai tempi di Leopardi , di una questione copernicana?
Quando il giovanissimo Giacomo affrontava  gli studi di astronomia,  la teoria eliocentrica era già consolidata in ambito scientifico, accettata anche da scienziati cattolici o luterani . La Chiesa cattolica  però, non aveva ancora abrogato il Decreto della Congregazione dell’Indice del 1616, cosa che avvenne  qualche decennio più avanti  con la riabilitazione di tutte le opere di ispirazione copernicana.
In alcuni ambienti cattolici particolarmente intransigenti c’era , pertanto, una certa cautela  nell’insegnare  o propagandare il sistema copernicano come modello della realtà fisica, in accordo con la  prefazione del De revolutionibus orbium coelestium   ( rivelatasi in seguito apocrifa e attribuita al teologo  luterano  Andrea Oslander ) che parlava di “ipotesi matematica”.
Lo stesso Monaldo Leopardi continuò a dichiararsi anticopernicano convinto, fino a sfidare la Chiesa dalle pagine del periodico “La voce della ragione “ , da lui diretto, difendendo, da un lato, le decisioni dell’Inquisizione romana e , dall’altro,  cercando di demolire con argomentazioni di carattere scientifico  le prove sperimentali addotte dai sostenitori del sistema eliocentrico.
Si comprende pertanto  perchè nella Dissertazione sull’Astronomia, uno dei componimenti scolastici presentati nei saggio annuale  di casa Leopardi nel 1812, il giovane Giacomo tesse le lodi del sistema copernicano “il più ammissibile fra tutti i sistemi celesti” ma aggiunge nel finale la seguente riflessione:

L’ambiguità della posizione della Chiesa Cattolica fece scalpore, anche in campo internazionale,  quando, nel 1818 il Maestro del Sacro Palazzo negava al canonico Settele ,docente alla Sapienza di Roma,  l’imprimatur  per il secondo volume del trattato  “Elementi di ottica e astronomia” in quanto fondato sul sistema copernicano.
Il Santo Uffizio fu costretto a intervenire con un apposito  decreto ( nel 1822) e avviare un processo di riabilitazione di tutte le opere  di ispirazione copernicana che si concluse nel 1835, sotto il papato di Gregorio XVI.
Appena un anno dopo la Dissertazione , Giacomo completa la sua  “Storia dell’astronomia”  nella quale  l’adesione al copernicanesimo è  più decisa , tra l’entusiasmo di spirito illuminista per la forza della Ragione e il riconoscimento dell’esistenza di un  Dio «autore e regolatore  dell’ammirevol macchina dell’Universo».
Il  progresso dell’astronomia  si trasforma nello strumento che libera l’uomo dalle  superstizioni e dalle credenze errate e lo conduce alla civiltà e alla vera Sapienza, mentre le implicazioni di carattere  filosofico sembrano restare in secondo piano.
I riferimenti alle dispute intorno alla pluralità dei mondi e all’abitabilità dei corpi extraterrestri dimostrano, comunque,  che Giacomo aveva ben recepito i punti salienti e anche  i nodi di questo secondo aspetto della nuova questione copernicana. Con molta franchezza, infatti,  conclude che sono tutte discussioni inutili e oziose, dalle quali non è possibile «ritrarre il minimo frutto». La controversia infatti non potrà «mai venire alla conclusione», essendo questa «la più insolubile di tutte le questioni».
Il rifiuto  dell’antropocentrismo, un tempo tacciato di eresia, ben si conciliava invece  con lo spirito egualitario degli Illuministi.
Le  intuizioni di Giordano Bruno   sulla pluralità e infinità dei mondi,  giudicate  a suo tempo  inverosimili e diaboliche, avevano acquistato una base di credibilità, almeno a livello di possibilità.
Pur riconoscendone l’infondatezza  sia al livello sperimentale, sia dal punto di vista  speculativo,   queste idee erano patrocinate dai più eminenti astronomi del XVIII secolo, incontrati da  Giacomo nei libri della biblioteca paterna   (Lalande, Bailly, William Herschel) .  La forza dell’analogia, l’inconsistenza di una situazione privilegiata da assegnare alla terra ( unita alla mancanza di nozioni sulla genesi della materia vivente) sembrano punti a favore dell’esistenza di altre forme di vita o di altri sistemi solari simili al nostro .
Non mancavano  poi alcune opere di fantasia come l’ironico Micromega di Voltaire  o di divulgazione scientifica, come I Colloqui sulla pluralità dei mondi ( 1686 ) di Bernard le Bovier de Fontenelle e il poema  dai toni preromantici “ Complaint or night thoughts on life , death and immortality” (1742-45),del poeta ecclesiastico  inglese Edward Young.
Quest’ultimo, di cui Leopardi conosceva probabilmente la traduzione italiana di L.A. Loschi, vede  nella pluralità dei mondi e nell’infinità dell’universo la testimonianza dell’infinita onnipotenza di Dio  Creatore che non può  rimanere limitata nell’angusto  spazio del nostro pianeta.
Copernico continua poi ad essere presente in più punti della produzione leopardiana,  a prova del fatto che le letture giovanili  avevano avviato un processo di interiorizzazione,  sfociata poi  nel  pensiero filosofico e  nella sublime arte poetica.
«Una prova di quanto influiscano i sistemi puramente fisici sugl’intellettuali e metafisici, è quello di Copernico che al pensatore rinnova interamente l’idea della natura e dell’uomo concepita e naturale per l’antico sistema detto Tolemaico; rivela una pluralità di mondi, mostra l’uomo un essere non unico, come non è unica la collocazione, il moto e il destino della terra, ed apre un immenso campo di riflessioni, sopra l’infinità delle creature che secondo tutte le leggi d’analogia debbono abitare gli altri globi in tutto analoghi al nostro, e quelli anche che saranno, benchè non ci appariscano, intorno agli altri soli cioè le stelle, abbassa l’idea dell’uomo, e la sublima; scuopre nuovi misteri della creazione, del destino della natura, della essenza delle cose, dell’esser nostro, dell’onnipotenza del creatore, dei fini del creato ec. ec. »(Zibaldone, 84, 18209)
«Il sistema di Copernico insegnò ai filosofi l’uguaglianza dei globi checompongono il sistema solare (uguaglianza non insegnata dalla natura,anzi all’opposto), nel modo che la ragione e la natura insegnavano agliuomini ed a qualunque vivente l’uguaglianza naturale degl’individui diuna medisima specie». (Zibaldone, 975, 22 aprile 1821) (28).E’ noto il divertente dialogo “Copernico” delle Operette morali in cui la rivoluzione  copernicana nasce da una esigenza  del Sole che chiede a Copernico di concedergli il meritato riposo e di  costringere l’oziosa Terra a mettersi in movimento.
Forse  è meno noto questo brano  della storia dell’astronomia di cui il “Copernico” sembra essere lo sviluppo e l’ approfondimento:
«Quell’ardimentoso Prussiano che fe’ man bassa sopra gli epicicli degli antichi e spirato da un nobile estro astronomico, dato di piglio alla terra, cacciolla lungi dal centro dell’Universo ingiustamente usurpato, e a punirla del suo ozio, nel quale avea marcito, le addossò una gran parte di quei moti, che venivano attribuiti ai corpi celesti, che ci sono d’intorno».
I notissimi versi del “Canto notturno di un pastore errante” composto  tra il 1829 e il 1830 , ci hanno tante volte coinvolto nelle domande senza risposta sul destino e sull’identità dell’uomo
E quando miro in cielo arder le stelle;Dico fra me pensando:A che tante facelle ?Che fa l’aria infinita, e quel profondoInfinito seren ? che vuol dir questaSolitudine immensa ? ed io che sono ?
Quanti di noi le hanno confrontate con le parole di sir John Herschel  (1792 –1871) (matematico e astronomo figlio di William)?
«A quale scopo, scrive dobbiamo supporre che le stelle siano state disperse nell’immensità dello spazio? Non sarà stato senza dubbio per illuminare le nostre notti, oggetto che potrebbe meglio svolgere una luna piu di quanto non farebbe la millesima parte della nostra, né per brillare come uno spettacolo vuoto di senso e di realtà e ci perdiamo in vane congetture. Questi astri sono, è vero, utili all’uomo come punti permanenti ai quali può rapportare tutto con esattezza; ma bisognerebbe aver ricevuto ben poco frutto dallo studio dell’astronomia per poter supporre che   l’uomo sia il solo oggetto delle cure del suo Creatore e per non vedere, nel vasto e sorprendente  apparato che ci circonda, luoghi destinati ad altre razze di esseri viventi».
Un secolo dopo  Hubble enunciava la  legge che confermava  il modello di un universo in espansione, popolato da innumerevoli galassie distinte dalla nostra Via Lattea.
La Terra non è il centro dell’universo, non lo è il Sole, non lo è la Via Lattea.
Nel XX secolo la cosmologia, studio  dell’Universo nella  sua totalità su grandi scale, ormai separata  dall’astronomia, è una scienza osservativa  che non ha abbandonato  i suoi aspetti speculativi.  I tre principi che ne stanno alla base richiamano le antiche dispute dei filosofi  ma  hanno un chiaro significato di ipotesi di lavoro.
Primo assunto è l’isotropia dell’Universo  (principio cosmologico)   complementare all’omogeneità  di tutti i punti di osservazione (principio copernicano).
Si sente la necessità di un terzo principio, il principio antropico:
“I valori osservati delle quantità fisiche o  cosmologiche non sono equiprobabili ma sono  limitati  dal prerequisito che l’universo cui danno luogo, a un certo punto della sua storia, permetta l’esistenza di una forma di vita come la nostra, basata sul carbonio” (principio antropico debole di Barrow-Tipler) .
Nuovi interrogativi attendono una risposta: il nostro universo è il risultato di  un’eccezionale coincidenza cosmica o esistano infiniti universi fisici e noi abitiamo in uno di quelli che sono adatti alla vita?

Laureata in matematica, all’Università “La Sapienza” di Roma  . Vincitrice di concorso a cattedra per la classe matematica e fisica, ha  insegnato a Roma nel liceo scientifico  “Cavour” e ha collaborato con la S.S.I.S del Lazio in qualità di insegnante accogliente per i tirocinanti. In pensione dal 2009, ha partecipato al progetto del MIUR “La prova scritta di Matematica degli esami di Stato nei Licei Scientifici: contenuti e valutazione”  . Collabora alle attività di formazione della Mathesis.

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Una diversa prospettiva su Darwin e l’evoluzione: il parere di due scienziati

Il 12 febbraio si festeggia il giorno dedicato all’autore dell’Origine delle specie. Due ricercatori ripercorrono con uno sguardo nuovo il concetto (e processo) di “selezione naturale”, nonché le teorie darwiniste

Sullo stesso argomento:

Il meccanismo della “selezione naturale”, descritto da Charles Darwin nell’Origine delle specie del 1859, è forse il più frainteso tra le idee solidamente radicate nella scienza. Anche da parte di scienziati o medici si ascoltano frasi del tipo “La selezione naturale agisce… al fine di… perché cerca di… per la sopravvivenza della specie…”, ovvero, “la selezione naturale è l’unico motore del cambiamento evolutivo… progetta e costruisce sistemi biologici perfettamente adattati all’ambiente”, etc. Si potrebbe continuare. Queste affermazioni sono prive di senso e consolidano, spesso dall’alto di una cattedra, fraintendimenti di senso comune che ostacolano la comprensione dei processi evolutivi.

Darwin è diventato negli ultimi cinquant’anni circa, in alcuni contesti, una sorta di icona laica. Refrattario a partecipare a controversie culturali o politiche delle quali non era competente, si aspettava che la sua articolata teoria, apparentemente semplice, fosse sempre meglio compresa e che diventasse oggetto di sviluppi e usi scientifici, anche in ambiti non strettamente zoologici, ma comunque in modi pertinenti e non pseudoscientifici come il darwinismo sociale. Aveva sperimentato, anche nelle discussioni con colleghi dai quali aveva imparato molto, quanto fosse faticoso per persone pur molto intelligenti capire i suoi argomenti.

Il Darwin Day, che si festeggia il 12 febbraio, giorno della nascita, serve a somministrare, dove circolano infettivi pregiudizi contro le spiegazioni evoluzionistiche del divenire della vita e dell’uomo, alcune dosi di razionalità come richiamo. Noi vogliamo però rivolgere l’attenzione ad aspetti meno dibattuti, perché pensiamo che le persone, soprattutto i giovani, non debbano “credere” all’evoluzione, o che siamo animali che discendono da antenati diversamente evoluti, perché lo dicono gli scienziati, ma “capire” l’evoluzione, acquisendo una comprensione critica del modo in cui funzionano i processi biologici e in particolare il meccanismo della selezione naturale. Discuteremo il significato della teoria della selezione naturale e diremo qualcosa sul dibattito in corso da un paio di decenni tra i biologi evoluzionistici sulla necessità o meno di fare un tagliando al modello tradizionale dell’evoluzione biologica. Parleremo poi della produttività scientifica dell’idea darwiniana della selezione naturale, al di là dell’evoluzione biologica, ricordando che il principio darwiniano della selezione ha trovato casa nell’immunologia, nella neurobiologia, nell’oncologia e nell’intelligenza artificiale. Infine, diremo qualcosa sulle cause dei fraintendimenti del concetto di selezione naturale.

Il concetto dell’evoluzione

Proviamo a circoscrivere l’ambito della discussione raccontando uno scenario evolutivo più o meno semplificato o schematizzato. Immaginiamo una popolazione di sistemi fisici individuali in grado di replicarsi, cioè di costruire copie di sé stessi, i quali siano caratterizzati da differenze più o meno grandi tra loro, e immaginiamo di voler studiare questa popolazione nel suo insieme, al procedere del tempo. Se le percentuali con cui i diversi replicatori nella popolazione cambiano via via che passa il tempo, diremo che la popolazione evolve, ovvero che cambiano nel tempo la forma o le forme degli individui prevalentemente rappresentati in quella popolazione.

È facile capire come l’evoluzione di una popolazione di replicatori, definita nei termini che abbiamo indicato, dipenda dal numero di individui riproduttori che un individuo di quella forma è in grado di produrre, copiando sé stesso. In tutti i casi, cioè, a determinare la composizione di una popolazione nella generazione successiva sarà NON il numero di copie generate da ciascun replicatore, ma il numero di copie di quel replicatore che si trova nel sottoinsieme dei riproduttori della generazione successiva. Un replicatore potrebbe anche lasciare moltissime copie di sé stesso, ma tutte sterili o di vita troppo breve per arrivare a loro volta a replicarsi; sebbene temporaneamente quel replicatore sarà molto rappresentato nella popolazione di una generazione successiva, in quella ancora successiva il suo tipo sparirà.

L’evoluzione della popolazione, quindi, è l’evoluzione del sottoinsieme di riproduttori di quella popolazione, ovvero il cambiamento nella percentuale di forme diverse che compongono quel sottoinsieme. Possiamo chiamare la variazione di questa percentuale, mediata su più generazioni per correggere eventuali fluttuazioni casuali, il tasso di successo di un certo tipo di replicatore. Ora, perché mai alcuni replicatori dovrebbero avere maggior successo di altri, cosicché la popolazione studiata evolva arricchendosi nel tempo di quel particolare tipo di individui, invece di altri? Cosa influenza cioè il successo dei replicatori? Vi sono due principali risposte.

Innanzitutto, come è ovvio, la capacità di un replicatore di creare un numero elevato di copie di sé stesso, in grado pure esse di replicarsi, è superiormente limitata dal numero di operazioni di copia che un replicatore riesce a fare di sé stesso (nel corso della vita cioè prima che l’entropia abbia la meglio), cioè dal numero di discendenti che riesce a generare. In secondo luogo, dato un certo numero di discendenti generati, conta quanti di questi arriveranno a loro volta in età riproduttiva.

Se la popolazione che stiamo studiando è rappresentata solo da replicatori diversi fra loro che creano copie di sé stessi, la sua evoluzione comporterà via via l’arricchimento percentuale di quei tipi che hanno il massimo tasso di successo, dopo di che l’evoluzione cesserà, nel senso che la popolazione resterà stabile nella sua composizione. Tuttavia, come osservò Darwin, i replicatori biologici hanno due caratteristiche fondamentali, che favoriscono un’incessante evoluzione delle loro popolazioni: innanzitutto, non generano copie identiche di sé stessi, e in secondo luogo si replicano in un ambiente che ha profondi effetti sul tasso di successo di ciascuna forma nell’ambito della popolazione – includendo come ambiente anche gli altri replicatori che interagiscono con un tipo dato.

A ogni generazione, vi è quindi la possibilità che emerga una nuova forma di maggior successo degli altri (specifichiamolo ancora, successo qui inteso come capacità di essere rappresentato nella successiva generazione di riproduttori, non più alto, più forte, più sano, etc.), e contemporaneamente l’ambiente pone vincoli variabili nel tempo, in modo che aumenti o diminuisca il tasso di successo di questo o quel tipo di replicatori rispetto agli altri nella stessa popolazione.

In sostanza, a ogni generazione vi è una fonte di nuova variabilità nei tipi presenti in una popolazione di replicatori, e a ogni generazione si presentano ostacoli ambientali che possono essere identici o diversi da quelli delle generazioni precedenti, e che possono pure variare durante il tempo di vita di una singola generazione. In mancanza di altri vincoli ambientali, la pura competizione (non una lotta fisica!) fra gli individui della stessa popolazione o anche di altre per ottenere le medesime risorse che consentono la replicazione e il successo riproduttivo dei propri discendenti costituisce già un vaglio selettivo che crea condizioni favorevoli per certi individui e sfavorevoli per altri.

Darwin chiamò il processo che favorisce certi tipi in una popolazione, per effetto del vaglio ambientale, “selezione naturale”, in analogia al processo con cui allevatori e agricoltori selezionano certi individui con certe caratteristiche che giudicano favorevoli (selezione artificiale). Ma l’analogia, come tutte le analogie, può essere fuorviante se è estesa al di là del suo significato iniziale, che riguarda il processo e i suoi effetti, e non l’esistenza di un agente che lo mette in atto (non importa se umano, divino o di altro tipo). Infatti Darwin solo inizialmente usò l’analogia dell’”Essere infinitamente saggio”, per optare invece su paragoni scientifici tra la selezione naturale e affinità elettive o gravità, probabilmente perché aveva identificato le trappole insite nell’antropomorfizzazione.

La selezione darwiniana è l’unico modo di spiegare senza ricorrere ad agenti esterni come l’evoluzione delle popolazioni di organismi viventi possa procedere in maniera incrementale, costruendo fenotipi sempre più specializzati nell’esercitare certe funzioni in determinati ambienti: se un vincolo ambientale dura abbastanza a lungo nel tempo, così che molte generazioni possano esservi esposte, le variazioni che a ogni generazione accrescono casualmente il tasso di successo tramite la modifica di una certa struttura fisica, purché esista un modo di trasmettere quelle variazioni alla successiva generazione, finiscono per accrescere la rappresentazione di quella struttura fisica nella popolazione di replicatori che si sta studiando.

Al contempo, variazioni ambientali che rendono svantaggiose le caratteristiche di tipi precedentemente affermatisi in condizioni diverse, portano alla loro sostituzione con altre forme. Si è spesso pensato a questo processo come a una lotta per la sopravvivenza degli individui, ma in realtà esso consiste nel semplice variare delle probabilità di rappresentazione di un certo carattere nella futura generazione di riproduttori; chi perisce prima del tempo certamente non vi sarà rappresentato, ma non è detto che lo sia nemmeno chi sopravvive più a lungo e vive meglio dal punto di vista individuale, se non vi è un meccanismo che traduca tali caratteristiche in una maggiore rappresentazione del proprio tipo fisico nelle popolazioni future.

La lotta tra gli organismi è quindi sì per sopravvivere, ma vincere questa lotta non implica affatto che le generazioni future saranno più ricche di nostri discendenti, se altri replicatori meno fortunati dal punto di vista individuale vivono peggio e periscono prima, ma dopo aver generato una maggior prole. L’evoluzione di una popolazione o una specie non è guidata da chi è più adatto all’ambiente, più forte o più intelligente, ma da chi è più adatto o più fortunato nel generare copie fertili di sé stesso in quell’ambiente; e di fatti, come si accorse e spiegò magistralmente già Darwin, meccanismi quali quello della selezione sessuale spingono allo sviluppo persino di caratteri dannosi per il singolo individuo, perché, come accade per la coda del pavone, possono impacciare il movimento e peggiorare le probabilità di sopravvivenza di un maschio, ma migliorarne la rappresentazione in termini di suoi discendenti nella successiva generazione di riproduttori: le code sono diventate per selezione naturale dei segnalatori per le femmine dello stato di salute dei maschi, introducendo un ulteriore livello a cui può aver luogo il gioco probabilistico di investire le risorse riproduttive in modo più vantaggioso.

Parallelamente al fenomeno di evoluzione incrementale spiegato da Darwin, le popolazioni evolvono anche attraverso meccanismi stocastici, in conseguenza per esempio di deriva genetica, effetto fondatore o complessi scambi di materiale genetico con popolazioni diversissime di ogni regno vivente, per non parlare degli effetti di subitanee catastrofi di ogni genere; ma mentre questi fenomeni, la cui individuazione e descrizione continua ancora oggi, esauriscono la loro azione in tempi piuttosto brevi e nell’ambito di una o poche generazioni, il meccanismo illustrato da Darwin è l’unico in grado di spiegare quelle che altrimenti parrebbero teleologiche tendenze innate o divine sul lungo periodo. Darwin non ha scoperto l’evoluzione, fenomeno di cui tutti gli osservatori anche antichi erano ben consci; ha descritto sulla base di un’ampia documentazione naturalistica la ragione per cui è possibile disporre gli organismi viventi in una serie che, partendo da quelli più antichi e seguendone la discendenza per intervalli di tempo piuttosto lunghi se misurati rispetto al tempo di esistenza di una generazione, rivela una continua e graduale trasformazione. Di tanto in tanto possono esservi e vi sono salti bruschi e accelerazioni, così come la comparsa di incroci tra esseri anche diversissimi, ma a posteriori resta l’apparenza in questi intervalli di tempo anche lunghissimi di una sequenza fluida, in cui è possibile identificare l’antecedente di ogni elemento e il suo successore, che lo si faccia utilizzando caratteri fenotipici o genetici. Non abbiamo bisogno di nessuna altra spiegazione che trascenda la natura fisica, perché basta la semplice euristica darwiniana per capire come, in presenza di certe proprietà universali dei replicatori biologici e dell’ambiente, sia proprio quello che ci si aspetta di osservare.

Il dibattito tra i biologi evoluzionisti sullo stato di salute della teoria dell’evoluzione

La biologia evoluzionistica non è fondata su dogmi o credenze, come una religione o pseudoscienza, che rimangono e devono rimanere, per funzionare, sempre uguali. Le vere scienze cambiano, migliorano, si aggiornano, etc. Così, negli ultimi venti anni circa una corrente, per così dire, di biologi evoluzionisti di una nuova generazione, ha sostenuto che la teoria tradizionale che viene raccontata nei manuali di biologia evoluzionistica, e usata nella ricerca, conosciuta come “sintesi moderna” (sm), andrebbe aggiornata e integrata per costruire una “sintesi estesa” (se). Si sostiene che gli avanzamenti scientifici a tutti i livelli della ricerca biologica, dalle macromolecole agli ecosistemi alla cultura, rendano obsoleta l’idea che solo la selezione naturale, agendo attraverso il cambiamento delle frequenze di geni responsabili, via mutazioni casuali, delle variazioni fenotipiche, possa spiegare gli adattamenti.

Sarebbe il momento, dicono gli innovatori, di rendere la teoria dell’evoluzione pluralista, riconoscendo, per esempio, che le configurazioni precedenti delle strutture genomiche e di altri tratti dell’organismo svolgono un ruolo nel generare variazioni evolutive, che la selezione non agisce solo sul fenotipo individuale determinando il cambiamento della frequenza dei geni, ma a diversi livelli dalle molecole alle cellule alle idee culturali (selezione multilivello), che esistono forme di ereditarietà non solo genetica (ma anche epigenetica e culturale), che i processi di sviluppo, e la plasticità che li caratterizza, incanalano i percorsi evolutivi e generano direttamente novità fenotipiche e che gli organismi modificano gli ambienti a cui appartengono, partecipando attivamente alla costruzione di nicchie. L’obiettivo della se è di portare l’evoluzione oltre l’approccio centrato sui geni studiati dalla genetica delle popolazioni suggerendo approcci più centrati sugli organismi e sull’ecologia. Molti di questi processi sono considerati secondari nella causalità evolutiva da chi lavora con la sm, mentre i sostenitori della se chiedono che siano trattati come cause evolutive di prima classe. Per prevenire le critiche di voler scaricare il darwinismo si dice che i nuovi sviluppi non confutano Darwin, ma semmai usano mappe per l’esplorazione del mondo vivente da lui disegnate 150 anni fa, mostrando la straordinaria fertilità del suo pensiero.

I processi enfatizzati dalla se non sono negati dalla sm, la quale però non assegna loro, effettivamente, particolare rilevanza esplicativa. Nella misura in cui i sostenitori della se dicono che questa offre spiegazioni migliori, in realtà lo fanno partendo dal presupposto che tale superiorità derivi dalla sua struttura pluralista, dalla sua diversa agenda di problemi e da un crescente numero di prove della rilevanza evolutiva di fatti come i bias dello sviluppo, l’ereditarietà inclusiva e la costruzione di nicchie, anche culturali. Diverse analisi di numerosi casi modello mostrano che alcune spiegazioni fornite dalla se sono davvero migliori di quelle prevalenti nella sm. Per esempio, la se spiega meglio l’evoluzione delle prime piante addomesticate dall’uomo. Ma su altre questioni come l’emergere del trattato falcemico in alcuni gruppi di agricoltori in Africa occidentale, la persistenza della lattasi, etc. non si vede cosa abbia da offrire in più. Oltre che essere pluralisti, nella scienza è utile essere laici.

In tutti i casi, la discussione fra i contrapposti fronti non è sull’essenza del modello di evoluzione darwiniana, cioè su quanto abbiamo illustrato in apertura, quanto piuttosto sulla caratterizzazione delle forze che sono in grado di mettere in moto l’evoluzione di una popolazione di replicatori e sui caratteri che sono il substrato in base al quale procede la vagliatura da una generazione all’altra. Chi dunque, da posizioni retrograde spesso di tipo religioso, crede di utilizzare le argomentazioni dei sostenitori della se come contraddizioni della visione darwiniana, fraintende meccanismi e significati su cui si sta svolgendo in realtà il dibattito; ne è un classico esempio l’utilizzo in senso teleologico dei nuovi fatti su cui sta facendo luce l’epigenetica, che sono usati in se per mostrare l’esistenza di un ulteriore supporto fisico e ulteriori meccanismi selettivi di informazione genetica, mentre vengono additati dagli oppositori del darwinismo come la prova di un’inerente fallacia del meccanismo di selezione naturale su varianti casuali di una popolazione. Stendiamo poi un velo pietoso sulle continue affermazioni persino in articoli pubblicati di Nature, ove si afferma che sarebbero stati scoperti meccanismi di ereditarietà lamarckiana, in contrapposizione a quelle darwiniana: sono fesserie per diverse ragioni, ma prima di tutto perché la teoria darwiniana dell’ereditarietà (teoria della pangenesi) era più lamarckiana di Lamarck.

Il successo euristico del darwinismo

Darwin scoprì in che modo le specie o popolazioni di organismi possono far fronte o rispondere a situazioni impreviste. Abbiamo descritto sopra la logica del processo evolutivo. La selezione naturale, come abbiamo detto, non è l’unico meccanismo che produce il cambiamento evolutivo, ma è quello che produce costantemente e in modo non casuale un cambiamento adattativo. Pochi anni dopo la pubblicazione dell’Origine delle specie (1859) alcuni embriologi, citologi, immunologi e neurologi (parliamo non di figure secondarie, ma di Wilhelm Roux, August Weissmann, Ilya Metchnikoff, Paul Ehrlich, Santiago Ramon y Cajal) proposero di utilizzare il modello darwiniano anche per spiegare i fenomeni adattativi che si osservano nello sviluppo embrionale, nella risposta immunitaria e nella neurogenesi dell’anatomia del cervello.

Quelle intuizioni, se così vogliamo chiamarle, sono state riprese sulla scorta di una scienza di base molto più avanzata e oggi il principio darwiniano della selezione nel mondo biologico è usato in altri contesti dove si tratta di rispondere a situazioni inattese, imparando dall’esperienza, senza naturalmente che le memorie acquisite sia trasmesse ereditariamente. Ovvero anche non siamo necessariamente di fronte a replicatori, per cui si parla in alcuni casi non di “replicazione differenziale”, ma di “amplificazione differenziale” (concetto più inclusivo).

Un caso emblematico è l’immunità. I potenziali antigeni naturali sono in numero sterminato e il sistema immunitario non li può conoscere tutti in anticipo. Comincia a costruirsi una memoria nell’infanzia, ma poca cosa rispetto alle continue sfide parassitarie, in particolare virali. La soluzione evolutiva trovata è simile a quella sopra descritta. Viene sintetizzato ed espresso sui linfociti B un repertorio di anticorpi enorme ma finito – viene cioè generata una popolazione immunologicamente molto varia di linfociti B – e quando entra nel corpo un antigene, questo viene intercettato dagli anticorpi agganciati alle cellule che lo riconoscono molecolarmente “meglio”, e così si innesca la replicazione differenziale – ovvero la fase di selezione – di quelle cellule che rispondono, aumentando di numero in circolo e rilasciando proprio gli anticorpi che neutralizzano l’antigene.

Il meccanismo è più complicato e il sistema immunitario è una formidabile macchina darwiniana su diversi piani. Tuttavia, questa è la logica, e quando ci vacciniamo “insegniamo” al sistema immunitario a riconoscere una minaccia che non ha mai incontrato prima, usando il principio darwiniano di selezione in una popolazione caratterizzata da una varietà casuale; in altre parole, non è la singola cellula l’oggetto dell’adattamento che permette la risposta immunitaria, ma uno stimolo ambientale che cambia la rappresentazione percentuale di alcune cellule preadattate, già presenti in una popolazione ampia e variegata.

Anche la memoria e l’apprendimento fondate sul cervello dipendono da meccanismi selettivi; diverse teorie neurobiologiche spiegano in che modo la complessità del cervello dà luogo all’ordine mentale, assumendo che processi di sviluppo neuroanatomico e la formazione delle sinapsi siano guidati da dinamiche darwiniane o selettive durante la maturazione del cervello e nella morfogenesi delle sinapsi che incanalano i percorsi elettrici e gli scambi neurochimici alla base della memoria e dell’apprendimento.

È possibile cioè definire il fenotipo di ciascun neurone in base alla connettività delle sue sinapsi, il quale è oggetto di selezione da parte degli stimoli esterni e interni che continuamente arrivano, stimoli in grado di rinforzare alcune connessioni sinaptiche a svantaggio di altre, portando così alla selezione di popolazione di insiemi connessi di neuroni funzionalmente segregati, integrati in maniera gerarchica con altri insiemi di neuroni in maniera ancora dipendente dalla selezione effettuata dagli stimoli esterni, come prevede ad esempio la teoria del darwinismo neurale del Nobel Gerald Edelman.

Nei due esempi precedenti, sebbene la selezione e l’arricchimento dei fenotipi più adatti seguano una logica darwiniana e producano quindi l’adattamento di una popolazione, il numero di generazione di replicatori coinvolti nel processo è limitato (nel caso del sistema immunitario, ove esiste una maturazione immunologica dopo la prima selezione di linfociti) oppure assente (nel caso del cervello, ove le sinapsi sono sì generate e formate di continuo, ma non attraverso un processo di autoreplica). In altri esempi di estensione dell’idea di Charles Darwin, invece, i sistemi descritti sono più propriamente oggetto di evoluzione nel senso che abbiamo specificato in apertura di questo scritto.

I tumori, per cominciare, sono in realtà una popolazione di cellule geneticamente e fenotipicamente variabili, che agiscono all’interno di un ambiente selettivo, dovendosi misurare sia con la disponibilità limitata di risorse per la loro replicazione (per questi si vascolarizzano), sia con il contrasto esercitato dal sistema immunitario. Dopodicé sono sottoposti alle pressioni selettive di radioterapie e chemioterapie. La logica darwiniana si adatta perfettamente alla descrizione della loro evoluzione temporale, e questa per l’oncologia di base è un’idea acquisita. Il cancro non sarà mai sconfitto come patologia, per la semplice ragione che il suo sorgere è un evento probabilistico e il suo sviluppo è adattativo in senso darwiniano. Di fatto, grazie alla ricerca migliorerà sempre più la cura della malattia, in particolare cercando di disinnescarne le dinamiche evolutive, impedendo l’angiogenesi o agendo sui processi di destabilizzazione attiva del genoma delle cellule tumorali che generano variabilità genetica e metabolica, invece di affidarsi solo ai trattamenti contro bersagli specifici che possono guidarne la progressione verso l’incurabilità.

Il darwinismo è anche alla base dell’intelligenza artificiale più avanzata, dove entra sotto la forma dei cosiddetti algoritmi genetici o evolutivi che usano il principio della selezione per ottimizzare le soluzioni dei problemi che devono trattare enormi quantità di dati. Diverse macchine che implementano procedimenti adattativi basati sul principio di selezione di machine learning e deep learning, si chiamano… “Darwin”. In questo caso, si utilizzano “popolazioni” di codici informatici leggermente diversi fra loro e se ne determina la sopravvivenza in base alla loro efficienza nel risolvere problemi preassegnati; si introducono quindi nuove piccole variazioni (secondo leggi casuali o anche in maniera guidata), ottenendosi una nuova generazione di codici su cui reiterare la procedura. Gli algoritmi genetici trovano decine e decine di applicazioni in campo scientifico, industriale, finanziario, nei videogiochi, etc., proprio in ragione del fatto che il meccanismo di introduzione di varietà e successiva selezione, come Darwin dimostrò, genera risposte adattative, e quindi può essere rivolto alla soluzione efficiente di un gran numero di problemi.

La naturale competizione fra darwinismo ed euristiche prescientifiche

Visto il successo del darwinismo in casi come quelli appena citati, e visto il vivo sviluppo ancora in corso, desumibile per esempio dal dibattito fra sm e se, si potrebbe immaginare che tale tipo di euristica scientifica sia ormai accettata senza ostacoli quando si tratti di spiegare i fenomeni che ricadono sotto il suo dominio. In realtà, anche il darwinismo, come qualunque spiegazione scientifica del mondo, deve competere con altri tipi di euristiche, che non sono fondate sul pensiero razionale, ma che hanno garantito la sopravvivenza e il successo della nostra specie fino a oggi.

Questo perché, a fini evolutivi non è necessario che una rappresentazione del mondo con valore adattativo sia anche vera. Gli adattamenti, anche cognitivi, devono solo dare un vantaggio riproduttivo nel senso specificato in apertura, per pesare ai fini dell’evoluzione di una specie. Per cui non è sorprendente che, come sottoprodotto della selezione di euristiche utili al successo della nostra specie nell’ambiente in cui si è evoluta, abbiamo accumulato o siamo inclini ad accumulare credenze le più false, In taluni casi, tanto queste credenze quanto le euristiche da cui derivano sono dei bias che ostacolano l’apprendimento della scienza, che del resto fino a tre/quattro secoli fa circa non è mai servita per aumentare le chances di sopravvivenza e riproduzione, meno che mai degli scienziati. Nessuna sorpresa scoprire che la teoria della selezione naturale è controintuitiva, cioè aliena a quei procedimenti cognitivi che attuiamo inconsciamente: noi non arriviamo intuitivamente a capire l’eliocentrismo, la teoria galileiana-newtoniana del moto, la teoria cinetica del calore, la relatività ristretta e generale, il principio di indeterminazione, l’entanglement quantistico, etc.

Fra le tante euristiche istintive di cui siamo dotati, qui tratteremo quelle che maggiormente contrastano con la comprensione reale del significato del darwinismo, per aiutare a riconoscere certi tipici difetti di ragionamento che si ritrovano anche nelle dichiarazioni di chi la biologia scientifica dovrebbe conoscerla o di chi ne è un convinto sostenitore, ma non presta dovuta attenzione a evitare istintive ricostruzioni del mondo naturale.

Decenni di ricerche condotte, soprattutto in Nordamerica, con studenti di scuole secondarie e università cercando di identificare gli ostacoli epistemologici che si frapponevano all’insegnamento delle materie biologiche, hanno mostrato che noi veniamo al mondo, ovvero ragioniamo naturalmente in termini teleologici o finalistici, essenzialisti e antropocentrici. I primi due ostacoli sono anche quelli che Darwin dovette combattere, inizialmente anche in sé stesso, e che impediscono di capire intuitivamente la sua teoria.

Il modo di pensare teleologico è pervasivo nel linguaggio, e Spinoza lo chiamava “asilum ignorantiae”. Spiega le strutture, i processi o i fenomeni biologici facendo riferimento al loro presunto scopo, obiettivo, funzione o risultato. Per esempio, accade spesso di ascoltare scienziati e anche biologi dire che “gli adattamenti servono a promuovere la riproduzione e la continuazione di quella particolare specie”, o che “gli animali si mimetizzano per sfuggire ai predatori”. Per persone digiune di biologia “le piante producono ossigeno perché gli animali possano respirare”, o “i geni si accendono al momento giusto perché una cellula si sviluppi nel modo giusto”, oppure ancora che “il cancro (o un parassita) muta per sopravvivere al farmaco”.

Non è una semplificazione linguistica quella che porta a formulare frasi erronee, visto che frasi corrette sono di identica comprensibilità e semplicità linguistica. Il problema è che si cerca la causa di un fenomeno in un ipotetico traguardo utile, mentre invece la giustificazione a posteriori del punto di arrivo va ricercata nel meccanismo selettivo che ha prodotto l’effetto osservabile. Il cancro non muta per resistere a un farmaco: la stragrande parte delle mutazioni in cui incorrono le cellule cancerose sono svantaggiose o ininfluenti, e comportano la morte cellulare.

Semplicemente, a causa della particolare instabilità genomica, un cancro muta, e così la probabilità che per puro caso in una popolazione sia presente qualche cellula resistente ad una terapia che uccide tutte le altre cellule è più alta rispetto ad un insieme di cellule che mutano poco. Non vi è bisogno di una spinta intrinseca, come nel lamarckismo, o disegno divino, come nelle religioni, per spiegare l’origine del collo delle giraffe o dell’occhio. Basta dare sufficiente tempo a popolazioni di replicatori. Quindi non è necessario, perché il darwinismo funzioni, attribuire uno scopo particolare al processo evolutivo, operazione questa che trasferirebbe semplicemente una volontà dall’individuo o dalla divinità ad una popolazione o alla “natura”.

Tuttavia, credere false cose vere (i nostri errori di tipo II in statistica) è pericoloso, mentre credere vere cose false (errore di tipo I) di norma no. I nostri antenati che credevano che il fruscio nell’erba fosse un pericoloso predatore quando invece era solo il vento, avevano più probabilità di sopravvivere che se avessero creduto che il fruscio nell’erba fosse solo il vento quando invece era un pericoloso predatore. Le pressioni selettive guidate dalla logica di cui sopra hanno probabilmente favorito gli animali più propensi a ritenere che tutti i modelli di spiegazione che prevedano una volontà o un intento come cause iniziali siano reali, cablando nel nostro cervello un finalismo che ritroviamo nel linguaggio persino quando descriviamo il funzionamento di un euristica nata per il rifiuto di tale modo di pensare, ovvero il darwinismo.

Come probabile conseguenza della nostra innata teleologia, si giunge ad un altro tipo di euristica che è di ostacolo alla comprensione del darwinismo, ovvero alla credenza che il finalismo che percepiamo nei fenomeni sia in realtà espressione della presenza di agenti dotati di specifica volontà, non immediatamente visibili, che indirizzano lo sviluppo di un dato processo. Si tratti di anime, spiriti, fantasmi, divinità, demoni, angeli, alieni, progettisti intelligenti, cospiratori governativi che infesterebbero il mondo e lo controllerebbero, ma anche di enti studiati dalla scienza, come il genoma, organi quali il cervello o meccanismi come la selezione naturale. Questa “agenticità” presente nel mondo può essere ridotta all’attribuzione di volontà dai tratti umani alle cause di ogni tipo di fenomeno, naturale o meno, di cui si fa esperienza, quando questo fenomeno presenti speciali caratteristiche quali la sua ricorsività, oppure una sua struttura intricata o altri aspetti insoliti. La nostra innata tendenza a cogliere schemi nella realtà, che siano veri o presunti, ci porta a moltiplicare il numero di volontà cui attribuiamo la loro esistenza, cioè ad agentificare il mondo intero. Siccome poi il nostro cervello non possiede un dispositivo per discriminare automaticamente tra credenze false e vere, restiamo spesso preda di illusioni sulla presenza di schemi veri o falsi che siano, creati da volontà ovviamente inesistenti e modellate sulle emozioni e sugli intendimenti umani.

Agenticità e antopomorfismo sono di norma strettamente intrecciati: infatti finiamo per dipingerci il tipo di intenti e di volontà degli agenti dotati di fini utilizzando il modello che meglio conosciamo – intenti e modi di agire umani – in quanto ominidi con una corteccia sviluppata, una consapevolezza emotiva e una teoria della mente. Quest’ultima capacità, utile nelle relazioni sociali fra i conspecifici, è stata estesa però come “teoria della mente” degli agenti che immaginiamo alla base di fenomeni notevoli che scorgiamo o crediamo di scorgere – arrivando così ad antropomorfizzare la realtà che ci circonda. Nasce probabilmente in questo modo il pensiero antropocentrico, cioè “la tendenza a ragionare su specie o processi biologici sconosciuti per analogia con l’uomo”, stabilendo paragoni con l’uomo o menzionando il suo comportamento, il suo ruolo o il suo intervento in buon accordo con l’attribuzione inappropriata di caratteristiche umane (o animate) a entità non umane (o inanimate) tipiche dell’antropomorfismo. Così, abbiamo derformazioni del darwinismo in cui l’uomo è il culmine di un processo teleologico che ha interessata l’intera natura, per cui non è previsto che possa estinguersi per esempio a causa di un patogeno: la teleologia e l’antropocentrismo producono una visione quasi religiosa dell’evoluzione, in cui la continua selezione che ha agito sugli organismi precedenti ha prodotto miglioramenti continui fino a noi, a partire da stadi meno “perfezionati” perché più precoci.

La separazione fra specie evolutivamente superiori ed altre inferiori, alla base della visione antropocentrica appena illustrata, fa leva su un’altra euristica inconscia, ovvero l’essenzialismo. Il pensiero essenzialista spiega strutture, processi o fenomeni biologici in base all’idea che le proprietà sottostanti causino le caratteristiche esterne e che tali caratteristiche esibite dai membri di qualsiasi categoria biologicamente rilevante – siano esse cellule, specie o tipi di ecosistemi – debbano essere relativamente uniformi, statiche e prevedibili. Il ragionamento essenzialista include un riferimento indiretto a una categoria o a un gruppo biologico che implica l’uniformità rispetto a una proprietà o a un comportamento attraverso un linguaggio generico, del tipo “i gatti mangiano i topi”.

Oppure affermazioni come “la natura si trova in un equilibrio delicato, tale che senza cambiamenti drastici imposti artificialmente le comunità ecologiche rimarranno per lo più stabili”. In entrambi i casi, si fa riferimento a categorie astratte, la prima riguardo il comportamento di certi animali e la seconda riguardo alla costituzione e alle qualità delle comunità ecologiche, ipotizzando che esse non solo esistano, ma traendone l’esistenza dal fatto che sono state stabilmente osservate per un certo periodo di tempo in sistemi reali. Si immagina, cioè, che esista stabilmente “la felinità”, così come si immagina che esista una specie dai confini ben definibili chiamata gatto, e si pensa anche che esista per esempio una “foresta tropicale” intesa come entità ben definita e sostanzialmente identica a sé stessa nel tempo. L’essenzialismo, che è l’abbandono del punto di vista linguistico/operativo sulle nostre categorie astratte in favore della loro assunzione a realtà tangibili, è un modo di pensare fuorviante e pericoloso, se si considera che è alla base non solo dell’antropocentrismo, che necessita di definire e separare ontologicamente la specie umana dal resto del mondo naturale, ma anche per esempio del razzismo o dell’avversione agli ogm. Il pensiero darwiniano ha riconosciuto che la realtà biologica non è fatta di specie, razze o essenze platoniche, ma di individui tutti diversi che interagiscono all’interno di popolazioni e con un ambiente continuamente cangiante; quale che sia l’operazione arbitraria che utilizziamo per definire una popolazione, il processo darwiniano è sempre in atto date le condizioni che abbiamo visto, e dunque è insensato andare alla ricerca di essenze dato che non ne esistono.

Conclusione

Potremmo sintetizzare il nostro argomento con una frase: “la natura è indifferente a ogni aspettativa, finalità o scopo”. Ma cadremmo così in una volta sola in tutte le trappole linguistiche e concettuali contro cui abbiamo tentato di mettere in guardia il lettore. Un enunciato più corretto sarebbe che “i fenomeni naturali non si svolgono né sono spiegabili in funzione di una aspettativa, nostra o di qualunque altro agente”. Il fatto è che il linguaggio, in quanto specchio del nostro modo di pensare, è naturalmente forgiato per utilizzare le euristiche teleologiche, essenzialiste ed antropocentriche, cioè quanto di meglio era disponibile per la nostra sopravvivenza come specie prima dell’emergere del pensiero scientifico moderno; e persino oggi, in talune condizioni, è possibile, anzi è sicuro che tali euristiche abbiano un superiore valore di sopravvivenza per l’individuo e procurino migliori chance riproduttive rispetto al più accurato metodo con cui la scienza e la filosofia costruiscono i propri enunciati. Ci sono peraltro ampie prove del fatto che molte euristiche, basate sul cosiddetto pensiero veloce o intuitivo, portano a decisioni e risultati quasi coincidenti con quelli ottenuti usando il pensiero lento e l’intelligenza analitica.

Nel caso in cui, ai fini della determinazione del nostro agire, un enunciato costruito seguendo euristiche erronee come quello che abbiamo appena formulato non è differente da quello costruito secondo criteri più corretti, la cosa può essere, se correttamente intesa come una convenzione linguistica, addirittura più comoda per ragioni che hanno a che vedere con la compressibilità della comunicazione. Per questo anche gli scienziati continuamente possono cadere nel tipo di errori che abbiamo illustrato.

Se però il cuore di una discussione e il suo oggetto specifico ruotano attorno e dipendono da un meccanismo che ha contraddetto per sempre proprio l’utilizzo di quelle euristiche per spiegare certi fatti del mondo naturale, ovvero il meccanismo dell’evoluzione darwiniana, allora è necessario ripulire ogni singola frase usata, per evitare deduzioni ed usi impropri delle nostre parole. Operando in questo modo, cioè parlando da scienziati, quando si vuol utilizzare la scienza in un discorso, e ignorando quegli scienziati che più o meno consapevolmente manipolano l’opinione degli altri aggrappandosi al pensiero prescientifico, è per il resto possibile anche contemplare vette sublimi che sono raggiungibili utilizzando ad altri fini tutte le euristiche distrutte da Darwin. Come dimostra il grande recanatese, che alla Natura faceva dire queste parole:

“Immaginavi tu forse che il mondo fosse fatto per causa vostra? Ora sappi che nelle fatture, negli ordini e nelle operazioni mie, trattone pochissime, sempre ebbi e ho l’intenzione a tutt’altro che alla felicità degli uomini o all’infelicità. Quando io vi offendo in qualunque modo e con qual si sia mezzo, io non me n’avveggo, se non rarissime volte: come, ordinariamente, se io vi diletto o vi benefico, io non lo so; e non ho fatto, come credete voi, quelle tali cose, o non fo quelle tali azioni, per dilettarvi o giovarvi. E finalmente, se anche mi avvenisse di estinguere tutta la vostra specie, io non me ne avvedrei.”

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