Qualche riflessione in occasione dell’anno della chimica

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L’anno internazionale della chimica andava solennizzato con un intervento di peso. L’abbiamo quindi chiesto a Jean Marie Lehn, una delle massime autorità del campo, Premio Nobel nel 1987. Da sempre Lehn si occupa dei complessi rapporti tra chimica e Società, e su questi ci ha mandato un intervento che offre punti importanti di discussione.
Ernesto Carafoli

Le scienze fisiche e chimiche hanno cambiato profondamente le condizioni di vita dell’umanità. La chimica in particolare ha avuto un ruolo fondamentale: il suo potere creativo ha reso disponibili un gran numero di materiali e processi per la trasformazione della materia: che però sono stati spesso percepiti come non naturali, in opposizione a quelli naturali. Per conseguenza, il problema del loro controllo da parte della società è divenuto sempre più attuale. E questo presuppone che il pubblico e le istituzioni da cui dipendono le decisioni siano informati correttamente, così da poter valutare l’impatto potenziale della tecnologia chimica sulla società. Anche se è tutta la scienza, non solo la chimica, ad avere trasformato la società con le sue applicazioni tecnologiche.  In linea generale, e a lungo termine, la scienza di base è essenziale per il progredire della nostra capacità di influenzare il mondo che ci circonda: ma, appunto, è la messa in pratica delle conoscenze teoriche che ci fornisce tecnologie nuove e sempre più potenti in grado di garantirci nuove libertà, nuovi modi di vita, e nuovi mezzi d’azione: e non dobbiamo lasciarci sfuggire l’occasione di approfittarne. A questo punto occorre però aprire una parentesi: lo sviluppo del movimento ambientalista, legato almeno in parte al modo disinvolto di operare degli stabilimenti chimici, e agli episodi di sgradevole (anche se non necessariamente dannoso) inquinamento, hanno esacerbato la polemica sulla contrapposizione naturale/non naturale. Qui è necessaria una distinzione: la qualità della vita è naturalmente migliorata dalla limitazione (o dall’eliminazione) sia di quello che è sgradevole che di quello che è dannoso, ma l’esistenza della vita è messa in pericolo solo da quello che è dannoso; e questo lo si può controllare con tecnologie note che sono attualmente disponibili: solo però che le si voglia applicare, e che si sia disposti a pagarne i costi.  Su questi punti il movimento ambientalista ha senz’altro avuto, e continua ad avere, grandi meriti, ma si deve anche dire che l’applicazione irrazionale e senza una visione a largo respiro dei suoi principi può avere effetti perversi. E li ha di fatto avuti. Un esempio che si può ben definire tragico è quello del noto pesticida DDT e della malaria. La messa al bando del DDT fu considerata la prima grande vittoria del movimento ambientalista negli Stati Uniti, ma i suoi effetti sono stati di gran lunga meno positivi in altri Paesi: a Ceylon (ora Sri Lanka) il DDT aveva ridotto il numero di casi di malaria da 2,8 milioni nel 1948 a soli 17 nel 1963. Dopo la messa al bando del DDT l’incidenza della malaria a Ceylon ha ripreso ad aumentare, raggiungendo la cifra di 2,5 milioni nel 1969! E lo stesso fenomeno si è verificato in molti altri Paesi tropicali: che sono, occorre ricordarlo, paesi tradizionalmente affetti da grande povertà.

Ma rimane il fatto che la chimica suscita sospetto e sentimenti di rigetto da parte della società. Il sospetto nei riguardi della chimica e delle sue applicazioni tecnologiche è molto spesso basato su una paura diffusa: che vi siano cioè cose che non si devono toccare, pena il rischio di catastrofe. Questo mito di una natura intrinsecamente pura, la cui armonia sarebbe disturbata dall’uomo è divenuto una sorta di religione:ma la natura è completamente indifferente all’uomo, non è né buona né cattiva, semplicemente “è.” Anche su questo punto c’è un grande equivoco: si contrappone la “chimica” alla “natura”, ma ogni composto è sempre e comunque chimico, sia esso naturale o no, sia esso prodotto da una pianta o un animale, o prodotto in laboratorio. Una sostanza naturale non ha alcuna ragione di essere considerata meno tossica di una sostanza sintetica, che di regola è anzi più pura. Bruce Ames ha applicato il suo popolarissimo test, che stabilisce la carcinogenicità dei composti artificiali, ai composti comunemente presenti nei nostri cibi: ha concluso, in modo che si può ben dire inaspettato, che «i pesticidi alimentari sono tutti al 99,99% naturali»!

La chimica ha un ruolo centrale nella scienza e nella Società, sia per il posto che occupa nelle scienze naturali e, in generale, nella conoscenza, che per la sua importanza economica e la diffusa presenza nella vita di tutti i giorni. Dato che è presente dovunque, tende a essere ignorata e a passare inosservata. Non si auto-promuove, ma senza di essa risultati che a buona ragione consideriamo spettacolari non avrebbero mai visto la luce: parliamo dei progressi terapeutici, dei risultati delle imprese spaziali, delle meraviglie della tecnologia, e via discorrendo: persino un processo di importanza pratica così fondamentale come la scissione dell’atomo è stato una scoperta chimica. La chimica contribuisce ai bisogni dell’umanità in termini di cibo, di medicine, di abitazioni, di vestizione, di energia, di trasporto, di comunicazioni. Fornisce materiali alla fisica e all’industria, modelli e substrati per la biologia e la farmacologia, processi per la scienza e la tecnologia in generale.  E ha lasciato le sue tracce nella storia dell’universo. All’inizio c’era il Big Bang, e la Fisica regnava sovrana. Poi, quando la temperatura divenne più mite, apparve la chimica: particelle formarono atomi, questi si unirono a formare molecole sempre più complesse, le quali a loro volta formarono aggregati e membrane, definendo cellule primordiali dalle quali emerse la vita: la chimica è la scienza della materia e delle sue trasformazioni, e la vita ne è la più alta espressione.  Forma strutture che posseggono proprietà, e sviluppa processi per la sintesi di strutture. Ha un ruolo fondamentale nella nostra comprensione dei fenomeni materiali, nella nostra capacità di agire su di essi, di modificarli, di controllarli, e di inventare nuovi modi di esprimerli. La chimica è anche la scienza del transfer, un centro di comunicazione e un relais tra il semplice e il complesso, tra le leggi della fisica e le regole della vita, tra il basico e l’applicato. E tutto questo la definisce nelle sue relazioni interdisciplinari.

Ma la chimica è anche definita, di per sé, come oggetto e come metodo. Dal punto di vista del metodo, è la scienza delle interazioni, delle trasformazioni, e dei modelli. E nell’oggetto (nelle molecole e nei materiali) la chimica esprime le sue capacità creative: la sintesi chimica ha il potere di creare nuove molecole, e nuovi materiali con proprietà nuove. Che sono nuove in quanto non esistevano prima di essere create dalla ricomposizione degli arrangiamenti atomici in infinitamente varie combinazioni e strutture. Considerando la plasticità delle forme e delle funzioni delle molecole e dei materiali, e il suo potere creativo e di transfer, si può dire che la chimica ha delle analogie con l’arte, che in fin dei conti è un processo di trasferimento del lavoro creativo.

Nel corso degli anni, la chimica si è evoluta verso l’aumento della complessità e della diversità, dalle molecole ai materiali, dalle strutture alle architetture, dalle proprietà alle funzioni. E cosiì andando oltre le molecole, si è assistito all’emergere della chimica sopramolecolare, della chimica dei complessi molecolari, dei sistemi auto-organizzantesi, e delle funzioni complesse. E all’esplorazione dell’interfaccia con la Biologia segue ora l’enfasi su specie non naturali che posseggano determinate proprietà chimiche e fisiche.  La porta è ora spalancata per l’immaginazione creativa del chimico verso il punto d’incontro con la Biologia e la Fisica.

Ma se la chimica è sia scienza che arte, è anche industria: ogni suo componente ha infatti la sua controparte industriale. Ed è per questa ragione che la chimica ha un impatto del tutto speciale sulla vita economica e sociale. Non è quindi sorprendente che sia spesso chiamata a fronteggiare problemi socio-economici legati a fenomeni geopolitici. Alcuni hanno a che fare con nuove condizioni economiche dell’industria, quali i costi e la disponibilità di materie prime e di energia, altri con i cambiamenti degli orientamenti dell’industria chimica (la necessità di generare prodotti con elevato valore aggiunto, che posseggano proprietà nuove), altri infine con le preoccupazioni sociali per l’ambiente e la qualità della vita: e cioè per i miglioramenti delle condizioni di lavoro, la sicurezza nell’uso dei prodotti, la protezione della comunità, la battaglia contro l’inquinamento. Ogni aspetto dell’attività umana dipende quindi dal miglioramento delle conoscenze della chimica e dei suoi progressi, e può da esso essere migliorato.

Detto tutto questo, è evidente che l’industria chimica, come del resto ogni altra attività umana di grande portata, deve evitare di degradare l’ambiente naturale, non solo per quanto riguarda la tossicità, ma anche per quanto riguarda aspetti di semplice sgradevolezza o addirittura puramente estetici. Uno stabilimento può funzionare perfettamente senza emettere sgradevoli fumi od odori, se si vuole che lo faccia e si è disposti a pagare il prezzo necessario. Sfortunatamente, però, non sempre è possibile valutare con la necessaria accuratezza il rischio che, nonostante tutto, questo avvenga. Tra un chiaro pericolo, e un rischio possibile la scelta è facile e doverosa. Tra la sgradevolezza e il rischio lo è molto meno: il rischio zero, di fatto, non esiste. Il rischio è connaturato alla vita, “rischio zero” è un’espressione vuota: il desiderio di eliminare sistematicamente ogni rischio può di fatto divenire una minaccia alla libertà e alla democrazia. Può portare alla messa in opera di un ampio sistema di regole, alcune giustificate e altre no, ma comunque quasi sempre insufficienti, che possono limitare la nostra libertà d’azione: oltre un certo livello, le regolamentazioni divengono un’inaccettabile limitazione della libertà. Naturalmente non si pretende qui di ritornare al passato, anche se si può forse ricordare che Pasteur eseguiva gli esperimenti sul vaccino della rabbia in condizioni che oggi ci farebbero rabbrividire. E anche se si potrebbe continuare osservando che un farmaco di favolosa importanza quale l’aspirina, di cui si continuano a scoprire sempre nuovi effetti benefici, mai e poi mai supererebbe i filtri delle regolamentazioni in atto oggi. Come per il vaccino di Pasteur, l’aspirina era una scommessa che oggi sembrerebbe pericolosa, ma che, vista nel contesto del tempo della sua introduzione, era giustificata. Anche se si prendono tutte le possibili precauzioni, ogni decisione comporta comunque un rischio. Certo, la conoscenza aumenta, e a posteriori alcune decisioni del passato possono sembrare tragici errori: ma non si può riscrivere la storia, e d’altronde lo stesso fatto di vivere è in sé un rischio! Il nostro dovere è ottimizzare le possibilità e minimizzare i rischi. Nella chimica, come del resto in tutte le scienze, il bicchiere per alcuni è per metà pieno, per altri è per metà vuoto: ma se uno può bere la metà piena, non può fare molto con la metà vuota. Tutto il discorrere che si fa sul principio di precauzione porta a nulla. E far nulla è un rischio molto maggiore che fare qualcosa.  

Alcuni pensano che non si debbano trasmettere ai nostri discendenti le conseguenze dei nostri errori. Naturalmente questo modo di pensare ha aspetti positivi: a patto, però, che non fomenti atteggiamenti di precauzione che portino ad arrestare la ricerca, privando così le future generazioni di conoscenze che potrebbero essere molto utili. I nostri discendenti continueranno a evolversi intellettualmente, culturalmente, e materialmente, e potranno forse adottare atteggiamenti diversi dai nostri. Arrestando la nostra “macchina” li priveremmo della possibilità di continuare lo sviluppo, e impediremmo loro di avere successo in molte delle cose in cui a noi il successo è mancato. Questa è la nostra responsabilità: noi non abbiamo il diritto di costringerli a una situazione del genere, né di formulare giudizi al posto loro. Essi saranno forse più saggi di noi. Nonostante tutte queste riserve, occorre però dire che gli ambientalisti hanno avuto, e continuano ad avere, un ruolo molto importante. Hanno segnalato deviazioni che potevano divenire pericolose. Ci hanno obbligato a riflettere, senza farci trascinare dal fascino del progresso a ogni costo. Sarebbe tutto questo potuto accadere senza di loro? Forse sì, ma sarebbe accaduto molto più lentamente, e probabilmente con meno chiarezza.

Una questione molto attuale è quella dell’attitudine degli scienziati, e quindi anche dei chimici, nei confronti dell’etica e della società. Io sono fermamente convinto che la prima responsabilità degli scienziati sia verso la verità, e che solo dopo di essa venga la responsabilità verso la società e il mondo nel loro particolare momento storico. L’etica è una funzione legata al tempo, al luogo, e alla conoscenza. La ricerca della conoscenza e della verità deve venire prima di ogni considerazione su come la natura, la vita, o il mondo siano o dovrebbero essere, dato che la nostra particolare visione può solo essere limitata. Le valutazioni etiche e le regole di giustizia sono cambiate con il tempo, e continueranno a cambiare. La legge è fatta per l’uomo, e non viceversa: se non funziona più la si deve cambiare.

C’è chi pensa che il tentativo di cambiare la natura sia arrogante. Ma arrogante, piuttosto, è il pretendere che noi si sia perfetti così come siamo. Pur con tutte le possibili cautele, nonostante i rischi a cui si può andare incontro, e valutando con molta attenzione ogni tappa, l’umanità deve continuare il suo cammino: non abbiamo il diritto di spengere le luci del futuro. Queste prospettive per il futuro della scienza, non solo della chimica, ma di tutta la scienza, sono state espresse nel migliore dei modi da quell’artista-scienziato per eccellenza che era Leonardo da Vinci: “Quando la natura finisce di produrre le proprie specie, l’uomo incomincia a creare, usando cose naturali e con l’aiuto della natura, un’infinità di specie”.

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Raffigurazione pittorica di ‘Oumuamua, il primo e unico asteroide interstellare scoperto finora. Le osservazioni, prontamente compiute da numerosi osservatori, indicano che si tratta di un oggetto scuro, rossastro, con composizione rocciosa o metallica e dalla struttura estremamente elongata. Da quanto ci è dato di sapere, insomma, ‘Oumuamua sarebbe completamente differente da tutti gli oggetti del Sistema solare a noi noti. Crediti: ESO/Martin Kornmesser.

In fondo ce lo aspettavamo. Con l’abbondanza di sistemi planetari esistenti nella nostra Galassia, è pressoché inevitabile che un oggetto sfuggito da uno di essi possa passare dalle parti del Sole. Considerando le situazioni confermate, a tutt’oggi siamo a quota 2.780 sistemi per un totale di 3.710 pianeti, ma se mettiamo in conto anche le situazioni in attesa di conferma i numeri lievitano a 6.339 pianeti in 5.152 sistemi planetari.