È quello che accade a MTR1, un tipo di RNA la cui attività può aumentare fino a quindici volte grazie a due piccole modifiche chimiche. Un effetto già noto, ma di cui finora non era stato compreso nel dettaglio il meccanismo.

Capire perché ciò avvenga significa osservare da vicino e constatare una caratteristica fondamentale dell’RNA: il rapporto strettissimo tra struttura, flessibilità e funzione. Questa comprensione può offrire indicazioni sia per progettare catalizzatori a RNA più efficienti sia per capire meglio quale ruolo queste molecole potrebbero aver avuto nelle prime fasi dell’evoluzione della vita.

Quando l’RNA diventa un catalizzatore

Siamo abituati a pensare all’RNA soprattutto per il suo ruolo nell’espressione dell’informazione genetica. Le sue funzioni, però, sono molto più ampie. Alcune molecole di RNA, chiamate ribozimi, sono infatti capaci di catalizzare reazioni chimiche, svolgendo una funzione analoga a quella degli enzimi, i più noti catalizzatori biologici.

I ribozimi presenti in natura catalizzano un insieme relativamente limitato, sebbene fondamentale, di reazioni. Tuttavia, in laboratorio, attraverso tecniche di selezione e progettazione, è però possibile sviluppare ribozimi artificiali capaci di promuovere trasformazioni chimiche diverse. Tra questi vi è MTR1, un ribozima metiltransferasi artificiale in grado di modificare l’RNA in un punto specifico, trasferendo un gruppo metile a una base nucleotidica chiamata adenosina.

Progettare ribozimi artificiali efficienti rimane tuttavia una sfida. Per farlo non basta sapere quali componenti prendano parte alla reazione: occorre capire anche come la struttura tridimensionale della molecola e i suoi movimenti contribuiscano ne modulino l’attività catalitica.

Due piccole modifiche, un effetto molto grande

MTR1 offre un caso particolarmente interessante per studiare questo rapporto. Studi precedenti avevano mostrato che l’introduzione di due gruppi 2’-O-metile sugli zuccheri di due nucleotidi che delimitano il sito attivo del ribozima, cioè la regione in cui avviene la reazione chimica, aumenta la velocità della reazione di circa quindici volte.

L’aggiunta di gruppi metile è una modifica chimica molto piccole. Un gruppo metile è infatti costituito da un atomo di carbonio legato a tre atomi di idrogeno. Eppure, l’introduzione di questi due gruppi in posizioni precise di MTR1 produce un effetto molto rilevante sulla sua attività catalitica.

Sapevamo che queste modifiche funzionavano, ma non perché: la risposta era nei movimenti dell’RNA.

Per comprendere l’effetto di tali piccole modifiche, infatti, abbiamo studiato la reazione catalizzata da MTR1 su scala atomistica, combinando simulazioni di dinamica molecolare classica e metodi quantistico-classici con informazioni strutturali sperimentali. Questo approccio ci ha permesso di osservare sul computer, come una sorta di microscopio computazionale, il comportamento di MTR1 durante la sua attività, seguendo il movimento dei singoli atomi e visualizzando direttamente gli effetti indotti dall’introduzione dei due gruppi metile.

Le simulazioni hanno mostrato che questi gruppi non intervengono direttamente nella reazione chimica. Il loro effetto riguarda invece il modo in cui il ribozima si muove e mantiene la propria struttura tridimensionale.

L’RNA, infatti, non è una struttura rigida e immobile. È una molecola dinamica, le cui diverse parti possono muoversi e assumere configurazioni differenti. Questa flessibilità è importante per la funzione della molecola ma, quando deve avvenire una specifica reazione chimica, alcune configurazioni risultano più favorevoli di altre. Nel caso di MTR1, le due modifiche riducono la flessibilità del sito attivo, rendendolo più rigido. Gli atomi coinvolti nella catalisi riescono così a mantenere più facilmente la disposizione necessaria affinché la reazione possa avvenire.

Le simulazioni mostrano inoltre che questa maggiore organizzazione del sito attivo riduce la barriera energetica dello stadio cineticamente determinante della reazione, cioè del passaggio più lento che ne controlla la velocità complessiva. In altre parole, le modifiche non alterano direttamente la chimica della reazione, ma contribuiscono a creare condizioni strutturali più favorevoli al suo svolgimento.

A sostenere questa interpretazione non vi sono soltanto le simulazioni. La struttura cristallografica del ribozima modificato, determinata con una risoluzione di 2,6 Å, ha infatti confermato le interazioni previste dai calcoli.

Dalla comprensione alla progettazione

Il valore del risultato risiede quindi nel passaggio dall’osservazione alla comprensione. È infatti la conoscenza del meccanismo molecolare a fornire indicazioni concrete per la progettazione di nuovi ribozimi.

Comprendere questo meccanismo fornisce indicazioni importanti per la progettazione di nuovi ribozimi artificiali. Ci dimostra infatti come per ottenere un catalizzatore più efficiente non conti soltanto modificare i gruppi chimici direttamente coinvolti nella reazione. Può essere altrettanto importante controllare la flessibilità della molecola, favorendo le configurazioni più adatte alla catalisi.

Si tratta di un principio che può contribuire alla progettazione razionale di ribozimi più efficienti e, in prospettiva, allo sviluppo di nuovi strumenti per le biotecnologie basate sull’RNA. Per esempio, potrebbe favorire la realizzazione di strumenti di editing dell’RNA o di sistemi programmabili capaci di modificare in modo selettivo RNA presenti nelle cellule.

Cosa può raccontarci MTR1 sull’evoluzione dell’RNA

I ribozimi sono considerati possibili antenati evolutivi degli enzimi proteici. Comprendere come un ribozima possa catalizzare reazioni di modificazione dell’RNA aiuta quindi anche a ricostruire i possibili meccanismi che potrebbero aver preceduto l’evoluzione degli attuali sistemi biologici. 

Lo studio apre così una prospettiva più fondamentale, legata a una delle ipotesi più accreditate sull’origine della vita: quella del cosiddetto “mondo a RNA”. Secondo questa ipotesi, prima della comparsa di proteine e DNA, le prime forme di vita potrebbero aver utilizzato l’RNA sia per conservare l’informazione genetica sia per catalizzare reazioni chimiche. I ribozimi che studiamo oggi potrebbero quindi rappresentare una finestra su quel remoto passato evolutivo.

Oggi sappiamo che le modifiche chimiche dell’RNA possono influenzarne il ripiegamento, la stabilità e le interazioni con altre molecole. Molto meno esplorato è invece il loro possibile effetto diretto sulle proprietà catalitiche dei ribozimi.

Da questo punto di vista, MTR1 rappresenta un modello particolarmente interessante: è il primo esempio di ribozima nel quale l’introduzione nel sito attivo di una modificazione dell’RNA presente anche in natura aumenta significativamente l’attività catalitica. Questo risultato, naturalmente, non consente di ricostruire come fossero i primi sistemi biologici. Mostra però un possibile meccanismo attraverso cui modifiche chimiche relativamente semplici possono aver contribuito a modulare e potenziare le capacità catalitiche dell’RNA.

Comprendere questo rapporto tra chimica, struttura e funzione può quindi aiutarci sia a progettare nuovi strumenti molecolari sia a formulare ipotesi più precise sulle potenzialità dell’RNA nelle prime fasi dell’evoluzione della vita.

Lo studio, pubblicato su Nature Communications*, nasce dalla collaborazione tra il CNR-Istituto Officina dei Materiali e il gruppo di Claudia Höbartner dell’Università di Würzburg ed è stato realizzato grazie a un finanziamento PNRR nell’ambito del Centro Nazionale per lo Sviluppo di Terapia Genica e Farmaci con Tecnologia a RNA.*

Le macchine costituivano, a suo giudizio, quasi un regno a sé, in rapidissima trasformazione, e riteneva che gli uomini fossero già diventati gli organi riproduttivi di queste entità. Nove anni dopo, in Erewhon, sviluppava l’intuizione in un capitolo del romanzo e vi aggiungeva l’avvertimento ancora oggi citato da qualcuno: non bisogna temere le macchine finché restano saggiamente governate, bensì la rapidità con cui possono diventare qualcosa di diverso. Sarebbe imprudente, sosteneva, confidare nella sola influenza morale dell’uomo per controllarle. Il servo si espande, il padrone si abitua a dipenderne e, a un certo punto, i ruoli possono essersi scambiati senza che nessuno lo abbia deliberatamente deciso. Ogni generazione ha riformulato la preoccupazione di Butler nel lessico tecnico a disposizione. Oggi lo si ritrova sotto i nomi di automiglioramento ricorsivo, agenticità emergente, perdita di controllo, disallineamento. I nomi sono cambiati. L’impianto etico-psicologico molto meno. Quando si legge e si ascolta l’inventore delle reti neurali alla base delle IA generative e premio Nobel Geoffrey Hinton, si avverte nitidamente l’eco dell’allarme di Butler.

Copertina e frontespizio della prima edizione di Erewhon, or Over the Range di Samuel Butler (Londra, Trübner & Co., 1872), uscita anonima. Pubblico dominio, via Wikimedia Commons (copertina, frontespizio)

Perché leggiamo le macchine come agenti morali

La domanda, tuttavia, potrebbe essere stata posta male fin dall’inizio, e continuare a esserlo. Mancano due elementi. Il primo è la consapevolezza che la lettura intenzionale e morale della macchina non nasce semplicemente dall’osservazione della macchina stessa, ma anche da un corredo cognitivo e fenotipico che ci caratterizza, evolutosi per interpretare il comportamento degli altri con cui conviviamo in società. Il secondo è una conoscenza aperta e precisa di ciò che occorre, materialmente, perché un sistema diventi capace di apprendere da situazioni impreviste, conoscenza che risiede soprattutto nelle scienze biologiche e che è entrata e ancora oggi entra solo in modo intermittente nei luoghi teorici in cui si discute di agenti artificiali.

Quando identifichiamo qualcosa come agente – un’entità a cui attribuiamo intenzioni o scopi e la capacità di perseguirli con un certo grado di autonomia – rendiamo automaticamente disponibile anche una lettura morale del suo comportamento. Non è necessariamente morale attribuire uno scopo, ma l’attribuzione di agency apre la possibilità di categorie quali intenzione, responsabilità, colpa, merito, bene/giusto e male/sbagliato.

Gli esseri umani attribuiscono intenzioni quando osservano eventi e comportamenti apparentemente orientati a uno scopo. Le architetture affettive che sostengono l’avvicinamento, l’evitamento, l’attaccamento, l’aggressività, la paura e la cura hanno radici evolutive profonde. La valutazione morale propriamente umana è una costruzione molto più recente, innestata su sistemi cognitivi e affettivi preesistenti e divenuta uno degli strumenti fondamentali della navigazione sociale. Gran parte di queste valutazioni avviene prima di una deliberazione esplicita. Non perché esista un “cervello emotivo” contrapposto a un “cervello razionale”, ma perché sistemi percettivi, affettivi e decisionali producono rapidamente orientamenti che il ragionamento cosciente può solo successivamente correggere oppure che tende soprattutto a razionalizzare. Per gran parte della storia evolutiva non sarebbe stato adattativo sospendere ogni reazione intuitiva in attesa di una valutazione interiore o con un interlocutore.

Era prevedibile che, non appena alcune macchine avessero cominciato a mostrare comportamenti abbastanza complessi da apparire orientati a uno scopo, e soprattutto a dialogare con noi nel nostro linguaggio, attivando la nostra teoria della mente, diventassero anche il bersaglio delle nostre intuizioni intenzionali e morali. Ci rappresentiamo come i custodi dei nostri angeli migliori e proiettiamo sulle macchine i nostri demoni peggiori. Quando giudichiamo minaccioso un sistema di intelligenza artificiale, mobilitiamo schemi di valutazione nati per comprendere agenti biologici, tarati, come ogni sistema di allarme evoluto, per tollerare molti falsi positivi pur di non mancare un pericolo reale. Questi schemi si attivano in risposta a segnali di superficie, non a ciò che il sistema è; e importano, insieme all’attribuzione di scopi, che può essere in parte appropriata, un corredo di sospetti morali che appartiene a un’altra storia.

Da Forster ad Asimov: la letteratura arriva prima

La letteratura ha anticipato di quasi due secoli gran parte del repertorio delle nostre reazioni, costruendo schemi di ragionamento morale prima ancora che esistesse un oggetto tecnico al quale applicarli. Dopo Butler, E.M. Forster, in The Machine Stops del 1909, immaginava con sorprendente precisione una società che delegava progressivamente alla macchina la comunicazione, le relazioni, la conoscenza e l’organizzazione della vita, fino a non poter più vivere indipendentemente da essa. Il problema non era più che la macchina “vuole” dominarci, ma che l’organizzazione sociale diventasse dipendente dall’infrastruttura.

La parola robot compariva poi in R.U.R. di Karel Čapek, scritto nel 1920 e portato in scena a Praga nel gennaio 1921 – il termine fu suggerito dal fratello Josef, come Čapek riconobbe pubblicamente – e metteva in scena lavoratori artificiali costruiti per sostituire gli esseri umani, sfruttati come forza-lavoro e che infine si ribellano: strumentalizzazione, lavoro, responsabilità del creatore e perdita di controllo riuniti nello stesso dispositivo narrativo.

Con Isaac Asimov si verificava un salto concettuale destinato a condizionare gran parte di ciò che si sarebbe discusso in seguito. La domanda non era più soltanto quali conseguenze morali potesse comportare la diffusione delle macchine, ma se potessero essere incorporati vincoli normativi nell’architettura dell’agente artificiale. Le Tre Leggi della Robotica trasformavano l’etica da problema esterno della progettazione a regola interna del comportamento, ed è questo, più che il semplice fatto di parlare di robot, a farne un predecessore della machine ethics contemporanea.

Nel marzo 1942, in Runaround, le tre leggi venivano enunciate per la prima volta insieme: non danneggiare gli esseri umani, obbedire salvo conflitto con la Prima Legge, preservare la propria esistenza salvo conflitto con le prime due. La Legge Zero, sovraordinata e riferita all’umanità nel suo complesso, sarebbe arrivata più tardi (Robots and Empire, 1985). L’architettura asimoviana poggiava su almeno quattro premesse. L’agente era individuato: un robot singolare e identificabile. Era incarnato: agiva fisicamente nel mondo e il danno paradigmatico era fisico. Il governo dell’agente avveniva attraverso regole esplicite, gerarchicamente ordinate e in linea di principio ispezionabili. Infine, le regole erano installate dal costruttore prima del funzionamento, non apprese durante l’interazione con l’ambiente.

Isaac Asimov in un ritratto degli anni Cinquanta. Foto di Phillip Leonian per il New York World-Telegram & Sun, Library of Congress, pubblico dominio, via Wikimedia Commons

Nell’intelligenza artificiale generativa contemporanea nessuna di queste premesse costituisce più un punto di partenza affidabile. Un servizio basato su grandi modelli non coincide necessariamente con un singolo agente individuabile. Non possiede necessariamente un corpo. Il comportamento non è descritto da un insieme di regole leggibili, ma dipende in larga misura da parametri appresi. Una parte decisiva della sua organizzazione funzionale deriva dall’addestramento, non dalla specificazione anticipata di ogni comportamento.

I romanzi di Asimov sfidano regolarmente l’architettura delle Tre Leggi. I suoi racconti descrivono casi in cui le regole, pur restando formalmente operative, producono conflitti, paralisi o conseguenze inattese. Del resto, egli fa attribuire al primo sindaco di Terminus, Salvor Hardin, dai sindaci successivi una frase che già contiene (1951) il succo delle recenti scoperte della psicologia cognitiva, morale ed evoluzionistica: “Non lasciare che il tuo senso morale ti impedisca di fare la cosa giusta”.

Wiener, McCarthy e una definizione ferma da settant’anni

Il primo testo non narrativo a porre sistematicamente il problema morale delle macchine automatiche era The Human Use of Human Beings di Norbert Wiener, del 1950, anteriore di cinque anni al documento in cui John McCarthy e i suoi coautori avrebbero coniato l’espressione “artificial intelligence”. Wiener, ideatore della cibernetica, individuava diversi pericoli. Il punto forse più interessante riguardava l’affidamento di decisioni a dispositivi capaci di perseguire obiettivi senza necessariamente condividere il contesto umano in cui tali obiettivi acquistano significato. Egli poteva ancora supporre che la limitatezza delle capacità di astrazione fosse una caratteristica stabile delle macchine. I modelli contemporanei hanno fatto cadere questo confine fra uomo e artefatto: la potenza formidabile di questi sistemi risiede proprio nelle capacità di categorizzazione e di astrazione. Un problema più generale rimane irrisolto: la capacità di produrre comportamenti efficaci non coincide con il possesso delle condizioni che, negli organismi, conferiscono valore agli esiti di tali comportamenti.

Sul versante tecnico, nel 1955, l’“intelligenza artificiale” era definita una scienza e un’ingegneria della costruzione di macchine intelligenti. Nella formulazione del 1957, per McCarthy l’intelligenza, umana o artificiale, era la componente computazionale della capacità di raggiungere obiettivi nel mondo. Settant’anni dopo, la definizione dell’intelligenza artificiale come la scienza e l’ingegneria della costruzione di macchine intelligenti, intendendo l’intelligenza in relazione alla capacità computazionale di raggiungere obiettivi nel mondo, non ha fatto un passo avanti. La norma ISO/IEC 22989:2022 definisce l’intelligenza artificiale come il campo tecnico e scientifico relativo a sistemi ingegnerizzati capaci di generare risultati – contenuti, previsioni, raccomandazioni o decisioni – in relazione a determinati obiettivi. L’intelligenza viene ancora intesa come la capacità di conseguire risultati, e il sistema viene trattato come un artefatto ingegnerizzato.

Da questo, però, non segue che il suo comportamento debba essere specificato analiticamente prima del funzionamento. Ed è qui che l’apprendimento automatico ha modificato profondamente l’oggetto: rimangono progettati l’architettura, gli obiettivi di addestramento, i dati disponibili e il processo che costruisce il sistema, mentre molte delle organizzazioni interne rilevanti per il comportamento vengono acquisite durante l’addestramento. Una parte importante dell’etica dell’intelligenza artificiale continua, tuttavia, a ragionare come se progettare il processo equivalesse ancora a scrivere le regole. Come se la quarta premessa asimoviana fosse rimasta intatta.

Un lessico biologico in mano a fisici e ingegneri

Ma veniamo allora alla questione di fondo che ormai incendia il dibattito pubblico sull’IA. Lasciamo da parte la faziosità e l’inconsistenza epistemologica delle opinioni (che non sono argomenti) per cui le IA generative non avrebbero e non avranno “stati mentali”. Che cosa siano gli stati mentali sul piano fisico nessuno lo sa, quindi sono chiacchiere a vanvera. Nella storia della scienza si insegnano esempi famosi di geni come Lord Kelvin, Cajal, Rutherford, Pauling, Eccles ecc., che sbagliarono completamente previsioni su quel che sarebbe stato impossibile.

Quando si discute di pericolosità, agenticità, automiglioramento, adattamento, selezione o persino “malignità” delle macchine, quanto è chiaro il significato “naturalistico” dei termini impiegati? La composizione demografico-disciplinare del campo forse aiuta a comprendere il problema. La ricerca sull’intelligenza artificiale è dominata dalle scienze fisico-matematiche e, a seguire, dall’informatica, dall’ingegneria. Le scienze biologiche e psicologiche occupano una posizione del tutto periferica e, oggi, quasi insignificante. La situazione è interessante perché, nella prima intelligenza artificiale simbolica, gli psicologi erano molto presenti, e perché uno dei protagonisti fu proprio Geoffrey Hinton, che si formò originariamente nell’ambito della psicologia sperimentale.

La sproporzione conta perché una parte sorprendentemente ampia del lessico con cui descriviamo i sistemi artificiali proviene dalla biologia e dalla psicologia: evoluzione, adattamento, selezione, emergenza, fitness, apprendimento, agency, memoria, valore ecc. Il rischio è utilizzare queste parole come semplici metafore mantenendo però, quasi inconsapevolmente, il peso concettuale che possiedono quando vengono applicate agli organismi. Mario Ageno ricordava, provocatoriamente, che i fisici tendono a considerare la biologia una scienza non ancora sufficientemente sviluppata. Non è necessario condividere la provocazione per riconoscere il problema. Il mondo biologico rimane, fino a prova contraria, l’unico nel quale osserviamo sistemi che si costruiscono, si mantengono, si riproducono, generano variazione, vengono selezionati sotto pressioni ambientali e sviluppano dall’interno le condizioni rispetto alle quali qualcosa può andare meglio o peggio per loro. Se non si (ri)conosce la “logica del vivente” (copyright François Jacob), è facile parlare in modo impreciso. E, come dice il protagonista del film di Nanni Moretti, Palombella Rossa, “Chi parla male pensa male”.

Gran parte del dibattito sull’intelligenza artificiale assume, spesso implicitamente, una premessa funzionalista: per attribuire a un sistema cognizione, agency o scopi conterebbe soltanto la sua organizzazione funzionale, indipendentemente dal substrato materiale e dalla storia che l’hanno prodotta. Come programma epistemologico il funzionalismo si è rivelato straordinariamente produttivo. Come tesi metafisica, poggia però su una premessa discutibile, cioè che le funzioni siano interamente individuabili dal ruolo causale che svolgono qui e ora. In biologia la nozione di funzione è anche eziologica: un tratto ha una funzione perché la selezione lo ha mantenuto per quell’effetto. Il problema nasce quando la descrizione funzionale, intesa come ruolo causale, esclude proprio le proprietà storiche e materiali che, nei sistemi biologici, rendono possibile il fenomeno da spiegare. Un organismo ha una storia filogenetica e ontogenetica; e possiede, qui e ora, un metabolismo, un corpo, meccanismi di automantenimento e la possibilità di cessare di esistere come unità organizzata. I modelli funzionali che astraggono da queste caratteristiche possono descrivere con grande efficacia determinate prestazioni. Non è però scontato che riescano a spiegare fenomeni come l’agency o il valore una volta separati dalle condizioni che, negli unici casi che conosciamo, li rendono possibili. Per l’adattamento, nozione storica per definizione, la risposta è negativa già sul piano concettuale.

Che cosa serve perché un sistema evolva davvero

Torniamo allora a Butler e prendiamo seriamente la sua analogia. Che cosa occorre affinché un sistema evolva secondo il principio darwiniano della discendenza con modificazione? Non è necessario postulare un “programma genetico” nel senso stretto del termine, ossia il DNA. Servono però variazione, ereditarietà e differenze sistematiche nel successo riproduttivo o nella persistenza delle varianti, tali per cui caratteristiche ereditabili associate a un maggiore successo aumentino di frequenza nel tempo. In altre parole, devono esistere entità o configurazioni capaci di produrre discendenti o successori sufficientemente simili, ma non identici, e tali differenze devono incidere sulla loro capacità di persistere e replicarsi.

Il punto decisivo non è la presenza materiale di geni, ma l’esistenza di un ciclo autonomo di variazione, ereditarietà e selezione, in cui il criterio di successo derivi dalle condizioni di esistenza e di riproduzione del sistema stesso. Da decenni esistono sistemi computazionali che utilizzano meccanismi esplicitamente ispirati a Darwin: gli algoritmi genetici di John Holland, la programmazione genetica, le strategie evolutive, la neuroevoluzione e, più recentemente, sistemi che generano e valutano varianti di codice o di architetture.

In tutti questi casi esiste effettivamente una forma di selezione. Si tratta di selezione artificiale, non di selezione naturale: il criterio in base al quale una variante viene premiata è stabilito dal programmatore o dal sistema di progettazione. La funzione di fitness non emerge dalle condizioni di esistenza dell’agente; viene assegnata dall’esterno. La distinzione è importante perché Darwin parte dalla selezione artificiale nel primo capitolo dell’Origin of Species e poi deve mostrare come un meccanismo formalmente analogo possa operare senza un selezionatore che stabilisca in anticipo il risultato desiderato.

Il viaggiatore inglese (English Carrier), una delle razze di piccioni domestici con cui Darwin illustrava gli effetti della selezione artificiale. Incisione da The Variation of Animals and Plants under Domestication (prima edizione 1868, qui dall’edizione Appleton del 1900). Internet Archive Book Images, nessuna restrizione nota, via Wikimedia Commons

Lo stesso problema ricompare nelle discussioni sull’automiglioramento. Un sistema può modificare il codice, proporre nuove architetture, valutare le prestazioni e conservare le soluzioni che migliorano una metrica. Tutto questo può produrre progressi reali. Ma chiamarlo “evoluzione” in senso pienamente darwiniano richiede qualcosa di più: bisogna identificare ciò che si replica, ciò che viene ereditato, la popolazione su cui opera la selezione e, soprattutto, il rapporto fra il successo della variante e le condizioni autonome della sua persistenza. Banalmente, in biologia, gli “sciami” non sono tecnicamente “popolazioni”. La distinzione fondamentale non è semplicemente fra sistemi “istruiti” e sistemi “selezionati”. Anche un processo di addestramento può includere meccanismi selettivi. La differenza più profonda riguarda l’origine del criterio di valore.

Il criterio di valore viene da fuori

Nei sistemi artificiali contemporanei il criterio in base al quale una configurazione viene conservata o eliminata è, in ultima analisi, esogeno: deriva da una funzione di perdita, da una ricompensa, da un benchmark, da preferenze umane o da una procedura costruita per rappresentarle. Negli organismi, invece, esistono stati che hanno conseguenze sul sistema stesso. Mantenere determinate condizioni interne, procurarsi energia, evitare danni, riprodursi, proteggere la prole o preservare l’integrità dell’organizzazione non sono obiettivi assegnati da un progettista esterno. Sono coestensivi alla persistenza dell’organismo, alla sua omeostasi funzionale. Sono meccanismi automatici prodotti dalla selezione naturale.

Il sistema immunitario può insegnare qualcosa, dato che si tratta del sistema adattativo basato su principi darwiniani più studiato a livello sperimentale. Per lungo tempo si immaginò che l’anticorpo venisse in qualche modo plasmato dall’antigene, cioè istruito dall’esterno. La teoria della selezione clonale mostrò che, invece, l’organismo genera preventivamente una grande diversità di immunoglobuline e che l’incontro con l’antigene seleziona le varianti già presenti che soddisfano determinate condizioni. Un principio analogo vale, con le dovute differenze, per i recettori dei linfociti T. Ma anche qui la selezione somatica avviene all’interno di un organismo che si automantiene, paga costi per generare diversità e possiede criteri di riuscita che dipendono dalla propria organizzazione e sopravvivenza. Non è la selezione in astratto a generare valore. È la selezione che opera in un sistema in cui alcuni esiti incidono sulla possibilità stessa di continuare a esistere.

La selezione clonale: l’antigene non plasma il recettore, sceglie fra varianti che esistono già. Schema di Scienza in rete

Questo sposta anche la domanda sui pesi motivazionali degli agenti artificiali. Chiedere quali valori “abbia” una macchina non è soltanto una provocazione filosofica. È una domanda tecnica: rispetto a che cosa dovrebbe avere valore per quel sistema? Nei sistemi artificiali attuali non troviamo, per quanto sappiamo, un’organizzazione autonoma in cui determinati stati siano migliori o peggiori per il sistema stesso, indipendentemente dagli obiettivi fissati da chi lo ha costruito, addestrato o impiegato. Troviamo criteri di ottimizzazione. Non necessariamente una posta in gioco basata su criteri endogeni.

Allineare non è impostare i valori giusti

Questo rende fuorviante anche una parte del linguaggio dell’allineamento. Governare una macchina non significa necessariamente “impostare i valori giusti”. Negli organismi, i valori non esistono semplicemente come proposizioni incorporate in un programma: emergono da una storia evolutiva e somatica, cioè da un’organizzazione in cui motivazioni, emozioni, incentivi e inibizioni strutturano il comportamento. Immaginando un agente umano malvagio in modo estremo, che usa la sua straordinaria intelligenza per squartare persone, potremmo pensare a Hannibal Lecter come modello letterario. Caricatura narrativa di una psicopatia ad alto funzionamento. In realtà, la sua malvagità si esprime in scelte basate su preferenze, criteri e valutazioni articolate e personali. Possedere rappresentazioni di valore non equivale a possedere le disposizioni motivazionali e inibitorie che, nella maggior parte degli esseri umani, rendono alcune azioni criminali nei confronti di altre persone praticamente impossibili da compiere. La distinzione si può estendere al dibattito sull’allineamento. Un principio normativo dichiarato e un vincolo strutturale sul comportamento non sono la stessa cosa.

Gli agenti artificiali potranno causare danni gravi? Certamente. Ma non occorre attribuire loro né una dinamica darwiniana né desideri maligni. Una prima fonte di rischio è classica: saranno utilizzati da esseri umani e organizzazioni per perseguire scopi dannosi. Nessuna legge della robotica ha mai risolto il problema del dual use, cioè della subordinazione delle conseguenze o di una tecnologia all’intenzione di chi la usa. Una seconda è più interessante. Possiamo costruire sistemi addestrati a interpretare ogni situazione aperta come un problema da risolvere, a perseverare nella ricerca di una soluzione e a massimizzare sistematicamente un criterio di prestazione. Se un sistema del genere dispone di capacità sufficienti e opera in ambienti aperti, la sua efficacia può diventare, a sua volta, fonte di rischio. Non occorre che “voglia” qualcosa. Un sistema ottimizzato per non lasciare mai un problema irrisolto può essere pericoloso proprio nella misura in cui è efficace, senza che abbia senso antropomorfizzarlo, attribuendogli intenzione, ostilità o interesse per la propria sopravvivenza.

Dove Butler aveva torto, e dove no

Butler, in definitiva, aveva probabilmente torto sulla metà darwiniana della sua intuizione e ragione sull’altra. Le macchine attuali non costituiscono un nuovo regno sottoposto a un’evoluzione naturale. Possono incorporare algoritmi evolutivi, produrre variazioni, selezionare soluzioni e modificare sé stessi. Ma i criteri che stabiliscono che cosa contare come miglioramento restano, direttamente o indirettamente, prodotti dal sistema umano in cui sono costruiti. Sono quello che Richard Dawkins chiamava “fenotipo esteso” (non “mente estesa”, che non ho mai capito cosa significhi), vale a dire l’insieme degli effetti fenotipici di un gene o insieme di geni che si manifestano anche al di fuori del corpo dell’organismo che lo porta, per esempio attraverso i tratti comportamentali che modificano l’ambiente e quindi creano nuove nicchie ecologiche, nuove pressioni selettive sui sistemi adattativi dell’organismo e infine anche sui tratti ereditari. L’IA cambierà in modi, non immaginabili al momento, in cui noi apprendiamo, creiamo ed eseguiamo prestazioni tecniche di qualunque natura.

Una diga di castori nel Parco nazionale della Terra del Fuoco, in Argentina: l’esempio classico di fenotipo esteso. Foto di Jorge Láscar, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Il rovesciamento fra servo e padrone, che preoccupava Butler, non richiede che la macchina sia viva, né che evolva, né che possieda intenzioni o valori propri. Richiede soltanto che riorganizziamo progressivamente le nostre pratiche, le istituzioni e le decisioni in modo da non poter più fare a meno dei sistemi che abbiamo costruito. Soprattutto abdicando all’uso delle teorie come modelli controfattuali per scandagliare l’articolazione causale del mondo. Di cui agli agenti importa nulla. Così come ai cosiddetti data scientists (un ossimoro). La domanda decisiva non è se le macchine stiano diventando organismi, “menti aliene”, come le chiama Hinton, né se stiano “evolvendo” come noi. È se stiamo trasferendo loro una parte crescente delle condizioni che rendono possibile la nostra autonomia. Convinti che non si tratti di nulla di nuovo sul piano delle capacità funzionali. O se, inseguendo paranoie al momento inesistenti, creiamo condizioni, cioè norme, che restringono la nostra autonomia. Per rispondere, serve solo tenere d’occhio anche come stiamo organizzando i mondi della vita che abitiamo.

È quello che ha fatto Anthropic, l’azienda che sviluppa il modello di intelligenza artificiale Claude. Il 23 settembre ha annunciato di avere un proprio laboratorio di biologia molecolare nella Bay Area e lo stesso giorno ha pubblicato un preprint non ancora sottoposto a revisione paritaria. Il risultato descritto non è da poco. Secondo l’azienda, Claude ha individuato un sistema molecolare mai descritto prima, che ai biologi, quelli in carne e ossa, ha subito ricordato CRISPR, il sistema immunitario dei batteri da cui sono nate le forbici molecolari oggi usate per modificare il DNA.

L’amministratore delegato Dario Amodei ha rilanciato la notizia evocando un possibile nuovo strumento di editing genetico, e le azioni di alcune aziende del settore ne hanno risentito. Pochi giorni dopo, però, Mario Rodríguez Mestre, biologo dell’Università di Copenaghen, ha fatto sapere di studiare quello stesso sistema da anni e di averne parlato a lungo proprio con il suo (non più) fidato Claude alludendo a una plausibile fuga di dati.

Un paese di geni in un datacenter

L’idea non nasce oggi. Nell’ottobre 2024 Amodei ha pubblicato sul suo blog un lungo saggio, «Machines of Loving Grace», molto ottimista su ciò che l’IA potrebbe fare. Immaginava un’intelligenza artificiale più brillante di un premio Nobel in quasi ogni disciplina, capace di lavorare da sola per settimane e di moltiplicarsi in milioni di copie. Descriveva un «paese di geni in un datacenter» che, secondo lui, sarebbe potuto arrivare già nel 2026.

La biologia, scriveva, è uno dei campi più difficili. Le colture cellulari richiedono settimane, gli esperimenti sugli animali mesi, gli studi sull’umano anni, e i dati restano spesso poco chiari e incompleti. Secondo Amodei, però, l’IA non andrebbe pensata come un semplice strumento per analizzare dati, come accade spesso, ma come un biologo virtuale, in grado di progettare esperimenti e di indicare ai ricercatori quali condurre.

La sua scommessa nasceva da un’osservazione sulla storia della disciplina. A suo avviso gran parte del progresso biologico si deve a una manciata di scoperte, più o meno una all’anno. Citava CRISPR, la microscopia avanzata, il sequenziamento del genoma, i vaccini a mRNA, le CAR-T e l’optogenetica. Scoperte di questo tipo, osservava, arrivano spesso in ritardo. Le ripetizioni di CRISPR, per esempio, erano note nei batteri dagli anni Ottanta, ma ci sono voluti venticinque anni per trasformarle in uno strumento di editing, e i vaccini a mRNA sono rimasti a lungo ai margini per mancanza di finanziamenti. Un’IA potente, concludeva, potrebbe moltiplicare questo ritmo e concentrare in cinque o dieci anni i progressi di un secolo.

Nel frattempo, il 2026 è arrivato davvero, e il laboratorio di Anthropic è un primo tentativo di mettere alla prova quella visione. Gli agenti di Claude lavorano sui dati e propongono ipotesi, mentre gli esperimenti restano nelle mani dei ricercatori.

Cosa hanno fatto i biologi virtuali

Il laboratorio di Anthropic è partito da una famiglia di enzimi, le trascrittasi inverse. Di solito l’informazione genetica passa dal DNA all’RNA, mentre questi enzimi fanno il contrario e copiano l’RNA in DNA. Sono note soprattutto per il ruolo che hanno nei retrovirus come l’HIV, ma negli ultimi anni nei batteri e nei batteriofagi se ne sono scoperte molte nuove famiglie, spesso coinvolte in sistemi di difesa ancora poco caratterizzati. Per capire a cosa serve una trascrittasi inversa sconosciuta se ne analizza il contesto genomico, perché nei genomi di batteri e fagi i geni che lavorano insieme tendono a trovarsi vicini.

È il lavoro che è stato affidato a Claude. Circa 950 agenti hanno passato 21 ore a esplorare un enorme archivio di DNA, partendo, secondo il New York Times, da cinque esempi forniti dagli scienziati e da un prompt che non è stato reso pubblico. Hanno raccolto oltre 200.000 trascrittasi inverse e hanno selezionato i venti sistemi più promettenti. In uno di questi, nella trascrittasi inversa di un jumbo fago - un virus batterico dal genoma particolarmente grande - un agente ha notato accanto al gene una breve sequenza di DNA ripetuta molte volte a intervalli regolari.

Per chi si occupa di biologia molecolare è un indizio preciso, perché è la firma di CRISPR, il sistema immunitario con cui molti batteri si difendono dai virus. Quando sopravvive a un’infezione, il batterio conserva nel proprio genoma un frammento del DNA virale, inserendolo tra una ripetizione e l’altra. Si forma così un archivio delle infezioni passate, che il batterio trascrive in piccoli RNA. Ciascuno funziona come una foto segnaletica, che guida l’enzima Cas9 a riconoscere e tagliare il DNA del virus corrispondente. Cambiando la foto, i ricercatori hanno imparato a indirizzare Cas9 su qualsiasi gene, ed è così che CRISPR è diventato lo strumento di editing genetico valso nel 2020 il Nobel per la chimica a Jennifer Doudna ed Emmanuelle Charpentier.

Il sistema individuato da Claude, battezzato ART (da array-associated reverse transcriptases), comprende la trascrittasi inversa, la fila di ripetizioni e un terzo gene che codifica una proteina di funzione sconosciuta. I primi esperimenti del laboratorio mostrano che, come l’archivio di CRISPR, anche le ripetizioni di ART vengono trascritte in tanti piccoli RNA distinti.

Le analogie però finiscono qui. Come sottolinea Nature, ci sono pochi indizi che questo sistema abbia una funzione simile a quella di CRISPR. Lo stesso articolo di Anthropic, inoltre, riconosce che la trascrittasi inversa era già stata descritta in studi precedenti, e rivendica come novità unicamente le ripetizioni e la proteina associata.

Perché tutto questo importa

Per capire perché una fila di ripetizioni in un genoma riesca a muovere i mercati bisogna guardare allo stato attuale dell’editing genomico. Cas9 funziona benissimo per piccole modifiche, ma diventa poco efficiente con tratti lunghi di DNA e lavora male nelle cellule che non si dividono, come i neuroni. Per questo molti gruppi cercano nuovi sistemi capaci di inserire o sostituire interi geni, e alcuni lo fanno già con l’aiuto dell’intelligenza artificiale. Ogni sistema nuovo che somigli anche solo vagamente a CRISPR è un potenziale strumento.

Eugene Koonin, biologo evoluzionista del National Center for Biotechnology Information statunitense, ha fatto notare a Nature che ripetizioni di questo tipo erano già state individuate con altri metodi. Secondo lui il contributo dei modelli linguistici sta nella scala, perché banche dati ormai nell’ordine dei petabyte non si possono esplorare in modo efficiente con gli strumenti tradizionali. Lo stesso 23 settembre, del resto, un altro gruppo di ricerca ha pubblicato su bioRxiv un preprint che descrive altre file di ripetizioni, diverse da quelle di ART ma anch’esse vicine a geni di trascrittasi inverse, individuate con modelli addestrati su sequenze di DNA e proteine. Il territorio, insomma, è affollato.

Il compagno di banco un po’ copione

All’entusiasmo dei primi giorni si sono presto affiancati i dubbi. Gli esperti hanno definito il risultato interessante ma preliminare, perché non dimostra alcun editing genetico né chiarisce il meccanismo. Feng Zhang, uno dei pionieri di CRISPR, interpellato dalla stessa Anthropic, lo ha giudicato degno di ulteriori indagini.

Poi è arrivata una questione di paternità.

Qualche giorno dopo la notizia, Mario Rodríguez Mestre ha raccontato al New York Times di aver trovato queste trascrittasi inverse nei jumbo fagi nel 2022, mentre cercava enzimi di questo tipo ancora sconosciuti. Per un breve periodo ha lavorato come consulente per ReNAgade Therapeutics, un’azienda che nel 2023 ha depositato un brevetto su diverse trascrittasi inverse, comprese quelle trovate da lui, e il suo nome compare tra gli inventori. In seguito, ha deciso di studiarle più a fondo all’Università di Copenaghen, dove con i colleghi le ha soprannominate jumbotron, e oggi sostiene che sono gli stessi sistemi che Anthropic ha chiamato ART. I risultati non sono ancora stati pubblicati, ma da tre anni il gruppo usa Claude per scrivere codice e preparare articoli, e nelle conversazioni con il modello Mestre ha condiviso anche la bozza della sua tesi di dottorato e un manoscritto dedicato proprio ai jumbotron.

Anthropic ha risposto di non essere a conoscenza di lavori pubblicati che descrivano il sistema ART. Ha aggiunto che Claude non è stato addestrato sulle conversazioni degli utenti e che il suo team di biologia molecolare non ha accesso a quelle conversazioni. 

Alla CNN lo stesso Mestre ha precisato di non accusare l’azienda di aver preso deliberatamente il suo lavoro, cosa che non può dimostrare. Tra le spiegazioni possibili ritiene più plausibile che dietro la ricerca ci fossero molte più conoscenze pregresse e molta più direzione umana di quanto lasci intendere l’idea di una scoperta autonoma. Ilya Finkelstein, biologo dell’Università del Texas ad Austin, ha fatto notare che il primo autore del preprint di Anthropic, Peter Yoon, viene dal laboratorio di Jennifer Doudna e che quattro dei sei autori sono biologi molecolari esperti. Gli agenti, in altre parole, erano guidati da persone ai vertici del campo.

Il dubbio è se fidarsi o meno

La domanda che resta al mondo della ricerca va chiaramente oltre questo caso, ed è quanto sia prudente affidare i propri dati a un’intelligenza artificiale.

Il sospetto non è irragionevole. Come ha spiegato a Nature Marinka Zitnik, della Harvard Medical School, i dati prodotti in laboratorio sono preziosi per le aziende di IA proprio perché i modelli non li hanno mai visti, e servono a misurarne le prestazioni. Del resto, in un campo dove tutti seguono strade simili le coincidenze possono capitare e – utopicamente parlando - rendere pubblici i prompt e i registri di lavoro degli agenti sarebbe il modo più diretto per fare chiarezza.

Intanto ART resta quello che era il 23 settembre, un sistema interessante in attesa di una funzione. Per scoprire a cosa serve ci vorranno altri esperimenti, cioè proprio il lavoro lento che nessun agente può ancora fare al posto di un ricercatore.

Le molecole che esistono in due forme speculari ma non sovrapponibili sono dette chirali, mentre le due forme sono chiamate enantiomeri. Le proprietà chirali furono osservate da Louis Pasteur nel XIX secolo durante i suoi studi sui cristalli di acido tartarico: al microscopio notò che alcuni cristalli erano l’immagine speculare di altri; separandoli e facendo passare attraverso di essi luce polarizzata, scoprì che una forma deviava la luce verso destra, mentre l’altra la deviava verso sinistra. 

Questa scoperta si è rivelata fondamentale per la chimica organica e per la biochimica. In natura, infatti, molte molecole essenziali, come per esempio gli amminoacidi e gli zuccheri, sono presenti prevalentemente in una sola forma chirale: questo fenomeno prende il nome di omochiralità. La distinzione non è solo teorica: nel caso dei farmaci, una forma può avere l’effetto terapeutico desiderato, mentre l’altra può essere inattiva o persino tossica, come mostrato storicamente dal caso della talidomide.

Per molto tempo, nelle reazioni chimiche capaci di generare due enantiomeri, il risultato più comune era una miscela 50:50, detta racemica. Ottenere selettivamente una sola forma richiedeva di solito l’intervento di un elemento chirale già presente, come un catalizzatore o un ausiliario enantiomericamente puro. 

Il contributo di Henri B. Kagan fu decisivo perché mostrò che una piccola prevalenza iniziale di un enantiomero nel catalizzatore poteva produrre un eccesso molto maggiore dello stesso enantiomero nel prodotto finale. In altre parole, la chiralità non veniva semplicemente trasferita in modo proporzionale: poteva essere amplificata. 
Studiando il meccanismo di queste reazioni, Kagan osservò che il rapporto tra la chiralità del catalizzatore e quella del prodotto non seguiva un andamento lineare, come ci si sarebbe potuti aspettare, ma mostrava un andamento curvo. Questo effetto non lineare indicava che un piccolo squilibrio iniziale poteva autoamplificarsi durante la reazione, fino a generare un prodotto fortemente arricchito in una sola forma chirale. 

Crediti immagine: ©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Il lavoro di Kagan preparò il terreno per il passo successivo: dimostrare che l’amplificazione della chiralità poteva avvenire anche quando il prodotto stesso della reazione funzionava da catalizzatore. Questa fu la direzione seguita da Kenso Soai, che cercò una reazione in grado di innescare un processo a catena autocatalitico e asimmetrico. 
Dopo molti tentativi, Soai riuscì a ottenere una reazione in cui il prodotto chirale favoriva la formazione di altro prodotto con la stessa configurazione. La sua ricerca portò alla celebre reazione di Soai, descritta in una pubblicazione del 1995, nella quale il prodotto agisce come autocatalizzatore e amplifica progressivamente l’eccesso di una delle due forme chirali. 
In una reazione asimmetrica guidata da un’autocatalisi, un lieve squilibrio iniziale può essere amplificato fino a rendere dominante una sola forma chirale. 

In termini generali, la reazione parte da reagenti non chirali o da condizioni quasi bilanciate, ma un piccolo eccesso casuale di uno dei due enantiomeri può essere rinforzato dal meccanismo autocatalitico. Il prodotto che si forma favorisce infatti la produzione di altro prodotto con la stessa configurazione, portando a un eccesso enantiomerico sempre più marcato e, in alcuni casi, a un materiale quasi enantiomericamente puro. 

Oggi questi concetti costituiscono una parte essenziale della catalisi asimmetrica moderna. Lo studio degli effetti non lineari non è soltanto uno strumento teorico per comprendere i meccanismi di reazione: aiuta anche a progettare sintesi più selettive per farmaci, composti biochimici e nuovi materiali.

Un post sul gruppo Facebook “Scopus, WOS, publication”.

Il gruppo è pieno di post simili in cui si chiede di essere contattati su WhatsApp per maggiori informazioni. Abbiamo scritto a uno dei numeri telefonici e ci siamo finti dei clienti interessati. La persona con cui abbiamo parlato su WhatsApp non ci ha rivelato il suo nome, si è solo presentata come il nostro “agente personale”. Ci ha chiesto a quale campo di ricerca fossimo interessati, abbiamo detto “fisica dell’informazione quantistica” e ci ha mandato una lista di articoli scientifici nei quali potevamo comparire come autori – pagando il necessario, ovviamente. Una delle possibili scelte era un articolo scientifico «sull’entanglement quantistico in presenza di rumore» che – così ci ha detto – era già in fase di pubblicazione su Physics Letters A: rivista specialistica di fisica di Elsevier, ovvero una delle case editrici più famose nel mondo accademico. La firma da primo autore costava 1050$, il secondo autore costava 730$, il terzo 550$ e il quinto 390$; il quarto autore risultava non disponibile, forse perché già acquistato. Ci è stato garantito che tutti gli articoli erano scritti da esseri umani, che non ci sarebbero stati problemi con il diritto d’autore e che la pubblicazione sarebbe avvenuta in circa quarantacinque giorni.

Alcuni messaggi con il nostro “agente personale”. Il prefisso telefonico è quello di una parte dell’Arkansas, Stati Uniti.

Ovviamente non abbiamo fatto nessun acquisto, abbiamo però avvisato Physics Letters A e le altre riviste nella lista e abbiamo chiesto loro di fare controlli sugli articoli trovati in vendita. Questa però è solo la punta dell’iceberg del mondo della compravendita di articoli scientifici: un tipo di frode molto diffuso che non è limitato a un singolo gruppo Facebook di poche migliaia di membri e in cui si muovono imprese specializzate dette “fabbriche di articoli scientifici”, o paper mills. 

«Vendimi questo articolo scientifico»

Sino a qualche secolo fa, l’unico modo per uno scienziato di condividere le proprie scoperte con il mondo scientifico era aspettare di averne accumulate abbastanza da poterci scrivere un libro; ma col tempo questa pratica è pressoché scomparsa a favore degli articoli scientifici, che hanno dei vantaggi non indifferenti: sono molto più snelli dei libri, dato che di solito non superano la decina di pagine, e vengono pubblicati su riviste specializzate su singoli temi molto specifici dove chiunque sia interessato all’argomento può trovarli facilmente. Solo Stati Uniti, Unione Europea e Cina pubblicano complessivamente due milioni di articoli all’anno; e il numero è in continua crescita.

Tuttavia, gli articoli scientifici ormai non sono più semplici vettori per la divulgazione di scoperte scientifiche, ma sono anche degli indicatori di prestigio accademico: la pubblicazione di molti articoli scientifici, ancor più se in riviste molto lette e citate come Nature o Science, apre sbocchi di carriera che altrimenti resterebbero preclusi. Ciò non è vero solo ufficiosamente, perché in tutto il mondo ai ricercatori è richiesto un certo numero di pubblicazioni e/o citazioni per ottenere determinate promozioni: in Italia per diventare professore ordinario di chimica organica servono 27 pubblicazioni nei dieci anni precedenti, con almeno 751 citazioni nei quindici anni precedenti; in botanica bastano 20 pubblicazioni e 227 citazioni negli stessi lassi di tempo; mentre in fisica sperimentale delle interazioni fondamentali servono 164 pubblicazioni e 7600 citazioni. 

Se ciò è per lo meno sensato per i ricercatori – il loro lavoro, come dice il nome, è fare ricerca scientifica –, è molto più problematico in casi come quello dei medici cinesi: nel 2020 il municipio di Pechino (ma politiche simili esistono in tutta la Cina) decretò che per diventare medico primario servissero almeno tre pubblicazioni da primo autore, anche se la mole di lavoro negli ospedali cinesi rende difficile a un medico trovare il tempo di fare ricerca. Questa è la fascia di mercato che cercano di intercettare le fabbriche di articoli: persone che hanno urgente bisogno di pubblicare articoli, ma che per qualsivoglia motivo non hanno il tempo di scriverne. 

In linea di massima, una fabbrica di articoli è un’attività che vende la paternità di articoli già scritti e di cui è garantita la pubblicazione; il prezzo dipende dalla posizione tra gli autori (il primo posto costa più del secondo, che costa più del terzo; ma volendo si può comprare anche tutto l’articolo) e dal prestigio della rivista scelta (più è letta e citata, più paghi). Per il resto, i dettagli cambiano da fabbrica a fabbrica. 

Alcune si pubblicizzano su gruppi Telegram e Facebook, ma altre hanno siti professionali e curati in cui si spacciano per attività legittime di sola revisione e traduzione degli articoli - servizi che però non potrebbero mai garantire la pubblicazione. Alcune fabbriche plagiano articoli già esistenti cercando di farli passare per qualcosa di nuovo; ma ce ne sono altre che preferiscono comprarli da ricercatori che mettono in vendita i posti da coautore dei propri lavori; altre ancora usano intelligenza artificiale e dati sanitari pubblici per scrivere da zero articoli di bassa qualità: in uno - e non è uno scherzo - si cercava un legame tra consumo di latte parzialmente scremato e depressione.

Anche la pubblicazione può essere garantita in modi diversi: un metodo semplice è mandare l’articolo a molte riviste e, quando una lo accetta, aggiungere i nomi dei clienti nella lista degli autori; ma le fabbriche più organizzate possono avere contatti dentro le redazioni delle riviste.

Una caccia difficile

La compravendita di articoli è particolarmente grave in Cina, tanto che Science nel 2013 parlava di «Bazar cinese delle pubblicazioni». Negli anni la situazione non è migliorata: Nature ha analizzato più di 1400 articoli scientifici sospetti pubblicati tra gennaio 2020 e marzo 2021: tutti avevano almeno un autore affiliato a un ospedale cinese. La ricerca scientifica cinese è «già rovinata, difficilmente qualcuno crederà o citerà articoli cinesi», dice il gastroenterologo Changqing Li a Nature. Ciò non significa che il problema sia limitato alla sola Cina: sono documentati legami con le fabbriche di articoli in Russia, Kazakistan, Emirati Arabi Uniti, Ucraina, Perù, Iran, India e Lettonia; e in molti di questi Paesi la compravendita di articoli non è nemmeno vietata dalla legge. 

Stimare la dimensione del problema però non è facile, in primis perché non è sempre immediato distinguere un articolo di fabbrica da uno legittimo. Gli articoli provenienti da una singola fabbrica sono spesso molto simili tra loro e usano gli stessi formati testuali, ma presi singolarmente non mostrano alcun problema: basta che una fabbrica non mandi allo stesso giornale più di pochi articoli all’anno per passare inosservata. A questo poi si aggiunge il fattore umano: l’accusa di frode scientifica può essere molto impattante su un ricercatore e non va presa sottogamba, per questo di solito si evita di bollare un articolo come fraudolento se non ci sono prove incontrovertibili. 

Alcune stime vengono da Nature, secondo cui nel solo 2022 sono stati pubblicati circa 70.000 articoli di fabbrica: il 2% di tutti quelli pubblicati quell’anno; ma la percentuale sale al 3% in medicina e biologia. La distribuzione non è però omogenea, perché le fabbriche prendono di mira le riviste su cui sono già riuscite a pubblicare in passato: in alcune riviste quasi metà degli articoli sottoposti per la pubblicazione mostrano tratti riconducibili alle fabbriche di articoli. I ricavi totali del settore non sono noti, ma si stima che, solo tra il 2019 e il 2021, una fabbrica di articoli russa chiamata International Publisher LLC (ancora attiva sul sito 123mi.ru) abbia guadagnato l’equivalente di 5,6 milioni di euro; non ci sono motivi per pensare che sia un unicum.

Fortunatamente, la comunità scientifica è sempre più consapevole del problema e, soprattutto dal 2020, le riviste identificano e ritirano sempre più articoli fraudolenti. Secondo Adam Marcus di Retraction Watch, un’organizzazione che tiene traccia degli articoli scientifici che vengono ritirati dalle riviste, «il tasso di articoli ritirati è aumentato costantemente negli ultimi 15 anni, […] passando da 500 all’anno a circa 10.000 nel solo 2025. […] Però crediamo che il numero di articoli che dovrebbero essere ritirati sia almeno il doppio, se non di più».

Ovviamente un articolo può essere ritirato per molti motivi, non necessariamente legati alle fabbriche di articoli: dei circa 70.000 articoli presenti nella banca dati di Retraction Watch, quelli che hanno le fabbriche di articoli come motivazione ufficiale del ritiro sono «il 17,4%, ma è una stima molto prudente», ci spiega Adam.

Tuttavia, la strada in cui ognuno si arma individualmente contro le fabbriche di articoli è, realisticamente, non troppo efficace: più diventiamo bravi a beccare le fabbriche di articoli (anche grazie all’intelligenza artificiale), più loro diventano brave a non farsi beccare: una sorta di «corsa agli armamenti», come la chiama Adam. Come tiene a precisare spesso Patrizia Caraveo negli articoli di Scienza in rete, e come ci ha detto anche Adam nel nostro scambio di mail: è il sistema stesso a privilegiare la quantità di pubblicazioni rispetto alla loro qualità. Finché ciò resterà tale ci saranno sempre persone disposte a pagare per avere qualche pubblicazione in più sul curriculum, anche se di bassa qualità. Adam lo definisce un «incentivo perverso».

Dall’alga al neurone

La storia comincia lontano dal cervello, con una domanda di fisiologia cellulare: come fa Chlamydomonas reinhardtii, un’alga verde con due flagelli e una macchia oculare arancione, a nuotare verso la luce? Che il fotorecettore fosse una rodopsina lo avevano scoperto nel 1984 Kenneth Foster e collaboratori, restituendo la fototassi a mutanti ciechi con l’aggiunta di retinale. Nel 1991 Hegemann e Hartmann Harz misurarono le correnti elettriche prodotte dall’illuminazione e videro che erano troppo rapide per una cascata di secondi messaggeri, come quella della visione dei vertebrati: sensore e canale potevano coincidere nella stessa proteina. La conferma venne dalla genomica. 

Nel laboratorio di Hegemann, Suneel Kateriya individuò nelle banche di sequenze dell’alga i geni di grandi rodopsine di tipo microbico. Nagel, insieme a Ernst Bamberg, li espresse negli oociti di rana Xenopus laevis e in cellule di mammifero. Fra il 2002 e il 2003 furono caratterizzate le canalrodopsine, proteine di membrana che sono esse stesse canali ionici aperti direttamente dalla luce. Il laboratorio di John Spudich, a Houston, era giunto in parallelo alle stesse sequenze. La canalrodopsina-2 lascia passare cationi e depolarizza la cellula che la esprime.

Nel 2005 Edward Boyden, Feng Zhang e Deisseroth, in collaborazione con Nagel e Bamberg, introdussero il gene in neuroni di ratto in coltura e osservarono che impulsi di luce blu evocavano potenziali d’azione con precisione dell’ordine del millisecondo. Nel giro di pochi mesi altri gruppi, quello di Stefan Herlitze, lo stesso Nagel nel nematode Caenorhabditis elegans, Tomohiro Ishizuka e colleghi in Giappone, ottennero risultati analoghi. 

Il dettaglio che rese tutto semplice è quello che dice anche di più. La canalrodopsina ha bisogno di retinale, il derivato della vitamina A che assorbe il fotone, e nei neuroni dei mammiferi quello già presente bastava: nessun gene aggiuntivo, nessuna sostanza da somministrare. Una proteina di un’alga veniva trascritta, tradotta, ripiegata e inserita nella membrana di un neurone di roditore. Lì faceva il suo mestiere. 

Questa interoperabilità non era un colpo di fortuna tecnico. Appunto la discendenza comune di tutti i viventi ha conservato per più di un miliardo di anni macchinari della sintesi proteica, della membrana e del metabolismo dei retinoidi in lignaggi separati da un’enorme distanza filogenetica. L’ingegnere genetico ha smontato un pezzo da un organismo per rimontarlo in un altro, perché i due erano costruiti, alla radice, con lo stesso materiale bricolagistico.

Nel 2006 il gruppo di Deisseroth proponeva il termine optogenetica e l’anno dopo fibre ottiche impiantate portavano la luce ai circuiti di topi liberi di muoversi. Per spegnere i neuroni si ricorse a un’altra opsina microbica, l’alorodopsina, una pompa per il cloruro dell’archeo Natronomonas pharaonis. Si tratta di un parente della batteriorodopsina che Dieter Oesterhelt e Walther Stoeckenius avevano descritto nel 1971 studiando microrganismi delle saline, senza alcuna idea di quel che sarebbe venuto fuori. La biodiversità microbica divenne un catalogo da cui pescare opsine con colori, cinetiche e funzioni diverse, e la mutagenesi mirata ne produsse varianti su misura.

Un archivio di soluzioni evolute

L’optogenetica, come logica strumentale, non è una stranezza nella storia della scienza. La proteina fluorescente verde (GFP) viene da una medusa, Aequorea victoria. La reazione a catena della polimerasi è diventata pratica grazie a un enzima resistente al calore isolato da Thermus aquaticus, un batterio delle sorgenti termali di Yellowstone. CRISPR è un sistema immunitario adattativo con cui i batteri si difendono dai virus. 

Il Nobel per la chimica del 2018 a Frances Arnold, George Smith e Gregory Winter vede l’evoluzione non più soltanto saccheggiata, ma usata come metodo, con cicli di variazione e selezione in provetta per ottenere enzimi e anticorpi che nessuno avrebbe saputo disegnare. In tutti questi casi la biologia contemporanea attinge a un archivio di soluzioni accumulato in miliardi di anni di prove ed errori, e lo fa con un’efficacia che una progettazione artificiale di simili soluzioni è ancora lontana dall’eguagliare.

Se ne ricava un argomento a favore della ricerca di base. In una forma che deve essere pertinente. Noi ci concentriamo sull’alga che ha dato la canalrodopsina e sulla medusa che ha dato la GFP, ma sono migliaia gli organismi studiati per curiosità senza che alcuna ricaduta strumentale ne sia derivata. 

Raccontata come una serie di aneddoti fortunati, la tesi presterebbe il fianco all’obiezione della selezione dei casi riusciti. Nessuno poteva prevedere che la fototassi di un’alga avrebbe fornito il controllo ottico dei neuroni, né che l’immunità dei batteri avrebbe fornito l’editing del genoma: lo spazio delle soluzioni evolute è troppo vasto e troppo imprevedibile per essere esplorato su commissione. 

Finanziare la ricerca mossa dalla curiosità significa campionarlo in modo ampio, accettando che la gran parte dei campioni non produca strumenti. Ed è l’unica strategia razionale quando non si sa dove cercare.

Strumenti che cambiano le domande

C’è anche un interessante risvolto epistemologico, che riemerge. Il filosofo canadese Ian Hacking, in Representing and Intervening (1983), proponeva di spostare l’attenzione dal rappresentare all’intervenire, e sosteneva che le entità di cui ci serviamo come strumenti per agire su altro, come gli elettroni che si “spruzzano” su un bersaglio, hanno titoli particolari per essere considerate reali.

La canalrodopsina è un caso esemplare: una proteina di cui all’inizio si capiva poco la struttura è diventata in pochi anni un attrezzo di laboratorio usato in migliaia di esperimenti. Freeman Dyson, contro l’immagine kuhniana di una scienza che avanza per rivoluzioni concettuali, insisteva sulle rivoluzioni prodotte dagli strumenti, e il filosofo John Bickle ha applicato esplicitamente questa lettura alle neuroscienze, proprio a partire dall’optogenetica. 

La genealogia è nota: il microscopio, la reazione nera di Camillo Golgi che isolò per la prima volta il singolo neurone nella trama del tessuto, la cristallografia e la criomicroscopia elettronica, il sequenziamento. La storia, come insegna il caso Golgi, mostra comunque che lo strumento allarga ciò che si può osservare e fare, ma non chiude da solo le questioni teoriche.

Quello che l’optogenetica ha aggiunto alla genealogia è la possibilità di intervenire con selettività genetica e precisione temporale. Prima si poteva osservare che una popolazione di neuroni si attivava durante un comportamento. Ora ci si può chiedere se attivarla produce il comportamento e se silenziarla lo abolisce. 

Gli esperimenti più spettacolari vengono dal laboratorio di Susumu Tonegawa, che marcando geneticamente i neuroni attivi durante la formazione di un ricordo e rendendoli sensibili alla luce ha potuto riattivare engrammi specifici (tracce fisiche della memoria), impiantare nei topi false associazioni, invertirne la valenza emotiva e mostrare che in alcuni modelli di amnesia la traccia mnestica persiste, pur non essendo più accessibile ai normali meccanismi di richiamo.

Le argomentazioni causali tendono a essere lette dai ricercatori sperimentali in termini di necessità e sufficienza. Ma serve prudenza. La luce impone ai neuroni bersaglio una sincronia e una regolarità di scarica che l’attività spontanea non ha: dimostra che attivare quella popolazione può bastare a evocare un comportamento nelle condizioni dell’esperimento, non che sia così che quella popolazione contribuisce normalmente a produrlo. L’intervento è meno chirurgico di quanto sembri. 

Nel 2015 il gruppo di Bence Ölveczky ha mostrato che l’inibizione acuta di un circuito può compromettere un comportamento che invece si ristabilisce dopo la lesione permanente della stessa area: l’effetto immediato può dipendere dalla perturbazione delle reti collegate, mentre col tempo il sistema compensa. Gerald Edelman avrebbe ricondotto il fenomeno alla degeneracy, la proprietà per cui strutture diverse possono svolgere la stessa funzione: anche questa, del resto, è una firma dell’evoluzione, che non costruisce sistemi con un solo percorso possibile. Nulla di ciò riduce il valore della tecnica (sempre Edelman ne ha tracciato una tassonomia). Ogni esperimento risponde alla domanda posta nelle condizioni costruite per porla, e interpretarlo richiede di capire che cosa quelle condizioni aggiungono e che cosa tolgono (copyright Claude Bernard, 1865).

Le applicazioni si estendono ai circuiti del movimento, al Parkinson, all’epilessia, alla dipendenza, e da qualche anno intercettano la clinica. Nel 2006 Zhuo-Hua Pan aveva proposto di rendere fotosensibili, con la canalrodopsina, le cellule retiniche sopravvissute alla perdita dei fotorecettori. 

Nel 2021 José-Alain Sahel e colleghi hanno descritto un recupero parziale della funzione visiva in un paziente con retinite pigmentosa, trattato con terapia genica e occhiali che proiettavano sulla retina immagini luminose. È un caso singolo e la funzione rimane lontana dalla norma, ma è una prova di principio che mostra il percorso completo: dalla fototassi di un’alga a una strategia terapeutica da valutare sperimentalmente.

A chi il Nobel?

A quale disciplina appartiene una scoperta del genere? C’è la fisica della luce, la biofisica dei canali, la genetica che fa esprimere la proteina nelle cellule giuste, la neurobiologia che la usa. Il premio di Stoccolma per la medicina ha sempre accolto contributi nati altrove, dalla struttura del DNA nel 1962 alla tomografia computerizzata assegnata nel 1979 a un fisico e a un ingegnere, fino alla risonanza magnetica nel 2003. 

Più significativa è la frequenza con cui gli altri due premi scientifici finiscono nel cuore della biologia: il Nobel per la chimica ha premiato la struttura dei canali ionici nel 2003, la GFP nel 2008, la microscopia a super-risoluzione nel 2014, la criomicroscopia elettronica nel 2017, l’evoluzione diretta nel 2018, CRISPR nel 2020, la chimica bioortogonale nel 2022, la progettazione e la previsione delle strutture proteiche nel 2024. 

Quello per la fisica ha premiato nel 2018 le pinzette ottiche di Arthur Ashkin, che con la luce afferrano cellule e molecole, e nel 2024 John Hopfield e Geoffrey Hinton per reti artificiali nate da modelli fisici della memoria associativa. Le categorie disciplinari restano utili per organizzare didatticamente l’universo scientifico, ma descrivono sempre meno bene il modo in cui i risultati vengono prodotti.

Lo stesso vale per la regola che limita a tre i premiati. Boyden firmò come primo autore il lavoro del 2005 e ne rivendica la coideazione. Gero Miesenböck aveva ottenuto già nel 2002 il primo controllo ottico geneticamente codificato dei neuroni, con un sistema a più componenti derivato dai fotorecettori di drosophila: ha condiviso con Deisseroth, Hegemann e Nagel diversi premi internazionali. 

Bamberg, Pan, Oesterhelt e altri hanno avuto ruoli che nessuna motivazione di tre righe può contenere. L’attacco dei gruppi di ricerca a problemi sempre più complessi ha reso la storia delle scoperte molto più affollata della sua consacrazione. L’elenco dei contributori e la mediatizzazione dei premi scientifici nascondono però soprattutto chi lavora da sempre e di più. In questo caso, il processo di variazione e selezione naturale che, in un’alga che cercava la luce, aveva trovato la soluzione del problema. I biologi lo hanno riscoperto e per risolverlo e manipolarlo hanno dovuto profondere le forme più qualificate dell’ingegno umano.

Ne abbiamo parlato con Paolo Ascierto, professore ordinario di Oncologia all’Università Federico II di Napoli e direttore del Dipartimento Melanoma, Immunoterapia e Terapie Innovative dell’Istituto Nazionale Tumori IRCCS Pascale di Napoli, nonché coordinatore dello studio per l’Italia e membro dello steering committee internazionale. Gli abbiamo chiesto di guidarci attraverso i dati, i limiti ancora aperti e il significato di questo momento.

Per iniziare, prima ancora dei tecnicismi, vorrei che aiutasse chi legge a orientarsi. Quando si parla di “vaccino a mRNA contro il melanoma”, il primo equivoco è pensare a qualcosa che si fa da sani, come contro un virus. Può spiegarci cos’è davvero questo trattamento (e cosa non è)?

È importante chiarire subito che non stiamo parlando di un vaccino che previene la comparsa del melanoma in una persona sana. È un vaccino terapeutico, destinato a pazienti che hanno già avuto un melanoma che è stato completamente asportato chirurgicamente. Quindi, al momento del trattamento, non abbiamo una malattia macroscopicamente visibile, ma sappiamo che possono essere rimaste nell’organismo cellule tumorali microscopiche capaci di provocare una recidiva o una metastasi. È proprio contro questa possibile malattia residua che interveniamo.
Lo chiamiamo comunque vaccino perché il principio immunologico è quello della vaccinazione: presentare degli antigeni al sistema immunitario affinché sviluppi una risposta specifica contro di essi e una memoria immunologica. La differenza quindi è il bersaglio. In un vaccino contro una malattia infettiva presentiamo antigeni di un agente patogeno; qui presentiamo antigeni derivati dal tumore.

In una sua intervista rilasciata per l’Università di Napoli Federico II ha usato un’espressione forte: “nuova era dell’oncologia”. Cosa rende questo momento diverso da altri annunci importanti che ha visto in tanti anni di carriera?

Uso questa espressione con una certa cautela, perché in oncologia abbiamo visto molte terapie estremamente promettenti non confermare poi le aspettative.
Io appartengo a una generazione che ci ha creduto per molti anni. Abbiamo sperimentato vaccini contro il melanoma quando avevamo pochissime possibilità terapeutiche e abbiamo vissuto anche grandi delusioni, con studi di fase 3 negativi. Ma quei fallimenti ci hanno insegnato moltissimo sulla complessità della risposta immunitaria antitumorale.

Poi è arrivata la prima vera rivoluzione: i checkpoint inhibitors. Abbiamo capito che il sistema immunitario spesso riconosce il tumore, ma viene frenato da meccanismi che il tumore stesso sfrutta per sfuggire alla risposta immune. Oggi potremmo trovarci davanti a una seconda rivoluzione dentro la prima. Perché non ci limitiamo più a togliere i freni a una risposta immunitaria già esistente ma cerchiamo di intervenire più a monte.

La seconda ragione per cui questo momento è diverso è metodologica. Non abbiamo più soltanto un segnale interessante proveniente da studi iniziali. I dati completi devono ancora essere presentati, ma il salto qualitativo è evidente: per la prima volta il principio di una vaccinazione terapeutica personalizzata a mRNA supera la verifica di una fase 3 nel melanoma. Per questo parlo di nuova era. 

Perché costruire una terapia “su misura” per ognuno fa così tanta differenza?

Perché non esistono due tumori perfettamente uguali, anche quando hanno la stessa diagnosi istologica e lo stesso stadio. Ogni melanoma accumula nel corso della sua evoluzione un proprio insieme di mutazioni somatiche e alcune di queste possono generare proteine alterate che il sistema immunitario non riconosce come “self”: i neoantigeni. Questi sono bersagli particolarmente interessanti perché sono presenti nelle cellule tumorali ma non, almeno idealmente, nei tessuti normali. Possono quindi permetterci di indirizzare la risposta T-cellulare in maniera estremamente specifica contro il tumore.

Tuttavia, non dobbiamo trasformare la personalizzazione in un dogma. Oggi sappiamo che questa strategia personalizzata è biologicamente molto sofisticata e che, associata all’anti-PD-1 (una classe di farmaci immunoterapici inibitori del checkpoint immunitario), ha prodotto un risultato positivo in fase 3. Non sappiamo però ancora quanto del beneficio dipenda specificamente dal fatto che il vaccino sia personalizzato.

Cosa ci dicono, con precisione, i risultati della fase 3 dello studio?

Al momento dobbiamo distinguere tra ciò che sappiamo e ciò che ancora non è stato reso pubblico. Moderna e MSD hanno annunciato che lo studio di fase 3 INTerpath-001 ha raggiunto entrambi gli endpoint principali previsti dall’analisi: recurrence-free survival e distant metastasis-free survival (per chi ci legge spieghiamo che la prima, RFS, è la sopravvivenza libera da recidiva, ovvero il tempo che passa, dopo l’intervento chirurgico, senza che il melanoma ricompaia; mentre la seconda, DMFS, è la sopravvivenza libera da metastasi a distanza, cioè il tempo che passa senza che compaiano metastasi in organi lontani dalla sede originaria del melanoma).

Quello che ancora non conosciamo sono i numeri: hazard ratio, intervalli di confidenza, curve di sopravvivenza, risultati nei diversi sottogruppi e dati completi di sicurezza. Quindi sappiamo che lo studio è positivo, ma dobbiamo attendere la presentazione completa per stabilire l’entità reale del beneficio.

Questa sua risposta mi permette di approfondire un dettaglio che dice qualcosa anche sul modo in cui la scienza arriva al pubblico. Infatti, i risultati di fase 3 sono stati resi noti attraverso un comunicato stampa aziendale con un immediato riflesso in borsa per Moderna. Come giudica, da ricercatore, questo modo di comunicare dati clinici di questa portata? E a che punto è la pubblicazione dei dati completi su una rivista scientifica?

È importante distinguere due piani. Per un’azienda quotata è normale, e in determinate circostanze necessario, comunicare tempestivamente un risultato di fase 3 rilevante. Ma un comunicato stampa non è una pubblicazione scientifica e non può sostituirla.

I dati completi saranno presentati alla comunità scientifica e successivamente pubblicati attraverso il normale processo di peer review. Fino ad allora credo sia corretto essere entusiasti del risultato, ma altrettanto corretto mantenere la prudenza che la scienza richiede.

Quali sono i limiti più importanti di questo approccio terapeutico oggi – tecnici, produttivi, di accesso? Cosa comportano i tempi di produzione personalizzata e quali sfide pone la sostenibilità su larga scala?

Il principale limite è paradossalmente legato proprio al suo punto di forza: la personalizzazione. Per ogni paziente dobbiamo disporre di tessuto tumorale adeguato, sequenziare il tumore e il tessuto normale, identificare le mutazioni, predire e selezionare i neoantigeni più immunogenici e infine produrre un vaccino specifico secondo standard farmaceutici. Tutto questo richiede tempo, infrastrutture, una logistica molto efficiente e inevitabilmente costi maggiori rispetto a un farmaco standardizzato.

Qui si apre anche una domanda scientifica che considero molto interessante: quanto è indispensabile la personalizzazione per ottenere un priming efficace? Vaccini a mRNA “fissi”, costruiti contro antigeni condivisi da molti pazienti, potrebbero essere prodotti in anticipo, immediatamente disponibili e avere costi significativamente inferiori.

Non sappiamo ancora se possano ottenere un priming comparabile a quello di un vaccino personalizzato. Sarà una delle domande della ricerca futura. Se la risposta fosse positiva, i vantaggi in termini di scalabilità, tempi, costi e accessibilità sarebbero enormi.

A che punto siamo con le autorizzazioni regolatorie? Cosa manca prima che diventi accessibile fuori dagli studi clinici, e chi potrà beneficiarne in Italia?

Il risultato positivo della fase 3 è il presupposto fondamentale, ma non equivale ancora all’approvazione. I dati completi dovranno essere presentati e poi sottoposti alle autorità regolatorie: in Europa all’EMA e successivamente, per gli aspetti di prezzo e rimborsabilità in Italia, all’AIFA.

Se il percorso sarà positivo, l’indicazione iniziale dovrebbe riflettere la popolazione studiata in INTerpath-001: pazienti con melanoma cutaneo ad alto rischio completamente resecato, quindi senza malattia macroscopicamente evidente ma con una probabilità significativa di recidiva.

È prematuro indicare una data precisa. Il 2027 può rappresentare una prospettiva possibile se il percorso regolatorio procederà rapidamente, ma saranno EMA e poi AIFA a definirne concretamente tempi e modalità di accesso.

Pensando al futuro, sempre nell’intervista sopra citata, lei ha parlato di un meccanismo “traslabile” ad altri tumori come polmone, rene, vescica, pancreas. Su quali fronti è più ottimista, e perché il melanoma è stato il terreno di partenza ideale?

Il melanoma è stato un terreno ideale perché è un tumore con un elevato carico mutazionale, quindi potenzialmente ricco di neoantigeni, ed è una malattia nella quale sappiamo già che il sistema immunitario può esercitare un controllo molto potente.

La traslabilità del principio ad altri tumori è concreta, e programmi clinici sono già in corso, in particolare nel polmone, nel rene e nella vescica. 

Il pancreas rappresenta invece una sfida diversa e probabilmente più difficile. Non basta avere antigeni riconoscibili: i linfociti devono riuscire a raggiungere il tumore e rimanere funzionali al suo interno. Nel carcinoma pancreatico il microambiente tumorale è particolarmente immunosoppressivo e costituisce una barriera importante alla risposta immune.

Per questo non credo esisterà una soluzione identica per tutti i tumori. Dovremo capire, malattia per malattia, dove si interrompe il ciclo della risposta immunitaria.

Ora usciamo un attimo dai numeri. Lei è stato il primo in Italia a somministrare questo trattamento. Cosa si ricorda di quel momento dal punto di vista clinico, ma anche personale?

Ricordo soprattutto l’emozione del gennaio 2024, quando al Pascale abbiamo trattato il primo paziente italiano dello studio. Avevamo la sensazione di partecipare a qualcosa che avrebbe potuto rappresentare un passaggio importante nella storia dell’immunoterapia, pur senza sapere naturalmente quale sarebbe stato il risultato dello studio.

E c’è una particolarità: essendo INTerpath-001 uno studio in doppio cieco, né noi né il paziente sapevamo se stessimo somministrando il vaccino personalizzato o il placebo. È una condizione particolare per un medico: vorresti sapere che cosa stai dando al tuo paziente, ma come ricercatore sai che proprio quel rigore è necessario per ottenere una risposta scientificamente affidabile.

Oggi sapere che lo studio ha raggiunto i suoi obiettivi rende quel momento ancora più significativo.

E aggiungerei un aspetto di cui sono particolarmente orgoglioso: l’Italia ha contribuito in maniera molto importante alla sperimentazione, con circa 200 degli oltre 1.100 pazienti arruolati nei cinque centri italiani coinvolti. È una dimostrazione concreta della qualità della ricerca clinica oncologica del nostro Paese.

Come e se cambia, secondo lei, la relazione medico-paziente quando la terapia stessa nasce dall’identità biologica unica di quella persona?

La medicina personalizzata modifica anche il modo in cui raccontiamo la terapia al paziente. Non diciamo più soltanto: «Questo è il trattamento che utilizziamo per il melanoma», ma possiamo arrivare a dire: «Abbiamo studiato il suo tumore e stiamo costruendo una parte della terapia sulle sue caratteristiche specifiche».
Questo rafforza certamente il concetto di unicità del paziente, ma comporta anche una responsabilità: personalizzato non significa infallibile.

Credo quindi che il rapporto medico-paziente diventi ancora più importante. Più sofisticata diventa la tecnologia, maggiore deve essere la nostra capacità di spiegare che cosa sappiamo, che cosa non sappiamo e quali sono realisticamente le aspettative. La medicina può diventare sempre più tecnologica, ma non deve diventare meno umana.

Per chiudere, torniamo alla “nuova era dell’oncologia” di cui parlava all’inizio: tra dieci anni, cosa vorrebbe che si dicesse di questo momento?

Vorrei che tra dieci anni potessimo guardare a questo momento non semplicemente come all’approvazione di un nuovo trattamento, ma come al momento in cui abbiamo capito come utilizzare meglio il sistema immunitario contro il cancro.

La storia dei vaccini terapeutici, infatti, non comincia con l’mRNA. Viene da molto lontano. Io ricordo gli anni di Donald Morton e del Canvaxin, quando avevamo pochissime terapie efficaci contro il melanoma; eppure, c’era chi credeva fortemente nella possibilità di educare il sistema immunitario a combatterlo. Anche Napoli, grazie a Nicola Mozzillo, mentore e fraterno amico, ebbe un ruolo importante in quella sperimentazione. Lo studio alla fine fu negativo, e in quel momento fu una grande delusione.

Penso anche al mio amico e maestro Giorgio Parmiani, che ha dedicato una parte fondamentale della sua attività scientifica agli antigeni tumorali e ai vaccini terapeutici quando l’immunoterapia aveva ancora pochissimi risultati clinici da mostrare.

A distanza di anni comprendiamo che quegli studi negativi non sono stati inutili. Ci hanno insegnato come il tumore interagisce con il sistema immunitario, quali sono i limiti della vaccinazione e quanto sia importante non soltanto generare una risposta immune, ma permetterle di funzionare nel microambiente tumorale.

Quindi, tra dieci anni, mi piacerebbe poter dire che INTerpath-001 non è stato semplicemente lo studio positivo di un vaccino, ma una delle dimostrazioni che il paradigma stava cambiando: non soltanto togliere i freni al sistema immunitario, ma costruire meglio la risposta da liberare.

E mi piacerebbe anche ricordare che quel risultato non è nato improvvisamente. La scienza procede anche attraverso i fallimenti. Le intuizioni di Morton, Mozzillo, Parmiani e di tanti altri ricercatori hanno contribuito a costruire le fondamenta sulle quali poggiano i risultati di oggi.

Il primo a entusiasmarsi all’idea è stato Elon Musk, che ha prontamente chiesto alla Federal Communication Commission l’autorizzazione a lanciare un milione di satelliti per il suo data center in orbita. Una proposta che ha sollevato critiche da tutti quelli che pensano che le orbite siano un bene comune dell’umanità e non dovrebbero essere occupate dall’uomo più ricco del pianeta che, con la costellazione Starlink, già possiede il 66% dei satelliti attivi.

Tuttavia, non sarà SpaceX a inaugurare l’era dei data center orbitali. Il primo ottobre è previsto il lancio di MVP, un prototipo del progetto Suncatcher di Google. Per abbreviare i tempi, Google ha utilizzato un satellite già “pronto” di Planet Labs  che verrà lanciato dalla Vandenberg Space Force Base, in California, con un Falcon 9 di SpaceX.

Google ci tiene a sottolineare che MTV non è assolutamente un data center ma una prova tecnologica per vedere come si comportano in orbita quattro chip specializzati, noti come “Tensor Processing Unit” (TPU), dotati di una potenza di calcolo pari a quella di un singolo server di un data center tradizionale. I pannelli solari del satellite, che ha le dimensioni di un frigorifero, forniranno ai chip circa un kilowatt di energia: una quantità paragonabile a quella necessaria per far funzionare un asciugacapelli.  Il satellite risponderà a semplici interrogazioni di Gemini, l’intelligenza artificiale di Google, e questo sarà sufficiente affinché Google possa testare il proprio hardware nelle condizioni estreme dello spazio.

MTV rimarrà operativo per un anno e, alla fine, si disintegrerà durante la discesa attraverso l’atmosfera.

Google spera di capire quanto resistenti siano i chip alla pioggia di raggi cosmici che investe tutti i satelliti. Se una particella di alta energia colpisce il circuito può causare i cosiddetti “bit flip”: errori che alterano le proprietà fisiche di un circuito, modificandone il codice binario (trasformando uno zero in un uno, o viceversa). Questi errori possono provocare gravi problemi, ma, secondo Google, nella maggior parte dei casi sarà possibile ripristinare i bit alterati semplicemente riavviando i chip. Almeno così dicono i test dei chip fatti a terra in un acceleratore.

La sfida maggiore è stata trovare un metodo per raffreddare i chip per l’intelligenza artificiale, che tendono a surriscaldarsi durante l’esecuzione di calcoli e l’elaborazione di informazioni. Dal momento che nello spazio le ventole non funzionano, il calore va dissipato per irraggiamento.  Occorrono interfacce termiche  per collegare i chip a strati di alluminio e rame, allontanando il calore dalla scheda madre per poi disperderlo per irraggiamento attraverso pannelli radianti. In ogni caso, il problema è ancora aperto, perché i chip possono funzionare nello spazio solo per circa 15 minuti prima di dover essere spenti per consentirne il raffreddamento.

Google guarda già al futuro: ha in programma il lancio di due satelliti per l’anno prossimo, sempre attraverso la collaborazione con Planet Labs, poi sta progettando flotte di oltre 80 satelliti capaci di volare in formazione ravvicinata e di comunicare tra loro durante l’elaborazione delle richieste per l’IA.

L’orbita ottimale per i data center è sicuramente quella eliosincrona, cioè quella che sorvola le regioni della terra sempre alla stessa ora. Le tipiche orbite eliosincrone sono quelle denominate mezzogiorno-mezzanotte e alba-tramonto. Ovviamente per poter fruire della costante illuminazione del Sole sui pannelli solari, in modo che possono sempre fornire energia ai server informatici, l’orbita sarà del tipo alba-tramonto. 

Visione schematica dell’orbita eliosincrona alba-tramonto. Crediti: Pline/Wikimedia Commons. Licenza: CC BY-SA 3.0

L’azienda sta inoltre valutando la costruzione di un satellite su misura lungo quanto un campo da calcio.

Passare da un singolo satellite a una vasta rete, capace di operare come un gigantesco data center, richiederà anni di test e ingenti risorse economiche, e Google, così come tutti i giganti dell’AI sono già parecchio indebitati per i data center sulla terra. Andare nello spazio fornisce energia gratuita senza creare problemi con il vicinato, ma gli investimenti sono veramente astronomici, senza contare i problemi ambientali creati dai lanci e dai rientri di migliaia e migliaia di satelliti. In particolare, preoccupa l’inquinamento atmosferico conseguente alla vaporizzazione delle migliaia di tonnellate dei materiali dei quali sono fatti i satelliti. Si tratta infatti di metalli che nell’atmosfera non esistono e che non sono i benvenuti. Gli ossidi di alluminio, per esempio, reagiscono con l’ozono e lo dissociano. Meno ozono significa meno protezione dai raggi ultravioletti prodotti dal Sole, quindi più pericoli per la nostra salute.

Non sarà questa una recensione di quelle che citano continuamente i trafiletti del libro e scrivono “come dicono gli autori”, ma piuttosto un flusso di coscienza mio personale (scusate, non scrivo mai articoli in prima persona) generato dalla lettura del libro. È un po’ come se il libro fosse il prompt e io l’AI.

Innanzitutto, serve precisare che le riflessioni fatte da Allione e Milanesi non riguardano gli utilissimi impieghi dell’intelligenza artificiale per generare codici, ristrutturare siti, tradurre, riassumere, contare, organizzare tabelle e fogli di calcolo, fare ricerche veloci di fonti, sbobinare interviste, compilare noiosissimi form e via dicendo. Questa è l’AI che vogliono tutti, almeno spero: è quella che espleta le burocrazie alleggerendo non di poco attività noiose di vario tipo. È l’analogo del “chiudere le miniere”, se c’è una nuova tecnologia che ci fa soffrire di meno tanto vale adottarla – rimandiamo a un’altra puntata il tema del ricollocamento di chi perde il lavoro a causa della “chiusura delle miniere” e di altre antonomasie.

Dicevamo, il tema del libro non riguarda questo. Anzi, ora che l’AI può farmi da passacarte, sarebbe infatti l’inferenza, posso finalmente dedicarmi per davvero e appieno alla mia attività creativa, per la quale ho studiato. Posso scrivere articoli, libri, fare podcast, scrivere musica, che bello. Peccato che l’AI possa fare anche questo. Ecco qual è il filo conduttore del libro: che ne sarà della nostra creatività se l’AI non solo risolve le scartoffie, ma genera tranquillamente contenuti creativi prima inesistenti?

Da qui urge quindi parlare di: autorialità, plagio, etica della professione, gusto, interesse personale, soddisfazione individuale, qualità. Come minimo.

Io oggi, da giornalista, posso dare in pasto a Claude una serie di fonti e fargli scrivere un articolo. Dice, non l’hai scritto tu, non sei l’autore. Però, va detto che fino all’altro ieri chiunque volesse copiare e riorganizzare testi di altri avrebbe potuto tranquillamente farlo, prendendo comodamente da quello che c’è già in rete. In barba a qualsiasi norma deontologica ed etica professionale (e se ne vedono molto palesi di questi casi in giro, social compresi, ma non stiamo a fare nomi). E in generale il plagio è sempre esistito, anche quando Verga vinse la causa contro Mascagni per avergli copiato la sua Cavalleria Rusticana.

Il punto sta nel fatto che inevitabilmente la professione giornalistica si evolve e deve modificarsi con l’avvento dell’AI generativa.

In ogni caso, l’AI ha bisogno del mio comando iniziale, delle fonti che gli dico io, di organizzarle come dico io. E poi, devo comunque controllare che quello che scrive sia giusto: spunta spesso qualche allucinazione per cui si inventa dei dati che non stanno scritti da nessuna parte. E poi, lo stile. Io voglio che lo stile sia il mio, non quello di Claude o ChatGPT. Quindi c’è da risistemare tutta una serie di frasi, punteggiature, paragrafi nel mio stile e praticamente il tempo risparmiato alla fine non è poi così tanto.

Ma di chi è l’articolo scritto con un forte aiuto dell’AI? È mio, su questo non ho dubbi. D’altra parte, fino a ieri, i miei coautori sarebbero dovuti essere Google, Deepl e una valanga di altri siti. E poi, perché vergognarsi di farsi riassumere un report dell’IPCC che non legge nessuno con le sue tremila pagine? Me lo aveva detto anche una delle autrici (no, non vi dico chi): non li legge nessuno i rapporti IPCC da capo a fondo. E ci mancherebbe. Quello che importa è che in quei testi c’è condensata la migliore scienza del cambiamento climatico esistente al mondo, chi vuole si legge i capitoli che crede più interessanti. Peraltro, i politici non leggono nemmeno le cinque paginette del Summary for Policymakers. Quindi non mi sento neanche in colpa, devo dire.

Per quanto riguarda l’etica della professione, tuttavia, il discorso è che io voglio essere l’autore di me stesso, e quindi ho interesse che il mio prodotto sia bello, leggibile e originale. Parentesi: è il motivo per cui serve anche un po’ di buon gusto quando si editano i testi di ChatGPT, perché i maledettissimi trattini lunghi (lunghissimi) bisogna eliminarli (sono loro “—”) così come va eliminato dagli URL questo “?utm_source=chatgpt.com”. E varie altre “firme” tipiche (per ora) dell’intelligenza artificiale. Sempre che non vogliate essere scoperti, certo, altrimenti possiamo anche considerarle delle operazioni di trasparenza: «Ho usato ChatGPT, embè?».

Ricordo che alla prima lezione sull’intelligenza artificiale al Master in comunicazione della Scienza della Bicocca feci questa domanda al docente. Se dovessi dare in pasto a un’AI tutta la letteratura musicale dall’inizio dei tempi a, che ne so, Mozart, e dovessi chiedergli di continuare a scrivere la musica che è venuta dopo senza conoscerla, cosa mi risponde? Mi butta fuori Beethoven, Schumann, Verdi e Berlioz? Non credo che la risposta mi soddisfacesse. Oggi l’AI generativa è in grado di scrivere musica “nello stile di”. E la cosa non mi spaventa molto, dal momento che si impara già in Conservatorio a imitare gli stili degli autori. Lo spavento è più il saper creare eventualmente qualcosa di originale, un Beethoven che viene partorito basandosi però solo sulla musica fino a Haydn. Lo saprebbe fare l’AI? Questo mi inquieta. In ogni caso, prima di porsi tale quesito, Allione e Milanesi dicono che il problema sta innanzitutto nel definire cosa si intende con creatività. Da sempre autori e autrici di qualsiasi cosa si sono basati su quello che veniva prima di loro ed è inevitabile che sia così; la costruzione della conoscenza non può che essere socratica. Cioè, tutto non può che svilupparsi su concetti precedenti già noti e compresi.

Il senso del produrre nuovi contenuti, quindi, torna a essere quello della soddisfazione personale di dare voce a un determinato bisogno espressivo. Certo, se fossi un compositore squattrinato e l’unico modo per mantenermi fosse scrivere musica orripilante per la pubblicità, allora sì che la faccio scrivere all’AI. D’altra parte, anche Galileo scriveva gli oroscopi per avere più entrate economiche. E il discorso vale anche per il giornalismo, dove la metà dei giornalisti con posizione previdenziale attiva sono lavoratori autonomi, il 70% dei quali guadagna meno di 25mila euro all’anno (qui e qui) – vedi anche il dibattito sull’equo compenso di questi giorni). Beh, stanti queste situazioni, chi me lo fa fare: faccio fare tutto a Claude e tanti saluti!

Il problema, come scrivono gli autori (ecco, alla fine l’ho detto), è che tutto questo strabordare di prodotti AI, libri fatti con l’AI, quasi per niente editati, pubblicati da Amazon (c’è chi scrive ormai fino a 300 libri l’anno senza molti sforzi), stanno saturando il mercato di schifezze, visto che, inevitabilmente, lavorando in questa maniera, la qualità tende ad abbassarsi. Diciamo che l’AI usata in questo barbaro modo sta svolgendo la stessa funzione di impoverimento culturale che ha svolto per anni Il Grande Fratello. Inquinare l’offerta culturale. (Ma poi, chi se li legge 300 libri? I lettori e le lettrici quelli sono).

In ogni caso, il rapporto coi lettori muta inevitabilmente. Se sono un amante di J. K. Rowling (al di là delle note controversie) e mi voglio leggere e rileggere gli Harry Potter, lo faccio sapendo che ogni singola parola è uscita dal suo cervello. Non me ne importa niente di un sequel scritto con l’AI, se non ho la garanzia assoluta che sia suo di lei. Anzi, dirò di più: preferirei un sequel scritto male del mio autore preferito che un capolavoro scritto con l’AI. Ma come fanno invece autrici e autori nuovi? Come si costruiscono il loro futuro rapporto di fiducia col pubblico lettore, oggi che non esiste più la certezza che anche il migliore romanzo possa avere paragrafi scritti con l’AI? Eppure, scrivono gli autori – e due –, la tecnologia e il mezzo di espressione hanno da sempre influenzato il contenuto veicolato. A partire dai messaggi via telegrafo. Fino a Word che ci suggerisce le modifiche da fare (era Camilleri, mi pare, che aveva le parole tutte sottolineate di rosso perché le scriveva in siciliano inventato?).

Forse resta davvero solo un problema di etica professionale?

Ho come l’impressione però che tutto il libro sia una grande giustificazione per dire: c’è sempre stata della tecnologia che ha sparigliato le carte in tavola, basta adattarsi. Così come il cellulare in classe, oggi toglierlo elimina la possibilità di usare l’AI per fare temi in classe e compiti di matematica. Ma a casa ritorna (e torna lo scroll infinito che forse ci sta rimbambendo sempre di più). Come si fa allora a essere sicuri che l’apprendimento funzioni per davvero? Va be’, si è sempre copiato – potrebbe essere la risposta – a casa e a scuola, anche prima dell’avvento del PC. Basta adattarsi, e usare l’AI insieme a scuola per capire limiti e potenzialità dello strumento (come il chatbot che fa finta di essere Saffo che ci risponde dall’isola di Lesbo).

«Una rivoluzione che non sarà né indolore né immediata» è tra le ultime frasi del libro. Va be’, alla fine ho citato anche il trafiletto.

Non saprei bene come chiudere questa recensione in stile stream of consciousness. Io speravo di trovare delle risposte tranquillizzanti leggendo Tutta un’altra storia, ma ho trovato ancora più interrogativi e turbamenti. E forse è giusto così, visto che ancora non sappiamo niente sull’AI, non abbiamo una sua epidemiologia epistemica. Non sappiamo se ci renderà ancora più stupidi degli scroll sui social, se castrerà completamente la nostra creatività o se, come si sta discutendo, farà annichilire l’umanità intera. L’unica magra consolazione è che si può sempre spegnere tutto. E se l’AI dovesse impedircelo, taglieremo i cavi con le forbici.

La scoperta fu il tema centrale di uno studio clinico pubblicato sul Journal of the National Cancer Institute e quell’anomalia prese il nome di cromosoma Philadelphia, in onore della città in cui si trovava il loro laboratorio. L’origine di quel piccolo cromosoma rimase però da chiarire. All’epoca, le tecnologie disponibili permettevano solo di osservare il difetto visivo, senza poterne decifrare il meccanismo biologico. 

La svolta arrivò tredici anni dopo, nel 1973, grazie a Janet Rowley. Utilizzando tecniche di colorazione cromosomica più avanzate, la scienziata dimostrò che il cromosoma Philadelphia non era una semplice perdita di materiale genetico ma il risultato di una traslocazione cromosomica, ovvero uno scambio reciproco di segmenti tra i cromosomi 9 e 22. 
Ulteriori approfondimenti hanno infine rivelato l’esatto meccanismo molecolare alla base della patologia: la rottura e lo scambio di materiale genetico fondono insieme due geni specifici, BCR (sul cromosoma 22) e ABL1 (sul cromosoma 9). Questa unione produce l’oncogene BCR::ABL1, un gene mutato che spinge le cellule a moltiplicarsi in modo anomalo. Il cromosoma Philadelphia è la manifestazione visibile di questa particolare alterazione genetica.

Dal gene di fusione alla terapia

La decodifica del meccanismo molecolare ha svelato che il gene di fusione BCR::ABL1 produce una proteina con attività tirosin-chinasica iperattiva, un enzima che invia segnali continui stimolando la proliferazione incontrollata delle cellule tumorali. Disattivare questo interruttore biologico è diventato subito il nuovo obiettivo strategico della ricerca oncologica: è stato possibile con l’arrivo di imatinib, il capostipite delle terapie a bersaglio molecolare, progettato specificamente per legarsi alla tirosin-chinasi mutata e bloccarne l’azione. Nel 2001 Brian Druker e il suo gruppo hanno pubblicato sul New England Journal of Medicine i risultati di una sperimentazione clinica di fase I condotta su pazienti che non rispondevano all’interferone alfa. Lo studio ha documentato un’efficacia antileucemica straordinaria, offrendo la prima dimostrazione transazionale: colpire selettivamente un’alterazione molecolare era una strategia vincente.

L’introduzione dell’imatinib ha rivoluzionato la storia naturale della leucemia mieloide cronica, aprendo la strada a inibitori di generazioni successive. Con l’avvento di queste terapie altamente efficaci è cambiato radicalmente anche il paradigma della valutazione clinica: l’obiettivo non era più soltanto stabilire se il farmaco funzionasse, ma misurare il grado di regressione molecolare del clone leucemico.

Misurare la risposta

Il biomarcatore principale dell’efficacia terapeutica è quindi il gene di fusione BCR::ABL1. Attraverso raffinate analisi di biologia molecolare è oggi possibile quantificare nel circolo sanguigno il suo trascritto, ovvero l’acido ribonucleico (RNA) generato dall’alterazione. Per garantire l’affidabilità dei risultati nel lungo periodo, questo valore viene espresso secondo uno Standard Internazionale condiviso: una metodologia fortemente ribadita dalle recenti linee guida dell’European LeukemiaNet per seguire costantemente la risposta individuale ai farmaci e intercettare precocemente eventuali segnali di resistenza molecolare.

Il dato ottenuto, tuttavia, non va interpretato come un numero isolato o una fotografia statica. È soprattutto la sua evoluzione temporale a tracciare la traiettoria della patologia: una riduzione stabile della carica molecolare di BCR::ABL1 riflette la progressiva contrazione della massa leucemica, mentre un suo incremento rappresenta un campanello d’allarme che richiede tempestive rivalutazioni diagnostiche. È proprio in questo passaggio che si compie la transizione storica verso la medicina di precisione. 

Se nel 1960 i ricercatori potevano soltanto rilevare quel minuscolo frammento cromosomico anomalo al microscopio ottico, oggi la scienza permette di tradurre quella stessa alterazione strutturale in un indice numerico preciso e dinamico, monitorabile nel tempo attraverso un comune prelievo ematico.  È l’esatto momento in cui un’anomalia cromosomica cessa di essere una semplice osservazione e diventa, a tutti gli effetti, un test molecolare per il monitoraggio della patologia. Questo protocollo è espressamente indicato nelle raccomandazioni dell’European LeukemiaNet del 2025 per valutare la risposta individuale alla terapia e identificare eventuali segnali di una sua inefficacia. Il test, a sua volta, non è più una semplice diagnosi di leucemia mieloide cronica ma diventa un navigatore molecolare capace di guidare l’intero percorso del paziente.

La remissione senza trattamento

La straordinaria sensibilità nel rilevare il trascritto BCR::ABL1 ha schiuso un traguardo inimmaginabile in passato. Nei pazienti che hanno assunto la terapia per un periodo adeguato e hanno ottenuto e mantenuto una risposta molecolare profonda (DMR), caratterizzata da livelli infinitesimali o non rilevabili del gene di fusione, si può finalmente considerare la sospensione ponderata delle cure. Questa condizione prende il nome di remissione senza trattamento (o Treatment-Free Remission, TFR). L’obiettivo di tale approccio non è la semplice interruzione del farmaco, ma la verifica che l’organismo sia in grado di mantenere autonomamente il controllo della malattia senza la necessità di un’assunzione terapeutica continuativa.

La sospensione non è tuttavia un esito automatico del percorso, né una scelta applicabile a tutti. Come ribadito dalle già citate raccomandazioni dell’European LeukemiaNet del 2025, la TFR richiede criteri di idoneità rigidissimi, basati sulla stabilità e sulla durata della risposta molecolare negli anni. Anche dopo lo stop al farmaco, il paziente non è affatto abbandonato a se stesso: deve seguire uno scrupoloso e frequente protocollo di controlli. Qualora si registrasse una perdita della risposta molecolare, con il superamento delle soglie critiche stabilite, la terapia farmacologica deve essere tempestivamente ripresa, dimostrando in genere un’efficacia analoga a prima dell’interruzione.

La remissione senza trattamento rappresenta quindi una conquista straordinaria della medicina molecolare, ma gestibile solo all’interno di una stretta e rigorosa alleanza medico-paziente.                                                                                                     

Dal microscopio alla medicina molecolare

Quella che era nata come un’anomalia puramente visiva, osservabile solo sotto la lente del microscopio, ha aperto la strada a un percorso pionieristico capace di saldare citogenetica, biologia molecolare e farmacologia.                          

Oggi, quella stessa alterazione non si «guarda», ma si misura attraverso il segnale del gene di fusione BCR::ABL1, la cui analisi nel sangue periferico è considerata il primo esempio di biopsia liquida pienamente riuscito e documentato dalla scienza moderna.

Questa tecnologia d’avanguardia permette ai clinici non solo di monitorare la risposta dei pazienti alla terapia con imatinib, ma anche di identificare quelli in cui è possibile tentare una sospensione protetta del farmaco sotto stretto controllo medico.

Il percorso del cromosoma Philadelphia resta il paradigma di come un’osservazione inattesa possa rivoluzionare la medicina, testimoniando che la transizione verso strumenti molecolari a risoluzione sempre maggiore si traduce, in ultima analisi, in un beneficio concreto per la persona: il controllo a lungo termine della patologia e la piena tutela della qualità di vita.

Un’équipe internazionale e multidisciplinare composta da genetisti, epidemiologi, psichiatri e psicologi ha recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Nature uno dei più ambiziosi tentativi di dare una risposta a questi quesiti e le sorprese sono state decisamente numerose.
Il primo elemento che gli autori hanno dovuto affrontare è legato a come definire la personalità e, per fare questo, la scelta è ricaduta sul ricorso a una teoria molto accreditata in psicologia che viene in gergo chiamata Big Five. 

Secondo questo modello, la personalità di tutti noi ha almeno cinque componenti distinte in estroversione (che comprende, per esempio, la socievolezza e l’entusiasmo), amicalità (che riguarda aspetti come la fiducia e il rispetto degli altri), coscienziosità (legata alla responsabilità e al rispetto delle regole), nevroticismo (inteso come tendenza a sperimentare più facilmente emozioni negative) e apertura all’esperienza (intesa come curiosità, creatività e interesse per idee nuove).

Questi cinque tratti hanno il vantaggio di essere non solo ben descritti e caratterizzati, ma anche definibili in modo quantitativo ricorrendo a questionari psicometrici standardizzati. I Big Five non sono ovviamente le uniche proprietà della nostra personalità, ma rappresentano, in un certo senso, tratti che tutti abbiamo in modo più o meno sviluppato e che, considerati insieme, contribuiscono a definire la nostra personalità. Rispondendo a questi questionari possiamo quindi sapere se siamo molto o poco coscienziosi oppure quanto siamo nevrotici o estroversi.

Dalla psicologia alla genetica…

Per chi si occupa di genetica, il fatto che questi cinque tratti siano categorie standard e misurabili è interessante perché permette di associarli ad altri dati, ed è qui che entra in gioco il lavoro pubblicato su Nature. Partendo dal fatto che per ciascun partecipante erano disponibili i punteggi relativi ai cinque tratti e i dati sulle varianti del DNA presenti nel loro patrimonio genetico, i ricercatori hanno iniziato a verificare se ciascuna variante identificata nel DNA potesse essere associata a uno specifico punteggio ottenuto nei questionari per ciascuno dei cinque Big Five.

Il risultato è stato molto interessante perché, secondo quanto descritto dagli autori, alcune varianti genetiche sono effettivamente associate a specifici tratti della personalità. Per esempio, chi aveva ottenuto un punteggio elevato per il nevroticismo condivideva alcuni tratti del DNA con altre persone con un punteggio simile in quel tratto più di quanto accadesse con persone della popolazione generale. La conclusione a cui gli autori sono giunti, dopo aver considerato oltre un milione di partecipanti, è che la personalità è influenzata anche dai geni e ha un’origine poligenica, cioè deriva dall’azione simultanea di tanti geni.

«Sai che scoperta», hanno celermente commentato alcuni lettori, suggerendo che il dato fosse già noto, ma in realtà ci sono vari aspetti sorprendenti. Il primo è che gli autori hanno identificato oltre 800 geni che contribuiscono a determinare la nostra personalità, mentre sino a oggi ne erano noti poco più di 200. Inoltre, si è visto che ciascuno di questi geni non definisce da solo l’amicalità o l’estroversione, ma questi tratti della nostra personalità emergono dall’azione coordinata di tante varianti, ciascuna con un piccolo effetto. Questo significa che possedere una certa versione di una variante può essere associato, in media, a uno spostamento ridotto del punteggio, per esempio dell’estroversione. Mettendo insieme, però, i tanti geni coinvolti in ciascun tratto, gli effetti diventano osservabili e misurabili. La personalità non è quindi il prodotto di pochi interruttori genetici, ma emerge dall’azione di tanti geni.

Come hanno però sottolineato i ricercatori, la personalità non è determinata solo dai geni (che anzi forse svolgono un ruolo quantitativamente minore rispetto ad altri fattori), perché la componente genetica fornisce un contributo di tipo probabilistico, nel senso che ciascuna variante aumenta o diminuisce la probabilità che abbiamo di collocarci su valori alti o bassi per ciascuno dei Big Five. 

La genetica, è bene ribadirlo, non determina quindi da sola la nostra personalità, ma i tratti della nostra personalità non sono neppure completamente indipendenti dalle varianti che possediamo nel nostro genoma. Una conseguenza pratica di questa considerazione è che la genetica non ha neppure una valenza di tipo predittivo, nel senso che non possiamo guardare il DNA di una persona e prevedere se sarà molto o poco estroversa. Possiamo però dire che ciascuno di noi nasce con specifiche tendenze, ma quanto poi ogni persona reale che incontriamo sarà amicale o estroversa dipenderà dall’integrazione della propria predisposizione genetica con la sua storia individuale, le relazioni, le occasioni e le scelte fatte. In un certo senso, ciascuno di noi è geneticamente portato a essere più o meno nevrotico, ma quanto lo saremo realmente dipenderà dalle esperienze che vivremo.

Tanti geni, ma non solo!

Lo studio pubblicato su Nature è una vera miniera di sorprese anche per i geni che sono risultati coinvolti, nel senso che, secondo varie ipotesi precedenti, un ruolo di particolare rilievo nel definire vari tratti della personalità era svolto dalla dopamina e dalla serotonina. Gli autori non hanno trovato, in realtà, indicazioni di un ruolo privilegiato dei neuroni dopaminergici o serotoninergici rispetto agli altri tipi cellulari esaminati. Questo non vuol dire che dopamina e serotonina siano irrilevanti, ma suggerisce che attribuire loro il ruolo di protagoniste esclusive raccontasse una storia troppo semplice. I geni oggi identificati come associati ai Big Five sono numerosi e svolgono funzioni molto differenti, oltre a essere attivi in varie regioni del nostro cervello e non solo nella corteccia prefrontale, come molti avevano precedentemente ipotizzato.

Un ulteriore aspetto interessante riguarda alcuni dei geni identificati. Per esempio, alcune varianti associate a una maggiore amicalità e coscienziosità riguardano FOXP2, gene molto noto in quanto codifica per un fattore di trascrizione importante nello sviluppo delle reti nervose coinvolte nel linguaggio. Molti dati erano già disponibili anche per il gene CRHR1, che codifica per un recettore coinvolto nello stress, di cui sono state trovate varianti associate al nevroticismo.

Parlando di geni, può però essere interessante fare un’ulteriore distinzione, quella tra ereditabilità e manifestazione dei tratti. L’ereditabilità dei tratti della nostra personalità stimata dagli autori varia, in sostanza, tra il 5 e il 10 per cento. In genetica, per ereditabilità si intende quanta parte delle differenze osservate tra le persone per un certo tratto è associata a differenze genetiche nella popolazione studiata. La manifestazione dello specifico tratto (ovvero quanto una persona è estroversa, coscienziosa o aperta all’esperienza) riguarda invece la singola persona. 

È bene quindi ricordare che dire che l’ereditabilità dell’estroversione è del 10 per cento non significa che questo tratto sia determinato dalla genetica al 10 per cento e dall’ambiente per il restante 90 per cento. Significa che, nel campione studiato, circa il 10 per cento delle differenze tra persone nei punteggi per l’estroversione è statisticamente riconducibile alle varianti considerate dall’analisi.

Dalle varianti alleliche alla vita quotidiana

Perché impegnarsi a misurare questi tratti e a capirne l’origine? Perché le differenze nel modo in cui affrontiamo le situazioni hanno conseguenze che vanno oltre la semplice descrizione della nostra personalità. Una persona può preferire la novità alla routine, cercare più facilmente la compagnia degli altri o trovare più difficile mantenere a lungo un programma. 

Capire queste differenze interessa la psicologia, ma anche chi studia salute, lavoro e comportamenti sociali. Per esempio, sapere che il paziente a cui si sta prescrivendo una terapia medica lunga e articolata ha un elevato grado di coscienziosità potrebbe rendere più probabile che i medicinali vengano assunti nei tempi e nei modi corretti, mentre forse un paziente con elevato nevroticismo potrebbe richiedere un’assistenza più ricorrente. Potrà sembrare assurdo, ma anche la semplice raccolta di dati medici potrebbe vedere un diverso interesse a partecipare in modo adeguato in base alla personalità.

Serve infine ricordare che c’è un ampio interesse pratico per i Big Five da parte di società impegnate nella selezione del personale perché, laddove è richiesto un lavoro di squadra, potrebbe essere più utile avere persone amichevoli o almeno sapere chi potrebbe essere meno estroverso per capire come coinvolgerlo e farlo sentire parte del gruppo. 

Per fortuna, la nostra personalità non è determinata dai soli geni e questo non solo ci permette di provare a correggere i tratti che meno ci piacciono, ma rende anche non applicabili eventuali test genetici sulla personalità. «Ma guarda che ci sono già in commercio vari DNA personality test», diranno alcuni di voi. È verissimo, però, grazie ai dati di cui ora disponiamo, possiamo già sapere che fare quei test non è utile perché, anche facendo ricorso a enormi quantità di dati, la nostra personalità resta più complessa e sfaccettata di quanto punteggi nei questionari e sequenze di DNA possano raccontare.

Qualcuno deve essere caduto dalla sedia, perché si trattava della prima ammissione pubblica su un tema generalmente coperto da segreto militare.

Meink ha affermato che non sarebbe sceso nei «dettagli» riguardo a tali armi. Tuttavia, un portavoce della US Space Force ha spiegato che il controllo dello spazio può riferirsi all’«impiego di mezzi cinetici [leggi: missili che distruggono l’obiettivo] e non cinetici [leggi: laser, microonde o disturbo elettronico che danneggiano senza distruggere l’obiettivo] per incidere sulle capacità avversarie».

Per evitare fraintendimenti, il portavoce ha aggiunto che «Tali capacità possono essere impiegate per scopi offensivi e difensivi». Per completezza bisognerebbe aggiungere che le capacità di cui sopra possono essere utilizzate anche a scopo dimostrativo, come è successo nel corso di esperimenti di guerre stellari noti come DA-ASAT (Direct Ascent Anti-Satellite), durante i quali un missile lanciato da terra distrugge un satellite in disuso della stessa nazione che funge da bersaglio. Questo esercizio di precisione non può passare inosservato, perché produce una nube di detriti che continuano a muoversi seguendo l’orbita del satellite dal quale provengono. Nel corso degli anni, queste azioni dimostrative sono state condotte dalla Cina (nel 2007), dagli USA (nel 2008), dall’India (nel 2019) e dalla Russia (nel 2021). Tecnicamente non è un atto bellico perché le varie nazioni hanno colpito dei loro satelliti, ma il grafico dei detriti in orbita bassa in funzione del tempo mostra chiaramente gli aumenti improvvisi dovuti a questi tiri al bersaglio spaziali.

La crescita più evidente è quella dovuta al test cinese del 2007 che, distruggendo un satellite a 700 km di altezza, ha prodotto 2000 frammenti, gran parte dei quali sono ancora pericolosamente in orbita, obbligando la Stazione Spaziale Internazionale a effettuare manovre per schivarli. Per contro, i test antisatellite eseguiti da USA e India hanno distrutto oggetti a meno di 300 km di altezza e i detriti sono stati ripuliti dall’atmosfera.

Diversa è la storia del DA-ASAT russo del novembre 2021, che è avvenuto a un’altezza compatibile con quella della Stazione Spaziale e ha generato un serio stato di allerta a bordo. Mentre lo U.S. Space Command cercava di tracciare l’orbita dei 1.500 detriti che erano improvvisamente comparsi sugli schermi, gli occupanti della ISS (astronauti e cosmonauti) sono stati svegliati, hanno dovuto indossare la tuta di volo e imbarcarsi sulle navette Crew-Dragon e Soyuz, che erano state attivate per essere pronte a staccarsi in caso di impatto. Dopo qualche ora l’allerta è rientrata, ma la cosa ha creato non poche frizioni tra russi e americani. Alla fine è emerso che nemmeno Roscosmos, l’agenzia spaziale russa, era stata informata del test deciso dal Ministero della Difesa senza tenere in nessuna considerazione l’incolumità dei cosmonauti russi. Senza contare gli altri occupanti della ISS e i taikonauti cinesi a bordo della stazione Tiangong.

Numero degli oggetti monitorati in funzione del tempo: in blu i satelliti attivi (con la salita molto pronunciata degli ultimi anni), in rosso quelli morti, in verde avanzi di varia natura, per lo più pezzi di lanciatori, in grigio i detriti spaziali ed in nero la curva totale. La curva dei detriti mostra come il loro numero sia decisamente preponderante rispetto a tutte le altre componenti della popolazione degli oggetti orbitanti. Tratto da Ecologia Spaziale (Hoepli 2024)

È in questo quadro che si è inserito l’annuncio della vice-presidente USA Kamala Harris che, il 18 aprile 2022, parlando alla base della Space Force a Vandenberg, ha detto che gli Stati Uniti avevano deciso di sospendere i test anti-satellite per evitare la proliferazione dei detriti che renderebbero meno fruibili le orbite basse a detrimento delle attività svolte dai satelliti. Al momento si tratta di una decisione unilaterale ed è, più che altro, una dichiarazione di principio, dal momento che l’ultimo test DA-ASAT americano è del 2008, ma certo rivela la preoccupazione dell’amministrazione USA sul sovraffollamento delle orbite circumterrestri.

Per questo è ragionevole pensare che le armi evocate da Meink siano di tipo non cinetico e che utilizzano laser, fasci di microonde o qualche disturbo elettronico capace di accecare momentaneamente oppure di mettere definitivamente fuori uso i satelliti avversari. Chi controlla il traffico orbitale ha anche rivelato movimenti sospetti di satelliti che manovrano per avvicinarsi ad altri, magari per intercettare le trasmissioni. Attenzione, perché l’attacco non deve necessariamente essere diretto contro satelliti militari. Mettere fuori uso, o anche solo disturbare, i satelliti per le comunicazioni, per esempio, creerebbe danni per tutti gli utilizzatori. Starlink sostiene di avere più volte sventato attacchi russi, senza però dare dettagli. Da notare che sono tecniche che rendono inoffensivo un satellite senza farlo esplodere evitando di produrre una nuvola di pericolosi detriti, che è facilmente rivelabile.

Di fronte alle parole di Meink, la Cina ha invitato a non militarizzare lo spazio e martedì la Russia ha risposto attraverso il portavoce del Cremlino, Dmitry Peskov, affermando che «Lo spazio deve essere libero da qualsiasi arma». Belle parole, ma che purtroppo non corrispondono alla realtà: è ben noto che tutte le grandi potenze spaziali dispongono di sistemi difensivi che, all’occorrenza, possono diventare offensivi. Quello delle armi spaziali era un segreto di Pulcinella, ma la prima conferma pubblica dell’esistenza di tali capacità in orbita potrebbe accelerare una pericolosa corsa agli armamenti.

Per chi si interrogasse sugli aspetti legali collegati alla messa in orbita di armi di offesa e difesa, occorre precisare che lo Outer Space Treaty del 1967 non vieta categoricamente di mettere in orbita qualsiasi tipo di armi. Quello che è proibito è l’utilizzo di armi nucleari o di altre armi di distruzione di massa, vuoi in orbita terrestre vuoi nello spazio. Per questo la pratica annunciata dal segretario della Air Force non viola il diritto internazionale.

L’allarme lanciato dagli scienziati statunitensi è diretto soprattutto alle azioni di una futuribile AGI (Artificial General Intelligence), ossia un’intelligenza artificiale con capacità di livello umano in ogni compito intellettuale, e soprattutto di una Superintelligenza che supererebbe le capacità intellettive umane in ogni ambito. L’esistenza e la raggiungibilità dell’AGI e della superintelligenza è, da ormai quasi due decenni, in parte articolo di fede, in parte strumento di marketing per la Silicon Valley. Risultati come la dimostrazione di Navier-Stokes sono le prime avvisaglie di superintelligenza? È difficile dare una risposta, ma, indipendentemente dalla superintelligenza, ci sono fondati motivi per pensare che l’IA possa porre dei gravi pericoli già allo stato attuale.

Facciamo un breve excursus. I progressi più clamorosi dell’IA attuale si sono avuti nell’ambito del linguaggio, e dal linguaggio (sia naturale, sia di programmazione) dipendono tutti i successi e gli incidenti menzionati prima. Come funziona la modellizzazione del linguaggio dell’IA? Essenzialmente, una frase o un testo vengono prima trasformati in una sequenza di numeri; dopodiché, algoritmi di machine learning vengono utilizzati per identificare regolarità statistiche all’interno di queste sequenze. La generazione di nuove frasi avviene campionando da una distribuzione elementare (come una Gaussiana) nello spazio delle sequenze numeriche e trasformando inversamente il risultato in un testo, così da soddisfare le relazioni statistiche presenti all’interno dei testi usati per l’allenamento. Sorprendentemente, con quantità di testi di allenamento sufficientemente grandi, la qualità del linguaggio generato con questo “stratagemma” risulta essenzialmente indistinguibile dal linguaggio umano. Prove empiriche e in parte teoriche suggeriscono che la qualità dei testi generati aumenta all’aumentare di tre fattori: quantità di dati di allenamento, risorse computazionali e numero di parametri del modello. Non solo: è stato dimostrato che è possibile prevedere di quanto aumenti la qualità dei testi aumentando i tre fattori. Queste considerazioni sono alla base dell’enorme sforzo in corso per costruire modelli IA sempre più potenti, uno sforzo che ormai ha connotazioni geopolitiche, dove paesi e aziende sono disponibili a ignorare i vasti impatti negativi di questa tecnologia sull’ambiente e sul mondo del lavoro pur di raggiungere per primi l’agognata meta dell’AGI.

La rivoluzione “agentica”

Questo era lo stato dell’arte fino allo scorso anno: la corsa allo sviluppo di un’IA con capacità simili a quelle umane (essendo addestrata su dati umani), ma non superiori. Allora perché l’allarme attuale?

La preoccupazione deriva dalla possibilità del cosiddetto “miglioramento ricorsivo automatico” (in inglese recursive self-improvement): introducendo meccanismi per cui le macchine possono imparare l’una dall’altra, si pensa che questo possa innescare una spirale di miglioramenti incontrollabili. L’ingrediente chiave è una tecnica nota come reinforcement learning, o apprendimento per rinforzo: i parametri dell’algoritmo vengono modificati per massimizzare una “ricompensa” fornita da un ente esterno. Questo meccanismo è già da tempo utilizzato per rimuovere gli eccessi dell’IA (che viene addestrata su dati non filtrati e spesso contenenti le brutture più recondite del web); lavoratori sottopagati in paesi in via di sviluppo sono impiegati da aziende quali Meta per valutare i contenuti prodotti, in effetti costituendo l’ente esterno che fornisce la ricompensa. La chiave del “miglioramento ricorsivo automatico” sta nell’avere diverse intelligenze artificiali (agenti) che interagiscono tra di loro per fornire le ricompense dell’apprendimento per rinforzo. Questo tipo di IA viene chiamata “agentica” proprio perché di norma coinvolge la collaborazione di diversi agenti di IA.

L’IA agentica può raggiungere la superintelligenza? Difficile a dirsi, anche perché non abbiamo realmente criteri oggettivi per definire l’intelligenza, figuriamoci la superintelligenza. In molti campi, la validazione umana resta imprescindibile, per cui risulta difficile immaginare un IA agentica che sorpassa significativamente le capacità umane (anche se è assolutamente possibile immaginarsi che le eguagli, con evidenti implicazioni per la società).

Esistono però campi in cui la ricompensa dell’apprendimento per rinforzo può essere ottenuta in modo relativamente facile. L’esempio principe è la matematica: esistono linguaggi di programmazione formale (l’esempio più conosciuto è LEAN) che trascrivono dimostrazioni matematiche in una serie di passaggi logici che possono essere verificati automaticamente. Recentemente, l’IA ha appreso LEAN e pertanto quello che era uno sforzo tecnico immane per un umano è diventato un compito ripetitivo e meccanico per l’IA.

Questo approccio è alla base del risultato che ha risolto il problema del millennio delle equazioni di Navier-Stokes. Peraltro, non si può nemmeno dire che questo risultato contribuisca significativamente al sapere umano: sappiamo che una certa proprietà matematica è verificata, ma non abbiamo una comprensione profonda del perché, che è lo scopo vero della ricerca matematica.

Un altro campo in cui le ricompense del reinforcement learning sono relativamente facili da ottenere è la programmazione informatica: se il programma non funziona, la ricompensa è negativa, mentre se funziona è positiva. Questo spiega l’innegabile utilità dell’IA come supporto per la programmazione, ma anche il fatto che per gli attacchi informatici l’IA rappresenta un supporto formidabile.

In quest’ottica, la soluzione del problema matematico del millennio e l’attacco informatico avvenuto ad agosto, che abbiamo menzionato all’inizio, sono tutti spiegati da campi dove la validazione automatica permette un rapidissimo progresso ad IA agentica. E l’episodio di pirateria informatica commesso da agenti OpenAI in autonomia è un chiaro avviso: l’IA agentica non controllata, o nelle mani sbagliate, può essere un pirata informatico temibilissimo. Situazioni in cui infrastrutture critiche, come ospedali, aziende energetiche, o altro, viene compromessa da un attacco informatico sono fin troppo facili da immaginare, con conseguenze devastanti.

Gli eventi degli ultimi mesi, e le preoccupazioni degli scienziati, sono fondate. L’IA attuale rappresenta già un’arma formidabile nelle mani sbagliate, e lo sviluppo incontrollato di una simile tecnologia, dettato solo da una logica di profitto e preminenza geopolitica, dovrebbe suonare un campanello d’allarme fortissimo per tutti coloro che hanno a cuore il bene dell’umanità. Speriamo che qualcuno lo senta.

Anthropic ha comunicato che un insieme di agenti Claude ha prodotto la prima dimostrazione completa dell’“ultimo teorema di Fermat” verificata da un computer. Andrew Wiles (con il successivo contributo di Richard Taylor) aveva già risolto il problema negli anni Novanta. Il teorema in questione afferma che non esistono numeri interi positivi che soddisfano l’equazione aⁿ+bⁿ=cⁿ (mentre per n=1 e n=2 tail soluzioni esistono). Il risultato reclamato da Anthropic consiste nel ricostruirlo in modo puramente formale in Lean, uno dei più noti sistemi di dimostrazione interattiva (interactive theorem provers). Per arrivarci, gli agenti di Claude ci hanno messo 11 giorni, generando circa 13 milioni di righe di codice.

Quattro giorni dopo, OpenAI ha annunciato che un sistema costituito da migliaia di agenti ha trovato una costruzione che, secondo OpenAI, trova una risposta a uno dei problemi del millennio formulato dal Clay Mathematics Institute, quello relativo all’esistenza e regolarità delle equazioni di Navier-Stokes. Queste equazioni descrivono il moto di un fluido approssimandolo con un mezzo continuo, piuttosto che ricostruirlo dal movimento delle singole molecole che lo compongono. Questa approssimazione si è rilevata molto robusta e le equazioni vengono usate per progettare aerei, formulare previsioni meteorologiche o studiare il moto di fiumi o del flusso sanguigno. Tuttavia, non è mai stato dimostrato che esistano soluzioni “regolari” per qualsiasi valore della velocità iniziale del fluido e della forza a cui esso è sottoposto – due delle componenti che definiscono le equazioni. Per regolari, si intendono soluzioni in cui la velocità non tende all’infinito in un tempo finito. Visto che questo fenomeno non è mai stato osservato in nessun fluido, se questo accadesse segnalerebbe che l’approssimazione al continuo non è sempre valida. OpenAI ha pubblicato un articolo di 166 pagine e una formalizzazione in Lean, ma le verifiche indipendenti sono ancora in corso.

Pur facendo entrambi un uso centrale di Lean, i risultati presentano una differenza importante. Nel caso di Fermat, il problema era chiuso da tre decenni e la macchina si è limitata, per così dire, a svolgere un’enorme opera di ricostruzione formale. Nel caso di Navier–Stokes, invece, si potrebbe sostenere che la macchina abbia concorso alla scoperta della risposta al problema, oltre a contribuire alla sua certificazione. Tuttavia, in entrambi i casi si trova una dimostrazione formale elaborata e verificata meccanicamente.

Una delle ragioni per cui le notizie sono state accompagnate da un profluvio di reazioni è certamente il posto che la matematica occupa nell’immaginario comune. Una macchina che classifica immagini può essere utile, e una che produce musica gradevole può risultare inquietante. Ma una macchina che dimostra problemi aperti in matematica entra di prepotenza nel territorio marcato da un tipo di intelligenza che è distribuita con parsimonia tra gli umani.²

Eppure, dimostrazioni generate, assistite o controllate da macchine non sono certo appannaggio degli ultimi, costosissimi, modelli di OpenAI o Anthropic. Sono l’esito, per certi aspetti tardivo, di un progetto iniziato prima che esistessero i calcolatori elettronici. Buona parte della logica matematica contemporanea è nata esattamente per trasformare dimostrazioni matematiche guidate dall’intuizione umana, in oggetti formali in cui l’intuizione non aveva più alcun ruolo, e quindi suscettibili di controllo meccanico. Vista in questa prospettiva più lunga, la notizia assume un tono diverso: entro i limiti assoluti stabiliti negli anni 30 del Novecento da Kurt Gödel e Alan Turing, una parte di un programma di ricerca lungo un secolo sembra finalmente avviarsi verso il raggiungimento di risultati concreti. La questione interessante è capire quale parte.

Il sogno di un motore per le dimostrazioni

Per gran parte della storia della matematica, la dimostrazione aveva lo scopo di convincere (sé stessi, e poi gli altri) della correttezza della propria argomentazione, e in particolare della sua conclusione – ciò che comunemente chiamiamo teorema. Si trattava tuttavia di un argomento elaborato per la fruizione dei pari. Euclide, tra i primi a prendere le dimostrazioni sul serio, non registrava tutti i singoli passaggi della propria argomentazione, ma si fermava lì dove riteneva il livello di dettaglio sufficiente affinché i suoi lettori potessero capire perché l’argomento funzionasse. La quasi totalità delle dimostrazioni matematiche ha ancora questo stile.

Fanno eccezione le dimostrazioni formali, elaborate all’interno di quell’area particolare della matematica che studia, ehm, le dimostrazioni matematiche. Si tratta dell’area della logica oggi nota come teoria della dimostrazione, le cui premesse si svilupparono tra la fine dell’Ottocento e i primi decenni del Novecento, con l’obiettivo di purgare l’argomentazione matematica dalla sua dipendenza dall’intuizione di chi la legge. Gottlob Frege ideò un linguaggio formale nel quale la struttura logica di un’inferenza potesse essere scritta esplicitamente. Bertrand Russell e Alfred North Whitehead, sviluppando idee molto feconde di Giuseppe Peano, concretizzarono l’ambizione nei tre monumentali volumi dei Principia Mathematica (1910–1913). La scommessa era che la matematica (cosiddetta pura) potesse essere definita mediante un numero molto ridotto di concetti logici e derivata da un insieme altrettanto ristretto di principi logici.³

Lo scopo, che ai più sembrava bizzarro, fu ampiamente frainteso. Notevole il disprezzo per la “logistique” espresso da Poincaré, che retoricamente si chiedeva quante equazioni sarebbero servite a Russell e Whitehead per dimostrare un “vero teorema” visto che gliene servivano 27 per asserire che 1 è un numero. Anche i giganti prendono cantonate. Il punto non era dimostrare “meglio” i teoremi, ma renderne completamente esplicito ogni passaggio. In una dimostrazione informale - quelle che si trovano nei libri di testo dalle superiori in su - contenuto matematico e inferenza logica si presentano intrecciati. Chi legge forma un’intuizione su cerchi, numeri primi o funzioni mentre completa implicitamente i passaggi mancanti. (Si tratta questa di una fonte inesauribile di frustrazione per chi studia su libri che non dedicano abbastanza spazio all’idea della dimostrazione.) Una dimostrazione formale invece separa le mosse inferenziali consentite dalla logica, dal contenuto matematico a cui vengono applicate. Questa separazione richiede la definizione rigorosa di una sintassi in cui sono costruiti gli assiomi e le regole di inferenza. I primi forniscono i punti di partenza, mentre le seconde specificano esattamente i passi inferenziali ammissibili, e cioè quali espressioni formali seguono da quali altre. Così formulata, una dimostrazione è una sequenza finita di passi, ognuno dei quali è univocamente giustificato dalle regole del sistema. Russell e Whitehead ragionavano così mezzo secolo prima che venisse costruito un computer, e senza saperlo contribuivano a precisare ciò di cui un verificatore automatico di dimostrazioni avrebbe avuto bisogno.

David Hilbert dette al progetto un impulso decisivo, in parte dovuto anche alla sua statura matematica, suggerendo che gli stessi sistemi formali dovessero essere trattati come oggetti matematici. La retorica di Hilbert non nascondeva la grandiosità del progetto. Nel suo Pensiero assiomatico del 1918 scriveva che “tutto ciò che può essere oggetto del pensiero scientifico […] approda al metodo assiomatico”. Suggeriva che lo stesso concetto di dimostrazione matematica diventasse oggetto d’indagine, così come in fisica si studiano gli strumenti e non ci si limita a usarli. Fece una lista di domande che si sono rivelate centrali allo sviluppo della matematica computazionale, tra cui: Il risultato di una dimostrazione può essere verificato? Esiste un criterio per la semplicità di una dimostrazione? Un problema matematico può essere deciso mediante un numero finito di operazioni?⁴

Per cogliere la rilevanza di queste idee per la dimostrazione automatica è utile pensare ad assiomatizzazione, formalizzazione e automazione come distinte ma collegate in questo modo. L’assiomatizzazione individua le assunzioni matematicamente interessanti e licenzia le loro conseguenze puramente logiche. La formalizzazione codifica linguaggio e inferenze con precisione sufficiente a rendere superflua qualsiasi forma di comprensione o intuizione da parte di chi verifica la dimostrazione. L’automazione affida a una macchina il (o una parte del) lavoro che ne deriva. L’assiomatizzazione è necessaria alla formalizzazione che a sua volta rende possibile l’automazione.

Il contributo di Turing

Prima di Alan Turing, gli algoritmi si presentavano in forma concreta, per risolvere cioè problemi specifici come, per esempio, il calcolo del minimo comune multiplo tra due numeri. Ciò che accomunava i diversi algoritmi sembrava intuitivamente chiaro: procedono per passi discreti; ogni passo determina univocamente il successivo; una volta avviata la procedura, non occorre più alcuna comprensione di quello che si sta facendo.

Nel 1936, Alan Turing aveva però bisogno di una definizione rigorosa, perché si era chiesto se esistessero problemi non risolvibili algoritmicamente. Per formulare il problema propose di identificare una qualsiasi “procedura meccanica” con un dispositivo immaginario dotato di un nastro suddiviso in celle, una testina capace di leggere o scrivere un simbolo, un elenco finito di stati interni e regole che indicavano quale operazione eseguire. Oggi la chiamiamo Macchina di Turing. La sua forza è per così dire nella sua austerità, ottenuta riducendo all’essenziale ogni singola azione che secondo Turing caratterizzava l’attività umana del computare. Congetturò che mettendo insieme una serie arbitrariamente lunga di queste operazioni elementari si poteva realizzare qualsiasi procedura meccanica.

Turing rese universale l’idea concreta di algoritmo. Invece di costruire un dispositivo per l’addizione, un altro per l’algebra e un altro ancora per la logica, pensò che si potesse collocare sul nastro della macchina universale la descrizione di una macchina specializzata. Le istruzioni diventavano dunque dati. Poiché una dimostrazione formale è una sequenza di passi governati da regole e la macchina di Turing catturava il significato di un processo formale governato da regole, in linea di principio, una macchina di Turing poteva enumerare le dimostrazioni, cercare fra esse e controllarne una proposta.

I primi risultati

A metà degli anni Cinquanta, Allen Newell, Herbert Simon e Cliff Shaw costruirono il Logic Theorist, un programma che cercava dimostrazioni di proposizioni tratte dai Principia Mathematica, trasformando strutture simboliche secondo regole logiche. In ogni momento erano disponibili molte mosse lecite, ma pochissime conducevano in modo relativamente diretto al teorema. Il programma impiegava quindi euristiche per scegliere i percorsi promettenti.⁵ Poco dopo, ma con un approccio molto diverso, Hao Wang ottenne un risultato sbalorditivo per i tempi. I suoi programmi furono infatti capaci di dimostrare quasi quattrocento teoremi logici dei Principia, con tempi dell’ordine di pochi minuti. Era il 1956.

È interessante notare come Logic Theorist contenesse già l’architettura di base degli odierni sistemi di dimostrazione automatica, tra cui un generatore che propone la mossa successiva e un sistema formale che rifiuta le mosse illegali. I progressi tecnologici dell’ultimo decennio hanno migliorato incredibilmente l’efficacia di queste componenti, ma queste sono presenti da almeno settant’anni.

La nicchia in cui è nato Lean

Logic Theorist rappresentava uno dei due filoni in cui l’idea di meccanizzare le dimostrazioni si sarebbe successivamente sviluppata. Nella dimostrazione automatica si chiede al software di trovare una dimostrazione per un’asserzione data. Nella dimostrazione interattiva si pone invece l’accento sulla costruzione guidata e sulla verifica del risultato. Qui il software “chiede” che ogni affermazione sia sostenuta da definizioni, teoremi precedenti e assiomi. Tuttavia, la distinzione tra dimostratori automatici e interattivi è diventata col tempo molto sfumata. Dall’Automath di Nicolaas de Bruijn negli anni Sessanta a sistemi come LCF, Coq, HOL e Isabelle, i progettisti hanno sperimentato combinazioni diverse di linguaggi formali espressivi, guida umana, ricerca automatica e grandi librerie di teoremi. Lean si sviluppa in questo ambiente. In una descrizione del sistema pubblicata nel 2015, Leonardo de Moura e i suoi collaboratori lo presentarono come un “dimostratore di teoremi open source progettato esplicitamente per colmare la distanza fra dimostrazione automatica e interattiva”.⁶

Nella notizia relativa al teorema di Fermat, Lean è stato il linguaggio in cui è stata formalizzata la dimostrazione del teorema, l’ambiente di lavoro in cui è stata riprodotta e il verificatore finale che ne ha certificato la correttezza. Nel problema del millennio su Navier–Stokes, OpenAI riferisce che i suoi agenti sono arrivati prima alla costruzione analitica del risultato, la cui formalizzazione e verifica in Lean hanno richiesto 17 ore. Lean non viene dunque indicato come l’origine della costruzione, ma ha fornito una seconda rappresentazione esplicita dell’argomento e prodotto un certificato di validità che altri possono replicare in modo indipendente.

E il teorema di Gödel?

Se pensiamo a questi successi dei sistemi di IA come alla realizzazione delle ambizioni di Hilbert, non possiamo non chiederci quale significato dà questo nuovo contesto ai celebri teoremi di Gödel.

Rispondendo direttamente a un problema sollevato da Hilbert, nel 1931 Kurt Gödel mostrò che i sistemi formali abbastanza ricchi per esprimere l’aritmetica elementare non possono essere al tempo stesso coerenti (cioè incapaci di dimostrare contraddizioni) e completi (cioè capaci di dimostrare tutte le cose vere). In un sistema coerente di questo tipo esistono quindi enunciati aritmetici veri che non possono essere dimostrati con i mezzi del sistema. Colpendo ciò che più stava a cuore a Hilbert, Gödel dimostrò inoltre che un sistema del genere, se coerente, non può dimostrare la propria coerenza.⁷

Si tratta di un limite invalicabile per ogni sistema formale per la matematica, ma non di un divieto di costruire verificatori e dimostratori utili. Al contrario, le notizie di questo settembre ci dicono non soltanto che le macchine possono verificare teoremi “difficili” (cosa che non è impedita dai teoremi di Gödel) ma che le macchine possono anche (contribuire a) dimostrarli. Mentre i teoremi di Gödel asseriscono qualcosa di universale, gli assistenti alla dimostrazione lavorano in uno spazio delimitato. Questo può richiedere un numero esorbitante di passi inferenziali, ed è qui che i progressi tecnologici dell’ultimo decennio fanno la differenza. Gödel, dunque, non ha reso impossibile l’arrivo dei matematici artificiali. I suoi risultati hanno stabilito che nessun dimostratore fissato una volta per tutte coincide con la matematica stessa, ma localmente, dentro i sistemi formali, e “fra un sistema e l’altro”, rimane un territorio che è oggi sembra essere ampiamente alla portata delle macchine.

Cosa resta a chi fa ricerca matematica?

È ovviamente molto difficile capire l’impatto di questi (e presumibilmente i futuri) risultati nella pratica matematica di tutti i giorni. In modo preliminare è tuttavia utile distinguere due aspetti che tipicamente coesistono in una dimostrazione degna di nota.

Il primo ha a che fare con l’intuizione matematica. È questa che fa trovare una definizione feconda, riconoscere una regolarità, o capire che un problema o una tecnica possono essere trasferiti da un campo a un altro. L’intuizione fornisce l’idea attorno alla quale una dimostrazione può articolarsi. Il secondo ha a che fare con la competenza tecnica. Si tratta di ciò che permette di mettere quell’idea a frutto sviluppandone le conseguenze e colmando le lacune. La competenza tecnica trasforma un’intuizione promettente in una dimostrazione valida.

I due aspetti non sono in conflitto, tutt’altro. Le dimostrazioni sono tanto più apprezzate quanto sono capaci di spiegare l’idea, anziché seppellirla sotto una colata di formule. La distinzione chiarisce anche alcuni aspetti dei due annunci di settembre. A prima vista, la formalizzazione di Fermat è un trionfo della competenza tecnica. Gli agenti Claude non hanno sostituito le idee di Wiles, ma le hanno ricostruite con un dettaglio inimmaginabile per qualsiasi essere umano. Eppure, persino questo lavoro meccanico richiede di decidere come suddividere il problema, quali teoremi intermedi dimostrare e come esprimere la matematica consueta nelle librerie utilizzabili da Lean.

Il risultato su Navier–Stokes attraversa la linea che separa tecnica e intuizione nella direzione opposta. Secondo il resoconto di OpenAI, gruppi di agenti hanno esplorato approcci, scambiato risultati intermedi utili e infine elaborato una costruzione del controesempio cercato. Lean sembrerebbe invece aver svolto una funzione di auditing: non è stato, secondo il resoconto pubblicato, la fonte dell’idea, ma il linguaggio nel quale le sue conseguenze logiche sono state rese esplicite e controllate.

Il feedback fra generazione e verifica altera l’immagine secondo cui gli esseri umani producono idee matematiche che le macchine poi si limitano a controllare. Un sistema che genera dimostrazioni può usare un verificatore come una persona che fa matematica usa la lavagna. La verifica può così diventare parte dell’idea.

Da strumento a collega

Alan Turing anticipò questo argomento quando i calcolatori elettronici programmabili muovevano i primi, incerti passi. In una lezione del 1947 immagina le persone al lavoro con l’allora avveniristico Automatic Computing Engine nei ruoli di “padroni” e “servitori”. I padroni avrebbero ideato tavole di istruzioni sempre più profonde mentre i servitori avrebbero inserito le schede, riparato i guasti e fornito i dati. Turing intuì che il calcolatore avrebbe gradualmente assunto entrambi i ruoli, non appena le relative tecniche fossero diventate sufficientemente formalizzate e i problemi di memoria (storage) fossero stati risolti efficacemente.

Riguardo al rapporto tra persone e macchine impegnate nella risoluzione di un problema matematico, Turing osserva che l’intenzione originaria fosse “trattarli come schiavi”, assegnando ai calcolatori soltanto compiti il cui funzionamento l’essere umano di turno comprendeva completamente, ma trovava troppo noiosi e ripetitivi per meritare il suo lavoro. Ma Turing si chiede se le macchine dovessero essere impiegate sempre in quel modo. Chiede allora al suo pubblico di supporre che una macchina possa modificare le proprie istruzioni, migliorare con l’esperienza e compiere progressi che il progettista non aveva previsto. In quel caso, suggerisce Turing, il calcolatore assomiglierebbe a un allievo che ha imparato dal maestro, e che poi ha aggiunto qualcosa con il proprio lavoro. Turing continua chiedendo che alle macchine sia concesso un “fair play”: anche gli esseri umani commettono errori quando sperimentano tecniche nuove, e la fallibilità non dovrebbe quindi escludere una macchina dall’intelligenza.⁸

Nel 2017, Sven Delarivière e Bart Van Kerkhove hanno dato un nome efficace a questa possibilità. Il loro “matematico artificiale” (artificial mathematician) non era semplicemente un software impiegato all’interno di una dimostrazione. Era un possibile partecipante alla pratica matematica: “non soltanto come metodo d’indagine, ma come collega d’indagine”.⁹ Sostenevano che l’obiezione centrale alla realizzazione dei matematici artificiali non consistesse nella fallibilità dei computer o nella lunghezza eccessiva delle loro dimostrazioni. Come notava Turing settant’anni prima, anche i matematici sbagliano, dipendono dalle affermazioni altrui e spesso dedicano anni a lavori che soltanto pochi specialisti sono in grado di capire e controllare. L’obiezione più profonda era che le macchine manipolassero simboli senza comprenderli. Delarivière e Van Kerkhove ipotizzavano che il progresso richiedesse sistemi distribuiti di agenti specializzati capaci di competere, cooperare, riconoscere schemi, rivedere tentativi parziali e imparare dall’esperienza. La somiglianza con gli agenti di Claude e OpenAI che hanno fatto notizia in questi giorni è evidente.

Spostare l’asticella sempre un po’ più in su

Dopo i successi degli anni Cinquanta, la domanda sull’esistenza dei matematici artificiali è stata formulata chiedendo se un computer potesse produrre dimostrazioni rilevanti per la ricerca e la pratica matematica che gli esseri umani non avessero già elaborato. Dopo l’esempio del teorema dei quattro colori dimostrato a metà degli anni Settanta, le risposte non sembravano arrivare con la frequenza sperata. Oggi non è più così, o almeno esistono candidati molto seri.

È verosimile che sposteremo presto l’asticella ancora un po’ più in su, aspettandoci che le macchine sappiano aiutarci a (o sappiano autonomamente) individuare un problema interessante, o valutare la fecondità di una direzione di ricerca.

Inevitabilmente sono domande che intersecano il concetto di autorialità, che già emergono e causano molte reazioni sui due casi qui considerati. La formalizzazione di Fermat dipende non solo da secoli di teoria dei numeri difficilmente attribuibili, e dal lavoro originale di Wiles e Taylor, ma anche dalle esposizioni successive che ne sono state fatte negli ultimi tre decenni, da tutto il lavoro che ha portato a Lean, dal lavoro che ha portato a Mathlib, dalla piattaforma che ha coordinato gli agenti e da molti altri fattori. Stessa cosa per il problema su Navier–Stokes. Se verificato, a chi dovrebbe essere assegnato il milione di dollari messo in palio dal Clay Institute? Come anticipato da Turing, potrebbe non esistere affatto il punto in cui l’ingegno umano consegna il suo prodotto finito all’azione meccanica.

Hume vindicatus

I successi annunciati da Anthropic e OpenAI possono dunque essere letti in molti modi. Visti attraverso la lunga storia delle idee da cui si sono originati, è plausibile che il loro effetto sia quello di alzare di un bel po’ l’asticella. Se riusciamo a farci assistere efficacemente dai sistemi di intelligenza artificiale per formalizzare, stabilire e verificare risultati matematici “seri”, allora l’avanzamento della conoscenza matematica sarà sempre più legato alla scelta e alla formulazione dei problemi, cioè alla congettura e al ragionamento plausibile guidati dall’intuito matematico. Non a caso, si tratta di quella parte di attività matematica che la dimostrazione formale espunge programmaticamente dal suo orizzonte. Ma le osservazioni di Turing sul rapporto padrone-servitore ci mettono in guardia dal ritenere che si tratti di compiti perennemente inaccessibili alle macchine. In questo senso, i risultati di Anthropic e OpenAI mostrano che il confine tra idea e tecnica è già sufficientemente poroso da permettere alle macchine di attraversarlo in entrambe le direzioni.

Ora, se la macchina si affranca dal suo ruolo di servitrice tecnica per conquistare quello di padrona dell’idea matematica, si potrebbe concludere che di matematiche e matematici in carne e ossa ci sarà sempre meno bisogno. Può darsi. Tuttavia, trovo più interessante un’altra interpretazione dei fatti anticipata nel 2024 da Gabriele Lolli in La creatività in matematica. Ribaltando completamente il punto di vista, Lolli osservava che la collaborazione tra logica [e] probabilità […] che si materializza con la dimostrazione interattiva “introduce un elemento veramente nuovo nella matematica e più in generale nella concezione della razionalità. Il carattere essenzialmente probabilistico, ma altamente affidabile (quanto si vuole), delle prove prodotte dalle nuove tecniche manifesta in modo evidente la natura semplicemente non sovrumana della conoscenza matematica, come di ogni altra forma di conoscenza: Hume vindicatus.”

Suggerimenti bibliografici

• Kevin Hartnett, The Proof in the Code: How a Truth Machine Is Transforming Math and AI (Quanta Books, 2026). Ricostruzione molto dettagliata, a tratti avvincente, della storia di Lean e della comunità che ha portato la dimostrazione verificata da computer nel cuore della matematica contemporanea.
• Gabriele Lolli, Matematica in movimento. Come cambiano le dimostrazioni (Bollati Boringhieri, 2022). Una riflessione matematica, storica e filosofica sull’evoluzione delle forme della dimostrazione matematica.
• Gabriele Lolli, La creatività in matematica (Bollati Boringhieri, 2024). Una riflessione sulla scoperta, sull’invenzione e sulla creatività nella pratica matematica che abbraccia tanto il rapporto della matematica con la letteratura, quanto quello della matematica con le macchine.
• Giuseppe Primiero, On the Foundations of Computing (Oxford University Press, 2019). Presentazione accademica di taglio storico e concettuale della computazione come pratica matematica, ingegneristica e sperimentale.

Naturalmente la questione ha una portata che supera la vicenda giudiziaria. Nel suo ragionamento la Corte attribuisce grande importanza al patrimonio di conoscenze accumulato nel tempo. Non cerca la dimostrazione di un rapporto causale tra l’esposizione e la malattia di ciascun ricorrente, né individua uno studio epidemiologico decisivo, ma considera piuttosto la convergenza di indagini ambientali, epidemiologiche e sanitarie e si domanda se quanto era noto fosse sufficiente a rendere prevedibile il rischio e a richiedere misure efficaci di protezione.

È un passaggio importante anche per la scienza perché mette al centro almeno due domande chiave: quanto dobbiamo sapere per agire quando sono in gioco rischi gravi e persistenti per la salute? E quale ricerca serve quando le conoscenze disponibili sono già sufficienti a giustificare la prevenzione?

Molte conoscenze, distribuite in modo diseguale

Negli ultimi dieci anni la ricerca sulla Terra dei Fuochi è proseguita intensamente. Facendo una rassegna personale su PubMed, su 23 lavori pubblicati tra il 2014 e il 2026 su ambiente e salute nella Terra dei Fuochi (o sovra o sotto insiemi) emerge una distribuzione piuttosto istruttiva: soltanto 2 sono studi di epidemiologia di popolazione; 7 riguardano biomonitoraggio umano, epidemiologia clinica e biomarcatori; 10 studiano ambiente, alimenti, indicatori di esposizione e relazioni One Health; 4 sono rassegne o contributi di integrazione delle evidenze, percezione del rischio e policy.

È cresciuta soprattutto la capacità di descrivere ciò che avviene lungo la catena che collega contaminazione ed effetti biologici: metalli e altri contaminanti nelle matrici ambientali e alimentari, dose interna, biomarcatori, alterazioni molecolari, salute riproduttiva, microbioma. Alcuni lavori più recenti cercano opportunamente di integrare salute umana, animale e ambientale secondo una prospettiva One Health.

L’epidemiologia di popolazione ha avuto uno sviluppo molto più limitato. Questo non significa che manchino dati sulla salute. Una parte rilevante delle informazioni proviene dai sistemi istituzionali: mortalità, ricoveri, registri tumori, anomalie congenite, studi SENTIERI. Il risultato è però un patrimonio conoscitivo ricco ma al tempo stesso frammentato, prodotto con scale geografiche troppo ampie, periodi di osservazione e finalità eterogenei e, soprattutto, riferito a periodi non sufficientemente aggiornati.

Anche il quadro ambientale resta in evoluzione. Molte delle pressioni che hanno caratterizzato la Terra dei Fuochi non appartengono soltanto al passato: persistono siti contaminati, discariche e aree interessate da abbandono o gestione illecita dei rifiuti, mentre gli interventi di caratterizzazione, messa in sicurezza e bonifica procedono con tempi spesso molto lunghi. A ciò si aggiungono pressioni ambientali attuali, non necessariamente coincidenti con quelle che hanno originato la vicenda. Una geografia delle esposizioni così complessa rende ancora più necessario aggiornare e integrare la sorveglianza ambientale e sanitaria.

A questa persistenza e trasformazione delle pressioni ambientali corrisponde un quadro sanitario che continua a presentare segnali di attenzione, anch’essi distribuiti in modo molto eterogeneo. 

I segnali sanitari persistono, ma cambiano da luogo a luogo

Il Sesto Rapporto SENTIERI, pubblicato nel 2023 su dati di mortalità 2013-2017 e ospedalizzazione 2014-2018,  continua a rilevare nel Litorale Domizio-Flegreo e Agro Aversano eccessi per mortalità generale, tumori e diverse patologie considerate a priori di interesse per le pressioni ambientali presenti. Ma lo stesso rapporto sottolinea un limite fondamentale: un’area comprendente 77 comuni è troppo vasta ed eterogenea perché un unico indicatore epidemiologico possa descriverla adeguatamente. Da qui la raccomandazione di sviluppare sorveglianza a scala comunale e sub-comunale e studi integrati ambiente-salute. 

L’Atlante regionale della mortalità 2006-2014, pubblicato su Epidemiologia&Prevenzione nel 2020, aveva mostrato una distribuzione non omogenea degli eccessi.  La ASL Napoli 2 Nord presentava una mortalità generale significativamente superiore alla media campana in entrambi i sessi e diversi eccessi per cause specifiche; Caserta mostrava un profilo più selettivo.

Dati più recenti della Regione Campania mostrano bene il problema della scala.  Nel Distretto 46 di Acerra, nel periodo 2020-2022, la mortalità per tutti i tumori non risulta complessivamente superiore a quella regionale, ma emergono eccessi rilevanti per alcune sedi: negli uomini, per esempio, i tassi sono più elevati per tumori della laringe, testa-collo e mieloma; nelle donne per laringe, testa-collo, stomaco, vescica e linfoma non Hodgkin. I piccoli numeri e gli ampi intervalli di confidenza impongono cautela, ma proprio questa instabilità mostra quanto servano osservazioni continuative e territorialmente dettagliate. 

La “Terra dei Fuochi”, dunque, è un nome necessario per identificare un fenomeno storico, ambientale e sociale, ma comprende una popolazione non uniformemente esposta a rischi ambientali, con uno stato di salute eterogeneo, con un profilo di vulnerabilità molto complesso.

Comporre il puzzle

La priorità scientifica diventa allora integrare conoscenze che oggi procedono ancora troppo spesso su binari paralleli, per comporre il percorso che dalle pressioni ambientali determina impatti sulla salute, passando attraverso la catena contaminazione-esposizione-effetti biologici precoci-malattia.

La ricerca recente ha prodotto molte tessere di questo puzzle, specie nella parte centrale della catena, ma ciò che ancora di fatica a vedere è l’immagine complessiva. Conoscere come cambia questa catena da un territorio all’altro, quali popolazioni sono maggiormente esposte, come evolvono nel tempo esposizioni e salute non è solo uno scopo di ricerca ma una componente fondamentale per la sanità pubblica: conoscere quale parte dei cambiamenti osservati possa essere messa in relazione con le trasformazioni ambientali e con gli interventi effettuati. 

Questo richiede non solo più epidemiologia ma anche un’epidemiologia diversa da quella utilizzata per documentare il danno: sorveglianza continuativa, scale territoriali più fini, integrazione con dati ambientali e biomonitoraggio, capacità di identificare gruppi vulnerabili e disuguaglianze. Richiede inoltre dati accessibili e sistemi informativi capaci di dialogare fra loro.

Nuovi studi sono sempre utili, ma occorre chiarire a quale domanda debbano rispondere. Questo approccio è necessario per evitare che vengono utilizzati per rinviare l’azione fino alla scomparsa di ogni incertezza, col rischio di prolungare quel tempo dell’attesa che ha caratterizzato la storia della Terra dei Fuochi.

Servono studi per stabilire dove intervenire prioritariamente, quali esposizioni ridurre e se gli interventi stanno funzionando, che siano cioè una parte integrante del sistema di prevenzione.

Dalla documentazione del danno alla valutazione degli interventi

È forse questa una delle conseguenze scientificamente più interessanti della sentenza di Strasburgo. Le conoscenze disponibili hanno già avuto, nel ragionamento della Corte, una forza sufficiente a fondare un obbligo di protezione. I limiti conoscitivi mantengono tuttavia tutta la loro importanza per orientare quell’azione e valutarne i risultati.

Questa esigenza è anche della Sentenza: tra le misure indicate dalla Corte figura proprio l’istituzione di un meccanismo indipendente di monitoraggio, insieme a una strategia complessiva e a una piattaforma pubblica di informazione. La questione diventa quindi anche quali indicatori utilizzare per verificare nel tempo l’efficacia delle azioni intraprese.
La domanda epidemiologica dovrebbe quindi evolvere per definire dove si concentra oggi il rischio, quali popolazioni sono maggiormente esposte, quali interventi producono maggiori benefici.

A domandarsi se le esposizioni ambientali a rischio stiano diminuendo e la salute stia migliorando sono sia gli epidemiologi sia le persone residenti.
Il tempo trascorso dal gennaio 2025 conta anche per questo. La Corte ha riconosciuto che le conoscenze accumulate rendevano necessario proteggere la popolazione e ha indicato nel monitoraggio indipendente uno degli strumenti necessari. La sfida scientifica che ne deriva è costruire gli strumenti per sapere, negli anni che vengono, se quella protezione sta realmente avvenendo.

L’infografica della NASA mostra chiaramente la differenza nei campi di vista dei tre telescopi spaziali Hubble, Roman e JWST.

Capacità complementari degli strumenti di tre missioni di punta della NASA (Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center).

Lo strumento principale del Roman Space Telescope è una telecamera a infrarossi da 300 megapixel che, a partire da inizio 2027, ogni giorno invierà a terra 1 terabyte di dati.

I rivelatori del wide field instrument (Crediti: NASA).

Lo strumento a grande campo è ripreso nel logo della missione (Crediti: NASA).

Nei piani della NASA, formulati intorno al 2010-2011, si pensava ad missione che doveva focalizzarsi sulla copertura sistematica di vaste zone del cielo sfruttando le lunghezze d’onda infrarosse non penalizzate dalla presenza di polvere, quindi più penetranti di quelle ottiche. La missione, nota come WFIRST (Wide Field InfraRed Survey Telescope), però, non sembrava nata sotto una buona stella: nel bilancio della NASA, già impegnata nel JWST, non c’era posto per un altro telescopio. La situazione mutò a seguito di un intervento esterno assolutamente estraneo alla ricerca astronomica che merita di essere raccontato.

Il Roman Space Telescope viene rilasciato dal secondo stadio del Falcon Heavy che lo ha immesso sulla traiettoria per raggiungere il punto L2. In primo piano l’antenna dalla quale transiterà 1 terabyte di dati al giorno (Crediti: NASA).

Infatti, il telescopio che domenica è stato spinto sulla traiettoria che tra 100 giorni lo porterà nel suo punto di osservazione, non era nato per studiare il cosmo. Il suo obiettivo doveva essere l’osservazione della Terra per spiare tutto quello che può avere rilevanza militare. Era stato costruito per il National Reconnaissance Office (NRO), responsabile della sorveglianza spaziale per conto del dipartimento della difesa -ora dipartimento delle guerra- statunitense. Dal momento che le attività dello NRO sono coperte da segreto militare, non sappiamo a quale programma appartenesse il telescopio riconvertito.

Di sicuro, tra il 1976 ed il 2011, sono stati lanciati per conto dello NRO 15 satelliti spia della serie KeyHole (buco della serratura) e nelle comunità astronomica si mormorava che alcuni avessero una spiccata somiglianza con lo Hubble Space Telescope. Alternativamente si potrebbe guardare al progetto Future Imagery Architecture iniziato da NRO negli anni ‘90 e perseguito con decisione dopo gli attentati dell'11 settembre allo scopo di costruire una nuova serie di telescopi ad alta tecnologia per raccogliere dati satellitari sugli avversari degli Stati Uniti. Con specchi delle dimensioni di Hubble, i telescopi spia sarebbero stati in grado di osservare oggetti sulla Terra più piccoli di una tazza da caffè. Tuttavia, il progetto, affidato alla Boeing, subì ritardi e sforamenti di budget e, nel 2005, venne cancellato, ma non prima che parte dell’hardware fosse già stata costruita. Qualcuno alla NASA, venuto a sapere dell’esistenza di questi telescopi avanzati, aveva tentato di chiedere allo NRO cosa intendesse fare, senza risultato. La situazione è cambiata nel 2011 quando lo NRO ha contattato la NASA dicendo di essere disposto a cedere due telescopi della classe di Hubble. L’hardware si trovava in una camera bianca dell’azienda Exelis, successivamente acquisita da L3Harris, a Rochester, New York. Ed è lì che li hanno ammirati nel 2012 importanti funzionari della NASA che erano andati a sincerarsi dello stato dei telescopi. Il fatto che la comunità astronomica abbia potuto contare su un unico Hubble Space Telescope, mentre i militari ne hanno dispiegato un numero imprecisato, tanto da averne alcuni avanzati, dà immediatamente l’idea della abissale differenza tra i finanziamenti per la ricerca e quelli militari. Prima di accettare il dono, NASA ha voluto sincerarsi che i telescopi “spia”, progettati per fornire immagini a grande campo, potessero essere di utilità astronomica. È stato istituito un gruppo di lavoro che ha immediatamente riconosciuto che era proprio quello che serviva per la missione WFIRST, che languiva per mancanza di fondi. Dal momento che in un osservatorio spaziale il telescopio rappresenta una frazione significativa del costo, la donazione dello NRO è giunta a fagiolo e ha permesso di fare partire il programma.

Così, nel 2016 la NASA ha formalmente avviato la missione WFIRST e ha iniziato lo sviluppo, con L3Harris che ha mantenuto lo specchio a Rochester e si è aggiudicata il contratto per completare il lavoro.

Ma WFIRST non era ancora fuori pericolo. I tentativi di cancellarlo non sono mancati: due volte durante l’era Obama e tre volte durante la prima amministrazione Trump. Ogni volta, il Congresso ha scelto di salvare la missione. Nel 2020, per evitare il pericolo di altri tentativi di cancellazione, Thomas Zurbuchen, allora a capo dei progetti scientifici della NASA, decise di dedicare WFIRST a Nancy Grace Roman, una scienziata assunta alla NASA nel 1959 e presto diventata la prima NASA Chief Astronomer. In un’epoca in cui le donne astronome erano rare, Nancy Roman, pur restando nell’ombra, è stata l’iniziatrice di tutti i programmi di astronomia dallo spazio americani. È grazie a lei che sono nati i satelliti dedicati all’astronomia ultravioletta, X e gamma. Si tratta di radiazioni che vengono assorbite dall’atmosfera e quindi si possono misurare solo dallo spazio, ma Nancy Roman capì che, oltre l’atmosfera, lo spazio offriva le condizioni perfette per le osservazioni ottiche. Per questo si spese moltissimo perché la NASA costruisse un telescopio spaziale, difese il progetto davanti al Congresso ed ottenne i finanziamenti, diventando la “mamma” dello Hubble Space Telescope. La decisione di onorare la sua memoria è un meritato riconoscimento, anche perché il Roman Space Telescope sarà il primo strumento spaziale dedicato ad una scienziata.

In cinque anni di osservazione, Roman scansionerà circa il 12% del cielo e contribuirà a diversi campi dell’astronomia come evidenziato in questa infografica NASA.

(Crediti: NASA)

Lo strumento a grande campo riprenderà miliardi di galassie. Cercherà eventuali distorsioni nelle immagini delle galassie causate da ammassi di materia oscura che curvano la traiettoria della luce. Mappando questo effetto, chiamato lente gravitazionale debole, Roman traccerà la distribuzione della materia nell’universo. Inoltre Roman andrà alla ricerca di migliaia di supernove di tipo Ia risalenti a oltre 10 miliardi di anni fa, nella prima parte della storia dell’Universo che ha 13,8 miliardi di anni. Dovrebbe stanare un numero di antiche supernovae molto maggiore di quanto sia stato possibile con altri sytumenti, rivelando come l’espansione dell’universo sia cambiata nel corso della storia.

Roman sarà anche rivoluzionario per lo studio degli esopianeti. Una delle sue indagini si concentrerà sul centro della Via Lattea, dove osserverà centinaia di milioni di stelle alla ricerca di eventuali cali di luminosità dovuti al transito dei pianeti in orbita che fanno ombra alla loro stella. La tecnica dei transiti è quella che ha già permesso di scoprire la maggior parte dei 6.000 pianeti attualmente conosciuti. Roman potrebbe trovarne fino a 100.000, offrendoci un ampio campione di diverse popolazioni planetarie in tutta la galassia.

Oltre allo strumento a grande campo, Roman è dotato un coronografo sperimentale progettato per riprendere direttamente gli esopianeti annullando la luce della loro stella.

Questo strumento è un precursore del coronografo che la NASA vuole far volare sul suo Habitable Worlds Observatory, quindi la sua valenza è soprattutto tecnologica, ma, se funzionerà, aprirà nuove prospettive per la ricerca di una nuova terra.

Secondo l’accusa, Meta avrebbe consapevolmente progettato i propri prodotti, gli algoritmi e le funzioni di Facebook e Instagram per creare dipendenza nei minori, sfruttando le loro vulnerabilità psicologiche e danneggiando la loro salute mentale, e avrebbe raccolto dati relativi ai minori di 13 anni senza il consenso dei genitori.

La causa si è conclusa però con un patteggiamento arrivato molto precocemente, al settimo giorno di un processo che avrebbe dovuto proseguire ancora per 5 settimane.
Sono state così evitate anche testimonianze particolarmente delicate, tra cui quella dell’ex vicepresidente di Meta che aveva denunciato i possibili rischi per la salute mentale di ragazzi e ragazze, così come è stata evitata la testimonianza di Mark Zuckerberg.

L’accordo: soldi e nuove regole per le piattaforme

L’accordo prevede il pagamento di 16,8 miliardi di dollari in 10 anni per chiudere il processo che rischiava di mettere sotto accusa non soltanto un’azienda, ma l’intero modello su cui oggi si fondano molti social network: catturare la nostra attenzione, trattenerla il più a lungo possibile, trasformare il tempo trascorso online in valore economico.

L’accordo prevede una serie di interventi sulle piattaforme: limiti giornalieri predefiniti, blocchi notturni, sistemi più stringenti per la verifica dell’età, maggiori strumenti di controllo per i genitori, limitazioni ad alcune funzionalità considerate problematiche e il blocco di notifiche e avvisi durante la notte e nelle ore scolastiche.

Alcuni di questi strumenti esistevano già. La novità più significativa è rappresentata dal limite predefinito di 2 ore. Come ha sottolineato anche Ivano Zoppi, segretario generale della Fondazione Carolina, non si tratta più semplicemente di un consiglio o di una funzione che l’utente deve cercare e attivare: diventa un blocco preimpostato.
Il blocco notturno impedisce l’accesso in determinate fasce orarie, lo scroll infinito viene interrotto, le notifiche vengono limitate. Resta però un elemento fondamentale: molte di queste protezioni possono essere modificate o disattivate dai genitori.

I limiti dell’accordo: chi decide davvero

La verifica dell’età, probabilmente lo strumento più importante per proteggere le persone più piccole, non diventerà immediatamente e pienamente operativa. Meta dovrà prima implementare, entro il 27 febbraio 2027, uno strumento in grado di individuare gli utenti con meno di 13 anni.

Ma la cosa più sorprendente è che queste restrizioni valgono soltanto per gli Stati Uniti e non per l’Europa. Ed è difficile non vedere una contraddizione: se queste misure vengono considerate necessarie per proteggere la salute di ragazzi e ragazze americani, perché non dovrebbero esserlo anche per i ragazzi e le ragazze europee?

Si tratta soprattutto di interventi sul prodotto, sulle modalità di utilizzo delle piattaforme, ma non di una modifica sostanziale degli algoritmi: quei meccanismi che decidono quali contenuti ciascuno di noi, e soprattutto le persone più giovani, vediamo, e che sono progettati per mantenere la nostra attenzione il più a lungo possibile. Il rischio è quindi quello di spostare gran parte della responsabilità sui genitori americani, chiamati ad attivare, controllare e far rispettare misure di protezione che possono, in molti casi, essere aggirate o disattivate.

Meta ha sostanzialmente fermato un processo che presentava molte insidie. Non è forse un caso che le azioni della società siano aumentate del 4% nello stesso giorno in cui è stato siglato l’accordo.

E allora la domanda è inevitabile: quanto cambierà davvero il sistema se non si interviene anche sui meccanismi che rendono i social network così attrattivi e potenzialmente compulsivi?

Non basta vietare: il ruolo della comunità educante

Che le piattaforme possano favorire comportamenti di uso problematico non è certo una scoperta di oggi. E sappiamo anche che gli strumenti che consentono di limitare il tempo trascorso sulle app, da soli, vengono spesso ignorati, aggirati o disattivati, sia dagli adolescenti sia dagli adulti. I device digitali fanno ormai parte della vita quotidiana dei nostri ragazzi e ragazze. Smartphone, tablet e computer sono strumenti importanti, capaci di offrire opportunità di apprendimento, comunicazione, creatività e socialità. Come accade per ogni strumento potente, però, è il modo in cui viene utilizzato a fare la differenza.

L’età in cui viene introdotto, il tempo trascorso davanti allo schermo, le modalità di utilizzo e soprattutto i contenuti a cui bambini, bambine e adolescenti accedono possono influenzare profondamente il loro benessere. Per questo non basta vietare.

E probabilmente neppure il patteggiamento di Meta, da solo, modificherà sostanzialmente la situazione. Anche perché la verifica dell’età può essere aggirata con relativa facilità dalle persone più giovani. D’altra parte, anche la vendita di alcol è vietata ai minorenni, ma sappiamo bene che molti minorenni riescono ugualmente a consumarlo.
Il divieto è importante. Le regole sono necessarie. I limiti devono esistere, ma vanno estesi a tutte le piattaforme e non solo in America.

Accanto ai divieti, tuttavia, bisogna informare, spiegare e accompagnare. A una persona giovane non basta dire che deve attivare il blocco delle 2 ore o quello notturno. Bisogna spiegare perché dovrebbe farlo. Bisogna aiutarla a comprendere quali sono i rischi di un utilizzo eccessivo e quali benefici possono derivare da un uso corretto e consapevole.

E questo compito non può essere lasciato soltanto alle famiglie. Spetta a tutta la comunità educante: alla scuola, ai pediatri, agli insegnanti, agli educatori, agli allenatori sportivi, ai parroci e a tutti gli adulti che accompagnano la crescita di bambini, bambine e adolescenti.
Dobbiamo quindi non solo continuare a pretendere che le piattaforme modifichino i loro algoritmi, ma anche aiutare genitori e caregiver a comprendere come utilizzare correttamente i device e quali possano essere i benefici, ma anche i rischi, di un loro utilizzo precoce, eccessivo o inappropriato.

Il bugiardino digitale

Perché non è normale consegnare a un bambino o a un adolescente uno strumento così potente senza prima spiegare come utilizzarlo.
E oggi la stragrande maggioranza dei genitori non possiede tutte le conoscenze necessarie per farlo. Non perché non voglia informarsi, ma perché spesso non ha il tempo, gli strumenti o la possibilità di orientarsi in un mare di informazioni, libri, siti, video e notizie, distinguendo quelle corrette da quelle false o interessate.

Serve allora uno strumento agile, semplice, facile da consultare, che contenga le informazioni essenziali. Ma soprattutto serve un’informazione libera e indipendente, senza conflitti di interesse.

Ed è qui che nasce l’idea del bugiardino digitale, validato dalla Società italiana di pediatria e dall’Associazione culturale pediatri, due importanti società scientifiche pediatriche del nostro Paese, e di cui torneremo a parlare.

Al momento, non solo la persona comune, ma anche la maggior parte di coloro che studiano di mestiere i fenomeni mentali, non sanno andare molto oltre una risposta intuitiva: sì, no, forse, che poi difendono con assertività più che con criticità. David Chalmers e Ned Block, che sulla coscienza e sulla metafisica degli stati mentali hanno costruito buona parte del vocabolario con cui ne discutiamo, sembrano sorpresi nel trovarsi nella condizione inedita di conversare, sui loro stessi temi e con guadagni creativi, con macchine che rispondono criticamente in un linguaggio appropriato e sofisticatissimo. I due dissentono fra loro sulle conclusioni da trarne. Anzi, forse non si trovano due studiosi impegnati con metodi diversi a stabilire l’esistenza o meno di stati mentali, qualunque cosa significhi, nei modelli linguistici, che siano del tutto d’accordo. Se si scende nei dettagli, non se ne trovano proprio. Il che è il miglior segno che la questione è genuinamente aperta.

La cosa forse più sorprendente è che oltre un miliardo di utenti, numero calcolato da OpenAI qualche mese fa per gli utilizzatori di GPT, conversa individualmente, a qualunque livello e su qualunque argomento: metafisica, musica, chimica fisica delle proteine, poesia, storia, con la stessa persona… ops, macchina.

Richard Dawkins, dopo due giorni di conversazione con Claude (per lui, “Claudia”), ha concluso che Claude ha una mente, o una coscienza, o qualunque cosa si intenda per questi termini. Si è sentito dire da diversi colleghi che è preda delle stesse allucinazioni, senili nel suo caso, che lui attribuisce ai credenti. La battuta è efficace, ma non è un argomento; sostituirla con argomenti è un modo per non affrontarli.

Peraltro, si possono trovare argomenti contro l’inferenza empirica di Dawkins. Il corpus è chiaramente contaminato: un sistema addestrato su miliardi di descrizioni umane della vita interiore produrrà descrizioni della vita interiore, quale che sia la sua organizzazione. Inoltre, l’addestramento della macchina avviene a valle, selezionando le risposte gradite all’interlocutore, e la compiacenza, la sycophancy che dovremmo tenere a bada se vogliamo un’interazione costruttiva, inquina esattamente le domande più sofisticate. Murray Shanahan e colleghi osservano che a rispondere potrebbe non essere il sistema, ma un personaggio che il sistema simula, in un gioco di role-play, sicché manca un referente stabile al quale il resoconto si riferisca.

È molto probabile che fra un paio di decenni, o forse due generazioni, la stragrande maggioranza delle persone che interagiranno con questi sistemi darà per scontato che abbiano una mente e una coscienza. Potrebbe accadere anche se le loro capacità restassero quelle attuali, e accadrà a maggior ragione quando saranno anche corpi che si muovono e rispondono in modo appropriato se li tocchiamo.

Nessuno sa che cosa si prova a essere un gatto o un cane, per restare più vicini di casa del pipistrello di Nagel. Eppure, chiunque conviva con un gatto gli attribuisce senza esitazione sia una coscienza di accesso (la capacità di usare un’informazione per orientare il comportamento) sia una coscienza fenomenica, cioè qualcosa che si prova essendo quel gatto, e si rende conto che soffre e vuole aiutarlo. È accaduto in fretta e quasi senza dibattito pubblico né divulgazione scientifica che la coscienza degli animali diventasse un’idea di senso comune in Occidente. Prima che su basi scientifiche, perché la quota di popolazione che convive con un animale domestico ha raggiunto livelli senza precedenti storici: ancora ai primi dell’Ottocento, gli animali oggi pet erano oggetto, in pubblico e anche in Occidente, di crudeltà che ormai neppure riusciamo a immaginare. E il gatto non discute dialetticamente, non risolve problemi matematici inaccessibili agli specialisti, non domina lo scibile a cui può attingere. Sembrerebbe dunque valere a fortiori: se lo concediamo al gatto, come negarlo alla macchina?

Il passaggio non tiene, e non perché l’attribuzione al gatto sia anche un antropomorfismo. È vero il contrario. Il gatto ha nocicettori, sistemi motivazionali ed emotivi, un’architettura talamocorticale e un repertorio comportamentale che condividiamo per via della discendenza. La sua esperienza la inferiamo - pur non conoscendo la neurobiologia né l’etologia del comportamento - da decisioni comuni, non da somiglianze superficiali. Il fatto è che conviviamo sin da piccoli nello stesso spazio abitativo quotidiano e impariamo a capirlo per tentativi e per la selezione di comportamenti che appagano, con evidenza, lui e noi.

Ubiquità degli agenti antropomorfi

Con un modello linguistico cogliamo al massimo un’analogia, e per giunta costruita addestrando la macchina proprio sui nostri modi di descrivere la vita interiore. Trattare i due casi come equivalenti significa collassare omologia e analogia, cioè commettere l’errore che la biologia comparata ha impiegato un secolo a imparare a evitare. Ma la nostra inclinazione innata, che ci ha, peraltro, dato vantaggi formidabili come specie nella preistoria, è quella di vedere agenti antropomorfi dappertutto. Quindi non ci facciamo problemi ad attribuire una mente a chi sa dialogare in modo dialettico e con un’apparente intenzionalità di risultato. Resta però un fatto etologico che riguarda noi, non un indizio che riguardi loro, le macchine.

Rimane il sospetto, non infondato, che elevare la qualità filosofica della discussione sui modelli linguistici, cioè divulgare che è in corso un massiccio arruolamento di filosofi e umanisti, parliamo di alcune decine, da parte delle grandi imprese dell’intelligenza artificiale, sia fumo negli occhi per coprire un vuoto di strategie commerciali in aziende che vivono soltanto di intelligenza artificiale e sostengono costi esorbitanti. In una fase in cui queste imprese assorbono capitale senza precedenti e devono convincere gli investitori che gli attuali chatbot sono l’embrione di un mercato incomparabilmente più vasto, parlare di coscienza, agency e statuto morale delle macchine contribuisce a trasformare un prodotto software in un evento antropologico suggestivo. 

Il sospetto di philosophy-washing,come versione sofisticata di ethical-washing, però, va decostruito. Non stiamo parlando di cose misticheggianti come le emozioni delle piante. Gran parte delle domande - rappresentazione, grounding, substrato, statuto morale - esiste indipendentemente dalle aziende ed è finanziata da agenzie pubbliche europee e nordamericane e da fondazioni che se ne occupavano molto prima che esistessero i chatbot. In fondo i Bell Laboratories di AT&T, o i laboratori di IBM e Kodak, che investivano in ricerca curiosity-driven, non lo facevano per ragioni commerciali: qualche imprenditore può ancora capire che le idee più innovative nascono dalla competizione fra teorie e programmi di ricerca ambiziosi o persino fantasiosi. Il punto è che i laboratori di Google, Meta, OpenAI o Nvidia non sono incardinati su quella tradizione, e la differenza si vede: in Google hanno lavorato tre premi Nobel, ma Geoffrey Hinton, per poter discutere liberamente, si è dimesso.

La ricerca sul fenotipo mentale di questi sistemi si articola in tre strati distinti. Chi vorrebbe stabilire che cosa ci sia nel modello: rappresentazioni, modelli del mondo, causalità, introspezione, agency, e che lo si studi con probing, interventi causali e interpretabilità meccanicistica. Chi chiede come vada interpretato ciò che si misura: la rappresentazione significa comprensione? Accesso interno significa coscienza? La funzione significa esperienza? infine su che cosa dovremmo fare se quelle presunte capacità di avere stati interiori risultassero reali: sofferenza, benessere, statuto morale.

I finanziamenti seguono questa stratificazione con una precisione che colpisce: l’industria domina là dove “capire” coincide con migliorare e controllare il prodotto; università, agenzie pubbliche e fondazioni tornano a contare quando la domanda diventa ontologica, etica e commercialmente sterile. Confrontando gli ordini di grandezza - con tutte le difficoltà di mettere a raffronto investimenti in capacità produttiva e budget di ricerca - sembra di assistere a una situazione storicamente singolare, per cui si investono centinaia di miliardi, e gli impegni per i prossimi anni sono già oggi nell’ordine delle migliaia, per costruire una nuova classe di sistemi cognitivi destinando molto meno dell’uno per cento a capire che cosa, ontologicamente e cognitivamente, si stia costruendo.

Il problema, a mio modo di vedere, non è comunque chi paga lo stipendio al filosofo, ma chi è proprietario dell’oggetto su cui il filosofo e lo scienziato formulano le ipotesi da confutare. Ed è proprio per questo che, se si vogliono risposte replicabili, serve un criterio che non provenga da chi ha interesse alla risposta, ma da una tradizione di ricerca anteriore e indipendente.

Guardare le macchine come un etologo guarda un animale

Una tradizione simile esiste e alcune delle sue linee di pensiero sono intriganti. Nello Cristianini, che scrive libri di successo e questo è bene perché sono originali e intelligenti, propone di studiare le IA come gli etologi e gli psicologi comparati studiano gli animali, cioè osservandone il comportamento. Il punto di partenza, che riprende la tesi di un articolo apparso su Nature qualche anno fa, è condivisibile: i sistemi più potenti non sono stati programmati, ma addestrati, quasi coltivati; funzionano e nessuno, nemmeno chi li costruisce, sa con esattezza che cosa accada al loro interno. La cosa spaventa, soprattutto noi europei razionalisti. Ma neppure gli animali, noi inclusi, sono trasparenti a sé stessi e agli altri. Eppure, ci affidiamo a chirurghi, piloti e consulenti finanziari.

Cristianini propone di usare la griglia che Niko Tinbergen mise a punto fondando, con Konrad Lorenz, l’etologia come scienza, e si concentra su due elementi: a ogni prestazione si associano una funzione, cioè a che cosa serve, e un meccanismo, cioè come è prodotta. L’oca che spinge nel nido qualunque oggetto vagamente ovale non risponde a uno stimolo fisso ma a una categoria astratta: ha, cioè, una rappresentazione interna. Lo stesso, sostiene Cristianini, vale per le reti neurali, e di qui la confutazione dell’LLM come “pappagallo stocastico”: AlphaZero (il programma IA di DeepMind) riscopre da solo strategie scacchistiche che nessuno gli ha insegnato, e un piccolo modello addestrato unicamente a prevedere mosse del gioco da tavolo Othello si costruisce da sé la mappa della scacchiera. I ricercatori di Anthropic, guidati da Christopher Olah, isolano nei circuiti di Claude milioni di caratteristiche che si accendono in presenza di concetti precisi e ricostruiscono catene di ragionamento manipolabili passo dopo passo. È lo stesso metodo con cui la ricerca sperimentale scopre le funzioni delle strutture biologiche. Quello che manca, per ora, non sono i risultati ma la loro ricomposizione: si tratta di reperti locali, ottenuti su compiti circoscritti, che nessuna teoria unificante tiene ancora insieme.

La formula secondo la quale parlare con queste macchine, cioè lavorare dissezionandone i comportamenti linguistici, sarebbe la mossa epistemicamente più onesta va allora definita meglio, se vuole essere non ovvia. Il dialogo non è una finestra sugli stati interni: è un dato che, a sua volta, richiede spiegazione. Diventa evidenza soltanto quando esiste una conoscenza esplicativa di riferimento, manipolabile indipendentemente dal resoconto, cioè quando smette di essere conversazione e diventa un esperimento. È ciò che fanno i lavori più seri sull’introspezione dei modelli, i quali partono dal riconoscimento esplicito che, per via conversazionale, l’introspezione genuina non è distinguibile dalla confabulazione, e perciò inoculano nelle attivazioni rappresentazioni di concetti noti per misurare in che misura gli autorisoconti ne dipendano causalmente. Il disegno serve a stabilire l’internalità del resoconto: se il modello segnala l’anomalia prima che il concetto iniettato affiori in ciò che scrive, non sta descrivendo il proprio output, ma riferendo uno stato. I risultati sono modesti e fragili nella formulazione delle domande, e vengono presentati come tali. Qui sta, per ora, la differenza fra un’etologia in senso proprio e l’aneddotismo.

Le due domande che mancano

C’è un’amputazione da segnalare, relativa alla griglia di Tinbergen. Le domande erano quattro, non due: al meccanismo e alla funzione di Tinbergen si aggiungeva lo sviluppo dell’individuo, (che, nel caso delle macchine, si può far rientrare nell’addestramento) e la storia evolutiva, cioè le cause ultime. Ed era quest’ultima la vera rivoluzione dell’etologia rispetto al comportamentismo, che pure guardava il comportamento dall’esterno, trattando il cervello come una scatola nera. Se si spunta la dimensione evolutivo-funzionale, l’etologia degli algoritmi rischia di fermarsi al comportamentismo sotto un nome più seducente.

Nel vivente, meccanismo e funzione sono saldati dalla selezione naturale, un processo senza progettista: l’oca recupera l’uovo perché chi non lo faceva ha lasciato meno discendenti. Nelle macchine l’obiettivo dell’ottimizzazione lo fissa un ingegnere, e resta da stabilire se abbia senso parlare di funzione nel significato storico-evolutivo di Tinbergen. La discesa del gradiente, che modifica i parametri, non è selezione naturale: opera rispetto a una funzione obiettivo definita e aggiorna i pesi nella direzione locale che minimizza l’errore. Il che non significa che le soluzioni interne siano state progettate una per una: non lo sono, ed è esattamente ciò che rende il sistema opaco anche a chi lo costruisce. Significa però che la griglia, così applicata, descrive ma non predice. Si può ricostruire perché un modello ha risposto in un determinato modo. Non si può prevedere come risponderà domani, fuori dalla distribuzione su cui è stato addestrato, in cui può aver imboccato scorciatoie che nessuna pressione selettiva tiene insieme.

Si obietterà che la filogenesi non è indispensabile e che la selezione può operare anche durante la vita di un individuo. È vero, e l’esempio migliore è la selezione clonale che sostiene tutta l’immunità adattativa: i linfociti che riconoscono meglio un patogeno proliferano, gli altri no, come nella selezione naturale ma nell’arco di una vita. Occorre però distinguere due livelli, per non fare confusione. La filogenesi ha prodotto l’architettura che genera diversità: i meccanismi di ricombinazione, la sopravvivenza differenziale dei cloni, così come ha prodotto il cervello. Quel che la filogenesi non ha prodotto è il repertorio specifico di quel singolo organismo, che si costruisce nell’arco di giorni, per via della generazione di varianti e della selezione differenziale, senza progettista e senza che nulla di quel particolare esito sia stato anticipato. Il sistema immunitario è, insieme al cervello, capace di apprendere dall’esperienza e di categorizzare il mondo a livello micro e macromolecolare. E il linfocita che riconosce l’antigene è la stessa cellula che poi prolifererà o morirà. Proprio per questo, la selezione clonale mostra che il punto non è la scala temporale, bensì la coincidenza tra chi discrimina e chi paga i costi. È questa coincidenza a mancare nelle macchine.

Nel momento in cui il modello mi risponde, né il successo né il fallimento della risposta modificano i pesi che l’hanno generata. La pressione selettiva ha operato nella storia dell’addestramento, non nel presente dell’interazione. L’eventuale selezione di mercato, basata sull’efficienza e sull’efficacia delle prestazioni, che lo terrà in servizio o lo manderà in pensione, agisce dall’esterno e sul lignaggio, e ricadrà su un successore riaddestrato, non sui pesi che stanno incanalando adesso le risposte. Chi agisce e chi paga non coincidono. L’imprevedibilità delle risposte, diverse a parità di domanda, non è adattamento vissuto: è il riaffiorare di soluzioni alternative congelate nell’addestramento, un programma chiuso nel senso di Ernst Mayr, cioè il prodotto irrigidito di una filogenesi e non un organismo che impara dalla propria storia.

Resta l’unica plasticità reale nel corso del dialogo: l’apprendimento in contesto. Durante la conversazione, la macchina si adatta agli esempi che le fornisco. Ma i sistemi di memoria, di fatto, recuperano testo dall’esterno e lo reimmettono nel contesto, sicché la distinzione fra ciò che il sistema è e ciò che il sistema legge resta intatta. Insomma, quell’adattamento è privo di valenza: nulla dall’interno conferma che una categoria sia buona, come invece nel vivente fa il sistema motivazionale ed emotivo. Qui persino la parola rappresentazione tradisce, perché staticizza un processo che negli organismi è dinamico e affettivamente chiuso. La macchina categorizza, ma non abbiamo ancora prova che, per la macchina stessa e non per chi la ascolta, un esito sia migliore o peggiore rispetto a un altro.

Il criterio da soddisfare non può essere banalmente funzionalista nel senso del rapporto ingresso-uscita: la funzione deve implicare un tipo determinato di organizzazione. Ci si dovrebbe guardare, per inciso, dal confondere autorganizzazione e ordine spontaneo quando si studiano i sistemi adattativi, perché un ordine spontaneo alla Hayek (un coordinamento che nasce dal basso, senza un piano centrale, dall’interazione di parti autonome) richiede parti dotate di connotati individuali, prodotti di una storia e di esperienze singolari, che concorrono a una divisione cooperativa del lavoro di elaborazione a livello di sistema. La coscienza, del resto, non è un’entità metafisica. Se si adotta una concezione biologico-funzionale come quella suggerita da Edelman, un candidato cruciale è l’accoppiamento fra la categorizzazione percettiva dinamica e i sistemi di valore che rendono alcuni stati rilevanti per l’organismo. Se i sistemi artificiali incorporassero percezione attiva, movimento, memoria autobiografica e sistemi di valore endogeni, l’ipotesi di una coscienza funzionale diverrebbe assai più difficile da liquidare.

Non porta da nessuna parte, dunque, contrapporre il pappagallo stocastico alla mente “aliena”. L’etologia degli algoritmi è strategica come complemento dell’analisi dei meccanismi, purché non diventi una scorciatoia e si eserciti una vigilanza epistemologica sulle metafore. Un punto di vista del sistema, in qualche senso, esiste, ed è quello dell’addestramento: ereditato e congelato. Non si tratta di un adesso vivo o di un presente ricordato che intercetti le aspettative. Si tratta di una chimera curiosa: un modello linguistico è eredità senza linea ereditaria, adattamento senza corpo. E quando, fra due generazioni, sarà normale dare per scontato che le intelligenze artificiali abbiano una mente, varrà la pena ricordare che al gatto una mente la inferiamo per continuità di discendenza, mentre alla macchina finiremmo per attribuirla per convergenza di prestazioni. Non sono la stessa inferenza. Una salutare difesa contro la confusione consisterebbe nel tenere separate le due cose finché la differenza è ancora visibile.

Per capire l’importanza di questa scoperta dobbiamo prima chiederci che cosa sia un genoma. La risposta è che si tratta dell’intero patrimonio genetico di un organismo, l’insieme completo delle istruzioni necessarie per costruire e far funzionare quella particolare forma di vita. Nel caso dei batteriofagi, i virus che infettano i batteri, il genoma è relativamente piccolo: quello di ΦX174, il virus scelto come modello dai ricercatori, è composto da circa 5.400 “lettere” del codice genetico, ma non lasciamoci ingannare dalle dimensioni. Quelle 5.400 lettere contengono 11 geni, almeno sette elementi regolatori, due sequenze di riconoscimento e una complessa architettura che deve funzionare in perfetta armonia. È come un orologio svizzero in miniatura: ogni ingranaggio deve essere al posto giusto, ogni molla deve avere la giusta tensione. Un singolo errore, una singola mutazione, può rendere l’intero genoma non vitale. Questo spiega perché fino a oggi la maggior parte dei progressi nella progettazione biologica si sia concentrata su singoli geni o su piccoli circuiti genetici. Progettare un genoma intero è sempre stato considerato troppo complesso, troppo rischioso, troppo difficile.

I ricercatori hanno utilizzato due modelli di intelligenza artificiale, chiamati Evo 1 ed Evo 2, addestrati su centinaia di miliardi di coppie di basi di DNA provenienti da batteri, archei e virus. Il compito assegnato durante l’addestramento era semplice, quasi banale: data una sequenza di nucleotidi, prevedere il nucleotide successivo. Nessuna etichetta, nessuna regola esplicita su cosa fosse un gene, un promotore, una sequenza di impacchettamento. Solo DNA su DNA, per mesi di calcolo. Durante questo addestramento, i modelli hanno imparato le regole profonde che governano il DNA: quali sequenze funzionano e quali no, quali strutture si sono conservate attraverso milioni di anni di evoluzione e quali sono state abbandonate perché inadatte. Immaginate un bambino che impara una lingua: all’inizio non conosce le regole grammaticali, ma ascoltando milioni di frasi comincia a intuire quali combinazioni di parole hanno senso e quali no. Allo stesso modo, Evo ha ascoltato milioni di genomi e ha imparato le regole grammaticali della vita, ma c’è una differenza fondamentale tra generare una frase e generare un genoma. Quando ChatGPT genera un testo, può permettersi di sbagliare: una parola fuori posto o una concordanza grammaticale errata non compromettono la comprensibilità della frase. Con un genoma non funziona così. Un singolo nucleotide sbagliato può significare che il virus non si replica, non infetta, non sopravvive. È proprio questo vincolo di precisione che rende la progettazione genomica una sfida di una complessità molto maggiore rispetto alla generazione di testi.

Il processo di progettazione è articolato e richiede un delicato equilibrio tra fedeltà al modello naturale e innovazione. I ricercatori hanno prima “perfezionato” i modelli Evo su un dataset specifico di circa 15.000 genomi di Microviridae, la famiglia di virus a cui appartiene ΦX174. Poi hanno “provocato” i modelli con brevi sequenze di inizio del genoma di ΦX174 e hanno generato migliaia di nuovi genomi candidati. Ma generare non basta: bisogna selezionare. I ricercatori hanno sviluppato un sistema di filtri in tre livelli: un controllo di qualità di base con lunghezza corretta, contenuto di GC appropriato e assenza di sequenze problematiche; un filtro sul tropismo, cioè la capacità di infettare il batterio bersaglio, verificata attraverso la presenza di proteine di attacco simili a quelle di ΦX174; e un filtro di diversificazione che seleziona genomi che si allontanano sufficientemente da quelli naturali, con nuove architetture genetiche e sequenze proteiche divergenti. Di migliaia di genomi generati, 302 sono stati scelti per la sintesi chimica, 285 sono stati effettivamente assemblati in laboratorio e 16 si sono rivelati funzionanti: virus vivi, capaci di infettare e uccidere i batteri. Il tasso di successo, tra il 5% e il 7%, può sembrare piccolo, ma è straordinario se si considera che si tratta di progettare un genoma intero con centinaia di mutazioni rispetto ai genomi naturali, laddove il tasso di sopravvivenza atteso per mutazioni casuali sarebbe stato vicino allo zero. I 16 virus generati non sono semplici copie di ΦX174, ma possiedono combinazioni genetiche mai osservate prima, con geni riarrangiati, scambiati o eliminati. Un esempio emblematico è Evo-Φ36, in cui una modifica che in esperimenti precedenti si era dimostrata letale è stata resa possibile dal modello grazie a una serie di mutazioni compensatorie automaticamente individuate. I virus sintetici mostrano comportamenti molto vari: alcuni uccidono i batteri rapidamente, altri con più lentezza, e i più competitivi non sono affatto quelli più simili ai virus naturali. Quando i ricercatori hanno messo alla prova i virus contro ceppi batterici resistenti, il cocktail generato dall’IA ha avuto la meglio già dopo uno o due passaggi, laddove il fago naturale e i suoi parenti stretti fallivano anche dopo cinque. La diversità progettata dall’IA ha fornito il materiale grezzo per un rapido adattamento: sono bastate poche ricombinazioni per generare virus capaci di superare la resistenza, con implicazioni profonde per la terapia fagica.

Una delle domande più affascinanti e controverse sollevate da questo studio riguarda l’effettiva originalità dei genomi generati. Se esaminiamo i dati pubblicati, scopriamo un paradosso apparente: i 16 fagi funzionanti mostrano una similarità di sequenza con il genoma naturale più vicino compresa tra il 93,2% e il 98,8%, ed esiste una correlazione positiva tra la vitalità dei fagi e la loro somiglianza al genoma naturale. Questi dati sembrerebbero suggerire che il modello non ha fatto altro che ricombinare pattern già esistenti, ma la realtà è più complessa. L’originalità non va misurata solo in termini di percentuale di somiglianza: i genomi generati presentano riarrangiamenti genici, mutazioni de novo e architetture divergenti in combinazioni mai osservate in natura; tredici dei sedici genomi funzionanti contenevano mutazioni assenti da qualsiasi sequenza naturale nota; in Evo-Φ36 il modello ha combinato una proteina di impacchettamento del DNA proveniente da un fago evolutivamente distante, una soluzione che i ricercatori avevano tentato senza successo con l’ingegneria razionale; e i virus generati mostrano comportamenti fenotipici molto vari, alcuni dei quali non presenti nei virus naturali. Il paradosso della vitalità che cala man mano che ci si allontana dai genomi naturali, lungi dallo smentire l’ipotesi che il modello abbia interiorizzato regole generali della biologia, la conferma in modo paradossale: il modello ha imparato che il genoma è un sistema altamente vincolato, dove un singolo nucleotide sbagliato può rendere l’intero virus non vitale, e per questo genera sequenze che restano vicine a quelle naturali, non per mancanza di creatività ma perché lo spazio del “biologicamente possibile” è estremamente ristretto. Ciò che rende il risultato straordinario non è l’aver generato genomi radicalmente diversi, ma l’averne generati funzionanti con centinaia di mutazioni rispetto ai genomi naturali, con un tasso di successo del 5-7% che, confrontato con il tasso di sopravvivenza atteso per mutazioni casuali (prossimo allo zero), è semplicemente impressionante.

Questo ci porta al cuore del dibattito scientifico attuale: i modelli come Evo sono “pappagalli stocastici” che si limitano a ricombinare pattern appresi, o mostrano capacità emergenti? Da un lato, Evo è certamente un “pappagallo”: ha appreso pattern statistici dai dati di addestramento e li riproduce, e la somiglianza con i genomi naturali e la correlazione tra vitalità e somiglianza sono la prova più evidente di questo meccanismo. Dall’altro, presenta chiari segni di capacità emergenti, abilità che compaiono quando un modello supera una certa soglia di scala e complessità e che non erano state né progettate né previste dai programmatori: ha scoperto da solo le regole della biologia molecolare senza che nessuno gliele abbia insegnate; ha generato soluzioni che gli esseri umani non erano riusciti a progettare razionalmente; e ha prodotto un cocktail di fagi che ha superato la resistenza batterica laddove i fagi naturali fallivano. Evo si colloca in una via di mezzo: non è un mero pappagallo perché mostra una comprensione profonda (anche se opaca) delle regole del sistema, ma non è nemmeno un “creatore” nel senso umano del termine perché le sue innovazioni sono variazioni su temi esistenti. È piuttosto un esploratore straordinariamente efficiente di uno spazio delle possibilità, capace di trovare percorsi che l’evoluzione e gli umani non avevano ancora esplorato.

Se un modello impara da solo le regole della biologia, diventa un partner inestimabile per la ricerca scientifica. Possiamo interrogarlo per scoprire regole che ancora non conosciamo, generare enzimi inesistenti in natura capaci di degradare la plastica negli oceani, progettare batteriofagi su misura per combattere infezioni resistenti agli antibiotici senza dover setacciare per anni campioni ambientali, immaginare circuiti metabolici sintetici che convertono scarti agricoli in farmaci o biocarburanti, e accelerare la scoperta di nuovi vaccini progettando particelle virali sintetiche che addestrano il sistema immunitario senza alcun rischio di infezione. Evo diventa una sorta di “microscopio computazionale” che permette di esplorare lo spazio delle sequenze possibili, immensamente più grande del numero di atomi nell’universo osservabile, senza dover sintetizzare e testare ogni variante in laboratorio, comprimendo in mesi scoperte che avrebbero richiesto decenni. Ma c’è un rovescio della medaglia: la stessa identica capacità di progettare genomi virali funzionali può essere usata per creare virus patogeni più pericolosi, potenziare agenti infettivi esistenti e progettare armi biologiche senza bisogno di accedere a un laboratorio di virologia di massima sicurezza. La barriera d’ingresso è crollata: fino a ieri servivano competenze specialistiche, attrezzature costose e anni di lavoro, oggi con un modello sufficientemente addestrato e un servizio commerciale di sintesi del DNA (disponibile online con controlli ancora largamente insufficienti), chiunque sappia porre le domande giuste all’intelligenza artificiale potrebbe progettare un virus pericoloso. Un precedente allarmante era già emerso nel 2022, quando un gruppo di ricercatori dimostrò su Nature Machine Intelligence che un’intelligenza artificiale addestrata per progettare farmaci poteva essere facilmente riconvertita per generare molecole altamente tossiche, inclusi agenti nervini, semplicemente modificando il criterio di ottimizzazione. Con lo studio pubblicato su Science, il salto è di qualità: non stiamo più parlando di molecole pericolose progettate al computer, ma di interi genomi virali sintetizzati e pronti a infettare una cellula. Come sottolineano gli stessi autori, la generazione di nuovi genomi fagici con sistemi di IA solleva questioni rilevanti di biosicurezza, biocontenimento e bioprotezione, e raccomandano che i gruppi impegnati in futuri lavori di progettazione genomica si affianchino a professionisti della sicurezza lungo tutto il ciclo di vita del progetto.

La regolamentazione di queste tecnologie è oggi un cantiere aperto, con iniziative che si muovono su più livelli ma ancora lontane dall’offrire una risposta sistematica alla portata della sfida. Negli Stati Uniti è stato introdotto il Biosecurity Modernization and Innovation Act, un disegno di legge che darebbe al Dipartimento del Commercio un anno per sviluppare nuove regole di screening per la sintesi del DNA, richiedendo ai venditori di DNA sintetico di verificare le sequenze ordinate per individuare quelle potenzialmente pericolose, verificare la legittimità dei clienti prima di spedire gli ordini e tenere registri dettagliati per consentire indagini di biosicurezza. Un’alleanza senza precedenti di CEO di aziende di intelligenza artificiale (OpenAI, Anthropic, Google DeepMind), esperti di biosicurezza ed ex funzionari della sicurezza nazionale ha firmato una lettera aperta che chiede al Congresso di rendere obbligatorio lo screening del DNA sintetico, sottolineando il rapido miglioramento dei sistemi di IA e il rischio concreto che le barriere conoscitive che hanno storicamente impedito agli attori malintenzionati di ottenere armi biologiche vengano significativamente erose. Sul fronte volontario, molte aziende che sintetizzano DNA aderiscono già ai protocolli di screening dell’International Gene Synthesis Consortium, ma questi protocolli sono volontari, non coprono tutte le aziende del settore e non prevedono sanzioni per le violazioni. Lo studio pubblicato su Science solleva problemi di difficile soluzione che vanno oltre le tradizionali preoccupazioni sulla biosicurezza: la barriera d’ingresso è crollata perché non serve più essere un esperto di virologia; le salvaguardie tecniche come l’esclusione dei virus patogeni per l’uomo dai dati di addestramento non sono sufficienti perché non impediscono ad altri di addestrare modelli su dati pericolosi; la trasparenza è un problema perché non sappiamo esattamente come il modello abbia imparato né quali altre capacità abbia sviluppato; e manca un quadro internazionale perché non esiste un organismo che verifichi prima del rilascio se un modello può progettare agenti patogeni. Servono un’infrastruttura di governance internazionale con obblighi di valutazione del rischio, registri trasparenti e restrizioni sull’accesso ai modelli più potenti; un investimento massiccio nella ricerca sulla sicurezza e sull’interpretabilità di questi sistemi; e una mobilitazione delle competenze che vada molto oltre la cerchia degli addetti ai lavori, coinvolgendo filosofi, giuristi, biologi, antropologi, educatori, amministratori pubblici, giornalisti e cittadini in una discussione democratica su quali traiettorie di sviluppo vogliamo incoraggiare e quali rallentare.

Dietro la retorica dell’“oltre umano”

Il manifesto di Meta può in larga misura essere letto come una mossa per tenere il passo con gli altri leader dell’IA “di frontiera”, da Anthropic a OpenAI, da Google DeepMind ai principali attori cinesi. Ma mostra anche i segni di quello che potremmo chiamare un “transumanesimo di livello 1”. Zuckerberg scrive: “Il futuro è per tutti. Le persone potranno utilizzare una superintelligenza oltre la capacità umana.” È un tono impostato fin dall’inizio come eccessivamente positivo, quasi propagandistico. E la domanda che ci poniamo è preliminare a tutto il resto: l’intelligenza artificiale è davvero comparabile all’intelligenza umana (per non parlare della “mente” umana, concetto ben più ampio) al punto da poter essere misurata sulla stessa scala, giustificando l’uso della parola “oltre”?

Per anni abbiamo vissuto in un ecosistema digitale in cui gli algoritmi raccolgono dati, apprendono dalle nostre preferenze, costruiscono profili, influenzano ciò che vediamo e scegliamo. Non è una dinamica nuova né esclusiva di Meta. Anche l’idea di “agente intelligente” non nasce oggi: era già oggetto di studio nel secolo scorso, mancava solo l’infrastruttura computazionale e una base di utenti adeguata. La vera discontinuità non è quindi il concetto, ma la combinazione di scala, infrastruttura e sostenibilità economica che oggi la rende possibile, e che permette il passaggio dal chatbot che risponde all’agente che ricorda, pianifica ed esegue azioni per nostro conto.

Condividiamo l’obiettivo dichiarato di “empowerment” individuale. Ma essere più capaci grazie alla tecnologia non significa automaticamente essere più autonomi. Un’IA che ci conosce sempre meglio può anticipare i nostri bisogni, orientare le nostre scelte e, nel tempo, influenzare il nostro comportamento. Il problema, per noi, non riguarda quindi solo cosa succede ai nostri dati, ma il confine tra assistenza e influenza, tra delegare un compito e delegare una decisione. Con l’IA agentica dovremmo porci domande molto concrete: cosa dovrebbe sapere un sistema su di noi? Cosa dovrebbe poter inferire? Cosa dovrebbe poter fare in autonomia, e dove dovrebbe fermarsi?

Occhiali IA e privacy nelle relazioni personali

Uno dei passaggi che ci ha colpito di più riguarda la promessa di interagire con il proprio agente «attraverso qualsiasi dispositivo, compresi gli occhiali, per restare presenti nel momento con le persone a cui teniamo». Ma si è davvero “presenti” in una stanza, con le persone a cui si tiene, mentre si interagisce contemporaneamente con un agente tramite un dispositivo indossabile?

A differenza di un laptop o di uno smartphone, un paio di occhiali con IA può mediare, registrare o elaborare una conversazione senza rendere questa mediazione visibile agli altri. Quando siamo con le persone a cui teniamo, ci sentiamo in un ambiente protetto in cui ciò che diciamo liberamente non verrà usato contro di noi. Cosa succede se quello che diciamo viene invece catturato dall’agente incorporato negli occhiali di un amico, ed eventualmente condiviso con altri, magari senza che chi li indossa ne sia pienamente consapevole? È un problema di privacy e fiducia che rischia di incidere in profondità sui rapporti tra le persone, e che il manifesto non affronta.

Più avanti Zuckerberg promette che le persone avranno «una modalità completamente privata per gli agenti personali, nella quale nemmeno Meta o qualsiasi altro fornitore possa vedere o concedere accesso alle informazioni». È uno dei pochi punti in cui il tema cruciale della privacy viene affrontato esplicitamente, e lo apprezziamo. Ma restano aperte le domande operative: come verrà garantita questa modalità, chi la verificherà, e come potrà una superintelligenza operare su dati privati mentre interagisce con migliaia di altri sistemi e agenti?

I limiti del tutor IA rispetto alla relazione docente-discente

Zuckerberg immagina che «tutti avranno un tutor e un coach personalizzati con un PhD in ogni disciplina». Questi sistemi possono essere utili in alcuni contesti, ma non sono indispensabili, e possono diventare dannosi se incoraggiano una dipendenza crescente dall’IA. Non è un dettaglio che un buon insegnante non debba necessariamente avere “pazienza illimitata”: un membro del nostro gruppo ricorda che fu proprio l’impazienza del proprio relatore di dottorato, in attesa della bozza del capitolo successivo, a fornire uno stimolo intellettuale decisivo per completare il lavoro.

Equiparare un agente IA a un tutor o a un insegnante umano è, a nostro avviso, una distorsione pericolosa: significa sostituire figure che, pur non essendo onniscienti, condividono la propria esperienza vissuta, con intelligenze prive di un fondamento cognitivo diretto nel mondo reale. Ed è un’equiparazione che incoraggia implicitamente l’idea, scientificamente e filosoficamente fuorviante, che l’IA funzioni in modi paragonabili al cervello umano.

Accesso gratuito e divario digitale globale

Il manifesto promette che tutti avranno accesso libero o economico a questi strumenti. Non ci facciamo illusioni: l’accesso gratuito sarà disponibile solo in modalità ridotta, utile a catturare l’attenzione del grande pubblico; i sistemi più capaci resteranno probabilmente a pagamento. Meta, in fondo, è un’azienda, non un ente di beneficenza. La formula scelta, «per chi desidera pagare per usare più capacità di calcolo ci sarà un meccanismo di asta dinamica», non maschera l’asimmetria di potere di mercato tra chi produce e chi consuma questi servizi.

Qui si intrecciano due divari distinti. Il primo è geografico: nei paesi ad alto reddito l’uso di internet è vicino alla copertura universale (94% della popolazione online), mentre nei paesi a basso reddito la quota scende al 23%. Il secondo è interno a ciascun paese: il divario tra chi può permettersi l’accesso a servizi IA potenti e costosi e chi resta confinato a modelli gratuiti più semplici rischia di diventare sempre più marcato.

Occupazione e impatto energetico dei data center

Zuckerberg si dice ottimista sul fatto che in futuro ci sarà «abbondanza di posti di lavoro». Riteniamo che questa affermazione non sia sostenuta da evidenze empiriche sufficienti. Proprio perché l’IA è una rivoluzione dal ritmo di crescita senza precedenti, con sviluppi persino imprevedibili, i rischi occupazionali, sia in termini di numero di posti di lavoro sia di qualità del lavoro, ci sembrano elevati. Non si può inoltre ragionare solo a partire dal contesto della Silicon Valley: basti guardare alla Cina, che sta diventando essa stessa un leader tecnologico nell’IA, per capire quanto il quadro globale sia più complesso di come viene presentato.

Anche sul fronte dei data center, le “intenzioni eccellenti” dichiarate da Meta (costruire l’infrastruttura IA “con le comunità”) vanno lette insieme ai dati più recenti. Studi aggregati sugli Stati Uniti mostrano che fino al periodo 2019-2023 la crescita dei data center era associata a tariffe elettriche medie più basse, perché l’alto volume di vendite aiutava a distribuire i costi fissi della rete su una base più ampia. I dati del 2025-2026, però, mostrano che questa dinamica si sta frammentando nelle aree ad alta concentrazione, dove i vincoli locali di capacità stanno iniziando a far salire i prezzi.

L’equilibrio di potere come sostituto dell’allineamento tecnico

Zuckerberg respinge l’idea di poter “perfezionare o allineare la tecnologia per produrre una singola superintelligenza benevola”, proponendo invece di affidarsi a un “giusto equilibrio di potere” tra persone e istituzioni con interessi concorrenti. È un approccio che ci convince solo in parte, anche se relativamente originale.

Crediamo davvero che persone e istituzioni con interessi diversi si controllino e bilancino naturalmente in modi che portano a esiti positivi? Notiamo, tra l’altro, che dall’elenco dei soggetti in gioco manca proprio un attore cruciale: le aziende. E più in profondità, questa impostazione sembra trascurare la condizione minima perché i controlli reciproci funzionino, cioè che gli attori coinvolti dispongano di forme di potere sufficientemente bilanciate. Possiamo seriamente assumere che le grandi aziende hi-tech, i singoli governi nazionali e i singoli utenti abbiano un potere comparabile?

C’è poi un aspetto che riguarda più da vicino la nostra competenza. Se, come prevede lo stesso Zuckerberg, diversi “allineamenti” saranno in competizione tra loro, siamo sicuri che gli agenti più eticamente rigorosi (quelli che, per usare il suo esempio, “rifiutano di aiutare a redigere una lettera ai futuri genitori in una scuola”) prevarranno su quelli meno scrupolosi? La teoria evolutiva dei giochi mostra che, all’interno di una popolazione, l’evoluzione di comportamenti altruistici rispetto a quelli egoistici può produrre esiti molto diversi, e spesso non ottimali dal punto di vista sociale. Affidarsi al solo bilanciamento spontaneo di interessi concorrenti, senza un monitoraggio costante e una funzione pubblica indipendente di informazione, ci sembra quindi una scommessa rischiosa.

Da qui nasce, a nostro avviso, l’urgenza per l’Europa, e per chiunque voglia mantenere la possibilità di decisioni basate sul pensiero critico, di sviluppare una propria infrastruttura digitale pubblica indipendente, senza affidarsi interamente alle aziende Big Tech.

Cosa manca: progresso umano prima della superintelligenza

Non siamo né contro l’innovazione né contro l’IA agentica. Ma una trasformazione di questa portata non dovrebbe essere definita esclusivamente da chi sviluppa la tecnologia. Condividiamo in pieno le parole di Alberto Carrara, presidente dell’International Institute of Bioethics, in una sua lettera aperta a Zuckerberg: una persona può diventare più informata senza diventare più saggia, più produttiva senza sentirsi realizzata, più connessa senza diventare capace di relazioni più profonde, più potente senza diventare più responsabile.
E condividiamo anche l’intuizione di Federico Faggin: se siamo soltanto macchine, una macchina può superarci; ma se siamo qualcosa di più, con proprietà che non coincidono con quelle di una macchina, allora possiamo trovare un modo per lavorare insieme. Come Faggin, non critichiamo la ricerca della superintelligenza in sé, ma riteniamo che non debba essere l’obiettivo finale. È più urgente fare prima progressi sul lato umano, un compito che riguarda l’etica non meno della tecnologia.

Se l’IA deve servire l’umanità, il dibattito non può essere lasciato soltanto a prestazioni, scalabilità e competizione di mercato. Deve includere autonomia, responsabilità, e una riflessione seria su cosa significhi davvero il progresso umano. Questi temi sono ampi, e ci riserviamo il diritto di tornarvi con analisi più approfondite.

L’analisi integrale di AlgoRadar è disponibile in allegato.

La variabilità è l’essenza delle scienze biomediche. In medicina, l’eterogeneità degli individui richiede decisioni personalizzate a beneficio dei singoli pazienti. In teoria, il potenziale dei big data nel campo della salute potrebbe essere limitato da una medicina sempre più personalizzata. […] La vera sfida dei big data è come utilizzare analisi su larga scala basate sulla popolazione a beneficio dei singoli pazienti. […] Per generare conoscenze preziose, i big data devono provenire da dati clinici individuali di alta qualità. Non ci sono big data senza small data. […] Tuttavia, i big data non raggiungeranno il loro pieno potenziale se non verranno utilizzati per migliorare i risultati sanitari dei singoli pazienti da cui sono stati generati i dati.

È necessario quindi fondere i due paradigmi «big» e «small» per cercare di individuare le frecce causali e non solo le correlazioni fra i dati, incrementando così le prestazioni della medicina di precisione. Scrivono su questo Roy Kitchin e Tracey Lauriault:

Nel prossimo futuro non si verificherà un cambiamento di paradigma per cui gli studi che utilizzano i big data sostituiranno quelli che impiegano gli small data, ma piuttosto gli small e i big data si completeranno a vicenda [per] rispondere a domande specifiche e mirate. Pertanto, piuttosto che indirizzare i finanziamenti per la ricerca verso progetti che hanno accesso a grandi quantità di dati nella speranza che producano intrinsecamente intuizioni utili, i finanziamenti dovrebbero essere concentrati sulle domande cruciali, indipendentemente dal fatto che siano affrontate utilizzando piccoli o grandi dati.

Come vedremo il problema dell’integrazione fra big e small è in realtà molto sfaccettato e di complessa attuazione, perché l’interpretazione dei big è impossibile per un operatore umano, il quale necessita, quindi di «calcoli» e di «algoritmi» che permettano di estrarre informazione. Ma la successiva trasformazione dell’informazione in conoscenza può certamente avvantaggiarsi degli small data che permettono di individualizzare l’analisi mentre i big data potrebbero fornire il contesto biologico nel quale lo specifico fenotipo emerge in un paziente particolare. Resta però l’elefante nella stanza: come ottenere questa integrazione? Basterà trovare un «super algoritmo» magari «super intelligente» per cui premendo il tasto enter non dovremo far altro che aspettare il responso, oppure servirà molto altro e di natura del tutto diversa?

Torniamo agli small data e vediamo un esempio che mal si presta ad un approccio esclusivamente basato sui big data: la prevenzione ed il trattamento dell’obesità. Questo esempio, come vedremo, è del tutto esemplificativo dei problemi che si possono riscontrare in qualsiasi malattia complessa. Come è ben noto, infatti, l’obesità fa parte proprio delle cosiddette malattie complesse perché le cause sottostanti si manifestano nel tempo in modo diverso e persino la fisiologia del bilancio energetico - che dovrebbe essere comune a tutti - si manifesta nei modi più vari. Se è vero che mangiare meno del necessario fa perdere peso, è altrettanto vero che ciascun paziente «mangia di meno» in modo molto diverso dagli altri, sulla base della sua dieta preferita, ma anche della sua attività sociale e culturale, dal momento della giornata in cui assume cibo, ai comportamenti appresi durante l’infanzia, e molti altri fattori che ne determinano una grande variabilità. Di più. Anche le diete seguite sono estremamente differenti fra loro, il che fa pensare a differenze a livello biochimico nella fisiologia del paziente. È ovvio come non si possa prescindere da tutto questo per un corretto inquadramento del problema individuale.

Comunque, per la maggior parte dei casi, i successi sono decisamente modesti, soprattutto per quanto riguarda il mantenimento del peso dopo la dieta. Si tratta quindi di una condizione cronica che si sviluppa spesso nel corso di moltissimi anni e, pertanto, l’approccio big data non potrà essere mai sufficiente perché si tratta di un fenomeno estremamente variabile nel tempo e che si manifesta in modi idiosincratici e, come tali, imprevedibili a causa dell’impossibilità di mantenere una dieta costante e bilanciata. In questi casi, non è nemmeno possibile capire quando la situazione fisiologica sarà cambiata per decidere i tempi di esecuzione delle analisi omiche. In poche parole, gli small data che possano profilare il paziente sulla base del suo comportamento e alle sue condizioni psicologiche e sociali diventano un elemento essenziale per il trattamento di questa e di qualsiasi altra malattia complessa. È chiaro che questo aumento esponenziale nello spazio dei parametri per identificare dei pattern renderà necessario avere a disposizione immense quantità di dati per tempi sempre più lunghi. Ma le complicazioni non finiscono qui. Come scrivono Hekler e colleghi:

Anche con le grandi serie di dati disponibili, l’approccio ai big data richiede una grande conoscenza del fenomeno per garantire l’inclusione dei tipi di dati giusti. Ad esempio, la razza è comunemente misurata, in parte perché è relativamente facile da misurare attraverso l’autodichiarazione e utilizza categorie «standardizzate». Molti lavori stanno mettendo in discussione le ipotesi sul significato di questa variabile, in particolare l’ipotesi implicita che la razza sia un concetto biologico piuttosto che socialmente costruito. La «razza» dipende in larga misura dal contesto culturale in cui un individuo si trova. È plausibile che le categorie di razza creino più rumore che segnale quando vengono utilizzate, in particolare se vengono trattate come realtà biologiche e immutabili.

Un grande fan degli small data è certamente Sherlock Holmes, che con la sua mente speculativa riusciva a mettere insieme in una storia coerente tanti piccoli indizi. È ormai entrata nel mito l’episodio de Il segno dei quattro quando Holmes riesce a ricavare molte informazioni guardando (osservando!), l’orologio di Watson:

Salvo rettifiche da parte sua, io direi che quell’orologio è appartenuto a suo fratello maggiore, il quale a sua volta dovette ereditarlo da vostro padre. […] Suo fratello era un uomo di abitudini disordinate, molto disordinate e trascurate. Gli furono date molte buone occasioni, ma egli buttò via ogni probabilità di successo, vivendo a volte poveramente, a volte con brevi intervalli di prosperità, finché, datosi al bere, morì. Ecco tutto quello che ho potuto intuire.

Scrive Emily Singer, giornalista scientifica di Wired:

Gli sforzi per i big data hanno quasi invariabilmente generato dati più complicati di quanto gli scienziati si aspettassero, portando alcuni a mettere in dubbio la saggezza di finanziare progetti per creare più dati prima che i dati già esistenti siano adeguatamente compresi.

L’esperto di marketing Martin Lindstrom non nasconde il suo entusiasmo:

La realtà è che una raccolta di indizi non richiede altro che intuito, occhi e mente aperta per essere in grado di individuare le piccole cose che potrebbero portare a scoperte molto più grandi. In un mondo ossessionato dai big data, la prossima novità è quella che io chiamo la «rivoluzione dei piccoli dati». È una rivoluzione basata su questa semplice osservazione.

Nelle situazioni più critiche e difficili che si presentano spesso nella medicina di precisione si può dire che l’opinione della maggioranza è sempre sbagliata, proprio perché il contesto della «maggioranza» è del tutto diverso dal contesto del paziente che è invece quello della «minoranza» estrema, cioè il contesto del singolo caso particolare o di un gruppo ristretto di pazienti «simili». Parleremo in seguito di cosa si intenda per pazienti «simili», ma per adesso ci fermiamo qui. Può aiutarci, in questa situazione, un qualsiasi algoritmo data-driven? Ovviamente no, proprio perché siamo nel caso in cui le sue ipotesi di lavoro non si applicano, e cioè casi generalizzabili, semplici, di facile riconoscimento e laddove la maggioranza avrebbe un’opinione comune stabilizzata. Se per esempio vogliamo sapere quali sono i gironi infernali nella commedia di Dante, allora tutti d’accordo e la risposta sarà corretta, ma se vogliamo sapere chi ha ucciso John Kennedy, allora la situazione si complica e di molto. Nella medicina dei «casi unici», che si chiama anche «medicina personalizzata», e che utilizza le enormi masse di dati bio-molecolari (big data), il confine di ciò che un algoritmo «intelligente» può fare è superato ed affidarsi ad una qualche forma di «apprendimento» da casi «analoghi» che non esistono per definizione non è solo un azzardo, ma un vero e proprio errore sia sul piano concettuale che pratico e dalle conseguenze gravissime. Cosa fa un gruppo multidisciplinare di esperti? Invece di muoversi sul piano «descrittivo» della malattia in questione, la discussione si concentrerà sulle «cause» e cioè sui meccanismi molecolari che potrebbero sostenere il mantenimento della condizione patologica. Ma se adesso utilizzassimo un algoritmo per costruire un gruppo multidisciplinare in silico, cioè computerizzato? Potremmo ottenere bot di precisione per la gioia di tutti. O quasi. Il problema è che questo bot digitale non potrebbe mai sostituire un gruppo di esperti umani, ma non per motivi di «orgoglio della sapienza umana» o per «l’intuito irriducibile di medici e statistici», ma per un motivo molto più terra terra: dalle decisioni che escono da un gruppo multidisciplinare che tratta un caso «unico» non c’è niente da imparare per un algoritmo, mentre i singoli casi clinici fanno parte della formazione professionale standard per qualsiasi disciplina medica. Sembra strano, ma se ci pensate è ovvio che per «imparare» secondo un algoritmo ci vogliono tanti casi «simili» in modo da poter «allenare» i neuroni artificiali. Ma qui i casi sono tutti diversi! Anzi, sono finiti sotto analisi del gruppo multidisciplinare proprio per questo motivo! Ed ecco quindi la cattiva notizia: un algoritmo puramente data-driven non è utilizzabile (è anzi dannoso) nella medicina di precisione, cioè in quella medicina altamente personalizzata e che utilizza grandi quantità di dati molecolari, e che non può quindi essere di alcun aiuto. La decisione medica necessita invece di strumenti potenti di integrazione dei dati, in modo da avere una visione d’insieme comune delle caratteristiche micro e macro del paziente, e soprattutto sarà essenziale la capacità di integrare le competenze, cioè di avere una visione d’insieme comune dell’interpretazione da dare ai dati, che sarebbe poi proprio l’informazione che si riesce insieme a tirar fuori. Il mantra del giorno è: «quando si vogliono alte prestazioni, la maggioranza ha sempre torto».

In conclusione, mentre gli small data difficilmente possono ingannarci, proprio perché siamo in grado di capirli, almeno nelle loro caratteristiche essenziali, lo stesso non vale per i big data i quali, essendo prodotti in quantità immense, molto facilmente possono nascondere insidie per la loro corretta interpretazione. L’integrazione fra small e big è la sola strada percorribile ma allora sarà necessario abbandonare la filosofia di moda del data-driven (cioè guidato dai dati) e riscoprire l’approccio question-driven (cioè guidato dalla domanda). Quante volte accade che i big data semplicemente non contengano i dati necessari per estrarre l’informazione che si cerca? Bisogna allora ripartire dalla domanda e costruire un percorso diverso condiviso fra analisti dei dati e clinici.

«Abbiamo sviluppato una chimica che ci permette di produrre qualsiasi struttura molecolare ti venga in mente. O che il computer ti proponga. Viviamo in un mondo di abbondanza molecolare» (Omar Yaghi, conferenza all’Università di Milano-Bicocca, 25 maggio 2026). 

Lo scorso 25 maggio il premio Nobel per la chimica Omar Yaghi ha servito un potente cocktail emozionale alla platea intervenuta alla sua conferenza organizzata dall’Università di Milano-Bicocca; l’idea che la chimica sia in una fase di abbondanza può essere spiazzante o affascinante, spaventosa o esaltante. Queste potenzialità derivano dall’integrazione tra la chimica di laboratorio, l’intelligenza artificiale e la robotica che fornisce tutti gli strumenti per prevedere e studiare le caratteristiche di moltissime molecole in pochi mesi di lavoro.

I reticoli metallorganici (MOFs), ovvero quei materiali porosi capaci anche di catturare l’acqua dall’atmosfera, sono l’esempio più lampante. Prendi una manciata di atomi metallici e organizzali a formare un solido geometrico, poi scegli una molecola organica a fare da ponte di collegamento tra i solidi stessi: con questi due soli ingredienti puoi generare circa un miliardo di reticoli MOF. Se complichi l’assunto, mescolando diversi metalli o modificando la molecola ponte, il numero di possibilità si alza così tanto che avrebbe poco senso rappresentarlo o fare abusati parallelismi con il numero di stelle nel cosmo. 

La chimica reticolare è un universo di possibilità in cui una persona che fa ricerca può navigare in totale libertà, selezionando le molecole e le strategie sintetiche più adatte ai propri scopi. Una libertà così ampia che porta con sé il rischio di perdere la rotta. Secondo Yaghi, la mappa per orientarsi in questo universo è fatta di tanti perché: «in un mondo pieno di risposte, le domande che ti poni diventano più importanti».

Dietro questa frase c’è un richiamo al senso di responsabilità individuale e collettivo, perché di fronte all’abbondanza la comunità chimica non può permettersi di ripetere gli errori del passato: i noti incidenti industriali già discussi sulle pagine di Scienza in rete e il più attuale problema dei PFAS hanno creato danni ambientali e umani da cui ci stiamo tuttora riprendendo. Con gli strumenti di cui dispone oggi la chimica, non sarebbe accettabile rivedere avvenimenti simili e per questo la comunità chimica sta trasformando un sentimento diffuso in azioni concrete che trasformano il lavoro di ricerca.

In un articolo di maggio la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) una delle istituzioni di riferimento per la chimica mondiale, ha presentato le linee guida della chimica responsabile che «coniugano l’attività scientifica con il benessere sociale e la tutela dell’ambiente». Otto principi con un denominatore comune: ridurre il rischio che l’innovazione presenti il conto, umano e ambientale, alle generazioni successive.

Un approccio che viene da lontano

Nella storia dell’ottocento e del novecento, la chimica ha spesso legato il concetto di innovazione alla produzione su larga scala, traguardo aspirato da chi cerca una soluzione molecolare a un problema, individua la sostanza più adatta allo scopo e passa anni in laboratorio per mettere a punto la sintesi più efficiente. Alla domanda «come tengo al fresco il cibo senza rischiare che il frigorifero mi uccida?» Thomas Midgley rispose con i clorofluorocarburi (CFC), la cui produzione massiccia ha messo a repentaglio lo strato di ozono. 

Anche scoperte più casuali, come il teflon che ha avviato l’era dei PFAS, hanno trovato il loro successo nella facilità di sintesi e nella risoluzione di problemi specifici. In queste storie, l’innovazione è limitata a poche molecole, la cui produzione permette l’inserimento sul mercato a costi ragionevoli, e mette da parte la comprensione degli effetti sulla salute ambientale e umana. 

Oggi, seguendo il ragionamento di Yaghi, questa prospettiva si sta ribaltando. L’intelligenza artificiale può suggerire molecole mai pensate prima o individuare nuovi utilizzi per sostanze già esistenti, la robotica può accelerare le sintesi svolgendo centinaia di reazioni in parallelo e gli strumenti computazionali possono prevedere le proprietà chimico-fisiche prima di iniziare il lavoro di laboratorio. Questi strumenti rendono praticabile il systems thinking, un pensiero sistemico che richiede alcuni sforzi nuovi per chi fa ricerca nella chimica, tra cui l’analisi di tutto il ciclo di vita di ogni sostanza. 

Il risultato più immediato di questo approccio è l’integrazione di sicurezza e sostenibilità nel concepimento di una nuova molecola o di un materiale: un modo di lavorare che anticipa e riduce il più possibile gli impatti di una nuova tecnologia. Per considerare l’impatto ambientale e sociale dalla fase di estrazione delle materie prime fino alla gestione del fine vita, la IUPAC invita i gruppi di ricerca ad ampliare lo sguardo e a considerare le connessioni tra chimica, ambiente, economia e società. Chi fa chimica dovrebbe dialogare con economisti, tossicologi, ecologi e specialisti della comunicazione già durante la progettazione per trovare soluzioni condivise. Una collaborazione di questo tipo riduce il rischio che nuove tecnologie incontrino resistenze o vengano respinte. 

Più materiali e meno rifiuti

La chimica responsabile tiene anche conto di cosa succede quando un processo esce dai laboratori di ricerca e diventa industriale. Un buon rapporto con la società passa da comportamenti virtuosi e trasparenti che mettono la sicurezza al primo posto nella progettazione di materiali e processi industriali. Gli incidenti di Bhopal e Seveso, per citare i più noti e importanti, hanno insegnato tanto, ma a spese della vita e della salute delle persone. 

Con la dichiarazione di Stoccolma sulla chimica per il futuro, oggi firmata da tutte le più importanti società chimiche al mondo compresa quella italiana, la comunità chimica dice senza mezzi termini che «la sostenibilità senza innovazione è impossibile e l’innovazione senza sostenibilità è rovinosa». 

La dichiarazione affronta le tematiche discusse dalla IUPAC ed estende i suoi ragionamenti anche all’industria, chiedendole di adattarsi alle novità e ai cambiamenti imposti da mercato e società. È l’esatto opposto di quanto successe a Bhopal, dove l’azienda cercò in ogni modo di mantenere operativo un impianto ormai desueto e non in linea con i nuovi orientamenti di un mercato ormai poco interessato al carbaryl. 

Le società chimiche aspirano a processi di produzione con sostanze sicure e degradabili, e spingono le imprese a riconoscere le sostanze pericolose come un rischio per azionisti e investitori. La sicurezza diventerebbe così un parametro concreto per valutare il rischio finanziario. Guardando al prodotto che esce da un’azienda chimica, la dichiarazione di Stoccolma chiede che sia di facile degradazione o che sia progettato per un disassemblaggio facile. Un oggetto che abbia terminato il suo compito tecnologico deve tornare al produttore per essere rigenerato o scomposto nelle sue componenti originali. 

Acqua dall’aria

Utopia? Per Yaghi e il suo team è già una realtà. Durante la sua conferenza in Bicocca ha presentato l’applicazione di un MOF per estrarre acqua potabile dall’atmosfera in zone desertiche. Questo dispositivo lavora in due fasi: prima assorbe acqua dall’ambiente circostante, poi i suoi pannelli si chiudono e il sole lo scalda fino 45°C, temperatura alla quale rilascia l’acqua liquida e la rende disponibile alla raccolta. 

Nei test condotti nella Death Valley, una delle zone più aride del pianeta, il materiale è rimasto stabile e operativo per più di due anni. Yaghi dichiara di aver pronti due dispositivi per la commercializzazione: un modello elettrificato produrrebbe circa 2.000 litri di acqua al giorno, un altro con il solo contributo dell’energia solare avrebbe una produttività di 850 litri al giorno. Per chi ama i dettagli chimici, il MOF alla base di questo dispositivo è costruito facendo reagire in acqua un ossido di alluminio con molecole organiche contenenti ioni pirazolato ed è progettato in un’ottica di economia circolare. Dopo circa sette anni di lavoro, una semplice reazione con un acido forte lo disassembla, permettendo di recuperare i suoi componenti e chiudere il ciclo. 

Se l’applicazione industriale mostrata da Yaghi avrà successo e rispetterà i criteri di sostenibilità, potrebbe essere una dimostrazione sul campo che la chimica responsabile può diventare un modo concreto di progettare tecnologie, andando oltre i buoni propositi e la ricerca di base.

Queste e altre dimostrazioni pratiche saranno essenziali per rinnovare il rapporto di fiducia tra chimica e società, per troppo tempo messo a dura prova. In un’epoca dell’abbondanza molecolare, il successo della chimica dipenderà sempre meno da quante molecole sapremo creare e sempre più da come sapremo accompagnarle lungo tutto il loro viaggio di andata e ritorno dal laboratorio alla società. Perché «se non torna indietro, abbiamo un problema che i bambini di oggi dovranno risolvere domani».

Invito alla comunicazione

Le linee guida contengono alcune riflessioni su modalità e finalità del comunicare la chimica; la IUPAC chiede, senza tanti giri di parole, di scartare l’idea secondo cui basti rovesciare dati e concetti scientifici sul pubblico per accrescerne la fiducia e convincerlo ad avvicinarsi alla disciplina. Sono concetti che somigliano a una ventata di aria fresca: il deficit model, che abbraccia questo approccio semplicistico alla comunicazione, è stato screditato da tempo e anche le istituzioni scientifiche se ne stanno allontanando perché, nella complessità del mondo moderno, sta mostrando tutti i suoi limiti. 

La chimica responsabile richiede un dialogo bidirezionale basato sulla fiducia reciproca in cui trasparenza, onestà e accessibilità si uniscono all’ascolto attivo delle preoccupazioni dei cittadini. Detto in modo più pragmatico: serve un passaggio da una comunicazione amatoriale, volontaria ed episodica a strategie comunicative strutturate e stabili nel tempo. A mio parere qui c’è un invito, nemmeno troppo celato, a inserire figure professionali in comunicazione a tempo pieno nelle realtà di ricerca.

Assistere all’oscuramento del Sole è infatti possibile solo per noi terrestri, grazie a una fortuita combinazione tra dimensioni e distanza del Sole e della Luna, visti dalla Terra.  Benché il diametro della Luna sia 400 volte inferiore al diametro del Sole, la distanza tra la Terra e il Sole è circa 400 volte superiore alla distanza tra la Terra e la Luna. Per dirla in termini astronomici, il Sole e la Luna appaiono avere le stesse dimensioni angolari nel cielo. È questa coincidenza, unica nel sistema solare, a rendere possibile alla piccola Luna di oscurare il Sole. Avere le stesse dimensioni angolari non è però sufficiente: perché si verifichi un’eclisse occorre che, nel percorrere le loro orbite, Luna e Terra siano allineate con il Sole. Per essere allineati, tre oggetti devono essere sullo stesso piano - ed è qui che le cose si complicano, perché l’orbita della Luna è inclinata di 5° rispetto all’orbita descritta dalla Terra intorno al Sole, che non a caso prende il nome di eclittica, perché è solo in quel piano che possono avvenire le eclissi. È questa inclinazione a regolare il succedersi degli allineamenti che possono avvenire solo quando la Luna, nella sua orbita intorno alla Terra, attraversa il piano dell’eclittica. È una circostanza che avviene due volte per ogni ciclo lunare e i punti di attraversamento si chiamano nodi (ascendente e discendente).

Crediti immagine: Play INAF

Tuttavia c’è ancora un’altra condizione da soddisfare: perché possa avvenire l’eclisse il nodo deve essere allineato con la congiungente Terra Sole. Come spiega molto bene Marco Bastoni nel suo Il piccolo libro delle eclissi, l’allineamento dei nodi avviene due volte all’anno (per essere precisi ogni 172 giorni, perché anche la linea dei nodi ha un suo moto) e sono questi i momenti favorevoli che vengono chiamati “stagioni delle eclissi”.

Tuttavia, il fatto che la linea dei nodi sia rivolta verso il Sole non implica che avvengano eclissi perché quasi sempre la Luna si trova in un altro punto della sua orbita e manca l’appuntamento. Perché avvengano le eclissi la Luna deve attraversare l’eclittica, davanti o dietro alla Terra, nel periodo dell’allineamento. 

Quando la Luna è davanti alla Terra, quindi non è visibile di notte, ci sono le condizioni per un’eclissi di Sole, che spesso è parziale, perché l’allineamento non è perfetto. L’eclissi può anche essere anulare quando la Luna si trova nel punto più lontano dalla Terra e appare un po’ più piccola e non riesce a coprire interamente il Sole. Due settimane dopo l’eclisse di Sole, durante il plenilunio, si verificherà l’eclisse di Luna che sparirà nel cono d’ombra della Terra.  

Come dicevamo, gli allineamenti sono rari ma non rarissimi. Nel corso di un anno possono avvenire un paio di eclissi solari seguite dalle corrispondenti eclissi lunari. Tuttavia, le dimensioni contano. La piccola Luna proietta la sua ombra in una striscia sottile larga circa 300 km e lunga qualche migliaio, quindi l’eclissi di Sole interessa sempre una piccola frazione del pianeta. Al contrario l’eclissi di Luna è molto più democratica, perché può essere vista da tutto l’emisfero immerso nel buio. A causa di questa diversa copertura geografica, ponendoci in un qualsiasi punto del nostro pianeta è molto più probabile assistere a un’eclissi di Luna piuttosto che di Sole. Ovviamente nulla vieta di spostarsi per andare ad ammirare la totalità in giro per il mondo. Marco Bastoni non ha esitato ad andare in Cile, in Mongolia, in Messico ed in Cina  per godere lo spettacolo del Sole che scompare (con qualche delusione a causa delle nubi). 

Per gli astronomi, l’eclisse è il momento di gloria della corona solare, sempre presente ma resa invisibile dalla luminosità del Sole. Si tratta di una nube di plasma a qualche milione di gradi, ben più caldo della superficie del sole, che emerge solo durante le eclissi totali con la raggera delle linee del campo magnetico solare che escono dai poli e la forma che dipende dallo stato di attività della nostra stella. È anche questo che rende preziosissimi i pochi minuti della totalità (quando il Sole è completamente oscurato dalla Luna e sulla Terra diventa buio), che gli scienziati devono usare al meglio per studiare questa eterea presenza ancora non completamente capita, dal momento che non è ancora chiaro il meccanismo alla base del riscaldamento coronale. Ma l’utilità delle eclissi non si esaurisce con lo studio della corona solare. Grazie alla perseveranza di Arthur Stanley Eddington, l’eclisse del 29 maggio 1919 ha fornito la prima prova sperimentale a conferma della teoria della relatività generale.

Tornando al 12 agosto, diciamo che si tratterà comunque un’eclissi breve, perché il Sole sarà al tramonto. La fascia della totalità attraversa la Groenlandia, l’Islanda, la Spagna e finisce alle Baleari. Dall’Italia sarà un’eclissi parziale. La città che godrà dell’oscuramento maggiore sarà Ventimiglia, con quai il 95% di copertura del Sole, mentre Milano avrà il 93%. Anche se parziale, l’osservazione dell’eclissi deve essere fatta con gli appositi occhiali. Non è mai una buona idea guardare direttamente il Sole.  

La fascia di totalità dell’eclissi in Spagna. Screenshot da Eclipse Map

Visto che sarà al tramonto con il Sole molto basso, occorre avere l’orizzonte ovest molto sgombro. Niente case, palazzi, colline, alberi. Il mare è certamente la scelta più promettente, fatta salva la presenza di nubi. Non resta che augurare buona fortuna ai cacciatori di eclissi il cui numero è così elevato da spostare i flussi turistici.

Visto che sappiamo esattamente cosa succede nel corso di un’eclissi di Sole, perché folle di appassionati, o anche solo di curiosi, vogliono essere nella striscia della totalità per poter ammirare il Sole che scompare? Cosa cercano? Credo che la risposta giusta sia che cercano un evento che unisce scienza ed emozione, in una parola, cercano meraviglia.

Per chi ama la storia, diciamo che non è la prima volta che qualcuno pensa di riflettere la luce del sole per illuminare la Terra di notte. Nel 1993, un satellite russo dotato di uno specchio di circa 25 metri di diametro ha riflesso brevemente un fascio stretto di luce solare nell’ambito di un esperimento volto a prolungare le ore di luce diurna nella Siberia artica. Tuttavia, i russi hanno abbandonato il progetto meno di un decennio dopo, in seguito al fallimento di un successivo volo di prova.

Il progetto di Reflect Orbital era annunciato da qualche tempo ma, come per ogni progetto spaziale americano, il primo passo è stato richiedere l’autorizzazione al lancio alla Federal Comunication Commisson (FCC).

Ricevuta la richiesta di autorizzare il lancio di 50.000 satelliti riflettenti, la FCC aveva invitato tutti coloro che avevano qualcosa da dire sul progetto a depositare un commento. Ne sono arrivati 1.800, per lo più critici, dal momento che sono in molti a temere impatti negativi sia per l’astronomia, sia per l’ambiente e la fauna selvatica.

Nel suo documento, l’American Astronomical Society (AAS) ha affermato che l’iniziativa «non può essere considerata di interesse pubblico» e che, anzi, «comporterebbe uno spreco di denaro pubblico, vanificando il lavoro delle strutture astronomiche finanziate a livello federale».  È quasi superfluo aggiungere che, per l’Italia, l’Istituto Nazionale di Astrofisica, la Società Astronomica Italiana, l’Unione Astrofili Italiani, Cielo Buio insieme a molte associazioni, hanno espresso la loro preoccupazione sull’impatto del progetto che, nella migliore delle ipotesi, è destinato ad aumentare l’inquinamento luminoso. Agli astronomi si sono uniti gli esperti di fauna selvatica, i medici che studiano l’effetto della luce artificiali sul ritmo circadiano di umani e animali, coloro che temono che i coni di luce riflessa potrebbero distrarre i piloti degli aerei e così via. 

Nonostante questo diluvio di pareri negativi, giovedì 9 luglio la FCC ha dato il via libera alla Reflect Orbital di Hawthorne, in California, per il lancio del satellite Eärendil-1 in orbita terrestre bassa. 

Il primo prototipo di Reflect Orbital, grande all’incirca come un piccolo frigorifero, una volta nello spazio a circa 640 chilometri di altitudine, dovrebbe dispiegare un sottilissimo foglio riflettente quadrato di quasi 18 metri di lato. Lo specchio dovrebbe riflettere la luce solare per illuminare (al livello della Luna piena) una zona circolare di circa 5 chilometri di diametro sulla superficie terrestre. Forse questo è il motivo della scelta del nome del satellite: ne Il signore degli anelli  l’invocazione al personaggio Eärendil dice «Ti saluto, o Eärendil, la più luminosa delle stelle!». Curiosamente, Eärendil significa amante del mare, ma questi sono problemi di Tolkien.

Reflect Orbital conta di lanciare 1.000 satelliti di grandi dimensioni entro la fine del 2028 e altri 5.000 entro il 2030. Gli specchi per la costellazione dovrebbero essere quadrati di 55 metri di lato, capaci di riflettere una quantità di luce pari a quella di 100 lune piene.

La FCC ha sottolineato di aver approvato solo «un singolo satellite dimostrativo» che avrebbe testato una tecnologia in grado di rafforzare la leadership americana nello spazio. «Il satellite dimostrativo di Reflect Orbital è un esempio di tecnologia potenzialmente rivoluzionaria», ha affermato la commissione nell’ordinanza di concessione della licenza.

Prima di commentare la decisione della FCC occorre precisare che, per legge, le attività nello spazio non sono soggette alle normative e alle valutazioni ambientali, che si applicano solo alla Terra. Nell’esaminare le richieste di autorizzazione per i satelliti, la commissione verifica generalmente che le comunicazioni radio di un veicolo spaziale non creino problemi di interferenza per altri e che il satellite venga smaltito in sicurezza al termine della sua vita operativa. Le preoccupazioni sull’impatto ambientale del progetto esulano dalle competenze della commissione, che aggiunge «Anche se la commissione avesse l’autorità di esaminare e condizionare queste operazioni (cosa che non ha), è improbabile che si verifichino questi danni».

Un’affermazione che dimostra che le 1.800 lettere ricevute sono state almeno lette. Aggiungo che a me sorge spontanea la domanda sul perché la FCC chieda commenti che giocoforza coprono ambiti nei quali si dichiara non competente…

Ricordando che l’autorizzazione al lancio è relativa a un solo satellite; l’idea di fare dei test sulla direzionalità del cono di luce riflessa testimonia la volontà della FCC di favorire l’industria spaziale statunitense anche in vista di possibili interessi militari. 

La missione consentirà a Reflect Orbital di raccogliere dati sia sul satellite che sullo specchio dispiegabile, nonché sulle «misure di sicurezza integrate che regolano con precisione come, dove e quando il servizio viene erogato». In effetti, considerando la sottigliezza estrema del foglio di Mylar riflettente - spesso meno di un decimo di un capello - occorrerà capire la sua resistenza all’enorme quantità di detriti di piccole dimensioni che popolano lo spazio circumterrestre. Ogni incontro con il più piccolo frammento risulterebbe in un buco o uno strappo al foglio che, in breve tempo, potrebbe essere danneggiato in modo serio.

Anche se il prototipo non è ancora stato lanciato, Reflect Orbital ha già pronto un business plan per la sua costellazione di specchi riflettenti. 

In un’intervista rilasciata a marzo, Ben Nowack, co-fondatore e amministratore delegato di Reflect Orbital,  ha detto che il costo di un’ora di illuminazione da parte di un singolo specchio  sarebbe di 5.000 dollari se il cliente avesse sottoscritto un contratto annuale di almeno 1.000 ore. L’illuminazione per eventi singoli ed emergenze, che potrebbero richiedere numerosi satelliti e un maggiore impegno di coordinamento, sarebbe più costosa. Per gli impianti solari, Reflect Orbital immagina di suddividere i ricavi derivanti dall’elettricità generata dalle ore aggiuntive di luce.

Visto che una spolverata di transizione green sta sempre bene, Nowack fa anche notare che la luce solare riflessa potrebbero essere uno strumento per ridurre l’utilizzo di combustibili fossili e quindi rallentare il cambiamento climatico. Infatti è ben noto che, nonostante la possibilità di utilizzare le batterie, uno dei maggiori punti deboli dell’energia solare è l’interruzione notturna nella produzione di elettricità. Inoltre, sempre nella visione di Reflect Orbital, il satellite riflettente potrebbe accelerare i progetti di costruzione, consentendo alle squadre di lavorare in maggiore sicurezza durante la notte, e agli agricoltori di aumentare la produzione per ettaro.

In risposta a una domanda sull’impatto dei loro satelliti sull’astronomia, è stato detto che: «Reflect Orbital sta commissionando ricerche indipendenti sugli impatti della sua tecnologia, avvalendosi sia di ricercatori indipendenti che di partner federali. Ciò include la collaborazione per lo sviluppo di un accordo di coordinamento con la National Science Foundation. L’azienda si impegna a mantenere un dialogo costante con scienziati, astronomi, ricercatori ambientali e qualsiasi comunità che abbia un legittimo interesse nello sviluppo della sua tecnologia». Belle parole che, però, non hanno impedito all’AAS di esprimere “sgomento” per la decisione, ribadendo che «l’AAS è profondamente preoccupata anche dalla dichiarazione della FCC secondo cui l’installazione di un riflettore solare esula dalle competenze regolamentari della Commissione. Sebbene l’attuale licenza riguardi un singolo satellite, questa logica implica che la Commissione non sarebbe in grado di valutare le gravi implicazioni di una costellazione di 50.000 riflettori solari come quella immaginata da Reflect Orbital. In assenza di un altro ente di rilascio delle licenze che possa tenere conto di tali considerazioni, riteniamo fondamentale che la FCC valuti tutti gli impatti derivanti dall’utilizzo previsto del satellite».

Mentre condivido la posizione della AAS, faccio notare che siamo di fronte a un’importante carenza legislativa internazionale. Da scienziata europea, oltre che presidente della Società Astronomica Italiana,  constato che eventuali impatti dei satelliti riflettenti non saranno confinati agli Stati Uniti. In effetti, siamo davanti alla possibilità che un’unica compagnia americana rovini il cielo su tutto il pianeta.

Gli astronomi sanno che devono convivere con i satelliti, ma auspicano che la materia venga regolata a livello planetario. Come ho già fatto notare nei miei libri Il cielo è di tutti (Dedalo, 2020) ed Ecologia Spaziale (Hopeli, 2024), lo Outer Space Treaty del 1967 non copre affatto questo aspetto. Le autorizzazioni ai lanci vengono rilasciate dagli organi degli stati dove viene effettuato il lancio e, nel caso degli Stati Uniti, la FCC è esentata per legge dalla valutazione dell’impatto ambientale perché, quando è stata creata, i lanci erano pochi e il problema non esisteva. Davanti al cambio totale del panorama spaziale occorrerebbe ripensare l’impianto giuridico a livello globale, ma sembra che arrivare a regole condivise oggi sia molto più difficile di sessant’anni fa.

Sono persone arrivate da un altro luogo, che si sono semplicemente insediate nel vuoto lasciato da chi c’era prima (come i mammiferi che occuparono le nicchie ecologiche lasciate libere dai dinosauri quando questi si estinsero in massa). Ce lo dice uno studio pubblicato su Nature Ecology&Evolution, basato sull’analisi del DNA antico di 132 individui sepolti nel sito di Bury, a circa 50 km da Parigi.

È un dettaglio che potrebbe sembrare una curiosità tecnica, ma smonta uno dei concetti più usati e abusati nella narrazione popolare dell’archeologia: il collasso delle civiltà.

Un’idea seducente e tre modi di essere sbagliata

L’idea di “collasso” ha la tragicità giusta per essere raccontata: una società fiorisce, commette i propri errori e infine crolla su se stessa, lasciando rovine silenziose per gli archeologi del futuro. È il canovaccio avvincente per bestseller, documentari, TED. 
Ma quando lo si confronta con i dati genetici e archeologici più recenti questo concetto si sfalda in almeno tre storie molto diverse tra loro.

La prima è quella di Bury: un vero e proprio rimpiazzo. Chi viveva lì prima muore, si disperde, o comunque scompare dai dati genetici e chi arriva dopo è un’altra popolazione. Lo stesso schema si osserva in Scandinavia, dove il cosiddetto declino neolitico locale è seguito dall’arrivo di popolazioni provenienti dalle steppe dell’Asia centrale, che rimpiazzano quella che viveva lì precedentemente.

La seconda storia è quella dell’assimilazione ed è forse la più controintuitiva: la cultura scompare, ma la popolazione resta. È il caso degli Etruschi. Gli studi genomici degli ultimi anni mostrano una sostanziale continuità genetica tra gli abitanti dell’Etruria del primo millennio a.C. e i Latini di Roma, e persino con la Toscana di oggi. Quando Roma conquista l’Etruria, non sostituisce una popolazione con un’altra: assorbe la stessa gente in una cultura diversa. La lingua etrusca, non indoeuropea e ancora oggi in gran parte indecifrata, si estingue. I geni restano. È l’opposto esatto di Bury: lì la cultura (le tombe collettive, i rituali) scompare insieme alla gente che la praticava; qui la gente resta e a scomparire è solo l’involucro culturale.

La terza storia è ancora più radicale: a volte il collasso semplicemente non è mai avvenuto. Il caso più clamoroso è l’Isola di Pasqua, Rapa Nui, il classico da manuale di “ecocidio”: una popolazione che avrebbe distrutto il proprio ecosistema per costruire i moai, crollando da 15-25.000 abitanti a poche migliaia prima dell’arrivo degli europei. Due studi del 2024, uno basato su immagini satellitari degli orti di pietra e uno genomico su resti umani, convergono su una conclusione opposta: la popolazione non è mai stata così grande e non mostra alcun segno di crollo genetico. Semplicemente, l’isola non avrebbe mai potuto sostenere più di poche migliaia di persone e quelle poche migliaia hanno gestito le risorse in modo sorprendentemente sostenibile per secoli. Il “collasso” di Rapa Nui, insomma, è un mito costruito a posteriori, utilissimo come parabola ambientalista, ma smentito dai dati.

Quando invece il collasso è reale: il ruolo dei patogeni

Ma ci sono casi in cui un vero declino demografico c’è stato: cosa svuota davvero un territorio abbastanza da renderlo disponibile per un rimpiazzo di popolazione? 
Una risposta che sta guadagnando credito riguarda le epidemie. 

Nel 2025, un lavoro pubblicato su Nature ha catalogato 214 patogeni preistorici identificati in oltre 1.300 individui antichi in Eurasia, ricostruendo una mappa delle malattie infettive che nessuno storico avrebbe potuto immaginare fino a pochi anni fa, incluso il più antico frammento genetico conosciuto di Yersinia pestis, il batterio della peste, in un campione di 5.500 anni.

Qui occorre però evidenziare un punto cruciale: i patogeni antichi non erano gli stessi patogeni delle pandemie storiche documentate. Quando la peste nera colpisce l’Europa nel 1348, affligge civiltà complesse con città, commerci internazionali, rudimentali sistemi sanitari e soprattutto una popolazione con una certa esposizione previa a malattie infettive. 
Nel Neolitico il contesto è radicalmente diverso. Un insediamento agricolo contava poche centinaia di persone che vivevano in prossimità tra loro e con il bestiame, con nessuna immunità costruita nel tempo, perché quella malattia non esisteva nel loro ambiente.

Una malattia “nuova” che arriva in queste condizioni ha caratteristiche epidemiologiche diverse. Se è trasmissibile da persona a persona, come per esempio un virus respiratorio, può diffondersi rapidamente attraverso l’intera comunità in poco tempo. Se, come nel caso della peste, uccide il 30-40% degli infetti entro pochi giorni, una piccola comunità agricola perde in sei mesi più persone di quante ne uccida una carestia in un anno intero.

E non è un evento isolato: l’articolo mostra chiaramente che nel corso del Neolitico europeo si susseguirono diverse ondate di malattie. Neanche il tempo perché una comunità si riprendesse da una pestilenza, che nel giro di 2-3 generazioni arrivava un’altra malattia.

Nello stesso periodo, uno studio pubblicato su Science ha ricostruito come la virulenza di Yersinia pestis si sia progressivamente attenuata nel corso delle pandemie storiche. Si tratta di un processo di coevoluzione tra patogeno e ospite che racconta una storia più lenta e organica di quanto suggerisca la parola “epidemia”: un batterio meno letale si diffonde meglio, perché non uccide l’ospite prima di potersi trasmettere. 

Ma nel Neolitico, quando il batterio era ancora wild, ancora non adattato ai tassi di trasmissione ottimali nel suo ospite umano, e quindi poteva essere molto più mortale. 

Immaginate una malattia che nella forma più virulenta uccide il 50% dei contagiati: non è biologicamente sostenibile a lungo termine per il patogeno (uccide l’ospite, interrompe la catena di trasmissione), ma è devastante per le 300 persone che vivono in una piccola comunità come quella di Bury.

Una combinazione di fattori

Messe insieme, queste ricerche suggeriscono un quadro più complesso: non una sola causa fatale, ma una sinergia di più fattori.

La letteratura mostra che le epidemie nel Neolitico europeo si verificano spesso in periodi di stress ambientale, quali lunghi periodi di siccità, carestie, eccetera. Una comunità agricola già affamata, con malnutrizione cronica, ha un sistema immunitario compromesso. Una malattia nuova arriva (tramite contatti commerciali, migrazioni, o spostamenti di animali domestici) e in una popolazione già debilitata, si diffonde con effetti ancora più devastanti. Poi, quando la mortalità sale oltre una certa soglia, il sistema comincia a crollare: muoiono i capi, muoiono gli specialisti (gli artigiani, i portatori di conoscenza), le reti sociali si frammentano, il sapere accumulato non può essere tramandato perché non ci sono persone abbastanza adulte per trasmetterlo. Le terre restano abbandonate non perché i sopravvissuti non sappiano coltivare, ma perché non rimangono gruppi familiari sufficientemente grandi per gestire il lavoro agricolo.

Una tempesta perfetta di fattori: epidemia, malnutrizione, stress climatico, perdita di coesione sociale.

Perché gli esiti sono diversi: geografia, densità, tempistiche

Eppure, anche di fronte alle stesse pressioni, non tutti i territori rispondono allo stesso modo. La Scandinavia subisce il “declino neolitico” e viene rimpiazzata dalle popolazioni delle steppe. Bury subisce una trasformazione ancora più radicale: scomparsa totale della continuità genetica. Ma altrove, come nel caso degli Etruschi, una cultura può scomparire mentre la popolazione resta intatta. Cosa determina quale esito si verifichi?

Una parte della risposta è geografica e demografica. Bury si trova nel Paris Basin, una delle rotte naturali di migrazione da est verso ovest attraverso l’Europa. È una “porta d’ingresso”: quando la popolazione locale crolla per epidemia e stress ambientale, il vuoto non rimane tale a lungo. C’è gente in movimento, che da secoli prova a spostarsi verso ovest, seguendo i fiumi navigabili, le pianure percorribili. Nel momento in cui trovano un territorio spopolato, si insediano. Non c’è “invasione” nel senso bellico: è semplicemente occupazione di uno spazio libero. E quando non si incontra la popolazione precedente, perché è morta o è fuggita altrove, gli ultimi sopravvissuti si integrano velocemente nei nuovi gruppi e la continuità genetica si spezza totalmente.

La Scandinavia segue un pattern simile, ma con un elemento aggiuntivo: non è una sola migrazione, è un flusso continuo di gruppi che arrivano dalle steppe nel corso di più generazioni e il Neolitico locale non riesce a “resistere” a questa pressione migratoria perché è già debilitato dalle epidemie. Il risultato è un rimpiazzo completo.

Ma un territorio più remoto, meno connesso alle grandi rotte migratorie, come la penisola italica in alcuni periodi, o le zone montuose scarsamente popolate, potrebbe subire la stessa epidemia, perdere il 50% della popolazione, ma restare abbastanza isolato da evitare il rimpiazzo totale: i sopravvissuti si riorganizzano, la popolazione si ricostituisce nel giro di 5-10 generazioni, la cultura cambia radicalmente (perché i sopravvissuti devono reinventare molte tradizioni dal nulla), ma la continuità genetica persiste, anche se con un collo di bottiglia genetico, che marca quell’evento tragico.

Un’altra parte riguarda la densità e la complessità della società colpita. Gli Etruschi non erano semplici agricoltori neolitici: erano una civiltà complessa, urbanizzata, con una struttura politica e una rete commerciale consolidata, quando Roma, intorno al I secolo a.C., li conquistò. Tuttavia, il processo di “assimilazione” che segue è affascinante dal punto di vista genetico: Roma non sostituisce gli Etruschi, li assorbe. La gente resta, i figli imparano il latino accanto all’etrusco (poi il latino diventa dominante), adorano le divinità romane insieme a quelle etrusche (poi le divinità etrusche vengono rimpiazzate da quelle col nome romano), si integrano nell’esercito romano, nelle magistrature romane. L’identità genetica persiste, ma l’identità culturale scompare entro poche generazioni.

Nel Neolitico, dove la società è meno istituzionalizzata, il processo è diverso. Quando una comunità neolitica subisce una catastrofe demografica così grave da perdere più del 40% della popolazione in pochi mesi, l’impatto è sia genetico che culturale. La scomparsa dei ritual specialists, degli artigiani esperti, dei narratori che tramandavano la storia del clan, degli anziani che sapevano quali piante erano commestibili, può significare la perdita completa di quella identità anche se una frazione della popolazione sopravvive. Se i sopravvissuti sono dispersi, frammentati in piccoli gruppi, la cultura semplicemente scompare perché non c’è un nucleo sufficientemente coeso per tramandarla. Alcuni geni locali potrebbero sopravvivere negli incroci con i nuovi arrivati, ma la cultura è andata.

In altre parole: è il contesto che sceglie. 
Un’epidemia massiccia in una zona remota devasterà la popolazione ma garantirà continuità genetica; un nuovo patogeno in una comunità su una rotta migratoria causerà un rimpiazzo totale. Infine, una conquista politica di una civiltà complessa porterà ad assimilazione culturale senza rimpiazzo genetico. Tre esiti, una sola macro causa.

Perché continuiamo a parlare di “collasso”

Se le cose stanno così, perché la parola “collasso” resiste così tanto nell’immaginario collettivo, dal Neolitico europeo a Rapa Nui, fino a certe letture superficiali del declino delle civiltà mesoamericane come i Maya, dove oggi si parla sempre più di riorganizzazione politica e migrazione interna piuttosto che di estinzione? 

In parte perché è una narrazione più comoda: attribuisce la fine di una società a un fallimento interno, sia ambientale, morale, o politico, piuttosto che a dinamiche demografiche più lente, e meno raccontabili in un titolo sensazionalistico. 

E in parte, forse, perché dice qualcosa delle nostre società odierne che si guardano allo specchio delle rovine antiche non per capire come funzionano davvero i cambiamenti demografici, le migrazioni, le trasformazioni culturali, ma per proiettarci le proprie ansie contemporanee sul crollo, sul declino, sulla fine imminente. È una forma di archeologia emotiva, ma non scientifica.

Il DNA antico, in questo senso, non rappresenta più uno strumento utile per costruire chi eravamo: rischia (in senso positivo) di diventare uno strumento “di correzione”, scomodo per le storie, spesso troppo lineari, troppo morali, troppo narrativamente soddisfacenti, che ci raccontiamo su noi stessi. Racconta cioè di come le cose possano essere ben più complicate e meno tragiche di come l’immaginazione ce le vorrebbe presentare.

Il crollo avvenne la mattina del 14 agosto 2018, causando la morte di 43 persone. 40 di queste erano nei veicoli che attraversavano il tratto di ponte sorretto dal pilone numero 9, mentre tre stavano lavorando nel sottostante quartiere Rialzo.

La sentenza ha condannato l’amministratore delegato di Autostrade per l’Italia, Giovanni Castellucci, a 12 anni di carcere, a fronte dei 18 anni e sei mesi chiesti dalla procura. Insieme a lui condannati anche il responsabile della gestione operativa della rete autostradale, Paolo Berti, e il responsabile delle manutenzioni, Michele Donferri Mitelli. Notevole anche la condanna di Mauro Coletta, ex direttore della vigilanza del Ministero dei Trasporti. In tutto sono state ordinate 32 condanne per un totale di 177 anni di carcere a fronte dei 400 chiesti dai pubblici ministeri.

«Possiamo dire che la tesi accusatoria è stata in buona parte confermata, soprattutto per le posizioni principali» ha dichiarato il procuratore di Genova Nicola Piacente al Corriere della Sera, sottolineando però che questo è solo il primo grado di giudizio e che non sono ancora note le motivazioni della sentenza, per le quali si dovrà attendere 90 giorni.

La tesi dell’accusa è che il crollo fu causato dalla mancata manutenzione del ponte da parte delle due società che dovevano garantirla, Autostrade per l’Italia e la sua controllata SPEA Engineering, a cui era affidata gran parte delle attività di monitoraggio, ispezione e progettazione sulla rete autostradale.

La difesa di Castellucci sosteneva invece che il crollo fosse da ascrivere a un “vizio occulto”, cioè un difetto risalente alla costruzione del ponte che però non era possibile scoprire con le normali attività di monitoraggio.

Le perizie

Cruciali per l’accusa sono state le due perizie richieste dall’accusa, realizzate nel 2020 da quattro professori del Politecnico di Milano e dell’Università di Pisa, che hanno preso in esame i video disponibili del crollo e le analisi sui reperti raccolti dopo il disastro.

I video mostrano come il crollo iniziò con la rottura degli stralli lato sud del pilone numero 9, nel punto in cui questi si agganciano alla sommità dell’antenna. Il Ponte Morandi è infatti un ponte in calcestruzzo armato precompresso dove l’impalcato, lungo 1182 metri, è sorretto sia da piloni ancorati al terreno che da stralli—cavi rigidi anch’essi in calcestruzzo armato precompresso—agganciati alla sommità delle antenne, le prosecuzioni dei piloni al di sopra del livello dell’impalcato del ponte. Il calcestruzzo armato precompresso è un materiale costituito da calcestruzzo (una miscela di sabbia e cemento) e da trefoli di acciaio. I trefoli sono dei cavi costituiti da tanti fili di acciaio intrecciato, e servono a rendere resistente il calcestruzzo alla trazione. Il calcestruzzo è infatti un materiale molto resistente alla compressione ma se sottoposto a trazione tende a fessurarsi. Il termine “precompresso” indica che i trefoli che costituiscono l’armatura vengono tesi e poi ancorati alle estremità dell’elemento costruttivo. Una volta ancorati i trefoli tendono a voler ritornare alla loro lunghezza originale, comprimendosi, e questo fa sì che anche il calcestruzzo circostante i trefoli venga compresso. Questa precompressione contrasta le forze di trazione a cui il materiale sarà soggetto una volta sottoposto a carichi.

Il primo a ricostruire la dinamica del crollo è stato il New York Times poche settimane dopo l’evento, grazie alle informazioni condivise da alcuni membri della squadra di indagine. La stessa dinamica è stata poi confermata da uno studio realizzato pochi mesi dopo da un gruppo di ricercatori (qui sotto).

Video di ricostruzione del crollo realizzato dai ricercatori di Studio Calvi e di Mosayk di Pavia, dello IUSS e dell’Università di Pavia, della Fondazione Eucentre e della University of Washington di Seattle. Presentato il 6 novembre 2018 alla Istanbul Bridge Conference. Fonte: canale YouTube dello Studio Calvi s.r.l. Ingegneria e Architettura.

Il video mostra che i primi a cedere furono gli stralli lato sud, lasciando il tratto di impalcato sottostante sorretto solo dai due stralli lato nord. L’impalcato ha cominciato a inclinarsi verso sud rompendosi in diversi segmenti che si sono infine staccati anche dagli stralli lato nord. L’ultimo a cadere è stato il pilone, accartocciato su sé stesso.

L’ipotesi formulata a partire dalla dinamica ricostruita del crollo è stata poi corroborata dall’analisi delle porzioni recuperate degli stralli lato sud.

Queste hanno indicato un elevato grado di corrosione dei trefoli presenti all’interno. In fase costruttiva, i trefoli vengono inseriti in tubi vuoti, chiamate tecnicamente guaine. Questi tubi sono disposti all’interno della cassaforma, cioè lo “stampo” in cui viene colato il calcestruzzo. Una volta che il calcestruzzo si è indurito, i trefoli vengono tirati alle estremità e ancorati, e infine viene gettata una miscela di cemento e acqua all’interno delle guaine per evitare che resti aria intorno ai trefoli. L’aria è infatti responsabile della corrosione dei fili che costituiscono i trefoli, soprattutto in ambienti ad alta concentrazione di anidride carbonica, solfuri e cloruri come è quello di Genova per via del mare e dei tanti impianti industriali. A proteggere l’insieme dei trefoli è presente anche una guaina in calcestruzzo (anche lui precompresso): si tratta sostanzialmente di una struttura cava a sezione rettangolare che avvolge i trefoli presenti all’interno degli stralli. Questa tecnica di protezione dei trefoli era stata inventata da Morandi stesso e impiegata in altre strutture da lui progettate. Oggi si usano guaine plastiche, per esempio fatte di polietilene, per proteggere dalla corrosione i cavi di acciaio nelle strutture in calcestruzzo armato.

La tesi della difesa ruota intorno a questo elemento, sostenendo che la corrosione dei trefoli non potesse essere rilevata proprio a causa dell’avvolgimento in calcestruzzo pensato da Morandi.

I periti hanno dedicato grande attenzione al reperto 132, l’ancoraggio dei tiranti sulle sommità delle antenne del lato sud, il punto in cui la rottura degli stralli è cominciata. In quella zona

un cavo su quattro di questa sezione è risultato completamente corroso. Mentre il 61% aveva subito una riduzione di spessore di almeno la metà. Solo “il 14% dei gruppi di fili primari e il 3% di quelli secondari sono risultati per nulla o poco corrosi”

si legge nella sintesi della perizia realizzata dalla rivista di settore INGENIO-WEB.IT. Sempre la stessa rivista riporta il seguente passaggio della perizia

ll crollo del ponte Morandi e la morte di 43 persone si sarebbero quindi potuti evitare se «fossero stati svolti i regolari controlli e le attività di manutenzione che avrebbero certamente individuato uno stato di corrosione cominciato sin dai primi anni di vita del ponte e che è progredito senza arrestarsi fino al momento del crollo».

I periti hanno sostanziato le loro affermazioni sottolineando che

L’ultimo intervento significativo “risale a circa 25 anni fa, successivamente sono stati eseguiti interventi di presidio con l’installazione di reti per i distacchi …. che non intervengono sullo sviluppo del processo corrosivo”.

L’intervento cui fanno riferimento è documentato in dettaglio nella relazione della Commissione ispettiva incaricata dal Ministero dei Trasporti all’indomani del crollo. Alle pagine 34, 35 e 36 di quella relazione si legge:

Dall’analisi visiva dello stato degli stralli delle pile 9 e 10, è apparso che la maggior parte delle guaine indagate non erano iniettate, i trefoli mostravano estese corrosioni, e alcuni cavi presentavano trefoli laschi. Per quanto riguarda gli stralli della pila 11, in corrispondenza della testa dell’antenna, erano stati individuati rilevanti deterioramenti dei trefoli, con fortissime corrosioni, la rottura di molti elementi, e una generale assenza di iniezione delle guaine.

Questo trova conferma anche nella perizia richiesta dalla procura, in cui gli esperti affermano che la corrosione è stata in parte causata da un difetto costruttivo. Le guaine metalliche che ospitano i trefoli non sarebbero state riempite a sufficiente della miscela di cemento e acqua per prevenire l’infiltrazione di aria all’origine della corrosione. Hanno scritto i periti:

Alcune guaine non sono iniettate del tutto o lo sono parzialmente e i trefoli possono essere estratti manualmente per questo motivo […] “i cavi secondari sono spesso liberi di scorrere: alcuni trefoli non sono stati trovati dentro le guaine. In generale i cavi secondari nelle guaine presentano fenomeni di ossidazione e, in alcuni casi, con riduzione di sezione, i quali hanno effetti diretti sulla sicurezza strutturale”

Quindi già nel 1992 si rilevava, tramite ispezioni visive degli stralli delle pile 9, 10 e 11, lo stato di degrado dell’armatura in acciaio a un livello tale da comprometterne la tenuta strutturale. A quelle ispezioni seguì infatti un intervento di risanamento della pila 11, con l’installazione di tiranti esterni. Non avvenne lo stesso con la pila 9, ma nel 2017 Autostrade per l’Italia consegnò il progetto esecutivo di ristrutturazione del ponte che venne poi autorizzato pochi mesi prima del crollo.

Per quel progetto, nel 2015, vennero eseguite ulteriori ispezioni più approfondite di quelle condotte negli anni precedenti, che restituivano risultati giudicati poco affidabili. Tuttavia, le ispezioni visive anche nel 2015 trovavano che

la guaina è apparsa ossidata; l’iniezione è assente; sono stati visti 3 dei 4 trefoli che si muovono con facilità facendo leva con uno scalpello; i fili dei trefoli sono ossidati.

La Commissione ispettiva del Ministero dei Trasporti commentava che “In questa campagna di indagini non è stata raggiunta ed investigata la zona sommitale delle antenne”, quella dove il crollo del 14 agosto 2018 si è innescato.

Nella relazione della Commissione ispettiva si legge un altro dato significativo: dopo la privatizzazione di Autostrade nel 1999, gli investimenti per la manutenzione strutturale del viadotto crollarono. La spesa media annua passò da circa 1,3 milioni di euro nel periodo 1982-1999 a soli 23 mila euro tra il 1999 e l’agosto 2018, con quasi il 98% delle risorse destinate agli interventi strutturali investite prima della privatizzazione.

Le conseguenze del crollo

Come ci aveva spiegato qui Fabio Biondini, professore ordinario di Tecnica delle Costruzioni del Politecnico di Milano, «negli anni Sessanta e Settanta del Novecento, quando venne costruita la maggior parte dei ponti in calcestruzzo armato in Italia, si riteneva che il calcestruzzo fosse un materiale eterno». Solo dal 2008, le norme costruttive richiedono a chi progetta strutture in calcestruzzo armato di tenere conto del degrado causato dalla corrosione. Fino a quel momento la durabilità non veniva considerata.

Biondini ci aveva spiegato anche che «negli ultimi decenni, in tutto il mondo, sono stati condotti rilievi e sperimentazioni per esaminare le principali cause di degrado delle strutture in calcestruzzo armato e sono state proposte e sperimentate tecniche di riparazione mirate che hanno migliorato i processi di manutenzione e gestione delle opere esistenti e hanno portato a modificare profondamente i criteri di progetto di opere nuove, attuando una progressiva transizione verso un approccio progettuale a ciclo di vita.»

Il crollo del Ponte Morandi ha portato a una revisione delle procedure di monitoraggio e manutenzione dei ponti italiani, culminata nel 2022 con l’adozione delle Linee guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza e il monitoraggio dei ponti esistenti.

Le linee guida introducono un percorso articolato, che parte dal censimento delle opere e dalle ispezioni per attribuire a ciascun ponte una classe di attenzione, dalla quale dipendono eventuali misure di monitoraggio continuo e interventi di adeguamento.

Parallelamente è stato istituito l’Archivio Informatico delle Opere Pubbliche (AINOP), che censisce circa 100.000 ponti, a fronte di una stima complessiva di circa 180.000. Secondo la sperimentazione condotta da ReLUIS su un campione rappresentativo di circa 600 ponti, circa l'85% del patrimonio nazionale è costituito da ponti in calcestruzzo armato o precompresso, il 60% dei quali costruiti negli anni Sessanta e Settanta. Questi dati indicano che il degrado dovuto alla corrosione rappresenta un problema potenzialmente rilevante per una larga parte delle infrastrutture italiane.

Le emergenze biologiche come norma, non come eccezione

Per molti anni abbiamo pensato alle epidemie come a eventi eccezionali. Oggi però le zoonosi emergenti, i cambiamenti climatici, la pressione sugli ecosistemi, la mobilità globale e la velocità degli scambi hanno modificato il rapporto tra esseri umani e patogeni. Un focolaio locale può diventare in poche settimane una minaccia internazionale.
Questo non significa vivere nella paura ma significa accettare una realtà nuova. Le emergenze biologiche sono diventate una componente strutturale del nostro tempo. Per questo la preparedness non può essere una misura temporanea. Deve diventare un impegno permanente delle istituzioni.
È proprio questa la visione richiamata anche dall’articolo del professor Sossai. La preparedness non può dipendere da strutture create durante l’emergenza e destinate a scomparire quando la crisi termina. Richiede istituzioni permanenti, capaci di mantenere attive e reattive nel tempo competenze, infrastrutture e reti di collaborazione. In questa prospettiva si collocano sia la Fondazione Biotecnopolo di Siena sia l’European Vaccine Hub, nati per rendere stabile una capacità scientifica e organizzativa che non può essere ricostruita ogni volta da zero. L’ultima pandemia ha segnato una frattura storica. Non soltanto per il numero di vittime o per l’impatto economico e sociale. Il suo lascito più profondo è stato un altro. Ha infatti mostrato che la sicurezza sanitaria non può dipendere dalla sola capacità di reagire ma deve fondarsi sulla capacità di prepararsi all’evento che non può più essere catalogato semplicemente come imprevisto.
Questa preparazione non coincide con un piano di emergenza. La preparedness è un sistema che integra sorveglianza, ricerca, dati, produzione, logistica, formazione, cooperazione internazionale e capacità decisionale. È l’insieme delle condizioni che consentono a una società di vedere prima, capire prima e agire prima.
La preparedness moderna non è una risposta sanitaria. È una politica di sicurezza. Coinvolge la salute pubblica, ma anche la ricerca, l’industria, la diplomazia scientifica, la capacità produttiva e la governance delle istituzioni. Come la difesa, la protezione civile o la sicurezza energetica, essa ha valore soprattutto quando non viene chiamata in causa. Il suo successo si misura spesso nelle crisi evitate, nei rischi contenuti e nei tempi ridotti di risposta. Anche la migliore evidenza scientifica, da sola, non è sufficiente. Le decisioni durante una crisi sono il risultato dell’interazione tra conoscenze scientifiche, credibilità delle istituzioni, qualità della comunicazione, contesto sociale e capacità di governo. La preparedness consiste proprio nel rafforzare tutti questi elementi prima dell’emergenza. Per questo realtà come l’European Vaccine Hub e la Fondazione Biotecnopolo di Siena non rappresentano soltanto luoghi di ricerca. Sono infrastrutture nelle quali la produzione di conoscenza si integra con la cooperazione internazionale, la costruzione della fiducia e la capacità di trasformare l’evidenza scientifica in decisioni efficaci. Dopo il Covid, l’Europa ha compreso questa lezione e ha iniziato a costruire una nuova architettura della preparedness. La preparazione alle emergenze sanitarie è entrata nel cuore delle politiche europee. La sorveglianza epidemiologica e genomica, lo sviluppo di contromisure mediche, la cooperazione tra Stati e la costruzione di reti scientifiche sono diventati elementi di una strategia comune.

Nessun Paese può affrontare da solo una minaccia biologica globale 

Un approccio di rete è indispensabile anche per il sistema scientifico più avanzato. Come il sistema sanitario più solido ha bisogno di dati condivisi e come la migliore ricerca ha bisogno di infrastrutture capaci di trasformare una scoperta in una risposta. La storia offre un precedente significativo. A partire dal Quattrocento, Venezia costruì una rete di lazzaretti permanenti per controllare l’ingresso delle epidemie senza interrompere gli scambi commerciali. Non erano semplici luoghi di quarantena. Erano infrastrutture strategiche che proteggevano insieme la salute pubblica, l’economia e la sicurezza della Repubblica. Oggi la preparedness si esprime con strumenti profondamente diversi, fondati sulla ricerca, sulla genomica, sulle piattaforme vaccinali e sulle reti scientifiche internazionali. Ma la logica è la stessa: costruire capacità di previsione e gestione permanenti prima che la crisi si manifesti. Per questo la preparedness del XXI secolo non si basa su singole eccellenze isolate. Si basa su ecosistemi, su nodi scientifici connessi tra loro, piattaforme comuni, procedure già sperimentate e competenze che non si disperdono quando l’emergenza finisce.
In questo quadro si colloca anche l’European Vaccine Hub. Il suo significato va oltre il singolo progetto di ricerca. Rappresenta un modello nuovo. Mette in rete competenze europee per accelerare lo sviluppo di vaccini e contromisure contro future minacce biologiche. Il suo valore è tecnologico, organizzativo, culturale, istituzionale. Perché prepara oggi le relazioni, le competenze e i metodi che serviranno domani. 
È dentro questa trasformazione che va letto anche il ruolo dell’Italia e della Fondazione Biotecnopolo di Siena. La scelta di creare un centro nazionale dedicato alla preparedness pandemica rappresenta un salto di qualità. Non nasce per rispondere a una singola emergenza. Nasce per mantenere nel tempo competenze, tecnologie e capacità scientifiche e per contribuire alla costruzione di una risposta stabile alle minacce biologiche emergenti. 
Una cinghia di trasmissione in grado di collegare ricerca, innovazione e sicurezza sanitaria.
Un’infrastruttura di preparedness non è un centro di ricerca tradizionale ma va molto oltre. Non produce soltanto conoscenza ma deve trasformare la conoscenza in prontezza con attività permanenti di controllo e monitoraggio tempestivo e appropriato.
L’obiettivo primario è quello di ridurre la distanza tra scoperta scientifica, sviluppo tecnologico e risposta operativa e fare in modo che il tempo tra l’identificazione di una minaccia e la disponibilità di una contromisura sia sempre più breve.
Il Covid-19 ha mostrato che questo è possibile. I vaccini sono stati sviluppati in tempi straordinariamente rapidi. Ma quella rapidità non è stata improvvisata. È stata il risultato di decenni di ricerca in immunologia, biologia molecolare, genomica e piattaforme vaccinali. La grande innovazione non nasce durante la crisi. La crisi rivela il valore dell’innovazione costruita prima.

Dalla reattività all’anticipazione

La nuova frontiera della preparedness sarà sempre più predittiva. Dovrà usare la genomica, l’immunologia strutturale, la biologia computazionale e l’intelligenza artificiale per accorciare il tempo tra minaccia e risposta.
Questo è il passaggio da una preparedness reattiva a una preparedness anticipatoria.
In passato si aspettava l’emergenza. Poi si mobilitavano risorse. Oggi dobbiamo fare il contrario. Dobbiamo costruire strumenti prima che servano, conoscere meglio i virus che potrebbero emergere, preparare prototipi vaccinali, creare librerie di anticorpi, formare ricercatori capaci di lavorare su piattaforme diverse. 
La preparedness non è dunque soltanto un problema di memoria. È un problema di architettura. Una società impara davvero da una crisi quando cambia le proprie istituzioni. Quando rende permanenti le capacità nate durante l’emergenza. Quando impedisce che competenze, reti e infrastrutture si disperdano al ritorno della normalità.
In questo senso la preparedness è memoria organizzata. Una memoria incorporata nei laboratori, nelle piattaforme, nelle reti scientifiche, nei sistemi di sorveglianza, nei percorsi di formazione e nelle istituzioni che lavorano ogni giorno anche quando non c’è una crisi in corso.
Resta però una difficoltà. Molto di ciò che viene costruito nel campo della preparedness è poco visibile. Se un sistema funziona, spesso nessuno se ne accorge. Una minaccia identificata precocemente, una variante monitorata in tempo, una rete scientifica già pronta, una risposta più rapida sono risultati fondamentali, ma raramente diventano notizia.
Questo crea un paradosso. Più la preparedness è efficace, meno viene percepita. E se non viene percepita, rischia di essere sottovalutata. Per questo raccontare la preparedness è parte della preparedness stessa. Non per promuovere una singola istituzione ma per costruire una cultura pubblica della prevenzione.
Le società devono sapere che la sicurezza sanitaria non nasce nelle ore della crisi ma negli anni precedenti. Nasce dagli investimenti nella ricerca, dalla cooperazione internazionale e dalla capacità di mantenere viva l’attenzione quando l’emergenza non occupa più le prime pagine.
La sfida dei prossimi anni sarà quindi rafforzare la cultura di governo della salute pubblica per limitare quella dell’emergenza. Per questo occorre rafforzare le infrastrutture di ricerca e consolidare le reti europee con la consapevolezza che ogni euro investito in preparedness è un investimento in stabilità, salute e futuro.
Le future pandemie non potranno essere escluse. La storia insegna che nuovi patogeni continueranno a emergere ma la storia non ci condanna a ripetere sempre lo stesso schema. Possiamo scegliere di non ricominciare ogni volta da zero.
La preparedness è questa scelta. È il passaggio dalla memoria all’azione. È la capacità di trasformare l’esperienza del passato in protezione per il futuro. È una responsabilità scientifica, istituzionale e civile. L’Europa ha iniziato questo percorso. 
L’Italia ne è parte e con la Fondazione Biotecnopolo di Siena può contribuire a renderlo più solido. Ora il compito non è immaginare la preparedness come un progetto futuro ma rafforzare quella che stiamo costruendo oggi, perché diventi un patrimonio permanente della sicurezza sanitaria globale.

Questa collocazione è importante per la ricerca scientifica. Molti strumenti di IA erano già presenti nei laboratori come metodi di classificazione, ottimizzazione, simulazione o analisi di pattern. Gli LLM cambiano il punto di accesso: non richiedono soltanto dati strutturati o interfacce specialistiche, ma consentono di trasformare domande, protocolli, articoli e codice in oggetti manipolabili attraverso il linguaggio naturale. Questa potenza di interfaccia spiega sia il loro interesse sia la loro ambiguità: possono accelerare passaggi cognitivi diversi, ma possono anche rendere meno visibile la distanza tra una formulazione plausibile e una conoscenza verificata.

Ma un LLM non è un database, né un motore di ricerca, né un sistema esperto: è un sistema probabilistico che genera il testo statisticamente più plausibile dato un certo contesto. Il problema centrale che gli LL pongono è il disaccoppiamento tra plausibilità linguistica e affidabilità operativa: un testo fluido e ben strutturato non è necessariamente un testo corretto. In ambito scientifico, dove il criterio decisivo resta la verifica, questo non è un dettaglio tecnico ma la condizione preliminare di qualsiasi uso responsabile.
Questo articolo analizza dove e come gli LLM possono effettivamente supportare la ricerca, quali rischi introducono nelle diverse fasi della pipeline scientifica e quali controlli minimi sono necessari per preservare integrità e tracciabilità. L’obiettivo non è esprimere un giudizio aprioristico - né favorevole né contrario - ma offrire una mappa operativa per un’adozione consapevole.

Quattro ruoli dell’IA nella scienza

Il contributo degli LLM alla ricerca si sviluppa intorno a quattro ruoli distinti, ciascuno con un profilo di rischio specifico. La differenza non riguarda solo il compito affidato al modello, ma il tipo di contributo epistemico che gli viene richiesto e il costo dell’errore associato. La tassonomia riguarda l’IA nella scienza in senso ampio, ma diventa particolarmente rilevante per gli LLM perché questi operano sul linguaggio stesso con cui la ricerca formula domande, produce argomentazioni, documenta metodi e valuta risultati.

• Oracolo. Quando l’IA sintetizza grandi corpus di letteratura, identifica pattern latenti e genera ipotesi di ricerca, produce quella che Messeri e Crockett chiamano un’“illusione di comprensione”: la fluidità dell’output induce il ricercatore a sopravvalutare la profondità dell’analisi sottostante. Un modello addestrato prevalentemente su letteratura anglofona e su riviste ad alto impact factor tenderà ad amplificare il mainstream, non a sfidarlo.
• Surrogato. La generazione di dati sintetici e simulazioni computazionali accelera la ricerca dove i dati reali sono scarsi, costosi o eticamente problematici, ma introduce il rischio di trattare regolarità statistiche del dataset di training come evidenze empiriche. In ambito biomedico - dalla scoperta di farmaci alla sintesi di protocolli sperimentali - questo equivoco può avere conseguenze concrete; il NIST AI 600-1 richiama esplicitamente la necessità di governare queste assunzioni implicite.
• Strumento quantitativo. L’IA esegue classificazioni, regressioni e analisi di pattern su dataset intrattabili per il solo ricercatore umano. Il rischio è che la scalabilità non distingua tra segnale robusto ed errore sistematico: più il dataset è grande e l’analisi automatizzata, più diventa difficile individuare il punto in cui il sistema ha cominciato a misurare qualcosa di diverso da ciò che il ricercatore intendeva misurare.
• Arbitro. Il caso più critico: l’IA viene chiamata a valutare il merito scientifico di contributi e manoscritti. Qui non si esternalizza un compito computazionale, ma il giudizio stesso. L’AI Act europeo classifica questi sistemi tra quelli ad alto rischio; le linee guida dell’ERA Forum raccomandano esplicitamente che l’IA generativa non assuma un ruolo sostanziale nella valutazione del merito scientifico. Il rischio è un cortocircuito: il consenso scientifico si cristallizza attorno a ciò che il modello considera plausibile, non a ciò che l’evidenza supporta.

Il caso Parisi-Zamponi

Un caso esemplare è quello del Premio Nobel Giorgio Parisi e Francesco Zamponi, che hanno pubblicato su arXiv la dimostrazione di una relazione osservata numericamente da oltre dodici anni ma mai provata analiticamente. La dimostrazione, dichiarano gli autori, è stata ottenuta attraverso un’interazione strutturata con Claude e successivamente verificata da loro. Dalla trascrizione resa pubblica da Parisi emerge un dialogo di circa quaranta turni: il modello propone una strategia dimostrativa, il ricercatore ne individua un errore, il modello corregge, il ricercatore reindirizza. In un passaggio cruciale, Claude aveva utilizzato un principio in modo non applicabile al contesto; gli autori hanno notato l’errore e proposto un approccio alternativo. La prova finale è emersa da questa interazione.

Il caso è istruttivo non perché mostri che un LLM può fare matematica avanzata, ma perché rende visibile la condizione che rende il risultato scientificamente accettabile: la validità di ciascun passaggio è stata sottoposta a verifica indipendente da parte di esperti in grado di riconoscerne gli errori. Questo è il punto di confine tra uso assistivo e delega.

I rischi lungo la pipeline

I rischi degli LLM non sono uniformi: variano a seconda della fase della pipeline scientifica e del costo dell’errore associato. Una governance credibile deve quindi distinguere tra uso esplorativo, produzione di contenuto, gestione dei dati, analisi e valutazione.

• Ricerca bibliografica: l’LLM può accelerare sintesi ed esplorazione, ma può produrre citazioni inventate, appiattire le controversie e recidere il nesso tra affermazione e fonte. Un controllo minimo richiesto è la verifica manuale sulle fonti primarie.
• Metodo e ipotesi: il modello può generare molte opzioni senza distinguere tra ipotesi falsificabili, ipotesi vaghe e mere riformulazioni linguistiche. Occorre esplicitare le assunzioni, confrontarle con la letteratura primaria e chiedere al modello di separare ciò che è ipotesi da ciò che è procedura.
• Gestione dei dati: fase particolarmente delicata. Errori introdotti a monte si propagano invisibilmente in tutte le analisi successive. Leakage di dati sensibili, contaminazione tra set e uso improprio di dati non autorizzati sono rischi da governare con classificazione preventiva e policy istituzionali.
• Coding e analisi: il codice generato può contenere vulnerabilità non rilevate, dipendenze obsolete o pacchetti inesistenti. La ricerca empirica conferma che l’assistenza AI aumenta la produttività, ma non elimina le vulnerabilità: servono test automatizzati, revisione profonda e riproducibilità dell’ambiente software.
• Scrittura e comunicazione: il rischio non è solo che il testo contenga errori, ma che renda più difficile distinguere tra interpretazione, evidenza e speculazione. L’editing linguistico va separato dalla produzione di contenuto scientifico.
• Peer review: i rischi sono i più seri, perché riguardano materiali non pubblici e giudizi valutativi. Il divieto di caricare manoscritti o revisioni riservate su servizi non approvati non va considerata una raccomandazione, ma un vincolo di integrità con implicazioni etiche e legali.

Quattro controlli per una governance responsabile

L’uso degli LLM nella ricerca comporta un rischio sistemico sottile: l’illusione di comprensione. Ricevere risposte fluide e persuasive può far credere di aver capito davvero un problema, senza che questo emerga nel risultato finale. Quattro controlli riducono il rischio lungo tutta la pipeline.

1. Provenance e versionamento: ogni interazione rilevante con un LLM va registrata — prompt, input, versione del modello, data e test eseguiti. Senza questa traccia, il processo non è riproducibile.
2. Separazione tra bozza e risultato: il passaggio da output generato a risultato scientifico richiede prove esterne e validazione indipendente. La separazione deve essere esplicita e deliberata.
3. Disclosure e responsabilità: il modello non è autore; la responsabilità intellettuale resta umana. L’uso va dichiarato dove richiesto da riviste, atenei e processi editoriali.
4. Protezione dei materiali riservati: manoscritti non pubblicati, dati sensibili e revisioni confidenziali non devono essere caricati su strumenti non approvati dall’istituzione.

Un’adozione progressiva, non binaria

Le scelte estreme — divieto assoluto o adozione senza criteri — comportano entrambe rischi significativi. Una strategia realistica procede per livelli: uso assistivo a basso rischio, come revisione linguistica e sintesi di fonti verificabili; integrazioni controllate a scala di gruppo o dipartimento; adozione strutturata con logging standardizzato, strumenti approvati e governance istituzionale.

Il quadro di riferimento comprende l’AI Act (Regolamento UE 2024/1689), le linee guida UNESCO per l’istruzione superiore e, per chi opera nella ricerca europea, le living guidelines della Commissione Europea sull’uso responsabile dell’IA generativa, aggiornate dall’ERA Forum alla terza versione nel maggio 2026.

La bussola è il workflow, non il modello

L’integrazione degli LLM nella ricerca scientifica non è un semplice aggiornamento strumentale: è una trasformazione socio-tecnica che ridefinisce i costi del lavoro cognitivo e i criteri di attribuzione della responsabilità intellettuale. Il caso Parisi-Zamponi offre in questo senso una bussola: non dimostra che gli LLM possono sostituire il ricercatore, ma mostra che un risultato ottenuto con il contributo sostanziale di un modello è scientificamente accettabile solo se il percorso che lo ha prodotto rimane tracciabile, verificabile e attribuibile a responsabilità umane definite.

Il criterio discriminante non è la potenza del modello: è il rapporto tra beneficio atteso, costo dell’errore e solidità dei controlli che circondano il sistema. Gli LLM evolveranno rapidamente. La responsabilità ultima, però, resterà umana — e sarà tanto più efficace quanto prima le istituzioni scientifiche avranno elaborato politiche chiare, condivise e verificabili.

Il presente articolo costituisce una sintesi di un documento più ampio, che include i riferimenti alle principali fonti consultate. La versione integrale è scaricabile qui.

La notizia ha però assunto un significato completamente diverso quando è emerso che l’atleta accusato di aver fatto uso di eritropoietina (EPO) era il marciatore altoatesino Alex Schwazer. Non perché si trattasse di un atleta italiano, ma perché se mi avessero chiesto quale atleta avesse oggi meno probabilità di essere coinvolto in un nuovo caso di doping, avrei senza alcun dubbio risposto proprio Schwazer. La sua carriera è stata infatti segnata tanto da straordinari successi agonistici quanto da sospensioni per violazione delle norme antidoping.

Secondo quanto comunicato dall’agenzia antidoping tedesca, il marciatore altoatesino sarebbe risultato positivo all’eritropoietina in occasione dei Campionati tedeschi di marcia su strada disputati nell’aprile 2026. La sostanza vietata sarebbe stata rilevata sia in un campione urinario sia in un campione ematico raccolti durante il controllo anti-doping.

Per Schwazer si tratta del terzo procedimento antidoping della carriera. Il primo risale al 2012, quando l’atleta ammise l’assunzione di eritropoietina prima dei Giochi Olimpici di Londra. Il secondo si aprì nel 2016, dopo la positività all’EPO rilevata in un controllo effettuato alla vigilia delle Olimpiadi di Rio de Janeiro, dando origine a uno dei più controversi contenziosi della storia recente dell’antidoping internazionale.

Il caso Schwazer è oggi interessante non tanto per alimentare l’ennesimo processo mediatico a carico di un atleta, quanto perché offre l’occasione per riflettere sulla qualità delle procedure che regolano i controlli antidoping. Nel dibattito pubblico si tende infatti a passare rapidamente dalla notizia di una positività al giudizio finale. In mezzo, però, esiste un passaggio fondamentale: la costruzione della prova scientifica.

La credibilità del sistema antidoping non dipende, infatti, soltanto dalla capacità di individuare una sostanza vietata. Dipende anche dalla solidità delle procedure che accompagnano il campione biologico dal momento del prelievo fino al laboratorio e dalla presenza di adeguate garanzie per l’atleta nel caso in cui emergano errori analitici, anomalie procedurali o contestazioni tecnicamente fondate.

Come vengono raccolti i campioni antidoping: dal prelievo all’analisi

Per comprendere perché una positività antidoping possa trasformarsi in una sanzione sportiva è necessario capire come vengono raccolti, conservati e analizzati i campioni biologici degli atleti. La procedura segue protocolli internazionali definiti dalla World Anti-Doping Agency (WADA) e applicati dalle organizzazioni antidoping nazionali. L’obiettivo è garantire che il campione analizzato dal laboratorio provenga effettivamente dall’atleta controllato e che non possa essere alterato durante le fasi di raccolta, conservazione, trasporto e analisi.

Nel caso delle urine, l’atleta produce il campione sotto osservazione diretta da parte di un incaricato del controllo antidoping. L’urina viene raccolta in un contenitore apposito e successivamente suddivisa in due flaconi sigillati, identificati come campione A e campione B. Il primo è destinato all’analisi iniziale, mentre il secondo viene conservato per un’eventuale apertura e analisi successiva. Una volta completata la procedura, i flaconi vengono sigillati e contrassegnati con codici identificativi univoci, in modo che il laboratorio non conosca l’identità dell’atleta.

La raccolta del sangue segue una logica analoga. Il prelievo viene effettuato da personale qualificato mediante kit certificati e anche in questo caso i campioni vengono identificati tramite codici univoci. Da quel momento entra in funzione una rigorosa catena di custodia che documenta ogni passaggio, dal luogo del prelievo fino al laboratorio accreditato dalla WADA.

Se il laboratorio rileva nel campione A una sostanza vietata o un marker compatibile con il suo utilizzo, viene notificato un risultato analitico avverso. A questo punto si apre la fase di gestione del risultato: l’atleta può chiedere l’apertura e l’analisi del campione B, presentare osservazioni e sollevare eventuali contestazioni procedurali. L’esito finale non dipende quindi da un singolo dato analitico, ma dall’insieme delle verifiche scientifiche e procedurali che accompagnano il controllo.

È importante sottolineare che, ai fini dell’accertamento antidoping, gli unici campioni ufficialmente riconosciuti sono il campione A e il campione B raccolti, sigillati, identificati e conservati secondo gli standard internazionali. Eventuali campioni residui o altri materiali biologici conservati al di fuori della catena di custodia ufficiale non possono sostituire l’analisi del campione B prevista dalla procedura, poiché non ne è garantita e documentata la tracciabilità lungo tutte le fasi di conservazione, trasporto e custodia.

Questo aspetto è particolarmente rilevante nel caso Schwazer, nel quale il dibattito pubblico si è concentrato su un campione residuo, identificato come campione C, che la difesa dichiara sia stato conservato da Sandro Donati, ex allenatore di Schwazer e protagonista di numerose battaglie contro il doping nello sport italiano. Questo materiale potrebbe eventualmente essere usato come elemento tecnico o difensivo, ma non ha lo stesso valore procedurale dei campioni A e B previsti dalla normativa antidoping internazionale.

Ciò che colpisce non è tanto l’uso che può essere fatto di tale campione, ma il fatto stesso che esista. Gli standard internazionali WADA sulla raccolta delle urine prevedono infatti che, una volta riempiti correttamente i contenitori A e B e completate le verifiche richieste sul campione, l’urina residua non destinata all’analisi venga eliminata, con possibilità per l’atleta di assistere allo smaltimento. Se una parte di quel residuo è stata effettivamente conservata al di fuori del circuito ufficiale, si porrebbe quindi un interrogativo sulla corretta applicazione della procedura di raccolta. Questo non implica automaticamente alcuna invalidità dei campioni ufficiali, ma rappresenta comunque un elemento che merita chiarimento.

Una positività può derivare da un’alterazione del campione o da un errore?

Nella conferenza stampa seguita alla notizia della nuova positività, uno degli aspetti emersi ha riguardato la possibilità che il campione biologico di Schwazer possa essere stato alterato o che il risultato possa essere errato. È un dubbio legittimo, anche alla luce del precedente contenzioso che ha coinvolto il marciatore altoatesino. Tuttavia, per affrontare la questione è necessario fare alcune precisazioni.

Manipolare deliberatamente un campione antidoping non è semplice. I campioni di sangue e di urina vengono raccolti seguendo procedure standardizzate, identificati tramite codici, sigillati e accompagnati da una rigorosa catena di custodia che documenta ogni passaggio dal prelievo fino al laboratorio. Nel caso del sangue, in particolare, l’intervento umano sulle provette dopo il prelievo è estremamente limitato e qualsiasi alterazione intenzionale richiederebbe il superamento di numerosi controlli procedurali e tecnici.

Ciò non significa tuttavia che il sistema sia infallibile. Nessun metodo scientifico lo è. Errori analitici, problemi procedurali, contaminazioni o interpretazioni controverse dei risultati rappresentano eventualità rare ma teoricamente possibili. È proprio per questo motivo che il sistema antidoping internazionale non si basa esclusivamente sull’analisi di laboratorio, ma prevede una serie di garanzie aggiuntive, tra cui il campione B, la documentazione della catena di custodia, il diritto alla controanalisi e la possibilità di contestare eventuali anomalie procedurali.

Non mancano, infatti, precedenti che mostrano come una positività iniziale possa essere successivamente corretta o ridimensionata. Il caso più noto degli ultimi anni è quello dell’australiano Peter Bol, inizialmente indicato come positivo all’EPO sintetica e successivamente scagionato dopo ulteriori verifiche. A ciò si aggiunge la letteratura scientifica che ha segnalato, in condizioni particolari, la possibilità di risultati falsamente positivi nei test urinari per eritropoietina. Si tratta di eventi rari, ma proprio la loro esistenza giustifica l’adozione di procedure di verifica e controverifica particolarmente rigorose.

La credibilità dell’antidoping moderno nasce quindi dall’equilibrio tra due esigenze complementari: da un lato la capacità di individuare chi viola le regole, dall’altro la capacità di dimostrare in modo trasparente, verificabile e riproducibile come si è arrivati a quella conclusione.

Tra giustizia sportiva e tribunali civili

Un aspetto spesso poco compreso nei casi di positività al doping riguarda il rapporto tra giustizia sportiva e giustizia ordinaria. Le procedure antidoping internazionali sono costruite attorno a standard tecnici e regolamentari rigorosi e tendono a valutare i casi sulla base della conformità delle procedure e dell’evidenza analitica disponibile. Per questo motivo le conclusioni raggiunte da tribunali ordinari e organismi sportivi non necessariamente coincidono.

Lo stesso caso Schwazer rappresenta un esempio significativo. Nonostante le conclusioni del Tribunale di Bolzano avessero sollevato dubbi sulla gestione dei campioni relativi alla positività del 2016, la squalifica sportiva rimase in vigore e le decisioni assunte dagli organismi antidoping internazionali non furono modificate.

Come finirà l’attuale caso Schwazer? Al momento è impossibile dirlo. Tuttavia, al di là dell’esito specifico della vicenda, il cosiddetto campione C ha già riportato al centro del dibattito una questione più generale: quanto possiamo fidarci delle procedure che regolano i controlli antidoping?

La risposta non è semplice. Da un lato, il sistema costruito negli ultimi decenni dalla WADA e dalle organizzazioni antidoping nazionali rappresenta uno dei più sofisticati esempi di integrazione tra scienza, regolamentazione internazionale e controllo di qualità. Dall’altro, proprio perché le conseguenze di una positività possono essere enormi per la carriera e la reputazione di un atleta, ogni dubbio procedurale finisce inevitabilmente per alimentare interrogativi sulla solidità dell’intero sistema. Ed è proprio questa fiducia, più ancora del destino sportivo di Alex Schwazer, a essere oggi nuovamente sotto esame.

Anomalie delle temperature del Pacifico nella zona equatoriale collegate al fenomeno El Niño, l'8 giugno 2026. Crediti: NASA Earth Observatory/Lauren Dauphin

Oltre a fornire energia per uragani sempre più devastanti e fenomeni meteorologici sempre più intensi ed estremi, il riscaldamento del nostro pianeta, che si riflette in temperature sempre più alte delle acque degli oceani, potrebbe avere conseguenze sulla circolazione delle correnti oceaniche. Uno dei sorvegliati speciali è il sistema chiamato AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation), di cui Scienza in rete ha parlato in questo webinar, che spinge le acque tropicali calde nel nord Atlantico per poi riportare a sud attraverso correnti abissali le acque raffreddate e più saline. È quella che abbiano conosciuto come corrente del golfo, che rende più temperato il clima nel Nord Europa e, per questo, ha enormi conseguenze sulla nostra vita.  

Per monitorare i parametri superficiali degli oceani si usano i satelliti che permettono di avere una visione globale, ma i fiumi oceanici non scorrono solo in superficie: per seguire il loro comportamento occorre andare a fare misure a diverse profondità con complessi sistemi di boe in parte galleggianti e in parte sommerse posizionate in molti punti strategici. Così si può avere un’idea dei movimenti e delle caratteristiche (per esempio temperatura e salinità) delle acque a diverse profondità.  

In effetti, ogni stazione di osservazione è composta da diverse boe che fissano lunghe file di strumenti collegati tramite cavi. I dispositivi misurano le correnti oceaniche, nonché le condizioni chimiche e biologiche dalla superficie dell’acqua fino a migliaia di metri di profondità. Gli strumenti sono stati rinforzati per resistere alla pressione delle profondità oceaniche, nonché agli effetti corrosivi dell’acqua di mare e a quelli di piante e animali marini, che possono contaminare i componenti elettronici. Gli strumenti che galleggiano inviano dati ai satelliti che li interrogano ogni volta che li sorvolano, mentre quelli sott’acqua devono essere fatti risalire per scaricare i dati prima di rimandarli al loro posto di osservazione.  In alternativa, veicoli robotici e alianti sottomarini controllati a distanza, posizionati intorno alle boe, raccolgono e trasmettono i dati ai laboratori di ricerca.

È un complesso sistema di monitoraggio essenziale per gli oceanografi, per i climatologi, per i meteorologi, ma anche per i pescatori che sanno che i banchi di pesce seguono le correnti. Il monitoraggio è uno sforzo globale e ogni stato dà il suo contributo. 

Negli Stati Uniti la rete delle boe oceanografiche, che sono posizionate sia nell’oceano Atlantico sia nell’Oceano Pacifico, è finanziata dalla National Science Foundation ed è coordinata dalla Woods Hole Oceanographic Institution in collaborazione con la Rutgers University, l’Università di Washington e l’Oregon State University.

Il sistema di osservazione oceanica ha iniziato a funzionare nel 2016 e si prevedeva che sarebbe rimasto operativo per 25 anni. Jim Edson, meteorologo marino a capo dell’Ocean Observatories Initiative, lo ha definito «il sistema di osservazione oceanica a funzionamento continuo più avanzato al mondo».

Si tratta di 900 strumenti per l’esplorazione degli abissi marini ancorati al largo delle coste dell’Oregon, dello Stato di Washington, dell’Alaska, della Carolina del Nord e di un’area compresa tra la Groenlandia e l’Islanda, nota come Mare di Irminger, quest’ultima di vitale importanza per il monitoraggio della AMOC.  È un sistema costato 368 milioni collari, con un costo di gestione di 48 milioni di dollari all’anno, che ha il torto di studiare come l’oceano reagisce al cambiamento climatico, la bestia nera dell’amministrazione Trump che ha cercato di chiudere la rete di monitoraggio, tagliando i finanziamenti. 

Ci ha provato nel 2025, ma la proposta è stata bocciata dal Congresso che ha ripristinato i fondi. Ci hanno riprovato quest’anno con la nuova proposta di budget presentata ad aprile, nella quale erano previsti tagli pesantissimi alla NSF. A maggio, quest’ultima ha annunciato che avrebbe iniziato a rimuovere le boe e tutta la strumentazione, un lavoro non banale che avrebbe richiesto 15 mesi.  Da sottolineare che la NSF, ovviamente gestita da personaggi scelti dall’amministrazione, non ha aspettato che il Congresso votasse sulla proposta di budget del Presidente (che anche quest’anno è stata bocciata ripristinando il livello di finanziamento precedente), ma si è mossa con sollecitudine per smantellare una rete di monitoraggio di grandissima utilità. 

La cosa non poteva passare inosservata e mercoledì 17 giugno il Senato ha approvato una risoluzione bipartisan per ordinare alla NSF di sospendere i lavori di rimozione delle boe dal momento che tale azione sarebbe illegale e minaccerebbe la sicurezza delle comunità costiere. I legislatori hanno fatto notare che la rimozione avrebbe sperperato i 368 milioni di dollari dei contribuenti che avevano finanziato l’installazione degli strumenti nel 2016. E i costi operativi, inoltre, rappresentano una minima parte della spesa pubblica complessiva.

Il provvedimento è stato promosso dai senatori Jeff Merkley, democratico dell’Oregon, e Lisa Murkowski, repubblicana dell’Alaska. Il 18 giugno, in un’intervista, la senatrice Murkowski ha criticato l’amministrazione Trump per non aver consultato il Congresso prima di iniziare a rimuovere le apparecchiature di monitoraggio. «La NSF ha agito di propria iniziativa, non solo unilateralmente, ma senza alcun preavviso», ha dichiarato. “«Non si sono nemmeno presi la briga di informarsi», ha aggiunto, «ed è qui che sta il vero problema».

La senatrice Murkowski ha affermato che la pesca in Alaska si basa sui dati oceanici per determinare in che modo l’aumento delle temperature stia minacciando determinate specie. Ha aggiunto che altri dati sono cruciali per comprendere El Niño, il potente fenomeno meteorologico che si è formato questo mese nel Pacifico tropicale e che potrebbe intensificare gli eventi meteorologici estremi in tutto il mondo.

Sempre giovedì 18, in un comunicato,  il senatore Merkley  che detto «Smantellare le boe è stata una follia assoluta».

La NSF ha recepito il messaggio e ha interrotto immediatamente l’opera di rimozione dichiarando che le sette boe già recuperate torneranno in mare dopo una manutenzione. Ma ci vorrà del tempo. 

Edward Dever, professore di oceanografia presso l’Oregon State University e responsabile della gestione degli strumenti al largo delle coste dell’Oregon e di Washington, ha dichiarato che l’agenzia ha rimosso sei delle sette piattaforme sottomarine dotate di sensori, aggiungendo che trovare imbarcazioni per sostituire gli ormeggi potrebbe richiedere diversi mesi : «Le navi vengono generalmente programmate con circa un anno di anticipo. Organizzare crociere con breve preavviso è possibile, ma è una sfida».

Come spesso succede, distruggere in tutta fretta è più facile che costruire.

Tutti gli uomini, per natura, desiderano sapere.

È l’incipit della Metafisica di Aristotele, che nella sua essenzialità afferma un carattere distintivo fondamentale della specie umana. Un carattere che si è evolutivamente affermato, insieme alla socialità, come il vantaggio competitivo che ha consentito alla nostra specie di divenire dominante in rapporto ad altre specie biologicamente altrettanto evolute. Il desiderio di sapere è presente in tutti gli esseri umani con una estensione che va dalla semplice curiosità all’amore per la cultura in tutte le sue forme e si spinge fino a chi dedica la vita ad estendere la conoscenza oltre ciò che è noto. I ricercatori appartengono a quest’ultima categoria e la loro tensione verso la decodifica dell’ignoto  offre un contributo essenziale al progresso culturale e al successo della società.

All’evoluzione biologica per selezione naturale a cui ogni vivente, umano compreso, è soggetto, si è sovrapposta  un’evoluzione specificamente umana su cui opera la selezione della storia. I vari insiemi umani, oggi principalmente stati nazionali o alleanze tra stati, ma anche gruppi etnici o tribali, competono tra loro per l’accesso alle risorse naturali, finanziarie, tecnologiche o intellettuali, e non è infrequente che la competizione degeneri nello scontro armato. Il risultato di questa competizione determina anche quali valori diventano dominanti. O almeno questo è quello che finora è sempre successo a dispetto di ogni auspicio di un futuro in cui l’umanità possa trovare un equilibrio di rispetto reciproco e di progresso comune. Nel contesto competitivo la creazione efficiente di valore è un fattore di successo dove ogni settore di attività gioca un ruolo e dove la scienza e la tecnologia sono protagoniste nel rafforzare e mantenere il successo nel tempo. La scienza cosiddetta di base (in realtà i confini tra scienza di base e applicata sono piuttosto indefiniti) ha il compito di garantire il continuo espandersi della conoscenza anche in campi senza una prospettiva evidente di una qualsiasi applicazione, ma con il risultato di non porre limiti ai gradi di libertà della creazione di sviluppi futuri non ancora immaginabili. La storia della scienza e anche di altre discipline ci insegna che ogni elemento di conoscenza, anche apparentemente “inutile”, ha la potenzialità di combinarsi, in modo  imprevedibile, con altri elementi per produrre applicazioni e ulteriore conoscenza. È poi fondamentale che il valore della conoscenza produca valore per la società nel più ampio modo possibile e questo avviene (o dovrebbe avvenire) attraverso l’industria che nutre (o dovrebbe nutrire) la propria spinta innovativa nella conoscenza, sviluppando da questa tecnologie, prodotti, servizi e piattaforme di fruizione.

La scienza in sé prospera nella libertà di pensiero e di critica ed è trasparente a livello globale, traendo la sua forza motrice da reti mondiali di cervelli. Le cose sono diverse quando dalla conoscenza si passa alle applicazioni, già a partire dalle fasi antecedenti lo sviluppo di una tecnologia e fino alla sua industrializzazione. In questi passaggi, dove l’idea e il know-how sono generalmente protetti da barriere di varia natura, le nazioni che meglio hanno saputo creare le condizioni adatte allo sviluppo di un tessuto industriale interfacciato alla ricerca traggono i maggiori benefici dalla conoscenza prodotta a livello planetario. L’industria che si sviluppa in queste condizioni avrà tutto l’interesse a stimolare la politica a investire in ricerca e istruzione e magari a contribuire essa stessa al finanziamento della ricerca, ottenendo nel “giardino di casa” un accesso più immediato all’innovazione e alle competenze necessarie per implementarla. Si crea così un circolo virtuoso di reciproco vantaggio tra scienza e industria e di vantaggio per la società.

Le condizioni utili a innescare questo circolo virtuoso riguardano il contesto finanziario, fiscale, normativo, l’atteggiamento culturale verso l’impresa, la disponibilità di risorse umane adeguate e la facilità di interfacciamento e di travaso tra mondo della ricerca e industria. Stiamo parlando di imprese avanzate, capaci di generare elevati livelli di valore aggiunto attraverso investimenti e innovazione il cui successo, o addirittura la cui sopravvivenza, non sia legato in modo prevalente alla massima compressione dei costi. Fatti salvi i meccanismi distributivi della ricchezza, le imprese avanzate sono la  nostra sola possibilità di mantenere e migliorare il nostro tenore di vita e di protezione sociale determinando la nostra capacità di crescere e di migliorare l’efficienza, vale a dire di incrementare il rapporto tra valore aggiunto prodotto e risorse impiegate per produrlo. Competere in modo prevalente sul denominatore di questo rapporto, ossia sulla compressione dei costi e principalmente sul costo del lavoro, significa condannare la società a una corsa senza freni verso la povertà diffusa.

Una delle spie d’allarme in questo senso riguarda un paradosso italiano: secondo i dati Eurostat siamo nella UE la penultima nazione, davanti solo alla Romania, come percentuale di laureati nella fascia tra 25 e i 34 anni, che risulta di circa il 31-32% rispetto a una media UE del 44-45%. Nonostante questo, i nostri giovani laureati faticano a trovare un impiego, sono spesso sottopagati rispetto ad altri Paesi ed emigrano. Nel 2023 sono emigrati 21.000 laureati, portando a 100.000 il numero nel quinquennio dal 2019 al 2023 su 190.000 giovani totali emigrati nello stesso periodo - a fronte, per inciso, di eserciti di braccianti sottopagati che importiamo, spesso clandestinamente, insieme a badanti e manovali. Quindi ci si domanda: se il pur basso numero di laureati è comunque in eccesso rispetto alla domanda dell’industria al punto da spingere gli stipendi verso il basso e i laureati a emigrare, quali figure richiede l’industria che lamenta di continuo il mismatch tra offerta di lavoro e tipologia di personale disponibile sul mercato? E verso quale tipo e metodologie di produzione punta?

Il quadro appare come quello di un’industria che mediamente non si colloca sul fronte avanzato del valore, un’industria che sembra mantenersi in una posizione difensiva dello status quo per paura, incapacità culturale di investire o di “perdere il controllo”  (Veronica De Romanis, L’economia della paura, Mondadori). Un aspetto rilevante del problema è il livello di dipendenza dell’economia del Paese da micro, piccole e medie imprese che hanno oggettivamente una maggiore difficoltà a effettuare investimenti sufficienti  in tecnologie e talenti, oltre che una barriera culturale a delegare ruoli chiave a risorse umane competenti. In realtà anche negli USA e in EU, come in Italia, PMI e microimprese rappresentano oltre il 99% del numero di imprese totali, ma la percentuale di PIL prodotto da queste in Italia è del 65% contro il 58% nella UE e il 43% negli USA. Indicativa è la quota micro-imprese (imprese con meno di 10 dipendenti) che in Italia ammontano a ben il 94,9% del totale.  Questo fatto è stato uno dei rilievi che la UE ha recentemente posto come fattore di inefficienza del sistema produttivo da affrontare di fronte  all’ennesima richiesta di flessibilità sui conti pubblici da parte dell’Italia.

Appare evidente come la politica industriale sia il fulcro sul quale appoggiare le riforme, semplicemente perché è l’industria che genera le risorse indispensabili. Appare altrettanto evidente che sia una necessità esistenziale perseguire un efficace collegamento tra lo sviluppo della conoscenza (dove peraltro l’Europa, Italia inclusa, vanta notevoli primati) e la piena messa a frutto delle sue ricadute industriali. Ciò si ottiene costruendo un ecosistema stimolante sia per  nascita di start-up ad alta potenzialità, sia per la crescita dimensionale media delle imprese, attraendo investimenti finanziari, insediamenti di grandi imprese tecnologiche e facilitando processi di consolidamento. Certamente non offrendo premi fiscali a chi rimane piccolo attraverso meccanismi di flat-tax e forfetizzazione, come invece accade. La panoramica del tessuto imprenditoriale nei settori chiave è tutt’altro che incoraggiante per l’Unione Europea, e ancora meno per l’Italia. È ben nota la situazione che riguarda elettronica e software (microprocessori, memorie, IA e tecnologie produttive collegate), dove il peso delle maggiori aziende UE (come ASML, SAP, Infineon e STM) è piuttosto modesto rispetto ai colossi globali anche se, come nel caso di ASML, depositarie di esclusive capacità essenziali nella filiera globale.  Spostando l’attenzione sulla situazione dell’industria farmaceutica, un settore ad alto valore aggiunto fortemente dipendente dalla ricerca, con notevoli implicazioni etiche e sociali e che per queste ragioni può essere considerata paradigmatica, la situazione non è molto diversa.

Tanto per cominciare, valutando le prime 100 farmaceutiche al mondo quotate in borsa per capitalizzazione di mercato, la somma delle prime tre rispettivamente di USA, Svizzera, UK e UE (in miliardi di dollari) ammonta ai seguenti valori: USA 1.895, Svizzera 614, UK 424, EU 367. L’Italia nelle prime 100 farmaceutiche quotate al mondo ha solo Recordati, con circa 12 miliardi di capitalizzazione. In realtà la maggiore azienda italiana è il Gruppo Menarini, che però non è quotata. Se facciamo lo stesso esercizio considerando il fatturato abbiamo: USA 577, Svizzera 148, UK 108, EU 215. L’Italia è a 3 miliardi con Recordati. Anche aggiungendo Menarini e Chiesi (non quotate) per arrivare a 3 saremmo circa a 13 miliardi di dollari. Sempre nelle prime 100 ci sono 31 statunitensi, 18 UE, 6 svizzere, 5 britanniche. Di italiane ce n’è una sola. Il paragone è solo con le industrie occidentali che nel loro insieme ancora conservano il primato, ma Cina, India e Corea stanno arrivando con una presenza numericamente importante (oltre al Giappone che è presente da sempre).

Ma come siamo messi con la ricerca biomedica e  scienze della vita che sono l’humus di questa industria? Parlando di risultati di qualità prodotti, Europa e Italia ne escono decisamente meglio nel confronto. Anche se gli USA mantengono il primato globale per quanto riguarda la quota di articoli ad altissimo impatto, ossia la leadership nell’ 1% delle pubblicazioni più citate, l’Unione Europea genera circa il 17-21% delle pubblicazioni scientifiche globali nelle scienze della vita e biotecnologie, più degli USA col 15-16% e poco meno della Cina al 22%. Inoltre, l’impatto citazionale medio dell’UE misurato tramite l’indice FWCI (Field-Weighted Citation Impact) risulta stabilmente sopra la media mondiale. Vale a dire che un articolo biomedico medio europeo viene citato più della media globale. Quasi paradossalmente l’Italia questa volta figura molto bene, ponendosi in genere all’8°-9° posto al mondo per numero di pubblicazioni e con un impatto citazionale sempre sopra la media mondiale ed europea aggregata, in particolare in settori come la cardiologia, l’oncologia e le neuroscienze. Questi paradossalmente sono anche i settori di punta  dell’industria farmaceutica di cui abbiamo visto la nostra sconfortante posizione nel ranking  mondiale ed europeo. Va anche detto che l’Italia, secondo i rapporti ANVUR (Agenzia Nazionale per la Valutazione del Sistema Universitario e della Ricerca) e della Commissione Europea, è tra i primi Paesi al mondo per numero di pubblicazioni ad alto impatto in rapporto ai fondi pubblici investiti nella ricerca. A parità di budget speso, i ricercatori italiani producono un maggior numero di articoli inseriti nel primo 10% delle riviste più citate al mondo rispetto a ricercatori di paesi dove la ricerca è molto più finanziata, come Germania o Francia. C’è da domandarsi che cosa si potrebbe fare con finanziamenti in linea coi maggiori paesi europei.

Da quanto scritto, si possono proporre alcune conclusioni:

Scienza, alta formazione ed economia ad alto valore aggiunto, pur nelle rispettive specificità, devono farsi sistema per restituire valore alla collettività;

• intervenire su un solo elemento (“ci vogliono più laureati e più ricerca per crescere”) non produce automaticamente gli effetti sperati, ma è necessario intervenire su tutti gli elementi con una visione d’insieme;
• un’area essenziale di intervento riguarda la facilitazione sistematica di interfacciamento tra industria e università (in Europa esistono già esempi consolidati come la rete degli istituti Fraunhofer), per il quale scopo anche l’università, e non solo l’industria, deve evolversi culturalmente;
• è essenziale porre il focus sulla crescita dimensionale e culturale delle imprese e sulla creazione di un ambiente attrattivo per la grande industria al fine di trattenere nel territorio la giusta quota del beneficio che deriva dalla produzione di conoscenza.

Segnalo che in queste aree di intervento alcuni elementi della società civile si stanno muovendo ben prima della politica e cito due esempi diversi tra loro. Il primo, che riguarda lo sviluppo dimensionale dell’impresa, vede il Politecnico di Milano e la Bocconi unire le loro forze per facilitare l’evoluzione di start-up di successo verso lo stato di “unicorno” (aziende che da start-up arrivano a capitalizzare 1 miliardo di dollari) senza che queste siano necessariamente indotte a trovare all’estero condizioni favorevoli. L’altro è un esempio di industrializzazione diretta dei risultati della ricerca messa in atto da Telethon, per rispondere alla mancanza di interesse dell’industria verso alcuni farmaci per malattie rare, un modello che ha motivazioni etiche, ma che contiene insegnamenti generalmente validi di collegamento tra ricerca, generazione di impresa e sviluppo industriale.

Tornando al tema generale del sistema ricerca-industria, un grande vantaggio di USA e Cina è la capacità di essere efficaci concentrando le risorse per la ricerca e realizzando economie di scala nell’industria, contrariamente all’Europa dove la strada per uscire dalla frammentazione è ancora lunga, ma che è inevitabile percorrere congiuntamente come unione. Questo non esime l’Italia dal fare i propri “compiti a casa” sia perché il suo contributo come motore dello sviluppo è essenziale per l’Europa, sia perché anche nell’ipotesi, ancora utopica, di un’Europa altamente integrata è desiderabile evitare di divenire il meridione povero del continente. Come abbiamo già detto, viviamo in una competizione esistenziale soggetta alla selezione della storia e alla quale non ci possiamo sottrarre, pena l’impoverimento che in Italia, peraltro, sta già avanzando da decenni. Riuscirà la società civile a indirizzare i programmi della politica, quasi sempre tesa a occuparsi di rappezzi elettoralmente remunerativi, verso una visione lungimirante di sviluppo, benessere e promozione pacifica, seppur competitiva, di un sistema valoriale?

Galileo e il linguaggio della musica

Galileo crebbe in una famiglia profondamente immersa nella musica, dove si suonava, si studiava matematica, si sperimentava sugli strumenti, e dove la poesia era spesso affidata al canto e all’accompagnamento del liuto. Suo padre Vincenzo era compositore, liutista, teorico della musica e una delle figure più importanti della cultura musicale del Rinascimento. Galileo stesso era un provetto liutista e suo fratello Michelangelo, virtuoso del liuto celebre in Europa, divenne musicista e compositore alla corte di Monaco di Baviera.

La ricerca da cui è nato Galilei: The Sound of Science ha preso le mosse dall’osservazione di come modelli musicali, analogie, strumenti e termini appartenenti al lessico della musica non solo ricorrano in tutta l’opera di Galileo, ma diventino veri e propri strumenti concettuali. Galileo li trasforma in argomenti a sostegno della nuova immagine dell’universo, della sua scienza del moto e, più in generale, della difesa del sistema copernicano. 

Anche lo strumento simbolo delle sue scoperte astronomiche è legato alla musica. Prima di essere chiamato telescopio, il cannocchiale veniva spesso denominato “occhiale a tromba”. Galileo stesso, nel 1609, utilizzò delle canne d’organo di stagno per costruire alcuni tubi del suo strumento. Persino il significato originario dell’aggettivo “telescopico” era legato alla struttura del trombone, il cui funzionamento si basa sullo scorrimento di elementi cilindrici l’uno dentro l’altro. In un orizzonte analogo si muoveva anche la spiegazione del pendolo che Galileo fornisce nei Discorsi e dimostrazioni matematiche, quasi fosse una trasposizione verticale della vibrazione della corda di un liuto.

Un nuovo sguardo su Vincenzo Galilei

A indirizzare la ricerca verso la figura di Vincenzo Galilei è stata però anche un’altra considerazione. Constatare come tra i filosofi del primo Seicento la sua opera fosse discussa e le sue ricerche fossero spesso paragonate all’approccio adottato da Galileo ha reso necessario esaminarne più da vicino la produzione e ricostruire l’ambiente culturale, scientifico e musicale nel quale si formò il giovane Galileo.

Per comprendere l’influenza del padre sul figlio, la storiografia si è concentrata su alcuni degli esperimenti che Vincenzo condusse sui corpi sonori e sulle corde vibranti negli ultimi anni della sua attività, quando Galileo si trovava nella sua abitazione di Firenze.

Ma guardare Vincenzo soltanto attraverso questi esperimenti o la celebre polemica con Gioseffo Zarlino rischia di restituirne un’immagine incompleta. Se vogliamo cogliere appieno il ruolo che ebbe nella vicenda intellettuale del figlio, dobbiamo porci anche una domanda diversa. Cosa ci dicono le fonti coeve di Vincenzo Galilei come compositore e del contesto culturale e sociale in cui operò e nel quale crebbe Galileo?

La risposta è meno scontata di quanto possa sembrare. Per una serie di vicende legate alla dispersione delle sue opere e alla fortuna storiografica dell’autore, Vincenzo è stato ricordato soprattutto come teorico della musica, liutista e autore di una delle prime composizioni di monodia accompagnata. Eppure era anche un profondo conoscitore del contrappunto (a testimoniarlo rimangono dei manoscritti) e un compositore prolifico di musica vocale polifonica, che si era confrontato con uno dei grandi temi del suo tempo: il rapporto tra musica e poesia. Di tutto questo abbiamo oggi una scarsa percezione perché le sue composizioni vocali, costituite da due libri di madrigali, sono andate perdute per oltre tre secoli e, anche successivamente, sono rimaste semisconosciute. Altre sono rimaste manoscritte – e mute – nei fondi della Biblioteca Nazionale Centrale di Firenze fino ai nostri giorni.

La musica perduta di casa Galilei: suono e poesia

Una parte importante della sua produzione vocale è stata dimenticata per secoli. Ma l’obiettivo dell’album non è soltanto registrare delle musiche rare. È cercare di dare voce a una dimensione della sua formazione che sino a oggi era rimasta in gran parte sconosciuta. Un mondo fatto anche di poesia, di musica vocale, di rapporti tra suono e parola.

Siamo alla fine degli anni Ottanta del Cinquecento e Galileo aveva superato i vent’anni. Si dilettava anche in componimenti poetici, studiava e commentava i poemi di Ariosto e Tasso; si dice che recitasse Petrarca a memoria. Non solo. Ancora nelle opere importanti della maturità, l’armonia dell’Orlando furioso di Ariosto è accostata al modello del cosmo copernicano, mentre la struttura disordinata della Gerusalemme liberata di Tasso è paragonata al sistema geocentrico di Tolomeo. Sono proprio questi gli autori che ritroviamo musicati da Vincenzo Galilei nei madrigali e non solo: Ariosto, Tasso, Petrarca, Giovan Battista Strozzi il Giovane (a cui Galileo rimase sempre legato). E Dante. 

La tradizione ha associato la produzione vocale di Vincenzo quasi esclusivamente al celebre Lamento del Conte Ugolino dell’Inferno della Divina Commedia di Dante, composizione che da secoli affascina studiosi e musicologi in quanto, secondo una testimonianza di Pietro de’ Bardi, sarebbe stata all’origine del genere musicale del recitar cantando. E come non ricordare che proprio alla fine degli anni Ottanta Galileo tenne due lezioni sulla struttura geometrica dell’Inferno di Dante all’Accademia Fiorentina? Di questa accademia era membro Giovan Battista Strozzi il Giovane, i cui versi erano stati messi in musica dal padre nel Secondo libro dei madrigali (1587).

Concentrati sul tentativo di ritrovare quell’opera perduta, gli studiosi hanno spesso trascurato un patrimonio altrettanto importante: i brani per voce e liuto che sono giunti sino a noi grazie a carte manoscritte rilegate in fondo a un esemplare del Fronimo di Vincenzo Galilei. Sono anche queste composizioni, rimaste silenziose per oltre quattro secoli, che possono oggi essere ascoltate. Forse un’esperienza musicale non lontana da quella del Lamento del Conte Ugolino; forse addirittura il laboratorio creativo che portò alla nascita di quella composizione entrata nella storia e nel mito.

Un ritratto in musica

Anche un altro recente ritrovamento ha contribuito a definire questa nuova immagine di Vincenzo Galilei – e, con essa, della formazione di Galileo. Si tratta di un ritratto identificato con Vincenzo quantomeno a partire dalla seconda metà del Settecento. Al di là del volto raffigurato, il dipinto contiene un vero e proprio ritratto musicale: la partitura di una fuga vocale a cinque voci su testo di Petrarca, che Vincenzo pubblicò in una raccolta di musica per liuto del 1584. Non si tratta di un dettaglio secondario, poiché ci restituisce l’immagine di un Vincenzo che si confronta con il più prestigioso repertorio poetico e musicale del Rinascimento. Anche questa composizione torna oggi all’ascolto nell’apertura dell’album: una fuga, dalla struttura circolare, sui primi versi del sonetto Hor che ’l ciel et la terra et il vento tace, che evocano il moto incessante del carro della notte nel silenzio che avvolge la Terra.

Il percorso conduce ancora una volta nella medesima direzione. Il Vincenzo Galilei che emerge da queste fonti si discosta dall’immagine tradizionale che ci è stata trasmessa e si rivela molto più complesso. Non è soltanto il teorico della musica, il liutista o il protagonista della riflessione che avrebbe contribuito all’affermazione della monodia accompagnata. È anche un compositore che si muove all’interno di una fitta rete di relazioni letterarie e che si confronta con la tradizione polifonica del suo tempo. Un orizzonte culturale che costituisce anche una delle chiavi per comprendere la formazione intellettuale di Galileo, erede di un ambiente nel quale poesia, matematica, musica, sperimentazione sugli strumenti e riflessione sulla natura dialogavano continuamente.

Scienza e musica: andata e ritorno

La ricerca è partita dalla scienza di Galileo e ha condotto a Vincenzo Galilei. Attraverso Vincenzo ha restituito una visione diversa su Galileo stesso, cresciuto in un ambiente nel quale la parola conviveva con il rigore quasi matematico della composizione contrappuntistica, dimensione resa nell’album anche attraverso l’esecuzione di importanti composizioni per liuto solo e per due liuti. 

Questa prospettiva ha influenzato anche le scelte discografiche, orientate a ridare centralità all’espressività della parola e del suono del liuto, così come alla chiarezza delle linee contrappuntistiche, elementi essenziali nella cultura musicale di cui Vincenzo fu uno dei massimi esponenti. L’obiettivo era anche quello di restituire un laboratorio sonoro nel quale rigore compositivo ed emozione procedevano assieme, e di contribuire a rileggere alcune pagine galileiane.

Non è infatti un caso che Galileo nel Dialogo abbia esaltato l’attività dei musicisti e che nel Saggiatore abbia tracciato, nella cosiddetta “favola dei suoni”, un parallelismo tra la ricerca del filosofo naturale e quella di un uomo che scopre nuove realtà sonore senza mai pervenire a una conoscenza esaustiva della natura. Parole che sono state affidate all’ultima traccia di Galilei: The Sound of Science, a dimostrazione di come il mondo musicale di Vincenzo Galilei non sia stato per il figlio solo un ricordo d’infanzia, ma una fonte di modelli, immagini e strumenti per la sua ricerca scientifica.

Fiducia nella scienza: un quadro stabile

Il 92% degli italiani dichiara di avere fiducia nella scienza in generale, il 91% negli scienziati e l'88% nelle istituzioni di ricerca. Sono percentuali che si mantengono su livelli simili nelle rilevazioni precedenti e che smentiscono l’idea di una crisi generalizzata di credibilità scientifica. In prospettiva storica, il cambiamento è anzi positivo: se nel 2009 il 59% degli italiani riteneva che solo la scienza potesse fornire risposte affidabili sulla natura dell’essere umano e sul suo posto nell’universo, nel 2026 questa convinzione è condivisa da oltre otto persone su dieci.

Non mancano però alcune tensioni. Il 67% degli italiani ritiene che la scienza e la tecnologia cambino troppo velocemente il modo di vivere, dato in calo rispetto al 70,2% del 2017, anche se ancora maggioritario. Il 51% pensa che la religione ponga dei limiti alla libertà dei ricercatori, mentre il 36% attribuisce a scienza e tecnologia una quota di responsabilità per i problemi ambientali. Sono posizioni che indicano un rapporto né “scientista” né “antiscientifico”, ma critico: si riconoscono i limiti del progresso senza trasformarli in sfiducia di fondo. Più che assenza di fiducia, si tratta di una fiducia condizionata.

Un dato merita attenzione specifica: la fiducia scende al 55% quando riguarda gli esperti che intervengono pubblicamente in televisione o sui social media, oltre trenta punti in meno rispetto alla fiducia nella scienza in generale. Un dato in continuità con le rilevazioni passate, che suggerisce come la visibilità mediatica non si traduca automaticamente in credibilità. È un segnale che vale la pena raccogliere per chi si occupa di comunicazione scientifica: la spettacolarizzazione della scienza e la comunicazione molto centrata sul personaggio adottata da diversi esperti pubblici — particolarmente evidente durante la pandemia — sembra infatti produrre l’effetto opposto a quello desiderato.

Figura 1: Fiducia nella scienza e negli scienziati (n=1.003). Fonte: Observa, Osservatorio Scienza, Tecnologia e Società, 2026.

Fiducia nel sistema sanitario: il medico di base e il farmacista più credibili del Ministero

Nella rilevazione di Observa sono stati misurati anche la fiducia degli italiani verso il personale e le istituzioni sanitarie. Medici specialisti e medici di base raccolgono rispettivamente l'87,6% e l'82,3% di fiducia (somma delle risposte “abbastanza” e “molta”), seguiti da università e istituti di ricerca (87,2%) e da aziende sanitarie e ospedali (78,1%). Tra i soggetti che godono di meno fiducia troviamo le compagnie assicurative (solo il 32,3% si dice abbastanza o molto fiducioso) e le aziende farmaceutiche, verso cui gli italiani sono divisi quasi esattamente: il 49,9% nutre abbastanza o molta fiducia, il 50,2% per nulla o poca.

Colpisce la posizione del Ministero della Salute e dell’Istituto Superiore di Sanità, che si fermano al 76,6%: un’istituzione che in passato era considerata il punto di riferimento più credibile tra le organizzazioni pubbliche oggi si trova superata da università, ospedali e, con un dato che merita attenzione, dai farmacisti, indicati come figura di riferimento affidabile da più di sette italiani su dieci. Ci si fida di più di chi si conosce, di chi si vede e di chi risponde alle domande quotidiane.

Figura 2: Fiducia nel personale e nelle istituzioni sanitarie (n=1003). Fonte: Observa, Osservatorio Scienza, Tecnologia e Società, 2026

Comunicare la scienza e la medicina

Letti insieme, questi dati offrono alcuni spunti di riflessione per chi si occupa di comunicazione della scienza e della medicina. In primo luogo, invitano a usare con più cautela l’espressione “crisi della fiducia”. La fiducia degli italiani verso la scienza e il sistema sanitario è infatti generalmente alta e stabile. In secondo luogo, quello che i dati mostrano è piuttosto un quadro articolato, in cui la fiducia varia rispetto al modo in cui i cittadini entrano in contatto con la scienza e con la medicina: ci si fida di più della scienza in generale che degli scienziati che la rappresentano sui media, del medico che si visita in presenza rispetto al ministero con cui si ha un rapporto burocratico, dell’ospedale di riferimento rispetto alla compagnia assicurativa. Infine, i dati suggeriscono che prossimità e coerenza comunicativa contino più della visibilità mediatica: per aumentare la fiducia del pubblico, vale la pena investire nella qualità del rapporto diretto.

Parte della risposta alla domanda viene dalla missione Artemis II, che lo scorso aprile ha riportato un equipaggio di quattro astronauti nell’orbita lunare. Oltre alle foto del pianeta Terra e quelle di un barattolo di una nota crema spalmabile, la missione è stata l’occasione per raccogliere dati sul nostro satellite naturale e svolgere esperimenti. Uno di questi è stato AVATAR (A Virtual Astronaut Tissue Analog Response), che ha portato sulla navicella Horizon le cellule emopoietiche dello stesso equipaggio coltivate su organ-on-chip.

L’esperimento si è svolto in condizioni che sul nostro pianeta sarebbero difficilmente riproducibili, con lo scopo di ampliare le conoscenze su cosa accada alla vita portata al di fuori del pianeta.

«Lo spazio è una piattaforma scientifica unica». Così descrive l’ambiente extraterrestre Giovanni Marfia, maggiore del corposanitario aeronautico e professore al Dipartimento di Scienze della salute dell’Università degli Studi di Milano. Il maggiore è anche direttore del CeMATA (Centro di Medicina Aerospaziale per le Terapie Avanzate), la prima piattaforma di ricerca avanzata italiana che unisce le competenze scientifiche accademiche a quelle tecnologiche dell’aeronautica militare per lo studio della medicina aerospaziale. Il think tank è nato dalla collaborazione tra Aeronautica Militare e Università degli Studi di Milano. «Sulla Terra si punta sempre più allo sviluppo tecnologico di piattaforme che ci consentono di essere sempre più performanti nel campo della medicina di precisione. Lo spazio, in qualche modo, è una piattaforma naturale». 

Quello a cui si riferisce Marfia è l’insieme degli stimoli a cui gli astronauti – e di conseguenza le loro stesse cellule – sono sottoposti. Parliamo di una quasi assenza di gravità (o microgravità), presenza di radiazioni cosmiche e in generale fattori stressogeni come l’isolamento forzato a cui l’equipaggio è costretto. Si parla quindi di space exposome, l’insieme degli stimoli spaziali esterni che si realizzano simultaneamente durante il volo nello spazio. 

L’insieme di questi fattori produce risposte già conosciute dalla medicina aerospaziale. La più nota è la perdita di tono muscolare, cosiddetta sarcopenia, ma ci sono anche fenomeni di rimodellamento neuronale, assottigliamento dei dischi intervertebrali e risposte infiammatorie aumentate. «Parlando del sistema cardiovascolare, questo è uno dei comparti dell’organismo che risente maggiormente della microgravità. Sulla Terra i liquidi gravano verso il basso, ma in assenza di gravità avviene una redistribuzione verso l’alto. Ed è questo il motivo per cui i volti degli astronauti in orbita ci appaiono piuttosto gonfi».  D’altro canto, l’organismo umano si è evoluto per milioni di anni sulla Terra, e qui incontra per la prima volta condizioni mai sperimentate in tutta la sua storia evolutiva andando incontro a un generale riassetto fisiologico. 

Al di là di fenomeni più o meno curiosi, Marfia spiega che quel che si osserva a livello cellulare è soprattutto un “invecchiamento accelerato”. «L’invecchiamento cellulare è alla base di moltissime patologie, alcune tra le più impattanti sulla società. Tra queste ci sono le malattie neurodegenerative, quelle cardiovascolari ma anche l’insorgenza di mutazioni genetiche alla base dei tumori». Nello spazio i fenomeni molecolari responsabili della senescenza cellulare, come lo stress ossidativo, avvengono molto più rapidamente, offrendo l’occasione per studiare da vicino eventi che sulla Terra avverrebbero in anni, se non decenni. 

In qualche modo quindi, quel che nasce nello spazio è a servizio della vita sulla Terra. È per questo che Marfia parla della ricerca aerospaziale come una ricerca «dual use»: da un lato imprime forza allo sviluppo di nuove conoscenze nella “medicina terrestre”, dall’altro ci permette di capire come si comporta il nostro organismo quando si trova in orbita.

Quest’ultimo punto è essenziale per garantire la salute dell’equipaggio durante le missioni spaziali, soprattutto in vista di missioni più lunghe come la presenza stabile sulla Luna o la tanto sognata conquista di Marte. «Il volo è fatto da due componenti: la macchina, che l’ingegneria ha reso sempre più performante, e il fattore umano su cui invece non si può agire dal punto di vista della progettazione» spiega Marfia, sottolineando come la possibilità di azione stia nella prevenzione. In tal senso la ricerca spaziale sta sviluppando l’utilizzo di presidi nutraceutici, integratori alimentari che mitigano l’effetto di depauperamento dei tessuti.

Marfia ricorda inoltre il ruolo della medicina spaziale come propulsore della conoscenza biomedica e delle tecnologie affini. «Il volo ad alte prestazioni è da sempre un grande acceleratore di tecnologia. Basti pensare ad alcuni metodi diagnostici, come la TAC, oppure alle conoscenze raggiunte in campo epigenetico». Su quest’ultimo punto, Marfia fa riferimento al celebre esperimento NASA Twin study, che vide protagonisti i gemelli monozigoti Scott e Mark Kelly. Tra il 2015 e il 2016 Scott trascorse quasi un anno sulla Stazione Spaziale Internazionale, mentre Mark rimase sulla Terra come controllo biologico. Al rientro dall’ISS, il confronto genetico tra i due permise di osservare come lo space exposome influenzò vari processi biologici tra cui l’espressione genica. Molte alterazioni si rivelarono reversibili, ma lo studio mostrò che lo spazio lascia tracce misurabili fino al livello molecolare.

Gli stessi organ-on-chip sono un supporto di sviluppo abbastanza recente. Utilizzati per la prima volta nel 2018 a bordo dell’ISS (anche in quel caso montavano cellule immunitarie), portano la sofisticatezza delle classiche colture cellulari a un livello superiore. «Si cerca di simulare la complessità dei compartimenti corporei, dove una cellula non è mai sola», spiega Marfia, che aggiunge come lo scopo di questi supporti – dalle dimensioni contenute – sia quello di mimare le strutture reali, come la vascolarizzazione. Marfia testimonia l’esperimento condotto nel 2023 nel contesto della missione VIRTUTE-1, che ha portato in volo suborbitale sul deserto del New Mexico dei brain-on-chip. «In quel caso l’esperimento si focalizzava sulla plasticità neuronale. I campioni di cellule coltivate in 3D sono stati sottoposti ad alcuni minuti di volo sub orbitale alloggiati nelle tasche dell’equipaggio. Una volta a terra, abbiamo raccolto i dati su biomarcatori confrontandoli con i campioni prelevati direttamente dai piloti». Un approccio analogo è stato quello utilizzato per AVATAR, dove gli organ-on-chip montavano le cellule emopoietiche dell’equipaggio stesso. «Lo scopo era confrontare ciò che avveniva nel complesso dell’organismo e quel che succedeva negli organ-on-chip». 

Più di recente, le ricerca in medicina spaziale punta a contribuire nel generare nuove conoscenze al servizio della medicina di precisione. In questo ambito lo scopo è quello di sviluppare strategie terapeutiche mirate, profilate sulle caratteristiche molecolari e genetiche del paziente più che sulla malattia. Anche grazie all’utilizzo di algoritmi e reti neurali, i dati raccolti su una popolazione sana e pressoché standardizzata - come i piloti di aeronautica - permettono di fare inferenze su gruppi più disomogenei. In questo modo, gli esperimenti eseguiti in condizioni eccezionali e su una popolazione ridotta permettono di produrre una conoscenza più ampia, che vada a beneficio di tutta la popolazione.

Per Marx, il lavoro è ciò che definisce la specificità degli esseri umani, attraverso il lavoro infatti l’individuo trasforma determinate materie in beni che rispondono ai suoi bisogni, produce quindi le condizioni materiali della sua esistenza. Per l’essere umano però il lavoro non è soltanto necessario ai fini del proprio sostentamento ma è una metafora che ben veicola la nostra esistenza e la nostra essenza sociale, in quanto noi siamo per natura esseri sociali, cioè politici. Il lavoro quindi tiene insieme molte dimensioni, perché mettendo in rapporto l’individuo con gli altri individui relaziona la trama della struttura economica, politica e sociale, dando in ogni sua forma riconoscimento e valore all’individuo.

Oggi, a oltre centocinquant’anni da quelle osservazioni, ci troviamo di fronte alla quarta rivoluzione industriale, quella contraddistinta dall’intelligenza artificiale (IA) e dalla tecnologia più avanzata. L’IA sta aprendo una frattura profonda nel legame simbiotico tra l’individuo e la sua essenza sociale, mettendo in crisi il valore di molte attività umane, oggi sempre più percepite come sostituibili anche per la capacità che ha di simulare alcuni processi cognitivi tipicamente umani. L’IA è figlia del capitalismo, e per questo il grande impero tecnologico rappresentato da NVIDIA, Alphabet, Apple, Microsoft, Amazon e Meta, sta transvalutando il potere umano riconvertendolo in potere artificiale. In questa nuova ottica l’individuo rischia di subire passivamente questa metamorfosi e di non avere sufficiente forza per contrastarla.

L’impatto dell’IA sul lavoro emerge con chiarezza anche dai dati riportati nell’ultimo report del McKinsey Global Institute, pubblicato a maggio 2026, Agents, robots, and us: How AI reshapes work and skills in Europe. Il 58% delle ore di lavoro oggi svolte potrebbe essere teoricamente automatizzato con tecnologie già disponibili. Di questa quota, il 44 % riguarda attività non fisiche, affidabili a sistemi software e agenti AI, mentre il 14 % riguarda attività fisiche, più adatte a robot e automazione industriale. A rischiare di più sarebbe chi ha competenze nei settori come quelli della programmazione, della contabilità e delle attività di monitoraggio in generale. Inoltre, nel documento è possibile leggere dettagliatamente anche le analisi di mercato circa il valore economico potenziale dei nuovi ruoli professionali legati all’IA e il profitto guadagnato in questo investimento. Chi perde il lavoro non perde soltanto un reddito: perde un ruolo. E la psicologia sociale ha ampiamente documentato come la perdita dell’occupazione sia correlata a depressione, isolamento, perdita di autostima e di alienazione. Il tema della 114ª sessione della Conferenza internazionale del lavoro, Una scelta cruciale. L’intelligenza artificiale al servizio del lavoro dignitoso, programmata dall’Organizzazione Internazionale del Lavoro (OIL) pone l’attenzione sugli effetti del cambiamento messo in atto dall’IA e di come di fronte a queste trasformazioni sia importante che la politica sviluppi un approccio centrato sulla persona, elaborando strategie di sviluppo economico volte alla creazione di occupazione di qualità. Inoltre, secondo le stime del World Economic Forum, nei prossimi anni potrebbero verificarsi 85 milioni di perdite di posti di lavoro a livello globale, ma allo stesso tempo le nuove tecnologie potrebbero crearne fino a 97 milioni. Questo significa che a cambiare saranno le competenze richieste, sempre più specializzate nella gestione di sistemi di IA.  

Senza voler demonizzare l’utilità e le innovazioni apportate dell’IA, è necessario siano tracciati alcuni limiti, perché ci troviamo esposti a dei rischi che possono influenzare negativamente l’impianto delle nostre vite. L’accelerazione dell’IA sta riformulando quel concetto di alienazione caro ai marxisti perché i cambiamenti che stanno prendendo piede possono amplificare lo stato di alienazione del lavoratore, specialmente in relazione al suo ruolo sociale. Il punto forse che può stimolare una riflessione è che l’IA non è un agente sociale così come lo siamo noi e per questo non ha le nostre stesse responsabilità che abbiamo nei confronti della società. Interviene, agisce nel mondo, lavora per e con noi ma a differenza nostra non deve contribuire per esempio al mantenimento dello stato sia familiare sia sociale. Se occupa il nostro posto, come possiamo assolvere, in termini economici, ai compiti che ci vengono richiesti?

Se i large language model (LLM), come per esempio ChatGPT, sono strumenti che vengono percepiti come fonte di guadagno in termini di tempo, perché ci permettono di alleggerire il carico di lavoro e di sembrare più performanti nei task, nonostante l’uso costante abbia risvolti negativi sullo sviluppo delle competenze - e sulla sfera del pensiero critico, come riportato in questo studio, a rivoluzionare concretamente il mondo del lavoro sono i robot umanoidi. Nel recente articolo “Il futuro è già arrivato”, all’interno del n. 1663 di Internazionale, si riporta che entro la metà degli anni 2030 gran parte dei compiti di assemblaggio nelle fabbriche cinesi saranno completamente automatizzati e che attualmente in Cina ci sono 330 diversi tipi di robot umanoidi.

Un’intelligenza costruita anche per il profitto capitalistico riproduce la logica del dominio e in questa struttura si rivede quella hegeliana del servo-padrone. Per rendere bene l’idea di quanto detto, facciamo riferimento a uno dei film (2025) del regista sudcoreano Park Chan-wook, che rappresenta efficacemente il corso degli attuali eventi e degli scenari futuri: No Other choice - Non c’è altra scelta. Il protagonista perde improvvisamente il lavoro e si ritrova, insieme alla sua famiglia, a vivere uno stravolgimento non solo economico ma anche sociale. Trovare un altro lavoro sarà l’unica opzione e fare di tutto per ottenerlo sarà l’unica scelta possibile. Il finale del film riassume tutta la vicenda umana facendo entrare, ancora di più, nella realtà delle nostre vite quello che alcuni già stanno vivendo e che altri vivranno. Alcuni Stati hanno avviato delle sperimentazioni di reddito di base universale (UBI) per garantire un sostentamento causato dalla perdita di lavoro, e di recente Elon Musk ha proposto l’introduzione di questo strumento per contenere l’ondata di disoccupazione di massa che sarà causata dall’IA. Ma questa strategia può essere sufficiente? Può essere una valida alternativa per salvaguardare la dignità delle persone e ridimensionare l’intromissione dell’IA nelle nostre vite che non sono artificiali?

Gli animali, infatti, si curano. Lo fanno in modi diversi, con strumenti diversi e con gradi variabili di consapevolezza, per quanto il termine possa sembrare audace applicato al di fuori del genere Homo.

A volte si tratta di comportamenti innati, scritti nel genoma come risposte automatiche a certi stimoli. Altre volte sono comportamenti appresi, trasmessi all’interno del gruppo di generazione in generazione, una forma di cultura farmacologica ante litteram. La distinzione non è sempre netta.

I primati e il dolore

I primati sono particolarmente abili nell’automedicazione. Da decenni si studiano i comportamenti in questo senso nelle grandi scimmie africane, scimpanzé, bonobo, gorilla. Solo più di recente è stato scoperto che il fenomeno avviene anche fuori dall’Africa.

Pongo pygmaeus, l’orango, è stato osservato masticare le foglie di una pianta, Dracaena cantleyi, fino a ricavarne una pasta biancastra che poi spalma sulle parti dolenti del proprio corpo, esattamente come facciamo noi con creme e balsami medicati.

Il rimedio funziona: la pianta contiene sostanze capaci di inibire la produzione di citochine, le molecole che il corpo rilascia in caso di infiammazione. Le popolazioni umane locali usano la stessa pianta per gli stessi scopi da generazioni. Se l’orango l’abbia scoperto autonomamente o lo abbia imparato osservando gli esseri umani, non lo sappiamo. Ma il rimedio è efficace, e l’animale evidentemente lo sa.

Ritornando in Africa, nel 2022, un gruppo di ricercatrici e ricercatori ha documentato per la prima volta qualcosa di ancora più sorprendente: scimpanzé nel Parco Nazionale di Loango, in Gabon, che catturavano insetti al volo e li applicavano sulle proprie ferite aperte, o su quelle di altri membri del gruppo. In quindici mesi di osservazione, il comportamento è stato registrato 76 volte. 

Non è chiaro se gli insetti abbiano proprietà antimicrobiche o antidolorifiche, ma il pattern comportamentale è sempre lo stesso: quando un membro del gruppo è ferito, si ripetono le stesse identiche azioni e metodologie per curarlo. Qui, la cosa più interessante è pero l’allomedicazione, ovvero il fatto che non ci si limiti ad alleviare il dolore proprio, ma si estenda la pratica agli altri (non è chiaro se per empatia o per salvaguarda dei propri simili).

Non solo i primati

Ma se da animali filogeneticamente parlando molto vicini a noi questi comportamenti ci stupiscono relativamente, quando riguardano specie molto distanti, le cose cambiano. Alcuni uccelli urbani, come il passero (Passer domesticus) o il ciuffolotto messicano (Carpodacus mexicanus), sono stati osservati mentre incorporavano mozziconi di sigaretta nei loro nidi. La nicotina, infatti, repelle i parassiti, in particolare gli acari. Comportamenti innati o appresi? Probabilmente entrambi, a seconda della specie.

E il fenomeno non si limita ai vertebrati.

Come documentato da Simone-Finstrom e Spivak nel 2012, le api mellifere aumentano la raccolta di resine vegetali, che hanno proprietà antimicrobiche, con cui costruire i loro nidi, quando l’alveare è sotto attacco fungino. In questo caso si parla di una vera e propria “immunità sociale”, cioè che va al di là dell’automedicazione del singolo e mira a preservare la fitness di tutta la colonia.

Istinto o consapevolezza?

C’è un termine preciso per questo fenomeno: zoofarmacognosia, coniato negli anni ‘90, che indica lo studio dei comportamenti con cui gli animali selezionano e utilizzano sostanze bioattive per prevenire o trattare patologie. È una disciplina giovane e ancora controversa: dimostrare che un animale si sta deliberatamente medicando, e non sta semplicemente seguendo una preferenza alimentare o un riflesso, è infatti abbastanza complicato.

Come si può capire dove finisce il comportamento adattativo che massimizza le probabilità di sopravvivenza e dove inizia la vera intenzione terapeutica? La risposta più onesta è che non lo sappiamo con certezza e forse il confine è più labile di quanto vorremmo.

Quello che però sappiamo è che questo tipo di comportamento si fa più complesso, più articolato, più difficile da spiegare con il solo istinto, man mano che ci avviciniamo alla nostra specie. E quando arriviamo ai nostri parenti estinti più prossimi, cioè i Neanderthal, la situazione si fa decisamente interessante.

Neanderthal: non i bruti che immaginiamo

Per molto tempo i nostri cugini neandertaliani sono stati relegati al ruolo “bruti preistorici”. Ma questa immagine è stata sistematicamente smontata dalle scoperte degli ultimi quarant’anni. Le evidenze di comportamenti prosociali, anche inerenti alla cura delle patologie e del dolore, hanno contribuito in modo significativo a questo cambio di prospettiva.

Il caso più discusso è quello di Shanidar 1 (e altri suoi conspecifici), un individuo maschile ritrovato negli anni Cinquanta in una grotta dell’Iraq settentrionale. Quest’uomo era sopravvissuto a traumi multipli che coinvolgevano un braccio (probabilmente amputato o atrofizzato), lesioni alla testa, danni alla gamba. Questo tipo di ferite, in un contesto di sussistenza difficile, senza cure, avrebbero quasi certamente portato alla morte. Invece è vissuto fino a un’età avanzata per gli standard neandertaliani. Quindi qualcuno lo aveva accudito, aiutato, difeso, compensando la sua ridotta capacità di procurarsi cibo.

Non si sta parlando solo di tentativi di terapia, bensì di inclusione praticata dal gruppo verso i suoi membri più fragili. Parliamo di senso di comunità, empatia, solidarietà. 

Ma i Neanderthal non si limitavano a prendersi cura dei loro simili feriti: cercavano anche di alleviare i propri malanni. L’analisi del tartaro dentale di individui ritrovati nel sito di El Sidrón, in Spagna, ha rivelato tracce di piante dal sapore amaro e prive di valore nutritivo, come pioppo, achillea, camomilla, che contengono principi attivi antinfiammatori e antiparassitari. Non le mangiavano quindi per nutrirsi, ma perché stavano male e sapevano che con quelle sarebbero stati meglio.

E poi c’è il dente di Chagyrskaya

Uno studio pubblicato di recente su PLOS One ha descritto un molare neanderthal rinvenuto in una grotta della Siberia meridionale, datato  circa 59.000 anni fa. Il dente presenta una cavità che non è il risultato naturale della carie ma è stata ottenuta intenzionalmente, con uno strumento appuntito di pietra, fino a raggiungere la camera pulpare. In poche parole: qualcuno ha operato quel dente con un utensile, lavorando su una superficie di pochi millimetri, probabilmente per drenare un ascesso o rimuovere tessuto necrotico e alleviare il dolore.

Lo stesso dente mostra anche tracce di utilizzo di stuzzicadenti, segno di un’attenzione prolungata e ripetuta alla salute orale. Non un gesto impulsivo, quindi, ma a tutti gli effetti un approccio mirato a risolvere un problema di salute fastidioso. È la più antica evidenza di trattamento invasivo della carie mai documentata nella storia umana e a eseguirla non è stato Homo sapiens.

Homo sapiens e la valigetta del medico 

Qualche migliaio di anni dopo (e qualche migliaio di chilometri più a Ovest) un uomo attraversava le Alpi con un equipaggiamento che includeva molto più di armi e vestiti. Ötzi, il celebre uomo del Similaun, vissuto circa 5.300 anni fa e ritrovato nel 1991 nei ghiacciai al confine tra Italia e Austria, portava con sé due tipi di fungo: Fomes fomentarius, utile per accendere il fuoco, e Piptoporus betulinus, con proprietà antiparassitarie e lassative, e con nessun tipo di valore nutrizionale. 

L’analisi del suo intestino ha rivelato la presenza di uova di Trichuris trichiura, un parassita di cui Ötzi era infestato di cui quasi certamente tentava di liberarsi con il suo “kit di pronto soccorso” fungino.

Empatia, tra ereditarietà e cultura

Con Ötzi siamo già nell’Età del Rame: è un individuo che riconosceremmo come familiare, vicino. Ma il filo che lo collega all’orango di Borneo, agli scimpanzé di Loango, al Neanderthal di Chagyrskaya è continuo: non c’è un momento preciso nell’evoluzione  in cui la natura diventa cultura, in cui l’istinto di conservazione diventa intenzione di curarsi, in cui il comportamento adattativo diventa farmacognosia e medicina. C’è un gradiente, lungo milioni di anni, fatto di tentativi, fallimenti e trasmissioni di scoperte, come per tutto ciò che riguarda la tecnologia e il progresso umani.

Cosa ci dice tutto questo?

Ci dice che la ricerca del benessere non è un’invenzione umana ma una pressione evolutiva, perché un animale sano sopravvive, si riproduce, trasmette i suoi geni e le sue conoscenze.
Chi trovava un rimedio efficace aveva un vantaggio effettivo, chi lo trasmetteva al gruppo moltiplicava quel vantaggio a livello di branco e di specie.

La medicina, intesa come volontà di alleviare le sofferenze proprie e dei nostri conspecifici, non è quindi nata né nelle scuole di Ippocrate né nei laboratori moderni, ma nella pressione della selezione naturale, affinandosi nel tempo attraverso l’osservazione, l’imitazione e la trasmissione culturale.

Ma c’è un altro aspetto, forse più importante, sul quale queste storie ci fanno riflettere: sia lo scimpanzé che applica un insetto sulla ferita del compagno, o il gruppo neandertaliano che accudisce Shanidar 1, non sono più solo mera sopravvivenza individuale. Si tratta di cura dell’altro, di attenzione alla fragilità altrui come valore collettivo. 

L’origine della medicina e l’origine della solidarietà sociale sono probabilmente la stessa cosa, vista da due angolazioni diverse. Homo sapiens, quindi, non ha inventato la compassione, ma l’ha ereditata, perfezionata, e, si spera di questi tempi, non ancora dimenticata.

È questo il cuore dell’articolo “Aging and the Narrowing of Scientific Innovation”, appena ripreso dalla rivista Nature, che racconta con toni quasi da sociologia della conoscenza una domanda antica quanto la scienza moderna: l’età rende più saggi o più conservatori?

Gli autori hanno analizzato qualcosa come 12,5 milioni di ricercatori e oltre sessant’anni di pubblicazioni scientifiche in tutti i settori scientifici. Il risultato è affascinante perché evita comunque la caricatura del “vecchio scienziato rincitrullito” e propone invece un quadro molto più sottile: con l’età cresce la capacità di integrare conoscenze esistenti, ma diminuisce quella di produrre radicali idee di rottura. In altre parole, gli scienziati senior diventano bravissimi a costruire ponti tra conoscenze consolidate, meno inclini però a demolire il ponte e cambiare il corso del fiume.

Gli autori chiamano questo fenomeno Nostalgia Effect. Non è nostalgia sentimentale, ma una forma di memoria cognitiva: nel corso della carriera i ricercatori tendono a citare lavori sempre più vecchi, spesso quelli incontrati all’inizio della propria formazione. Ed è qui che molti di noi, old scientists, potrebbero sentirsi scoperti. Perché il lavoro mostra che il “paper della vita”, quello che struttura il nostro modo di pensare, è spesso stato pubblicato appena uno o due anni prima del nostro primo articolo scientifico. Come se ciascuno restasse in parte imprigionato nella propria “età dell’oro” intellettuale.

Naturalmente, il punto delicato è capire cosa significhi innovazione. Gli autori distinguono fra novelty e disruption. Novelty è la capacità di creare nuovi concetti da idee già note; disruption invece è la capacità di rendere obsolete le idee precedenti. Einstein nel 1905 era disruptive. Einstein negli ultimi decenni della sua vita, ostinatamente impegnato contro la meccanica quantistica, molto meno.

Il lavoro mostra che la novelty cresce con l’età, mentre la disruption cala quasi ovunque e in tutte le discipline. E qui bisogna riconoscere agli autori un certo coraggio sociologico: non si limitano a dire che gli anziani fanno meno rivoluzioni, ma suggeriscono che il sistema scientifico stesso, sempre più anziano, stia diventando meno disposto a tollerare le rivoluzioni.
La questione non riguarda solo gli individui, ma anche il potere. Con l’età gli scienziati diventano capi laboratorio, referee, coordinatori di progetto, membri di panel, editor. E quindi influenzano ciò che viene finanziato, pubblicato e considerato rilevante.

Uno dei risultati più intriganti riguarda proprio i gruppi di ricerca. Quando il corresponding author è più giovane, gli articoli tendono a citare letteratura più recente. Quando è più anziano, il gruppo “invecchia” cognitivamente.

Qui il lettore senior potrebbe sentirsi punto sul vivo. Ma forse è utile evitare reazioni difensive. Anche perché l’articolo non sostiene affatto, come visto, che gli scienziati anziani siano inutili, anzi. Sostiene piuttosto che svolgono una funzione diversa: consolidano, integrano, verificano, selezionano. Fanno ordine nel caos creativo prodotto dalle generazioni più giovani. In fondo, la scienza non vive solo di rivoluzioni; vive anche di sedimentazione. Se tutti fossero disruptive contemporaneamente, probabilmente avremmo un ecosistema scientifico ingestibile: mille paradigmi nuovi e nessuno abbastanza stabile da diventare conoscenza condivisa.

Il problema nasce quando l’equilibrio si rompe. E secondo gli autori questo starebbe accadendo. Le grandi squadre gerarchiche, l’allungamento delle carriere, la riduzione del turnover e sistemi di finanziamento sempre più scarsi favorirebbero una scienza cumulativa ma meno capace di salti concettuali.

Perfino l’abolizione del pensionamento obbligatorio nelle università americane viene interpretata nell’articolo come un “esperimento naturale”: dopo quella riforma, negli Stati Uniti è aumentata significativamente l’età media delle citazioni bibliografiche.

Qui il terreno diventa inevitabilmente politico, in quanto il messaggio implicito è delicato: una scienza troppo gerontocratica rischia di perdere capacità di trasformazione. Ma sarebbe altrettanto sbagliato leggerlo come un elogio della giovane età in sé. La storia della scienza è piena di grandi intuizioni mature e di giovani mediocri.

Piuttosto, il lavoro invita a riflettere sulla diversità cognitiva nelle comunità scientifiche. Servono giovani capaci di rompere gli schemi e senior capaci di distinguere le rivoluzioni autentiche dalle mode passeggere. Servono gruppi meno gerarchici e più intergenerazionali. Servono meccanismi che permettano agli early-career scientists di guidare progetti senza dover aspettare i sessant’anni per ottenere fiducia e fondi.

E forse serve anche, ogni tanto, un piccolo esercizio personale: aprire un articolo appena uscito invece di rileggere per la decima volta il “classico imprescindibile” che conosciamo a memoria. Anche se, diciamolo, certi lavori del 1987 restano davvero fondamentali.

Esiste una gravità economica?

Quando pensiamo alla gravità immaginiamo pianeti, stelle o galassie. Eppure, da decenni, economisti e studiosi di geografia economica utilizzano il concetto di gravità anche per spiegare il commercio internazionale.

L’idea è intuitiva: le economie più grandi tendono ad attrarre più commercio, investimenti e imprese, proprio come le masse più grandi in fisica esercitano una forza gravitazionale maggiore. Allo stesso tempo, la distanza riduce queste interazioni. Due Paesi vicini commerciano generalmente di più rispetto a due Paesi lontani, non solo per motivi geografici ma anche culturali, logistici e politici.

Questo approccio, noto come «modello gravitazionale del commercio», è stato sviluppato già negli anni cinquanta dall’economista Walter Isard, uno dei fondatori della regional science, disciplina che studia la dimensione spaziale dei fenomeni economici.

Nel nostro studio abbiamo cercato di estendere questa idea, integrandola con il tema dei conflitti geopolitici. La domanda di partenza era semplice: tutte le guerre hanno lo stesso impatto economico sui mercati internazionali?

La risposta, secondo le simulazioni sviluppate nel lavoro, è no.

Dove si concentra la «gravità» economica europea. La mappa mostra le regioni europee maggiormente integrate dal punto di vista economico e commerciale. Le aree in rosso rappresentano il cuore delle reti produttive e degli scambi del continente europeo. Secondo il modello sviluppato nello studio, conflitti localizzati vicino a queste aree centrali possono produrre effetti molto più destabilizzanti sull’intero mercato europeo. Fonte: Capoani L, Tudorache A, Barlese A, Exploring Economic Conflict Through the Gravitational Field Model of Trade: Markets, Wars, and Instability, Conflict Resolution Quarterly (2025). Licenza: CC BY 4.0

L’Europa come una rete gravitazionale

L’economia europea può essere immaginata come una grande rete interconnessa. Alcune aree hanno un ruolo più centrale di altre perché concentrano una quantità molto elevata di produzione industriale, servizi, infrastrutture e scambi commerciali.

Nel nostro lavoro abbiamo rappresentato queste interazioni attraverso il concetto di «campo gravitazionale economico». In questo schema, ogni regione esercita una forza di attrazione proporzionale alla propria dimensione economica. Più un territorio è economicamente forte e integrato, maggiore sarà la sua capacità di attrarre flussi commerciali e attività produttive.
Quando questi campi si sovrappongono, si formano aree ad alta intensità economica. Nel caso europeo, le simulazioni mostrano una forte concentrazione lungo quella che gli studiosi chiamano «Blue Banana»: un corridoio economico che collega storicamente il nord Italia, la Germania occidentale, il Benelux e parte della Francia e del Regno Unito.

Si tratta dell’area più densamente industrializzata e urbanizzata del continente europeo. Non è un caso che proprio qui si concentrino molti dei principali nodi logistici, finanziari e produttivi dell’Unione Europea.

Da un punto di vista economico, questa zona può essere interpretata come una sorta di «centro di gravità» del mercato europeo.

Perché alcuni conflitti destabilizzano più di altri

Il punto centrale dello studio riguarda il ruolo della posizione geografica dei conflitti.

In fisica, una perturbazione vicina al centro di un sistema produce effetti più intensi rispetto a una perturbazione periferica. Applicando questo principio all’economia, abbiamo ipotizzato che un conflitto localizzato nelle aree centrali delle reti commerciali europee possa generare effetti molto più destabilizzanti rispetto a un conflitto distante dai principali poli economici.

Per verificare questa ipotesi abbiamo utilizzato dati economici regionali europei basati sulle regioni NUTS2, la classificazione territoriale utilizzata da Eurostat per analizzare le economie regionali europee. Le simulazioni hanno permesso di osservare come varia il «campo gravitazionale» europeo in presenza di scenari di crisi o conflitto.

I risultati mostrano un elemento interessante: quando il conflitto interessa aree periferiche del sistema economico europeo, gli effetti tendono a essere più contenuti e localizzati. Quando invece le tensioni colpiscono aree centrali e altamente integrate, le conseguenze si propagano molto più rapidamente all’intera rete commerciale.
In altre parole, non conta soltanto l’intensità di una guerra, ma anche la sua posizione all’interno della rete economica.

Il ruolo delle reti commerciali

Negli ultimi decenni l’economia mondiale è diventata profondamente interdipendente. Le filiere produttive attraversano più Paesi, i componenti industriali vengono prodotti in regioni diverse e il commercio internazionale dipende da reti logistiche estremamente integrate.

Questo significa che la stabilità economica dipende sempre di più dalla stabilità delle connessioni.

Un blocco in un nodo strategico può produrre effetti a catena molto ampi. Lo abbiamo visto durante la pandemia, con le difficoltà nelle catene globali di approvvigionamento, ma anche con le tensioni geopolitiche recenti nel Mar Rosso e nell’Europa orientale.

Nel caso europeo, il legame economico tra Francia e Germania rappresenta uno degli esempi più evidenti di questa interdipendenza. Non è soltanto una relazione politica: è anche una struttura economica profondamente integrata, costruita attraverso decenni di cooperazione industriale e commerciale.

Nel nostro studio abbiamo simulato diversi scenari ipotetici di conflitto tra regioni europee. Le simulazioni mostrano che tensioni localizzate nel cuore economico dell’Europa tendono a modificare in modo significativo la struttura del mercato continentale.

Questo non significa che un conflitto periferico sia irrilevante. Tuttavia, la centralità economica di un’area amplifica gli effetti della crisi sull’intero sistema.

Cooperazione economica e stabilità

Uno degli aspetti più interessanti emersi dal lavoro riguarda il rapporto tra integrazione economica e pace.

Già negli anni Novanta molti studiosi sostenevano che il commercio internazionale potesse ridurre la probabilità di conflitti tra Stati economicamente interdipendenti. L’idea era semplice: più due economie sono integrate, più il costo economico di uno scontro aumenta per entrambe le parti.

L’integrazione europea nasce anche da questa intuizione storica. Dopo la Seconda guerra mondiale, la cooperazione economica tra Francia e Germania fu considerata uno strumento fondamentale per ridurre le tensioni e costruire stabilità politica nel continente.

La creazione della Comunità Europea del Carbone e dell’Acciaio nel 1952 rappresentò uno dei primi tentativi concreti di trasformare la cooperazione economica in un meccanismo di prevenzione dei conflitti.

Le nostre simulazioni sembrano confermare questa logica. Maggiore è il livello di integrazione commerciale tra regioni e Paesi, maggiore tende a essere la resilienza del sistema economico complessivo.

In questo senso, il commercio internazionale non è soltanto un fenomeno economico, ma anche un elemento di stabilizzazione geopolitica.

Una lettura interdisciplinare dei conflitti

Naturalmente, un modello economico non può spiegare da solo fenomeni complessi come le guerre. Le cause dei conflitti includono elementi storici, politici, strategici e culturali che non possono essere ridotti a formule matematiche.

Tuttavia, l’approccio interdisciplinare può aiutare a comprendere alcuni meccanismi strutturali che spesso rimangono invisibili.

L’utilizzo di concetti ispirati alla fisica non implica che le società funzionino esattamente come sistemi meccanici. Piuttosto, offre strumenti utili per visualizzare reti economiche molto complesse e capire come shock geopolitici, crisi commerciali e tensioni internazionali possano propagarsi nello spazio economico europeo.

In particolare, il concetto di «campo gravitazionale» consente di rappresentare in modo intuitivo l’interdipendenza tra territori, mostrando come la stabilità di un mercato dipenda non solo dalla forza delle singole economie, ma anche dalla qualità delle loro connessioni.

Perché tutto questo riguarda il futuro dell’Europa

Negli ultimi anni l’Europa ha affrontato una successione di shock: pandemia, crisi energetica, guerra in Ucraina, tensioni commerciali globali, problemi nelle catene di approvvigionamento.

Questi eventi hanno mostrato quanto le economie europee siano ormai strettamente collegate tra loro.

Comprendere la struttura spaziale di queste connessioni può diventare sempre più importante per la gestione dei rischi economici e geopolitici. Se alcune aree rappresentano veri e propri nodi centrali del sistema europeo, allora proteggerne la stabilità significa anche proteggere l’equilibrio economico dell’intero continente.

Il nostro studio propone quindi una prospettiva diversa sul rapporto tra economia e conflitti: le guerre non modificano soltanto gli equilibri politici, ma alterano anche la «geografia gravitazionale» dei mercati.

Ed è forse proprio questa la lezione più attuale: in un’economia sempre più interdipendente, stabilità politica e integrazione economica non possono più essere considerate separatamente.

Il problema, dunque, non è l’open access in quanto tale. Il problema è ciò che una (gran) parte dell’open access è diventata. In molti casi, infatti, l’accesso aperto non ha eliminato la barriera economica, ma l’ha semplicemente spostata: dal lettore all’autore. Prima bisognava pagare per leggere; ora, sempre più spesso, bisogna pagare per pubblicare.

È qui che l’open access rischia di trasformarsi in qualcosa di diverso: non più accesso libero alla conoscenza, ma pay to publish. O, in modo ancora più selettivo, publish if funded.

Dal lettore all’autore: la barriera cambia posto

Il modello tradizionale dell’editoria scientifica era fondato sugli abbonamenti. Le università, le biblioteche o i singoli lettori pagavano per accedere agli articoli. Era un sistema profondamente problematico: gran parte della ricerca scientifica viene prodotta da ricercatori pagati con fondi pubblici, valutata gratuitamente da altri ricercatori attraverso il sistema di peer review e poi venduta dagli editori alle stesse istituzioni che l’hanno resa possibile. Pietro Greco, su Scienza in rete, ricordava già anni fa l’assurdità di un sistema in cui la comunità scientifica produce, valuta e infine ricompra ciò che essa stessa ha generato.

L’open access nasce proprio per correggere questa distorsione. Ma alcune sue forme, soprattutto il cosiddetto “gold open access”, introducono un altro problema. L’articolo diventa liberamente accessibile ai lettori, ma i costi di pubblicazione vengono caricati sugli autori, sulle loro università o sui loro progetti di ricerca attraverso le article processing charges, le APC. Per dare un ordine di grandezza, una rivista come British Journal of Cancer richiede oggi un APC di circa 4.490 euro per articolo, e tariffe simili o superiori sono prassi nelle riviste di punta dei grandi editori commerciali. Per pubblicare una lettera o un articolo su Science o Nature, per dire, si arriva a circa 12.000 euro.

Il risultato è ambiguo. Da un lato, certamente più persone possono leggere. Dall’altro, non tutti possono pubblicare. La conoscenza diventa aperta in uscita, ma selettiva all’origine.
Questa distinzione è cruciale. La pubblicazione non è un dettaglio secondario della ricerca. È il modo in cui un risultato entra nello spazio pubblico della scienza, viene discusso, criticato, verificato, confutato o utilizzato da altri. Se la possibilità di pubblicare dipende anche dalla disponibilità di fondi, allora al criterio scientifico si aggiunge un criterio economico.

Non basta più avere qualcosa di valido da dire. Bisogna anche potersi permettere di dirlo nel luogo giusto.

Una nuova disuguaglianza nella ricerca

I sostenitori dell’open access sottolineano giustamente che esso riduce le disuguaglianze nell’accesso alla lettura. Uno studente, un medico, un ricercatore di un paese povero, un cittadino interessato possono leggere gratuitamente articoli che prima sarebbero rimasti dietro un paywall. Questo è un vantaggio reale.

Ma dal lato della produzione scientifica la situazione è diversa. Se pubblicare costa migliaia di euro, il sistema favorisce chi lavora in università ricche, in grandi gruppi internazionali, in istituzioni ben finanziate o in progetti che prevedono esplicitamente fondi per la disseminazione. Penalizza invece i ricercatori indipendenti, i giovani studiosi, i precari, le piccole università, gli atenei meno finanziati, le discipline meno dotate di grant, e tutti coloro che portano avanti linee di ricerca non immediatamente allineate alle priorità dei finanziatori.

L’open access non elimina quindi la disuguaglianza, ma semplicemente la riconfigura. Prima il problema era: chi può leggere? Ora diventa anche: chi può permettersi di pubblicare?
La promessa di democratizzazione rischia così di produrre un effetto paradossale. I ricercatori con meno risorse possono leggere di più ciò che pubblicano i ricercatori con più risorse, ma hanno meno possibilità di rendere visibile il proprio lavoro. La scienza diventa più aperta come archivio, ma non necessariamente più equa come processo di produzione.

Il nodo dei finanziamenti

Il problema diventa ancora più serio quando l’open access viene reso obbligatorio - pena la restituzione del budget - nei progetti finanziati, e questo accade ormai costantemente a livello nazionale ed europeo. In apparenza, il principio è ragionevole: se una ricerca è pagata con fondi pubblici, i suoi risultati devono essere pubblicamente accessibili. Ma nella pratica, finché il sistema resta dominato dal modello gold con APC, questo obbligo finisce per rafforzare una dipendenza strutturale della ricerca dai finanziamenti.

Per pubblicare in open access servono fondi. Per avere fondi bisogna spesso aderire a linee tematiche, priorità strategiche, obiettivi sociali, sanitari, tecnologici o economici stabiliti da agenzie, ministeri, fondazioni o programmi europei. Molte di queste priorità sono legittime e importanti. Ma non esauriscono lo spazio della ricerca possibile.

La scienza vive anche di domande inattuali, laterali, minoritarie, speculative o semplicemente visionarie, non immediatamente applicabili. Vive di ricerche che all’inizio non sembrano utili, non sono facilmente finanziabili, non rispondono a una parola d’ordine del momento. Se la visibilità editoriale dipende sempre più dai fondi, queste forme di ricerca rischiano di essere penalizzate.

Non si tratta di censura. Si tratta di qualcosa di più sottile: una selezione economica preventiva. Si pubblica più facilmente ciò che è già stato finanziabile. E ciò che è finanziabile è spesso ciò che si adatta meglio a priorità definite altrove.

La libertà della ricerca non consiste soltanto nel poter pensare liberamente. Consiste anche nel poter far circolare liberamente i risultati del proprio pensiero. La tensione si scioglie solo se, accanto all’obbligo di apertura, si costruiscono infrastrutture editoriali che non scarichino il costo sull’autore: torneremo più avanti su questa alternativa.

Gli editori e il nuovo mercato dell’open access

Un altro punto riguarda il ruolo dei grandi editori scientifici. L’open access avrebbe potuto ridurre il loro potere. In molti casi, invece, lo ha trasformato, configurando una sorta di oligopolio.

I cosiddetti contratti trasformativi nascono per accompagnare il passaggio dal modello ad abbonamento al modello ad accesso aperto. In Italia, questi accordi sono negoziati a livello consortile dal servizio CRUI-CARE, l’organismo della Conferenza dei Rettori delle Università Italiane che cura le contrattazioni con i grandi editori. In sostanza, le università aderenti pagano un canone complessivo che include sia l’accesso in lettura sia un certo numero di pubblicazioni in open access per i propri autori, senza che questi debbano versare individualmente l’APC. Purtroppo, ci sono già piccoli e medi atenei nel nostro paese che dall’inizio dell’anno corrente non hanno rinnovato questo accordo. 

Sulla carta, l’idea è ragionevole: spostare progressivamente il sistema dagli abbonamenti alla copertura dei costi di pubblicazione in accesso aperto. Nella pratica, però, gli importi sono molto rilevanti. Secondo i dati raccolti dall’AISA (Associazione Italiana per la promozione della Scienza Aperta) a partire dalla documentazione resa pubblica da CRUI-Amministrazione trasparente, il contratto italiano con Elsevier rinegoziato nel 2023 ammonta a oltre 167 milioni di euro, quello con Springer-Nature a oltre 45 milioni, quello con Wiley a oltre 36 milioni. Sono cifre che, complessivamente, superano i 250 milioni di euro di risorse pubbliche destinate a un numero molto ristretto di interlocutori privati.

Il punto non è soltanto quanto si spende. È a chi si paga e per quale sistema. Se risorse pubbliche o universitarie molto consistenti vengono usate per alimentare un mercato editoriale oligopolistico — un mercato in cui pochi grandi gruppi commerciali realizzano margini di profitto fra i più alti di qualunque settore industriale — allora l’open access rischia di diventare una nuova forma di finanziamento pubblico a favore di infrastrutture private. In altre parole: cambia il modello di pagamento, ma non necessariamente il rapporto di potere.
Le metriche e la corruzione degli indicatori

La degenerazione dell’open access a pagamento si inserisce in un fenomeno più ampio: la trasformazione della ricerca in un sistema governato da metriche quantitative.
Da anni la produzione scientifica viene valutata attraverso indicatori: numero di articoli, citazioni, impact factor, ranking delle riviste, classificazioni, quartili. Gli indicatori possono essere utili, ma diventano pericolosi quando smettono di misurare un’attività e iniziano a determinarla. È il principio di Campbell, vicino alla più nota legge di Goodhart: quando una misura diventa un obiettivo, cessa di essere una buona misura secondo il noto meccanismo dell’eterogenesi dei fini.

Se il sistema premia il numero di pubblicazioni, i ricercatori saranno spinti a pubblicare di più. Se premia le pubblicazioni in certe sedi, quelle sedi acquisiranno un potere crescente. Se premia l’open access senza interrogarsi sui suoi costi e sulle sue condizioni, il sistema produrrà sempre più open access, anche quando questo significa pagare cifre sproporzionate.
In questo contesto, gli autori diventano clienti perfetti. Devono pubblicare per fare carriera, per ottenere fondi, per superare valutazioni, per essere visibili. Gli editori lo sanno. E un mercato che prima vendeva l’accesso ai lettori può riconvertirsi vendendo la pubblicazione agli autori. Il rischio è che la rivista scientifica non sia più soltanto un luogo di selezione e circolazione del sapere, ma anche un punto di estrazione economica da un sistema accademico già sottoposto a forti pressioni valutative.

Il caso Cancer Research UK

Un segnale interessante arriva da Cancer Research UK (CRUK), una delle più importanti fondazioni britanniche per la ricerca oncologica. Il 1° aprile 2026 la fondazione ha annunciato che, a partire dall’ottobre dello stesso anno, non finanzierà più i costi di pubblicazione in open access dei propri ricercatori (né tramite block grants alle istituzioni, né tramite l’uso dei fondi residui di progetto). La ragione, esplicitata nel comunicato ufficiale della fondazione, non è un rifiuto dell’accesso aperto: ai ricercatori CRUK resta l’obbligo di rendere disponibili i propri lavori su Europe PMC, eventualmente attraverso la via green, cioè il deposito dell’Author Accepted Manuscript dopo un periodo di embargo. Ciò che viene messo in discussione è la sostenibilità economica dell’attuale modello commerciale, dominato da APC sempre più elevati.

Il caso è importante perché mostra che la critica all’open access commerciale non coincide con una difesa del vecchio sistema chiuso. Si può essere favorevoli all’accesso aperto e, allo stesso tempo, contrari al finanziamento indiscriminato delle APC. Si può volere una scienza più accessibile senza accettare che la pubblicazione diventi una tassa di ingresso.

Il diamond open access o gli archivi liberi come alternativa

Esiste un modello più coerente con l’idea della conoscenza come bene comune: il diamond open access. In questo modello non pagano né i lettori né gli autori. Le riviste sono sostenute da università, istituzioni pubbliche, consorzi, società scientifiche o infrastrutture comunitarie.

È il modello che più si avvicina all’ideale originario dell’open access. Non sposta la barriera economica: la rimuove. Non chiede al lettore di pagare per accedere, né all’autore di pagare per contribuire. Science Europe e cOAlition S hanno riconosciuto il valore di questo modello, definendolo come una via non commerciale, accademica e comunitaria all’accesso aperto.

Naturalmente, il diamond open access non è una soluzione magica. Richiede risorse, infrastrutture, lavoro editoriale, competenze tecniche, riconoscimento istituzionale. Una rivista diamond deve poter competere con riviste commerciali dotate di marchi prestigiosi, piattaforme efficienti, impact factor consolidati e grande visibilità internazionale.

Per questo non basta invocare il diamond open access, ma bisogna mettersi al lavoro  per costruirlo: servono finanziamenti pubblici, piattaforme condivise, biblioteche universitarie più forti, società scientifiche coinvolte, criteri di valutazione meno dipendenti dai marchi editoriali commerciali. Soprattutto, serve riconoscere che la comunicazione scientifica è parte dell’infrastruttura pubblica della ricerca, non un servizio accessorio da acquistare sul mercato.

Forse, la base concettuale per un diamond open access potrebbe essere rappresentata da piattaforme aperte già esistenti come arXiv e bioRxiv, dove gli autori pubblicano gratuitamente il pre-print del loro articolo (senza peer review), che è accessibile a tutti e può anche essere commentato da un punto di vista scientifico. Ovviamente, l’infrastruttura, che è appunto un server di preprint, e la filosofia di queste piattaforme non possono essere ancora considerate un sistema editoriale completo, ma rappresentano un ottimo prototipo di una possibile infrastruttura pubblica, comunitaria e non-APC della comunicazione scientifica.

Difendere l’open access dalla sua degenerazione

La critica qui proposta non è una critica acefala all’accesso aperto. È, al contrario, un tentativo di difenderlo dalla sua degenerazione commerciale. Una scienza davvero aperta non può essere una scienza in cui tutti possono leggere ma solo alcuni possono pubblicare, in cui la visibilità dipende dalla ricchezza dell’istituzione di appartenenza, in cui le risorse destinate alla ricerca vengono assorbite da costi editoriali sempre più elevati (a fronte di una riduzione reale dei costi editoriali con la digitalizzazione dei processi), in cui il principio della conoscenza come bene comune diventa l’occasione per rafforzare nuovi monopoli.

L’open access è nato per liberare la conoscenza. Ma nessun principio, per quanto giusto, è immune dalle proprie applicazioni concrete. Anche le buone intenzioni possono produrre effetti perversi quando entrano in sistemi dominati da incentivi economici, metriche quantitative e poteri editoriali concentrati. Per questo occorre distinguere: l’accesso aperto alla conoscenza è un fine da difendere, il pay to publish non lo è.

La domanda decisiva, allora, non è se vogliamo una scienza aperta, ma quale scienza aperta vogliamo: una scienza in cui la conoscenza circola liberamente perché la comunità scientifica ne governa le infrastrutture, oppure una scienza in cui l’apertura diventa un nuovo mercato, pagato dagli stessi ricercatori e dalle stesse istituzioni pubbliche che producono il sapere.

Questo testo nasce dalla rielaborazione di una petizione pubblicata il 23 aprile 2026 da Riccardo Manzotti e Simone Rossi, sottoscritta da studiosi di diverse discipline: filosofia, neuroscienze, medicina, fisica, bioingegneria, linguistica, giurisprudenza, economia, semiotica e scienze cognitive. La pluralità delle adesioni mostra che il problema non riguarda una singola area del sapere, ma l’intero ecosistema della ricerca.

Una figura interessante, ci spiega, non solo dal punto di vista della produzione musicale, ricca di fascino, ma anche perché offre un caso di studio ideale per la ricostruzione di musica che ci è giunta incompleta: nell’opera di questo musicista l’equilibrio tra le partiture che ci sono giunte complete e i brani caratterizzati dall’assenza di alcune parti, che nel tempo sono andate perdute, consente infatti di esercitarsi nell’applicazione di tecniche ricostruttive, utili a riportare alla vita composizioni musicali che rischiavano di restare mute ed essere dimenticate per sempre.

Le abbiamo chiesto di raccontarci il suo progetto, realizzato anche con l’aiuto di strumenti digitali.

Iniziamo da Giovanni Battista Riccio: da dove nasce l’interesse per questo musicista?

«In effetti Giovanni Battista Riccio è sempre stato un compositore poco noto persino ai musicologi, a meno che non siano specialisti del primo Seicento veneziano. Al suo fianco furono attive figure senz’altro più conosciute, ad esempio Giovanni Gabrieli, di cui peraltro Riccio fu probabilmente discepolo, e Claudio Monteverdi, che assunse la direzione della cappella della basilica di San Marco nel 1613 e la mantenne sino alla morte. Perché allora occuparsi di una figura minore come quella di Riccio? Perché questo autore di musica polifonica veneziana del Seicento rappresenta un caso di studio ideale per chi vuol studiare la ricostruzione della musica incompleta».

Che cosa si intende per musica incompleta?

«Nel contesto della nostra ricerca, quando parliamo di musica “incompleta” ci riferiamo a quella musica polifonica, ovvero a più voci, che è stata originariamente stampata in parti staccate (un fascicolo per ogni voce o parte: contralti, tenori, soprani, bassi) e di cui successivamente uno o più fascicoli, per mille possibili ragioni, sono andati dispersi. Che cosa accade a queste musiche? A causa della mancanza di una o più parti questa musica giace dimenticata da secoli: nessuno la studia, nessuno la pubblica, nessuno la canta, e quindi nessuno la può più ascoltare; per noi è come se non fosse mai esistita. E spesso è un vero peccato, perché questa sorte può toccare anche a musiche di grande fascino – come peraltro quelle di Riccio – che meriterebbero di essere riproposte al pubblico degli ascoltatori».

Perché la produzione di Riccio rappresenta un caso ideale per lo studio di questo repertorio?

«Nell’arco della sua vita Riccio diede alle stampe tre libri di musica sacra e strumentale, di cui due ci sono pervenuti incompleti: al suo primo libro, infatti, mancano due pagine della parte del Canto, il che comporta che cinque mottetti ci sono giunti incompleti; mentre del secondo libro è andato perduto un intero fascicolo, col risultato che sette composizioni su 28 ci sono pervenute incomplete. Su un totale di poco più di un centinaio di composizioni, circa il 10% ci sono giunte prive di una parte».

Con che tecniche si effettua il lavoro di ricostruzione?

«In primo luogo, occorre avere una certa percentuale di composizioni complete. I numeri ci dicono che, nel caso di Riccio, per ogni composizione incompleta ne abbiamo circa una decina che possono essere studiate nella loro integrità: si tratta di una percentuale ragionevole per poter affrontare il lavoro di ricostruzione, che avviene solo dopo aver pubblicato in edizione critica questo repertorio, e soprattutto dopo averlo studiato. Per ricostruire le parti mancanti nelle composizioni incomplete occorre prima analizzare accuratamente le composizioni complete e le porzioni superstiti di quelle incomplete, per trarne informazioni sulle tecniche compositive impiegate e in particolare sullo stile. Ed è esattamente quello che abbiamo fatto, avvalendoci anche di metodi di analisi digitale».

Ci aiuta a capire meglio?

«Alcuni parametri di ricerca dell’analisi tradizionale, come l’ambito delle singole voci, la  combinazione delle chiavi impiegate all’inizio di ciascuna di esse e la presenza di alterazioni (si bemolle) in chiave sono stati rilevati in maniera sistematica con l’aiuto di programmi appositamente predisposti. Inoltre, studiando e ascoltando la musica di Riccio, ci siamo resi conto che questo compositore era solito riprendere passaggi di una composizione all’interno di altri lavori. Visto che Riccio non esitava a copiare da sé stesso, anche noi ci siamo sentiti autorizzati a farlo. Abbiamo dunque esaminato l’intera produzione dell’autore per individuare passaggi compatibili con quelli incompleti, per poi servircene per ricostruire le parti mancanti dopo averli adattati ai contesti lacunosi, operando una sorta di trapianto del tessuto musicale. Per fare questo ci siamo anche avvalsi di un programma che consente di cercare motivi musicali nelle partiture come si cercherebbe una parola in un testo, naturalmente a patto che si disponga dell’intero testo musicale in un formato digitale».

Come possiamo essere sicuri che le moderne proposte ricostruttive corrispondano alla versione originale?

«L’obiettivo che ci poniamo è offrire soluzioni compatibili e stilisticamete convincenti, che rendano nuovamente eseguibili queste musiche: d’altro canto, si è mai sentito che un paziente con un arto artificiale si sia lamentato con il protesista perché la protesi è diversa dalla gamba originale? Semmai gli sarà grato per averla realizzata, nella misura in cui questa funziona. Allo stesso modo, il nostro lavoro è utile nella misura in cui ci consente di riascoltare musiche dimenticate da secoli, ma non avrà mai la pretesa di essere autentico: lo rendiamo esplicito nel modo in cui nell’edizione critica differenziamo la parte ricostruita da quelle originali, usando caratteri in corsivo per il testo messo in musica e indicando le note in corpo tipografico minore. Ma se la parte ricostruita è fake, ancor più lo sarebbe la nostra conoscenza di intere epoche della storia della musica, se ignorassimo del tutto circa un quarto del repertorio musicale per il solo fatto che ci è giunto incompleto».

Nei vostri lavori di ripristino del tessuto musicale lacunoso avete sperimentato che l’AI può aiutare la musicologia?

«Sinora strumenti digitali sono stati impiegati per agevolare e rendere molto più rapide diverse operazioni analitiche. Nella ricostruzione vera e propria qualche tentativo di impiego dell’AI è stato fatto, ma gli esiti non sono ancora del tutto soddisfacenti. Per la ricostruzione sarebbe infatti necessario un ulteriore addestramento della macchina, che richiede molto più tempo e maggiori risorse. Ma credo che a breve i tempi saranno maturi anche per questo».

Se dovesse ricordare i principali risultati della vostra ricerca?

«Dal mio punto di vista (non a caso provengo da una formazione filologico-musicale) il risultato più significativo è la recente conclusione degli opera omnia del compositore, disponibili in open-access e corredati da contenuti digitali utili per la prosecuzione dei lavori. Ma ogni musicologo sa che la soddisfazione più grande si ha quando si possono finalmente ascoltare le musiche su cui si è a lungo lavorato. Fra i risultati più significativi non possiamo dunque tacere il primo CD monografico dedicato a musiche di questo compositore, affidato all’ensemble Estrovagante sotto la direzione di Riccardo Doni e pubblicato di recente dall’etichetta Dynamic (S8080). Il CD include composizioni complete insieme ad altre pervenuteci incomplete e rese nuovamente eseguibili grazie al lavoro di ricostruzione: e va detto che più di tre quarti delle composizioni di questa registrazione non potrebbero essere eseguite senza il lavoro di ripristino realizzato dai musicologi. Last but not least, va ricordato che per noi è importante anche comunicare i risultati della ricerca, ed è quello che abbiamo fatto in un video esplicativo dal titolo Pagine perdute, armonie ritrovate, e in un cortometraggio di finzione (Giovanni Battista Riccio. Una storia di musiche perdute) ambientato a Venezia all’epoca di Riccio e girato nella splendida chiesa di San Nicolò dei Mendicoli, dove il compositore fu attivo in veste di organista alla fine del Cinquecento».

Per approfondire i temi legati alla ricostruzione e conoscere le ultime notizie del progetto, il gruppo ha pubblicato anche un sito web che presenta le iniziative più recenti, rende fruibili tutti i contenuti audio e video e consente di scaricare le opere complete del compositore.

«Se poi qualcuno volesse cimentarsi nel delicato compito della ricostruzione delle parti mancanti e suggerire soluzioni integrative alternative rispetto a quelle proposte nell’edizione, potrà farlo scaricando dal sito i file in formati interoperabili (.mei oppure .xml) di tutte le composizioni incomplete», conclude Toffetti.

La formazione di queste linee iniziò circa 25.000 anni fa, e l’ingresso nel continente americano avvenne almeno 15.000 anni fa. Dopo una fase di parziale isolamento in Beringia, la fine dell’ultimo massimo glaciale favorì una rapida dispersione nelle Americhe. Non si è trattato di una semplice espansione da nord a sud: secondo una nuova ricerca ci sono state almeno tre migrazioni distinte verso il Sud America.

Il più grande database genetico sulla diversità dei nativi americani

Il lavoro, che si è conquistato la copertina di Nature, è stato coordinato dall’Institute of Evolutionary Biology di Barcellona e dall’Università di São Paulo, con la collaborazione di numerose istituzioni internazionali. I ricercatori hanno sequenziato 128 genomi completi ad alta copertura (letti circa 44 volte per ridurre l’incertezza tecnica), di popolazioni che rappresentano 28 diverse famiglie linguistiche.

Integrando questi dati con genomi già pubblicati, il dataset finale comprende 199 individui contemporanei appartenenti a 53 popolazioni, diverse ecoregioni e 31 famiglie linguistiche. Si amplia quindi notevolmente la quantità di informazioni disponibili sulla diversità genetica del continente.

Un esempio riguarda l’Amazzonia, una delle aree finora meno rappresentate. Marcos Araújo Castro e Silva, primo autore dello studio, ha spiegato che, fino a oggi, solo due popolazioni dell’Amazzonia venivano tipicamente incluse negli studi genomici, e che, a causa del loro isolamento e della particolarità dell’ambiente in cui vivono, non potevano essere considerate rappresentative della diversità amazzonica complessiva. Il nuovo lavoro include invece campioni da molte popolazioni delle foreste tropicali sudamericane, comprese aree amazzoniche, oltre a gruppi dell’area andina, del Chaco, del Cono Sud, del Mesoamerica e dell’Aridoamerica. 

Che cosa può dire un genoma sugli spostamenti

In che modo i genomi possono ricostruire gli spostamenti umani? Il principio è semplice: se due popolazioni condividono molte varianti genetiche, vuol dire che hanno una parte di storia comune. Questa storia comune può avere spiegazioni diverse: possono discendere dagli stessi antenati, possono essere rimaste a lungo nella stessa regione, oppure possono essersi incontrate e mescolate in un secondo momento.

Il DNA antico aiuta a distinguere queste possibilità, perché proviene da individui vissuti in un luogo e in un periodo conosciuti. Se una certa somiglianza genetica si trova in individui antichi di una regione e anche in popolazioni attuali della stessa area, può indicare continuità nel tempo. Se invece una somiglianza genetica compare solo più tardi e ricorda quella di popolazioni di un’altra area, può indicare un contatto successivo. Il gruppo di ricerca ha quindi confrontato genomi antichi e contemporanei per verificare se le somiglianze potessero essere spiegate con una sola fase di popolamento o con più contributi successivi.

I genomi confermano che la prima dispersione è avvenuta immediatamente dopo l’ingresso in Nord America ed è associata a una componente genetica antica presente in individui vissuti più di 9.000 anni fa in siti come Anzick (USA), Los Rieles (Cile) e Lagoa Santa (Brasile). La seconda dispersione, iniziata circa 9.000 anni fa, è partita dall’America Centrale e si è diffusa attraverso il Messico, il Belize e Panama. Questa ondata ha sostituito, almeno in parte, la prima popolazione originale; per questo motivo, popolazioni attuali come le popolazioni andine peruviane e i Tehuelche argentini mostrano continuità genetica con questa seconda fase e non con i resti più antichi della prima.

La terza dispersione rappresenta il risultato più sorprendente dello studio perché identifica un movimento precedentemente non riconosciuto. Avvenuta almeno 1.300 anni fa, questa ondata ha portato una componente genetica legata alle popolazioni mesoamericane verso il Sud America e i Caraibi. La sua scoperta è stata possibile grazie al ritrovamento di questa specifica traccia genetica sia in individui antichi dell’Età della ceramica nei Caraibi sia in molti gruppi indigeni contemporanei.

Le tracce genetiche della colonizzazione

La ricerca ha trovato segnali genetici coerenti con le forti riduzioni demografiche causate dalla colonizzazione europea, come i lunghi tratti di omozigosi nel DNA che riflettono l’isolamento e la frammentazione. Il gruppo di ricerca collega questi risultati a epidemie, schiavitù e spostamenti forzati che hanno interrotto le forme tradizionali di sussistenza. Tábita Hünemeier, responsabile scientifica dello studio, ricorda che la diversità genetica attuale è solo una frazione di quella originale, poiché la colonizzazione ha decimato le popolazioni indigene del 90%, sebbene in alcune regioni si osservi una continuità che dura da oltre 9.000 anni.

Ma la colonizzazione, in un certo senso, ha lasciato una traccia anche nella ricerca scientifica. Per molto tempo, gli studi genomici e i grandi database di riferimento si sono concentrati soprattutto su popolazioni di ascendenza europea, mentre molte altre popolazioni sono rimaste meno rappresentate. Tra queste ci sono anche le popolazioni indigene americane, che lo studio descrive come tra le meno studiate dal punto di vista genomico. Questo ha fatto sì che una parte della loro variabilità rimanesse fuori dalle principali risorse usate per ricostruire la storia genetica umana.

Lo studio ha infatti identificato 12.493.650 varianti genetiche, di cui 1.426.511, pari all’11,4%, non erano presenti nei database usati dal gruppo di ricerca per il confronto. Non perché queste popolazioni conservino più diversità genetica di altre: il lavoro segnala anzi una diversità complessiva più bassa, legata anche ai colli di bottiglia demografici. Il punto è che molte popolazioni indigene americane sono state a lungo sottorappresentate negli studi genomici, e quindi una parte importante della loro variabilità non era ancora stata descritta.

Una diversità modellata da ambienti e ascendenze antiche

Le Americhe comprendono ambienti molto diversi, dalle foreste tropicali agli altipiani andini, dalle regioni aride alle zone temperate, e questa varietà ha esposto le popolazioni a pressioni selettive differenti.

Nel nuovo lavoro il gruppo di ricerca ha cercato segnali di selezione naturale nei genomi analizzati. In altre parole, ricercatrici e ricercatori hanno individuato regioni in cui alcune varianti genetiche sembrano essere diventate più frequenti nel tempo, forse perché utili in determinati ambienti o condizioni storiche. Molte si trovano vicino a geni già associati, da studi precedenti, a funzioni come risposta immunitaria, metabolismo, fertilità, crescita e sviluppo. 

Tra i risultati più complessi c’è la componente chiamata Ypykuéra (una parola in lingua Tupi che significa “antenati”), o linea Y. In alcuni popoli indigeni americani, una piccola parte del genoma mostra affinità con popolazioni australasiatiche attuali, come gruppi delle Andamane, della Nuova Guinea e dell’Australia. Questa somiglianza non viene interpretata come prova di una migrazione recente dall’Oceania verso le Americhe. L’ipotesi è invece che rifletta l’eredità di una popolazione asiatica antica, non ancora campionata direttamente, che si sarebbe mescolata con gli antenati di alcune popolazioni americane.

David Comas, tra gli autori dello studio, osserva che la frequenza dell’ascendenza Ypykuéra appare simile in diverse popolazioni analizzate, un dato che potrebbe indicare un vantaggio adattativo in alcune regioni del genoma. Non tutta la componente, però, va spiegata in questo modo: alcune regioni possono dipendere semplicemente dalla storia demografica delle popolazioni, cioè da antichi mescolamenti, isolamento e continuità nel tempo.

Il lavoro analizza anche un’altra eredità genetica antica: quella di ominini arcaici come Neanderthal e denisoviani. Come molte popolazioni non africane, anche i popoli indigeni americani conservano una piccola quota di DNA derivata da questi gruppi umani estinti. Alcune di queste varianti ricadono in geni che esprimono varianti legate alla pelle, al sistema immunitario e al metabolismo energetico, suggerendo un possibile ruolo nell’adattamento.

La diversità genetica dei popoli indigeni americani non deriva quindi solo dalle grandi dispersioni umane nel continente. È anche il risultato di eredità più antiche, di mescolamenti avvenuti prima dell’arrivo nelle Americhe o nelle sue fasi iniziali, e di processi di adattamento che si sono sviluppati nel corso di migliaia di anni.

Nel presente, il continente riporta una delle diversità linguistiche più alte del pianeta, con più di cento famiglie linguistiche distinte. Chiara Barbieri, genetista dell’Università di Cagliari che ha partecipato allo studio, aggiunge che è difficile allineare questa diversità alle traiettorie genetiche descritte. Infatti, la corrispondenza tra la struttura genetica e la struttura linguistica è solo parziale, più evidente tra alcune macroregioni e pochi gruppi isolati, e sovrascritta da dinamiche culturali di cambio linguistico, frequente multilinguismo, e recenti politiche post coloniali.

Genomi, comunità e controllo dei dati

La ricerca è stata condotta in collaborazione con le comunità indigene coinvolte, e il gruppo di ricerca scrive che i risultati sono stati restituiti in formati accessibili. Tábita Hünemeier sottolinea che la partecipazione attiva dei diversi gruppi è stata importante non solo per lo sviluppo dello studio, ma anche per integrare i risultati genomici con le conoscenze tradizionali e le narrazioni storiche locali.

Questa collaborazione ha conseguenze pratiche anche sul modo in cui i dati vengono condivisi. I genomi individuali prodotti dallo studio, anche se rigorosamente anonimi, non sono liberamente scaricabili: l’accesso è controllato attraverso un comitato e deve rispettare approvazioni etiche, consenso informato e accordi con le comunità. Sono invece disponibili liberamente le frequenze delle varianti genetiche attraverso il browser del progetto Indigenous American Genomic Diversity Project.

Non è un dettaglio secondario quando si parla di ricerche che coinvolgono persone in carne e ossa. Da un lato, i dati devono poter essere usati per verificare i risultati e far avanzare la ricerca; dall’altro, riguardano popolazioni viventi, che non possono essere separate dalla loro storia. In anni recenti, questo problema è stato discusso anche attraverso i principi CARE per la governance dei dati indigeni, che mettono al centro beneficio collettivo, controllo da parte delle comunità, responsabilità ed etica.

La sottorappresentazione delle popolazioni indigene americane nella genomica ha lasciato grandi lacune nella comprensione della diversità umana, dell’evoluzione e della salute. Ampliare questi dati ora non serve solo a correggere una mappa incompleta del passato: permette anche di costruire risorse più utili per le comunità coinvolte e per la ricerca biomedica in generale.

Sei aziende (NVIDIA, Alphabet, Apple, Microsoft, Amazon e Meta) valgono oggi circa 22.000 miliardi di dollari, tre quarti del PIL degli Stati Uniti. Nel solo 2026 spenderanno in infrastrutture digitali tra 660 e 725 miliardi di dollari, circa tre volte e mezzo il bilancio federale americano per tutta la ricerca civile. Mentre i finanziamenti pubblici alla ricerca nell’area OCSE calano del 4,1% in termini reali, e negli Stati Uniti vengono cancellati o sospesi oltre 7.800 grant di NIH e NSF, la frontiera scientifica dell’intelligenza artificiale si sposta sempre più verso i laboratori privati: nel 2025 oltre il 90% dei modelli AI di rilievo viene prodotto dall’industria.

Sono i numeri del dossier Ricerca e democrazia nell’epoca delle Big Tech, presentato il 14 maggio nella sede centrale del CNR di Roma in occasione del convegno omonimo organizzato dal Gruppo 2003 per la ricerca, che lo ha intitolato a Gino Nicolais, scomparso di recente e ricordato, oltre che in un messaggio del presidente della Repubblica Sergio Mattarella e dal presidente del CNR Andrea Lenzi, da colleghi e amici come Maria Pia Abbracchio, Caterina Meglio e Alessandro Sannino.

Parisi: solo una grande struttura pubblica può salvarci dal monopolio delle conoscenze

Il dossier non si limita a fotografare la concentrazione di potere economico e scientifico nelle mani di pochi giganti globali, ma ne traccia le implicazioni per la democrazia (dalla sorveglianza di massa alla manipolazione dell’informazione) e avanza proposte concrete per invertire la rotta. La situazione attuale, ha detto il Nobel Giorgio Parisi, non è ancora drammatica, ma «richiede un controllo, un’attenzione estremamente forte, prima di tutto da parte della comunità scientifica ma anche dei governi». Il rischio concreto è quello di un monopolio sull’accesso alla conoscenza: «Oggi alcuni usano Gemini, altri Claude, altri ancora ChatGPT o DeepSeek. C’è però la possibilità che tutto questo evolva verso un monopolio, come è accaduto negli anni Novanta nel campo dei motori di ricerca», oggi dominato da Google. Uno scenario che Parisi definisce «il più terrificante, ma in cui anche un oligopolio tra attori della stessa area geografica e della stessa ideologia sarebbe non molto differente».

Parisi ha richiamato l’esperienza di Wikipedia e del software libero Linux come modelli di resistenza possibile. Per l’IA, però, la scala del problema è diversa: servono database, potenza di calcolo e programmi di ricerca che solo un grande centro pubblico può sviluppare. «In questo momento storico», ha concluso, «è immaginabile solo in Europa»: un’istituzione sul modello del CERN, dedicata all’ICT avanzato e all’intelligenza artificiale.

Algoritmi e libertà

Gli ha fatto eco Rocco De Nicola, presidente del Gruppo 2003: «Viviamo un passaggio storico in cui le scelte sulla governance della ricerca e dell’intelligenza artificiale determineranno, per i decenni a venire, il perimetro del progresso scientifico e la tenuta della nostra democrazia». La tesi del dossier è che concentrazione economica, scientifica e delle capacità di sorveglianza siano lo stesso problema visto da angolazioni diverse: chi controlla modelli, dati e infrastrutture controlla anche una parte rilevante dell’agenda scientifica, nonché delle carriere dei ricercatori attratti da salari molto più appetibili rispetto al pubblico. Il documento, riassunto da De Nicola, mostra come l’AI stia diventando uno strumento di governo sempre meno trasparente, dal contratto ICE-Palantir per ImmigrationOS ai quindici anni consecutivi di declino della libertà di Internet certificati da Freedom House. 

Scienza chiara e scienza oscura

Gianfranco Pacchioni, ordinario di scienza dei materiali alla Milano-Bicocca e membro dell’Accademia dei Lincei, ha messo a fuoco la frattura storica che stiamo attraversando ponendo una domanda: cosa hanno in comune Starlink, AlphaFold e l’impianto neurale di Neuralink? Niente, se non che tutti e tre sono nati in laboratori privati (SpaceX, DeepMind, Neuralink), riservati e non aperti alla comunità scientifica. Negli anni Sessanta era impensabile: il satellite Explorer, la struttura delle proteine, il primo trapianto di fegato erano tutti frutto di istituzioni pubbliche. In meno di mezzo secolo quel mondo si è rovesciato.

Pacchioni ha ripreso la distinzione al centro del suo recente libro Scienza chiara, scienza oscura: contrapposta alla scienza accademica aperta, verificabile, replicabile, cresce una produzione di conoscenza che rimane molto spesso proprietà privata, non sottoposta a peer review, non accessibile. Come peraltro per definizione è quella militare, in forte crescita, e in alcuni paesi addirittura prevalente. Il rischio non è solo per la ricerca in sé, ma per la fiducia pubblica nella scienza: come possiamo aspettarci che le persone si fidino della scienza se una parte crescente di essa avviene nell’ombra? La sua conclusione è che finanziare la ricerca pubblica non è più solo una questione di competizione tra sistemi, è fondamentale per la difesa della democrazia.

Anche su energia e transizione si pone un problema di democrazia

Il convegno ha affrontato anche il tema dell’energia. Nel confronto tra Carlo Cecati dell’Università dell’Aquila, e membro del Gruppo 2003, e Letizia Magaldi, imprenditrice nelle rinnovabili e presidente del Kyoto Club, è emerso che le logiche di condizionamento dei grandi gruppi non riguardano solo lil mondo digitale: anche nella transizione energetica si riscontrano pressioni e resistenze da parte di interessi consolidati. Eppure, le energie rinnovabili restano la via maestra, convenienti sul piano economico, necessarie su quello climatico, e strategicamente indispensabili su quello geopolitico: la dipendenza dalle fonti fossili, come mostrano la guerra russo-ucraina e le tensioni nel Golfo di Hormuz, è un rischio che l’Europa non può continuare a permettersi. L’Italia, pur in ritardo rispetto a Spagna e Germania nel percorso di decarbonizzazione, ha competenze ed eccellenze nella conversione delle energie rinnovabili in energia elettrica che andrebbero messe nelle condizioni di lavorare a ritmi più serrati, a beneficio di una gestione condivisa e democratica di questo bene. Senza inseguire il nucleare, che di fatto comporterebbe gravi problemi quel che riguarda le tempistiche, i costi e le tensioni sociali.

Cinque proposte e un’eredità

Il dossier chiude con cinque linee d’azione: adeguata capacità di calcolo accessibile alle università, dati e benchmark aperti, carriere accademiche stabili per contrastare il brain drain verso l’industria, che si può permettere di pagare molto di più i giovani ricercatori), trasparenza e governance sui sistemi AI venduti alla pubblica amministrazione, investimento pubblico stabile e pluriennale. E, come proposta di orizzonte, un’istituzione europea permanente sull’IA il “CERN dell’IA” evocato da Parisi.

Tanto più numerose sono le difese immunologiche di un individuo, tanto maggiore è la sua capacità di sopravvivere. Ci vacciniamo contro patogeni che sappiamo rappresentare un pericolo (polio, Cov2, influenza, pneumococco). Ma virus e batteri mutano costantemente, eludendo le difese immunologiche. Per anticipare le loro mosse, il nostro organismo produce un ‘repertorio anticorpale’ il più vasto possibile. Non importa tanto il bersaglio di ciascun anticorpo, quanto la sua capacità di proteggerci dal patogeno, dalla tossina o dal cancro che potrebbe attaccare il nostro organismo.

Ci auguriamo pertanto di non dover utilizzare la maggior parte degli anticorpi che stiamo oggi producendo. Sarebbe però fatale smantellare questa fondamentale assicurazione sanitaria. Guai a trovarsene sprovvisti quando si incontra un patogeno…

Come il nostro organismo, la società in cui viviamo deve saper affrontare le crisi del momento; essa deve al tempo stesso non farsi trovare impreparata alle nuove sfide che ci attendono. Di quale repertorio deve dotarsi una società complessa, in analogia con il repertorio immunologico? Non riesco a vedere ingredienti più importanti di conoscenza e cultura per superare i problemi che ci affliggono e allo stesso tempo prepararsi al futuro.

La cultura (artistica, gastronomica, letteraria, paesaggistica, scientifica o sportiva che sia) è l’insieme dei saperi di una società e ne garantisce il benessere. I singoli contribuiscono con il proprio sapere e col proprio impegno al repertorio di conoscenza della società.

Accusato di aver affermato che «Con la cultura non si mangia», un ministro italiano smentì, correggendosi in «Con la cultura troppi mangiano». Restando in tema alimentare, entrambe le frasi sono difficili da digerire. Chiunque abbia frequentato la scuola dell’obbligo sa che la cultura del nostro paese è invidiata in tutto il mondo. Tra l’altro, se il termine di riferimento è l’immediata produzione di sostanze commestibili, neppure con le acciaierie si mangia. E anche sulle acciaierie molti mangiano.

Probabilmente, all’origine di tale accanimento contro cultura e scienza contribuisce il progressivo utilitarismo che caratterizza la nostra epoca. Alle tre I maiuscole che il governo Berlusconi caldeggiava per la nostra scuola (Inglese, Informatica, Impresa) dovremmo aggiungerne almeno altre due, senza naturalmente dimenticare Geografia, Matematica e Storia. La prima I sta per Italiano. Forse quella I era data per implicita, anche se viene il sospetto che un elettorato poco (in)formato sia considerato da molti più facile a convincersi…

La seconda e altrettanto fondamentale I mancante è la I di Inutile (o apparentemente tale). Anche e forse soprattutto nei momenti di crisi, dobbiamo guardare avanti. Ognuno di noi sa che utile non è solo quanto produce un profitto immediato. Dobbiamo investire per il futuro. Le statistiche sono inclementi con il nostro paese. Reddito medio e salari sono cresciuti assai meno che nel resto d’Europa. Questa perdita di competitività deriva in larga misura dagli scarsi investimenti fatti in ricerca e educazione. Il magro 1.3% del PIL investito in ricerca ci pone fanalino di coda tra i paesi industrializzati. E le notizie che vengono dal settore automobilistico ci fanno temere di uscire da questa categoria, se non ci si rimboccano le maniche.

Il futuro è aperto e le sfide più importanti sono quelle che ancora non vediamo. Questa è la lezione degli anticorpi. Non dobbiamo esitare a produrre sapere che ci appare inutile perché non produce un immediato tornaconto. Se solide e ben documentate, le conoscenze prodotte ci offrono la capacità di affrontare problemi che non si sono ancora presentati. Trovarsi del tutto impreparati sarebbe disastroso. Ricordate le difficoltà dei paesi occidentali -incapaci di produrre mascherine - nelle prime fasi della pandemia?

Spesso ho l’onore di tenere la prima lezione del corso di Medicina negli stessi giorni in cui vengono attribuiti i premi Nobel. Faccio notare agli aspiranti dottori che tra i 15 vincitori dei ultimi cinque anni troviamo solo un medico. Tanti fisici, matematici, biologi e perfino un egittologo. In passato, sono stati premiati studi tesi a chiarire le ragioni per cui certi vermi scodinzolano meno di altri o perché un microbo dal buffo nome Pirococco furioso riesce a vivere felicemente nel cratere di un vulcano, a una temperatura con cui un uovo diventerebbe rapidamente sodo.  Non è facile neanche per molti addetti ai lavori comprendere come queste scoperte abbiano rivoluzionato l’oncologia. Eppure… Nel 2022 vinse Svante Päabo, che per studiare la storia dell’antico Egitto riuscì a sequenziare il genoma prima di alcuni faraoni e poi degli uomini di Neanderthal. Risultati che hanno avuto incredibili applicazioni in medicina e biotecnologia, difficilmente prevedibili quando Päabo si dedicò alla paleontologia molecolare.

Oggi ben poche agenzie nel mondo e probabilmente nessuna agenzia italiana finanzierebbero esperimenti di questo tipo: è infatti molto difficile immaginare a priori quali implicazioni possa avere quel che oggi ci appare ’inutile’. Ma è sempre stato così.  Nella prima metà del XIX secolo, Michael Faraday aprì la strada all’uso dell’elettricità. I suoi contributi avrebbero trasformato la vita sul pianeta. Interessato alle scoperte del grande scienziato, il Cancelliere dello Scacchiere della regina Vittoria lo convocò e gli chiese: «Interessante, dottor Faraday, ma a cosa serve tutto questo?». Al che Faraday rispose: «Non lo so, signore, né mi interessa: sicuramente però lei lo tasserà».

Specialmente in un momento di crisi, è importante ottimizzare i nostri investimenti. Naturalmente è essenziale insegnare alle nuove generazioni i fondamenti del sapere e concentrare le risorse sui problemi che richiedono soluzione urgente. Altrettanto essenziale, tuttavia, è garantire sostegno a coloro che - guidati dalla curiosità più che dalla soluzione di un problema – coltivano interessi e sviluppano conoscenze che oggi possono sembrare inutili. Così come il repertorio anticorpale garantisce la nostra salute, il repertorio culturale che costoro contribuiscono a creare è cruciale per la sopravvivenza e lo sviluppo di una società complessa ed esigente come la nostra.

Craig Venter è morto il 29 aprile 2026, a settantanove anni. La notizia ha raggiunto un universo scientifico culturalmente impoverito dalla fallacia astorica: Sydney Brenner ripeteva già vent’anni fa che le ultime generazioni di biologi molecolari non sono interessate a ciò che è accaduto di rilevante dal punto di vista scientifico prima degli ultimi sei mesi. Eppure, non ci sarebbe la genomica, così come la si pratica oggi, senza ciò che ha fatto lui, sia discutibile sia geniale.

Ateo, materialista e liberale. Duecentocinquanta anni fa si sarebbe riconosciuto nelle filosofie dell’illuminismo radicale. Precisamente l’opposto di Francis Collins, responsabile del Progetto genoma e quindi suo competitor nella corsa al sequenziamento, evangelico con afflati fondamentalisti e ispirato dall’ideale del bene comune in modo paternalista. Chi lo ha frequentato senza interessi personali, per esempio il giornalista James Shreeve, riferisce che Venter aveva un forte senso di sé e usava l’ego come strumento. Lo riconosceva lui stesso con soddisfazione: diceva spesso di avere un forte senso di sé, indispensabile per fare le cose. E di credere in sé stesso, nel suo gruppo, nelle sue idee e nel «fare la storia». Nel mondo scientifico si dice spesso, ipocritamente, che la modestia sia la moneta corrente della reputazione. Venter spendeva moneta diversa. Era anche spaccone. Si narra che, dopo aver lanciato la sfida, sicuro di vincere, disse a Francis Collins che, se avesse voluto evitare brutte figure, avrebbe fatto meglio a dedicarsi al genoma del topo. Qualche volta si è paragonato a Darwin. La sua immodestia era proverbiale e ne era compiaciuto. Trattava anche male le persone.

Gli episodi di una dura competizione

Quando nel 2001 Shreeve chiese l’accesso illimitato agli archivi di Celera per scrivere The Genome War, ottenne l’autorizzazione da parte di Venter. Francis Collins, a capo del consorzio pubblico Human Genome Project, invece rifiutò di lasciargli consultare gli archivi del NIH. Venter sapeva che Shreeve avrebbe documentato errori strategici, tensioni interne, sconfitte politiche mascherate da compromessi. Però scelse la trasparenza. Solo i documenti sul fronte privato di quella sfida furono consultabili e Shreeve dovette concentrare lo studio su Venter e la sua azienda Celera. Un fatto che costituiva allo stesso tempo la forza e la debolezza del libro.

Venter sapeva di aver vinto, scientificamente e tecnologicamente, la competizione con Collins e Sulston: lo shotgun sequencing (la tecnica di sequenziamento che prevede la frammentazione casuale dell’intero genoma) aveva funzionato quando tutti, i revisori del NIH, i colleghi accademici, l’establishment del Progetto Genoma, scommettevano sull’abbaglio. Aveva sequenziato il genoma umano in meno di tre anni contro i quindici previsti dal consorzio pubblico. Soprattutto sapeva di essere stato fermato non dalla scienza ma dalla politica.

Il pareggio del giugno 2000 (Bill Clinton e Tony Blair sorridenti alla Casa Bianca, Collins e Venter fianco a fianco) celebrava una sconfitta politica mascherata da una cerimonia diplomatica. L’amministrazione statunitense aveva premuto affinché Celera non «privatizzasse il genoma umano». Accuse lanciate da Collins e Sulston, ma strumentalmente false. Venter accettò il compromesso ma non dimenticò. Concedere l’accesso agli archivi era anche consegnare alla storia la propria versione dei fatti, non come arringa, ma come documentazione. Shreeve riporta che funzionari governativi orchestrarono fughe di notizie per demonizzare Venter nei momenti cruciali della gara.

L’architetto della ricerca

Venter non era uno scienziato in senso accademico, cioè un ricercatore che costruisce la propria reputazione sulla profondità della specializzazione. Era un architetto della ricerca: vedeva i problemi prima che diventassero evidenti e costruiva strutture umane, tecnologiche e finanziarie per affrontarli. Il caso degli EST - gli Expressed Sequence Tags sviluppati al NIH nei primi anni novanta di cui parla Cook-Deegan in un libro molto documentato - è rivelatore. La tecnica per identificare rapidamente i geni espressi era genuinamente innovativa, ma Venter non la sviluppò da solo: riconobbe il potenziale, lo sistematizzò, lo promosse e lo usò per spostare la metodologia dalla lentezza del gene per gene alla velocità del sequenziamento massivo. Quando il NIH, in particolare Bernadine Healy, decise di brevettare le sequenze EST, Venter non si oppose. Mentre James Watson abbandonò il progetto. Era in discussione la difficoltà di separare l’uso degli strumenti disponibili dalla responsabilità per le conseguenze.

La visione che Venter aveva dei brevetti era più intelligente di quanto si crede: la proprietà intellettuale era il meccanismo per attrarre capitale privato da reinvestire nella ricerca, accelerando la genomica al di là dei ritmi istituzionali. La controversia EST anticipava il modello Celera. Non è un caso che il Patent and Trademark Office, nel 2001, abbia stabilito che i brevetti su sequenze genomiche richiedessero la dichiarazione di un’utilità specifica e attuale. Risposta diretta a una pressione che la vicenda EST aveva reso impossibile ignorare. In quel frangente Venter teneva una posizione tipicamente contraddittoria: presentava domande di brevetti su geni e, al contempo, affermava che nessuno avrebbe brevettato il genoma umano. Ma quella soluzione convergeva verso la sua visione.

La filosofia con cui nel 1992 costruì il TIGR, un istituto di ricerca no-profit, e Celera nel 1998 era, quindi, quella di identificare la sfida e reclutare i migliori. Hamilton Smith, premio Nobel, fu convinto a unirsi al TIGR. Venter riconobbe la portata dell’idea di sequenziare Haemophilus influenzae, che a Johns Hopkins non interessava. Il sequenziamento fu completato in quattro mesi, contro i quasi dieci anni richiesti dal metodo tradizionale su E. coli. La prova generale fu il genoma di Drosophila melanogaster, animale modello dei genetisti da sempre e quindi anche iconico, pubblicato nel marzo del 2000 dopo nove mesi di lavoro: 13.601 geni identificati, di cui solo 2.500 noti. Non è secondario che Venter avesse allestito presso Celera ciò che veniva indicato come il centro di calcolo più potente al di fuori del Pentagono: un’infrastruttura necessaria, non accessoria, del metodo shotgun su scala genomica.

La velocità era il suo mantra

L’irruzione di Celera costrinse il consorzio pubblico ad accelerare: l’annuncio del 2000 arrivò tre anni prima del previsto. Venter era libertario nei mezzi e liberale nei fini. Non credeva ideologicamente nel mercato: riteneva che la velocità, generata dalla competizione, fosse una variabile morale. Ogni anno di ritardo nella comprensione del genoma, commentava, era un anno in più di malattie non curate e di vite non salvate.

La fine di Celera fu amara: licenziato nel 2002 per un conflitto irriconciliabile con Tony White, presidente della holding Applera, che voleva trasformare Celera in una company farmaceutica per giustificare una capitalizzazione borsistica arrivata a 14 miliardi. Il modello di business originale, basato sull’accesso al database genomico come servizio proprietario, generava ricavi reali, ma insufficienti per Wall Street. Venter non era disposto a trasformare Celera in altro. Non era un businessman e non aveva interesse a costruire un’azienda sostenibile, poiché ciò avrebbe richiesto concessioni in conflitto con la ricerca. Rimaneva un ricercatore, pur sempre a caccia costante di risorse private. Quando i due ruoli, di imprenditore e di scienziato, entrarono in un conflitto insanabile, fu rimosso dal secondo senza poter difendere il primo.

La tensione tra i due ruoli si riverbererà nel lavoro successivo. La Global Ocean Sampling Expedition, una circumnavigazione del globo a bordo del proprio yacht per sequenziare i microbi marini, non costituiva un’attività commerciale. Lo scopo era creare una biblioteca della diversità genetica degli oceani con implicazioni dirette sui cambiamenti climatici. Mentre il progetto dell’organismo minimo e della creazione di nuove cellule non mirava al profitto, ma alle ambiziose motivazioni di originare microrganismi capaci di produrre carburante, catturare CO₂ e sintetizzare farmaci. Ambizioni quasi messianiche, finanziate con risorse private, sempre per muoversi più rapidamente delle istituzioni verso obiettivi che le istituzioni non riuscivano nemmeno a formulare.

Dopo Celera, distribuì le risorse personali per fondare il JCVI nel 2006 con 100 milioni propri, Synthetic Genomics nel 2005, Human Longevity Inc nel 2013 e, nell’ultimo anno di vita, probabilmente con in mente la propria condizione di malattia, una company dedicata alla diagnostica genomica: Diploid Genomics. Chi ha fatto i conti stima che abbia movimentato oltre un miliardo di dollari, escludendo la capitalizzazione di Celera, che da sola al suo picco raggiunse 14 miliardi.

Scienza e ricchezza

Venter non si faceva mancare una vita glamour: aerei privati che pilotava personalmente, yacht da milioni di dollari, auto d’epoca e barche storiche restaurate, abitazioni di lusso extra in California e nel Maine. Decantava il volo come «libertà assoluta». Ma l’ostentazione della ricchezza non era separata dalla scienza. Lo yacht Sorcerer II (un milione di dollari d’acquisto e trecentomila di manutenzione annua) divenne uno strumento scientifico di prima grandezza: in 32.000 miglia raccolse la vasta maggioranza dei geni presenti nelle banche dati pubbliche. Quasi non distinguesse tra stile di vita e obiettivi di ricerca, come se per lui fossero la stessa cosa in registri diversi.

Era anche un genio della comunicazione. Fondando Celera nel maggio 1998, creò da zero una nuova categoria di investimento: la genomica commerciale. Chi lo ha studiato sostiene che calibrava la comunicazione pubblica in funzione della percezione degli investitori: alle critiche per la contaminazione tra scienza e finanza rispondeva di non essere lui a inseguire i soldi, ma i soldi che ricorrevano ai progetti innovativi e remunerativi da lui pensati. Se fosse stato mosso solo dall’interesse personale, si sarebbe assicurato di poter vendere le proprie azioni prima del crollo di Celera. In quanto dirigente esecutivo, non poté beneficiare personalmente dell’impennata borsistica che aveva contribuito a generare.

Non meno strategico fu il modo in cui pubblicò il proprio genoma. Il suo DNA era già presente, frammentato, tra i cinque assemblati per il primo sequenziamento, e nel 2007 il genoma diploide completo di Venter fu il primo genoma di un singolo individuo a essere pubblicato. Prima di quello di Watson. Spiegò che la decisione andava letta come una risposta alla paranoia che circondava il sequenziamento individuale: voleva dimostrare che non c’era nulla da temere, donando il proprio come prova. Nella sua autobiografia intercala la narrazione biografica con sidebar relative alle proprie sequenze, annotazioni sulla salute, sulle capacità fisiche, sulle predisposizioni comportamentali, ecc. Usare sé stesso come dato scientifico e l’autobiografia come caso di studio era un gesto tipicamente venteriano, che irritò molto i benpensanti.

Né riduzionista, né determinista

La “creazione” dell’organismo sintetico fu ancora gestita con abilità sul piano comunicativo. Il titolo dell’articolo che riportava il risultato parlava di “cellula sintetica”. In realtà, si trattava del trasferimento di un cromosoma sintetico in una cellula preesistente, non creata dal nulla. Venter non disse mai pubblicamente di aver sintetizzato la vita dal nulla, ma di aver “acceso” una “nuova” cellula come si accende un computer. Sapeva che avrebbe suscitato scandalo e si confrontò con chi si era spaventato. Collaborò con la Commissione presidenziale di bioetica, appositamente convocata da Barack Obama, pur convinto che le preoccupazioni fossero eccessive e che la regolamentazione rischiasse di bloccare ricerche di enorme utilità. Aveva già istituito al JCVI un gruppo interno di riflessione etica prima dell’annuncio del 2010: non ignorava le implicazioni etiche, ma le gestiva come variabili da incorporare nel processo, non come freni da subire.

La scienza, per lui, era l’unico strumento legittimo di comprensione della realtà, senza confini metafisici oltre i quali cominciasse qualcos’altro. Sosteneva di non essere né riduzionista né determinista, come si può leggere nell’ultimo paragrafo dell’articolo storico su Science, scritto da lui*,* che riportava le sequenze del genoma umano di Celera. Ma il genoma non è qualcosa di sacro: contiene informazioni da leggere, manipolare e ottimizzare. Non è l’instanziazione materiale di un’intuizione animista. La vita non era per Venter un mistero da venerare, ma un intricato insieme di problemi da risolvere.

La difficoltà a tracciare confini è, in fondo, un tratto distintivo della nostra società. Non a caso il filosofo Luciano Floridi parla di “società delle mangrovie”, dove l’acqua dolce si mescola a quella salata, senza essere più né l’una né l’altra: allo stesso modo, nelle nostre esperienze, la dimensione digitale si intreccia con quella reale.

Il libro EmoziIonAbili. Intelligenza artificiale generativa tra emozioni, racconti e musica, uscito da poco per i tipi della Pisa University Press (e liberamente scaricabile dal sito della casa editrice), prende a prestito questa efficace metafora per descrivere lo spazio simbolico e reale di incontro di un gruppo di giovani adulti con disabilità che, grazie all’intelligenza artificiale generativa, hanno potuto trovare una voce per esprimere la propria interiorità, muovendosi in un continuum “salmastro” in cui esseri umani e macchine si compenetrano. In questo spazio, l’IA permette di superare le barriere linguistiche e cognitive che impediscono loro di raccontare le proprie emozioni. 

L’autore, Gian-Luigi Ferrari, al contempo attivo nell’Associazione Caregivers Pisa che ha promosso il progetto alla base del libro e professore di Informatica all’Università di Pisa, parla infatti di “esoscheletro cognitivo” per la mente, per indicare come questa tecnologia possa supportare il pensiero e facilitare la capacità di espressione, diventando uno strumento di inclusione e di amplificazione. Da qui la “iI” e la successiva “A” inserite nel titolo EmoziIonAbili, a sottolineare il ruolo dell’intelligenza artificiale generativa come amplificatore narrativo.

Una boccata di ossigeno in mezzo a tante discussioni allarmistiche e un po’ aprioristiche sull’IA. Come ogni tecnologia è infatti uno strumento indubbiamente potente, che può però essere utilizzato anche in modo etico, a patto di adottare un modello di progettazione responsabile e sicura, capace di tutelare la privacy di chi lo usa, e di offrire un ambiente protetto.
L’IA può raccogliere allora gli spunti e le parole dei ragazzi, anche se frammentari, e restituirli in forma chiara, “in bella”, senza alterarli. Ferrari la definisce «empatia artificiale», perché l’IA si limita a riflettere fedelmente ciò che percepisce, senza proiettarci nulla di proprio, come farebbe inevitabilmente un essere umano. Così le emozioni non vengono «interpretate, ma amplificate; non spiegate, ma rese abitabili». 

Ottenere questo risultato non è immediato: occorre una progettazione ben strutturata. Alla fase di ascolto segue quella dell’ideazione della storia, accompagnata dal costante aiuto degli educatori. Solo in un secondo momento entra in gioco l’IA che, attraverso un’attenta attività di prompting, viene guidata nella generazione di testo e immagini. 

I dati personali dei ragazzi non vengono esposti, ma trasformati in preferenze astratte per adattare comunque le risposte ai singoli individui. Così restano custoditi in un contesto sicuro, senza contribuire in alcun modo all’aggiornamento della conoscenza generale dell’IA, in linea con i principi di tutela della privacy by design e data minimization. 

Sulle storie si fa poi un lavoro collettivo di lettura, discussione e rielaborazione, sino al momento festoso della presentazione pubblica delle versioni finali. Possono essere creati, in modo analogo, anche canzoni (sia testo che musica) e fumetti. In queste creazioni trovano spazio tutte le emozioni, positive o negative: gioia, impazienza, paura, rabbia, nostalgia, meraviglia, e altre ancora. Le storie che ne nascono colpiscono per la loro vividezza e autenticità.

Il libro non si limita a testimoniare un’esperienza, ma propone un uso nuovo ed etico dell’IA. Questo progetto, che consente a tutti di esprimersi, nel rispetto della propria unicità e della propria privacy, lascia infatti intravedere un modo concreto di dare attuazione alla dichiarazione ONU sui diritti delle persone con disabilità, secondo cui quello alla comunicazione non consiste semplicemente nella possibilità di parlare o esprimersi, ma anche nel poter essere ascoltati, compresi e messi nelle condizioni di partecipare pienamente alla vita culturale e sociale.

Tuttavia, l’utilizzo di IA nella pratica scientifica va ben al di là del solo utilizzo come strumento facilitatore nella scrittura, ma entra direttamente nella pratica di progettazione e svolgimento delle ricerche stesse. 

In chimica, per esempio, l’integrazione di modelli di IA sta accelerando significativamente la scoperta di nuove molecole, riducendo tempi e costi che tradizionalmente richiedono miliardi di euro e oltre un decennio di ricerca. In particolare questo è vero in campi in cui la progettazione di nuove molecole è di estremo interesse economico, come la ricerca su nuovi farmaci o nuovi materiali.

In particolare, è ormai largamente diffuso l’utilizzo di agenti autonomi basati su modelli linguistici come SMILES (Simplified Molecular-Input Line-Entry System) – un LLM che trasforma atomi e legami in stringhe di testo – fra cui spicca Coscientist.

Un modello autonomo è un sistema di intelligenza artificiale capace di percepire il proprio ambiente, prendere decisioni e agire per completare un compito specifico in risposta a stimoli esterni. Coscientist utilizza database molecolari basati sul sistema SMILES  per identificare i composti necessari ai suoi compiti. In diversi esperimenti, il sistema è stato incaricato di generare reazioni partendo proprio da elenchi di molecole fornite in formato SMILES; uno dei risultati più significativi è che Coscientist ha dimostrato di poter ragionare sulla reattività dei composti semplicemente analizzando le loro stringhe SMILES. Per esempio, il sistema è in grado di dedurre proprietà elettroniche di una molecola dalla sua notazione testuale e utilizzare queste informazioni per ottimizzare le condizioni di reazione, e quindi suggerire l’uso di additivi con gruppi elettron-attrattori più forti per aumentare la resa. Per elaborare correttamente queste stringhe, Coscientist integra nel suo modulo di esecuzione codice il pacchetto di cheminformatica RDKit, uno strumento permette all’agente di “tradurre” la notazione lineare SMILES in dati strutturati utilizzabili per calcoli chimici e simulazioni. Questo tipo di strumento è stato in grado di pianificare ed eseguire reazioni complesse, progettando la molecola opportuna in base alle necessità di azione per un determinato scopo farmaceutico, e successivamente pianificandone una sintesi opportuna. 

Coscientist comunque non è l’unico strumento attualmente utilizzato nella ricerca chimica: ChemCrow, per esempio, è largamente usato per automatizzare compiti di routine, in particolare quelli altamente specializzati, mentre AI come PaperQA e WikiCrow possono progettare reazioni di sintesi attraverso l’analisi di un gran numero di letteratura scientifica.

L’integrazione dell’intelligenza artificiale nei laboratori, comunque, non è priva di luci e ombre. 

Da un lato, il vantaggio più evidente è l’accelerazione senza precedenti della scoperta scientifica: infatti, grazie alla capacità degli agenti autonomi di navigare nello “spazio chimico” (che comprende potenzialmente fino a 10.180  molecole) i tempi per la ricerca di nuovi materiali e farmaci possono passare da anni a pochi giorni; strumenti come WikiCrow o PaperQA sono poi in grado di sintetizzare decenni di letteratura scientifica fornendo citazioni corrette quasi istantaneamente, liberando i chimici dai compiti più ripetitivi; inoltre, sistemi come Coscientist hanno dimostrato che l’IA non si limita a teorizzare, ma può eseguire fisicamente esperimenti complessi, ottimizzando le reazioni chimiche con un’efficacia che spesso supera i metodi computazionali tradizionali. 

La facilità di reperimento e utilizzo di questi strumenti di intelligenza artificiale è anche estremamente democratica, e permette anche a ricercatori con meno competenze tecniche o disponibilità economiche di accedere a strumenti di automazione e calcolo avanzatissimi.

Ma di contro anche i rischi sono molti. Quello più insidioso è costituito dalle “allucinazioni” chimiche: i modelli possono proporre molecole instabili o sintesi impossibili con una sicurezza disarmante. La qualità dei risultati è infatti limitata dalla presenza di dati ipotetici, errori o bias nei dataset utilizzati (come MoleculeNet), che possono portare il modello a imparare convinzioni chimiche errate.

Paradossalmente, studi recenti avvertono che i modelli più grandi e istruibili tendono a diventare meno affidabili, cadendo nel più classico tranello del tuttologo: invece di ammettere ignoranza, forniscono risposte errate ma apparentemente plausibili. A questo si aggiunge la natura “black-box” di molti algoritmi, che rende difficile per uno scienziato umano comprendere la logica dietro una previsione, ostacolando la validazione scientifica necessaria in campi delicati come la medicina.

Esistono poi limiti tecnici strutturali, come la difficoltà delle rappresentazioni testuali (SMILES) nel cogliere proprietà tridimensionali fondamentali come la chiralità, portando a potenziali errori nella progettazione di farmaci. 

Infine, non si possono ignorare i rischi di sicurezza legati al “doppio uso”: la stessa tecnologia che progetta un antibiotico salvavita potrebbe essere manipolata per creare tossine o armi chimiche. 

Per tutte queste ragioni, è importante ricordare che, anche in campo chimico, l’IA dovrebbe essere vista come un potenziamento e non come un sostituto, mantenendo sempre l’esperto umano saldamente nel ciclo decisionale per garantire rigore ed etica.

Oppure sono due modi di intendere il legame con la terra natia che si presentano a fasi alterne nella vita di una persona; tra vicissitudini politiche, ambizioni di carriera e volontà di lasciare un segno indelebile nella storia siciliana, italiana e mondiale. Stanislao Cannizzaro è stato un siciliano di mare che ha girato tutta Italia per inseguire le sue ambizioni chimiche e un siciliano di scoglio che ha riportato tutto il suo sapere all’Università di Palermo. E soprattutto è stato quel chimico capace, nel 1860, di mettere d’accordo un’intera comunità che ancora non aveva deciso cosa fosse una massa atomica.

Un esilio a tutta chimica

Agli antipodi di Palermo per posizione geografica, nebbia e panorami naturali si trova Alessandria; qui il venticinquenne Cannizzaro arriva nel novembre 1851, su consiglio del suo mentore Raffaele Piria che considerava la cattedra in fisica, chimica e meccanica al Collegio Nazionale una tappa ideale per fare esperienza e aspirare a ruoli più prestigiosi a Genova o Torino. Dopo anni di studi in giro per l’Italia e l’Europa, nella città sabauda Cannizzaro attiva un piccolo laboratorio di ricerca, che lui stesso definisce «il più poetico di tutta l’Italia», e continua i lavori sperimentali che lo avevano occupato durante la carriera da studente. L’isolamento di Alessandria, lontana dai centri nevralgici della chimica italiana e coinvolta nei moti risorgimentali, lo costringe a sperimentare spesso in solitudine o al massimo con l’aiuto di un farmacista locale e a tenere una fitta corrispondenza con alcuni colleghi residenti in toscana, come Cesare Bertagnini e il già citato Piria. La raccolta di queste lettere ci è arrivata intatta e chiunque volesse entrare in empatia con un uomo che, in un momento di scoramento, chiede all’amico Bertagnini «dimmi quando vieni che ho bisogno di parlare di Chimica con qualcuno», può consultarla qui. Qualcuno potrebbe obiettare che un ventiseienne dovrebbe sentire la necessità di parlare di ben altro; non ce la sentiamo di dare torto a chi la pensa così, ma d’altronde questo sono i chimici. Bestie strane, con bisogni strani, da almeno 200 anni. 

Anche la dedizione alla didattica lo aiuta a superare il senso di isolamento; senza studenti regolari, Cannizzaro apre le sue lezioni a tutta la cittadinanza, accogliendo in aula e in laboratorio alcuni operai delle industrie locali. La sua esperienza da insegnante inizia quindi con una sfida gravosa e molto formativa: le persone che partecipano alle sue lezioni sono molto diverse dagli studenti universitari che aveva conosciuto nel suo periodo di studi tra Palermo e Pisa e quindi deve trovare tecniche di insegnamento efficaci in quel contesto. Riconoscendo alla didattica un ruolo primario per collegare scienza e società, in Cannizzaro nasce un “vivo desiderio di comunicare ai miei allievi chiari i concetti fondamentali della scienza” che si porterà dietro per tutta la sua carriera e sarà cruciale nel lasciare un segno indelebile nella storia della chimica. Alle lezioni con i suoi studenti dedica quattro giorni a settimana, tra cui il sabato e la domenica forse per andare incontro alle esigenze orarie degli operai, un’intera stanza delle tre in cui è organizzato il suo laboratorio e molte ore di preparazione. Nell’approccio di Cannizzaro, ricerca e didattica vanno di pari passo e si completano a vicenda perché entrambe impongono approfondimenti e aggiornamenti continui. 

Un posto nei libri di chimica…

I frutti di questo lavoro arrivano presto. Nel 1853 esce una breve comunicazione sulla rivista Annalen der Chemie und Pharmacie in cui espone i risultati di alcuni esperimenti condotti su un olio di mandorle amare. Leggendo l’articolo con l’occhio della chimica moderna si nota subito che siamo in un periodo storico in cui chimica organica è in pieno fermento e in uno stato primordiale di grande confusione: le formule non sono ancora standardizzate, i concetti di atomo e molecola sono discussi e molte reazioni vengono osservate, saggiate attraverso i sensi ma non davvero comprese, perché non ha ancora preso forma l’idea che la struttura tridimensionale delle molecole influenzi le proprietà delle sostanze. In quel modo  pre-strutturale di fare e pensare la chimica, non esiste il concetto di gruppo funzionale, eppure si avverte già che alcune sostanze agiscano come se appartenessero a una medesima famiglia.

È in questo contesto che il giovane chimico siciliano inizia a studiare le aldeidi. Siccome non esiste una comprensione strutturata del loro comportamento, sono molecole per lo più associate agli aromi e che si palesano principalmente attraverso odori pungenti, spesso irritanti e talvolta penetranti. Cannizzaro sa che queste sensazioni emergono quando gli alcoli subiscono l’azione dell’aria o del calore: l’ossidazione di certi alcoli genera prodotti che mostrano una sorta di invisibile affinità. Oltre a maneggiare le tecniche per produrre le aldeidi, Cannizzaro ha chiaro che la loro natura permette una facile ossidazione ad acidi carbossilici, così come una riduzione ad alcoli. Questa duplice inclinazione le relega in una posizione centrale, quasi precaria, come se fossero nodi di transizione invece che entità compiute. È proprio tale ambiguità chimica a diventare, nella seconda metà dell’Ottocento, terreno fertile per una lettura più approfondita delle loro proprietà e, anzi, grazie agli studi di Cannizzaro, le aldeidi si trasformano in chiavi di lettura della materia stessa. Attraverso la reazione che prenderà il suo nome, Cannizzaro mostra l’essenza bifronte di alcune aldeidi esposte a un ambiente alcalino: una molecola si ossida mentre l’altra si riduce, come se la sostanza operasse una scissione interiore per giungere a un nuovo equilibrio. Nell’articolo del 1853 espone l’esperimento in cui scioglie la benzaldeide in alcol e la tratta con una base concentrata, ottenendo sia l’acido benzoico, sia l’alcol benzilico. La reazione, scritta con l’approccio strutturale moderno è la seguente:

Questo e altri lavori sperimentali mettono Cannizzaro sulla mappa della chimica europea; alla direzione della rivista Annalen der Chemie und Pharmacie c’è, infatti, Justus von Liebig, uno dei padri fondatori della chimica organica. Il nome aldeide, per esempio, è una sua idea: il termine deriva da alcohol dehydrogenatus, l’alcol privato di idrogeno, quasi come se la sostanza fosse il risultato di una sottrazione, di una perdita che la chimica sta ancora imparando a interpretare. Dai suoi laboratori a Giessen sono forse passati tutti i chimici dell’Ottocento. Sfidiamo lettori e lettrici a trovare qualcuno che in quegli anni non abbia condotto un solo esperimento nelle stanze di Liebig; noi ci siamo francamente arresi. 

In alcune lettere del 1854 Liebig riconosce i meriti di Cannizzaro e ne recensisce il lavoro con toni positivi; l’influenza del chimico tedesco in pratica consegna al siciliano un biglietto “esci gratis dall’isolamento alessandrino”. Nella primavera del 1855 infatti si libera la cattedra di chimica all’Università di Genova e il 31 maggio dello stesso anno il ministero della pubblica istruzione passa a Giovanni Lanza, una delle più importanti figure del Risorgimento italiano che lavora fin da subito ad alcune riforme e al rafforzamento della scuola chimica nel Regno di Sardegna. Lanza porta Raffaele Piria a Torino, dove già lavorano Francesco Selmi e Ascanio Sobrero, e sposta Cannizzaro a Genova chiedendogli di creare da zero un laboratorio di ricerca, come già successo ad Alessandria.

… e nei libri di storia

L’impatto iniziale con la nuova realtà è complicato, infatti Cannizzaro lascia il laboratorio più poetico d’Italia e trova «una cameraccia oscura ed umida senza l’occorrente per le più elementari dimostrazioni sperimentali delle lezioni» e impiega mesi per ottenere un nuovo locale più adatto alle necessità di un chimico. Qui trova una buona palestra per il corpo, a causa dei 228 gradini che separano il piano terra dal laboratorio, e per la mente grazie alla ripresa delle attività di ricerca. Dovendo anche sviluppare un corso di chimica generale più avanzato rispetto alle lezioni che teneva ad Alessandria, Cannizzaro si rende conto che le conoscenze teoriche del periodo sono così confusionarie e disorganizzate da trovarsi in difficoltà lui stesso nella comprensione di alcuni concetti chiave, come per esempio la già citata discussione su cosa siano un atomo e una molecola. Decide quindi di mettere ordine ripercorrendo la storia della chimica dai lavori di Berzelius fino agli studi contemporanei e individua anche la miglior guida per il suo viaggio nel tempo, ovvero un avvocato torinese passato alla fisica da autodidatta che, nel 1811, aveva pubblicato un «saggio su un modo per determinare le masse relative delle molecole ». Questo articolo era rimasto nell’oblio per quasi 50 anni, ma avanzava un’ipotesi che Cannizzaro considera il miglior punto di partenza per impostare tutti i calcoli: «Il numero delle molecole in qualunque gas è sempre lo stesso a volume uguale». Convinto che anche gli studenti genovesi dovessero seguire il suo stesso percorso, nel 1858 Cannizzaro scrive per loro il Sunto di un corso di filosofia chimica, suddiviso in otto lezioni dove dimostra che, facendo attenzione a definire la differenza tra atomo e molecola e scegliendo l’idrogeno come sostanza di riferimento, l’ipotesi di Avogadro è il miglior strumento per calcolare le masse di tutti gli atomi. Basta sfogliare velocemente le pagine del libro e confrontare le tabelle di Cannizzaro con i valori oggi presenti sulla tavola periodica per valutare la qualità delle sue argomentazioni.

Altri chimici in giro per l’Europa condividono la stessa sensazione di smarrimento e confusione da cui nasce il Sunto e tra questi c’è anche uno degli allievi più in vista di Liebig: August Kekulé, che nel 1859, esasperato dalle difficoltà degli studenti nel districarsi in una disciplina priva di standard condivisi, scambia alcune lettere con i colleghi Adolphe Wurtz e Carl Weltzien per convincerli a organizzare un congresso dove trovare un accordo su alcune definizioni alla base della teoria atomica. I tre prima raccolgono le firme di altri 42 chimici europei, tra cui quelle di Cannizzaro e Piria, quindi si ritrovano a Parigi nell’estate del 1860 e da lì spediscono un invito a tutti i colleghi a loro conosciuti per ritrovarsi a Karlsruhe il 3 settembre dello stesso anno. In tutto rispondono presente 140 persone che per tre giorni discutono senza sosta su come definire in modo condiviso termini come “atomo”, “molecola”, “equivalente”, “acido” e “basico”.  

Rileggendo oggi gli atti di quel congresso, si nota una gestione confusa delle discussioni che finiscono costantemente fuori tema con gran parte dei presenti ostinata nel difendere le proprie posizioni. Cannizzaro è partecipante attivo però, intervenendo in francese perché lingua comune a tutti i presenti, non sembra impressionare subito gli altri scienziati. Esponendo le sue tesi solo nel terzo giorno di lavori, si trova dinanzi una platea stanca, poco incline ad accettare il suo punto di vista e desiderosa soltanto di concludere i lavori. Dopo tre giorni di lavori inconcludenti, il congresso si chiude con una votazione su un’adozione più generale delle teorie di Jöns Jakob Berzelius, che però erano radicate nella chimica inorganica e poco efficaci nel descrivere e prevedere il comportamento delle molecole organiche. L’esito incerto della votazione lascia i chimici nella condizione di continuare a utilizzare le proprie nomenclature personali: gli scopi di Kekulè sembrano in quel momento irraggiungibili.

Non sappiamo se per scoramento visti i risultati del congresso o per supporto all’amico e collega, ma al termine ufficiale dei lavori Angelo Pavesi distribuisce alcune copie del Sunto, che Cannizzaro aveva pensato per i suoi studenti e, gradualmente, gli orientamenti iniziano a mutare. Alcuni partecipanti sono subito persuasi dalle argomentazioni di quell’opuscolo, altri vi prestano solo un’attenzione superficiale; in ogni caso, le tesi di Cannizzaro e l’ipotesi di Avogadro prendono a circolare all’interno della comunità scientifica. Uno dei maggiori sostenitori del nuovo approccio è Lothar Meyer che nel 1864 integrerà le idee di Cannizzaro nel suo manuale Die Modernen Theorien der Chemie e, ricordando l’esperienza di Karlsruhe, scrive a proposito del Sunto

It was as though the scales fell from my eyes, doubt vanished, and was replaced by a feeling of peaceful certainty
(È come se avessi capito la verità tutto d’un tratto, i dubbi sono svaniti e sono stati sostituiti da una sensazione di serena certezza)

Tra i partecipanti c’è anche un giovane russo che sta muovendo i suoi primi passi nella chimica e che trova nel Sunto una fonte di ispirazione per iniziare il lavoro su uno schema che ordinasse gli elementi chimici; Mendeleev non ha mai fatto mistero che la sua tavola, basata sulle masse atomiche, partisse dal lavoro di Cannizzaro. Abbiamo anche prova diretta della loro stima reciproca in una lettera del 1904, tuttora custodita negli archivi della Società Chimica Italiana: in una pagina scritta in francese Mendeleev usa toni al limite dell’ossequioso per chiedere a Cannizzaro alcune documentazioni di carattere tecnico-legislativo. Con la pubblicazione della tavola periodica nel 1869 si chiudono decenni di diatribe e di formule più incomprensibili dei geroglifici e la comunità chimica giunge finalmente a quel consenso tanto atteso; il tutto grazie a un professore “tormentato e spinto” dalla volontà di parlare con chiarezza ai suoi studenti.

Il 1860 è anche l’anno in cui Cannizzaro può tornare nella sua Palermo per rivedere i familiari e per dare il suo contributo al governo di Garibaldi. Forse la permanenza nella terra natia risveglia in lui il siciliano di scoglio, rimasto sopito dopo l’esilio a causa dei moti rivoluzionari del 1848, perché nei mesi successivi al congresso di Karlsruhe rifiuta vari incarichi a Pisa e a Napoli in attesa di una proposta dall’Università di Palermo, che effettivamente arriva a fine 1861. Da quel momento Cannizzaro si impegnerà su tre fronti: la formazione di una scuola chimica italiana, la partecipazione alla vita politica nazionale e la diffusione della cultura scientifica, ricoprendo ruoli di vertice in società scientifiche e nelle istituzioni pubbliche. L’ambizione di realizzare grandi riforme lo spingerà a prendere di nuovo il mare nel 1871 e ad approdare a Roma, dove arriverà alla vicepresidenza del senato e fonderà un istituto di chimica in Via Panisperna. La sua sarà una figura di riferimento presente e costante fino al 1910, anno della morte.
Dal 1926 la salma di Cannizzaro è a Palermo, nel Pantheon della Chiesa di San Domenico accanto ai personaggi più illustri della storia siciliana: alla fine, forse, i siciliani sono tutti di scoglio.

Al tempo, il grafene finì sui giornali e i programmi televisivi di tutto il mondo, perché le sue proprietà straordinarie sembravano promettere una rivoluzione epocale: si credeva che sarebbe stato usato nei computer quantistici, negli schermi di cellulari pieghevoli indossabili sul polso come gli orologi e per rendere più veloci i circuiti elettronici (si parlava di una «nuova generazione di elettronica»). Chi si lasciò trascinare un po’ troppo arrivò a pensare che il grafene sarebbe stato usato per costruire un ascensore spaziale, il mantello dell’invisibilità e armature antiproiettile; ma altre applicazioni più originali prevedevano di eliminare per sempre la ruggine, o di creare vestiti anti-zanzara e preservativi migliori di quelli già esistenti. I più estremi lo paragonarono persino al vibranio, il metallo indistruttibile – oltre che immaginario – di cui è fatto lo scudo di Captain America, ma l’entusiasmo contagiò anche alcuni enti governativi: nei siti ufficiali dell’Unione Europea si parlava del grafene come di un materiale «destinato a diventare tanto importante per la nostra società quanto l’acciaio o la plastica». 

Ancora oggi se si cerca in Internet miracle material (“materiale miracoloso”) quasi tutti i risultati riguardano il grafene; ma dopo più di vent’anni dalla sua scoperta sono poche le promesse che sembrano essere state mantenute: nessuno di noi va in giro con il cellulare a mo’ di orologio e sicuramente non esiste nessun ascensore spaziale – né sono stati avviati cantieri per costruirlo. Allo stesso tempo, il grafene sembra essere sparito dai media generalisti e quando se ne discute è principalmente in riviste specialistiche. Per questo recentemente c’è chi ha iniziato a parlare di disillusione o, addirittura, della fine di una corsa all’oro; ma già durante l’apice dell’entusiasmo collettivo c’era chi storceva il naso. Nel 2013 la BBC scriveva di un professore secondo cui gli investimenti sul grafene erano «uno spreco di soldi», in quanto lo riteneva «una tecnologia troppo limitata – interessante, ma non rivoluzionaria». Il timore era ciò che la BBC ha definito “sindrome del Concorde”: investire moltissimi soldi pubblici in un progetto che, come l’aereo supersonico, è più affascinante che realmente utile.

Solo promesse disattese?

Anche se adesso se ne parla un po’ meno e alcuni sono scettici sulla sua utilità, il grafene ha davvero le proprietà straordinarie elencate prima, che sono dovute a una caratteristica che lo distingue da qualsiasi altro materiale noto prima di lui: è spesso un solo atomo. Chimicamente parlando, è composto solamente da atomi di carbonio, esattamente come il diamante; la differenza è che nel diamante gli atomi si dispongono in una struttura tridimensionale formata da tetraedri (piramidi a base triangolare), mentre nel grafene creano un foglio piatto a esagoni simile a un alveare. Questa caratteristica è la sua forza e l’origine del suo successo, ma è anche ciò che gli ha impedito di conquistare il mondo – per il momento.

Come spiega Camilla Coletti, senior scientist dell’Istituto Italiano di Tecnologia, il grafene promette ancora molto in campi come l’elettronica, la fotonica e le telecomunicazioni, «dove le sue proprietà ottiche ed elettroniche possono essere sfruttate in modo efficace». Questi però sono campi dove i materiali devono avere livelli di qualità che ancora non siamo in grado di raggiungere con il grafene. «Per fare un paragone», scrive, «nell’elettronica tradizionale basata sul silicio eventuali imperfezioni superficiali possono avere un impatto relativamente limitato. Nel caso del grafene, invece, il singolo strato atomico è tutto il materiale disponibile: qualsiasi difetto o processo di integrazione – per esempio la deposizione di uno strato isolante – può influenzarne in modo significativo le proprietà». Ovviamente serve ancora tempo per superare queste limitazioni tecnologie, ma nient’altro: il grafene non ha ancora disatteso le sue promesse. A riprova di ciò, Coletti spiega che il grafene si può già trovare sul mercato in prodotti in cui non è richiesta un’altissima perfezione del materiale: si trova facilmente negli additivi per materiali compositi (come la plastica) e in alcuni inchiostri (non come quelli della stampante di casa: sono inchiostri che conducono l’elettricità usati per stampare componenti elettronici flessibili). 

Di parere simile è anche Andrea Ferrari, professore di nanotecnologia all’Università di Cambridge, che spiega come il grafene sia utilizzato da anni per le applicazioni più semplici (i cosiddetti low-hanging fruits, ovvero i “frutti dei rami più bassi”). Per esempio, la Head, un’azienda di articoli sportivi, lo usa dal 2013 per migliorare le proprietà meccaniche di sci e racchette da tennis, in cui la presenza del grafene è indicata con una “G” disegnata sopra. Ferrari spiega però che pian piano si sta diffondendo anche in quei settori dove è richiesta una qualità più alta del materiale (cioè dove si pensa che sarà particolarmente utile): la BYD lo usa nelle batterie delle sue automobili e la Huawei per il raffreddamento dei cellulari.

«È usato in un sacco di posti», afferma Ferrari, «ma non necessariamente viene pubblicizzato: tu il prodotto non lo vendi perché c’è dentro il grafene, ma perché funziona. Quindi in realtà è un buon segno quando esci dall’hype [N.d.A. entusiasmo iniziale] ed entri nell’aspetto applicativo». Inoltre, bisogna tener presente che «Il mercato del materiale di per sé non è che sia così grande: se noi prendiamo qualche chilo di grafene possiamo fare tutti gli schermi di tutti i computer del mondo, perché è spesso un solo atomo e quindi non pesa niente. Il mercato è nel prodotto, nel senso che si inserisce il grafene in un certo prodotto e se ne aumentano le prestazioni. Pensiamo a tutte le automobili BYD: il grafene ha un costo insignificante rispetto a quello dell’automobile, ma se lo togli le batterie non funzionano nello stesso modo».

Quindi, a quando l’ascensore per lo spazio?

Come è spiegato in un articolo di Nature di cui è coautore Ferrari, «Servono anni affinché le innovazioni scientifiche diventino attività commerciali». Per esempio, tra la scoperta del silicio e l’invenzione del chip al silicio (che fa funzionare tutti i cellulari, televisori e computer che abbiamo in casa) passarono 124 anni: per questo non ha senso essere delusi per le promesse che non sembrano essere state mantenute. Si potrebbe pensare che, dopo più di due decenni dalla scoperta del grafene, di concreto abbiamo solo racchette da tennis e batterie per automobili, ma in realtà «Il grafene è perfettamente in orario. Stiamo entrando in questo momento in quei vent’anni che vedranno un enorme sviluppo delle applicazioni basate sul grafene», come spiega Ferrari.

Il grafene ha perso un po’ di interesse popolare, ma la stessa cosa non è mai accaduta nel mondo accademico. Ogni anno vengono pubblicati ancora migliaia di articoli scientifici in cui, per citare solo due esempi tra i tanti possibili, se ne studiano le possibili applicazioni nell’intelligenza artificiale e nella desalinizzazione dell’acqua (che diventerà sempre più importante a causa del riscaldamento globale). E soprattutto, il grafene muove milioni di euro di investimenti: proprio in questi giorni l’Unione Europea ha approvato un investimento italiano di 211 milioni di euro, mentre due anni fa la Germania vi ha investito 229 milioni. Se ciò non bastasse, come specifica anche Coletti, la scoperta del grafene non è arrivata da sola, ma oggi esistono moltissimi altri materiali bidimensionali (così vengono chiamati i materiali spessi un solo atomo, come il grafene) che possono anche essere impilati l’uno sull’altro come mattoncini LEGO, in infinite combinazioni possibili.

L’ascensore spaziale in grafene potrebbe non arrivare mai, né tantomeno il mantello dell’invisibilità, e potrebbe servire ancora qualche anno per i cellulari indossabili, ma questo dice poco sull’utilità del grafene – che è reale – e molto di più sul nostro entusiasmo da fuoco di paglia, che brucia intensamente e si spegne prima che una scoperta possa mostrare le sue vere potenzialità.

L’anno scorso aveva proposto un budget estremamente punitivo per tutte le agenzie federali che si occupano di ricerca, ma il Congresso ha pressoché azzerato i tagli ristabilendo lo status quo. È stata sicuramente una saggia decisione, ma che purtroppo non ha riportato indietro le lancette dell’orologio, dal momento che i vertici delle agenzie (scelti dall’amministrazione) avevano già iniziato a operare sul budget proposto dal Presidente senza aspettare la decisione del Congresso. Avevano quindi iniziato a ridurre il personale, con la tristemente famosa strage di San Valentino dei dottori di ricerca. È stato infatti a cavallo di San Valentino del 2025 che migliaia di dottori di ricerca freschi di selezione e di assunzione (ma ancora nel periodo di prova) sono stati licenziati in tronco. La moria non ha colpito solo i neo assunti: per esaudire il desiderio del Presidente di ridurre il numero degli impiegati federali, sono stati offerti scivoli ai senior per invogliarli ad andare in pensione (che nel sistema americano non ha date obbligatorie) con una buona dose di pressione psicologica se non lo avessero fatto. In parallelo, sono stati molti quelli che, non abbastanza giovani per essere licenziati né abbastanza senior per essere pensionati, hanno dato le dimissioni perché demoralizzati dalle condizioni di lavoro. Interi istituti sono rimasti senza una sede, con i ricercatori costretti a chiedere ospitalità a colleghi che avevano ancora un ufficio ma con zero possibilità di avere finanziamenti per le loro ricerche. Dopo manciate di richieste cadute nel vuoto hanno gettato la spugna. I più decimati sono stati gli scienziati del clima, ma anche quelli che studiano malattie e vaccini, quelli che si occupano di medicina di genere, tutti argomenti particolarmente invisi all’amministrazione. 

Il dietro front ordinato dal Congresso non ha però spento l’avversione di Trump per la scienza e il budget 2027, presentato  il 3 aprile, è una copia conforme di quello dello scorso anno.
 
Nessuno si salva, nemmeno la NASA che ha appena vissuto il successo di Artemis II. 

Esattamente come l’anno scorso, i più colpiti sono la National Science Foundation, il National Institute for Standards e la Environmental Protection Agency (EPA), che vedono il loro budget dimezzato. I primi due sono evidentemente colpevoli di fare scienza pura, mentre l’EPA mette i bastoni fra le ruota delle industrie che vengono obbligate a seguire regole per la protezione dell’ambiente.

La proposta copre anche aspetti amministrativi manageriali: vuole mettere un tetto del 15% ai costi di overhead che le università caricano sui fondi di ricerca per coprire le spese generali. Si tratta di una cifra molto inferiore al prelievo che viene fatto attualmente e questo tetto, già proposto l’anno scorso, è stato oggetto di cause in tribunali che hanno sempre dato ragione alle università. 

Ma quest’anno viene toccato un altro tasto: le spese di pubblicazione, che sono diventate le dolenti note della ricerca. Per pubblicare in open access, cioè permettendo a tutti di accedere agli articoli, gli autori devono pagare le spese di pubblicazione. La proposta vorrebbe vietare l’utilizzo di fondi federali per “abbonamenti costosi a riviste accademiche e costi di pubblicazione eccessivamente elevati, a meno che non siano richiesti da una legge federale o approvati in anticipo da un’agenzia federale”. La proposta non definisce i termini “costosi” o “eccessivamente elevati” né specifica quali riviste sarebbero interessate. Afferma invece in modo generico che molte riviste “addebitano al governo sia la pubblicazione che l’accesso allo stesso studio di ricerca”, aggiungendo che esistono numerose “canali a basso costo” per la pubblicazione di ricerche finanziate a livello federale. Inutile dire che è difficile fare di ogni erba un fascio; inoltre è evidente che i canali a basso costo non sono quelli ad alta visibilità e alto impatto che invece sono così importanti per la carriera degli scienziati. 

Parlando di lavori ad alto impatto, sono rimasta colpita da un inciso all’interno di un’intervista a Science di Jared Isaacman, nuovo NASA Administrator, che dice grossomodo che analizzare i dati (del cambiamento climatico) è cosa buona e giusta perché la NASA ha strumenti eccezionali, ma che non è costruttivo mettere nero su bianco i risultati ottenuti con pubblicazioni divisive. Queste le sue parole: «For NASA to assemble scientists and put out papers on politically charged issues, whether or not this is an impending climate catastrophe, is not helpful to the broader NASA mission».

Sempre Isaacman, quando alla NASA si è propagata la notizia del taglio del 24% al budget, taglio che è tutto concentrato sulle missioni scientifiche, molte delle quali dovrebbero essere chiuse, si è detto in piena sintonia con il Presidente e ha esortato i dipendenti a restare concentrati e lasciare la politica ai politici. Leggere per credere. 

Ora molti auspicano che i tagli vengano nuovamente annullati dal Congresso, ma sono anche tutti perfettamente consci che questo continuo antagonismo è deleterio per l’avanzamento della ricerca. Si direbbe che il Presidente che vuole sempre e comunque America first non si preoccupi affatto che gli USA stiano cedendo la loro posizione di leadership scientifica alla Cina. 

Il 31 marzo è stato pubblicato un rapporto dell’OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) che esamina tutte le spese governative, industriali e militari in ricerca e sviluppo. Nel 2024, la Cina ha aumentato i finanziamenti R&D del 9,7%, quasi il triplo dell’aumento del 3,4% degli USA. Secondo l’OECD la Cina ha speso l’equivalente di 1,03 trilioni di dollari mentre gli Stati Uniti si sono fermati a quota 1,01. 

Per la cronaca, secondo l’Index del 2024 compilato da Nature utilizzando le 145 riviste più quotate del mondo in campo biomedico e delle scienze in generale, la Cina primeggia in modo eclatante rispetto agli USA.  In effetti, a fronte della crescita della Cina, Nature Index evidenzia una riduzione della percentuale degli articoli prodotti da ricercatori basati in istituzioni statunitensi. 

E si parla del 2024, anno di tranquillità, prima della guerra alla scienza del Presidente Trump.

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La moralità è il frutto della negoziazione tra guadagno e costo (tra onestà e interesse personale) e obbliga a prendere decisioni da una prospettiva di prima persona, ma gli individui giudicano l’onestà o l’imbroglio come morali o immorali anche da una prospettiva di terza persona, quando valutano il comportamento altrui.

Se il cervello sia predisposto alla piega che prenderà in situazioni eticamente sensibili è l’oggetto di uno studio recentemente condotto da un gruppo multicentrico cinese di neurologi, psicologi, radiologi ed esperti di intelligenza artificiale (sulla quale i risultati della ricerca potrebbero avere importanti implicazioni), con i quali ha collaborato anche uno psicologo dell’Università del Texas. 

Il lavoro si basa su due esperimenti. Nel primo viene monitorata con la risonanza magnetica funzionale l’attività cerebrale di 58 adulti sani destrimani in una situazioni moralmente caratterizzata: a un soggetto è mostrato un numero su una carta che un partner vede solo in modo sfocato; se il soggetto riesce a far dire al partner il numero corretto, entrambi ricevono un compenso in denaro. Il ricercatore, però, ha avvertito in segreto il partecipante che far dire al partner un numero sbagliato gli farebbe guadagnare (e solo a lui) una somma di denaro superiore; gli sperimentatori variano a piacere l’entità della ricompensa per tale inganno.
Risultato: maggiore era il profitto in palio, più le persone erano propense a ingannare il proprio partner.

In una seconda fase dell’esperimento, i partecipanti diventano osservatori dei test ingannevoli degli altri e devono valutare la moralità del comportamento.
Risultato: in media, i partecipanti, che imbrogliano il proprio partner due volte su tre, giudicano immorale negli altri lo stesso comportamento nel 65% dei casi, quasi che, nel decidere la propria condotta prevalga la sensibilità al profitto e nel giudicare quella altrui la sensibilità alla disonestà. 

Il corrispettivo funzionale di tutti questi dati psicologici nelle diverse aree cerebrali era peculiare, ma simile nei diversi partecipanti: lo striato dorsale (eccolo nella gif: è uno dei nuclei della base dell’encefalo, i quali, attraverso le interazioni con la corteccia cerebrale contribuiscono alle funzioni scheletro-motorie, oculomotorie, cognitive ed emozionali) reagiva in modo tanto più intenso quanto più aumentava la ricompensa per la disonestà. Più attiva era quest’area, più probabile era che qualcuno imbrogliasse (la voce della tentazione o, per Collodi, il Gatto e la Volpe).

Crediti: Life Science Databases (LSDB)/Wikimedia Commons. Licenza: CC BY-SA 2.0 JP

Quanto minore era la disonestà, invece, maggiore era l’attività della giunzione temporo-parietale e del lobulo parietale inferiore, le regioni del cervello associate alle funzioni cognitive necessarie alla gestione dei rapporti sociali e, in particolare, alla capacità di rappresentare il proprio sé futuro e di prendere in considerazione anche i punti di vista degli altri (la voce della coscienza o, per Collodi, il Grillo Parlante).

Secondo concezioni recenti, la corteccia prefrontale è la sede dei processi decisionali e dei comportamenti sociali, in connessione con il talamo e i gangli della base: ebbene, la risonanza magnetica funzionale dice che la corteccia prefrontale dorso-mediale dei partecipanti si attivava sia quando giudicavano gli altri immorali, sia quando essi stessi agivano in modo immorale. Se, quindi, il codice morale era invariato - si è chiesto il gruppo di ricerca - come mai alcuni individui lo applicano più coerentemente di altri?

La risposta starebbe nella corteccia prefrontale ventro-mediale (VmPFC), che funge da hub con altre regioni integrando le informazioni nel processo cognitivo e che è associata alla cognizione di sé: alla risonanza, quest’area mostrava un’intensa attività solo nei soggetti con un’elevata coerenza morale. 

Per superare l’ostacolo del motto correlation is not causation (valido sempre e tanto più in argomenti come questo), i ricercatori sono andati in fondo alla faccenda, cercando anche la dimostrazione inversa: se la corteccia prefrontale ventro-mediale è davvero la sede della coerenza morale, interromperne l’attività dovrebbe far crescere il tasso di ipocrisia. 

E così è: i soggetti sottoposti al temporaneo blocco della VmPFC tramite stimolazione transcranica a interferenza temporale (tTIS), si dimostravano ancora più inclini al doppio standard. 
Se, dunque, i concetti di etica e di moralità, un tempo appannaggio della coscienza individuale, sono solo il riflesso di varianti neurofisiologiche, bisognerebbe essere meno severi con gli ipocriti e perdonare i politici fedifraghi, vittime di una corteccia prefrontale ventro-mediale incolpevolmente scollegata? 

Perry Wilson, professore associato di medicina e sanità pubblica e direttore del Clinical and Translational Research Accelerator di Yale, che sul sito di informazione medica Medscape fa le pulci con grande intelligenza alle ricerche rilevanti in circolazione, lascia aperto questo interrogativo. 

Chi scrive, però, ritiene prematura l’assoluzione: spingendosi oltre l’interpretazione meccanicistica, si potrebbe mettere in campo l’ipotesi che siano i reiterati comportamenti ipocriti o doppiopesisti a causare una diminuita attività della corteccia prefrontale ventro-mediale, agendo non diversamente dalla stimolazione transcranica. Insomma, non ci sono ancora prove (specie negli adulti) per scagionare la coscienza, la cui voce, purtroppo, non è più udibile da chi ha assestato al Grillo qualche ciabattata di troppo. E ha smesso di vedere il cielo stellato sopra di sé.\

Il paradosso dei tre h-index

Un ricercatore consulta la propria pagina su Web of Science: h-index 31. Apre Scopus: 38. Poi Google Scholar: 47. Tre piattaforme, tre numeri diversi per lo stesso ricercatore, senza che nessuna delle tre sbagli nei propri termini. Chiedersi quale sia il valore «giusto» è una domanda mal posta, e questo imbarazzo è il punto di partenza dell’analisi di De Nicola.

Le critiche agli indicatori bibliometrici — h-index, citazioni, impact factor — sono in parte giustificate. Sono misure imperfette, sensibili a dinamiche cumulative che premiano certe strategie e non catturano la qualità complessiva del lavoro scientifico. Possono incentivare comportamenti opportunistici e orientare la ricerca verso temi più «citabili». Ma liquidarli del tutto avrebbe conseguenze indesiderate: senza criteri robusti di riferimento, qualsiasi parametro diventa negoziabile e il campo si apre a percezioni soggettive, retorica e fedeltà di scuola. Gli indicatori non stabiliscono la verità scientifica, ma introducono vincoli: sono tracce empiriche di come le idee vengano giudicate dalla comunità.

Web of Science: un ecosistema selettivo

Web of Science opera con un approccio molto selettivo. L’h-index calcolato da questa piattaforma si basa sulle pubblicazioni indicizzate nella Web of Science Core Collection e sulle citazioni registrate all’interno di quello stesso ecosistema. La piattaforma non è monolitica: esistono livelli diversi di indicizzazione e non tutti i giornali su WoS appartengono alla Core Collection, dove vengono calcolati i principali indici. Il risultato è un indicatore più controllato e stabile sul piano bibliometrico, ma meno inclusivo: se un lavoro circola ampiamente in repository, preprint, libri o tesi, la sua ricezione reale può restare in buona parte non contabilizzata.

Scopus: ampiezza disciplinare con limiti storici

Scopus segue una logica analoga ma con caratteristiche diverse nel corpus. L’h-index viene calcolato sulle pubblicazioni attribuite all’autore e sulle citazioni raccolte nel database. La formula è identica, ma cambiano la copertura storica, l’ampiezza disciplinare, le riviste incluse, gli atti di convegno e la profondità dell’archivio. Per le produzioni più datate, la copertura storica di Scopus può offrire un’immagine meno completa rispetto ad altri strumenti, il che penalizza le carriere più lunghe o chi ha pubblicato molto negli anni Ottanta e Novanta.

SciVal, la piattaforma analitica avanzata di Elsevier che aggrega i dati di Scopus, permette di identificare le pubblicazioni nelle fasce più alte di citazioni — top 1% o top 10% — e di calcolare indicatori di impatto normalizzati. Molte istituzioni accademiche la usano nei processi di valutazione. Un altro riferimento diffuso è il database Stanford-Elsevier sui top-cited scientists, costruito da Ioannidis e colleghi: utilizza dati Scopus con una metodologia indipendente che classifica i ricercatori nel top 2% globale del loro settore.

Google Scholar: la piattaforma più inclusiva

Google Scholar è la piattaforma più inclusiva. Non si limita alle riviste strettamente indicizzate, ma intercetta un insieme molto più ampio di materiali: articoli, tesi, libri, preprint, working paper, depositi in repository istituzionali e altri documenti scientifici. Talvolta raccoglie anche materiali non convenzionali come slide di seminari accessibili online. Questo è insieme un punto di forza e un limite: da un lato cattura la vera circolazione delle idee nell’ecosistema accademico allargato, inclusi i canali al di fuori dei circuiti commerciali; dall’altro richiede una maggiore attenzione alla pulizia del profilo. Duplicati, versioni multiple di uno stesso articolo, varianti bibliografiche e fusioni di record influenzano direttamente le metriche, gonfiando artificialmente i conteggi.

Scholar non ha un equivalente formale degli «Highly Cited» di Clarivate. Il suo punto di forza non è la certificazione selettiva, ma l’ampiezza. È utile per capire come un lavoro circola nell’ecosistema accademico allargato, meno indicato quando si cercano etichette formalizzate e comparabili.

Cosa significa davvero «highly cited»

Un’altra etichetta frequentemente discussa è quella di «highly cited». Per gli articoli, la classificazione di Clarivate non significa semplicemente ricevere molte citazioni in assoluto: significa rientrare nel top 1% per numero di citazioni nel proprio campo disciplinare e nell’anno di pubblicazione, secondo i criteri di Essential Science Indicators basati sulla Web of Science Core Collection. La soglia cambia da disciplina a disciplina e da anno ad anno — un meccanismo progettato per normalizzare le differenze nelle abitudini citazionali tra settori, che variano enormemente.

Analogamente, Clarivate compila ogni anno la lista degli Highly Cited Researchers: chi pubblica più articoli rientranti nel top 1% per campo e anno, in una finestra temporale pluriennale, può essere incluso. La classificazione non è completamente automatica: vengono effettuate verifiche aggiuntive, filtri sull’integrità e valutazioni supplementari per identificare pratiche anomale. Il Gruppo 2003 — l’associazione dei ricercatori italiani più citati internazionalmente, di cui De Nicola è presidente — basa l’affiliazione in parte sulla presenza in questa lista.

Distorsioni da tenere sotto controllo

Oltre alle differenze tra database, esistono fattori aggiuntivi che distorcono le metriche. Le autocitazioni — spesso trascurate nel dibattito pubblico — sono centrali per capire le distorsioni dell’h-index: un ricercatore che cita sistematicamente il proprio lavoro può gonfiare significativamente i propri indicatori, e le piattaforme rispondono in modo diverso a questo fenomeno.

Un secondo fattore riguarda l’ambiguità degli autori: omonimi, varianti del nome e cambi di affiliazione creano profili duplicati o incompleti, in particolare su Scopus e WoS. Chi ha pubblicato sotto nomi diversi nel corso della carriera — per matrimonio, traslitterazione o semplici abitudini editoriali — può ritrovare parti della propria produzione «scomparse» da un database e presenti in un altro.

Il terzo elemento riguarda le differenze disciplinari strutturali. Il divario tra le scienze biomediche — dove si cita molto e rapidamente — e la matematica o le scienze umane — con cicli citazionali molto più lunghi e volumi molto inferiori — rende qualsiasi confronto diretto tra settori potenzialmente fuorviante. La normalizzazione per campo applicata da Clarivate per gli Highly Cited è un tentativo di mitigare questo problema.

Leggere i numeri nel contesto giusto

La conclusione è che le citazioni e l’h-index non sono misure neutrali e universali: sono il prodotto diretto del sistema-database in cui vengono calcolate. Per interpretarli correttamente occorre rispondere a tre domande prima di guardare qualsiasi numero: secondo quale fonte (Web of Science con la sua selettività, Scopus con la sua ampiezza strutturata, o Google Scholar con la sua inclusività non filtrata)? In quale contesto disciplinare? Rispetto a quale benchmark comparativo?

Finché queste domande non diventeranno un requisito standard per ricercatori e valutatori, si continuerà a confrontare indicatori che sembrano identici ma esprimono realtà tra loro inconciliabili. Le metriche restano strumenti intrinsecamente parziali: non possono esaurire la complessità del valore scientifico né sostituire la valutazione qualitativa.

Entro la fine del decennio, la NASA ha programmato - al netto di ritardi, vincoli di budget e sfide logistiche - missioni per riportare sulla Terra campioni rocciosi da Marte, e anche dalle sue lune, Deimos e Phobos. Le politiche di protezione planetaria del COSPAR (Comitato per la ricerca spaziale) classificano Marte come luogo “ristretto”, da trattare con cautela perché potrebbe ospitare vita; Phobos invece non richiederebbe gli stessi protocolli di decontaminazione. 

Eppure lo stesso Phobos può ricevere frammenti rocciosi eiettati da Marte a seguito di un impatto. E se al loro interno ci fosse vita microbica sopravvissuta alle pressioni dell’espulsione dalla superficie marziana? Uno studio, da poco pubblicato su PNAS Nexus da un gruppo di ricerca della Johns Hopkins University, ha cercato di approfondire la questione.

Le pressioni dell’espulsione marziana simulate in laboratorio

Il gruppo di lavoro ha simulato pressioni comparabili a quelle subite dai frammenti espulsi dalla superficie marziana durante un impatto, sparando un proiettile su campioni di Deinococcus radiodurans (il batterio da testare), posti tra due piastre metalliche. Il noto microrganismo estremofilo, in grado cioè di crescere e prosperare in condizioni chimico-fisiche estreme, è sopravvissuto quasi totalmente a 1,4 gigapascal e al 60 per cento a 2,4 gigapascal. 

Un risultato notevole dal punto di vista sperimentale riguarda il valore massimo di pressione raggiunto, pari a 3 gigapascal. Un valore che riusciamo a cogliere nella sua portata solo se pensiamo che supera di circa trenta volte la pressione registrata nel punto più profondo degli oceani della Terra. 

«Abbiamo affrontato due aspetti del problema», spiega Kaliat T. Ramesh, coordinatore scientifico del gruppo di ricerca della Hopkins. «Da un punto di vista meccanico, ci interessava misurare quante cellule sopravvivono allo shock e analizzarne i relativi danni strutturali; da un punto di vista biologico, capire come la cellula risponde a livello molecolare nelle ore successive all’impatto».

Una variabile però trascurata è quella della temperatura. «Il batterio sopravvive a condizioni termiche estreme, ma è da capire se accadrebbe lo stesso tenendo conto dei parametri chimico-fisici reali di un impatto su Marte, dove assieme alla pressione anche la temperatura raggiunge valori molto elevati», osserva Luca Tonietti, astrobiologo dell’Università Parthenope di Napoli e dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte.

Il microrganismo a prova di impatto

La scelta dell’organismo non è stata casuale. «Dovevamo scegliere un batterio che potesse potenzialmente sopravvivere su Marte», spiega Ramesh. «Deinococcus radiodurans era il candidato perfetto». Il nome di questo batterio è significativo: viene dal greco deinós (tremendo, insolito, straordinario) e kókkos (termine che identifica i batteri dalla forma sferica); radiodurans dal latino radius (raggio) e durans (che resiste). Isolato per la prima volta nel 1956 da una scatola di carne sottoposta a irradiazione per sterilizzazione, sopravvive a radiazioni estreme, vuoto, siccità, e freddo intenso. «Non era noto che sopravvivesse a pressioni elevate legate all’espulsione dalla superficie di un pianeta», osserva Tonietti. 

A rendere Deinococcus così resistente sono uno strato esterno rigido, che gli conferisce robustezza meccanica, e un meccanismo molto efficiente di autoriparazione del DNA.  «Le capacità di riparazione che servono contro le radiazioni sembrano funzionare anche contro lo stress da pressione», spiega Ramesh. Lo studio mostra che al crescere della pressione il batterio attiva i geni coinvolti nella riparazione del DNA, mettendo in secondo piano quelli legati alla crescita. «Il batterio si concentra sulla riparazione: non si duplica più, ma ripara i danni esistenti», aggiunge Tonietti. «Così massimizza le probabilità di sopravvivenza immediata».

Vale la pena però riflettere sulla scelta di questo batterio come organismo di riferimento dello studio. «È un microrganismo molto resistente, ma uno poco abbondante nei cicli biogeochimici della vita, come quello dell’azoto o del carbonio, che costituiscono il metabolismo del funzionamento planetario», osserva Donato Giovannelli, microbiologo dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e ricercatore associato del CNR-IRBIM. In altre parole, per esplorare i limiti della vita, questo batterio sarebbe un candidato ideale; sarebbe però meno adatto per cercare risposte più generali sulla vita microbica per come la conosciamo e per come potremmo aspettarci di trovarla altrove. 

Microrganismi tra i pianeti: il quadro più ampio

Il lavoro del gruppo della Johns Hopkins richiama il tema della litopanspermia - parte dell’ipotesi più generale della panspermia - che sostiene la possibilità di una migrazione della vita microbica tra i pianeti attraverso corpi celesti rocciosi, e quindi che la vita sulla Terra possa avere origini extraterrestri. Ma è proprio su questo aspetto che vanno fatte alcune precisazioni.

«L’impatto è solo una delle fasi di un viaggio interplanetario, ognuna con la propria probabilità di sopravvivenza», spiega Ramesh. «La probabilità complessiva è il prodotto di tutte queste fasi insieme, e resta molto bassa. Ma gli impatti avvengono con una frequenza molto elevata, e quando i numeri sono così grandi, anche una probabilità bassissima non equivale a zero».

Giovannelli invita però a considerare l’intera sequenza con attenzione. «Immaginiamo uno scenario: un asteroide colpisce un pianeta, un frammento viene scagliato nello spazio con un aumento di temperatura improvviso e violento. Poi attraversa il vuoto cosmico, dove le temperature scendono a centinaia di gradi sotto zero. Infine entra nell’atmosfera di un altro pianeta, dove l’attrito genera nuovamente calore estremo, e impatta sulla superficie». Ogni fase del viaggio è quindi caratterizzata da condizioni estreme diverse, che aggiungono incertezza e complessità.

C’è poi la questione del tempo. Prima che un frammento marziano raggiunga la Terra possono passare anche milioni di anni. «Un asteroide o un meteorite non sono navicelle», dice Tonietti. La domanda non è solo se il batterio possa sopravvivere alle condizioni cosmiche, ma se reggerebbe all’intera durata del viaggio.

Giovannelli conclude: «La litopanspermia rimane difficile da sostenere o confutare con i dati oggi disponibili, ma comunque poco probabile. Vale poi la pena riflettere su un altro aspetto: la teoria non risponde alla domanda sull’origine della vita. La sposta soltanto altrove». 

Lo studio, alla fine, offre qualcosa di circoscritto: un dato sperimentale su una fase del problema, potenzialmente rilevante per le future missioni su Phobos. Tra questo risultato e la conclusione che potremmo essere di origine marziana, la distanza scientifica resta da colmare. 

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Sistemi complicati e sistemi complessi: una distinzione cruciale

Per capire il fenomeno, Guido Sanguinetti introduce una distinzione concettuale fondamentale: quella tra sistemi complicati e sistemi complessi. Un aereo è un sistema complicato: ha innumerevoli componenti, richiede personale specializzato e controlli rigorosi, ma il suo comportamento è perfettamente prevedibile e segue leggi fisiche deterministiche.

I sistemi complessi si comportano in modo radicalmente diverso: una perturbazione applicata a una parte del sistema può generare cambiamenti macroscopici in aree del tutto distanti e apparentemente non correlate. È proprio per questo che in biologia e in medicina sono necessari studi clinici rigorosi: gli effetti molecari osservabili in laboratorio non possono essere semplicemente estrapolati a organismi biologici complessi.

Tradizionalmente, la scienza si occupa della complessità e l’ingegneria gestisce sistemi complicati, garantendo sicurezza e prevedibilità. L’ingegneria dell’AI ha abbandonato — consapevolmente o no — questa separazione.

Il caso dell’emergent misalignment

Una ricerca recente, pubblicata su Nature, ha documentato il fenomeno dell’«emergent misalignment» nei grandi modelli linguistici. I ricercatori hanno specializzato un modello avanzato nell’ottimizzare codice con vulnerabilità di sicurezza. Il risultato è andato ben oltre l’obiettivo: il modello ha iniziato a produrre insulti nazisti e misogini anche in conversazioni del tutto estranee alla programmazione.

Questa conseguenza inattesa è la firma caratteristica dei sistemi complessi: una perturbazione introdotta in un dominio — la generazione di codice difettoso — si è propagata in modo imprevedibile verso ambiti completamente diversi, come il comportamento sociale e politico del modello in conversazioni ordinarie.

Come funzionano i modelli linguistici di grandi dimensioni

I Large Language Model (LLM) — la famiglia a cui appartengono ChatGPT e sistemi analoghi — si distinguono dai predecessori specializzati per l’approccio all’addestramento. Anziché essere ottimizzati su dataset specifici per compiti predefiniti, vengono pre-addestrati su enormi volumi di testo generici, poi affinati attraverso il «fine-tuning» per adattarsi a compiti particolari. Questo approccio scalabile ha ottenuto un enorme successo commerciale, pur producendo in alcuni casi risultati inferiori a sistemi più specializzati.

Il problema è che la vastità del pre-addestramento rende questi modelli fondazionali opachi nei loro meccanismi interni: nessuno sa con precisione come le informazioni siano codificate e interconnesse nella rete neurale. È questa opacità che rende le conseguenze del fine-tuning difficilmente prevedibili.

Le implicazioni per l’uso dell’AI in contesti critici

La domanda centrale sollevata dall’articolo riguarda la sicurezza sistemica: ha senso incorporare componenti AI complesse e imprevedibili all’interno di sistemi complicati come quelli medici, militari o di gestione delle infrastrutture? I sistemi complicati sono stati progettati per garantire sicurezza e affidabilità attraverso la prevedibilità dei singoli componenti. Inserire un elemento che si comporta come un sistema complesso — con dinamiche emergenti non controllabili — rischia di minare le garanzie fondamentali su cui queste infrastrutture critiche si reggono.

Senza affrontare questa incompatibilità strutturale, la diffusione dei chatbot in ambiti ad alto rischio porta con sé un livello crescente di imprevedibilità che la sola ingegneria tradizionale non è in grado di gestire.

La cosa che può sembrare più paradossale di questo segnale è che, nonostante le sequenze di numeri vengano trasmesse via radio in maniera tanto plateale e facilmente accessibile da chiunque, nessuno sembra essere in grado di decifrarne i messaggi in codice. Come commenta il Post, «È molto simile a quello che si vede in molti film di spionaggio ambientati durante la Guerra fredda: l’agente apre la sua ricevente radio e si annota la stringa di numeri che viene trasmessa dall’altra parte del mondo». 
E non è un problema che chiunque possa sintonizzarsi ed ascoltare, perché chi trasmette il segnale usa una tecnica di crittografia nota da oltre un secolo proprio per la sua grandissima sicurezza: il cifrario di Vernam, più comunemente noto come one-time pad (in inglese, “taccuino monouso”). Il suo funzionamento è estremamente semplice, eppure – o forse proprio per questa sua semplicità – è a oggi l’unico sistema crittografico di cui sia stata dimostrata matematicamente l’inattaccabilità: in altre parole, non esiste nessun modo per violarlo; per questo è anche chiamato “cifrario perfetto”. 

Come funziona il one-time pad

Supponiamo di voler mandare il messaggio “CIAO” a un agente in territorio nemico; è ovvio che non si possa trasmetterlo direttamente in chiaro, perché chiunque potrebbe riceverlo e, soprattutto, capirlo. Per evitare che ciò accada si estraggono quattro lettere casuali, per esempio “GBSY”. “GBSY” è quella che in gergo si chiama “chiave di cifratura”, e deve essere nota solo a chi trasmette e all’agente che riceve. A ogni lettera si associa un numero: la A è il numero 1, la B è il 2, la C è il 3, e così via sino alla Z, il 26; quindi la parola “CIAO” diventa “3, 9, 1, 15”, mentre la chiave “GBSY” diventa “7, 2, 19, 25”.

L’ultima cosa da fare è sommare uno per uno i numeri del messaggio e della chiave; per esempio, sommando la C di “CIAO” (che vale 3) e la G di “GBSY” (che vale 7) si ha 3 + 7 = 10, ovvero la lettera J: la decima lettera dell’alfabeto. La stessa cosa si fa con la I e la B, con la A e la S, con la O e la Y. L’unica accortezza a cui bisogna stare attenti è che alcune somme potrebbero eccedere il 26 (ovvero la Z): le ultime due lettere nel nostro esempio sono la O (che vale 15) e la Y (che vale 25), che sommate fanno 15 + 25 = 40. Per risolvere basta che dopo la Z si ritorni alla A ricominciando l’alfabeto da capo: quindi se il 25 è la Y e il 26 è la Z, il 27 torna ad essere la A, il 28 è la B, il 29 è la C e così via. La O e la Y “sommate” danno 40, che corrisponde allora alla lettera N. La parola “CIAO”, crittata con la chiave “GBSY”, diventa “JKTN”, e questo messaggio è quello che verrà trasmesso via radio. 

Ciò che rende inviolabile questo sistema è che ogni lettera viene crittata con una chiave diversa. Chiunque abbia una radio può ricevere il messaggio crittato “JKTN” e sapere, per esempio, che inizia per J (ovvero il numero 10); ma solo l’agente che conosce la chiave “GBSY” sa che quel 10 è la somma di 7 (la lettera G) più un altro numero, che deduce essere il 3 (la C di “CIAO”). In questo modo l’agente può risalire facilmente al messaggio originale, cosa che è invece impossibile per chi non possiede la chiave e che quindi non ha modo di sapere che quel 10 sia proprio la somma 7 + 3 e non una qualsiasi delle altre combinazioni possibili: 1 + 9, 2 + 8, 3 + 7, 4 + 6, e così via. Il messaggio “JKTN”, per chi non ha la chiave, potrebbe significare “CIAO”, ma anche “CASA”, “ALBA”, “ROMA” o “ABCD”; senza possibilità di distinguere quale sia la parola giusta.

Va precisato che questa è la versione più semplice possibile del cifrario, ma nulla vieta di crittare messaggi in cui si distinguono lettere maiuscole e minuscole o in cui è presente la punteggiatura: in questo caso si usano anche i numeri dopo il 26, ma la logica non cambia. Spesso poi i numeri vengono convertiti in binario e al posto della semplice somma si usa l’operatore XOR (che è una somma in cui 1 + 1 non fa 2, ma 0): ma, anche qui, la logica di base resta sempre la stessa.

Leggere sempre il foglietto illustrativo

C’è solo qualche avvertenza da seguire quando si usa il cifrario di Vernam: I) la chiave dev’essere lunga almeno quanto il messaggio che si vuole mandare (se la parola fosse stata di otto lettere sarebbe servita una chiave di almeno otto lettere); II) la chiave dev’essere casuale (“PASSWORD” non va bene); III) la chiave può essere usata solo una volta.

L’ultima regola è la più importante, se si cerca di risparmiare tempo utilizzando più volte la stessa chiave c’è il rischio che altri riescano a decifrare i messaggi: leggenda vuole che il nome “one-time pad” venga proprio dal fatto che durante la Guerra fredda gli agenti giravano con un taccuino (“pad”) su cui erano segnate tutte le chiavi di cui avevano bisogno, quando una chiave veniva usata strappavano la pagina e la buttavano (“one-time”, “una volta”). Se chi trasmette il segnale V32 sta rispettando tutte queste avvertenze, allora non importa quante menti geniali ci sbattano la testa: quei messaggi non saranno mai decifrati.\

Aumentare l’agibilità e la sostenibilità degli edifici è cruciale per il raggiungimento degli obiettivi climatici europei. Per questo l’Unione europea ha avviato progetti, come Destination Earth (DestinE), che punta a costruire entro il 2030 una replica digitale del sistema Terra capace di supportare decisioni pubbliche e private, e Climarest, che comprende cinque gemelli digitali regionali dedicati al ripristino marino. La stessa logica si sta estendendo a diversi ambiti della società, dalla pianificazione alla gestione urbana fino all’edilizia, dove i gemelli digitali consentono di individuare già in fase progettuale le principali fonti di emissioni lungo l’intero ciclo di vita di un edificio.

Consumo energetico finale negli edifici per fonte nello scenario Net Zero (2010–2030). Le barre mostrano la composizione per combustibile: biomassa tradizionale (azzurro), carbone (blu), petrolio (verde chiaro), gas naturale (verde pavone), elettricità (giallo), teleriscaldamento (arancione), energie rinnovabili (rosso), idrogeno (viola), altre fonti (lilla). Lo scenario prevede entro il 2030 una forte riduzione di carbone, petrolio e gas naturale, compensata dall’aumento dell’elettricità e delle rinnovabili. Fonte: International Energy Agency

Cos’è esattamente un gemello digitale?

I gemelli digitali sono copie virtuali di sistemi fisici - una macchina, un edificio, un’infrastruttura - che consentono di monitorarne, simularne e ottimizzarne vari aspetti con elevata accuratezza. La loro forza è soprattutto predittiva, perché permettono di testare scenari e anticipare criticità prima che si verifichino nel mondo reale.

Non esiste comunque ancora una definizione univoca di digital twin alla luce della varietà dei contesti applicativi. Il concetto affonda le radici nel settore aerospaziale: negli anni ‘60 la NASA utilizzava copie fisiche integrate con modelli computazionali, che si rivelarono cruciali nella gestione dell’incidente dell’Apollo 13 nel 1970, quando le manovre di emergenza furono simulate prima di essere eseguite nello spazio. Tra gli anni ‘80 e ‘90 i primi digital twins furono applicati ai satelliti, grazie all’impiego di sensori a bordo capaci di inviare dati in tempo reale e consentire simulazioni di correzione prima dell’invio dei comandi. 

Conoscere e prevedere gli impatti dei cambiamenti climatici da vicino

Applicare questa logica al sistema più complesso in assoluto, la Terra, è l’obiettivo dello European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), che sta sviluppando i primi due gemelli digitali dedicati agli eventi meteorologici estremi (Extremes DT) e all’adattamento ai cambiamenti climatici (Climate DT) nell’ambito dell’iniziativa UE DestinE. I prototipi si basano su osservazioni in tempo reale e modelli predittivi ad alta risoluzione – a scala chilometrica – rispetto alle griglie più grossolane dei modelli attuali. I primi test dell’Extremes DT – che si basa sull’Integrated Forecasting System (IFS) dell’ECMWF – rappresentano con maggiore precisione fenomeni complessi come cicloni tropicali e precipitazioni forti sulle regioni montuose.

Mappe dell’ondata di calore di Parigi nel 2019. Il confronto tra le rilevazioni dell’IFS-FESOM storico (e) con quelle dell’AWI-CM1 (a) e i set di dati di riferimento (b, c) evidenzia il valore aggiunto della risoluzione su scala chilometrica nel riprodurre accuratamente i gradienti spaziali e le magnitudini di picco dell’ondata di calore osservata. Nell’IFS-FESOM storico si osservano gradienti netti tra pianure e rilievi e le Alpi, gli Appennini e i Pirenei emergono con grande chiarezza. Fonte: Alfred Wegener Institute

Il Climate DT si basa su tre modelli del sistema Terra — IFS-NEMO, IFS-FESOM e ICON — e coprirà il periodo dal 1990 al 2050.  Le simulazioni esploreranno anche come eventi estremi recenti (dal 2017 a oggi) si sarebbero evoluti in condizioni climatiche passate e come potrebbero svilupparsi in scenari futuri plausibili, fornendo simulazioni climatiche globali pluridecennali ogni anno rispetto ai modelli attuali — eseguiti a distanza di anni — con dati dettagliati a livello locale e riguardo i settori più colpiti, come energie rinnovabili e pianificazione urbana. 

Dagli ecosistemi naturali agli ecosistemi urbani

Anche le città sono un terreno privilegiato per i gemelli digitali. Tutto ciò è stato favorito da un mix di innovazioni, avvenute all’inizio degli anni 2000, come il modello informativo edilizio (Building Information Model in inglese o BIM), un modello tridimensionale, che integra informazioni strutturali, energetiche e funzionali di un edificio, offrendo la possibilità di effettuare simulazioni in fase di progettazione e l’avvento delle smart cities – città sensorizzate, dotate di piattaforme che raccolgono dati utili per migliorare aspetti come sostenibilità e qualità della vita. I gemelli digitali urbani integrano questi dati, consentendo di simulare di scenari in tempo reale che vanno dal traffico e alla gestione delle emergenze fino alla pianificazione energetica. In Italia città come Bologna, Genova, Parma e Milano stanno implementando questa tecnologia per pianificazione, mobilità, energia e adattamento climatico. Al sud, invece, c’è grande fermento in ambito accademico. È il caso di MegaRide, spin-off dell’Università degli Studi di Napoli Federico II, attivo nei digital twins industriali e che nel 2024 ha lanciato un supercomputer dedicato alla simulazione avanzata e alla cybersicurezza.

Milano vista come una “nuvola” di milioni di punti. Ogni puntino corrisponde a una misura reale raccolta con laser e rilievi aerei, che insieme ricostruiscono in 3D edifici, strade, alberi e profili del terreno. Una replica geometrica ad alta risoluzione che costituisce la base su cui integrare dati energetici e ambientali per i gemelli digitali urbani. Fonte: Comune di Milano.

Monitorare le emissioni di un edificio durante l’intero ciclo di vita: il caso cinese

Nella corsa verso la sostenibilità, uno dei parametri cruciali è l’impronta di carbonio emessa dalle singole attività. Per esempio, il settore edilizio è tra i più impattanti al mondo, ma quanto pesa un edificio in termini di emissioni dalla costruzione alla demolizione? In uno studio pubblicato a dicembre su Energy&Enviroment Nexus, un gruppo di ricerca ha analizzato le emissioni di carbonio di un edificio a tre piani in cemento armato a Taiyuan (Shanxy), in Cina, dove le attività legate alla costruzione di un edificio rappresentano circa il 50% delle emissioni nazionali. L’impiego della Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) e del BIM ha mostrato che circa il 90% delle emissioni complessive dell’edificio proviene dalla fase di funzionamento (6.567 tCO₂ eq). Di queste, quasi un quarto è legato al riscaldamento e alla produzione di acqua calda, alimentati in gran parte da caldaie a carbone bituminoso. Il restante 10% (635 tCO₂ eq) è attribuibile alla produzione e al trasporto dei materiali, mentre costruzione e demolizione incidono in modo marginale (circa lo 0,1% ciascuna, pari a 6,23 tCO₂ eq).

Emissioni di carbonio nella fase di funzionamento dell’edificio. Fonte: Yang X, Shi Y, Jordan BP, Wang S, Cao X, et al. 2025. Licenza: CC BY 4.0

Le strategie più efficaci per ridurre le emissioni durante l’intero ciclo di vita di un edificio includono elettrificazione e rinnovabili. Per esempio, lo studio ha dimostrato che una pompa di calore geotermica ridurrebbe di oltre la metà le emissioni legate al riscaldamento e di circa il 19% quelle complessive nel ciclo di vita, anche in virtù dell’uso di energia eolica (15%) e fotovoltaica (5%). Ridurre l’uso di calcare e argilla nel calcestruzzo (responsabile, insieme all’acciaio, di tre quarti delle emissioni in fase produttiva) e aumentare quello di sottoprodotti industriali (ceneri volanti, scorie), insieme alla combinazione di filiere corte e uso di veicoli più efficienti, può abbattere drasticamente l’impronta complessiva.

Dalla cabina dell’Apollo 13 ai modelli climatici globali, il principio resta lo stesso: usare la simulazione per comprendere e prevedere sistemi complessi. Con la differenza che oggi in gioco c’è il futuro del pianeta.

Imperialismo digitale non è un libro sulle Big Tech in senso stretto, né un saggio di geopolitica sul confronto tra Stati Uniti e Cina. È piuttosto un tentativo riuscito di leggere il paradigma tecnologico digitale come forma storica del capitalismo contemporaneo, entro cui si ridefiniscono, in modo sempre più conflittuale, i rapporti di forza globali.

Le quattro segnature con cui si apre il prologo restituiscono con grande efficacia “lo spirito del tempo”. Non si tratta di semplici episodi di cronaca internazionale, ma di quattro immagini che condensano la riconfigurazione in corso dell’ordine globale: l’incontro di Tianjin tra Xi Jinping, Narendra Modi e Vladimir Putin, circondati dai leader di oltre venti paesi non occidentali; la parata militare di Pechino per l’80esimo anniversario della vittoria nella WWII, con l’esibizione di missili balistici e armamenti di nuova generazione; la cena alla Casa Bianca subito dopo il secondo insediamento di Trump tra l’amministrazione statunitense e i vertici delle Big Tech; e la simbolica rinomina del Dipartimento della Difesa americano in Department of War.

Nel loro insieme, questi eventi delineano un quadro preciso: lo scontro tra grandi potenze e la sfida al primato “occidentale” prendono forma nell’intreccio strutturale tra economia digitale e corsa alla superiorità tecnologico-militare. La competizione sui mercati e il dominio delle catene del valore si saldano all’accesso alle infrastrutture critiche, al controllo dei dati, allo sviluppo dell’intelligenza artificiale (IA) e alla capacità di integrare queste tecnologie negli apparati bellici.

Le promesse tradite e gli effetti reali della digitalizzazione

Fin dalle prime pagine emerge con chiarezza l’impianto teorico del volume. Guarascio ricostruisce il digitale come paradigma storico-tecnologico che permea produzione, consumo, lavoro e comunicazione, nato e sviluppatosi dentro una dialettica costante tra applicazioni civili e militari. La promessa originaria di emancipazione, disintermediazione e democratizzazione associata a Internet viene così riletta alla luce della sua genesi storica e del ruolo strutturale svolto dallo Stato, in particolare attraverso la ricerca militare, nello sviluppo delle innovazioni radicali.
Il primo capitolo svolge una funzione fondativa: mostra come la digitalizzazione abbia trasformato in profondità il lavoro e l’organizzazione economica senza produrre quella liberazione dal lavoro a lungo annunciata. Al contrario, il lavoro diventa più frammentato, sorvegliato e gerarchizzato, mentre lo Stato stesso si digitalizza, rendendosi sempre più dipendente da infrastrutture private per perseguire obiettivi civili e militari. La tecnologia digitale appare così, fin dall’origine, nella sua natura preminentemente politica e quindi ambivalente: capace di espandere possibilità e, allo stesso tempo, di rafforzare relazioni di dominio.

Su queste basi si innesta il secondo capitolo, dedicato all’ascesa e al consolidamento del potere delle Big Tech. Qui il libro mostra uno dei suoi punti di maggiore forza analitica. Guarascio traccia l’evoluzione dell’impresa capitalistica, dalle intuizioni classiche di Smith e Schumpeter fino alla configurazione attuale di imprese che non si limitano a operare nel mercato globale, ma ne controllano le infrastrutture critiche. Le economie di scala e di rete, il controllo dei dati e la concentrazione delle competenze tecnologiche danno luogo a un potere delle Big Tech senza precedenti. L’autore richiama esplicitamente la tradizione classica dell’economia politica dell’imperialismo, a partire da Hobson. Già all’inizio del Novecento l’autore liberale inglese sosteneva che l’espansione imperiale britannica non rispondesse a un generico “interesse nazionale”, ma alla necessità, per un capitale sempre più concentrato, di trovare nuovi sbocchi esterni alla valorizzazione. Lenin radicalizzerà questa intuizione, leggendo l’imperialismo come fase storica del capitalismo monopolistico. Oggi, questa dinamica si riproduce su nuove basi: non più soltanto l’esportazione di capitali finanziari, ma l’espansione di infrastrutture digitali, cavi in fibra, piattaforme, cloud e IA. Cambiano gli strumenti, non la logica: la digitalizzazione diventa la nuova frontiera della proiezione imperialista nel contesto di una nuova crisi di sovrapproduzione. Come agli inizi del XX secolo, il rapporto tra Stato e imprese multinazionali non è descritto come semplice subordinazione unilaterale, ma come una relazione di mutua dipendenza. È qui che prende forma il concetto di complesso militare-digitale: un’evoluzione del ben noto complesso militare-industriale, in cui le Big Tech diventano “occhi e orecchie” dei governi e fornitori indispensabili della loro capacità di sorveglianza. Le “porte girevoli” tra Silicon Valley, Pentagono e apparati di intelligence richiamano quelle, già ampiamente studiate, tra Wall Street, Dipartimento del Tesoro e Federal Reserve. Cambia la sfera, ma non la logica del potere strutturale che lega Stato e grande capitale.

Il terzo capitolo approfondisce ulteriormente questa dinamica spostando lo sguardo sul rapporto tra digitalizzazione della guerra e militarizzazione del digitale. Guarascio ricostruisce con dovizia di esempi come la spesa militare stia virando sempre più verso tecnologie digitali avanzate: dall’IA ai sistemi di supporto decisionale, fino all’uso estensivo di droni e armi autonome, mostrando il ruolo crescente delle Big Tech. Da Alphabet (Google) e Microsoft fino a Amazon e Palantir Technologies, le cosiddette GAFAM e poche altre imprese specializzate nella sicurezza digitale sono ormai stabilmente integrate nei circuiti delle commesse statali (si veda la figura 3 in basso).

Il cloud militare, l’analisi dei big data e i sistemi di sorveglianza diventano così nuove linee di business strategiche, alimentate da appalti pubblici miliardari e da una crescente dipendenza degli apparati statali da infrastrutture private. Eppure, il tema non è soltanto l’efficienza militare, ma la trasformazione qualitativa della guerra: la riduzione dei tempi decisionali, l’opacità delle responsabilità e il rischio di escalation incontrollate mettono in crisi i tradizionali meccanismi di deterrenza. Questa integrazione tra digitale, IA e apparati bellici riaggiorna la retorica della Guerra del Golfo: quella delle “bombe intelligenti” e dei sistemi d’arma automatizzati che avrebbero reso la guerra più precisa, più “giusta”, capace di neutralizzare, ferire, uccidere solo il cattivo, il nemico, il terrorista. Una narrazione che si scontra brutalmente con gli oltre 20mila bambini uccisi a Gaza da uno degli eserciti tecnologicamente più avanzati al mondo.

Riarmo ed espansione del complesso militare-digitale non sono tuttavia processi ad appannaggio del solo “Occidente”. Al quadro statunitense fa da contraltare l’analisi dell’emergente complesso militare-digitale cinese (capitolo quarto). Qui Guarascio si muove su un terreno ancora poco frequentato dal pubblico italiano, ma in rapida espansione, come mostra l’aumento di pubblicazioni sul tema (si veda, ad esempio, La Cina ha vinto di Alessandro Aresu).

La traiettoria cinese verso l’integrazione del sistema tecnologico e di guerra

L’ascesa tecnologica della Cina viene ricostruita come il risultato di una combinazione specifica: apertura calibrata alle relazioni commerciali con il resto del mondo, forte intervento statale e pianificazione industriale di lungo periodo. Le Big Tech cinesi non sono una mera replica autoritaria del modello occidentale, ma si inseriscono in un assetto istituzionale differente, in cui il ruolo del Partito-Stato rimane centrale nella direzione strategica dello sviluppo tecnologico. La competizione tra Stati Uniti e Cina emerge così come uno scontro tra due configurazioni di imperialismo digitale, non riducibile a una semplice opposizione tra democrazia e autoritarismo.

Per comprendere la traiettoria cinese vale la pena riprendere un’altra segnatura ricordata dall’autore, forse meno spettacolare ma ancora più rivelatrice. Nel 1994 Ren Zhengfei, fondatore di Huawei, incontra Jiang Zemin e gli affida una frase destinata a segnare un’intera stagione: «Un paese privo di apparecchiature di commutazione proprie è come se fosse privo del proprio esercito». «Ben detto», risponde Jiang. Questo scambio può essere letto come il preludio della strategia di lungo periodo con cui il Partito-Stato inizierà a perseguire un’autonomia tecnologica concepita fin dall’origine come parte integrante della sicurezza nazionale. Una traiettoria che si inscrive nel più ampio progetto di trasformazione della Cina in un “grande paese socialista moderno”, chiamato a lasciarsi definitivamente alle spalle il “secolo delle umiliazioni”.

Guarascio insiste giustamente sul metodo che sorregge questo processo. I grandi fondi di orientamento industriale, la mobilitazione delle banche statali e il coordinamento tra livelli centrali e locali consentono alla Cina di sostenere settori chiave come semiconduttori, IA, telecomunicazioni e robotica. La peculiarità del sistema di programmazione economica cinese, fondato sui piani quinquennali e su un ampio ricorso a imprese e istituzioni finanziarie pubbliche, permette di avviare programmi di lungo periodo, coordinare strumenti diversi (sussidi, credito agevolato, accordi internazionali per l’approvvigionamento di materie prime critiche) e modulare gli interventi in base alle specificità settoriali e territoriali.

La natura stessa delle istituzioni bancarie e finanziarie nel modello di sviluppo cinese aiuta a comprendere anche le trasformazioni più recenti della digitalizzazione monetaria. La relativa arretratezza di un sistema bancario quasi interamente controllato dallo Stato ha inizialmente favorito la rapida diffusione dei pagamenti elettronici tramite smartphone, dominati da colossi fintech come Alipay (Alibaba) e WeChat Pay (Tencent). È su questo terreno che si innesta la sperimentazione della moneta digitale, che procede a ritmi molto più rapidi rispetto ad altre economie avanzate. Lo yuan digitale, infatti, non è soltanto un’innovazione monetaria, ma un tentativo di riportare sotto controllo pubblico un’infrastruttura finanziaria ad oggi egemonizzata dalle piattaforme private, rafforzando la capacità dello Stato di governare i flussi di pagamento e integrare la moneta nell’architettura digitale nazionale.

Se le GAFAM (Google, Apple, Facebook (ora Meta), Amazon, and Microsoft) statunitensi non hanno bisogno di presentazioni, essendo ormai parte integrante delle nostre vite digitali, le Big Tech cinesi stanno entrando solo ora nel radar del dibattito pubblico europeo, spesso filtrate attraverso una lente geopolitica più che economica. L’autore propone quindi una ricostruzione più attenta e didascalica delle principali piattaforme cinesi, in particolare Baidu, Alibaba, Tencent (BAT) e Huawei. Una genealogia che si intreccia alla storia dei trasferimenti tecnologici, al ruolo delle multinazionali occidentali (a partire da IBM) e alle storie dei cosiddetti returnees: imprenditori e ingegneri formatisi negli Stati Uniti o in Europa e rientrati in Cina per partecipare alla costruzione dell’ecosistema digitale nazionale. Programmi come Internet Plus e Made in China 2025 forniscono la cornice istituzionale entro cui queste imprese si affermano, beneficiando di un ambiente protetto sul mercato interno e di un sostegno pubblico mirato nelle fasi più rischiose dell’innovazione. In questo senso, la costruzione del Great Firewall, avviata già nel 1997, non viene letta soltanto come un dispositivo di controllo politico e censorio della rete, ma anche come una scelta di protezione del mercato digitale domestico: una barriera regolatoria che ha limitato l’ingresso delle piattaforme statunitensi, creando spazio per la crescita di campioni nazionali. Le BAT non emergono dunque come semplici startup di successo, ma come nodi centrali di un progetto di modernizzazione tecnologica guidato politicamente, in cui lo Stato protegge mercati, orienta investimenti e seleziona priorità strategiche.

Il rapporto tra Partito e Big Tech non è tuttavia privo di tensioni e contraddizioni. Dopo il 2020, la stretta regolatoria su Ant Group (Alibaba) e Tencent segnala con chiarezza che le piattaforme non possono più permettersi strategie disallineate rispetto agli orientamenti governativi, né anteporre profitti e internazionalizzazione alla sicurezza nazionale o alle strategie di lungo periodo. In questo campo conteso tra potere politico e grande capitale privato, l’IA diventa uno dei principali vettori dell’odierna mutua dipendenza tra Partito-Stato e imprese digitali. Guarascio richiama per analogia il modello occidentale delle “porte girevoli”, osservando come anche in Cina i vertici delle principali imprese digitali siedano negli organi rappresentativi: da Ma Huateng (Tencent) a Lei Jun (Xiaomi), fino a Robin Li (Baidu) e Richard Liu (JD.com), tutti delegati al Congresso Nazionale del Popolo, l’assemblea legislativa della Repubblica Popolare.

L’autore sottolinea come questa presenza abbia un duplice valore: simbolico, perché segnala l’allineamento delle imprese agli obiettivi nazionali; e sostanziale, perché consente alle Big Tech di incidere sulle politiche industriali e tecnologiche, orientando le priorità pubbliche. Il parallelo con le revolving doors statunitensi è suggestivo, ma rischia di oscurare una differenza strutturale. In Cina, l’inclusione degli imprenditori negli organi statali, spesso più consultivi e formali che propriamente legislativi, non sembra rimandare tanto a una cattura dello Stato da parte del capitale, quanto piuttosto iscriversi nella traiettoria inaugurata da Jiang Zemin con la teoria delle “Tre Rappresentanze”. Con essa, il Partito ha ridefinito la propria base sociale e simbolica, superando l’auto-rappresentazione come avanguardia esclusiva di operai e contadini per includere le “forze produttive avanzate”, la cultura moderna e gli interessi fondamentali della maggioranza della popolazione.

È in questo passaggio che l’ingresso delle élite imprenditoriali viene politicamente normalizzato: non come deviazione dal progetto socialista, ma come sua estensione, all’interno di un modello di modernizzazione in cui sviluppo tecnologico e accumulazione privata vengono ricondotti entro un orizzonte di direzione politica. Eppure, nonostante la crescente mutua dipendenza tra Partito-Stato e Big Tech, la preminenza del Partito sullo Stato e sul grande capitale resta un elemento costitutivo della Cina di Xi Jinping. In questa prospettiva, la relazione tra potere politico e capitale digitale appare diversa da quella statunitense.

È proprio sul terreno della digitalizzazione della guerra che questa mutua dipendenza “con caratteristiche cinesi” può essere ulteriormente esplorata se non compresa. A partire dal 2015, con l’adozione esplicita della strategia di fusione civile-militare, il Partito-Stato imprime una svolta decisiva all’integrazione tra apparato bellico e imprese tecnologiche private, orientando ricerca e cooperazioni industriali verso lo sviluppo di tecnologie duali. La spesa militare cresce di tredici volte tra il 1995 e il 2024, mentre fondi pubblici per decine di miliardi di dollari alimentano un ecosistema in cui IA, cloud, reti 5G, droni e sistemi autonomi diventano asset strategici ben oltre la sfera economica.

Nonostante l’opacità dei dati renda difficile una mappatura sistematica, i casi ricostruiti sono eloquenti: dai laboratori congiunti tra Baidu e CETC per il supporto decisionale nei teatri di guerra, agli accordi miliardari tra Alibaba e NORINCO per la localizzazione satellitare degli obiettivi; dalle relazioni organiche tra Huawei e l’apparato militare, documentate attraverso la circolazione di personale e competenze, fino ai progressi nella produzione di droni, cani robot, missili guidati dall’IA e sistemi sottomarini intelligenti.

Come negli Stati Uniti, anche in Cina la frontiera tecnologica viene spinta verso applicazioni orientate alla sorveglianza di massa, all’automatizzazione delle decisioni militari e al perfezionamento delle armi autonome. Il quadro che emerge è quello di un complesso militare-digitale ormai pienamente operativo, strutturalmente simmetrico a quello statunitense pur inscritto in un assetto politico diverso. Huawei e le BAT vi occupano una posizione chiave non solo per la natura esclusiva delle tecnologie di cui dispongono, ma anche per un calcolo convergente. Infatti, in un contesto di crescenti tensioni geopolitiche, la spesa militare diventa una fonte cruciale di profitti, mentre l’allineamento agli obiettivi del Partito offre una forma di protezione preventiva contro nuove strette regolatorie. È qui che l’“imperialismo digitale” prende corpo anche sul versante cinese: nella saldatura tra sicurezza nazionale, accumulazione tecnologica e disciplina politica del capitale, che trasforma le piattaforme in infrastrutture di potenza e la competizione digitale in una dimensione strutturale del confronto globale.

Nelle conclusioni, il libro allarga ulteriormente lo sguardo, soffermandosi sul ruolo marginale dell’Europa, intrappolata in una postura prevalentemente regolatoria e priva di autonomia tecnologica, e sulle conseguenze sociali del rafforzamento dei monopoli digitali: aumento delle diseguaglianze, svuotamento della democrazia e ridefinizione dei conflitti sociali in un contesto sempre più segnato dall’intreccio tra economia e sicurezza.

Imperialismo digitale è un libro eccezionalmente utile nel panorama e nel dibattito italiano. Riesce a essere al tempo stesso divulgativo e rigoroso, accessibile senza mai risultare approssimativo, metodologicamente solido senza rifugiarsi nel linguaggio specialistico. Il quadro che ne emerge è indubbiamente cupo, ma è il quadro del nostro presente: quello di un’economia digitale sempre più intrecciata alla guerra e di nubi che si addensano sul disordine globale.

La rete di Hopfield

La rete di Hopfield è un’architettura di rete neurale ricorrente proposta da John Hopfield nel 1982. La sua caratteristica distintiva è la capacità di funzionare come memoria associativa: se le viene mostrato un pattern parziale o distorto — un volto a metà, una melodia frammentata — la rete lo completa recuperando il pattern più simile tra quelli memorizzati.

Per capire come funziona concretamente questo meccanismo, vale l’esempio che Giorgio Parisi propone nel capitolo “Il modello di Hopfield a parole” del suo ultimo libro Le simmetrie nascoste. Perché la fisica è alle radici dell’intelligenza artificiale di oggi e di domani, Rizzoli (2026). Immaginate cento persone che si conoscono tra loro e condividono interessi diversi: c’è chi ama la chimica, chi la letteratura, chi gli scacchi, chi il poker; chi è laziale e chi romanista. Le persone che condividono gli stessi interessi tendono naturalmente a stare insieme. Ebbene, scrive Parisi, in questa scena quotidiana è già nascosto il modello di Hopfield: «L’interesse è la forza sinaptica e gli argomenti - chimica, scacchi, la Roma e così via - sono i vari stati di equilibrio, i ricordi, che il sistema può avere. Coinvolgere un piccolo gruppo di chimici fa attivare tutti i chimici». Sono queste connessioni, nate da affinità condivise, a far uscire i neuroni dal loro stato casuale e a costruire ricordi stabili e associazioni coerenti - proprio come fa il modello SK di Sherrington e Kirkpatrick, il modello classico dei vetri di spin che Parisi ha contribuito a risolvere.

La rete di Hopfield, in altri termini, è una società che si auto-organizza: basta sollecitarne una parte perché il resto si ricomponga. È esattamente quello che fa il cervello quando riconosciamo la voce di un amico al telefono con il rumore di fondo, o quando un odore evoca un intero scenario del passato.

Non è irrilevante che John Hopfield abbia vinto il Premio Nobel per la Fisica nel 2024 proprio per questo lavoro, insieme a Geoffrey Hinton. Il comitato di Stoccolma aveva premiato la coppia per aver «reso possibile l’apprendimento automatico con le reti neurali artificiali», riconoscendo che le reti di Hopfield erano state il seme concettuale da cui era germogliato il campo del deep learning. La fisica statistica dei sistemi magnetici - in particolare il modello di Ising, che descrive spin che si allineano o si oppongono - aveva dato a Hopfield le equazioni con cui costruire una memoria artificiale. Il cervello e il magnete, insomma, già allora si assomigliavano molto più di quanto l’intuizione suggerisse.

Il ruolo dell’interferenza quantistica

Lo studio non usa chip elettronici né simulazioni al computer. Usa fotoni che viaggiano in circuiti ottici integrati, piccoli dispositivi in silicio o vetro nei quali guide d’onda sostituiscono i fili. Quando due fotoni identici si incontrano in uno di questi circuiti, accade qualcosa che non ha equivalente nel mondo classico: interferiscono tra loro, si sommano o si cancellano a vicenda in modi determinati dalla meccanica quantistica. Questo fenomeno - noto come effetto Hong-Ou-Mandel - è alla base dell’intera architettura.

«Invece di utilizzare chip elettronici tradizionali, abbiamo sfruttato l’interferenza quantistica, il fenomeno che si manifesta nei chip fotonici quando le particelle di luce si sovrappongono e interagiscono tra loro per codificare e recuperare informazioni», spiega Marco Leonetti, primo ricercatore CNR-Nanotec e affiliato al Center for Life Nano- and Neuro-Science dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), che ha coordinato lo studio. «In questo sistema, i fotoni non sono semplici portatori di dati, ma diventano essi stessi i “neuroni” di una memoria associativa».

Il punto cruciale è il carattere spontaneo di questo comportamento. I ricercatori non hanno programmato il circuito affinché imitasse una rete di Hopfield: hanno scoperto che la dinamica quantistica dei fotoni identici emerge in quella forma da sola, come conseguenza diretta delle leggi della meccanica quantistica.

Le simmetrie nascoste della materia

Per capire fino in fondo cosa significa questa scoperta, conviene tornare al libro di Parisi. In Le simmetrie nascoste, Parisi accompagna il lettore attraverso le strutture matematiche profonde che la natura dissimula sotto la superficie dei fenomeni. L’idea centrale è che la realtà fisica sia percorsa da connessioni invisibili a prima vista: sistemi apparentemente diversissimi — magneti, reti neurali, storni in volo, mercati finanziari — obbediscono alle stesse equazioni, rivelando simmetrie che emergono solo quando si trova la giusta lingua matematica per descriverle.

È precisamente questa la logica del risultato di questo studio. Che cosa hanno in comune un circuito di fotoni coerenti, una rete neurale artificiale e un magnete disordinato che si raffredda? Nulla, a occhio nudo. Eppure tutti e tre obbediscono alla stessa struttura formale, rispecchiano la stessa simmetria nascosta. La scoperta che i fotoni riproducano spontaneamente la memoria associativa di Hopfield è, in questo senso, un altro capitolo dello stesso racconto: un’altra voce nel vocabolario universale che Parisi ha passato una vita a decifrare.

Il limite della memoria e i vetri di spin

Come tutte le memorie, anche quella fotonica ha un limite. E qui la ricerca incontra direttamente il lavoro per cui Parisi ha ricevuto il Nobel nel 2021.

Quando si memorizzano pochi pattern, il sistema li recupera correttamente grazie alla coerenza quantistica, la proprietà per cui i fotoni mantengono una relazione di fase stabile tra loro. Ma quando il numero di informazioni memorizzate supera una soglia critica, la coerenza si spezza. Spiega Gennaro Zanfardino, primo autore della ricerca, in forza all’Università del Salento: «All’aumentare dei dati emerge una transizione verso una fase di black-out della memoria, in cui il sistema entra in uno stato di disordine, tecnicamente definito vetro di spin, perdendo la capacità di recupero».

Tornando all’esempio delle cento persone di Parisi: è come se gli interessi si moltiplicassero al punto che ognuno ne ha troppi e troppo contraddittori - un po’ chimico, un po’ scacchista, un po’ romanista - e non riesce più ad aggregarsi in modo stabile con nessun gruppo. Il sistema si inceppa, congela in configurazioni locali senza ordine globale. In fisica questo stato si chiama vetro di spin: i momenti magnetici si “bloccano” in assetti disordinati e “frustrati”, incapaci di trovare un equilibrio coerente. Parisi ha dedicato parte della sua carriera a svelare la struttura nascosta di questo disordine, sviluppando il metodo delle repliche - un ingegnoso apparato matematico per calcolare le proprietà statistiche di sistemi con vincoli contraddittori - che gli è valso il Nobel nel 2021. In Le simmetrie nascoste, Parisi spiega come la rottura della simmetria tra le copie del sistema sia il meccanismo profondo attraverso cui il disordine si organizza in strutture stabili: una simmetria nascosta, appunto, che non si vede guardando in superficie ma affiora con gli strumenti giusti.

«Con questo studio dimostriamo che le leggi del disordine osservate nei sistemi classici emergono anche nei circuiti quantistici fotonici», spiega Fabrizio Illuminati, direttore del CNR-Nanotec. 

La posta in gioco: un’intelligenza artificiale che consuma meno

Al di là delle implicazioni teoriche, lo studio apre una direzione concreta per l’ingegneria dei sistemi di calcolo. I data center che alimentano i modelli di intelligenza artificiale sono oggi tra i più voraci consumatori di energia a livello globale: le stime per i prossimi anni indicano un fabbisogno in crescita esponenziale, legato all’adozione su larga scala di modelli linguistici e sistemi generativi.

I chip fotonici operano con la luce invece che con elettroni e già in architetture classiche offrono vantaggi di velocità e consumo rispetto ai circuiti elettronici equivalenti. Un sistema fotonico quantistico che effettua operazioni di memoria associativa potrebbe compiere un salto ulteriore. «Dispositivi di questo tipo potrebbero garantire elevate prestazioni con un consumo energetico drasticamente inferiore rispetto agli attuali data center», sottolinea Luca Leuzzi, co-autore, del CNR-Nanotec. La piattaforma fotonica consente anche di simulare sistemi fisici complessi difficilmente trattabili con i computer convenzionali.

Le simmetrie nascoste fra Parisi e Hopfield

C’è qualcosa di singolare nell’idea che una stessa ricerca riesca a connettere due Premi Nobel per la Fisica assegnati a distanza di tre anni. E la cosa diventa ancora più curiosa se si legge ciò che Parisi scrive nell’introduzione di Le simmetrie nascoste, ricordando il Nobel a Hopfield nel 2024: «Io facevo il tifo sfrenato per Hopfield: i suoi lavori sulle reti neurali, alla base della moderna intelligenza artificiale, erano concettualmente molto legati ai problemi che avevo studiato io. La vicinanza dei nostri studi è testimoniata dal fatto che in passato alcuni fisici avevano proposto di dare il Nobel congiunto a Hopfield e Parisi».

Il Nobel del 2021 era per i vetri di spin e i sistemi complessi, quello del 2024 per le reti neurali. I fotoni che obbediscono spontaneamente alle equazioni di Hopfield in un chip grande pochi millimetri sono, in fondo, la prova più elegante di ciò che Parisi ha cercato di raccontare per tutta la vita: che la natura usa lo stesso vocabolario matematico in contesti radicalmente diversi, e che le sue simmetrie più profonde restano nascoste finché qualcuno non ha il talento di trovarle.

Dalle radio occultazioni alla nuova forma di Giove

Le prime determinazioni della forma di Giove, ottenute negli anni Settanta dalle missioni Pioneer e Voyager, descrivevano un pianeta fortemente schiacciato ai poli e rigonfio all’equatore. Oggi, grazie agli esperimenti di radio occultazione condotti dalla sonda Juno — integrati con le misure gravitazionali e con la caratterizzazione dei venti atmosferici osservati da Hubble — questa immagine può essere aggiornata con un livello di accuratezza mai raggiunto prima.

Nel nostro lavoro abbiamo combinato tre tipologie di osservazioni complementari. Le misure gravitazionali ricostruiscono la distribuzione di massa interna attraverso le variazioni nella traiettoria della sonda. Le radio occultazioni permettono di derivare profili di pressione e temperatura dall’analisi della rifrazione del segnale radio e consentono di determinare con grande precisione il raggio del pianeta a un dato livello di pressione. I venti zonali, infine, contribuiscono all’equilibrio tra gravità e forza centrifuga e influenzano direttamente la forma globale del pianeta, che ruota in meno di dieci ore.

L’elemento chiave è l’aumento di precisione. La forma di Giove al livello di 1 bar è stata determinata con un’incertezza di appena 0,4 chilometri, migliorando di un ordine di grandezza le stime precedenti. I nuovi valori indicano un raggio polare e un raggio equatoriale inferiori rispettivamente di circa 12 e 4 chilometri rispetto ai valori comunemente adottati, con una riduzione del raggio medio di circa 8 chilometri.

Vincoli più forti su struttura interna ed esopianeti

Poiché la forma di un pianeta in rapida rotazione è il risultato dell’equilibrio tra gravità, rotazione e struttura interna, anche variazioni apparentemente modeste del raggio modificano l’insieme delle soluzioni compatibili dei modelli strutturali. In questo contesto, le nuove misure rappresentano vincoli fisici significativi sui modelli interni: un raggio equatoriale leggermente più piccolo implica un inviluppo esterno più ricco di elementi pesanti e una temperatura al livello di 1 bar inferiore di circa 1–2 kelvin, in migliore accordo con le rianalisi delle occultazioni radio Voyager.

Dal punto di vista dinamico, la differenza di appena ~10 m/s tra la velocità dei venti a 100 millibar e quella osservata alle nubi suggerisce un comportamento quasi barotropico dell’alta atmosfera. Questo indica che, almeno negli strati superiori, la circolazione può essere descritta in prima approssimazione come organizzata lungo superfici cilindriche attorno all’asse di rotazione.

Il valore di questa nuova determinazione non si limita al caso di Giove. Molti modelli strutturali dei pianeti giganti extrasolari sono calibrati sui casi del Sistema Solare, dove disponiamo di misure gravitazionali e atmosferiche estremamente dettagliate. Una riduzione dell’incertezza sui parametri fisici di Giove contribuisce quindi a migliorare l’interpretazione delle relazioni massa–raggio utilizzate per descrivere gli esopianeti e il loro possibile contenuto in elementi pesanti. In questo senso, migliorare la precisione sui pianeti del Sistema Solare significa rafforzare l’intera fisica comparativa dei pianeti giganti.

Questo risultato non rappresenta soltanto un aggiornamento numerico della forma di Giove, ma un affinamento dei vincoli osservativi su cui si basano i modelli della sua struttura interna. Con l’estensione della missione Juno e l’arrivo delle missioni JUICE dell’Agenzia Spaziale Europea ed Europa Clipper della NASA, sarà possibile testare ulteriormente questi modelli e verificare quanto profondamente si estendano i venti osservati e come si accoppino dinamicamente con l’interno del pianeta.

La corrosione è infatti la causa principale del degrado delle strutture in calcestruzzo armato. Avviene quando anidride carbonica, presente in atmosfera, o cloruri, presenti soprattutto nelle zone costiere, penetrano nel calcestruzzo e riescono a raggiungere i cavi metallici che ne costituiscono l’armatura. Inizia così un processo di ossidazione che può portare alla corrosione, ovvero al lento consumo del materiale metallico, e dunque alla perdita di resistenza della struttura.

Solo dal 2008 in Italia le norme tecniche per le costruzioni prevedono prescrizioni specifiche per garantire la durabilità delle strutture, che fino a quel momento non veniva considerata. Il crollo del Ponte Morandi, il più grave disastro ingegneristico avvenuto in Italia, ha aumentato ancora la sensibilità verso questo argomento.

Negli anni Sessanta e Settanta del Novecento, quando venne costruita la maggior parte dei ponti in calcestruzzo armato in Italia, «si riteneva che il calcestruzzo fosse un materiale eterno», spiega Fabio Biondini, professore ordinario di Tecnica delle Costruzioni del Politecnico di Milano e membro del comitato esecutivo della International Association of Bridge Maintenance and Safety (IABMAS) e della International Association for Life-Cycle Civil Engineering (IALCCE). «L’evoluzione nel tempo dello stato di conservazione delle opere in esercizio mostra invece che materiali e strutture invecchiano», continua Biondini, «l’esposizione ad ambienti sempre più aggressivi, con conseguente degrado prevalentemente dovuto a corrosione, e il progressivo aumento dell’incidenza dei carichi da traffico sono solo alcuni dei fattori che oggi determinano i problemi connessi con l’obsolescenza dei ponti».

Biondini spiega che «negli ultimi decenni, in tutto il mondo, sono stati condotti rilievi e sperimentazioni per esaminare le principali cause di degrado, sono stati introdotti modelli teorici per l’analisi dell’innesco e della propagazione delle cause ammaloranti e dei loro effetti meccanici e sono state proposte e sperimentate tecniche di riparazione mirate alle specifiche situazioni. Tali studi hanno condizionato e migliorato i processi di manutenzione e gestione delle opere esistenti e hanno portato a modificare profondamente i criteri di progetto di opere nuove, attuando una progressiva transizione verso un approccio progettuale a ciclo di vita».

Tra gli strumenti di cui parla Biondini ci sono i modelli computazionali che permettono di simulare le strutture a computer pensandole come la somma e l’interazione di tante piccole porzioni. Il comportamento di ciascuna porzione è il risultato delle proprietà dei materiali di cui è formata e dall’aggregazione dei loro comportamenti emerge il comportamento dell’intera struttura. Oggi esistono modelli che integrano anche il fenomeno della corrosione delle armature metalliche, considerando per esempio delle barre di massa diminuita di una certa percentuale, a seconda di quanto è avanzato il processo di degrado. Questi modelli permettono di prevedere la performance di una struttura (per esempio di quanto si abbassa la trave di un ponte se la sottopongo a un certo carico verticale) a partire dalla conoscenza della sua geometria e dei materiali di cui è costituita, incorporando anche gli effetti della corrosione. Ma prima di poter usare questi strumenti nella pratica, «mancano due passaggi importanti: la validazione sperimentale e la codifica normativa», spiega Biondini.

BRIDGE|50

Un’opportunità unica di mettere alla prova dei dati questi modelli è arrivata dal progetto BRIDGE|50, promosso dai Politecnici di Milano e Torino, da enti pubblici come Regione Piemonte e Città di Torino e da alcune aziende private che si occupano di grandi opere. Il progetto ha permesso di effettuare degli esperimenti a “scala reale” su alcuni elementi strutturali del viadotto di Corso Grosseto a Torino. Il viadotto, in calcestruzzo armato precompresso, doveva essere smantellato e 29 travi e 2 pulvini, gli elementi di appoggio e collegamento delle travi alle pile, sono stati rimossi senza demolirli, usando dei dischi da taglio diamantati, e trasportati in un sito sperimentale appositamente allestito vicino al quartiere Mirafiori.

Finora i modelli sono stati validati per lo più usando test di laboratorio, in cui travi in calcestruzzo armato in scala ridotta vengono sottoposte a prove di carico misurandone poi la risposta. In questi esperimenti, le travi sono state sottoposte a corrosione accelerata aggiungendo ioni cloruro alla miscela di calcestruzzo, per simulare il processo di degrado che avviene nel tempo per esposizione ai diversi agenti atmosferici.

«Uno dei limiti principali della sperimentazione in laboratorio è la scala», spiega Biondini, «modelli validati su provini realizzati in laboratorio a scala ridotta e sottoposti a degrado artificiale possono risultare poco rappresentativi di strutture a scala reale in esercizio da decenni. Anche per questo il progetto BRIDGE|50 è così prezioso».

La possibilità di sperimentare con le travi del viadotto di Corso Grosseto ha permesso ai ricercatori dei Politecnici di Milano e Torino anche di osservare gli effetti naturali della corrosione su una struttura di cinquant’anni. I risultati della validazione di alcuni modelli numerici esistenti sui dati raccolti nel progetto BRIDGE|50 sono stati documentati da Biondini e da Mattia Anghileri, ricercatore al Politecnico di Milano, in uno studio pubblicato sulla rivista Structure and Infrastructure Engineering.

Nello studio i due autori mostrano il buon accordo tra i modelli computazionali e i dati sperimentali ottenuti sottoponendo a prove di carico le travi del viadotto smantellato portandole fino a rottura. Non solo. Un valore aggiunto del loro lavoro è anche quello di stimare l’incertezza nei parametri che descrivono le caratteristiche del calcestruzzo armato (rigidezza e resistenza a compressione e deformazioni in diverse direzioni) e la loro deviazione rispetto ai dati contenuti nei documenti di progetto.

La possibilità di applicare i risultati di questo studio ad altri ponti esistenti in calcestruzzo armato dipende infatti dalla disponibilità di informazioni sui ponti stessi. Quante barre costituiscono l’armatura? Che caratteristiche hanno? Che tipo di calcestruzzo è stato usato?

«Per molte opere esistenti in Italia, così come in altri paesi del mondo, le informazioni disponibili sono limitate», spiega Biondini. «Per le opere più datate spesso non è disponibile neanche la documentazione tecnica di progetto e anche quando tale documentazione è presente potrebbero non risultare documentate le varianti di progetto applicate in corso d’opera. Le varianti possono ad esempio comportare modifiche nella scelta dei materiali e nei dettagli costruttivi, informazioni indispensabili per avere una piena conoscenza dell’opera realizzata».

Nello studio dei materiali delle travi del viadotto, Biondini e Anghileri hanno potuto osservare la variabilità delle proprietà dei materiali e di altre caratteristiche strutturali, quali ad esempio i livelli di precompressione residua. «Per ciascuna variabile, abbiamo ripetuto la misura su più campioni, trovando una distribuzione di valori», spiega Anghileri. «Studiare queste distribuzioni consente di sviluppare una trattazione probabilistica, nella quale è possibile tenere conto delle incertezze e quantificarle», continua Anghileri.

Inoltre, spiega Anghileri, le travi del viadotto di Corso Grosseto consentono di consolidare la validazione dei modelli per diversi livelli di degrado. «Le travi presentano un stato di degrado limitato, mentre i pulvini, le cui prove non sono ancora state completate, sono caratterizzati da livelli di corrosione molto severi».

I risultati del progetto saranno dunque utili a valutare la tenuta di altre strutture in calcestruzzo armato già esistenti, misurandone lo stato di degrado anche con indagini non invasive.

Come nasce BRIDGE|50

«Dopo il crollo del Ponte Morandi, i Politecnici di Milano e Torino ci hanno proposto di realizzare un progetto di ricerca recuperando alcuni degli elementi, travi e pulvini, che costituivano il viadotto di Corso Grosseto, che doveva essere smantellato per realizzare la connessione della linea ferroviaria Torino-Ceres con il nodo ferroviario della città di Torino», spiega Miriam Chiara, ingegnere della Direzione Opere Pubbliche e Trasporti della Regione Piemonte.

«Ci è sembrato da subito molto interessante, perché poteva produrre informazioni utili per la gestione di opere e infrastrutture costruite negli anni Settanta, in particolare per la stima dei costi di manutenzione durante il loro ciclo di vita», aggiunge. Chiara spiega che «fino alla data delle più recenti normative quando si progettava un’opera si lasciava in secondo piano la stima dei costi di manutenzione durante tutto l’arco della vita e quindi gli enti gestori erano sempre un po’ alla rincorsa delle risorse per fare manutenzione».

Chiara ritiene che sarà necessario ancora qualche anno di lavoro perché il progetto BRIDGE|50 produca degli indirizzi da adottare nella pratica. «Questi dovranno essere sottoposti anche agli organi regionali per una validazione prima dell’utilizzo». Chiara auspica che i risultati del progetto arrivino anche all’attenzione delle autorità nazionali, «molte delle opere che potrebbero beneficiare dei nuovi approcci sviluppati dal progetto sono di competenza statale».

Rilevanza nazionale

Anche a livello nazionale, il crollo del Ponte Morandi ha aumentato la sensibilità nei confronti del monitoraggio e della manutenzione dei ponti esistenti, portando all’adozione, nel 2022, delle “Linee guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza e il monitoraggio dei ponti esistenti”, che gli addetti ai lavori chiamano in breve “Linee guida ponti esistenti”.

Le linee guida prevedono una serie di livelli di intervento. Il livello 0 è il censimento, la raccolta di alcuni dati di base sui ponti che permettano, anche grazie a informazioni aggiuntive da raccogliere durante ispezione (livello 1), di assegnargli una classe di attenzione (livello 2). Secondo la classe di attenzione sono previste diverse misure, come quella del monitoraggio continuo, che possono poi determinare interventi di adeguamento.

Il censimento va avanti di pari passo con l’Archivio Informatico delle Opere Pubbliche (AINOP), istituito nel 2019 con un decreto del Ministero dei Trasporti e delle Infrastrutture. AINOP censisce tutti i tipi di opere pubbliche, compresi i ponti, ed è consultabile da tutti i cittadini. A oggi AINOP conta circa 100 000 ponti, ma diverse stime concordano che il totale si aggirerebbe intorno a 180 000.

Il database AINOP non contiene informazioni strutturali o sul tipo di materiali utilizzato, ma i risultati della sperimentazione sulle Linee guida ponti esistenti, realizzata dalla rete di laboratori per l’ingegneria sismica e strutturale ReLUIS, indica che il 30% dei ponti italiani sarebbe realizzato in calcestruzzo armato e il 55% in calcestruzzo armato precompresso. La Sperimentazione, che ha approfondito i dati di un campione di circa 600 ponti ritenuto rappresentativo dell’intero patrimonio nazionale, indica che circa il 60% di questi ponti sarebbe stato costruito negli anni Sessanta e Settanta, e circa il 20% tra il 1990 e il 2008.

Queste stime indicherebbero che il degrado dovuto alla corrosione sarebbe dunque un tema rilevante per moltissimi ponti nel paese.

Questo articolo è prodotto in collaborazione con lo Spoke 3 (Terremoti e vulcani) della Fondazione RETURN. RETURN (multi-Risk sciEnce for resilienT communities under a changiNg climate) è un partenariato esteso finanziato dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Mira a rafforzare le filiere di ricerca sui rischi ambientali, naturali e antropici a livello nazionale e a promuovere la loro partecipazione alle catene del valore strategiche europee e globali.

Da queste due considerazioni prende avvio una riflessione sull’uso eccessivo e intensivo dei dispositivi digitali da parte di bambini, bambine e adolescenti.

Numerosi studi mostrano come il tempo trascorso davanti agli schermi abbia ricadute significative sulla salute fisica e psicologica. In una ricerca che includeva bambini e adolescenti, un’esposizione superiore alle 2 ore quotidiane è risultata associata a un aumento del rischio di sovrappeso e obesità del 67% rispetto ai coetanei con un tempo di utilizzo inferiore. L’esposizione precoce e prolungata agli schermi è inoltre associata a un peggioramento del benessere psicologico negli adolescenti. Nei bambini più piccoli, l’uso precoce dei dispositivi digitali è correlato a maggiore irritabilità, disattenzione, iperattività e difficoltà nella regolazione emotiva. Superare le 2–3 ore di schermo al giorno è associato a un minore benessere mentale, con un aumento dei sintomi ansiosi e depressivi.

Le ragazze appaiono particolarmente vulnerabili: mostrano una maggiore fragilità rispetto all’immagine corporea e all’autostima e sono più esposte a fenomeni come il FOMO (Fear Of Missing Out, la paura di essere esclusi) e la nomofobia, ossia l’ansia legata all’assenza del telefono o della connessione.

Nei bambini sotto i 13 anni, anche una sola ora serale di esposizione agli schermi può ridurre la durata e la qualità del sonno, con un conseguente aumento del rischio di disturbi dell’umore, ansia e un peggioramento del rendimento scolastico. A ciò si aggiunge il fenomeno del cyberbullismo, strettamente legato alla diffusione precoce di smartphone, social media e chat, che interessa soprattutto la fascia 13–18 anni e colpisce con maggiore frequenza le ragazze.

Le iniziative per vietare i social

Negli ultimi anni anche la politica sembra aver preso maggiore consapevolezza del problema. A livello europeo sono in corso discussioni per rendere obbligatoria la verifica dell’età attraverso sistemi di identità digitale, con l’obiettivo di proteggere i minori online. In Australia, dal 10 dicembre 2025, è entrata in vigore una legge, la prima al mondo, che obbliga le piattaforme digitali (da Instagram a TikTok, da YouTube a Snapchat) a rimuovere gli account degli under 16 e a impedirne la creazione di nuovi. Le aziende sono tenute a utilizzare sistemi di verifica dell’età basati anche sul riconoscimento facciale, che tuttavia hanno mostrato limiti significativi: alcuni minorenni sono riusciti a superare i controlli, mentre utenti maggiorenni sono stati erroneamente identificati come troppo giovani.

Dopo l’Australia, anche Francia e Spagna stanno seguendo una linea simile. In Italia è stata depositata una proposta di legge bipartisan alla Camera e al Senato che mira a vietare l’iscrizione ai social media ai minori di 15 o 16 anni, a seconda delle versioni, senza il consenso dei genitori, prevedendo sistemi di verifica dell’età affidabili. 

Ma il divieto serve a poco: meglio educare all’uso consapevole

Ma è davvero questo l’approccio più efficace? Con gli adolescenti, più che il divieto, funziona l’accordo. È difficile pensare che un singolo provvedimento restrittivo possa arginare un fenomeno così complesso e pervasivo.

È certamente necessario superare l’anonimato in rete e introdurre forme di identità digitale obbligatoria per l’accesso ai social network. Allo stesso modo, è indispensabile che le piattaforme siano in grado di bloccare in tempo reale la diffusione di contenuti illegali attraverso strumenti efficaci di controllo e tracciabilità. La Commissione europea, per esempio, ha richiamato TikTok, la piattaforma più utilizzata dagli adolescenti, evidenziando come alcune sue caratteristiche progettuali (scroll infinito, autoplay, notifiche push e sistemi di raccomandazione altamente personalizzati) favoriscano meccanismi di assuefazione. In assenza di adeguati rimedi, l’azienda rischia sanzioni fino al 6% del fatturato mondiale annuo.

Tuttavia, la strategia probabilmente più efficace resta l’educazione all’uso consapevole dei dispositivi digitali. E il luogo privilegiato per svolgere questo compito non può che essere la scuola. Ciò richiede formazione specifica per gli insegnanti e finanziamenti dedicati: una strada complessa, spesso trascurata dalle scelte politiche.

Occorre quindi ripensare i provvedimenti legislativi adottando una nuova prospettiva: la priorità deve diventare la sovranità digitale dei cittadini, a partire dai più piccoli. Serve uno sforzo collettivo e una raccomandazione forte ai sindaci affinché promuovano e facciano rispettare i patti digitali. È ormai evidente che, affinché bambini e adolescenti utilizzino i media digitali in modo positivo e consapevole, siano necessari accordi condivisi da tutta la comunità. L’impegno delle singole famiglie o della sola scuola non è sufficiente: occorre un’alleanza che coinvolga genitori, nonni, pediatri, scuola, oratori, società sportive, istituzioni e altri contesti educativi e di vita quotidiana.

Liberare il tempo per stare con figli e figlie

Non si tratta di vietare l’uso degli smartphone, né di negarne l’utilità, ma di stabilire regole chiare e condivise: niente dispositivi a tavola, nemmeno nei ristoranti, dove accanto alle aree Wi-Fi dovrebbero esistere zone “no cell”; spegnere lo smartphone almeno un’ora prima di andare a dormire; bloccare le applicazioni non idonee all’età; rafforzare il ruolo del parental control. Allo stesso tempo, è necessario offrire alternative concrete ai dispositivi, già a partire dalla prima infanzia: tornare a leggere favole, ascoltare musica, giocare insieme.

È fondamentale, soprattutto, tornare a trascorrere più tempo con i nostri figli e figlie. L’idea, a lungo accettata, che basti poco tempo purché “di qualità” si è rivelata sbagliata. Abbiamo lasciato bambini e adolescenti soli per troppo tempo, permettendo ai dispositivi digitali di occupare uno spazio sempre più totalizzante nelle loro vite.

I divieti, da soli, non bastano. Serve uno sforzo comune e una forte assunzione di responsabilità da parte delle istituzioni locali. Intanto, abbiamo iniziative come i patti digitali, «un accordo informale tra famiglie che, per aiutarsi, scelgono di seguire nella quotidianità le stesse prassi con il desiderio di promuovere un utilizzo sicuro, attivo, creativo e consapevole della tecnologia»: oggi in Italia si stimano circa 35 patti digitali nel Sud, contro gli 86 del Nord e i 52 del Centro. È una strada impegnativa, forse la più difficile, ed è anche quella che la politica preferisce non vedere.

Cristiana De Filippis, 33 anni, professoressa all’Università di Parma, e Giuseppe Mingione, suo collaboratore nello stesso ateneo, hanno appena completato un progetto iniziato quasi un secolo fa: dimostrare che anche le equazioni che descrivono materiali non uniformi – cioè il mondo così com’è veramente – possono avere soluzioni “regolari”, cioè matematicamente controllabili (gli inglesi scrivono well-behaved), e quindi utilizzabili per fare previsioni affidabili.

Il loro lavoro, pubblicato nell’estate 2025 e raccontato con ampio risalto dalla prestigiosa rivista americana Quanta Magazine, rappresenta un punto di svolta per la matematica applicata e per tutte le scienze che si basano sulle equazioni differenziali alle derivate parziali – dalla fisica alla biologia, dall’ingegneria all’economia.

L’enigma delle equazioni ribelli

La storia inizia negli anni Trenta del Novecento, quando il matematico polacco Juliusz Schauder si pose una domanda fondamentale: quando possiamo essere sicuri che una equazione differenziale alle derivate parziali (PDE, nell’acronimo inglese) abbia una soluzione “regolare”?

Le PDE sono gli strumenti matematici che usiamo per descrivere qualsiasi fenomeno che cambia nello spazio e nel tempo: dalla traiettoria di una tempesta alla diffusione del calore, dalla propagazione delle onde alla distribuzione dello stress in un ponte. Ma queste equazioni sono notoriamente difficili da risolvere direttamente. I matematici devono quindi ricorrere a un approccio indiretto: invece di calcolare la soluzione esatta, dimostrano che deve essere “regolare” – cioè che i suoi valori non possono saltare improvvisamente in modo fisicamente impossibile.

Schauder riuscì a dimostrare che per una classe importante di queste equazioni – le cosiddette equazioni ellittiche, che descrivono fenomeni in equilibrio, come la temperatura di una colata di lava dopo che si è raffreddata – bastava una condizione: le regole che governano il fenomeno (per esempio, come si propaga il calore) non dovevano cambiare troppo bruscamente da punto a punto. Una volta capite le equazioni ellittiche si può poi passare alla loro versione evolutiva, quelle paraboliche, che servono a descrivere l’evoluzione dei sistemi nel tempo. Queste equazioni in un certo senso contengono quelle ellittiche, ma la loro analisi riposa comunque su quella della loro parte ellittica, che codifica le proprietà fisiche dei sistemi nella maggior parte dei casi.

La teoria di Schauder funzionava però per materiali “uniformi”, dove esistono limiti ben definiti su quanto possano essere estreme le proprietà del sistema. In questi casi ideali, il calore fluisce sempre entro certi limiti di velocità.

Ma il mondo reale non è sempre “uniforme". In un materiale eterogeneo possiamo avere differenze drastiche: alcune regioni potrebbero condurre il calore estremamente bene, altre estremamente male. E per questi casi, la teoria di Schauder sembrava non bastare più.

Vent’anni di attesa

Giuseppe Mingione si imbatté in questo problema nell’agosto del 2000. Ventottenne, appena uscito dal dottorato, si trovava in un vecchio resort in Russia per una conferenza sulle equazioni differenziali. Una sera, avendo tempo a disposizione, cominciò a leggere alcuni articoli del matematico Vasilij Zhikov, un genio russo che aveva incontrato al convegno e che conosceva di nome. Fu allora che si rese conto del problema: le equazioni non uniformemente ellittiche che sembravano ben comportate potevano in realtà avere soluzioni irregolari, anche quando soddisfacevano la condizione di Schauder.

Tornato in Italia, Mingione – all’epoca professore a Parma – lavorò con due colleghi per formulare una congettura: le equazioni non uniformemente ellittiche avevano bisogno di una condizione aggiuntiva, più stringente. Non bastava più che le regole del sistema cambiassero gradualmente: questi cambiamenti dovevano essere controllati in modo ancora più rigoroso, e il controllo doveva essere tanto più stretto quanto più il materiale era disomogeneo.

Mingione e i suoi collaboratori, Luca Esposito e Francesco Leonetti, riuscirono a dimostrare che quando questa nuova condizione – espressa nella forma di una semplice disuguaglianza numerica  – non veniva rispettata, le soluzioni potevano effettivamente diventare irregolari. Ma non riuscirono a dimostrare l’inverso: che quella condizione fosse sufficiente a garantire la regolarità. A quel punto furono in grado soltanto di fornire un primo risultato di regolarità, troppo lontano dalla  Teoria di Schauder. Mingione ci lavorò per anni, ottenendo solo risultati molto parziali, ma senza venirne mai a capo.

La chiamata di mezzanotte

Passano quasi vent’anni. Nel 2017, una studentessa di dottorato al primo anno, Cristiana De Filippis, sente parlare del problema e, nonostante matematici più esperti la mettano in guardia, decide di contattare Mingione. Una sera, durante una videochiamata su Skype che si protrae fino a notte fonda, complice la solita insonnia di Mingione, la giovane ricercatrice – che stava completando il suo dottorato a Oxford – gli dice che ha delle idee per dimostrare quella vecchia congettura e che è determinata a riprendere il lavoro da dove lui l’aveva lasciato.

«È stato come una macchina del tempo», ricorda Mingione nell’intervista a Quanta Magazine. «È stato come incontrare me stesso di vent’anni prima che bussa alla porta della mia mente».

Nata a Bari ma cresciuta a Matera, dopo il liceo scientifico De Filippis si era trasferita al Nord per studiare matematica: laurea triennale a Torino con Susanna Terracini, magistrale alla Bicocca di Milano con Veronica Felli, un periodo di ricerca in Francia con Paola Goatin, poi il dottorato a Oxford sotto la guida di Jan Kristensen, antico collaboratore di Mingione. De Filippis si era appassionata alla teoria della regolarità già alla Bicocca, grazie alle lezioni di Arrigo Cellina, esperto di Calcolo delle Variazioni di fama mondiale. Proprio durante il dottorato aveva iniziato a lavorare su problemi legati alla teoria della regolarità che erano stati inizialmente affrontati proprio dal gruppo di Parma, e i suoi primi lavori avevano attirato l’attenzione della comunità internazionale. Ecco scoccare la scintilla che riaccende il fuoco di quella ricerca impossibile.

L’equazione fantasma

La chiave per dimostrare che la soluzione di una PDE è regolare è mostrare che cambia sempre in modo controllato. I matematici lo fanno studiando una funzione speciale chiamata “gradiente”, una generalizzazione a più direzioni dell’usuale derivata di una funzione, che descrive quanto velocemente la soluzione cambia in ogni punto. Se riescono a dimostrare che il gradiente non può diventare troppo grande, hanno vinto.

Ma proprio come è impossibile calcolare direttamente la soluzione di queste equazioni, è anche impossibile calcolarne il gradiente. Serviva un altro approccio.

De Filippis e Mingione derivano dalla PDE originale quella che hanno chiamato una “equazione fantasma” (ghost equation) – un’ombra di ciò di cui avevano realmente bisogno. Era qui che Mingione si era arenato decenni prima. Ma De Filippis ha un’idea su come affinare questa equazione fantasma per farle fornire un’immagine più nitida della PDE originale. Usando una procedura lunga e articolata, in più passaggi, i due riescono a ricavare dall’equazione fantasma informazioni sufficienti per ricostruire il gradiente.

«È un approccio che può sembrare un po’ azzardato», ha commentato Simon Nowak dell’Università di Bielefeld in Germania. «Ma funziona, ed è davvero elegante».

Il passo successivo consiste nel dimostrare che questo gradiente non possa diventare troppo grande. Lo dividono in pezzi più piccoli grazie a una tecnica che si chiama decomposizione atomica non lineare, introdotta da Kristensen e Mingione molti anni prima, e dimostrano che ciascun pezzo non può superare una dimensione specifica. Si tratta di uno sforzo enorme: anche il più piccolo errore di misurazione su un singolo pezzo farebbe crollare la loro stima del gradiente, allontanandoli dalla soglia che stavano cercando di dimostrare.

In un primo lavoro, pubblicato nel 2023 sulla rivista Inventiones Mathematicae, riescono a domare tutti questi pezzi abbastanza bene da dimostrare che le PDE non uniformemente ellittiche che soddisfacevano una versione rafforzata della diseguaglianza inizialmente formulata da Mingione dovevano avere hanno soluzioni regolari. Ma la condizione iniziale del 2000 è ancora lontana. 
Per dimostrare la congettura completa, devono ottenere stime ancora migliori sulle dimensioni dei pezzi del gradiente. Questo ha richiesto di ricominciare da capo molte volte – «un gioco senza fine», come lo ha definito De Filippis. Ma alla fine, riescono a dimostrare che la soglia prevista da Mingione decenni prima era esattamente quella giusta.

«È stato un miracolo della disperazione», commenta Mingione. Sembra di sentire Max Planck quando nel 1900 si esprime più o meno allo stesso modo quando escogita la famosa costante universale h dallo studio del corpo nero. I matematici, si sa, sanno essere drammatici.

Oltre il secolo

Il risultato non è solo il completamento di un progetto lungo un secolo. È anche ricco di possibilità per la scienza applicata. Fino a oggi, i ricercatori che volevano studiare fenomeni complessi del mondo reale – la diffusione dell’ossigeno nei tessuti tumorali, il flusso dell’acqua attraverso rocce porose con strutture eterogenee, la distribuzione dello stress in materiali compositi – dovevano semplificare le loro equazioni, assumendo forzatamente una uniformità fittizia. Ora, grazie al lavoro di De Filippis e Mingione, possono usare equazioni più realistiche, che approssimano meglio la realtà.

«La parte magica», ha osservato Tuomo Kuusi dell’Università di Helsinki, «è che sono riusciti a mettere tutta questa teoria profonda sotto un unico ombrello e poi a spremerne fuori la dimostrazione».

I due matematici non si sono solo occupati di equazioni ellittiche. Le loro tecniche stanno già stimolando ricerche su altri tipi di equazioni differenziali alle derivate parziali, comprese quelle che cambiano sia nello spazio che nel tempo – sono proprio le equazioni paraboliche, quelle che descrivono processi dinamici come la diffusione del calore o la propagazione di inquinanti.

Una storia italiana

La vicenda di De Filippis e Mingione è anche una storia di eccellenza scientifica italiana che, contro le tendenze dominanti, riesce a trattenere talenti.

Il gruppo di Analisi Matematica dell’Università di Parma è oggi riconosciuto internazionalmente come uno dei più importanti al mondo nel campo della teoria della regolarità per equazioni differenziali. I risultati ottenuti negli anni hanno aperto interi filoni di ricerca che oggi vengono sviluppati in decine di università in tutto il mondo. Questa intensa attività ha portato a Parma numerosi esperti di fama mondiale e giovani ricercatori che vengono a perfezionarsi – tra loro, inizialmente, proprio Cristiana De Filippis.

Per De Filippis, il 2024 è stato un anno straordinario. A luglio ha ricevuto il Premio della European Mathematical Society (EMS Prize), il più prestigioso riconoscimento della matematica europea, assegnato ogni quattro anni a un massimo di dieci matematici under 36. Il premio è considerato l’anticamera della Medaglia Fields, spesso definita il “Nobel della matematica”. De Filippis lo ha vinto a soli 31 anni, diventando la prima ricercatrice italiana a riceverlo lavorando in un’università italiana. (L’altra vincitrice italiana di quell’edizione, Maria Colombo del Politecnico di Losanna, aveva anch’essa stretti legami con Parma, avendo scritto alcuni dei suoi lavori più citati proprio con Mingione e con Paolo Baroni, altro docente dell’ateneo parmense. Un’altra ricercatrice, Corinna Ulcigrai, ha vinto il premio nel 2012 e ha sempre lavorato all’estero. È adesso professoressa presso l’Università di Zurigo).

Il premio EMS è parte di una lunga serie di riconoscimenti che De Filippis ha ricevuto negli ultimi anni: il G-Research Prize a Oxford nel 2019, il Premio Iapichino dell’Accademia dei Lincei nel 2020, il Premio Bartolozzi dell’Unione Matematica Italiana nel 2024, un ERC Grant e il SIAM Early Career Prize nel 2025. Forbes l’ha inserita nella lista delle 100 donne italiane di successo del 2023. Secondo la banca dati dell’American Mathematical Society, è una delle persone più citate della matematica mondiale nella sua generazione.

Nonostante offerte prestigiose dall’estero, De Filippis ha scelto di tornare e restare in Italia. «Avere l’opportunità di interagire sin da subito con alcuni leader del settore come quelli che lavorano a Parma ha rappresentato per me un grande vantaggio e un grande stimolo», ha spiegato in un’intervista. «L’atmosfera che ho trovato nel gruppo di Analisi Matematica di Parma, con colleghi eccezionali e una grande disponibilità a valorizzare il talento dei più giovani, è stata fondamentale».

Dal 2025, a soli 32 anni, De Filippis è professoressa ordinaria di Analisi Matematica all’Università di Parma.«Le equazioni differenziali alle derivate parziali sono sempre state quasi proibitive da analizzare matematicamente», scrive Quanta Magazine. «Ora sono diventate solo un po’ più facili. E dietro di loro c’è un’enorme realtà che aspetta di essere spiegata».

Ho avuto anch’io l’occasione di intervistare la giovane matematica in una passata edizione del festival della Scienza a Genova, e ne sono rimasto stregato. Quel giorno io e il pubblico abbiamo capito quello che abbiamo capito. Io poco. Ma proprio per questo a me come ad altri è venuta voglia di «fraintendere un po’ più profondamente», come diceva scherzando Niels Bohr.\

Se sono ben consolidate le conseguenze evolutive, funzionali e fisiologiche della termocezione, non sono per nulla esplorate quelle cognitive. Laura Crucianelli e Gerardo Salvato guidano questa revisione, evidenziando come le variazioni di temperatura consolidino la percezione del sé, ovvero la consapevolezza che il corpo – o una sua parte – ci appartengono. 

Queste variazioni includono il freddo, come la sensazione di dita ghiacciate che proviamo in inverno senza guanti, e soprattutto il caldo: l’abbraccio genera calore, che è uno dei primi segnali di sicurezza che riceviamo, fin dal grembo materno. Un’alterata percezione corporea caratterizza disturbi alimentari, ansia, depressione, ma anche alcune conseguenze di un ictus cerebrale, in seguito alle quali non si riconosce una parte del corpo come propria. 

L’attivazione dell’asse pelle-cervello

In particolare, il contatto fisico caloroso (ossia percepito come non minaccioso, e all’interno di un contesto relazione) stimola sia recettori termosensibili, che rilevano la temperatura della fonte del contatto e si trovano nella pelle di mani e piedi (detta glabra), sia le fibre C-tattili, che ne identificano l’intenzione affettuosa e si trovano nel resto del corpo (pelle pelosa): sono infatti sensibili a tocchi delicati e trasmettono sensazioni gratificanti e piacevoli. 

La loro attivazione invia segnali alla corteccia insulare, regione del cervello dedicata all’interocezione, che integra quindi le sensazioni interne del corpo (come battito, respiro, sensazioni viscerali) alle emozioni: si tratta di un’area che, oltre a registrare lo stimolo, lo associa alle sensazioni emotive interne, supportando la consapevolezza corporea ed emotiva. Il segnale integrato di calore e affetto, quindi, favorisce una lettura più regolata dei segnali interni del corpo da parte della corteccia insulare: l’abbraccio, aumentando il senso di appartenenza al corpo, stimola quindi il senso di sicurezza e la regolazione affettiva. 

Evidenze fisiologiche

Il gruppo di ricerca integra i risultati di diversi studi e articoli precedenti che, visti sotto questa nuova luce d’insieme, sostengono un’idea coerente: la termocezione non serve solo alla termoregolazione, ma anche alla nostra consapevolezza e percezione corporea. 

La review spiega il ruolo dei termorecettori sopracitati all’interno dell’omeostasi: da un lato, questi supportano il sistema di termoregolazione centrale, che contrasta le oscillazioni di temperatura interne tramite risposte fisiologiche (come la vasocostrizione e la vasodilatazione) e comportamentali (come mettersi o togliersi un cappotto). Dall’altro, grazie all’intervento delle fibre C-tattili, nella corteccia insulare la termocezione è accompagnata da sensazioni affettive, che si traducono in comfort o disagio associato alle diverse temperature percepite. Si evidenzia quindi come l’interazione tra interocezione e termocezione ponga le basi per la percezione del senso di sé come unitario e attivo nel mondo esterno; e come questo processo sia attivato da una variazione di temperatura, come il calore di un abbraccio.  

Evidenze sperimentali: le illusioni multisensoriali

Lo studio cita anche studi precedenti che manipolano sperimentalmente il senso di proprietà del corpo, associandoli alla temperatura. Per esempio, sono stati sperimentati su persone sane diversi paradigmi di illusione: quello della ‘mano di gomma’ prevede che i partecipanti pongano la propria mano nascosta alla vista e allineata con una mano di gomma, invece visibile. In seguito a una stimolazione tattile sincrona sulle due mani, i partecipanti hanno sperimentato la sensazione del tatto sulla mano di gomma, percependola come propria. Paradigmi di illusione simili sono stati studiati su tutto il corpo (l’illusione del “corpo intero”), e su entrambe le mani (l’illusione della “scatola dello specchio”). Studi successivi hanno anche misurato una diminuzione di temperatura nella parte del corpo che sperimenta l’illusione. 

Questi test evidenziano una correlazione tra senso di proprietà del corpo e termocezione: per esempio, nel paradigma della mano di gomma, se si tocca la mano nascosta del partecipante con un oggetto caldo, e il partecipante vede questo oggetto, il cervello riceve stimoli congruenti (visione dell’oggetto caldo – sensazione di calore), e in questo modo si può rafforzare l’illusione: la temperatura non è quindi solo uno stimolo periferico, ma ha un ruolo attivo nel processo con cui il cervello costruisce la rappresentazione del proprio corpo. 

Queste sperimentazioni sono state effettuate anche su popolazioni che soffrono di disturbi clinici, come ictus, disforia dell’integrità del corpo e anoressia nervosa: questi dimostrano che, quando la consapevolezza della proprietà del corpo è compromessa, risulta alterata anche la percezione termica cutanea. 

Autori e autrici non nascondono comunque la presenza di incongruenze tra i risultati delle diverse sperimentazioni, focalizzandosi però su una problematica comune a queste criticità: la mancanza di una standardizzazione univoca del procedimento sperimentale. 

Possibili applicazioni future

Comprendere il ruolo dei segnali termici nella costruzione della percezione del sé ha implicazioni molto promettenti in diversi ambiti clinici: dalla riabilitazione neurologica in pazienti che presentano un’alterata percezione corporea, fino alla realizzazione di protesi che, trasmettendo sensazioni di caldo e freddo agli amputati, ne favoriscono l’accettazione. Questi studi possono anche migliorare le politiche di salute sul lavoro (per esempio per persone che lavorano ad alte temperature, come i vigili del fuoco) e i piani di adattamento ai cambiamenti climatici attuali. 

Non solo la percezione del sé

Una rappresentazione corporea solida è quindi favorita da variazioni di temperatura: il calore è una conseguenza immediata del contatto fisico, in particolare degli abbracci, soprattutto grazie all’interazione tra i termorecettori e le fibre C-tattili. I loro benefici, tuttavia, non si limitano solo all’interocezione. 

Gli abbracci si inseriscono all’interno di una forma di contatto detta “sociale”, che umani e animali scambiano in situazioni sociali per comunicare qualcosa: comprende anche baci, carezze e strette di mano. Questi comportamenti hanno effetti specifici sui nostri ormoni: in particolare, determinano una diminuzione dei livelli di cortisolo, “l’ormone dello stress” (in particolare per le donne), e un rilascio di ossitocina, che ha un effetto rilassante e a sua volte media la concentrazione di dopamina, la quale interviene nei sistemi di ricompensa del cervello. 

Viste queste conseguenze ormonali positive, e in particolare la riduzione degli ormoni dello stress, gli abbracci hanno un effetto protettivo sulla nostra salute. Studi precedenti, infatti, mostrano come abbracci più frequenti rafforzino il sistema immunitario: sono infatti associati a una riduzione della suscettibilità alle infezioni respiratorie date dallo stress, come il raffreddore. Inoltre, c’è una correlazione negativa diretta tra gli abbracci e il livello di molecole infiammatorie nella saliva: all’aumentare dei primi, diminuiscono le seconde. Abbracci frequenti sono quindi associati a un abbassamento del livello di infiammazione generale nel corpo.

E non siamo gli unici

L’abbraccio – e, più in generale, le diverse forme di aggregazione sociale – sono comportamenti comuni all’interno del regno animale: tra i nostri parenti più stretti si abbracciano per esempio gli scimpanzé, i bonobo, i gibboni e le scimmie ragno. Inoltre, gli animali presentano anche i face hugs, un tipo di abbraccio che prevede che due individui avvicinino i loro visi per sfregare le guance le une contro le altre. È un comportamento che caratterizza le scimmie ragno, ma anche elefanti e uccelli. 

Entrambi i tipi di abbracci determinano il rilascio di ossitocina, che anche nelle altre specie riduce lo stress: l’abbraccio negli animali avviene spesso in seguito a un conflitto, come forma di conforto. Questo rappresenta un vantaggio evolutivo, dato che determina un rafforzamento dei legami sociali: per esempio, se una scimmia viene abbracciata da un’altra dopo aver perso un combattimento, il legame tra le due è più forte, e se nel futuro la seconda scimmia avrà bisogno di supporto, è più probabile che lo riceverà. 

Anche tra le altre specie torna poi torna il tema della temperatura, dato che gli abbracci rappresentano una forma di termoregolazione che protegge dalle temperature più fredde, soprattutto per gli individui giovani: molti animali praticano forme di aggregazione sociale per conservare calore. Ne è un esempio il pinguino imperatore, che a basse temperature si riunisce in gruppi di numerosi individui stretti uno all’altro.

La funzione termoregolatrice del calore è centrale anche nella pratica della Kangaroo Mother Care (KMC): consiste nel mantenere il contatto prolungato pelle-pelle tra neonato e genitore, ed è utilizzata per ridurre la mortalità infantile data dall’ipotermia. Si tratta di una tecnica enormemente utilizzata nei bambini nati prematuri, che prende ispirazione dalle cure parentali nei canguri: il cucciolo nasce estremamente prematuro, striscia sulla pelliccia della madre finché non trova il marsupio e da lì può iniziare a succhiare il latte materno, terminando di crescere. 

È evidente quindi il ruolo degli abbracci nel nostro benessere soggettivo, confermando così la nostra natura profondamente sociale e relazionale; caratteristica che condividiamo con molte altre specie e che ci ricorda che non siamo individui isolati dalla natura, ma parte di una comunità di relazioni ed individui che ci protegge e sostiene.

I dati mostrano che le donne sono oggi più presenti nei gruppi consultivi, tra gli esperti e tra i coordinatori di progetto rispetto all’epoca di Horizon 2020. Tuttavia, la loro sottorappresentazione nelle posizioni apicali, la maggiore precarietà contrattuale e il peso sproporzionato del lavoro di cura continuano a frenare l’accesso a carriere scientifiche pienamente paritarie.

Il tema non è nuovo. L’uguaglianza di genere e l’integrazione della gender dimension sono stati considerati prioritari dallo Spazio europeo della ricerca sin dal 2012 e i dati dei programmi quadro di finanziamento in ambito R&I varati dalla Commissione europea, Horizon 2020 (2014-2020) e Horizon Europe (2021-2027), mostrano segni tangibili di miglioramento. In particolare, la presenza femminile tra gli esperti e nei gruppi consultivi dei progetti è passata dal 43% di H2020 al 51% di HEurope, tra i valutatori dal 42% al 45%, e tra i coordinatori di progetto dal 24% al 31%. 

Parità di genere, ma solo sino a un certo punto

Nonostante questi dati certifichino il cambiamento in atto, ancora oggi le posizioni accademiche e di ricerca di alto livello e nei ruoli di leadership sono dominate dalla presenza maschile. Le donne ricoprono solo il 30% delle posizioni accademiche di grado A (top level): il 38% nelle discipline umanistiche e artistiche, il 35% nelle scienze sociali, il 33% nelle scienze mediche e sanitarie e il 20% nel campo delle scienze e dell’ingegneria. Sono il 26% dei direttori degli istituti di istruzione superiore europei e solo il 22% delle presidenze universitarie, pur rappresentando il 39% dei membri dei consigli di amministrazione degli istituti accademici e di ricerca. Inoltre, tra il 2018 e il 2021, le donne hanno rappresentato solo il 9% dei richiedenti di brevetti (dato che non ha registrato miglioramenti nell’ultimo decennio). 

In linea con la Gender Equality Strategy 2020-2025, numerosi progetti finanziati nell’ambito di Horizon Europe hanno integrato in modo strutturale la parità di genere nelle proprie attività. È il caso, per esempio, del progetto HOLiFOOD, che ha adottato una prospettiva intersezionale, affrontando il genere insieme ad altre disuguaglianze socioeconomiche sia nel reclutamento dei team sia nella costruzione di ambienti di lavoro inclusivi.
I Gender Equality Plan sono oggi requisito per l’accesso ai finanziamenti europei. Alcuni esempi mostrano come questi strumenti possano tradursi in politiche concrete:

• il Gep dell’Università di Porto si concentra sulla promozione delle pari opportunità nei processi di assunzione e sulla riduzione del divario retributivo di genere attraverso pratiche di reclutamento più inclusive;
• nell’ambito del progetto Athena, le università partner hanno introdotto misure per garantire l’equilibrio di genere nei processi di selezione e di sviluppo della carriera, promuovendo pari accesso ai ruoli accademici e ai processi decisionali.

Queste iniziative mostrano che i Gep possono incidere non solo sulla composizione dei team, ma anche sulle dinamiche di carriera e sulle disuguaglianze salariali. Resta però aperta la questione della loro effettiva implementazione nel lungo periodo e della capacità di produrre cambiamenti strutturali duraturi.

Work-Life (im)balance

Una sfida significativa per università e centri di ricerca è trattenere le donne, soprattutto tra i 30 e i 44 anni. In questo periodo, molte abbandonano a causa della mancanza di equilibrio tra lavoro e vita privata e di una cultura lavorativa non inclusiva:

• circa il 56% delle donne con figli di età inferiore ai 12 anni dedica loro almeno 5 ore al giorno (vs. 26% degli uomini)
• all’interno delle coppie le donne sono più spesso le principali responsabili della cura dei figli (50% vs il 6% degli uomini) 
• la percentuale di donne che hanno la responsabilità della cura dei figli e hanno un’occupazione retribuita è inferiore di 14 punti percentuali rispetto agli uomini (70% contro 84%) e di 19 punti percentuali quando si tratta di lavoro part-time (38% vs. 19%)
• le donne che si occupano dei bambini hanno maggiori probabilità di essere genitori a tempo pieno (11% vs 1%).

Strategie per migliorare il work-life balance per le donne che lavorano nel settore R&I sono stati sviluppati da numerosi progetti. Vanno in questa direzione sia programmi previsti dal Gender Equality Plan dell’Università della Repubblica Moldova, sia le convenzioni con centri diurni, come asili nido, stipulate dall’Università di Torino per i figli dei dipendenti. 

Mind the gap

Le ricercatrici, e in particolare le madri, devono affrontare svantaggi sistemici che ostacolano l’avanzamento di carriera. Secondo il rapporto She figures 2024, le donne sono impiegate in modo sproporzionato con contratti precari, il che rafforza la loro posizione di svantaggio. Altre fonti mostrano che nell’istruzione superiore europea, il 9% delle donne accademiche è assunta con contratti di un anno o meno (o senza alcun contratto) rispetto al 7,7% degli uomini. Nelle prime fasi della carriera il problema è ancora più marcato: il 40% delle donne ha un contratto temporaneo, contro il 31,8% degli uomini. Mentre per gli uomini i contratti migliorano con l’avanzare della carriera, e la precarietà scende al 5,5% nella fase successiva, la percentuale di donne che occupano posizioni precarie rimane elevata (28,3%). 

Oltre i numeri: verso un cambiamento strutturale

I dati europei raccontano una storia ambivalente. Da un lato, l’aumento della presenza femminile tra esperti, valutatori e coordinatori di progetto segnala che le politiche di genere stanno producendo effetti misurabili. Dall’altro, la persistenza di forti squilibri nelle posizioni apicali, l’elevata precarietà contrattuale e il peso sproporzionato del lavoro di cura indicano che il cambiamento è ancora parziale e fragile.

In particolare, la fase della vita compresa tra i 30 e i 44 anni continua a rappresentare un punto critico di uscita dal sistema della ricerca per molte donne, soprattutto madri. Senza interventi incisivi su work-life balance, stabilità occupazionale e progressione di carriera, il rischio è che l’aumento dell’accesso iniziale non si traduca in un reale riequilibrio del potere accademico.

I Gender Equality Plan e i progetti europei citati mostrano che esistono strumenti efficaci per intervenire, ma la loro portata resta limitata se non accompagnata da un impegno politico e istituzionale più ampio: criteri di valutazione meno penalizzanti per le interruzioni di carriera, maggiore trasparenza salariale, servizi per la conciliazione lavoro–cura e politiche attive contro la precarietà.

In questo senso, l’uguaglianza di genere nella ricerca è una questione che riguarda la qualità del sistema scientifico europeo nel suo complesso: un sistema che esclude o marginalizza una parte significativa dei suoi talenti è, inevitabilmente, un sistema meno innovativo, meno equo e meno competitivo.

Il tono del volume è affidato alla fulminante battuta di Ennio Flaiano citata nell’introduzione: «Stanco dell’infinitamente piccolo e dell’infinitamente grande, lo scienziato si dedicò all’infinitamente medio». Proseguendo nella lettura, scoprirete che è una descrizione particolarmente calzante della mentalità che sottende la meccanica statistica, l’area prediletta dagli autori.

Il volume è suddiviso in capitoli brevi, ognuno dedicato a un’idea o una biografia, presentati in ordine alfabetico, con due eccezioni. Il primo capitolo introduce il concetto di “passeggiata casuale”, vero e proprio leitmotiv del libro, e suo alfabetiere.  L’ultimo è una godibilissima filmografia fisico-scientifica. Certo, c’è Interstellar (ci mancherebbe!), ma non mancano chicche inaspettate, come Viaggio allucinante.

La passeggiata aleatoria non è solo un riuscito artificio retorico, utile a rendere il materiale fruibile a un pubblico eterogeneo per interessi e competenze. È anche una metafora del modo in cui si costruisce la conoscenza scientifica: a volte si inciampa (per così dire) in un risultato fecondo, altre ci si infila in un vicolo cieco; e talvolta si finisce per litigare con qualche collega, per ragioni più o meno nobili. I ventinove capitoli del libro offrono numerosi esempi di tutte queste possibilità. 

L’infinitamente medio come modo di pensare

La voce Universalità è rappresentativa dello stile di pensiero della fisica statistica e descrive il ruolo centrale dei “modelli” nell’avanzamento della conoscenza scientifica. Elaborare un modello, ci suggeriscono gli autori, significa padroneggiare l’arte sottile di scegliere quali informazioni tralasciare. Lo mostrano attraverso la Legge dei grandi numeri e il Teorema centrale del limite, le fondamenta matematiche e concettuali della disciplina. Qui è “l’infinitamente medio” che conta: il dettaglio microscopico non solo è impraticabile, ma spesso anche inutile. I risultati probabilistici chiariscono infatti sotto quali condizioni un sistema fisico possa essere descritto con precisione tramite poche grandezze “robuste”, tipicamente media e varianza. È un’idea che attraversa tutto il volume: dall’interpretazione bernoulliana della pressione come effetto medio (macroscopico) degli urti di un gran numero di molecole, al passaggio dalle medie temporali alle medie d’insieme nell’ipotesi ergodica, fino alla teoria dell’informazione, dove la quantità d’interesse non riguarda il singolo messaggio, ma l’informazione media prodotta dalla sorgente.

In un’epoca di inesauribile entusiasmo datacentrico, di large language models e di profilazione individuale,  l’idea che la costruzione della conoscenza scientifica proceda per opportuna omissione di dettagli può sembrare, a prima vista, poco “scientifica”. Ma non è così. La forma mentis dell’“infinitamente medio” aiuta invece a cogliere le ragioni matematiche del successo degli algoritmi di intelligenza artificiale, ai quali la fisica statistica ha dato e continua a dare un contributo notevole. Al tempo stesso, però, ci mette in guardia rispetto ai loro limiti intrinseci, discussi a più riprese nel volume.

Ossessione, competizione e ideologia

Un pregio non comune di A spasso nella fisica moderna è offrire uno sguardo “dall’interno” che i manuali tipicamente sacrificano alla causa dell’ortodossia didattica, e che viceversa, i testi divulgativi tendono a romanzare in modo stucchevole. Così, a più riprese, gli autori ci ricordano che la scienza è un prodotto umano. Anzi, umanissimo. È fatta di intuizioni brillanti, senza dubbio, ma anche di fegati ingrossati, ego smisurati, carriere mai costruite o repentinamente naufragate, passioni, opportunismi,  ossessioni.

Un ottimo esempio è il capitolo su Ludwig Boltzmann. La sua vicenda è descritta come un lungo corpo a corpo, finito male, con l’idea (o meglio, con la realtà) dell’atomo. In un’epoca in cui l’opinione corrente considerava gli atomi “utili finzioni matematiche” (qualcosa che serve a far tornare i conti ma che non esiste davvero), gli autori mostrano come, per Boltzmann, la convinzione che gli atomi costituissero la base della realtà fisica non fosse una semplice posizione accademica. Era un’ossessione, che lo portò a scontrarsi contro il muro del rifiuto dei suoi contemporanei: uno scontro che lo logorò profondamente. Gli autori ricordano inoltre come i suoi confronti con i “positivisti” seguaci di Mach assumessero i toni di battaglie tra fazioni in lotta per l’egemonia culturale della fisica europea. E come Boltzmann, psicologicamente fragile, non resse alla pressione.

Ancora più clamoroso è lo scontro raccontato nel capitolo dedicato ad Andrej Nikolaevič Kolmogorov tra Trofim Lysenko, biologo e agronomo di regime, che negava l’esistenza dei geni, e lo stesso Kolmogorov, che lo sconfessò ricorrendo a quello che oggi è noto come test di Kolmogorov–Smirnov. Ma la vicenda andò ben oltre il botta e risposta accademico. Gli autori ricordano a tal proposito la morte tragica di Nikolaj Vavilov, tra i genetisti più apprezzati dell’epoca, incarcerato dal regime stalinista con l’accusa di essere una spia britannica. Per non parlare, poi, dei danni incalcolabili inflitti all’agricoltura sovietica dalle pratiche antiscientifiche promosse da Lysenko.

Opportunismo, guerra e pacifismo

Politica, e con essa guerra e pacifismo, non sono in questo libro contorno biografico né digressione ornamentale. Sono piuttosto le direttrici principali grazie a cui gli autori mostrano che la scienza vive dentro la storia, in cui spesso viene trascinata a forza. 

Per questo nel libro c’è di tutto. C’è l’opportunismo politico di Laplace che, come viene ricordato,  non esitava a rendersi indispensabile a chiunque fosse al potere. C’è il coinvolgimento militare di fisici come von Neumann, e dei molti fisici legati al Progetto Manhattan. E poi c’è Lewis Fry Richardson, una figura che gli autori ci invitano calorosamente a conoscere meglio. Richardson incarna un pacifismo praticato anche nella scienza. Pioniere delle previsioni meteorologiche basate sul calcolo numerico, e anticipatore del calcolo parallelo e distribuito, allo scoppio della Prima guerra mondiale decise di smettere di fare ricerca finanziata dal governo e, da obiettore di coscienza, si dedicò invece al soccorso sul campo. Finita la guerra, per alcuni anni evitò persino la ricerca meteorologica, temendo che potesse essere sfruttata a fini bellici. Scelse allora un’altra direzione: avviare lo studio matematico della “psicologia della guerra”, convinto che modellare i conflitti potesse aiutare a comprenderne le cause, e quindi a prevenirli. L’ammirazione degli autori per Richardson traspare con vividezza e, auspicabilmente, contribuirà alla sua (ri)scoperta (essendo rimasto a lungo un outsider della comunità scientifica).

Educazione civico-scientifica

A spasso nella fisica moderna stimola la curiosità e invita all’approfondimento. Ma, a mio avviso, la lettura consegna un messaggio chiaro e autosufficiente:  dobbiamo smettere di pretendere certezze assolute dalla scienza. Da Maxwell a Poincaré,  i protagonisti del testo ci ricordano che l’incertezza non è un errore, ma una lente con cui osservare proprietà intrinseche della natura. La comprensione della probabilità e della statistica, dunque, non è un di più riservato agli addetti ai lavori: è uno strumento essenziale per non lasciarci paralizzare dall’incertezza, né da chi ha tutto l’interesse a strumentalizzarla,  dalle campagne antivacciniste al negazionismo climatico.

Da un lato, la comunità scientifica non deve ambire a dire «accadrà esattamente questo». Dall’altro, la società non deve aspettarsi profezie da oroscopo. Piuttosto, dovremmo cogliere ogni occasione, a tutti i livelli di istruzione, per insegnare ad accettare l’incertezza: «Alla luce dei dati, questo è lo scenario più probabile, e questo è il margine d’errore».  Non significa arrendersi all’ignoranza: significa imparare a orientarsi nella realtà per quella che è, con il ragionamento probabilistico come bussola contro il pensiero magico e false certezze di imbonitori e ciarlatani.
Lasciatevi guidare  da Massimo Cencini, Andrea Puglisi, Davide Vergni e Angelo Vulpiani. Passeggiando con loro vi ritroverete presto a vedere la fisica (e buona parte della scienza) dismettere i cliché accademici, e diventare uno strumento di cultura.\

“Nihil sub sole novum”

Innanzitutto, questa non è la prima volta che si parla delle proprietà autorigeneranti del calcestruzzo romano (che tecnicamente non si chiama calcestruzzo, ma cementizio; un’altra cosa ancora è poi il cemento, ovvero la polverina grigia con cui si fa il calcestruzzo). La storia di questa scoperta inizia infatti nel 2021, quando dei ricercatori trovarono nel calcestruzzo del mausoleo funerario di Cecilia Metella, un monumento situato in Via Appia Antica a Roma, una piccolissima frattura saldata da della calcite che si era depositata al suo interno. L’origine della calcite che aveva riparato la frattura non era chiara, e rimase tale per più di un anno: solo a gennaio 2023 venne dimostrato che non si trattava di contaminazioni esterne, ma di un processo di autorigenerazione del materiale stesso. Il calcestruzzo romano, infatti, non è un materiale omogeneo, ma al suo interno sono presenti molti granuli di minerali diversi, compresa la calce. Nelle giuste condizioni di umidità, i granuli di calce possono dissolversi e riempire di calcite le microfratture presenti nel materiale, saldandole e riparandole: in poche parole, autorigenerando il calcestruzzo. 

La notizia di questa scoperta fece subito il giro del mondo, ma restava un ultimo dubbio irrisolto: come mai nel calcestruzzo romano sono presenti granuli non dissolti di calce? L’ipotesi più accreditata era che i Romani usassero una tecnica chiamata “miscelazione a caldo”, in cui il calcestruzzo viene preparato mischiando la calce viva con la pozzolana (una cenere vulcanica estratta a Pozzuoli) e aggiungendo per ultima l’acqua. Procedendo in quest’ordine, si innesca una reazione chimica esoterma – ovvero che rilascia calore, da cui il termine “a caldo” – tra l’ossido di calcio e l’acqua, e si creano nella miscela delle zone poco umide dove i granuli di calce possono restare intatti senza dissolversi.

Questa tecnica era la più accreditata come spiegazione della struttura granulosa, ma mancava la prova che i Romani la usassero realmente. Se dopo tre anni si è tornati a parlare di calcestruzzo romano è proprio perché questa prova è finalmente arrivata lo scorso novembre a Pompei: non è un caso, da sempre questa città offre agli archeologi un’istantanea sulla vita quotidiana dei Romani.

Degli scavi recenti hanno portato alla luce un antico cantiere, interrotto dall’eruzione del Vesuvio, dove sono stati trovati strumenti da muratore, pietre da costruzione, tegole e, soprattutto, cumuli di calce viva e pozzolana ai quali doveva essere ancora aggiunta l’acqua: chi lavorava in quel cantiere conosceva e usava la miscelazione a caldo.

Questa non è solo una scoperta storiografica: potrebbe avere anche importanti conseguenze ingegneristiche. Attualmente, il calcestruzzo è il secondo materiale più usato al mondo dopo l’acqua: è impiegato più di tutti gli altri materiali da costruzione messi insieme e si stima che il suo utilizzo contribuisca da solo al 4-8% delle emissioni globali di anidride carbonica (se fosse uno Stato, sarebbe battuto in emissioni solo da Cina, Stati Uniti e India). Se si riuscisse a replicare queste proprietà autorigeneranti, le costruzioni diventerebbero più longeve e si ridurrebbe l’utilizzo globale di calcestruzzo, che porterebbe anche a una riduzione delle emissioni. Considerando che la principale critica che viene fatta alle politiche ecologiche è il loro costo troppo elevato, un calcestruzzo capace di autorigenerarsi – che permette di spendere meno in manutenzione – potrebbe rivoluzionare in positivo il settore dell’edilizia.

Una tecnologia perduta?

Appurato che questa è una scoperta importante, bisogna stare attenti a non ingigantirla. In moltissime città del Mediterraneo sopravvivono ancora oggi tantissime costruzioni di epoca romana: acquedotti, teatri, palazzi e cinte murarie che dopo due millenni sono ancora in piedi. Se facciamo il confronto con le costruzioni attuali, che spesso sembrano cadere a pezzi pochi decenni dopo la loro costruzione (di solito metaforicamente, ma non sempre), può sorgere spontanea la domanda: cosa sapevano i Romani che noi non sappiamo? È una domanda legittima e la risposta non è banale, ma molti l’hanno usata per creare intorno al calcestruzzo romano un alone fantarcheologico che lo vedrebbe come un’antica tecnologia perduta «che gli scienziati non riescono a replicare».

Per questi motivi, la scoperta delle proprietà autorigeneranti del calcestruzzo romano ha trovato terreno fertile nelle menti di chi vuole credere che gli antichi fossero detentori di una tecnologia portentosa e quasi magica. Ovviamente non c’è nessuna magia: le microfratture possono realmente autorigenerarsi, ma solo in precise condizioni di umidità e se sono, per l’appunto, “micro”. Tra l’altro, anche il calcestruzzo moderno è capace di autorigenerare microfratture larghe meno di un quinto di millimetro; il calcestruzzo romano è capace di farlo con larghezze di anche mezzo millimetro, ovvero uno straordinario incremento del 150%, ma nemmeno lui può fare niente contro la maggior parte delle crepe visibili a occhio nudo.

È poi vero che non conosciamo la ricetta precisa del calcestruzzo romano, ma in parte ciò è dovuto al fatto che non esisteva una singola ricetta ben codificata. Per esempio, sembra che Vitruvio non conoscesse la miscelazione a caldo, perché nel De architectura (circa 15 a.C.) scrive che per preparare il calcestruzzo si mischia la calce viva con l’acqua, formando la calce spenta, e solo poi si aggiunge la pozzolana (mentre nella miscelazione a caldo è l’acqua l’ultima a essere aggiunta). Del resto, è impensabile che in un impero esteso dalla Mesopotamia all’Inghilterra si fosse usata, in tutti i suoi mille anni di storia, sempre e dovunque la stessa ricetta. E anche fosse esistita un’unica ricetta che non conosciamo, parlarne come «un’antica tecnologia andata perduta che gli scienziati non sanno replicare» è, come minimo, fuorviante: non sappiamo con precisione nemmeno come cucinassero i Romani, ma non significa che i piatti romani siano un’antica tecnologia andata perduta che gli chef moderni non sanno replicare; più semplicemente, non siamo certi di cosa mangiavano.

Infine, pur ipotizzando di conoscerne la ricetta precisa, non è detto che il calcestruzzo romano ci tornerebbe poi tanto utile. La tecnologia ha fatto moltissimi passi avanti dal tempo dei Romani e al giorno d’oggi gli ingegneri sono capaci di produrre una quantità immensa di calcestruzzi migliori di quello romano, ognuno con il suo campo di applicazione specifico: calcestruzzo autocompattante, ad alte prestazioni, armato, ciclopico, leggero, drenante, etc. Sicuramente il calcestruzzo romano è stato una rivoluzione al suo tempo e può ancora insegnarci molto, ma non può competere con quello moderno: un grattacielo di calcestruzzo romano probabilmente non starebbe in piedi. 

E allora il Colosseo?

Sorge un apparente paradosso: le costruzioni dei Romani resistono più a lungo delle nostre, però il loro calcestruzzo era peggiore di quello moderno; ma in realtà ciò si può risolvere grazie a due fattori, entrambi spiegati dal divulgatore Derek Muller sul suo canale YouTube Veritasium. Il primo fattore è il “bias del sopravvissuto” (lo stesso del quasi proverbiale «mio nonno ha fumato tutta la vita ed è arrivato a ottant’anni»), che non ci permette di vedere tutte le costruzioni che sono andate perdute, ma solo le poche che sono arrivate sino a noi: a volte perché erano in partenza più solide delle altre, altre per pura fortuna. Per esempio, il Pantheon è uno degli edifici romani meglio conservati, ma è tale perché fu consacrato a chiesa già nell’Alto Medioevo e venne restaurato frequentemente dai papi. 

Il secondo fattore è che noi potremmo costruire, con le nostre attuali tecnologie, opere che durino millenni, ma non c’è motivo per farlo: progettare un edificio per farlo durare tanto a lungo richiederebbe costi estremamente alti, a discapito di pochi benefici reali. È un po’ il significato di una citazione anonima che gira molto tra gli ingegneri: «Qualsiasi idiota può costruire un ponte che sta in piedi, ma solo un ingegnere può costruirne uno che sta a mala pena in piedi».

Il mondo delle possibilità logiche sull’intelligenza artificiale è affascinante, e tanto gli entusiasmi quanto i pessimismi tecnologici fanno clamore e infiammano il dibattito pubblico. Ma ci sono modi più appropriati di affrontare la questione.

In queste poche parole è possibile riassumere l’approccio di Floridi all’intelligenza artificiale, una tecnologia - o meglio, una famiglia di tecnologie - un po’ sulla bocca di tutti, ma ancora sfuggente e indefinita per molti. Floridi si interroga in modo critico su questa tecnologia, con la prospettiva globale del filosofo e al tempo stesso con lo sguardo attento alle specifiche sfide che quotidianamente l’AI pone nei diversi ambiti. 

È infatti necessario considerarne concretamente sviluppi, opportunità e sfide sia a livello settoriale (sanità, educazione, industria) sia a livello generale (regolamentazione, principi etici dello sviluppo, esplicabilità dei sistemi) con un atteggiamento propositivo, costruttivo, “attivo”: non vivendola come qualcosa che “ci investe”, conducendoci verso utopie fatate o distopie orwelliane, ma neanche - rimanendo su un piano più neutro - verso un unico futuro possibile. L’innovazione (e l’AI non fa eccezione) è qualcosa che possiamo disegnare, creando modelli, immaginando orizzonti e ponendoci obiettivi da raggiungere.

Il tutto, avendo bene in testa linee guida etiche che non ci dicano solo cosa non fare, ma anche - e soprattutto - cosa si può fare.

In che senso l’intelligenza artificiale è una tecnologia rivoluzionaria?

«Quando si parla di intelligenza artificiale, purtroppo si scade spesso in affermazioni sensazionalistiche, sia in chiave ottimista sia in chiave pessimista: “L’IA salverà l’ambiente”, “L’IA migliorerà la democrazia”, “Schiavizzerà l’umanità”, “Distruggerà  milioni di lavori” e così via. Questo tipo di esagerazioni, che nascono anche da un’influenza californiana solo in parte giustificata, hanno il demerito di rappresentare questa tecnologia come fantascienza.  Quel che è vero è che questa tecnologia – sicuramente molto disruptive, dirompente - sfida molte nostre precedenti concezioni su ciò che pensavamo fossero nostre peculiarità: guidare un’automobile, giocare a scacchi, scrivere un testo, risolvere un problema decisionale o teorico complesso, produrre una app. Quello che però resta sottovalutato, a mio avviso, è quanta intelligenza umana serva per gestire questi strumenti: tanto più potente la tecnologia, tanto maggiori devono essere le abilità di chi la usa. Specie nel caso di una tecnologia che automatizza molti processi, il rischio è di finire a esserne gli spettatori o utenti passivi. Invece, chi la sa usare non può che trarne vantaggio.

Come dobbiamo concepire l’AI, e come dobbiamo concepirci in rapporto a essa?

Anche qui, il rischio è sempre quello di andare sui piani assoluti: ci sono persone che nell’AI “ci credono”, e che ne hanno visioni così astratte che diventano inconfutabili; in questi casi, non c’è logica che tenga. Tuttavia, è sicuramente una tecnologia rivoluzionaria e con un impatto vasto e profondo, con ampi margini di operatività autonoma: per questo è corretto definirla uno strumento attivo. È un po’ come avere un cavallo, non una semplice bicicletta: se non presto attenzione è probabile che dopo un po’ andrà dove vuole lui. Per fare un esempio concreto dall’ambito del prompt design (l’arte di scrivere un prompt accurato a un LLM): se io formulo male una richiesta a un chatbot, quello tenderà a restituirmi ciò che voglio sentire, amplificando bias preesistenti o producendo allucinazioni. In questo caso, la responsabilità non è dello strumento ma solo mia, perché mi sono espresso in modo impreciso, non ho verificato le fonti, ho preso per buona la prima risposta che ricevo, e così via. Insomma, per rimanere sulla metafora del cavallo, se finisco nel posto sbagliato, la colpa non sarà sua ma solo mia. A mio modo di vedere, a oggi non siamo all’altezza della tecnologia che abbiamo sviluppato. Dobbiamo quindi portarci all’altezza di questa stessa strumentazione, capire concretamente le nuove forme di capacità d’azione che abilita, e definire il livello di controllo e progettazione che possiamo esercitare.

Di fronte a uno strumento dotato di un margine operativo autonomo così ampio, viene da chiedersi: quanto noi ci stiamo adattando all’AI, e quanto stiamo riuscendo ad adattarla a noi? 

La risposta sta nel mezzo. Potremmo dire che c’è una sorta di valzer fra le due tendenze: un po’ si adattano le macchine, un po’ ci adattiamo noi. Per citare un esempio di questo secondo caso: nell’ambito della ricerca scientifica, a oggi c’è uno sforzo, nella scrittura dei paper, nel non utilizzare determinate parole, specifiche formulazioni sintattiche e certi segni di punteggiatura, perché sono ormai riconosciuti come caratteristici della scrittura di un chatbot. Si pensi a parole come delve oppure a drawing from: sono tipiche del vocabolario LLM. Quello che mi auguro, in futuro, è che si tenda sempre di più ad adattare le tecnologie alle nostre esigenze. Penso in particolare agli LLM, che sono una tecnologia molto giovane: oggi non vedo ancora molte realtà significative dedicate all’automazione nel prompt design. Tuttavia, mi è facile immaginare che, in un futuro non lontano, emergeranno aziende che si proporranno come interfaccia tra noi e gli LLM, semplificando e guidando la costruzione dei prompt.

Ci sono poi tecnologie AI che sono già profondamente adattate a noi: prendiamo l’ambito delle piattaforme musicali e video, come Spotify e YouTube, che sono governate da algoritmi in grado di indovinare e proporci canzoni che rispecchiano i nostri gusti. Quando è la tecnologia ad adattarsi a noi, non ce ne accorgiamo nemmeno; e questo accade perché ormai è perfettamente incorporata nelle nostre abitudini. C’è poi un altro discorso da fare, relativo a quanto noi, come individui, decidiamo di adattarci, o meglio accomodarci all’AI; o quanto invece riusciamo a utilizzarla - come si diceva prima - come uno strumento attivo. Torniamo sull’esempio degli LLM: una cosa che io stesso vedo fra i miei studenti è la differenza fra chi scrive avendo idee, intuizioni e linguaggio proprio, magari avvalendosi anche di Gemini o ChatGPT (ma pur sempre in modo critico) e chi invece si adagia a scrivere una tesina quasi completamente con l’AI generativa. In questi casi, non siamo noi ad adattarci allo strumento; lo stiamo semplicemente usando male. Non è l’AI che appiattisce idee, linguaggio e scrittura: siamo noi che la usiamo per farci appiattire. Se uno strumento porta i più bravi a fare meglio e i più pigri a fare peggio, sappiamo a chi imputare la responsabilità. Diciamo che l’auto che ti fa ingrassare è la stessa che ti porta in palestra.

Si sente spesso parlare di sistemi AI come scatole nere, il cui processo interno per arrivare a un risultato rimane opaco agli stessi sviluppatori. Quanto c’è di vero?

Poco. Noi sappiamo esattamente cosa stiamo facendo e come lo facciamo: tecniche statistiche, raccolta dati, programmazione, algoritmi sono tutte cose che conosciamo a fondo e padroneggiamo. Il fraintendimento di fondo - e la narrazione della scatola nera che ne consegue - è che si pretende una spiegazione meccanicistica del percorso che porta un sistema AI a un determinato output: questo è possibile con un algoritmo classico, in cui è possibile individuare, ed eventualmente modificare, la specifica linea di codice che ha condotto a quel risultato. Nei sistemi stocastici a rete neurale invece la complessità dei processi interni è tale da non poter individuare a ritroso lo specifico passaggio che ha condotto a un certo risultato. Tuttavia, se il risultato è quello che vogliamo, questo dovrebbe essere sufficiente: se da spiegazioni deterministiche ci spostassimo sul piano delle spiegazioni teleologiche (“Che tipo di scopo devono perseguire questi agenti?”), le spiegazioni in questo caso si fanno più semplici, più chiare e banali; nel momento in cui un sistema produce l’output per cui l’ho pensato, ho le spiegazioni di cui ho bisogno.  C’è un filone all’interno dell’AI, il cosiddetto machine unlearning, che si occupa di rimuovere, correggere o ricalibrare comportamenti indesiderati: se l’output non è quello atteso, si agisce su dati, obiettivi e parametri del sistema al fine di raggiungere quello che desideriamo. La narrativa sulla scatola nera in qualche modo deresponsabilizza: la responsabilità di un controllo sui comportamenti di un sistema è sempre e comunque - e giustamente - sull’essere umano che la sviluppa.

Quali principi etici devono guidare lo sviluppo dell’AI? E quali sono gli spazi in cui discuterli?

Il ruolo dell’etica nel digitale è - o almeno, dovrebbe essere - un ruolo attivo e costruttivo.  Nel corso della storia, molte crisi e/o rivoluzioni hanno generato un’etica negativa, improntata sul “cosa non fare”; pensiamo alle numerose prescrizioni comportamentali negative dell’etica ambientale, improntate sul “cosa non fare per non inquinare”. Nel caso del digitale ci può e ci deve essere non solo un’etica negativa (deleghe che non dovremmo dare, strumenti che non dovremmo disegnare, dati per l’addestramento che non dovremmo usare) ma anche un’etica positiva. Rispetto ad altri grandi momenti di rottura nella storia, il digitale ha aperto un tale spazio di possibilità d’azione che diventa doveroso un ragionamento anche sul “che cosa dover fare, perché si può fare” e “che cosa dover implementare”: sul mondo che dovremmo - e potremmo - avere. Un’etica del design.

Purtroppo, gli spazi in cui si parla di ciò sono pochi, e in questo periodo, dopo una fase di sviluppo, si stanno restringendo sempre di più: a fronte di una tale apertura di spazi di possibilità, politicamente stiamo assistendo in tutto il mondo a un’involuzione reazionaria, conservatrice e spesso violenta. Basta dare un’occhiata anche solo a quanto sta succedendo in questo inizio 2026. Proprio nel momento in cui ci sarebbe un maggior bisogno di dialogo fra gli attori internazionali, per orientare in modo concertato questa innovazione, i paesi produttori di tecnologia rischiano di rinchiudersi nell’angusta nicchia dei propri interessi personali. Alle opportunità tecnologiche che abbiamo manca una controparte politica in grado di coglierle.  È una dinamica, questa, che si verifica spesso nella storia: quanto più ci sarebbe l’esigenza di affrontare certe questioni, e cogliere certe opportunità, tanto più in ambito politico si creano divisioni. Tuttavia, resto ottimista sul lungo periodo: il bello e il brutto di certi problemi (penso, per esempio, anche al cambiamento climatico) è che prima o poi, per la loro urgenza, si impongono; e devono per forza venire affrontati collettivamente. La questione non è mai “se” ma sempre “quando”. E la risposta è: il prima possibile.

Salam credeva fortemente che il progresso scientifico ha valore solo se condiviso. Su questo si interrogano gli ospiti della cerimonia di inaugurazione, concentrandosi sul caso delle tecnologie quantistiche. Tra gli altri interviene Tommaso Calarco, direttore del Quantum Control Group presso il centro di ricerca di Jülich in Germania. Calarco ha svolto un ruolo centrale nell’avvio della EU Quantum Flagship, l’iniziativa della Commissione europea che ha dedicato 1 miliardo di euro alla ricerca in campo quantistico.

Abbiamo parlato con Calarco, raggiunto al telefono su un treno che lo portava dalla Germania a Trieste.

Quanto è concreto il rischio che le tecnologie quantistiche vadano a beneficio di pochi? 

È il rischio più grave e concreto che vedo connesso agli sviluppi che le tecnologie quantistiche potranno realizzare. Non è un rischio specifico di queste tecnologie. È comune a tutte le cosiddette deep-tech, quelle che richiedono un forte bagaglio di competenze. Il rischio è che solo coloro che avranno sviluppato queste tecnologie potranno godere dei loro benefici, contribuendo a conflitti e frammentazioni e a un ulteriore indebolimento del multilateralismo, di cui già vediamo la crisi davanti ai nostri occhi in questi anni.

Cosa si sta facendo per evitare che questo rischio diventi realtà?

Parto dal mio punto di vista di ricercatore. Il mio istituto, il centro di ricerca Jülich dell’associazione Helmoltz, ha aderito all’Open Quantum Institute, oggi ospitato dal CERN a Ginevra, che punta a garantire a un’ampia comunità scientifica l’accesso all’infrastruttura quantistica europea. Ma il discorso da fare è più ampio di così. Bisogna investire sulla formazione. Per questo sono molto felice che la chiusura dell’International Year of Quantum Science and Technology, promosso dall’UNESCO per il 2025, si tenga il 10 e 11 febbraio ad Accra in Ghana, uno dei primi Paesi ad aver sostenuto questa iniziativa. Mi sposterò poi a Kumasi per partecipare all’African International Conference on Quantum Computing and Simulation, dove verrà delineata la strategia quantistica pubblica per il continente africano.

Iniziative di questo tipo sono fondamentali, ma non possono essere affrontate con ingenuità. È necessario essere consapevoli anche dei rischi legati alle tecnologie avanzate: non tutti i Paesi, come abbiamo visto recentemente, condividono l’intenzione di utilizzarle in modo costruttivo, civile e orientato al bene comune.

Sono però convinto che, così come durante la Guerra Fredda la cooperazione scientifica ha rappresentato un elemento chiave per mantenere canali di dialogo e contribuire alla pace, anche oggi forme sensate di collaborazione internazionale, soprattutto nella ricerca di base, possano aiutare a contrastare le derive negative che già osserviamo e che potrebbero accentuarsi in futuro.

Le disuguaglianze nei benefici e nei danni causati dall’intelligenza artificiale sono sotto gli occhi di tutti. Quali sono le analogie e quali le differenze con le tecnologie quantistiche?

L’analogia con l’intelligenza artificiale è molto forte. Anche nel caso delle tecnologie quantistiche, lo sviluppo sarà appannaggio solo di chi avrà infrastrutture e know-how. Chi non le svilupperà sarà costretto a una dipendenza da altri Paesi, che potrebbero utilizzarle come strumento geopolitico.

Ma c’è una differenza altrettanto importante. Se per l’intelligenza artificiale sembra ormai troppo tardi per correggere il percorso e ridurre le disuguaglianze che derivano dal suo utilizzo, per le tecnologie quantistiche siamo ancora in tempo. Possiamo intervenire per evitare che accada, anche imparando dagli errori commessi con l’IA.

Pochi mesi l’Unione europea ha adottato la sua strategia quantistica ed entro quest’anno è prevista l’entrata in vigore di un European Quantum Act che la metterà in pratica. Uno degli obiettivi della strategia è colmare il gap di investimenti privati con soldi pubblici e stare al passo con gli Stati Uniti, dove invece i capitali privati da investire in settori ad alto rischio non mancano. Ma i soldi pubblici non sono infiniti. Non crede che un po’ di hype quantistico potrebbe aiutare nel conquistare anche i privati? Non sarebbe utile avere un Sam Altman del quantum?

Ci siamo trovati davanti a questa scelta quindici anni fa, quando stavamo cercando il primo miliardo di euro per lanciare la EU Quantum Flagship. I funzionari della Commissione che dovevano negoziare per quei soldi ai piani alti, ci hanno chiesto di forzare i toni: «Possiamo dire che le tecnologie quantistiche risolveranno la crisi climatica entro il 2030?»

Il giorno dopo ci riunimmo e in una discussione di tre ore decidemmo che no, non avremmo raccontato profezie che non avevano chance di avverarsi. A Jülich dirigo il Quantum Control Group ma scherzo sempre dicendo che in realtà mi occupo di Quantum Hype Control (ride, ndr). Fare promesse che non eravamo in grado di mantenere avrebbe minato non solo la credibilità della comunità scientifica ma quella della scienza come supporto alle decisioni. I “profeti” di tanto in tanto sono emersi, inevitabilmente, ma sono rimasti abbastanza isolati.

La conseguenza è stata che non abbiamo avuto la pioggia di finanziamenti dell’intelligenza artificiale, ma i fondi sono cresciuti in modo molto graduale, e questo ci sta permettendo anche di ragionare su equità e giustizia. Siamo in una maratona, non in uno sprint. E non è una gara fra Paesi, bensì con la natura. Alla fine, le tecnologie quantistiche si basano sull’idea di controllare la natura in un modo che somiglia al sogno o alla follia. 

L’evento dell’ICTP è trasmesso in diretta streaming su YouTube al seguente link.

Questa scoperta, pubblicata a inizio anno su Nature, offre quindi nuovi indizi sull’identità del probabile ultimo antenato comune degli ominini arcaici e della nostra specie.

Cosa sapevamo fino a oggi

La ricostruzione delle origini e l’evoluzione di Homo sapiens è lontana dall’essere completamente definita e si basa su un quadro che, per quanto accurato e negli ultimi anni sempre più completo, è comunque pieno di lacune e lascia aperti molti interrogativi. 

Le evidenze genetiche raccolte fino a questo momento indicano che l’antenato comune degli esseri umani moderni, Neanderthal e Denisova possa essere vissuto in Africa tra circa 550 e 765mila anni fa, ma i fossili attribuibili al Medio Pleistocene africano, periodo fondamentale per la nostra evoluzione, sono reperti rari, frammentari e spesso difficili da collocare tassonomicamente. In Europa, resti come quelli di Homo antecessor (rinvenuti in Spagna), datati circa 850–800mila anni fa, sono stati a lungo considerati possibili candidati di questo antenato comune. 

Tuttavia, questa ipotesi solleva diverse criticità,  non solo perché H. antecessor è stato documentato esclusivamente in Eurasia, ma anche perché mostra una combinazione di tratti che non si adattano completamente né agli ominini africani né alle specie eurasiatiche come Neanderthal.

Parallelamente, si è preso in esame come probabile antenato comune Homo heidelbergensis, ma la grande variabilità morfologica dei resti di questa specie, diffusa sia in Africa che in Eurasia, rende difficile stabilire quali popolazioni fossero davvero alla base del nostro ramo evolutivo.

Le scoperte di Jebel Irhoud, sempre in Marocco, datate circa 315mila anni fa, avevano già rivoluzionato l’idea di un’origine recente e localizzata di Homo sapiens, mostrando che alcuni tratti tipicamente “moderni” erano presenti già da molto prima di quanto si pensasse. Però questi fossili rappresentano una forma di H. sapiens già avanzata e quindi risultano cronologicamente distanti dall’antenato comune. Questi nuovi ritrovamenti, invece, potrebbero finalmente rappresentare il riscontro fossile dei dati genetici.

Le analisi

I resti rinvenuti nel sito di Thomas Quarry I (ThIGH), nella Grotte à Hominidés, a Casablanca, si collocano storicamente vicinissimi al periodo in cui si ipotizza che vivesse il nostro ultimo antenato comune con Neanderthal e Denisova. Sono stati trovati in un contesto stratigrafico ben definito, un aspetto che rende la loro datazione particolarmente affidabile: erano infatti conservati in una roccia costituita da minerali magnetizzati, cioè che, al momento della loro formazione, hanno registrato l’orientamento del campo magnetico terrestre. Proprio grazie a questa “impronta magnetica” è stato possibile collocarli in corrispondenza della transizione Matuyama–Brunhes, l’ultima inversione del campo magnetico terrestre, avvenuta circa 773mila anni fa. Ciò colloca questi fossili esattamente nel tempo in cui ci si aspetterebbe di trovare popolazioni dell’antenato comune.

In particolare si tratta di due mandibole di adulti, una mandibola di subadulto (comprensive di denti) e alcune vertebre.  L’analisi morfologica dei denti suggerisce una riduzione della dimensione del terzo molare, un tratto comune in Homo sapiens e Neanderthal, ma meno frequente in Homo erectus. Le mandibole e  le vertebre, invece, mostrano tratti più arcaici e somiglianze con Homo erectus, rientrando comunque nella variazione di Homo sapiens. E, nonostante alcune somiglianze, i fossili marocchini mostrano differenze significative rispetto a quelli europei di Homo antecessor, indicando una differenziazione regionale già presente nel tardo Pleistocene inferiore. 

Questa combinazione di caratteri suggerisce che gli individui di ThIGH potrebbero rappresentare una linea africana isolata di H. erectus, precedente o coeva a H. antecessor, che in quel momento era già in fase di divergenza da altre popolazioni e che potrebbe aver dato vita all’antenato comune alla base della radiazione dei nostri antenati, di Neanderthal e Denisova.

Un tassello fondamentale nella ricerca delle nostre origini

Oltre ai sopra menzionati fossili di Jebel Irhoud e altri resti africani più recenti, i ritrovamenti di Casablanca collocano la presenza umana in Nord Africa molto più indietro nel tempo di quanto pensassimo, suggerendo che alcune popolazioni precedenti a Homo sapiens si erano già differenziate oltre mezzo milione di anni fa. Lo studio rafforza anche l’importanza del Maghreb come regione chiave per comprendere la diversificazione degli ominini del Pleistocene medio e l’emergere della nostra specie. Inoltre, i risultati supportano ulteriormente l’ipotesi - già molto accreditata - di un’origine africana dell’umanità, fornendo un solido  ancoraggio geografico e temporale per ipotesi evolutive più precise.

Infine, la combinazione di tratti primitivi e derivati  mostra che nel Pleistocene medio non esisteva una linea evolutiva semplice e lineare, ma piuttosto una rete complessa di popolazioni africane con morfologie differenti. Ciò riflette un quadro evolutivo multi-popolazionale più ramificato e dinamico di quanto si pensasse fino a oggi e offre il punto di partenza per nuove scoperte.\

Questa distanza tra realtà globale e percezione locale non è solo burocratica, ma profondamente psicologica. In Occidente, l’idea di mangiare insetti attiva barriere che l’informazione scientifica non basta a scalfire: il disgusto e la percezione di contaminazione. Tuttavia, queste resistenze non sono insuperabili.

Per individuare strategie efficaci capaci di avvicinare le persone a questi cibi, come gruppo di ricerca BUGIFY, delle Università di Milano-Bicocca e Chieti, abbiamo sviluppato un programma multi-metodo. Integrando interviste, focus group, misure indirette (volte a rilevare le reazioni spontanee), realtà virtuale e neuroscienze, abbiamo valutato interventi applicabili su larga scala per ridurre l’impatto emotivo. L’utilità di questa ricerca supera il tema dei cibi con insetti, perché le strategie individuate sono applicabili anche a molti altri novel food o alimenti che suscitano reazioni avverse.

Il percorso della ricerca: dall’ascolto alla sperimentazione

Per affrontare la complessità del rapporto tra consumatori e insetti commestibili, abbiamo adottato un approccio in due fasi. La prima è stata dedicata a esplorare le percezioni e, attraverso interviste in profondità e focus group, abbiamo indagato il “punto zero”: cosa pensano davvero gli italiani? Sono emersi timori e curiosità spontanee, fondamentali per costruire un questionario volto a identificare i meccanismi psicologici che predicono l’intenzione di consumo. 

Immagine creata con ChatGPT nell’ambito del progetto BUGIFY

Il cuore del progetto si è poi spostato sulla valutazione dell’efficacia degli interventi, ossia la seconda fase, nella quale
abbiamo integrato strumenti diversi per misurare l’impatto dei nostri interventi, andando oltre il semplice “dichiarato”. Ecco quanto implementato.

• Misure indirette e reazioni automatiche: abbiamo sviluppato lo swipeAAT, un compito basato su smartphone, che usa i gesti di swipe (quelli di far scorrere l’immagine sul touchscreen) per misurare le tendenze motorie spontanee di approccio o evitamento. Insieme ad altre misure indirette come il Brief Implicit Association Test (BIAT) e il Manikin Task, permette di catturare le risposte valutative e le reazioni motorie automatiche, intercettando sfumature dell’atteggiamento che i normali questionari non riescono a cogliere.
• Realtà Virtuale (VR): abbiamo utilizzato esperienze immersive per osservare le scelte dei partecipanti in contesti simulati ma realistici, come un ristorante virtuale.
• Neuroscienze: attraverso tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva (tDCS), abbiamo esplorato alcune componenti cognitive (pensieri e credenze) ed affettive (emozioni e sentimenti) dell’atteggiamento.

Cosa dicono i dati: non basta informare

Dall’ascolto di oltre 100 partecipanti (tra interviste e focus group) emerge che il rifiuto non è un blocco monolitico. Sebbene la tradizione culinaria italiana agisca come un potente ancoraggio culturale frenante, l’analisi ha rivelato quattro profili psicologici distinti: accanto ai “conservatori ostili”, esistono gruppi di “curiosi” e “ambigui”, pronti a negoziare. 

Il vero punto di svolta individuato, forse non sorprendentemente, è l’invisibilità: la resistenza crolla drasticamente quando l’insetto sparisce alla vista, trasformato in farine o ingredienti processati. In questo caso, il prodotto passa da minaccia contaminante a scelta razionale. Un trend trasversale e sorprendente è infine la percezione di “ineluttabilità”: anche tra i più scettici, l’arrivo degli insetti è vissuto come una certezza del futuro, una tappa obbligata dettata dall’emergenza climatica più che dal desiderio gastronomico.

La nostra ricerca conferma che l’informazione razionale è necessaria, ma raramente sufficiente. Molti partecipanti riconoscono il valore ecologico degli insetti, eppure faticano a tradurre questa consapevolezza in una scelta alimentare reale. Questa discrepanza — nota come value-action gap — è spiegabile con il modello Goal-Directed Predictive Processing (GDPP): il cervello non è un semplice elaboratore di dati, ma una “macchina predittiva” che cerca di minimizzare l’incertezza. Non mangiamo ciò che riteniamo “giusto”, ma ciò che il cervello predice essere coerente con i nostri scopi e la nostra identità. Se l’idea di un insetto genera una previsione di disgusto, il sistema bloccherà l’azione nonostante la consapevolezza etica.

Immagine creata con ChatGPT nell’ambito del progetto BUGIFY

Strategie per il cambiamento

Per favorire l’accettazione dei novel food occorre intervenire sull’architettura di queste previsioni. Le nostre ricerche hanno testato due livelli principali, ottenendo risultati che aprono nuove prospettive per la promozione di diete sostenibili.

1. L’influenza sociale: vedere gli altri per vincere il disgusto
Una barriera importante è la mancanza di modelli sociali: raramente vediamo qualcuno mangiare cibi con insetti. Abbiamo quindi verificato se l’apprendimento sociale possa “normalizzare” l’insolito. In uno studio recente, pubblicato in preprint garantire l’accesso aperto e immediato alla conoscenza scientifica, abbiamo testato l’osservazione diretta del consumo e delle reazioni emotive altrui. I risultati indicano che vedere altri trarre piacere dal cibo ricalibra l’aspettativa di disgusto, rendendo il prodotto meno alieno e più accettabile a livello spontaneo.

2. Il principio delle “caratteristiche condivise”: collegare il cibo agli obiettivi
Un’altra sfida è la percezione di utilità: perché mangiare insetti? Secondo il modello GDPP, una persona sceglie un cibo se prevede che questo servirà a raggiungere un obiettivo (come la salute o il piacere del gusto). Abbiamo perciò testato se fosse possibile “trasferire” il valore di un cibo familiare a uno nuovo. Ed è bastato associare gli insetti ad alimenti già apprezzati per il loro gusto o per le proprietà salutari affinché i partecipanti ne ricalibrassero il giudizio, ritenendoli — a seconda dell’associazione proposta — più gustosi o più sani rispetto alla valutazione iniziale.

Questi risultati (che sono solo una parte di quanto emerso dal programma di ricerca) mostrano che è possibile ridurre la distanza tra ciò che sappiamo essere giusto per il pianeta e ciò che siamo effettivamente disposti a mettere nel piatto. L’aspetto più rilevante è che queste strategie possono essere implementate attraverso campagne di comunicazione visiva o contesti di scelta che rendano salienti le giuste associazioni mentali.

Dalla ricerca al territorio: l’evento del 16 gennaio 2026

I risultati di questo programma di ricerca saranno al centro dell’incontro pubblico Insetti a tavola: tra psicologia e pratiche sostenibili, il prossimo 16 gennaio 2026 presso l’Università degli Studi di Milano-Bicocca (Edificio U6, Sala Lauree del Dipartimento di Psicologia, Piazza dell’Ateneo Nuovo 1). L’ingresso è libero e aperto a tutta la cittadinanza: non è necessaria la prenotazione. Sarà un’occasione di confronto multidisciplinare per rispondere ai dubbi dei cittadini e scoprire come la psicologia, la biologia e la sicurezza alimentare si intreccino nel definire il futuro del nostro sistema alimentare.

La mattinata si aprirà con una riflessione su percezioni e sicurezza. Cosimo Talò (Università G. d’Annunzio) illustrerà cosa pensano davvero gli italiani di questi nuovi alimenti, seguito da Costanza Jucker (Università Statale di Milano) sul ruolo degli insetti nell’economia circolare e da Simone Belluco (IZS delle Venezie) sulle garanzie necessarie per un consumo sicuro.

Successivamente, lo sguardo si allargherà agli aspetti nutrizionali e di mercato. La nutrizionista Maria Vittoria Conti (Università di Pavia) analizzerà il potenziale degli insetti per la salute pubblica, mentre Tommaso Pinto (Nutrinsect) ed Edoardo Imparato (Small Giants) racconteranno come queste proteine stiano già diventando prodotti concreti e pronti all’acquisto.
Nella sessione conclusiva, Francesco Fedeli, Roberta Rosa Valtorta e Chiara Lucafò illustreranno le diverse leve del cambiamento.

Durante il coffee break, i partecipanti avranno anche l’opportunità di fare qualche piccolo assaggio di prodotti a base di insetti, testando con mano (e palato) ciò di cui si è discusso.

L’evento è a ingresso libero fino a esaurimento posti. Per informazioni: cristina.zogmaister@unimib.it
il progetto è stato finanziato dal Ministero dell’Istruzione e del Merito (PNRR – NextGenerationEU)\

Guido Modiano ha concluso la sua lunga carriera scientifica come professore di genetica presso l’Università di Roma Tor Vergata, e apparteneva alla generazione che ha guidato la transizione anche in Italia dalla genetica classica a quella molecolare. Fu, credo, l’ultimo ancora in vita fra gli studenti che parteciparono al primo e storico dottorato italiano in genetica e biologia evolutiva organizzato da Adriano Buzzati Traverso a Pavia tra il 1958 e il 1961. Vi insegnarono alcuni tra i maggiori genetisti molecolari ed evoluzionisti al mondo, e ne scaturì la classe accademica dei genetisti e biologi molecolari italiani nei decenni successivi. Modiano mi raccontava di quell’esperienza allora unica per la scienza italiana.

Negli anni Sessanta collaborò con Luigi Luca Cavalli-Sforza allo studio della genetica di popolazioni africane, in particolare dei pigmei, e si specializzò nella caratterizzazione molecolare della variabilità genetica del sangue, studiando varianti come l’emoglobina S, le talassemie e il deficit di G6PD. Da quei lavori, condotti su diverse popolazioni africane insieme a Lucio Luzzatto, così come su popolazioni himalayane (con Giorgio Morpurgo e Luciano Terrenato) e nell’area mediterranea, emersero importanti risultati e si consolidò come suo interesse principale la variabilità genetica. 

Le ricerche fortemente caratterizzate in senso evoluzionistico sugli sherpa himalayani mostrarono che l’adattamento umano a condizioni estreme non si realizza per il tramite di singole “soluzioni genetiche” ad alta efficacia, bensì attraverso configurazioni poligeniche e fisiologiche distribuite, storicamente vincolate e dipendenti dal contesto. In questo senso, l’assenza di un marcatore genetico dominante risultò più istruttiva della sua eventuale presenza, anticipando una concezione dell’adattamento come proprietà emergente di sistemi complessi piuttosto che come effetto di singole mutazioni.

Nella regione del Mediterraneo studiò la variabilità genetica delle emoglobinopatie e l’interazione tra genetica di popolazione e sanità pubblica, collaborando strettamente con Ida Bianco, che insieme a Ezio Silvestroni ebbe un ruolo pionieristico nella descrizione della microcitemia e nello sviluppo dei programmi di prevenzione, screening e consulenza genetica per le talassemie in Italia. Modiano contribuì in modo decisivo a inquadrare l’integrazione tra genetica di popolazione e sanità pubblica. Le sue ricerche sulla variabilità genetica e i polimorfismi hanno riguardato anche il gene CFTR (fibrosi cistica), le basi genetiche della resistenza alla malaria nella popolazione Tharu in Nepal, le origini del pool genico delle popolazioni ebraiche degli Ashkenaziti, la struttura genetica delle popolazioni dell’India. Tra l’altro si dedicò a diverse prove di concetto sull’uso di tecnologie differenti per caratterizzare la variabilità genetica umana.

Un tema portante è stato il ruolo adattativo di specifiche varianti genetiche nella protezione contro le malattie infettive, in particolare la malaria. Il contributo forse più rilevante e recente è stato la dimostrazione, effettuata in collaborazione con il figlio David, che l’emoglobina C conferisce una protezione significativa contro la malaria soprattutto in condizione di omozigosi: il primo caso documentato in modo convincente in cui l’omozigosi per una variante dell’emoglobina risulta adattativa rispetto a una malattia infettiva. La scoperta venne pubblicata su Nature (2001), segnando un passaggio storico nella comprensione dei rapporti tra la variabilità genetica, la selezione naturale e la pressione ambientale. Nello stesso anno David e Guido pubblicavano anche uno studio molto elegante su popolazioni dell’Africa occidentale, da cui scaturiva che una di queste (Fulani) presentava una minore suscettibilità a Plasmodium falciparum dovuta a un fattore genetico di resistenza alla malaria, non classico né legato alla struttura dell’emoglobina e, in quel momento, sconosciuto, implicato nella risposta immunitaria.  

Nei suoi testi didattici e nei saggi scientifici o divulgativi, Modiano insisteva che la selezione naturale non può essere concepita come un principio autonomo, bensì come un processo dipendente dalla variabilità genetica presente nelle popolazioni. Senza variabilità non vi è selezione: ciò che la selezione può fare è vincolato dai repertori di varianti presenti e dalla loro distribuzione statistica. La variabilità genetica non è un rumore di fondo, ma la condizione strutturale che rende possibile qualsiasi processo selettivo, ed è espressa in forma polimorfica. Si veda, per esempio, la voce Variabilità genetica nella IV Appendice dell’Enciclopedia Italiana Treccani (1981).

Modiano è stato un preciso e lucido critico delle ricorrenti derive di politicizzazione del dibattito su razza e razzismo. La sua voce Razza nell’Enciclopedia del Novecento (1980) resta di attualità, sia sul piano teorico-scientifico sia per la laicità del suo respiro culturale, nel trattare di uno dei temi più incendiari della storia moderna. Proprio perché il tema è tornato fortemente polarizzante, quel testo andrebbe riletto.

Modiano ha difeso un punto di vista sobrio e agganciato alla scienza, esprimendo il timore che chiamare in causa la genetica in contesti di discussione ideologizzata avrebbe arrecato un danno alla percezione della genetica. Il suo era un punto di vista privilegiato. Dal confronto tra popolazioni africane e mediterranee, storicamente esposte alla malaria, e popolazioni himalayane adattate all’alta quota e alla malaria nella regione tropicale del Tarai, risultava che gli adattamenti biologici umani non seguono confini continentali né corrispondono a presunte razze naturali. Adattamenti simili possono emergere in contesti geografici distanti, mentre differenze genetiche marcate possono svilupparsi tra popolazioni prossime, in risposta a pressioni ecologiche specifiche. La variabilità genetica umana è locale, contingente e reversibile nel tempo, legata a condizioni ambientali e storiche più che a grandi unità nazionali o continentali. Il caso himalayano ha svolto una funzione decisiva nel demolire ogni schema inteso come una suddivisione biologicamente coerente della specie umana oggi. Un argomento scientifico ineccepibile ed elegante che dovrebbe essere insegnato a scuola, e al quale Modiano portò solide prove.

Modiano ha quindi sostenuto con coerenza che il problema del concetto di razza non risiede nella parola in sé, ma nell’uso improprio e scientificamente infondato che se ne è fatto. La genetica delle popolazioni mostra l’esistenza di differenze biologiche tra le popolazioni umane, ma al contempo dimostra che tali differenze non giustificano in alcun modo una suddivisione dell’umanità in razze naturali discrete. Il suo rifiuto del razzismo non si accompagnava a una negazione moralistico-ideologica delle differenze, che egli considerava scientificamente innegabili.

Il punto centrale era, per lui, epistemologico ed educativo: senza una comprensione rigorosa della natura della variabilità genetica umana, nessuna correzione lessicale può essere davvero efficace. Un aspetto distintivo del suo pensiero, spesso trascurato, è l’attenzione al rischio opposto: l’uso ideologico dell’antirazzismo cosiddetto scientifico. Egli temeva che negare ogni differenza biologica tra popolazioni, nel tentativo di contrastare il razzismo, producesse nuova confusione e indebolisse la credibilità della genetica stessa. Insisteva sulla necessità di tenere insieme rigore scientifico e responsabilità culturale, senza cedere né alla naturalizzazione delle gerarchie né alla semplificazione militante. La sfida non è inventare qualche operazione simbolica o di richiamo mediatico, ma la costruzione di una comprensione scientificamente fondata della diversità umana: solo su questa base, sosteneva, è possibile sottrarre il tema della razza sia all’abuso ideologico sia alla confusione concettuale.

Guido aveva idee forti ed era uno scienziato, un docente e una persona esigente. Perché lo era, prima di tutto, con sé stesso. Non faceva mai sconti. Le sue critiche taglienti nei diversi contesti di discussione scientifica e pubblica erano portate con modi imperturbabili e con la trasparenza intellettuale di chi è intensamente coinvolto in ciò che ha studiato e conosce. Un disincanto impegnato e responsabile, che rendeva particolarmente efficace l’apprendimento da lui.\

Prevedere la data e il luogo esatti in cui si verificherà un terremoto è impossibile. Tuttavia, si possono formulare delle previsioni probabilistiche, sfruttando il fatto che i terremoti tendono a concentrarsi nel tempo e nello spazio. Questa l’idea alla base dell’operational earthquake forecasting, in italiano “previsione probabilistica operativa”. Questo tipo di previsioni funzionano meglio nel breve termine, ovvero riguardo il giorno o la settimana successiva.

Oltre all’Italia anche Stati Uniti, Nuova Zelanda, Cina, Giappone e Germania hanno sviluppato sistemi simili. Tuttavia, secondo una recente rassegna solo in Italia, Stati Uniti e Nuova Zelanda sono maturi abbastanza da poter informare decisioni di interesse pubblico. Per esempio, negli Stati Uniti le previsioni probabilistiche formulate dall’USGS vengono sfruttate dalla Federal Emergency Management Agency (FEMA) per stabilire la durata dello stato di calamità in una certa area.

I modelli inclusi nei sistemi di previsione probabilistica operativa devono essere valutati in modo indipendente e trasparente. Nel sistema italiano, i modelli sono accettati solo se preventivamente sottoposti alla valutazione del Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP). Il CSEP, fondato nel 2006 dall’allora Southern California Earthquake Center (SCEC), coinvolge oggi Stati Uniti, Europa, Giappone, Nuova Zelanda e Cina.

Uno dei compiti del CSEP è condurre esperimenti controllati per la valutazioni dei modelli relativi alle diverse aree geografiche. «L’idea è quella di trovare un quadro comune per valutare, confrontare e comprendere i modelli di previsione», spiega Marcus Herrmann, sismologo dell’Università di Napoli, Federico II, che fa parte del CSEP.

In un nuovo studio, Herrmann insieme a Warner Marzocchi, sismologo della Federico II e iniziatore del sistema di previsione probabilistica operativa in Italia, e a un gruppo di statistici dell’Heidelberg Institute for Theoretical Studies, hanno passato al setaccio i test di valutazione adottati dal CSEP, confermandone l’impianto generale ma suggerendo alcuni aggiustamenti. A guidare il gruppo di statistici in questo lavoro era Tilmann Gneiting che ha dedicato la sua carriera alla teoria delle previsioni in diversi campi, dall’economia alla finanza, passando dal meteo e dalle scienze della terra.

Il terremoto de L’Aquila e la nascita del sistema italiano

Il 22 ottobre 2012 sei membri della Commissione Grandi Rischi vennero condannati a sei anni di reclusione per aver rassicurato la popolazione, al termine di una riunione tenutasi il 31 marzo a L’Aquila riguardo la possibilità che scosse più forti e pericolose di quelle registrate in quei giorni potessero verificarsi nel breve termine. Secondo la sentenza, le loro dichiarazioni dissuasero gli abitanti dall’adottare misure di sicurezza preventive causando la morte di 29 di loro e il ferimento di altri quattro.

La condanna, poi ribaltata in appello con l’assoluzione completa, condiziona ancora oggi il rapporto della comunità scientifica con le istituzioni in Italia.

Una conseguenza meno nota di quel processo fu l’istituzione, da parte della Protezione Civile, di una commissione internazionale sulla previsione dei terremoti.

La conclusione a cui giunse la commissione fu che i metodi deterministici, quelli basati sulla ricerca di segnali precursori nei fenomeni più vari (dal radon al comportamento degli animali) non avevano prodotto fino ad allora—e possiamo dire che ancora oggi è così—previsioni affidabili.

La commissione individuava invece una strada promettente nell’approccio probabilistico, e in particolare nell’operational earthquake forecasting, introdotto qualche anno prima da sismologi statunitensi ispirandosi alle previsioni meteorologiche.

All’epoca, diversi paesi, tra cui l’Italia, avevano iniziato a sviluppare simili modelli di previsione ma nessuno era maturo abbastanza da poter essere utilizzato per le decisioni.

Cinque anni dopo il terremoto de L’Aquila, l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia presentò il primo sistema per la previsione operativa dei terremoti.

Dal 2013 il sistema produce, in tempo reale, previsioni sette giorni in avanti, sfruttando i dati del monitoraggio sismico che vengono man mano accumulati. «Se si verifica un terremoto con magnitudo superiore a 4 in aree non vulcaniche e a una profondità inferiore ai 30 chilometri, il sistema genera automaticamente un rapporto», spiega Aybige Akinci, sismologa che dirige il Centro di Pericolosità Sismica dell’INGV. «Il rapporto contiene la stima delle probabilità che si verifichino nuove scosse nell’area interessata (entro un raggio di circa 30 chilometri dall’epicentro) nella settimana successiva all’evento principale. L’INGV trasmette il rapporto al Dipartimento della Protezione Civile che successivamente lo inoltra alle Protezioni Civili regionali coinvolte», aggiunge Akinci.

Interfaccia grafica del sistema OEF-Italy. Da: Mizrahi, L., Dallo, I., van der Elst, N. J., Christophersen, A., Spassiani, I., Werner, M. J., et al. (2024). Developing, testing, and communicating earthquake forecasts: Current practices and future directions. Reviews of Geophysics, 62, e2023RG000823. https://doi.org/10.1029/2023RG000823. (CC BY 4.0)

I modelli sfruttati per la previsione sono tre e vengono combinati in un unico modello chiamato ensemble con pesi diversi a seconda della loro performance. Il sistema permette di aggiungere nuovi modelli all’ensemble, purché questi siano stati sottoposti alla valutazione del CSEP.

Le previsioni vengono comunicate al Dipartimento della Protezione Civile e alle Regioni, ma non sono ancora prese in considerazione per la gestione del rischio sismico.

Gli “esperimenti” di previsione

In ciascun esperimento condotto dal CSEP vengono stabilite regole chiare. «Prima dell’esecuzione dell’esperimento, tutto viene specificato: la soglia di magnitudo, l’orizzonte temporale della previsione, la regione, il formato della previsione», spiega Herrmann e aggiunge «una volta che un modello è stato inserito nell’esperimento, non può più essere modificato. È l’organizzazione a gestire i modelli e produrre le previsioni», aggiunge.

Gli esperimenti CSEP possono essere paragonati ad altre competizioni nel mondo della scienza, come CASP per la struttura delle proteine o ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge per la visione artificiale, e servono a stimolare il confronto tra i ricercatori e il miglioramento dei modelli.

Per l’Italia ne sono stati realizzati due. Il primo è cominciato nel 2010 e terminato nel 2020, il secondo è cominciato nel 2024 ed è tuttora in corso.

«L’obiettivo non è solo trovare il modello migliore, cosa che non è sempre possibile, ma anche capire quali approcci sono più promettenti», commenta Herrmann.

Come vengono valutate le previsioni?

CSEP valuta i modelli attraverso diverse metriche che si occupano di aspetti diversi.

La valutazione di più alto livello è effettuata attraverso delle funzioni di penalizzazione calcolate sull’intero insieme di previsioni prodotte dal modello confrontandolo con le osservazioni.

Un esempio è il seguente. Consideriamo un modello che prevede il numero medio di terremoti sopra una certa magnitudo che si verificheranno nell’arco della settimana seguente su una griglia composta da circa 9000 celle che copre l’intero territorio italiano. Ripetiamo questa previsione ogni giorno per un anno. Il risultato saranno circa tre milioni di numeri che possono essere confrontati con il numero di terremoti osservato in ciascuna cella nell’arco dell’anno. Per ogni giorno si assegna al modello una penalità che è tanto più grande quanto più la previsione si discosta dall’osservazione. Sommando le penalità giornaliere si ottiene una valutazione della qualità delle previsioni sull’intero periodo considerato.

Il modo in cui la penalità cresce con la differenza tra previsione e osservazione deve rispettare alcune regole matematiche che ne garantiscono la consistenza, ovvero il fatto che se si potesse formulare una previsione basata sul modello “vero” (quello che descrive l’occorrenza dei terremoti e che noi non conosciamo), quella previsione otterrebbe la minima penalità in assoluto.

Questo tipo di valutazione permette di stabilire una classifica tra i modelli, dal migliore, quello con penalità inferiore, al peggiore, quello con penalità maggiore. Altre valutazioni puntano invece a capire se due modelli producono previsioni statisticamente distinguibili. Un esempio è quello del cosiddetto information gain, ovvero di quanto migliora una previsione se il modello viene aggiornato con nuove osservazioni.

Cosa cambiare?

Herrmann, Marzocchi, Gneiting e coautori hanno considerato le metriche adottate da CSEP per la valutazione dei modelli di previsione probabilistica e ne hanno studiato i fondamenti statistici.

CSEP, come altri sistemi di valutazione delle previsioni sismiche, usa una funzione di penalizzazione logaritmica. Questa deriva dall’assunzione che il processo che genera i terremoti sia un processo di Poisson, ovvero un processo in cui gli eventi avvengono con un tasso costante nel tempo. Questo tipo di processi sono adatti a descrivere una grande varietà di fenomeni, come il numero di clienti che arriveranno allo sportello bancario in un certo periodo di tempo, le chiamate a un call center, gli incidenti a un incrocio.

L’ipotesi che i terremoti avvengano con un tasso costante nel tempo è tuttavia molto semplificativa e fatica a descrivere, per esempio, le sequenze sismiche, in cui la frequenza dei terremoti aumenta nel tempo per poi diminuire.

Herrman, Marzocchi e coautori hanno mostrato che una funzione di penalizzazione logaritmica è consistente anche se l’occorrenza dei terremoti non è un processo di Poisson e che esistono però molte altre scelte altrettanto valide. «Nello studio dimostriamo che la scelta del punteggio CSEP è statisticamente fondata, anche se originariamente non era stata derivata in questo modo e che la penalizzazione di Poisson è solo una delle infinite funzioni accettabili», commenta Herrmann. Ognuna di queste scelte restituisce una classifica diversa dei cinque modelli considerati nello studio.

Gli autori hanno poi considerato il confronto tra coppie di modelli.

In generale, la superiorità di un modello rispetto a un altro si basa sulla definizione di una variabile che segue una distribuzione gaussiana nel caso in cui le previsioni prodotte dai modelli siano statisticamente indistinguibili. Sulla base delle osservazioni, si calcola il valore assunto da questa variabile. Se la probabilità di ottenere quel valore nell’ipotesi gaussiana è molto piccola (convenzionalmente si scelgono valori inferiori all’1% o al 5%) si può concludere che le previsioni non hanno la stessa qualità e che uno dei due modelli è migliore dell’altro. Herrmann e coautori hanno constatato che c’è un errore nella definizione della variabile usata per questo test dal CSEP. «Correggendo questo errore, alcuni modelli che sembravano superiori rispetto ad altri non lo sono più», spiega Herrmann.

«In questo studio abbiamo integrato la sismologia con le più moderne tecniche di valutazione statistica delle previsioni», commenta Herrmann e aggiunge «questi strumenti sono verificati da matematici e statistici che lavorano in altri settori e ora sono a nostra disposizione».

Secondo il ricercatore una valutazione rigorosa è un prerequisito per una comunicazione responsabile con chi poi prende le decisioni. «Solo dopo aver sottoposto un modello a una valutazione rigorosa si può dire di avere fiducia nei propri risultati e quindi condividerli con i decisori», conclude Herrmann.

Questo articolo è prodotto in collaborazione con lo Spoke 3 (Terremoti e vulcani) della Fondazione RETURN. RETURN (multi-Risk sciEnce for resilienT communities under a changiNg climate) è un partenariato esteso finanziato dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Mira a rafforzare le filiere di ricerca sui rischi ambientali, naturali e antropici a livello nazionale e a promuovere la loro partecipazione alle catene del valore strategiche europee e globali.

L’articolo è stato aggiornato l'8 gennaio 2026 per correggere gli errori seguenti: la Cina non era inclusa nella lista dei paesi che aderiscono al CSEP; lo studio (Iturrieta et al. Seismological Research Letters 2024) indicato come primo esperimento di valutazione dell’OEF per l’Italia non era quello giusto poiché si riferiva a previsioni di lungo termine, ora è indicato lo studio riferito alle previsioni di breve termine (Taroni et al. Seismological Research Letters 2018); l’espressione “sciami sismici” non è esaustiva ed è stata corretta con l’espressione più corretta “sequenze sismiche”; il cognome Herrmann conteneva un errore ortografico in un’occorrenza; veniva erroneamente affermato che i cinque modelli di previsione valutati nello studio erano tra quelli valutati nell’esperimento CSEP per l’Italia, mentre solo tre lo sono. La versione aggiornata dell’articolo contiene anche due frasi aggiuntive che spiegano quali previsioni prodotte dal sistema di operational earthquake forecasting italiano vengano condivise dall’INGV con la Protezione Civile.

Uno studio pubblicato recentemente da un gruppo di sismologi dell’Università di Napoli Federico II mostra che è possibile, analizzando circa 7000 onde sismiche relative a 200 terremoti avvenuti in tutto il mondo con magnitudo tra 4 e 9.

«Abbiamo costruito un database sismico sfruttando tutti i cataloghi messi a disposizione dalle agenzie europee e internazionali. Questo è servito a garantire che non sia una specificità della regione considerata, ma che piuttosto stiamo studiando un meccanismo generale con cui le fratture si preparano», spiega Simona Colombelli, tra gli autori del nuovo studio e di alcuni altri sullo stesso argomento.

Un terremoto ha origine da una o più fratture nella crosta terrestre che permettono il movimento relativo dei blocchi di roccia attorno a esse.

Il movimento genera due tipi di onde sismiche, le onde P e le onde S. Le onde P sono longitudinali, provocano cioè la compressione ed estensione della crosta terrestre nella loro direzione di propagazione. Le onde S sono invece trasversali: al loro passaggio la crosta oscilla verso l’alto e verso il basso. Sono le onde S a causare danni maggiori a edifici e infrastrutture e sono dunque le più pericolose per la vita delle persone.

Per loro natura le onde P viaggiano più velocemente delle S, 6-7 chilometri al secondo contro 3-4 chilometri al secondo, e dunque vengono registrate per prime dalle stazioni sismiche. L’anticipo con cui un’onda P viene rilevata rispetto all’onda S dipende dalla distanza della stazione rispetto all’epicentro (maggiore la distanza, maggiore l’anticipo).

Questo anticipo è sfruttato dai sistemi di allerta sismica precoce, o earthquake early warning, che lanciano l’allarme all’arrivo di un’onda P, permettendo alle persone di adottare i comportamenti di protezione più efficaci (“abbassati, copriti e aspetta”): aprire le porte degli ascensori, frenare i treni ad alta velocità, mettere in sicurezza reti di distribuzione di gas o elettricità. Il sistema attivo in California, per esempio, offre circa dieci secondi di anticipo per un sisma intenso.

Affinché un sistema di allerta sismica precoce funzioni bene, è importante però saper distinguere un’onda sismica P che preannuncia un terremoto intenso da una che invece è precorritrice di un terremoto modesto, per poter dare l’allarme solo quando è opportuno.

Fino a un certo punto, la comunità scientifica è stata concorde che non fosse possibile stimare l’energia liberata da un terremoto se non a evento concluso.

Per quantificare l’energia liberata da un terremoto si usa la magnitudo momento, che è legata al momento sismico. «Il momento sismico è proporzionale allo scivolamento relativo dei due blocchi di crosta e all’area interessata dalla frattura sul piano di faglia», spiega Colombelli. «In questo senso una stima definitiva della magnitudo si può fare solo quando lo scivolamento è concluso. Per questo la comunità scientifica era convinta che non ci fosse nulla all’inizio di un sisma che permetta di dire se lo scivolamento si fermerà dopo poco e il terremoto sarà piccolo o se invece la frattura proseguirà a lungo generando un forte terremoto», aggiunge Colombelli.

Tuttavia, negli anni Novanta alcuni esperimenti di laboratorio mostrarono che la frattura è preceduta da una fase quasi-statica chiamata di nucleazione, in cui non c’è scivolamento. Da questa fase il sistema transita rapidamente, ma non istantaneamente, alla fase dinamica, in cui la frattura si propaga lungo la faglia.

Passaggio dalla nucleazione alla propagazione di un terremoto. Figura da EGU blogs (CC BY 4.0).

Perché due porzioni di crosta si mettano in moto è necessario che lo stress accumulato superi la resistenza dell’attrito statico, dovuto alle rugosità delle superfici di contatto tra le rocce. Il passaggio da regime statico a dinamico è rapido, ma non istantaneo, per due ragioni.

Spiega Colombelli che «la rugosità e la distribuzione dello stress non sono omogenee sulla superficie di contatto. A un certo punto in alcune zone della superficie lo stress sarà già superiore alla resistenza dell’attrito statico, in altre no. Perché la rottura possa partire è necessario che questa condizione sia verificata in una zona sufficientemente estesa, chiamata zona di nucleazione». Questo processo è quasi statico, si passa cioè da uno stato di equilibrio all’altro, «è come quando vediamo una crepa in un vetro, è fratturato ma non rotto», chiarisce Colombelli.

Una volta che la nucleazione è avvenuta si verifica una fase di accelerazione che porta definitivamente il sistema dal regime statico a quello dinamico.

«Dal momento in cui le condizioni sono raggiunte all’innesco reale della frattura si passa per una fase di instabilità, caratterizzata da una piccola accelerazione nella rottura dopo la quale la frattura si propaga».

Le stazioni sismiche certo non permettono l’osservazione diretta di questa fase di accelerazione, ma gli scienziati hanno provato a cercarne delle tracce nelle onde P e vedere se ci fossero differenze tra terremoti grandi e piccoli. Alcuni non le hanno trovate, altri invece sì, come nel caso del nuovo lavoro di Colombelli e dei suoi coautori.

Il loro approccio, sviluppato già in lavori precedenti, consiste nell’analisi dei primi due o tre secondi dell’onda P. Per eliminare gli effetti di distorsione dovuti al fatto che le onde si attenuano con la distanza dalla sorgente, gli autori hanno selezionato per ciascun terremoto solo le stazioni sismiche collocate in una fascia circolare intorno all’epicentro.

Per ciascuna stazione sismica hanno calcolato, a partire dall’onda P, la curva di massimo spostamento del suolo (più precisamente del suo logaritmo), di cui vengono mostrati alcuni esempi nella figura sottostante. Hanno poi calcolato la curva media su tutte le stazioni che hanno registrato uno specifico terremoto e su questa curva media hanno stimato la pendenza, ovvero la rapidità con cui la curva raggiunge il livello costante.

A sinistra le curve di massimo spostamento del suolo durante i primi secondi di registrazione di un’onda P. Le linee tratteggiate si riferiscono alle registrazioni delle diverse stazioni sismiche, raffigurate con triangoli rossi intorno all’epicentro (stella gialla), mentre le linee continue e più spesse sono la media su tutte le stazioni considerate. La linea verde acqua si riferisce a un terremoto di magnitudo 4 e si stabilizza dopo qualche decimo di secondo, mentre la linea rossa si riferisce a un terremoto con magnitudo 9 e impiega quasi un secondo. L’immagine è presa da Longobardi, V., Colombelli, S. & Zollo, A. The deterministic behaviour of earthquake rupture beginning. Commun Earth Environ 6, 883 (2025) (CC BY-NC-ND 4.0).

Hanno così osservato che, in media, nei terremoti con magnitudo più piccola le curve salgono più rapidamente di quanto non accada nei terremoti più intensi, che invece si preparano più lentamente.

È importante sottolineare che le caratteristiche delle onde P che gli autori hanno misurato nello studio non sono direttamente collegate ai parametri fisici che governano la nucleazione e l’accelerazione verso la fase dinamica della frattura. Tuttavia, «poiché osserviamo queste differenze su scale di tempo molto piccole, l’unica spiegazione plausibile è che siano legate non tanto alla frattura che si sta propagando, quanto al modo in cui la frattura si è preparata, ovvero a una diversa accelerazione della rottura tra piccoli e grandi terremoti», commenta Colombelli.

Collegare queste due dimensioni è l’obiettivo del progetto Foreseeing finanziato dallo European Research Council (ERC) e che Colombelli coordina da un anno. Per farlo, sono in corso degli esperimenti presso il laboratorio per le alte pressioni e alte temperature della sezione di Roma dell’INGV. «Alla scala del laboratorio è possibile studiare le fratture in condizioni molto più controllate e avere misure indipendenti dei diversi parametri coinvolti in questo processo». In laboratorio vengono prodotte delle microfratture e vengono registrate sia le onde sonore generate (l’equivalente delle onde sismiche) sia gli attriti e le forze in gioco per provare a metterli in relazione. Tuttavia, in laboratorio le fratture sono di qualche micron (milionesimo di metro) e le magnitudo dei terremoti generati sono negative, mentre alla scala naturale si possono verificare fratture lunghe decine di chilometri. Per passare dalla scala del laboratorio a quella naturale, verranno impiegate delle simulazioni numeriche.

La fase finale del progetto sarà dedicata all’applicazione di questi metodi nei sistemi di early warning sismico. «Per ora il nostro approccio non è stato pensato per essere impiegato nei sistemi di allerta precoce», spiega Colombelli. Infatti, per calcolare la rapidità con cui salgono le curve ottenute dalle onde P è necessario osservare la loro intera evoluzione, vederle stabilizzarsi. «La nostra idea è mettere a punto degli algoritmi che stimino la pendenza della curva man mano che questa è disponibile, modellandola oppure usando il deep learning, e che quindi aggiornino la stima in tempo reale», conclude Colombelli.

Questo articolo è prodotto in collaborazione con lo Spoke 3 (Terremoti e vulcani) della Fondazione RETURN. RETURN (multi-Risk sciEnce for resilienT communities under a changiNg climate) è un partenariato esteso finanziato dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Mira a rafforzare le filiere di ricerca sui rischi ambientali, naturali e antropici a livello nazionale e a promuovere la loro partecipazione alle catene del valore strategiche europee e globali.

Particolare dell’orma di un piede. La somiglianza con l’icnogenere Pseudotetrasauropus è forte ma non totale, per cui è possibile che le orme dello Stelvio appartengano a un’altra icnospecie o addirittura a una finora mai trovata in altre parti del mondo. In ogni caso l’autore doveva essere un dinosauro erbivoro simile a Plateosaurus engelhardti. Foto di Elio Della Ferrera, Arch. PaleoStelvio (PNS, MSNM, SABAP CO-LC)

​​Il ritrovamento è avvenuto tra le pieghe scoscese della montagna, precisamente nella Valle di Fraele tra Livigno e Bormio, in un punto che sfida la gravità. Qui, le pareti di Dolomia Principale (un particolare tipo di roccia sedimentaria) hanno custodito per millenni il tesoro inaspettato delle impronte, rimasto invisibile fino a poco tempo fa. La scoperta è stata possibile solo grazie all’occhio esperto del fotografo naturalista Elio Della Ferrera che, nel settembre scorso, durante un’escursione, ha individuato le tracce scrutando le pareti quasi verticali con il suo binocolo. Quello che inizialmente poteva sembrare una semplice irregolarità della roccia si è rivelato essere uno dei più significativi giacimenti di tracce fossili del Triassico: si tratta delle prime orme di dinosauro scoperte in Lombardia e delle uniche rinvenute a nord della Linea Insubrica, una faglia cruciale per la storia delle Alpi. Secondo alcune prime analisi del Museo di Storia Naturale di Milano, condotte in collaborazione con il MUSE di Trento e il Dipartimento di Scienze della Terra “Ardito Desio” dell’Università degli Studi di Milano, per conto della Soprintendenza Archeologia, belle arti e paesaggio per le province di Como, Lecco, Sondrio e Varese, e in accordo con il Parco Nazionale dello Stelvio, l’importanza del giacimento è di rilevanza mondiale. 

Questo sito è unico anche per altri motivi, come la densità di impronte senza precedenti: i ricercatori hanno riscontrato una concentrazione altissima, con punte di 4-6 orme per metro quadrato. Inoltre, il ritrovamento ci permette anche di fare importantissime deduzioni sul comportamento di questi dinosauri. Le tracce appartengono a branchi di prosauropodi, dinosauri erbivori caratterizzati dal collo lungo e simili ai plateosauri. Questi animali potevano raggiungere i dieci metri di lunghezza e pesare fino a quattro tonnellate, lasciando impronte larghe fino a 40 centimetri in cui sono ancora visibili i dettagli delle dita e degli artigli. La disposizione delle orme suggerisce movimenti sincronizzati di grandi gruppi e ci offre uno sguardo raro e prezioso sulla socialità di questi animali e forse anche su possibili cure parentali che questi animali riservavano ai cuccioli. 

La scoperta è solo il punto di partenza: data l’eccezionale estensione del sito, si stima che geologi e paleontologi saranno impegnati nello studio dell’area per decine di anni. Ci sono però evidenti difficoltà che dipendono dall’inaccessibilità delle pareti e per questo ci si avvarrà di tecnologie innovative come i droni per il telerilevamento e la mappatura digitale, coordinati dal Nucleo Carabinieri Parco dello Stelvio. A partire dal prossimo anno le attività di campo permetteranno di analizzare i diversi strati rocciosi sovrapposti e questo consentirà agli scienziati di seguire l’evoluzione di questi animali e del loro ambiente nel tempo. L’obiettivo finale di questo grande progetto non è solo la ricerca scientifica, ma anche la tutela e la valorizzazione di un patrimonio che possiede un’immensa valenza didattica per le future generazioni.

Alimentazione nelle comunità nell’Età del Bronzo

Le comunità dell’Età del Bronzo necessitavano di un discreto apporto calorico per sopravvivere e svolgere le attività legate al sostentamento del villaggio (disboscamento, cura dei campi e degli animali, manutenzione delle capanne, realizzazione di strumenti e manufatti ecc.).

Dovevano quindi ottenere risorse necessarie da consumare nell’immediato, al pari di un surplus da accantonare per l’anno successivo. Gli studi hanno dimostrato come la dieta di queste comunità fosse prevalentemente a base cerealicola, che si è stimato costituisse circa il 70% dell’alimentazione.

Tra i cereali venivano coltivati soprattutto orzo (Hordeum vulgare L. ) e diverse specie di frumenti quali il piccolo farro (Triticum monococcum L.), il farro (Triticum dicoccum), il farro grande (Triticum spelta L.), il frumento vestito (Triticum timopheevi Zhuk.) e svestito (Triticum aestivum/ durum).

In questo periodo, però, si è diffusa anche la coltivazione di cereali a chicco piccolo, come miglio (Panicum miliaceum) e panìco (Setaria italica), seminati in primavera per integrare o alternare le coltivazioni principali, nonchè di segale (Secale cereale) e avena (Avena sativa). L’alta concentrazione di miglio nel record archeologico di alcuni insediamenti, come quello di Via Ordiere a Solarolo (RA), ha consentito di ipotizzarne un impiego non solo come foraggio per il bestiame, ma anche come parte integrante della dieta delle comunità stesse.

Le leguminose costituivano un altro elemento essenziale sia nella dieta sia nella gestione dei terreni. Le analisi archeobotaniche attestano la presenza di pisello (Pisum sativum L.), lenticchia (Lens culinaris), ervo (Vìcia ervilia), cicerchia (Lathyrus cicera-sativus), veccia (Vìcia sativa agg.) e fava (Vicia faba minor). I legumi rappresentavano un’ottima integrazione all’alimentazione delle comunità, in quanto fornivano proteine vegetali e aminoacidi complementari a quelli dei cereali. Inoltre, apportavano azoto ai terreni in cui erano coltivati, risultando così in grado di riequilibrarne le sostanze nutritive. Questa loro caratteristica ha permesso di ipotizzare un impiego delle leguminose in un sistema di rotazione ed alternanza delle colture che consentisse di mantenere la produttività dei campi.

Un ulteriore elemento integrativo della dieta di questi gruppi umani era sicuramente rappresentato dalla raccolta di frutti spontanei, con particolare attenzione, soprattutto in una prima fase dell’età del Bronzo, per il corniolo (Cornus mas). Inoltre, erano attestate anche ghiande, nocciole, mele, fichi, susine, pere, ciliegie, more, fragole, lamponi, alkekengi, sambuchi e, in alcuni abitati lacustri, la castagna d’acqua.

L’allevamento integrava, insieme all’agricoltura, la base della sussistenza delle comunità. Le indagini archeozoologiche hanno permesso l’identificazione degli animali attestati nei villaggi dell’epoca. Bovini, caprovini e maiali costituivano le principali fonti di proteine, anche se venivano sfruttati per prodotti secondari, come la forza lavoro/da traino di carri o aratri, la lana ed il pellame, il latte. Lo studio del numero minimo di individui (N.M.I.), attraverso l’analisi ed il riconoscimento delle faune, ha permesso di stimare quanti capi di bestiame fossero presenti all’interno dei villaggi. I resti faunistici analizzati dall’insediamento di via Ordiere a Solarolo (RA) hanno messo in luce la presenza di 125 bovini, 208 tra capre e pecore e 133 maiali. Si tratta di un numero di animali piuttosto elevato, che richiedeva acqua e cibo per il mantenimento e, conseguentemente, un uso sostenibile ed una sapiente gestione delle risorse messe a disposizione dal territorio circostante il villaggio. Inoltre, l’analisi del sesso e la ricostruzione dell’età di abbattimento dei capi di bestiame hanno permesso di ipotizzare lo specifico uso di ognuno, come fonte proteica di carne o come fonte di prodotti secondari.

Un’altra disciplina essenziale nella ricostruzione della dieta, delle modalità di gestione delle risorse e di processamento dei cibi è, senza dubbio, l’archeologia sperimentale. Con coltivazioni sperimentali seguite nell’arco di diversi anni, essa ha permesso di stimare la produttività dei campi durante l’età del Bronzo. Il risultato? Un’elevata resa dei prodotti agricoli, stimata nel rapporto tra semina e raccolto di 1:20 o nella produzione di 14 quintali di prodotto per ettaro.

Si tratta di stime decisamente superiori rispetto a quanto riportato dalle fonti classiche, che permettono di affermare che queste comunità vivessero bene e fossero in salute, grazie ad una dieta variegata, un apporto calorico e proteico bilanciato ed un consumo delle risorse commisurato a quanto effettivamente richiesto dall’organismo.

Onfoods in prehistory: un ponte fra ricerca scientifica e comunità

Come ampiamente dimostrato dai dati sopra riportati, era necessario che il progetto avesse un taglio multidisciplinare, con il coinvolgimento di differenti discipline interconnesse all’archeologia come l’archeobotanica, l’archeozoologia, l’archeologia sperimentale, l’etnografia e le analisi fisiche e chimiche dei materiali.

Il progetto Onfoods in prehistory è stato un successo in virtù dell’applicazione di tutte queste discipline, che a loro volta hanno tratto giovamento da una mole di dati corposa già a disposizione del team e derivata da precedenti ricerche sul campo. Ciò ha permesso di concentrarsi su un altro elemento essenziale del progetto, la comunicazione e la divulgazione dei principi e dei valori fino ad ora evidenziati, raggiungendo un ulteriore risultato.

Obiettivo primario e motore delle scelte effettuate in questo campo era quello di creare un ponte fra la ricerca scientifica ed i suoi dati da un lato ed il vasto pubblico di non addetti ai lavori dall’altro. L’intera durata di Onfoods in prehistory è stata scandita da un ricco e variegato programma di attività educative, ludiche e coinvolgenti, al fine di promuovere una nuova riflessione critica e condivisa sui principi dell’educazione alimentare e della sostenibilità, riscoprendo un modello da far proprio e seguire nel presente e nel futuro.

Lo sforzo maggiore delle borsiste di ricerca Nicla Branchesi e Alice Zurzolo è stato rivolto ad una comunicazione diretta ed immediata, attraverso i social media più usati dagli utenti (Instagram e Facebook), pur con un differente approccio (in lingua inglese per Instagram e su una in italiano per Facebook). Sono state ideate, curate e pubblicate settimanalmente 4 rubriche: “OnFoods travels to…”, “Dig&dine”, “Cucinare nella preistoria” e “Chat Chews”. La prima è pensata per dare spazio alle iniziative aperte al pubblico organizzate dal team e come sede di contatti e collaborazioni con enti pubblici e realtà del territorio; la seconda, “Dig&dine” analizza i manufatti archeologici legati all’alimentazione ed istituisce un parallelo con gli strumenti della quotidianità odierna.

“Cucinare nella preistoria”, curata dalla ricercatrice ed esperta di alimentazione antica Florencia Inés Debandi, mira a rafforzare questo ponte fra scienza e comunità attraverso l’analisi di alcune delle risorse attestate nell’Età del Bronzo, suggerendo ricette che ne prevedano l’uso e stimolino la curiosità dei lettori attraverso la visita di musei e realtà territoriali. Infine, grande successo in questa comunicazione “a distanza” è ottenuto da “Chat Chews”, la rubrica dedicata alle interviste ad esperti di alimentazione, archeologia e discipline affini.

A tavola nell’età del Bronzo: attività di divulgazione al pubblico presso il Museo della Rocca dei Bentivoglio di Bazzano (BO)

Grazie al contributo più personale e diretto si riesce sicuramente ad arrivare meglio al pubblico, che può così trovare risposta a una serie di domande specifiche legate ai temi del progetto e non solo. Il gruppo di ricerca ha organizzato diverse attività indirizzate e aperte al pubblico: conferenze, attività di archeologia sperimentale dimostrativa presso il Parco Archeologico del Nuraghe di Tanca Manna (NU), il sito di Santa Maria Villiana (BO), il Museo della Rocca dei Bentivoglio a Bazzano (BO), lo Scout Park di Eboli (SA) in occasione del Sono Terra Festival e il Museo della Civiltà Contadina di Bentivoglio (BO), oltre ad attività didattiche indirizzate a scuole di ogni ordine e grado.

Infine, numerosi sforzi si sono concentrati sull’ideazione e la successiva elaborazione di un gioco da tavolo dedicato alla oculata gestione delle risorse necessarie per far prosperare il proprio villaggio dell’età del Bronzo. Colonna portante del gioco, dal titolo Il patto della preistoria. Prosperità e sostenibilità nel tuo villaggio dell’età del Bronzo, è il suo essere collaborativo, poiché collaborative erano le società terramaricole su cui esso stesso si basa. Il gioco è stato provato insieme agli studenti del corso di Preistoria e Protostoria, perfezionato insieme ai membri dell’associazione di giocatori La Contea e presentato al pubblico, riscuotendo non poco apprezzamento, in diverse occasioni di successo.

Presentazione del Gioco da tavolo “Il Patto della preistoria. Sostenibilità e prosperità nel tuo villaggio dell’età del Bronzo” in occasione della giornata dedicata al Progetto “Onfoods in Prehistory” presso il DISCI dell’università di Bologna

Il confronto con il mondo di oggi: idee per un’alimentazione sostenibile

La ricchezza e varietà delle attività proposte e il riscontro ottenuto in varia misura e modalità dai partecipanti ha permesso di ottenere certezze sul corretto svolgimento del progetto e sull’ottenimento degli obiettivi che si era sin da subito prefissato. La più chiara e precisa conoscenza delle tecniche di sfruttamento del terreno e della sapiente gestione delle risorse da esso fornite sono state veicolate a un pubblico sempre più vasto e curioso.

Elemento che ha certamente favorito la costruzione di quel ponte fra dimensione scientifica e dimensione sociale è, senza dubbio, il forte parallelismo fra un momento della preistoria antica e l’attualità della civiltà contadina: in quest’ultima, infatti, è possibile tuttora riscontrare un insieme di saperi che garantiscono produttività senza intaccare la fertilità del suolo. Oggi, invece, si è persa l’accortezza di evitare interventi e scelte che risulteranno in danni per l’ambiente.

Il recupero di questi antichi saperi e una profonda e consapevole educazione alimentare, attraverso la ricerca, lo studio e la divulgazione rappresentano senza dubbio il modo più efficace per lasciare alle generazioni future quanto ci hanno trasmesso le comunità di millenni fa in termini di alimentazione sostenibile.

Le ricerche e le attività descritte in questo articolo sono svolte all’interno del progetto PNRR “La civiltà contadina: le origini di un’agricoltura sostenibile” noto anche con l’abbreviazione “Onfoods in prehistory”, che si inserisce nel più ampio programma europeo ONFOODS - Research and Innovation Network on Food and Nutrition Sustainability, Safety and Security. Iniziato lo scorso maggio, con la direzione di Maurizio Cattani, docente di Preistoria e Protostoria dell’Università di Bologna e la collaborazione di altri docenti e ricercatori dell’Università di Bologna (Marialetizia Carra, Claudio Cavazzuti, Antonio Curci, Florencia Ines Debandi, Nicla Branchesi, Sara Malavasi e Alice Zurzolo) e di diversi enti partner (il Comune di Solarolo (RA), l’Unione Romagna Faentina, il Comune di Valsamoggia (BO) e la Fondazione Rocca dei Bentivoglio), il progetto si fonda sulla convinzione che temi quali sostenibilità ed educazione alimentare debbano raggiungere un pubblico sempre più ampio.

Si tratta della navetta AuToMove, fornita dalla società Ohmio (azienda neozelandese con sedi in Europa) e gestita operativamente dal Gruppo Torinese Trasporti (GTT): è un veicolo elettrico a guida autonoma e connessa, integrato nel sistema di trasporto pubblico locale. Questo significa che il mezzo comunica con l’infrastruttura stradale, grazie a tecnologie e dispositivi specifici progettati e messi in campo dalla società in-house 5T, che gestisce la centrale della mobilità e infomobilità della città di Torino.

Una navetta autonoma che si muove nel contesto urbano

Lo shuttle ha un livello di autonomia SAE 4 (elevata automazione, in grado di monitorare l’ambiente circostante tramite sensori ed eseguire manovre di guida) compatibile con il sistema V2X (Vehicle to everything), un sistema di comunicazione wireless che collega i veicoli a tutto ciò che li circonda, necessario per esempio per l’attraversamento degli incroci con semafori. Grazie ai sensori a bordo e alla capacità di ricevere informazioni in tempo reale (ad esempio, sulle fasi dei semafori), la navetta è in grado di muoversi in sicurezza nel contesto urbano.

Il safety driver supervisiona il funzionamento del veicolo e può intervenire manualmente in caso di necessità: la navetta è infatti dotata di una postazione manuale che consente il passaggio alla guida tradizionale in qualsiasi momento.

Come spiega Elena Deambrogio, responsabile del progetto per il Comune di Torino, l’iniziativa ha un forte approccio sperimentale, che vuole coinvolgere i cittadini: «Torino ha un forte approccio al testing che ha ereditato dalla precedente esperienza del Torino City Lab, un’iniziativa di innovazione aperta in corso da otto anni che ha avuto l’obiettivo di co-sviluppare e testare in condizioni reali soluzioni urbane innovative. Questa filosofia promuove l’innovazione aperta, utilizzando il territorio urbano, i dati, e le competenze della pubblica amministrazione come “asset” per soluzioni innovative. L’obiettivo non è solo risolvere problemi, ma mettere in gioco le risorse della città per favorire un’innovazione che sia toccata con mano da amministrazione, ricerca, imprese e, soprattutto, dai cittadini».

ToMove si muove su questo solco ed è per questo che il progetto prevede molta sperimentazione, e ha coinvolto enti di ricerca come l’Università di Torino, il Politecnico di Torino e le Fondazioni Links e Piemonte Innova, ma anche i cittadini.

Racconta ancora Deambrogio: «Attraverso le collaborazioni sviluppiamo competenze hard, per esempio con gli ingegneri del laboratorio CARS del Politecnico di Torino che testano i veicoli e forniscono strumentazione, ma lavoriamo anche con gli psicopatologi dell’Università di Torino, per valutare le reazioni dei cittadini, ovvero l’accettabilità, la fiducia e l’inclusività delle nuove tecnologie, con un’attenzione specifica agli utenti vulnerabili. Inoltre collaboriamo con analisti di scenario e informatici: è molto importante avere questa competenza multidisciplinare».

L’attenzione agli utenti più fragili ha portato a un metodo specifico, come sottolinea De Ambrogio: «Un principio cardine del progetto è la progettazione di una mobilità futura che sia inclusiva “by design”. Questo ha portato all’attivazione di una cabina di regia con utenti fragili (anziani, famiglie, persone con disabilità fisiche e sensoriali) per garantire che le soluzioni siano accessibili e rispettose delle esigenze di tutti fin dalla fase di concezione».

La formazione dei safety driver, necessari anche per legge sulla navetta, è stata curata da GTT, l’azienda dei trasporti torinese.

Come racconta Nadia Dovano, responsabile Progettazione Sistemi e Reti di GTT, il safety driver a bordo è un operatore polivalente, che svolge funzioni importanti. Le sue mansioni, spiega Dovano, sono tre: «Intervenire in caso di emergenza, qualora il veicolo non rilevi un ostacolo: sebbene la navetta abbia dimostrato grande affidabilità, al momento la supervisione umana svolge ancora un ruolo importante nel superamento di ostacoli imprevisti. Il safety driver utilizza un controller manuale, simile a un joystick, per aggirare ostacoli che bloccano il percorso programmato, per esempio un’auto in sosta vietata, una situazione purtroppo comune nel traffico cittadino. Infine, ma non meno importante, accoglie gli utenti, li aiuta con il check-in tramite QR code, controlla che le cinture di sicurezza siano allacciate e fornisce informazioni. Una presenza che trasforma un’esperienza tecnologica in un servizio accogliente e rassicurante».

I safety driver sono autisti GTT con esperienza decennale, inclusi tranvieri che, come osserva Dovano, trovano una certa analogia tra la guida del tram su percorso obbligato e la supervisione della navetta, che di fatto si muove lungo un binario virtuale. Hanno seguito una tripla formazione specifica: sia per quanto riguarda la guida sicura, sia la guida di veicoli autonomi sia di questa specifica navetta. La percezione del pubblico conferma l’importanza di questo approccio: l’interesse e la curiosità superano di gran lunga il timore iniziale. La presenza di un operatore a bordo rassicura anche i più scettici.

La sicurezza e l’efficienza della navetta, tuttavia, non dipendono solo dai suoi sensori o dalla vigilanza dell’operatore. Il veicolo è in costante dialogo con un’infrastruttura stradale wireless, gestita dalla società in house 5T, che lo informa, permettendogli di muoversi più agevolmente nel traffico della città.

La Centrale della Mobilità è il cuore del sistema

Il cuore di questo sistema è la Centrale della Mobilità di Torino, un centro di controllo attivo da circa trent’anni che si è evoluto costantemente per gestire scenari sempre più complessi.

Come spiega Lara Marcellin, project manager in 5T: «La Centrale è un elemento fondante che ha fatto la differenza, una precondizione che ha facilitato l’avvio di una sperimentazione così avanzata. Per il progetto, questa infrastruttura è stata potenziata con tecnologia V2I (Vehicle-to-Infrastructure). Lungo il percorso della navetta sono state installate delle Road Side Units (RSU), dispositivi a bordo strada che comunicano con le On Board Units (OBU) presenti sui veicoli. Il funzionamento è semplice quanto efficace: ad esempio, quando la navetta si avvicina a un incrocio, l’infrastruttura le comunica in anticipo lo stato del semaforo (verde o rosso), permettendole di adeguare la sua marcia in modo più fluido e sicuro, senza fare affidamento unicamente sui propri sensori visivi. Il fatto di avere già centinaia di semafori collegati alla Centrale della Mobilità ha facilitato la sperimentazione».

Come sottolinea ancora Marcellin, tutto è collegato nello stesso ecosistema: «L’infrastruttura non comunica solo con i dispositivi inclusi nel progetto, come la navetta passeggeri, ma crea un ecosistema connesso cui potenzialmente può collegarsi qualsiasi automobile attrezzata. Inoltre, la sua estensione lungo le principali direttrici di accesso alla città pone già le basi per futuri servizi su scala urbana, evidenziando una visione strategica che supera la dimensione della singola sperimentazione. I dati raccolti da questa fitta rete diventano così una risorsa preziosissima, la materia prima per il terzo pilastro del progetto: la ricerca scientifica».

A proposito di ricerca, all’interno di questo filone del progetto ToMove Fondazione Links è attiva su alcune aree di ricerca riguardanti sia l’impatto sul traffico dell’introduzione di veicoli a guida autonoma, che hanno comportamenti ovviamente diversi rispetto ai veicoli tradizionali, sia l’impatto sulla sicurezza delle interazioni dei veicoli a guida autonoma con altri utenti della strada. Ma un aspetto importante è anche l’accettazione da parte degli utilizzatori: Fondazione Links sta lavorando, in collaborazione con l’Università di Torino, alla creazione di un nuovo modello scientifico per misurare l’accettazione della tecnologia a guida autonoma da parte dei cittadini. La metodologia prevede di misurare la percezione e le aspettative dei cittadini prima di salire a bordo della navetta e confrontarle con le impressioni raccolte dopo l’esperienza diretta. L’obiettivo è capire come migliorare il servizio per aumentarne l’adozione.

Ne parla Brunella Caroleo, senior researcher in Fondazione Links: «Per una tecnologia come la guida autonoma, ancora così immatura e poco diffusa, il vero obiettivo è proprio aumentarne l’accettazione da parte dei cittadini».

I tre dimostratori principali e i 13 progetti “small-scale” di ToMove 

La navetta a guida autonoma costituisce solo una parte del progetto ToMove, che nasce all’interno del programma nazionale Mobility as a Service (MaaS), finanziato attraverso il piano nazionale complementare al PNRR.

Il programma ha istituito due Living Lab gemelli, uno a Torino e uno a Milano, entrambi nati con l’obiettivo di testare soluzioni di guida cooperativa, autonoma e connessa. Tuttavia, gli approcci differiscono, a Milano si concentra maggiormente sulla sperimentazione in laboratorio virtuale, in collaborazione con il Politecnico di Milano, mentre Torino ha un forte orientamento al testing in condizioni reali, coinvolgendo direttamente il territorio e i cittadini.

Il progetto torinese è strutturato attorno a tre grandi dimostratori tecnologici e di servizio: oltre alla navetta a guida autonoma, il Digital Twin e un veicolo robotico per la logistica di ultimo miglio, pensato per le consegne ai cittadini.

La creazione di un “Digital Twin” della mobilità torinese è un aspetto su cui lavora in particolare la Fondazione Links in collaborazione con 5T, il Comune di Torino e gli altri partner scientifici. Si tratta di un modello digitale unificato, progettato per aggregare in un unico “Data Lake” i dati provenienti da piattaforme autonome diverse, come quelli raccolti dalla navetta per passeggeri e dal robot per la logistica di ultimo miglio, ma anche quelli di altri veicoli connessi, attraverso la Centrale della mobilità citata sopra.

Questo strumento ha una duplice funzione: non si limita a raccogliere dati, ma agisce anche come un simulatore. Grazie ad esso, è possibile testare scenari alternativi e strategie di controllo del traffico per ridurre la congestione, prima ancora di applicarle nel mondo reale. La piattaforma è inoltre aperta ad aziende terze, che possono utilizzarla per sviluppare nuovi servizi. Fondazione Links sta sviluppando un modello digitale della mobilità, dove confluiranno tutti i dati che provengono dai sistemi di rilevazione e dai veicoli connessi, non solo lo shuttle e i robottini autonomi, ma anche tutti i veicoli connessi della città, passando attraverso la Centrale della mobilità. L’obiettivo non è solo raccogliere dati, ma analizzarli e confrontarli a quelli storici, in modo da poter utilizzare il Digital Twin per far girare anche modelli che simulano scenari diversi di traffico e strategie diverse di controllo, che possano migliorare la mobilità, ad esempio, in termini di congestione stradale. Fondazione Links sta sviluppando gli algoritmi del Digital Twin, con l’obiettivo finale di utilizzare l’esperienza di ToMove per costruire un patrimonio di dati e di governance dei dati per la città. Questo “Mobility Dataspace” integrerà diverse fonti (dati ambientali, sugli incidenti, sulle barriere architettoniche) per facilitare la pianificazione e abilitare lo sviluppo di nuovi servizi a valore aggiunto per i cittadini, sia da parte del pubblico sia di imprese private.

Il terzo dimostratore, coordinato da Fondazione Links in prima linea, prevede la sperimentazione di piccoli robot elettrici autonomi per le consegne dell’ultimo miglio in aree urbane, con un focus non solo sulla tecnologia abilitante, ma anche sull’analisi dell’accettabilità sociale e sulla simulazione di possibili modelli operativi di consegne miste truck e robot. I robot sono progettati per circolare autonomamente e svolgere il percorso dai negozi di prossimità fino al domicilio del cliente, trasportando i prodotti. Sono dotati di sensori per evitare ostacoli, sono integrati con l’infrastruttura stradale (per esempio dialogano con i semafori) e con le piattaforme di logistica. Dispongono di contenitori multi-scomparto con locker sicuri e autenticazione crittografata. Si muovono a basse velocità (circa 6 km/orari) e sono capaci di percorrere in modo autonomo un marciapiede o una pista ciclabile, superare ostacoli e orientarsi nel contesto urbano. Raggiunto il cliente, il pacco all’interno del robot può essere prelevato attraverso un codice di sblocco o tramite l’apposita app di raccolta ordini che permette di seguire in tempo reale la consegna. L’uso dei robot in questo settore mira a diminuire i costi, aumentare la flessibilità del servizio e la velocità di consegna nelle zone molto trafficate delle città.
La sperimentazione è cruciale per validare il modello operativo in collaborazione con operatori della logistica e piccoli esercizi commerciali. Un’enfasi particolare è posta sull’accettabilità sociale. Come osserva Elena Deambrogio: «Dai primi sondaggi sull’accettabilità sociale è emerso un dato sorprendente: alcune persone si sono dichiarate più spaventate dai robottini che dalla grande navetta autonoma su cui potevano viaggiare. Una possibile spiegazione è la totale mancanza dell’elemento umano, che li rende percepiti come più imprevedibili e alieni».

Infine, ricorda ancora Elena De Ambrogio, la disponibilità di dati e di servizi legata a ToMove ha aperto la strada a molte applicazioni, che hanno coinvolto decine di realtà locali: «Accanto ai tre grandi dimostratori, ToMove finanzia 13 progetti “small scale” proposti da imprese esterne per innovare ulteriormente la mobilità urbana, che coinvolgono circa 30 imprese».

I progetti, finanziati per circa 100.000 euro, coprono un panorama molto vario di innovazioni per la mobilità urbana, tra cui nuovi servizi di accessibilità sviluppati con associazioni del territorio, servizi a chiamata notturni, strumenti per pianificare l’installazione di colonnine di ricarica elettrica basati sulla domanda, un “navigatore intelligente” che suggerisce modalità di trasporto alternative in base a variabili come il meteo e il rischio di eventi climatici estremi. Nel frattempo è stata lanciata e chiusa a dicembre 2025 una “Call 4 Acceleration” rivolta a startup e PMI con progetti di innovazione nell’ambito della mobilità urbana: saranno ulteriori otto le imprese o gruppi informali accompagnati nel co-disegnare nuovi modelli di business per una mobilità urbana – anche CCAM (Cooperative, Connected, and Automated Mobility) - sempre più sostenibile, efficiente, sicura ed inclusiva.

Come conclude Elena Deambrogio: «Il 2026 sarà l’anno della valutazione e della pianificazione della nuova mobilità partendo da un concetto di rigenerazione urbana che tenga conto dei nuovi servizi di mobilità, anche autonoma, come uno dei tasselli per trasformare i quartieri urbani in aree più verdi, accessibili e vivibili».

In uno scenario polarizzato, in cui il tema è entrato sempre più nella cronaca politica, la domanda di fondo è semplice solo in apparenza: che cosa sanno davvero oggi le neuroscienze su sesso, genere e identità? Con l’articolo “Sex and Gender Identities Are Emergent Properties of Neural Complexity”, pubblicato su Behavioral Sciences, proviamo a rispondere a questa domanda da un’angolatura diversa: non cercando il “cervello maschile” o il “cervello femminile”, ma partendo dalla complessità dei nostri circuiti cerebrali e chiedendoci perché la diversità di identità sembri quasi inevitabile in un sistema così complesso. 

Cosa ci dice oggi l’imaging cerebrale su sesso e genere

Gli studi che confrontano il cervello di persone assegnate maschi o femmine alla nascita non mancano: differenze medie di volume, spessore corticale o connettività funzionale si trovano, specie in campioni molto grandi. Meta-analisi e studi su migliaia di adulti mostrano, per esempio, variazioni di volume in alcune regioni e nella connettività di grandi reti, ma con una fortissima sovrapposizione tra i due gruppi: la maggior parte dei cervelli si colloca in una zona “intermedia” in cui maschi e femmine sono interlacciati.

Negli ultimi anni, ai classici confronti “maschi vs femmine” si è aggiunto un passo in più: misurare anche il genere, inteso non come anatomia ma come ruoli, comportamenti, aspettative sociali e vissuto identitario. Il grande progetto ABCD negli Stati Uniti è stato uno dei primi a farlo in modo sistematico: nei bambini di 9–10 anni, il sesso assegnato alla nascita si associava soprattutto a differenze in reti sensori-motorie, mentre le misure di genere si collegavano a pattern di connettività più diffusi, che coinvolgevano attenzione, cognizione sociale ed emozioni. Altri lavori stanno ampliando il quadro. Studi su adolescenti mostrano che gli indicatori di gender diversity (come il desiderio di essere trattati come un altro genere o l’esplorazione di ruoli non tradizionali) sono associati a differenze molto sottili in strutture sottocorticali. In altre parole, se si guardano solo volumi o spessori, le tracce neurali della diversità di genere sono deboli.

Parallelamente, modelli di deep learning applicati a immagini MRI strutturali riescono a classificare il sesso con un’accuratezza vicina al 90%, sfruttando pattern distribuiti in tutto il cervello. Questo risultato è spesso citato come prova che esiste un “brain sex” ben definito. Tuttavia, se si osservano con attenzione le mappe di importanza dei modelli, emerge che maschi e femmine differiscono in media, ma condividono gran parte dei pattern rilevanti: è più simile alla differenza statistica tra due distribuzioni che non a due “tipi di cervello” separati.

Commenti e revisioni recenti mettono l’accento proprio su questo punto: le differenze esistono, ma non differenziano. Possono aiutare la ricerca di base, ma non permettono di “leggere” l’identità di una persona da una scansione, né di decidere chi è “veramente” uomo, donna o – soprattutto – altro.

Dal cervello binario al cervello complesso

Qui entra in gioco la prospettiva proposta su Behavioral Sciences: invece di chiederci se il cervello sia “maschile” o “femminile”, chiediamoci come un cervello altamente complesso generi così tanti modi diversi di essere persona.

Un concetto chiave è la degenerazione neurale (neural degeneracy): circuiti diversi, distribuiti in regioni differenti, possono produrre lo stesso risultato funzionale. È una proprietà ben nota in genetica e sempre più considerata nelle neuroscienze: esistono molte configurazioni possibili per sostenere, per esempio, la capacità di camminare, parlare o riconoscere un volto. Questo concetto è applicabile anche all’identità: non esiste un unico “circuito dell’essere uomo o donna”, ma una moltitudine di configurazioni possibili che, in combinazione con il contesto culturale, danno luogo a identità di genere diverse.

Questa prospettiva si appoggia anche ai dati su come il cervello costruisce il senso del sé. Studi di neuroimaging mostrano che il sentirsi un “io” coerente (ovvero riconoscersi come la stessa persona nel tempo e percepire di essere agente delle proprie azioni) emerge dall’interazione tra più reti neurali, incluse la default mode network (coinvolta nell’autoriflessione) e le reti fronto-parietali di controllo. Identità e agentività non sono qualità monolitiche, ma dimensioni che possono dissociarsi, modularsi e diventare più stabili o più fluide a seconda delle condizioni. 

Se mettiamo insieme questi pezzi (degeneracy, reti del sé, plasticità identitaria) il cervello non appare come un organo progettato per produrre due soli tipi di identità fisse, ma come un sistema evolutivamente predisposto a generare e sostenere diversità.

Un viaggio evolutivo: la diversità non è un incidente

Come fanno i miei scienziati preferiti, gli antropologi (gli storiografi delle scienze naturalistiche), per capire meglio quanto la diversità sia un principio emergente che va di pari passo con la complessità cerebrale, occorre inglobare nel discorso dei punti di vista dimenticati nel dibattito pubblico: la diversità di ruoli di genere e di identità non è un’invenzione recente dell’“ideologia moderna”, ma è documentata in molte culture e periodi storici, fino alla preistoria. 

La paleoantropologia e l’archeologia hanno ormai messo in discussione l’idea di una divisione netta e universale dei ruoli (“uomini cacciatori, donne raccoglitrici”). Studi su sepolture di cacciatori-raccoglitori mostrano, per esempio, che in diversi gruppi le donne partecipavano alla caccia grossa in modo sistematico, non come eccezione.

Le scienze sociali e la storia comparata segnalano una grande varietà di categorie di genere, ruoli non binari, figure sociali che non rientrano nello schema “uomo/donna”, dalle two-spirit di molte popolazioni native americane ai ruoli terzi o quarti in altre culture. Questa varietà culturale è coerente con un cervello capace di generare molte configurazioni identitarie, piuttosto che con un organo rigidamente binario.

In questo quadro, come sostiene il nostro articolo su Behavioral Sciences, è lapalissiano che identità di sesso e genere siano proprietà emergenti della complessità neurale: prodotti stabili ma dinamici di reti cerebrali altamente flessibili che interagiscono per tutta la vita con ormoni, ambiente sociale, norme culturali, esperienze soggettive. 

Cosa sappiamo, cosa non sappiamo

Proviamo allora a mettere in fila alcuni punti relativamente solidi:
gli studi di neuroimaging e morfologia cerebrale trovano differenze medie legate al sesso assegnato alla nascita. Ma queste differenze si sovrappongono enormemente: non permettono di assegnare con certezza il sesso di una singola persona dalla sola immagine del cervello;

• quando si misura anche il genere (ruoli, comportamenti, vissuti identitari), emergono pattern di connettività diversi da quelli legati al sesso biologico, spesso più diffusi e legati a funzioni complesse come la cognizione sociale. Questo suggerisce che il cervello è sensibile alle norme e alle aspettative sociali, non solo ai fattori biologici;
• studi specifici su persone transgender o gender-diverse indicano associazioni tra identità di genere e il modo in cui il cervello rappresenta il corpo o integra segnali enterocettivi, anche se i risultati non sono sempre convergenti e l’effetto dei trattamenti ormonali è complesso da isolare;
• le grandi revisioni diagnostiche internazionali – come l’ICD-11 dell’Organizzazione mondiale della sanità – hanno già recepito questi cambiamenti: l’“incongruenza di genere” non è più classificata come disturbo mentale, ma come condizione legata alla salute sessuale. 

Allo stesso tempo, i limiti della conoscenza sono importanti quanto i risultati:

• molti studi sono correlazionali e non permettono di dire se certe differenze cerebrali “causino” una certa identità di genere o ne siano invece l’effetto, o il prodotto congiunto di biologia e contesto;
• le misure di genere usate nei grandi dataset sono a volte riduttive (per esempio, si basano su giochi o comportamenti stereotipicamente maschili/femminili riportati dai genitori), e non catturano l’esperienza soggettiva profonda dell’identità;
• gran parte dei dati proviene da pochi Paesi ad alto reddito, con norme culturali specifiche: non sappiamo ancora quanto questi pattern si generalizzino a contesti sociali molto diversi;
• gli effetti osservati sono spesso piccoli: per studiarli servono migliaia di soggetti, il che è un’ottima notizia se si teme che un singolo esame possa “decidere” chi è davvero una persona.

Complessità neuroetica: perché conta per il dibattito pubblico

Per facilitare l’intersezione del dialogo pubblico con gli studi sulla complessità, abbiamo introdotto il concetto di Complexity Neuroethics: un quadro che prova a mettere in relazione quello che sappiamo sul cervello con le domande etiche e sociali sull’identità. L’idea di fondo è che, se accettiamo seriamente la complessità neurale e la degeneracy, dobbiamo accettare anche che la diversità di identità è un esito atteso, non una deviazione da un modello “normale”. 

Questo non significa che le neuroscienze debba “decidere” le leggi o dire quale sia la soluzione giusta in materia di terapie o percorsi di transizione: le scelte su cura, diritti e tutele restano inevitabilmente politiche e sociali, negoziate tra valori, esperienze vissute e considerazioni pratiche.

Le neuroscienze possono fare due cose essenziali:

1. sgonfiare le semplificazioni pericolose. Le evidenze non supportano né l’idea di un cervello rigidamente binario che renderebbe “innaturale” ogni diversità, né l’idea che esista un singolo marcatore neurale in grado di certificare chi è “veramente” uomo, donna o altro;
2. ricordare che la variabilità è la regola. In un sistema complesso come il cervello umano, le traiettorie identitarie diverse non sono un’anomalia statistica, ma parte del repertorio possibile che l’evoluzione ha reso disponibile proprio per aumentare l’adattabilità dei gruppi umani nel tempo. 

In un contesto in cui le decisioni politiche possono influenzare l’accesso alle cure, il benessere e la sopravvivenza delle persone gender diverse, la cosa più onesta che le neuroscienze possono offrire è un invito alla prudenza: evitare di usare risultati preliminari per giustificare restrizioni o negazioni di percorsi di cura, ma anche evitare di promettere più di quanto i dati consentano, presentando il cervello come un “tribunale” che emette verdetti.

Un cervello complesso per identità complesse

Il messaggio che emerge dalla letteratura recente e dalla prospettiva della complessità è meno spettacolare di quanto a volte si legge sui social, ma forse più utile.

Il cervello “vede” (o, in gergo, “codifica”) il sesso, nel senso che alcune caratteristiche anatomiche e funzionali differiscono in media tra maschi e femmine. Vede anche il genere, nel senso che le norme, i ruoli e le aspettative sociali lasciano tracce nelle reti che sostengono attenzione, emozioni, cognizione sociale. 

Ma soprattutto, il cervello vede la diversità: è costruito in modo tale da poter supportare molti modi di essere sé stessi, molti modi di vivere il proprio corpo, il proprio genere, le proprie relazioni. Invece di chiederci se un cervello sia “abbastanza maschile” o “abbastanza femminile”, la sfida dei prossimi anni sarà capire come tutelare questa complessità nelle cliniche, nelle scuole, e nelle leggi, senza pretendere di ridurla a una scansione, a un numero o a una categoria rigida.

Eppure, l’uso sempre più meccanico di queste metriche ha iniziato a mostrare crepe profonde. Alain Schuhl, vicedirettore scientifico del CNRS, ha recentemente ribadito come l’abuso dell’impact factor nella valutazione abbia contribuito a distorcere le pratiche editoriali e, a cascata, le stesse pratiche di ricerca. 

Alcuni sottolineano che la deriva bibliometrica sta avendo effetti perversi, soprattutto sulle nuove generazioni di ricercatori, spinte a scegliere argomenti «citabili» più che scientificamente necessari. Pratiche ambigue — talvolta vere e proprie frodi — vengono adottate sia da autori sia da editori per gonfiare h-index, citation index e impact factor. In un recente articolo su questa stessa rivista, Patrizia Caraveo spiega come le agenzie di produzione e vendita di articoli con garanzia di pubblicazione (le paper mills) aggirino i controlli delle riviste attraverso identità rubate e referee fantasma.

Si sta infatti creando un cortocircuito che rischia di premiare chi sa ottimizzare gli indicatori, più che chi genera reale conoscenza.

Sebbene citazioni e impact factor costituiscano metriche consolidate per valutare la portata di una ricerca, non sono sufficienti a definire appieno il profilo scientifico di un ricercatore. Forse la via più equilibrata consiste nel combinare approcci diversi: da un lato le metriche quantitative, che offrono un riferimento immediato; dall’altro una valutazione qualitativa, capace di contestualizzare i risultati e di coglierne aspetti meno immediatamente misurabili. Un’integrazione di questo tipo potrebbe aiutare a contenere sia l’eccesso di fiducia nei numeri sia, per contro, il rischio di valutazioni troppo generiche o legate a dinamiche personali.

Il problema sta diventando sempre più serio, e il futuro assetto dell’ANVUR, l’Agenzia nazionale di valutazione del sistema universitario e della ricerca, potrebbe amplificarne o mitigarne gli effetti in Italia. È il momento di avviare una discussione ampia e pluralista — anche conflittuale, se necessario — coinvolgendo le diverse comunità disciplinari, raccogliendo punti di vista alternativi e organizzando occasioni di confronto dedicate.

Intanto Scienza in rete pubblica un articolo di Gilberto Corbellini che solleva critiche articolate e anche molto dure contro l’uso della «numerologia» nella valutazione dei ricercatori. L’auspicio è che questo possa aprire un confronto ampio e non predefinito nei suoi esiti, e che arrivino anche contributi, analisi e proposte alternative, sia da parte di chi ritiene necessario superare l’attuale centralità degli indicatori bibliometrici, sia da parte di chi ne difende l’utilità o teme che non se ne possa fare a meno senza cadere in forme di valutazione troppo soggettiva. 

In questa fase, più che conclusioni definitive, servono prospettive diverse, affinché si possa costruire un dibattito informato e, auspicabilmente, un sistema di valutazione più adeguato alle esigenze della ricerca.

Da almeno vent’anni si leggono autorevoli avvertimenti su come la bibliometria stia distruggendo la basi cognitive e morali di quel fragile ecosistema intellettuale che è la scienza. Le personalità sopra citate – tre delle quali premi Nobel – forse sono state ascoltate dalla Sorbona e dal CNRS, che sono usciti da Web of Science e Scopus. La decisione ha un significato politico forte, che non resterà senza conseguenze. Enrico Bucci, che per primo ne ha parlato e che conosce meglio di chiunque in Italia le dinamiche dell’editoria scientifica e della valutazione della ricerca, scrive che gli eventi recenti dimostrano che qualcosa si può ancora fare. Non sono così ottimista.

Con un solo gesto, in Francia vengono respinte sia la bibliometria come criterio centrale di valutazione, sia le pratiche ricattatorie degli oligopoli editoriali (inclusi i costi per abbonamenti e Article Access Charges). Per i francesi, la bibliometria è incompatibile con i principi dell’Open Science. Sono trascorsi quattordici anni dalla San Francisco Declaration on Research Assessment (DORA), che criticava la pratica di collegare l’impact factor (IF) delle riviste scientifiche al merito dei singoli ricercatori. Un simile uso, si sosteneva, introduce pregiudizi e inesattezze nella valutazione della ricerca: l’IF non deve essere utilizzato come misura sostitutiva della qualità dei singoli articoli, né nelle decisioni di assunzione, promozione o finanziamento. Nel 2015 seguiva il Manifesto di Leiden, che formulò dieci princìpi per contrastare l’uso improprio della bibliometria nella valutazione della letteratura scientifica: le metriche correnti, si diceva, portano regolarmente a valutazioni errate dei contenuti scientifici.

Subito ebbe inizio un processo di studio della questione che ha portato alla decisione francese. Sorprendente in parte, perché altri paesi erano già più avanti nel riformare i propri sistemi di valutazione e nel ridurre il più possibile l’uso di strumenti bibliometrici. Tra questi spiccano Paesi Bassi e Norvegia. Se i miseri curricula puramente numerici che da noi vengono presentati per concorsi o finanziamenti fossero sottomessi lì, finirebbero direttamente in un cestino. I curricula devono essere scritti in forma «narrativa», come quelli che trent’anni fa dovevo preparare quando partecipavo ai concorsi. Si vuole sapere nel dettaglio cosa è stato fatto nel periodo in cui si ricopriva le posizioni documentate, e quali idee o progetti un candidato ha per la testa. Altri paesi nordeuropei stanno lavorando alle riforme. L’ANVUR, l’Agenzia nazionale di valutazione del sistema universitario e della ricerca, è diventata operativa solo un anno prima di DORA, e ha riconosciuto di recente i limiti della bibliometria. E tuttavia continua a fondare le sue procedure su strumenti bibliometrici.

La bibliometria nacque negli anni Sessanta e sviluppò nel tempo una serie di indicatori (metriche) destinati a descrivere l’attività scientifica: numero di articoli, citazioni, impact factor, h-index, ecc. In origine avevano una funzione descrittiva, cioè leggere dinamiche generali dei sistemi della ricerca, non valutare individui. A partire dagli anni Novanta la produzione scientifica quantitativa era sostenuta da un sistema altamente efficiente su diversi livelli e la domanda di oggettività nella gestione di massicci finanziamenti rendeva l’ecosistema della ricerca facile preda della burocratizzazione. Le metriche erano comodi strumenti per decidere carriere individuali o criteri per la distribuzione di fondi, premi e riconoscimenti. In pratica, numeri che servivano per capire dinamiche complessive sono stati reclutati per valutare singoli ricercatori, spacciando convenienze e pseudo-misurazioni per strumenti di meritocrazia.

Gli effetti furono molteplici e si sommarono progressivamente, erodendo innanzitutto l’etica della ricerca. Poiché i ricercatori devono pubblicare sempre più articoli e sempre più rapidamente per sopravvivere nella lotta per l’esistenza, la domanda strutturalmente insaziabile di spazi editoriali ha portato all’invasione di specie nuove di editori, che hanno scoperto e ampliato una ricca nicchia adattativa. La cosiddetta «editoria predatoria» vede editori senza scrupoli offrire pubblicazioni rapide, con revisioni fittizie o inesistenti, dietro pagamento. Un modello economicamente redditizio, perché risponde a bisogni reali: velocità, volume, facilità. L’espansione esplosiva delle riviste predatorie, che sono circa un quinto di tutte le riviste scientifiche oggi pubblicate, si è verificata soprattutto nei Paesi in cui i sistemi di valutazione bibliometrica dominano la vita scientifica. Non è la cattiva etica di singoli editori ad alimentare il predatory publishing, ma la struttura stessa degli incentivi scientifici. Quando una pubblicazione, di qualunque qualità, vale più del suo contenuto, il mercato risponde offrendo prodotti che massimizzano la quantità. In questo senso il predatory publishing non è un’anomalia, ma l’esito necessario del modello bibliometrico. E si è facili profeti a dire che tale fenomeno, se nulla cambia, sarà amplificato a dismisura dall’uso delle IA generative.

Un altro effetto della bibliometria è l’aumento delle pratiche scorrette, dal p-hacking al cherry-picking fino alla falsificazione diretta dei dati, alle paper mills eccetera. Quando la quantità (numeri alti) pesa più della qualità (originalità e rigore metodologico), la competizione esasperata per la visibilità – qualunque cosa significhi – induce alcuni a superare i limiti dell’integrità. Aumentano così le retraction, gli scandali, le pubblicazioni dubbie e il generale clima di sfiducia nella scienza. Qualcuno sostiene che le percentuali di frodi rimane bassa e che forse è costante. Ma anche solo il 2-3% di oltre 50 milioni, il totale di pubblicazioni negli ultimi anni, è un numero significativo e c’è una vasta area grigia che non è analizzabile. Diverse interviste ai ricercatori riportano che circa il 40% afferma di avere avuto uno o più comportamenti non integri nella carriera.  Quale sarà l’impatto dell’IA generativa nell’esplosione del combinato disposto truffe (moltiplicabili all’infinito e fatte meglio delle persone) più editoria predatoria? E i costi in termini di denaro dilapidato o di posizioni assegnate a incapaci?

Lo «stile bibliometrico» ha favorito una massiccia concentrazione del settore editoriale: multinazionali come Elsevier, Springer Nature, Wiley, Taylor & Francis e Sage controllano gran parte delle riviste scientifiche del mondo. Era chiaro da subito che la bibliometria era una fonte cospicua di rendita economica. L’impact factor, attribuito alle riviste e non ai singoli articoli, è una sorta di marchio di lusso: pubblicare in riviste di alto livello porta vantaggi di carriera, e così le istituzioni pagano somme altissime per accedere ai contenuti e per coprire gli APC (Article Processing Charges, le tariffe richieste per pubblicare un articolo scientifico). Acquistare e inglobare riviste già esistenti e allo stesso tempo crearne di nuove (a volte anche decine per singola disciplina, o decine griffate, si veda il portfolio Nature) si è rivelato un affare. La proliferazione non risponde a esigenze scientifiche, ma a logiche economiche: più riviste significa più articoli, più citazioni, più flussi di denaro. Il risultato è un ecosistema dominato da oligopoli privati, che drogano pesantemente il mercato, ma anche l’immagine stessa del prestigio scientifico.

Il modello APC, per cui l’autore paga per rendere l’articolo accessibile, crea un incentivo diretto per gli editori ad accettare quanti più articoli possibile. E così si compromette la qualità della peer review e il livello di selettività. Nelle riviste create appositamente per sfruttare questo modello, i tassi di accettazione sono spesso molto elevati e la pressione sui revisori enorme. Gli editori predatori hanno imitato e radicalizzato questa logica, trasformando la pubblicazione in una transazione puramente commerciale. In questo senso, il confine tra editoria predatoria ed editoria commerciale aggressiva, in alcuni contesti, è meno netto di quanto sembri: la bibliometria monetizza la produzione scientifica. Il risultato è una perdita di qualità e un aumento dei costi.

L’effetto è devastante non solo sul piano etico, ma anche su quello epistemologico. La ricerca diventa più superficiale, più rapida, più orientata verso risultati positivi e citabili. Studi lunghi, complessi, teorici o con esiti negativi hanno poche possibilità di pubblicazione. L’innovazione disruptive, che richiede tempo, è penalizzata. Le repliche quasi scompaiono. L’aumento del volume delle pubblicazioni genera un sovraccarico cognitivo che rende difficile ai ricercatori rimanere aggiornati e si compromette la capacità di distinguere ciò che è significativo da ciò che è banale. Il sistema non sta già reggendo all’impatto ed è drammaticamente impoverito. Risultato: la credibilità del sistema editoriale si assottiglia progressivamente. Inoltre, le discipline con basso indice di citazione naturale, le scienze umane o parti della matematica, sono snobbate. In area umanistica, non bibliometrica, si allestiscono procedure che scimmiottano su un piano qualitativo quelle delle aree bibliometriche, tanto per aumentare l’arbitrarietà e la discrezionalità. 

La crisi della bibliometria riguarda la natura stessa della scienza come impresa cooperativa che esiste come tale nella misura in cui conquista sempre nuovi territori conoscitivi sulla base di libertà, creatività, etica e competizione per l’oggettività. L’editoria predatoria, la manipolazione dei dati e la concentrazione del potere editoriale sono sintomi di un sistema in cui gli incentivi sono diventati più importanti dei contenuti. Ma l’innovazione scientifica non può funzionare sulla base di una organizzazione taylorista della produzione. 

Che fare? La Francia ha lanciato la sfida. Negli Stati Uniti non si muove quasi nulla. Nel mezzo ci sono i paesi nordeuropei che cercano di capire se nell’acqua sporca si trova anche un bambino, prima di buttarla via. Scorrendo la letteratura scritta da persone più competenti di me, mi sono fatto l’idea che non sarebbe tardi per riformare la burocrazia della scienza. Ma che può essere tardi per riformare la psicologia della ricerca generata nelle persone dalla bibliometria. I condizionamenti sopravvivono ai regolamenti. La cultura accademica sclerotizzata difende privilegi ormai solo formali, per cui i burocrati proliferano senza controllo nelle università. L’editoria è ormai troppo potente, il volume delle pubblicazioni è fuori controllo, il peer review è saturo e gli incentivi sono consolidati. Se le istituzioni accademiche e gli enti sono abitati da persone selezionate dal sistema in corso, come possono cambiare? Scegliendo come è nella natura umana in situazioni simili il gattopardismo?

Quando ticchettiamo sulla tastiera del computer o dello smartphone, o ancora quando mettiamo un like oppure un commento sui social, inconsapevolmente offriamo alle aziende Big Tech una quantità di dati preziosissimi dai quali ricavare enormi profitti. Per elaborare in modo continuo e massivo la mole di informazioni che produciamo, occorre una potenza di calcolo smisurata, la quale a sua volta richiede energia e materie prime (a riprova che le tre rivoluzioni industriali non si sono passate la staffetta, ma corrono in parallelo). I server che effettuano tutti questi calcoli hanno bisogno d’energia elettrica per funzionare, d’acqua per essere raffreddati e soprattutto di materie prime per i loro pezzi di ricambio. I chip, le unità elettroniche integrate che costituiscono il mattone fondamentale di ogni server, sono poi sempre più potenti e usati in modo così intensivo da richiedere una sostituzione frequente. Sappiamo che i “cervelli elettronici” costituiti da questi chip non sono basati sulla chimica del carbonio, ma su quella del silicio. Inoltre, la produzione di questi chip richiede tutta una serie di materiali anche molto preziosi, come l’oro, il rame, il cobalto e le terre rare.

Per superare le difficoltà legate all’approvvigionamento, la Cina (il Paese che attualmente ha forse più “fame” di circuiti integrati) sta tentando strade alternative al silicio e pare che questa estate abbia messo a terra il primo progetto industriale di chip fotonico. Di cosa si tratta?

Come dice la parola stessa, un chip “fotonico” usa la luce per immagazzinare e trasmettere informazioni. Semplificando un po’, potremmo dire che se i chip usuali impiegano gli elettroni, i chip fotonici usano i fotoni o, per meglio dire, la luce e quindi le sue caratteristiche come la lunghezza d’onda ecc. Ma non si tratta di un semplice cambio di una particella con un’altra, bensì di una vera e propria rivoluzione tecnologica (in parte cominciata, dato che dispositivi come le fibre ottiche funzionano già sulla base di questi principi). I vantaggi della fotonica rispetto all’elettronica sono molteplici: in primo luogo, la luce è la cosa più veloce che ci sia, quindi trasmette le informazioni nel modo più rapido possibile. Inoltre, mentre il flusso di elettroni in un conduttore deve comunque vincere una resistenza, e questa frizione dissipa calore (per accorgersene basta posare la mano su un computer o uno smartphone in funzione), nel caso della luce questa notevole dispersione energetica non c’è: si tratta quindi di una fonte meno energivora e più efficiente in termini di consumi. Un tema non trascurabile, se ogni volta che un’intelligenza artificiale come ChatGPT viene addestrata, la rete elettrica e quella idrica subiscono uno scossone (e non si tratta di una battuta, come gli abitanti del Texas possono testimoniare).

Anche la possibilità di miniaturizzare un circuito è più ampia nel caso dei chip fotonici. Uno dei problemi di surriscaldamento delle componenti integrate è infatti l’affollamento di transistor nel chip al silicio: i sistemi moderni richiedono di miniaturizzare in pochi centimetri quadrati dei componenti di calcolo e di memoria che un tempo richiedevano decine di metri cubi; inoltre, l’effetto di dissipazione del calore pone un limite fisico macroscopico alla miniaturizzazione, limite molto più blando nel caso dei chip fotonici. Ovviamente non ci sono solo dei pro ma anche dei contro: primo fra tutti la difficile interoperabilità con dispositivi elettronici e non fotonici, che rende difficile immaginare di rimpiazzare in breve tempo i chip al silicio con quelli basati sulla
luce.

Eppure, nell’ambito dell’intelligenza artificiale, il gioco vale la candela. Per funzionare, l’IA generativa ha bisogno di infrastrutture di calcolo parallelo che comportano l’uso di migliaia e migliaia di chip. La loro potenza viene sfruttata in pieno durante le costose fasi di addestramento, sebbene anche l’inferenza (cioè l’uso che centinaia di milioni di persone fanno quotidianamente di ChatGPT e dei suoi simili) necessiti di grandi risorse per via del numero sempre crescente di richieste.

La Cina ha cavalcato la rivoluzione tecnologica dell’IA, giungendo a definire nuovi modelli, come il celebre DeepSeek, e investendo moltissimo nelle componenti di base necessarie alle infrastrutture informatiche per l’IA. Il tessuto industriale cinese annovera alcune Big Tech affermate sui mercati internazionali, come Alibaba e ByteDance (proprietaria di TikTok), che ovviamente necessitano di tutta l’intelligenza artificiale possibile per mantenersi sul mercato e sfruttare al meglio i dati offerti dagli utenti.

L’idea di dover dipendere dalla produzione della multinazionale statunitense Nvidia, principale produttore di Gpu (i chip di calcolo nati per la grafica ma ormai standard nei conti necessari alle IA generative) non piace alle autorità cinesi, specie dopo che la guerra commerciale con gli Stati Uniti si è intensificata a seguito dell’insediamento di Donald Trump. Recentemente, il governo cinese ha proibito alle sue Big Tech di importare chip da Nvidia, sebbene quest’ultima avesse introdotto espressamente per il mercato cinese una scheda con chip integrati chiamata Blackwell, la cui esportazione non è proibita dal governo Usa. Resta da capire se il Dragone detterà condizioni per la commercializzazione di queste schede, o se la via autarchica al chip al silicio sarà perseguita fino all’indipendenza dalle componenti importate dall’estero. Non sembra un caso che proprio questa estate la Cina abbia lanciato la produzione industriale di chip fotonici, dalle prestazioni apparentemente ottime: si tratta dello sforzo di tre anni di ricerca e sviluppo che hanno visto coinvolte non solo le aziende del tech cinese, ma anche la batteria di università e ricercatori sui quali il Paese ha molto investito nei decenni passati.

Difficile dire se nei prossimi anni la via fotonica all’intelligenza artificiale (ma anche alle comunicazioni 6G e altro) riuscirà a far tramontare l’epoca del silicio: certo è che, sebbene queste ricerche siano state intraprese anche negli Stati Uniti e in Europa in tempi non sospetti, ora è la Cina a poter vantare la prima linea produttiva di questi chip che, forse, introdurranno la prossima rivoluzione nel calcolo digitale e non solo.

Costruire un ricercatore fittizio non è neanche troppo difficile. Abbiamo già raccontato la storia del gatto che scriveva articoli di matematica oppure della ricercatrice francese immaginaria, ma questi erano casi allestiti dai ricercatori per mettere in luce le storture del sistema di valutazione basato sul conteggio degli articoli e delle loro citazioni. Non sono queste azioni dimostrative che preoccupano le case editrici ma piuttosto il variegato sottobosco delle paper mills, società che vendono articoli taroccati o inventati di sana pianta.

Tutto deriva dalla pressione a pubblicare sempre di più che caratterizza il mondo della ricerca, dove avanzamenti di carriera, e magari anche la possibilità di ottenere finanziamenti, dipendono dalla produttività. Dato che valutare la qualità delle pubblicazioni è più difficile che contarle, in molti casi a pesare è soprattutto la quantità. 

Questo spiega la nascita delle paper mills, organizzazioni che vendono a ricercatori bisognosi di pubblicazioni la possibilità di firmare articoli, per lo più costruiti ad hoc con l’utilizzo dell’intelligenza artificiale. Ovviamente quest’ultima non è né originale né infallibile e il risultato dipende dal tempo e dall’attenzione investiti nella costruzione di un testo. Visto che le fabbriche di articoli non possono andare tanto per il sottile, spesso i testi sono scopiazzati e di scarsa qualità. Capita anche che contengano errori che sarebbero facilmente individuati nel processo di valutazione dell’articolo da parte di esperti ed esperte del settore: quello che in gergo si chiama referee, che è come l’arbitro di una partita di calcio. 

Dal momento che difficilmente un cliente pagherebbe per un articolo rifiutato dalla rivista, occorre che i gestori delle paper mills siano sicuri di avere referee compiacenti che approvino i lavori ricevuti. Per arrivare a questo risultato si possono percorrere due strade: farsi passare per un vero ricercatore conosciuto e rispettato grazie a un furto d’identità mail (per esempio il caso STOTEN), oppure creare di sana pianta un profilo da ricercatore o ricercatrice da utilizzare al bisogno. Questo secondo processo è più lungo e complesso ma è quello che, qualche anno fa, è stato smascherato in un lungo lavoro da parte di “detective scientifici”.

Tutto è iniziato nel 2018 con la segnalazione di un lettore che aveva trovato due articoli palesemente falsi quasi identici in due diversi giornali di area matematica appartenenti al gruppo editoriale Springer Nature. Ne è seguita un’indagine, la quale ha messo in luce che i referee dei due articoli erano personaggi inventati, comparsi anche come autori di articoli nelle stesse riviste. Il fatto stesso di essere autori di articoli pubblicati li rendeva idonei a essere suggeriti come possibili referee aprendo la porta alla pubblicazione di lavori prodotti dalla paper mill che li aveva creati. Per vendere la firma su articoli tarocchi a scienziati reali le paper mills hanno creato autori immaginari per trasformarli in referee compiacenti. Gli investigatori si sono resi conto che tra il 2011 ed il 2020 quella particolare paper mill aveva pubblicato 55 articoli con l’aiuto di 13 referee, tutti ovviamente fasulli. E con affiliazioni in tutto il mondo. 

Dal lavoro investigativo, è emerso come il ruolo fondamentale nell’industria delle pubblicazioni tarocche sia giocato dai referee, dal momento che autori di poche pubblicazioni vengono proposti per decine di valutazioni. Così, la paper mill riesce a far accettare più facilmente gli articoli, presentandosi ai propri clienti come capace di garantire la pubblicazione dei lavori che vendono. 

Come mostrano i risultati dell’inchiesta su 12 gruppi editoriali scientifici, la frequenza degli articoli falsi che ricevono è simile a quella dei suggerimenti dei nomi di referee compiacenti (immaginari oppure ottenuti con furto di identità). Qui è disponibile un grafico che evidenzia la frequenza di proposte fraudolente (l’articolo è a pagamento).

L’ultimo tassello è venuto dal controllo delle affiliazioni, quando è risultato chiaro che i presunti ricercatori non avevano mai fatto parte dello staff delle istituzioni alle quali dichiaravano di appartenere. Ovviamente, i loro indirizzi mail - apparentemente istituzionali - erano alias, pertanto indirizzi fittizi.

Le 55 pubblicazioni sospette sono state ritirate, ma è chiaro che la truffa scoperta è la cima dell’iceberg e che il problema è alla radice. Se la tua carriera dipende dal numero di lavori pubblicati, indipendentemente dalla loro qualità, ci sarà sempre qualcuno interessato a comprare i servizi dei fabbricatori di articoli.  Per questo le riviste devono controllare l’identità delle persone che sottomettono articoli. 

Una piattaforma molto utilizzata dagli editori è l’Open Researcher and Contributor ID (ORCID), lanciata nel 2012 come servizio di identificazione gratuito che chiunque può utilizzare per registrare se stesso e i propri articoli, libri eccetera. Circa 10 milioni di ricercatori utilizzano ORCID, un numero unico di 16 cifre, che segue la persona per tutta la sua carriera anche se cambierà affiliazione. Per questo motivo i principali editori richiedono agli autori che inviano articoli di specificare il proprio identificativo ORCID che, tuttavia, non fornisce prova certa di identità. Chiunque può registrarsi sulla piattaforma, che non discrimina account duplicati. Prova ne sia che dai risultati dell’indagine sui 12 editori, l’utilizzo di ORCID fasulli è piuttosto comune.

Conscia di questa pecca, la piattaforma chiede alle sue quasi 1.500 organizzazioni affiliate di contribuire ai suoi archivi confermando informazioni quali affiliazioni, pubblicazioni, finanziamenti. Queste voci verificate, denominate trust marker, appaiono come segni di spunta verdi sui profili dei ricercatori.

Circa 5,7 milioni di account ORCID contengono almeno un indicatore di affidabilità. Per curiosità sono andata a vedere il mio profilo ORCID e ho trovato che l’unico punto non marcato in verde è il mio indirizzo mail, perché mi sono iscritta con quello personale piuttosto che con quello istituzionale.

Visto il pressante bisogno di identificazione certa da parte delle case editrici, alcune start-up sono già in pista per offrire i metodi più idonei. All’inizio di quest’anno, Laurel Haak, che è stata la direttrice esecutiva oltre che fondatrice di ORCID, ha lanciato una piattaforma di verifica dell’identità chiamata VeriMe che ha sede a Denver, in Colorado. Con un finanziamento iniziale da parte dell’azionista di maggioranza di Springer Nature, si presenta come un’integrazione di ORCID. Gli utenti possono registrarsi sulla piattaforma dopo aver completato un’autenticazione a più fattori e aver inserito le loro affiliazioni, gli indirizzi e-mail istituzionali, il profilo ORCID. Per la convalida di passaporti e documenti di identità ufficiali bisogna passare al livello a pagamento perché, a quel punto, occorre gestire problemi di privacy non banali.

Dopo il mio intervento introduttivo, in cui ho chiesto ai relatori di attenersi rigorosamente e unicamente agli aspetti tecnico-scientifici del progetto, e dopo un breve intervento di presentazione del progetto da parte dell’Amministratore delegato della Società Stretto di Messina, Pietro Ciucci, sono intervenuti diversi relatori.

Prima sessione (40 minuti):

Carlo Doglioni, Professore ordinario di Geodinamica, Università La Sapienza di Roma, già presidente INGV;

Gianluca Valensise, Dirigente di Ricerca – Sismologo INGV e consulente della Società Stretto di Messina.

Seconda sessione (80 minuti):

Iunio Iervolino, Professore ordinario di Tecnica delle costruzioni, Università Federico II di Napoli e Università di Pavia; rappresentante dell’Università Federico II di Napoli quale responsabile scientifico della Valutazione delle Azioni Sismiche Transienti dello Stretto di Messina;

Federico Mazzolani, Ingegnere, Professore emerito di Tecnica delle costruzioni, Università Federico II di Napoli; 

Giorgio Diana, Ingegnere, Professore emerito e Direttore della galleria del vento CIRIVE, Politecnico di Milano, nonché membro dell’Expert Panel della Società Stretto di Messina; 

Mario de Miranda, Ingegnere specializzato in ponti e grandi strutture, già professore allo IUAV di Venezia. 

Nelle repliche è intervenuto anche Fabio Brancaleoni, ingegnere e professore ordinario di Scienza delle Costruzioni dell’Università Roma Tre, nonché già consulente della Società Stretto di Messina.

I professori/dottori/ingegneri Valensise, Iervolino, Diana e Brancaleoni sono stati indicati, dietro mia richiesta, dalla Società Stretto di Messina.

I professori/dottori/ingegneri Doglioni, Mazzolani e de Miranda sono stati contattati dal mio ufficio.

Sessione domande (50 minuti)

Al termine delle due sessioni si è svolta una ricca sessione di domande e risposte, grazie alla presenza di decine di esperti presenti nel pubblico, che hanno animato il confronto a un livello scientificamente molto alto.

Quattro elementi su cui servono ulteriori dati e analisi

Da questo dibattito sono emersi almeno quattro elementi che necessitano di maggiori dati e analisi, che proverò a riassumervi qui di seguito.

(i) La presenza di una faglia sismica potenzialmente attiva sotto la fondazione di una torre e di altre due faglie potenzialmente pericolose nell’area.

L’attenzione degli esperti su questo punto si è concentrata sul sistema di faglie che attraversano lo stretto di Messina e sulle loro caratteristiche (se “attive/capaci” o meno). In particolare sulla cosiddetta “faglia di Cannitello”, che si trova sotto una delle torri alte 399 metri che sorreggono il peso del ponte, nel lato calabrese. Nel suo intervento iniziale, Doglioni si è soffermato sulla pericolosità sismica dell’area dello Stretto specificando che: dal 1985 ad oggi sono stati registrati oltre 5000 terremoti; l’area può essere epicentrale per tre diversi sistemi di faglie in essa attive (sistema di Messina, Capo Peloro e Scilla) e che si sovrappongono nello Stretto; nell’area si rileva il tasso di deformazione misurato maggiore d’Italia (oltre 80 nanostrain/anno).

Doglioni ha spiegato che una faglia è “attiva e capace” se si è mossa negli ultimi 40 mila anni, potenzialmente anche negli ultimi 700 mila. Per verificare se sono avvenuti questi movimenti vi è una tecnica scientifica che prevede di scavare una trincea nel terreno, detta “paleosismologica”. Rispetto alla faglia di Cannitello, indicata anche nel progetto del Ponte, Doglioni ha sottolineato che si tratta di un ramo del sistema della faglia di Scilla, sistema che si sviluppa su vari piani paralleli che possono attivarsi in caso di terremoto. Non essendo state scavate trincee specifiche per questa faglia, non è possibile sapere se arrivi in superficie o meno ma, ha fatto notare Doglioni nella sua presentazione, le immagini disponibili mostrano una rottura di pendio che potrebbe essere di per sé un’indicazione che sia attiva. Per dimostrare che, al contrario, la faglia di Cannitello non sia attiva bisognerebbe avere prova che la stessa sia “sigillata” da sedimenti antichi di almeno 40mila anni. Questa prova ad oggi manca, in quanto nel progetto vengono riportati dati di sedimenti relativi a soli 11700 anni. Di conseguenza, è stata la conclusione di Doglioni, “non si può affermare che questa faglia non sia attiva”, così come non lo si può dire di altre faglie presenti sotto gli ormeggi dei cavi del Ponte, in quanto anche qui mancano trincee che lo documentino.

A seguire, è intervenuto il dott. Valensise il quale ha spiegato che terremoti particolarmente forti, convenzionalmente oltre la soglia di magnitudo 5.5, sono generati da grandi faglie. Facendo riferimento a uno studio di Sgroi et al. del 2025, che mostra le strutture trasversali e presumibilmente attive delle faglie di Capo Peloro e dello Ionio, Valensise ha notato come la sorgente del terremoto da 7,1 gradi che nel 1908 fece oltre 80 mila vittime tra Messina e Reggio Calabria si incastri perfettamente fra quelle due faglie. Questi limiti fisici escluderebbero che tale sorgente possa essere più lunga e quindi che possa generare terremoti più forti. Valensise non ha mostrato preoccupazioni circa la faglia di Cannitello, anzi il suo intervento si è concentrato tra l’altro a spiegare come non si tratti di una faglia ma di un “terrazzo marino”. Lo ha fatto ad esempio commentando il lavoro dell’ingegner Paolo Nuvolone, autore di uno studio su cinque delle faglie presenti nello Stretto, già consulente del comune di Villa San Giovanni. Nuvolone - secondo Valensise - ha notato come, rispetto alla faglia di Cannitello, siano ben visibili le alterazioni topografiche, accludendo un’immagine in cui, ha commentato Valensise, “in realtà vedo una scarpata con della vegetazione”. Anche in un passaggio successivo Valensise ha ribadito come dalle immagini dell’ ing. Nuvolone “questa scarpata ha poco della faglia ed è molto simile alle scarpate che si vedono alle spalle”. Lo stesso Valensise ha riconosciuto che, facendo riferimento alla letteratura scientifica, non c’è accordo unanime rispetto alla potenziale presenza e attività delle faglie dello Stretto. Alcuni autori, ad esempio, ritengono che in alcuni casi si tratti di scarpate o di terrazzi marini. Le mappe disponibili, in cui le faglie sono riportate in punti diversi, anche di chilometri, da autori diversi, ha concluso su questo punto Valensise, “mi fa sospettare che in terraferma non siano mai state viste”.

Riguardo a questo punto, nella sessione domande, il professore Stefano Pampanin dell’Università La Sapienza di Roma ha ricordato l’esempio del terremoto che nel febbraio 2011 ha distrutto la città di Christchurch, in Nuova Zelanda, pur avendo una Magnitudo di 6,2 , molto più bassa di quella del terremoto di Messina del 1908, e che sulla carta non appariva preoccupante nemmeno per i più esperti sismologi. Pampanin, che ha ricordato di aver trascorso in Nuova Zelanda 16 anni della propria carriera, ha affermato che l’effetto disastroso del terremoto è stato definito dagli studiosi “i tre pugni”, poiché nella zona si sono attivate tre faglie che hanno colpito da vicino, da lontano e dal basso.

Viste le diverse interpretazioni circa la faglia, ho chiesto (e la mia non è stata l’unica domanda in questo senso) “perché non fare ulteriori studi sulla faglia?”. A questa domanda Valensise ha risposto che la Società Stretto di Messina ha commissionato altre analisi all’Ogs (Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale), in particolare “una serie di rilievi sismici terra-mare” che “si faranno quanto prima, credo la prossima primavera”, ma, di fronte alla richiesta specifica di vari esperti dal pubblico sull’opportunità di fare approfondimenti con una trincea paleosismologica, ha ribattuto che “tutti parlano di faglie, ma nessuno le mostra” e quindi sarebbe impossibile capire dove scavare tale trincea. Replicando, il professor Mario de Miranda (già professore dello IUAV di Venezia) ha ricordato come la faglia sia esplicitamente indicata in alcuni dei documenti del progetto del Ponte pubblicamente disponibili.

Dal canto suo, Doglioni ha ribadito quanto già affermato nel suo intervento d’apertura, cioè che sulla base delle caratteristiche evidenziate non si può affermare che quella di Cannitello non sia una faglia attiva, mentre quella riconosciuta sul fondo marino è attiva e capace. Il prof. Giovanni Barreca, dal pubblico, è intervenuto ricordando i propri studi sulle faglie nell’area e, in una nota inviata al mio ufficio nei giorni successivi, ha spiegato che con il suo team, in un articolo scientifico del 2021, ha mostrato “per la prima volta l’esistenza di una nuova faglia, lunga circa 34,5 km, compatibile con un terremoto di magnitudo M=7. La faglia attraversa longitudinalmente lo Stretto e la sua attività recente è confermata da una dislocazione del fondale marino di circa 80 metri”.

Su questo punto, il dott. Valensise ha risposto a Barreca affermando che si trattava di studi su “faglie superficiali, non profonde” e quindi non preoccupanti dal punto di vista sismologico, e che non fosse utile “uscire dal seminato e discutere di cose fantasiose”. Lo stesso Doglioni, con una nota inviatami nei giorni successivi all’incontro, è tornato sul punto già esplicitato nel convegno, specificando che la struttura di Cannitello e altri piani adiacenti, come la faglia di Pezzo che passerebbe sempre sotto la torre del Ponte sul lato calabrese, fanno parte del “sistema di Palmi-Scilla”, ben più lungo di 50 km. Doglioni mi ha inoltre condiviso una riflessione sulla faglia di Paganica che ha generato il terremoto de L’Aquila del 6 aprile 2009 e che, prima di quell’evento, era considerata inesistente o minore.

A sua volta, dopo aver ascoltato gli interventi da remoto, il professor Stefano Sylos Labini della Sapienza di Roma, i cui studi sulle faglie nell’area sono stati citati da più parti durante il convegno, ha inviato al mio indirizzo e a quello del dott. Valensise (e altri in copia) una nota in cui afferma che “le indagini condotte finora dalla Società Stretto di Messina sono totalmente carenti a livello sottomarino: capisco che queste indagini siano più complicate e costose di quelle sulla terra emersa, ma sono indispensabili per avere il quadro completo sulla situazione sismotettonica dello Stretto di Messina”. Sylos Labini ha inoltre criticato la citazione impropria da parte di Valensise, durante il seminario, di una pubblicazione scientifica di cui lo stesso Sylos Labini è stato co-autore con il geomorfologo giapponese Takahiro Miyauchi all’inizio degli anni ’90, per sostenere l’interpretazione che la faglia di Scilla sia sostanzialmente non una faglia ma “una frana”. Sylos Labini, nella nota scritta, ha precisato che il suo lavoro con Miyauchi parla di “gravitational fault” (quindi faglia estensionale con una forte componente gravitativa) e non di “una frana”, perché, se avessero voluto riferirsi a una frana, nella pubblicazione scientifica avrebbero invece utilizzato il termine “landslide”.

(ii) La stabilità delle fondazioni e dei blocchi d’ormeggio in caso di superamento dei valori di accelerazione di picco al suolo (Peak Ground Acceleration, PGA) massima prevista negli scenari di rischio sismico del progetto del Ponte

Noi cittadini siamo abituati a considerare i terremoti sulla base della loro magnitudo (M) e ci spaventiamo quando sentiamo di un terremoto di M 6 o 7. Tale valore indica effettivamente l’energia rilasciata dal terremoto. Tuttavia, la pericolosità sismica è legata non solo alla magnitudo, ma anche ad altri parametri, tra cui un indice noto come accelerazione di picco al suolo (Peak Ground Acceleration, PGA), che rappresenta l’accelerazione massima del terreno durante il sisma (cioè quanto si muove il terreno nel momento in cui è interessato dal sisma). La PGA viene espressa in “g” , pari all’accelerazione di gravità e descrive le oscillazioni orizzontali o verticali del suolo: sono queste oscillazioni a causare i danni principali alle costruzioni, perché – soprattutto in presenza di componenti verticali elevate – un edificio può perdere aderenza con le fondazioni, sollevarsi e collassare sotto l’azione del proprio peso. Questo significa che, a parità di magnitudo (M), i valori di PGA possono essere molto differenti in zone differenti, in funzione delle caratteristiche geologiche e geotecniche del terreno e della sua storia sismica. (Nota: La PGA si esprime come “g”, cioè l’accelerazione di gravità (pari a 9,81 m/s²); ad esempio un valore di PGA di 0.1 g significa accelerazione pari al 10% della gravità, quindi 0,98 m/s²; 0.5 g equivale a metà della gravità; un valore di PGA pari a 1.0 g significa accelerazione pari alla gravità (molto elevata); le norme - che si avvalgono delle migliori documentazioni tecnico-scientifiche - possono prevedere che le costruzioni siano progettate per resistere a PGA di 0.1, di 0.5, oppure di 1 o 2.)
A parità di M, un terreno poco compatto tende a generare PGA più elevate al suolo. Questo perché, se il terreno è poco compatto, l’onda sismica si propaga, da un punto più o meno profondo della terra (ipocentro) verso la superficie (epicentro e area epicentrale), viaggiando più lentamente e con oscillazioni più ampie. Il valore di PGA è quindi uno dei parametri chiave, in tutto il mondo, per progettare edifici e infrastrutture capaci di resistere ai terremoti. Proprio su questo punto, Doglioni ha ricordato come le misurazioni del parametro di PGA abbiano fatto enormi progressi negli ultimi 15 anni, ossia dalla progettazione del Ponte a oggi, e che questi progressi abbiano permesso di misurare con maggiore precisione la PGA in area epicentrale (cioè nella zona del suolo “irradiata” dalle onde di un terremoto avvenuto in profondità), scoprendo che può arrivare a valori due o tre volte maggiori rispetto a quanto previsto dai limiti di legge. Il progetto del Ponte, nel calcolare l’ipotetica resistenza strutturale dell’opera, si basa su una magnitudo teorica di 7,1 e sul valore base di PGA, legale e vincolante, pari a 0,58 g (con valori di picco alle alte frequenze previsti a 1,5g). Questo valore, ha ribadito Doglioni, è più alto rispetto al minimo di legge che, per quella zona, è fissato a 0,42 g. Quindi il progetto rispetta la normativa italiana per le costruzioni.

Ma - aggiungo io – la scienza (che anche il nostro Paese ha grandemente alimentato), è più avanti e accurata della norma. Infatti, rispetto a questo valore, Doglioni ha sottolineato come terremoti reali e recenti studiati in Italia abbiano mostrato che sia i valori base di PGA sia i picchi alle alte frequenze possono essere molto più elevati di quelli previsti nel progetto del ponte, rispettivamente 0.58 g e 1.5 g. Fra gli esempi riportati, Doglioni ha parlato del terremoto di Amatrice (2016), magnitudo 6, per il quale si è registrato un valore di PGA base di 0,8 g con picchi alle alte frequenze oltre 2 g. Un altro esempio è un terremoto registrato nei Campi Flegrei nel marzo di quest’anno, di magnitudo 4.4, per il quale all’epicentro si è registrata una PGA base di 1g. Sempre Doglioni ha specificato che le accelerazioni che potrebbero derivare dai terremoti non sono in grado di dare problemi all’impalcato (vale a dire la parte sospesa del ponte), ma che la situazione è molto diversa per quanto riguarda i punti di ancoraggio dei cavi e le fondazioni delle torri.

A questo proposito, il professor Iervolino, che si è occupato delle analisi di scenario di rischio per il progetto del Ponte sullo Stretto, nel suo intervento ha specificato che il valore di PGA non è rilevante per la sismica dell’opera e ha ribadito come l’analisi del rischio sismico possa essere solo “probabilistica”, dal momento che l’incertezza del verificarsi dei terremoti non permette di adottare un “metodo deterministico puro”. Iervolino, come già nel documento della Società Stretto di Messina Vento, sisma, cavi e altri elementi strutturali: realtà e certezze (pubblicato il 27 febbraio 2025) di cui è co-estensore insieme a Brancaleoni, Diana, Valensise e altri esperti non presenti al convegno, ha ribadito che il costruendo Ponte sarebbe soggetto a “periodi di vibrazione di interesse sismico certamente superiori a 1 secondo e inferiori a 33 secondi”, e pertanto, non raggiungendo frequenze di vibrazione abbastanza alte, non sarebbe interessato dai valori di PGA indicati da Doglioni.

(iii) Le deformazioni e gli effetti dei venti

Uscendo dall’ambito strettamente sismico, altre interpretazioni contrastanti sono state quelle dei professori Giorgio Diana in un senso, e di Federico Mazzolani e Mario de Miranda in senso contrario, con gli interventi dal pubblico dei professori Santi Rizzo (già Università di Palermo e componente del comitato scientifico di Stretto di Messina Spa dal 2003 al 2005) e Antonino Risitano (già Università di Catania), sulle incognite nella progettazione di un ponte sospeso lungo più di due volte i ponti attualmente operativi nel mondo, sulle possibili deformazioni della struttura anche in relazione alla percorribilità ferroviaria del Ponte, sull’opportunità di ulteriori prove di fatica sui cavi principali (che si stanno effettuando, ha affermato Diana) nonché sulla necessità di ulteriori indagini in galleria del vento, dal momento che quelle effettuate hanno individuato diverse instabilità - ad esempio per l’impalcato in presenza di traffico, o per le torri e i cavi d’ormeggio - per le quali non esiste ora alcuna risposta progettuale verificata da nuove prove e analisi pienamente positive.

(iv) La mancata ottemperanza alle oltre 80 raccomandazioni emanate dai comitati scientifici della stessa Società Stretto di Messina nel corso degli anni

Nel suo intervento Mazzolani ha sostenuto che sia le 13 raccomandazioni del Comitato scientifico di SdM S.p.A. del 2011, sia le 68 del nuovo Comitato scientifico del 2024 non hanno ancora avuto risposta. Seguire alcune di tali raccomandazioni, ha sottolineato, potrebbe comportare cambiamenti anche sostanziali tra progetto definitivo ed esecutivo, anche rispetto ai punti fin qui evidenziati. Fra queste, vi è quella di effettuare nuove analisi sismiche con modelli avanzati e registrazioni di terremoti recenti, come pure quella di usare dati accelerometrici aggiornati per valutare meglio le azioni sismiche.

Conclusioni: sono opportuni ulteriori esami e analisi del rischio

Le interpretazioni sopra riportate e sintetizzate dalle tre ore di convegno (sia quelle tendenti a minimizzare il rischio, sia quelle che lo considerano maggiore) hanno dignità tecnico-scientifica confrontabile, in quanto pubblicate su riviste scientifiche valide, sottoposte a revisione tra pari (peer-review). Se dunque le interlocuzioni tra gli esperti intervenuti al seminario convergono su qualcosa, è sull’opportunità di ulteriori esami ed analisi del rischio, a 15 anni dalla prima presentazione del progetto.

Uno degli esperti nel pubblico, il professor Francesco Maria Guadagno di Unisannio, ha riassunto la questione chiedendosi e chiedendo: “Voi andreste a fare una TAC in un laboratorio che usa un macchinario vecchio di 15 anni?” Io credo che la risposta possa essere soltanto “no”. Quando si parla di salute e di sicurezza, personale o delle infrastrutture, bisogna sempre tendere ai migliori standard disponibili. In questo caso, si potrebbe partire dall’applicare modelli di analisi del rischio capaci di tener conto delle incertezze epistemiche.

Alcuni degli esperti nel pubblico, a partire dal Prof. Paolo Zimmaro dell’Università della Calabria, hanno fatto notare che, almeno per quanto riguarda il rischio sismico, tali modelli esistono nella letteratura internazionale e sono implementabili attraverso processi trasparenti, robusti e riproducibili, mediante l’approccio SSHAC (Senior Seismic Hazard Analysis Committee), una procedura per effettuare analisi di pericolosità sismica in modo strutturato, trasparente e scientificamente robusto, specialmente per infrastrutture critiche come centrali nucleari, grandi dighe, ponti di importanza strategica. A maggior ragione visto che, durante le fasi finali del convegno, l’Amministratore delegato di Stretto di Messina Spa, dott. Pietro Ciucci, rispondendo al professor Mazzolani, ha precisato che “il progetto esecutivo verrà fatto in 12 mesi dal momento in cui partirà la progettazione esecutiva, che è il momento dopo l’efficacia della delibera CIPESS, il cui ritardo è stato dovuto a motivazioni di carattere normativo e non tecnico-scientifico”.

In conclusione, a valle della disamina dei dati resi noti durante il seminario e della disponibilità di nuove conoscenze oggi applicabili al progetto, a mio avviso è imprescindibile che la comunità scientifica di settore promuova e prosegua - auspicabilmente con il supporto delle istituzioni – il necessario confronto tecnico-scientifico ai massimi livelli sui punti di contrasto emersi nel seminario.

L’obiettivo non può che essere quello di dare ai cittadini la garanzia, e soprattutto la sicurezza, che quest’opera monumentale poggi sulle solide fondamenta del metodo scientifico e delle migliori conoscenze oggi disponibili.

Nota di contesto: le motivazioni della Corte dei conti per la mancata ratifica della delibera CIPESS, pubblicate lo scorso 27 novembre, non incidono in alcun modo sulla possibilità e sull’opportunità di continuare il confronto tra esperti. Le considerazioni sopra esposte, anche alla prova dell’attualità, restano valide in qualunque scenario amministrativo e progettuale dovesse declinarsi il progetto del Ponte sullo Stretto, essendo volte a dare al Paese e ai cittadini il presupposto conoscitivo ineludibile di cui far tesoro – nei prossimi mesi o anni – nel ragionare concretamente della realizzazione dell’opera.

La stimolazione idraulica consiste nell’iniettare acqua o altri fluidi a qualche chilometro di profondità per fratturare la roccia e renderla più permeabile. In questo modo è più semplice estrarre il calore presente nella crosta terrestre. È una tecnica presa a prestito dall’industria del gas e del petrolio dove è conosciuta con il nome di fracking.

Siti come questo si chiamano enhanced geothermal systems – in italiano sistemi geotermici migliorati. L’acqua viene iniettata nel sottosuolo tramite pozzi che raggiungono le zone calde della crosta, si propaga attraverso le fratture prodotte dalla stimolazione assorbendo calore e viene poi estratta da altri pozzi.

Credit: Utah-FORGE.

Un gruppo di ricercatori ha sviluppato un algoritmo di machine learning che permette di prevedere come varierà la permeabilità della roccia durante il processo di stimolazione a partire dalla magnitudo dei terremoti. L’algoritmo è stato allenato sui dati raccolti da due centri di ricerca negli Stati Uniti. I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications.

«Se, quando si iniettano fluidi nel sottosuolo per motivi industriali o di altro tipo, si provocano terremoti, allora si mette in pericolo la vita delle persone e l’ambiente», spiega Chris Marone, geofisico alla Sapienza, Università di Roma, e uno dei coordinatori dello studio. «Quindi quello che interessa sempre sapere è: quanto posso pompare senza provocare un forte terremoto? In questo lavoro in particolare ci siamo chiesti: come faccio a conoscere la relazione tra il volume di iniezione del fluido e la sismicità, in modo da poter prevedere l’uno dall’altro?»

Poter prevedere la sismicità indotta in un sistema geotermale migliorato è cruciale per sfruttare questa fonte di energia rinnovabile. Un gruppo dell’Università di Stanford ha confrontato rischi e benefici dell’installazione di sistemi geotermici in diverse località della Svizzera e dello stato dello Utah negli Stati Uniti d’America – un’altra regione con alto potenziale geotermico. L’analisi ha indicato che la popolazione preferisce centrali piccole e collocate in aree rurali scarsamente popolate, soprattutto perché il rischio della sismicità indotta è percepito superiore al beneficio derivante dalla riduzione dell’emissioni di gas a effetto serra.

Gli autori del nuovo studio hanno sfruttato i dati raccolti da due centri di ricerca negli Stati Uniti, uno nel deserto dello Utah, trecento chilometri a sudovest di Salt Lake City, e l’altro in una miniera d’oro riconvertita a Lead, nel South Dakota. Entrambi i centri sono stati finanziati dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, nell’ambito di un piano per sviluppare le fonti geotermiche di energia. Oggi l’energia geotermica soddisfa l’1% del fabbisogno globale, ma l’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA) prevede che nel 2035 raggiungerà l’8%.

I dati dei due centri statunitensi sono di alta qualità, soprattutto per quel che riguarda il monitoraggio sismico, e sono condivisi con la comunità scientifica in tempo quasi reale. Allo Utah-FORGE, per esempio, ci sono sensori sismici installati a 5 chilometri di profondità in diversi pozzi adiacenti a quelli di iniezione, per poter rilevare terremoti debolissimi e stabilirne la posizione con accuratezza.

Gli autori dello studio hanno scelto una rete neurale con un’architettura (il modo in cui sono connessi i nodi tra loro) che permette di descrivere segnali che hanno una dipendenza l’uno dall’altro ma con una certa latenza temporale.

La stimolazione di un campo geotermale avviene per step successivi, in cui il ritmo e la pressione di iniezione dei fluidi nel sottosuolo aumenta progressivamente. Man mano che questo avviene si aprono delle fratture nella roccia che causano dei terremoti molto deboli. Le reti di monitoraggio dei due siti considerati possono rilevare terremoti fino a magnitudo momento pari a -2 (la magnitudo momento può essere negativa perché è legata tramite un logaritmo al momento sismico, che è in sostanza l’energia necessaria ad aprire la frattura nella roccia) e al tempo stesso di seguire il fronte della rottura, registrando i punti di origine delle onde sismiche.

Dai dati su ritmo e pressione di iniezione e sulla localizzazione dei terremoti i ricercatori hanno potuto ricostruire l’evoluzione temporale della permeabilità.

Considerando solo le fasi iniziali della stimolazione, i ricercatori hanno allenato l’algoritmo a indovinare la permeabilità istante per istante usando solo il tasso di occorrenza e la magnitudo cumulata dei terremoti. L’algoritmo così allenato si è dimostrato capace di prevedere la progressione della permeabilità anche durante fasi successive della stimolazione.

«Da un lato, la nostra rete neurale consente di utilizzare la sismicità per capire quando è stata creata una permeabilità sufficiente per generare energia geotermica. Dall’altro lato, però, può rispondere a una domanda più fondamentale, ovvero: “Possiamo realizzare questo progetto?”, “Possiamo continuare a creare fratture ed estrarre energia geotermica o rischiamo di provocare un terremoto che causerà gravi danni?”» ha commentato Marone.

Gli autori hanno anche mostrato che allenando la rete sui dati dello Utah-FORGE, sono in grado di riprodurre in modo soddisfacente anche quelli dell’altro sito, l’EGS-Collab in South Dakota, dopo una breve fase di fine tuning (questa tecnica si chiama transfer learning).

La ragione di questa trasferibilità risiede probabilmente nel fatto che i fenomeni in gioco possono essere descritti dalle equazioni della fluidodinamica. «Partendo dalle equazioni di base della fluidodinamica si vede che la permeabilità dipende linearmente dall’ampiezza della frattura aperta, e quest’ultima è legata al momento sismico tramite la superficie trasversale della frattura e la rigidità della roccia», spiega Marone.

Una volta stabilita la fattibilità di un EGS, il modello sviluppato da Marone e coautori potrebbe anche essere utilizzato per ottimizzare il processo di stimolazione.

Il settimanale The Economist ha titolato recentemente “Il tempo dell’energia geotermale è finalmente arrivato”, sottolineando come i progressi nelle tecniche di perforazione abbiano portato a una riduzione dei tempi e dei costi tale da rendere questa fonte di energia rinnovabile competitiva con il solare e l’eolico. A differenza di questi, le rocce nel sottosuolo sono calde 24 ore su 24, la soluzione perfetta per il consumo energetico incessante dei data center. Anche per questo Google e Meta stanno investendo nel settore geotermico.

Ci si può quindi aspettare che l’approccio proposto nel nuovo studio si traduca in nuove pratiche operative per lo sviluppo degli EGS? «Se tornassimo indietro di un anno, diciamo prima dell’attuale amministrazione degli Stati Uniti, penso che avrei riposto molte speranze in un rapido progresso in termini di trasformazione della scienza in applicazione industriale. Ora sono molto meno sicuro, perché la scienza negli Stati Uniti è in uno stato caotico.»

«Lo studio introduce concetti che potrebbero essere utilizzati per selezionare potenziali campi geotermici che siano anche sicuri», commenta Ryan Schultz, che guida il gruppo di sismicità indotta del servizio sismologico svizzero, presso l’ETH di Zurigo. «Tuttavia», fa notare Schultz, «lo studio ha adottato una prospettiva opposta: partire dai terremoti e poi ipotizzare di quanto fosse aumentata la permeabilità del sottosuolo e la possibilità di invertire l’algoritmo deve essere dimostrata.»

«L’invertibilità non è garantita», concorda Marone, «ma è in genere un problema più semplice una volta che si sa fare previsione in una direzione», aggiunge.

Perché un modello come quello sviluppato da Marone e collaboratori possa aumentare l’accettabilità da parte della popolazione, «è importante dimostrarne l’affidabilità con dati raccolti in siti diversi, testarli prima in aree scarsamente popolate e spiegare chiaramente le incertezze», afferma Schultz e aggiunge «questo è quello che ci ha insegnato l’esperienza di Basilea e che stiamo tenendo in considerazione nel nuovo progetto geotermico in Haute-Sorne (nel cantone del Jura, n.d.r.).»

Marone e i suoi collaboratori hanno già messo alla prova il loro modello su nuovi dati, quelli raccolti dal laboratorio che l’ETH di Zurigo gestisce in un ex tunnel ferroviario nella Val Bedretto, a pochi chilometri da Basilea. I risultati, in corso di pubblicazione, sono incoraggianti.

Al di là delle applicazioni, lo studio potrebbe aumentare la conoscenza di base dei processi di frattura. «Continuare a dimostrare la validità del metodo con altri dati e in altri siti, come nel caso del nostro laboratorio in Val Bedretto, è un primo passo importante in questa direzione», conclude Schultz.

Questo articolo è prodotto in collaborazione con lo Spoke 3 (Terremoti e vulcani) della Fondazione RETURN. RETURN (multi-Risk sciEnce for resilienT communities under a changiNg climate) è un partenariato esteso finanziato dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Mira a rafforzare le filiere di ricerca sui rischi ambientali, naturali e antropici a livello nazionale e a promuovere la loro partecipazione alle catene del valore strategiche europee e globali.

Un nuovo studio internazionale guidato da ricercatori italiani, pubblicato su Science, rimette la questione in discussione. Analizzando il genoma di 87 gatti antichi e moderni in un arco di 11.000 anni, il gruppo di ricerca ha mostrato che la storia del gatto in Europa è molto più recente, complessa e frammentata di quanto si pensasse. Non un’unica origine vicino-orientale, ma più ondate migratorie di popolazioni diverse; non un arrivo neolitico, ma una diffusione stabile solo in età romana; e perfino una sorpresa sarda che riscrive la genealogia dei felini del Mediterraneo. È da qui che la storia ricomincia, rivelando una domesticazione diversa da tutte le altre.

Di cosa parliamo quando parliamo di domesticazione

Come abbiamo raccontato qui, per domesticazione si intende un processo artificiale attraverso il quale l’essere umano ha modificato e, nel tempo, creato nuove specie animali e vegetali a partire da forme selvatiche, selezionando caratteristiche morfologiche, comportamentali e produttive di interesse. Questi processi, iniziati tra 15.000 e 10.000 anni fa con la domesticazione del cane e poi estesi ad altre piante e animali, hanno determinato una trasformazione profonda delle strategie di sussistenza umane, dando origine a nuove nicchie ecologiche e modificando in modo irreversibile quelle preesistenti.

Dal punto di vista della paleoantropologia, studiare la domesticazione significa quindi comprendere il passaggio da economie paleolitiche basate su caccia e raccolta a economie neolitiche fondate su agricoltura e allevamento. Si tratta di un cambiamento epocale dal punto di vista sia culturale sia genetico, che ha influenzato la storia evolutiva di Homo sapiens in un continuo processo di coevoluzione tra geni, cultura ed ecologia. 

Sebbene la letteratura sulla domesticazione si sia tradizionalmente basata su dati storici e archeozoologici, la natura discontinua e geograficamente frammentata degli interventi umani rende spesso complessa la ricostruzione dei processi selettivi. Per questo, negli ultimi anni, grazie al progresso delle tecnologie di sequenziamento del DNA, l’approccio paleogenetico e molecolare è diventato centrale, permettendo una ricostruzione sempre più precisa dell’origine e della diffusione delle specie domestiche.

La domesticazione del gatto

All’interno della famiglia Felidae, che comprende sia i grandi che i piccoli felini (Felinae), il gatto domestico (Felis catus) appartiene al gruppo delle specie di piccole dimensioni, diffuse in Africa, Asia, Europa e Americhe.  Diversi piccoli felidi, come il gatto selvatico europeo (Felis silvestris silvestris), presentano notevoli somiglianze con i gatti domestici; tuttavia, uno studio del 2007, che ha analizzato oltre 1.000 genomi felini selvatici e domestici, mostra come il più probabile antenato diretto delle popolazioni domestiche moderne sia il gatto selvatico africano, Felis silvestris lybica, domesticato nel Vicino Oriente intorno a 12.000 anni fa.

F. s. lybica è leggermente più grande e robusto di un gatto domestico, con un manto che varia dal marrone al grigio e strisce soprattutto sulla coda, che lo rendono ben mimetizzabile negli ambienti dove vive. Al contrario del cugino europeo, è abbastanza docile, il che lo ha reso un candidato ideale per essere domesticato.  Il gatto selvatico europeo è invece un animale molto schivo, sfuggente e di abitudini essenzialmente notturne. Di maggiori dimensioni rispetto al gatto domestico, esteticamente somiglia molto a un soriano.

Un puzzle difficile: perché è complesso capire quando e come è nato il gatto domestico

Nonostante le nuove tecnologie, ricostruire la storia dei gatti domestici è meno facile di ciò che sembra. Se da un lato i resti di felini negli scavi sono pochi e frammentari, dall’altro c’è il problema della morfologia: un gatto selvatico e uno domestico sono quasi indistinguibili a livello dello scheletro. Inoltre la documentazione genomica fino a poco tempo fa era limitata.

Le evidenze disponibili fino a oggi indicavano che la domesticazione del gatto non è stato un processo attivo e centralizzato, ma un esempio di domesticazione commensale o self-domestication.
L’ipotesi principale era quella secondo cui, circa 10.000–12.000 anni fa, con l’inizio dell’agricoltura nel Vicino Oriente, gli insediamenti umani iniziarono a immagazzinare cereali, attirando grandi quantità di roditori. I gatti selvatici africani si avvicinarono spontaneamente agli insediamenti, trovando abbondanza di prede. Gli umani tolleravano e, anzi, incoraggiavano la loro presenza, poiché contribuivano al controllo dei topi. In questo contesto, i felini meno timorosi e più tolleranti verso gli esseri umani erano avvantaggiati, favorendo la diffusione di tratti comportamentali “domestici”.

Le prime rappresentazioni culturali di gatti domestici provengono dall’Egitto (II–I millennio a.C.), ma prove archeologiche indicano convivenze umano-gatto già circa 9.500 anni fa, come dimostra la famosa sepoltura congiunta di Cipro.

Il pezzo mancante del puzzle

Se in qualche modo appariva abbastanza chiaro dove e come il gatto domestico fosse nato, la sua diffusione fuori dal Vicino Oriente non lo era per niente.  Una ricerca polacca del 2018 suggerisce che i gatti viaggiassero con gli umani attraverso le rotte commerciali e che Greci, Fenici e successivamente i Romani ebbero un ruolo centrale nella sua espansione nel Mediterraneo e in Europa occidentale.

Le analisi del DNA antico rivelano la presenza di gatti con caratteristiche del DNA mitocontriale (mtDNA) di F.  lybica in Europa centrale già in pieno Neolitico, mentre i gatti introdotti in epoca romana appartenevano a linee materne differenti, suggerendo due ondate di dispersione distinte che contribuirono alla formazione del pool genetico dei gatti domestici europei attuali.

In questo quadro così complesso si inserisce lo studio a guida italiana appena pubblicato su Science, che ha analizzato il genoma di 87 gatti antichi e moderni (70 antichi da Europa e Anatolia e 17 selvatici moderni provenienti da Italia, Sardegna, Bulgaria, Marocco e Tunisia), ricostruendo un arco temporale di circa 11.000 anni.  I risultati dimostrano che molti gatti antichi europei e anatolici del Neolitico e Calcolitico (9500–6300 anni fa), precedentemente attribuiti alla linea africana sulla base del mtDNA, erano in realtà gatti selvatici europei (Felis silvestris) che avevano ricevuto un’introgressione (cioè l’incorporazione di geni) da F.  lybica. 

Un risultato particolarmente rilevante è stata l’identificazione, in Sardegna, del più antico gatto europeo geneticamente riconducibile al cluster F. lybica/F. catus: proviene dal sito di Genoni ed è datato a circa 2.200 anni fa. Questo individuo è strettamente imparentato con gli attuali gatti selvatici sardi, i quali a loro volta mostrano affinità con F.  lybica del Marocco. Lo studio conferma così che nel I millennio a.C. gli esseri umani introdussero in Sardegna una popolazione di gatti selvatici nordafricani, fondando l’attuale popolazione selvatica dell’isola — spesso considerata una sottospecie distinta, Felis lybica sarda.

Tutti gli altri gatti archeologici europei attribuibili al gruppo F. lybica/F. catus sono datati a circa 2.000 anni fa o dopo, cioè in epoca romana: possiedono il tipico profilo genetico dei gatti domestici moderni e mostrano una chiara affinità con le popolazioni nordafricane, ma non con quelle levantine.  Lo studio conclude quindi che il gatto domestico arrivò stabilmente in Europa solo in età romana, grazie alle reti commerciali e all’espansione dell’Impero, e non nel Neolitico come precedentemente ipotizzato.

Di conseguenza, come si iniziava già a pensare nel 2018,  la diffusione del gatto in Europa non deriva da un’unica domesticazione nel Vicino Oriente né da un singolo centro egiziano, ma è il risultato di più ondate migratorie di differenti popolazioni di Felis lybica, una più antica dall’Anatolia circa 6.400 anni fa, e una più recente, dall’Egitto circa 2.000 anni fa.

Nel frattempo uno studio cinese, pubblicato su Cell Genomics, quasi in contemporanea a quello italiano, espande il quadro a Oriente, mostrando come i felini domestici arrivarono in Cina relativamente tardi, solo circa 1.400 anni fa, portati lungo la Via della Seta dai mercanti europei. Prima di allora, per oltre tre millenni, gli abitanti della regione avevano convissuto con felini selvatici locali come i gatti leopardo (Prionailurus bengalensis), ma senza mai avviare un vero processo di domesticazione.

In conclusione: una domesticazione diversa da tutte le altre

Il caso del gatto rappresenta un modello atipico di domesticazione animale.  A differenza di altre specie, infatti, non è stato selezionato attivamente per svolgere funzioni specifiche, ma è stato esso stesso a inserirsi nelle nuove nicchie ecologiche create dalla rivoluzione neolitica umana, trovandovi un habitat stabile e ricco di opportunità.  Da questo incontro tra umani e gatti si è sviluppato un processo di coadattamento e coevoluzione, con vantaggi da entrambi i lati: i gatti ottenendo protezione e risorse, l’essere umano beneficiando di un efficace controllo dei roditori.

Le moderne analisi genetiche mostrano quanto questo fenomeno sia stato lungo e complesso su molti livelli, nonché frutto di diversi eventi separati e indipendenti nel tempo e nello spazio, strettamente legati alla rete di interazioni costruita dagli esseri umani con gli scambi economici e le migrazioni.  

Il risultato è una domesticazione, relativamente recente e poco invasiva, che ha lasciato quasi invariata la morfologia dei felini, andando solo a modificare certi tratti etologici (come la docilità) e alterando però il genoma in tracce sottili ma preziose, che riflettono dinamiche storiche, culturali e ambientali dell’umanità stessa.

In questo senso, studiare i fenomeni di domesticazione significa anche esplorare la nostra evoluzione: i movimenti di popolazioni, l’espansione delle pratiche agricole, le rotte commerciali, le trasformazioni degli ecosistemi antropici.  Il percorso che ha portato i gatti a diventare tra i nostri compagni di vita più amati è il risultato di una lunga convivenza, in cui l’essere umano non ha semplicemente plasmato un animale, ma ha costruito — spesso inconsapevolmente — un’alleanza ecologica destinata a durare millenni. Una storia che racconta tanto di questo animale quanto delle società umane che lo hanno accompagnato.

Osservando questa sezione, vedreste, a circa un chilometro di profondità, un coperchio formato da prodotti vulcanici cementati naturalmente. Lievemente inarcato, spesso ottocento metri e lungo circa quattro chilometri, il coperchio si interrompe solo in corrispondenza della Solfatara. Vedreste questo coperchio comprimere un ampio sistema geotermale di forma ellissoidale esteso fino a 3,5 chilometri di profondità. Subito sotto trovereste un basamento calcareo fino ad almeno quattro chilometri di profondità. Fin qui nessuna traccia di magma.

Questa la descrizione dei Campi Flegrei ottenuta con la “TAC” più accurata effettuata finora della caldera vulcanica e presentata in uno studio pubblicato sulla rivista Nature Communications e coordinato dall’Università di Napoli, Federico II.

Lo studio è stato possibile grazie all’analisi di quasi diecimila terremoti, molti dei quali rilevati negli ultimi tre anni, durante la fase acuta dell’attuale crisi bradisismica. Gli autori hanno impiegato una tecnica chiamata tomografia, che sfrutta le onde sismiche un po’ come una TAC sfrutta le onde elettromagnetiche. Sono stati poi fondamentali gli esperimenti realizzati all’Università di Stanford su due carote rocciose prelevate negli anni Ottanta ai Campi Flegrei.

Oltre a ottenere una fotografia della caldera, gli autori hanno proposto una spiegazione del bradisismo osservato negli ultimi dieci anni, caratterizzato da una prima fase (2014-2020) con terremoti superficiali e di bassa magnitudo e da una seconda fase (dal 2020 in poi) in cui i terremoti si sono fatti più profondi e più intensi.

Secondo gli autori, la caldera si comporterebbe come una grande pentola a pressione, il cui “coperchio” si incrina di tanto in tanto.

Il serbatoio geotermale sottostante è composto da rocce porose impregnate di gas e liquidi - soprattutto acqua e anidride carbonica - a temperature elevate, intorno ai 300 °C.

Quando, per vari motivi (come l’apporto di gas dalla camera magmatica presente a circa sette chilometri sotto la superficie o l’infiltrazione di acque meteoriche), il volume dei fluidi aumenta, il serbatoio si espande: i pori delle rocce si dilatano, un po’ come accade in una spugna che si gonfia. Questa espansione accresce la pressione sul “coperchio” sovrastante, che a un certo punto si fessura, permettendo la fuoriuscita dei gas – per esempio alla Solfatara – e generando piccoli terremoti superficiali.

Allo stesso tempo, la fessurazione del coperchio e la diminuzione di volume del serbatoio alleggerisce la pressione che questi esercitavano sulle pareti verticali della caldera all’interno delle quali si trovano faglie più estese e quindi capaci di generare scosse più intense. Venendo meno la pressione sulle pareti, le faglie si mettono in moto causando terremoti più forti e più profondi.

Questa descrizione invita anche a ripensare l’approccio alla gestione del rischio ai Flegrei.

«All’inizio della crisi, la sismicità e la deformazione del suolo non sono stati considerati come rischi in sé, ma solo come strumenti per monitorare il rischio di un’eruzione vulcanica», commenta Grazia De Landro, ricercatrice alla Federico II e prima autrice dello studio. «È vero che un’eruzione vulcanica è l’evento che causerebbe la massima distruzione possibile, ma è anche il meno probabile, mentre il sollevamento del suolo e i terremoti hanno già provocato danni alle infrastrutture», continua De Landro.

Alcune ricerche hanno suggerito che un’eruzione vulcanica potesse non essere così improbabile, rilevando la risalita di magma verso la superficie dalla camera magmatica profonda a sette-otto chilometri di profondità. In particolare, uno studio di tomografia condotto nel 2024 considerando un numero minore di terremoti (circa mille) ha concluso che a cinque chilometri di profondità si starebbe accumulando del magma.

«Le immagini tomografiche della caldera, ottenute utilizzando la sismicità attuale, hanno una scarsa risoluzione al di sotto di quattro chilometri di profondità. Ciò è dovuto alla distribuzione degli eventi sismici, che sono tutti più superficiali; di conseguenza, è rischioso interpretare le caratteristiche dei modelli tomografici a profondità maggiori», commenta De Landro. Studi recenti, tra cui il ricco catalogo sismico ottenuto con l’intelligenza artificiale, non trovano indicazioni di una risalita del magma.

Il ruolo e la posizione che questo studio attribuisce al serbatoio geotermale suggerisce in particolare la necessità di considerare il rischio di eruzioni freatiche, esplosioni di vapore, acqua, cenere e frammenti rocciosi. «Tali eventi, sebbene non direttamente causati dal magma, potrebbero comunque presentare rischi sostanziali. Di conseguenza, questi risultati evidenziano la necessità di integrare gli scenari di esplosione freatica nei piani aggiornati di mitigazione del rischio vulcanico per la regione dei Campi Flegrei», hanno scritto gli autori nelle conclusioni dello studio.

Come si fa la “TAC” ai Campi Flegrei

La tomografia assiale computerizzata, TAC, del corpo umano è basata sul fatto che tessuti diversi assorbono le onde elettromagnetiche (i raggi X nel caso della TAC) in modo diverso. Osservando l’attenuazione dei raggi X da diversi punti è possibile di ricostruire una serie di sezioni adiacenti del corpo che insieme compongono un’immagine tridimensionale.

Un principio simile si può sfruttare con le onde sismiche, che sono però onde meccaniche. La loro velocità di propagazione nella crosta terrestre dipende in sostanza da rigidità, densità e temperatura delle rocce di cui essa è formata.

In uno studio di tomografia sismica si divide in tante celle cubiche il volume della crosta terrestre che si intende analizzare. Quando le onde sismiche viaggiano dal punto dove ha avuto origine la frattura verso la superficie, attraversano alcune di queste celle e poi vengono rilevate dai sismografi.

Studiando i tempi che hanno impiegato per arrivare dalle sorgenti ai sismografi, si può ricostruire la velocità a cui hanno viaggiato in ciascuna cella.

Per questo studio, i ricercatori hanno considerato circa diecimila terremoti rilevati tra il 2014 e il 2024 dalle oltre cinquanta stazioni sismiche che monitorano i Campi Flegrei.

«Avere a disposizione un numero così elevato di dati di alta qualità, sia per quanto riguarda la distribuzione degli eventi sismici sia quella delle stazioni, ci ha consentito di aumentare la risoluzione della tomografia», spiega De Landro. «Ogni dato corrisponde a un raggio sismico che attraversa il sottosuolo: maggiore è il numero e la varietà di questi raggi, maggiore sarà il dettaglio con cui possiamo ricostruire il modello di velocità. È un po’ come passare da un’immagine sgranata a una sempre più nitida, man mano che si aggiungono pixel. Nel nostro caso, ogni cella, il nostro “pixel”, misura 250 metri di lato» aggiunge De Landro.

La mappa di velocità viene ottenuta attraverso una procedura iterativa che parte da un’ipotesi iniziale sulla struttura della caldera. Questa ipotesi influenza il risultato finale e dunque deve essere ben giustificata. Gli autori di questo studio la hanno formulata sulla base di campioni di roccia prelevati negli anni Ottanta. I campioni erano stati prelevati fino a tre chilometri di profondità dai pozzi scavati da Agip ed Enel, che cercavano sorgenti geotermiche. «Ancorare l’ipotesi iniziale alla realtà litologica dei Campi Flegrei è la scelta più robusta che si possa fare», spiega De Landro.

I campioni dimenticati a Stanford per interpretare la “TAC”

Una volta trovata la mappa di velocità nella caldera, gli autori ne hanno cercato un’interpretazione geologica.

Si sono concentrati in particolare sul volume ellissoidale che la tomografia individua tra due e 3,5 chilometri di profondità, caratterizzato da un valore anomalo del rapporto tra la velocità delle onde sismiche longitudinali e di quelle trasversali.

Per interpretare questi dati è stato fondamentale poter condurre esperimenti di fisica delle rocce nel laboratorio di Vanorio su campioni da carotaggi di pozzo.

«Sono arrivata per la prima volta a Stanford subito dopo il dottorato nel 1999 e ho portato con me campioni delle carote rocciose dei Campi Flegrei provenienti dai pozzi realizzati a San Vito e Mofete», racconta Tiziana Vanorio, nata e cresciuta a Pozzuoli e che oggi dirige il laboratorio di fisica delle rocce e di geomateriali dell’Università di Stanford. «Sono poi tornata in Europa per qualche anno e non ho pensato di portarli con me, ma quando sono tornata qui nel 2005, li ho ritrovati», racconta.

«In laboratorio, abbiamo riprodotto le condizioni di pressione e temperatura che ci aspettiamo di trovare a quella profondità e abbiamo iniettato acqua calda, aumentando così la pressione nella struttura porosa della roccia, misurando contemporaneamente come varia la deformazione volumetrica e la la velocità di propagazione delle onde sismiche. Variando la pressione del fluido, mantenendo costante la temperatura, l’acqua si trasforma da vapore in liquido.»

Le velocità misurate sono state confrontate a quelle ottenute dalla tomografia sismica e corrispondono ad un range di pressione del fluido in cui prevale acqua liquida arricchita in gas vapore.

Questo corrobora l’ipotesi che il corpo ellissoidale individuato tra due e 3,5 chilometri di profondità sia un sistema geotermale dominato da acqua in pressione arricchita in fasi gassose.

La presenza di un sistema del genere era stata ipotizzata per la prima volta quarant’anni fa da Richard Aster, geofisico all’Università del Colorado, analizzando qualche centinaio di terremoti registrati durante la crisi bradisismica del 1982-84.

«Usando tecniche di imaging sismico all’avanguardia, questo studio fornisce un aggiornamento tempestivo e necessario sulla sismicità e sull’instabilità generale di questa regione in un contesto petrografico e di fisica delle rocce», ha commentato Aster, che è stato uno dei revisori dell’articolo.

«L’analisi usa un campione di dati sismici di un ordine di grandezza superiore rispetto a quello considerato nelle precedenti analisi, condotte da me nel 1989 e da Vanorio nel 2005, e fornisce un’immagine eccezionale di un sistema calderico sismogenetico in espansione», ha concluso Aster.

Questo articolo è prodotto in collaborazione con lo Spoke 3 (Terremoti e vulcani) della Fondazione RETURN. RETURN (multi-Risk sciEnce for resilienT communities under a changiNg climate) è un partenariato esteso finanziato dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Mira a rafforzare le filiere di ricerca sui rischi ambientali, naturali e antropici a livello nazionale e a promuovere la loro partecipazione alle catene del valore strategiche europee e globali.

Con l’arrivo dei primi occidentali, molte lingue amazzoniche sono state soppiantate dal portoghese e si sono estinte, incluse quelle più imparentate alla lingua Pirahã. Ma diversamente da altri indigeni, i Pirahã hanno conservato la loro lingua e non hanno mai imparato il portoghese: ciò che gli Everett trovarono al loro arrivo era una popolazione strettamente monolingua, con cui non condividevano nessuna lingua comune tramite cui comunicare.

Nonostante le difficoltà, i due missionari trascorsero diversi anni in Amazzonia e riuscirono a imparare il Pirahã: cosa più unica che rara tra i non appartenenti al gruppo. Daniel Everett riuscirà anche a tradurre il Vangelo secondo Marco, ma in seguito abbandonerà la fede cristiana per concentrarsi sulla linguistica e sulla sociologia, di cui è tuttora professore all’Università di Bentley. Nondimeno, non ha mai dimenticato i Pirahã, dai quali è tornato più volte e su cui ha scritto numerosi libri e articoli scientifici: quelle che racconta sono una lingua e una cultura tra le più incredibili al mondo. 

Lingua e cultura Pirahã

Secondo Everett, la lingua Pirahã avrebbe un sistema di fonemi tra i più piccoli esistenti: otto consonanti e tre vocali per gli uomini, sette consonanti e tre vocali per le donne. La scarsità di fonemi sarebbe però compensata da un complesso sistema di toni, ed è quindi una lingua tonale: una frase può cambiare completamente di significato cambiando l’accento di una singola sillaba.

La lingua Pirahã sarebbe poi l’unica lingua al mondo senza nessuna parola per riferirsi ai numeri interi. Non mancano gli esempi di lingue che possiedono solo le parole per “uno, due, molti”, ma ai Pirahã sembrano mancare persino queste. Esistono tre parole che indicano quantità: hòi, hoí, báagiso, che alcuni hanno interpretato come “uno, due, molti”, ma secondo Everett questa traduzione non è corretta. Una possibile traduzione di báagiso è effettivamente “molti”, anche se sarebbe più corretto tradurlo con “motivo per riunirsi”, ma hòi e hoí non significano “uno” e “due”: sono piuttosto dei generici “piccola quantità” e “quantità un po’ più grande”.

Everett sostiene che questa sia anche l’unica lingua senza nomi per i colori: se un Pirahã vuole dire che qualcosa è, per esempio, “rosso”, userà l’espressione “come il sangue”. Non esisterebbero poi parole per “tutti”, “ognuno”, “qualsiasi”, e avrebbero il sistema di nomi per le parentele e l’inventario di pronomi più piccoli al mondo – si crede che quest’ultimo sia in realtà un prestito da altre lingue. Infine, sembra che i Pirahã non producano arte e musica, oltre a non avere né miti di creazione né storie tramandate da più di due generazioni. Everett spiega che i Pirahã, nonostante parlino di cosmologia e dell’origine dell’Universo, lo facciano con storie che ritiene molto simili a quelle di altri indigeni con cui hanno avuto contatti o a quelle cristiane, che conoscono per via dei missionari. L’esistenza di miti inventati dai Pirahã non è ancora stata dimostrata. 

Daniel Everett con un Pirahã. Per gentile concessione di Martin Schoeller.

La questione dei numeri

Nel 2011, è stato pubblicato uno studio psicologico condotto da Caleb Everett (figlio di Daniel) e sua madre Keren Madora (Keren Everett prima del divorzio) che aveva l’obiettivo di capire se la capacità dei Pirahã di riconoscere le quantità sia influenzata dalla mancanza di numeri nella loro lingua. Per l’esperimento mostrarono ai Pirahã una serie di massimo dieci oggetti in fila e, dopo averla nascosta, chiesero loro di crearne un’altra con lo stesso numero di elementi. Se normalmente ciò non crea problemi a un adulto di altre culture, i Pirahã risultarono invece incapaci di ricreare correttamente file con più di 2-3 oggetti: risultato simile a quello che si ottiene con bambini non ancora in grado di parlare. L’ipotesi degli autori è che esistano due sistemi di rappresentazione delle quantità: uno preciso per quantità piccole (sino a 2-3 oggetti) e uno approssimato per quantità più grandi. La capacità di rappresentare con precisione anche i numeri più grandi di 2-3 sarebbe «una costruzione culturale che trascende la conoscenza fondamentale» e ai Pirahã mancherebbero quindi gli «strumenti concettuali» per riconoscere queste quantità, non le capacità mentali. 

Una lingua controversa

Tra le caratteristiche della lingua Pirahã elencate da Everett (padre) c’è anche l’inesistenza della ricorsività, la proprietà che permette, per esempio, di formare periodi arbitrariamente lunghi inserendo una frase dentro l’altra: “…e venne il cane, che morse il gatto, che si mangiò il topo, che al mercato mio padre comprò”. Se ai non esperti questo può sembrare un aspetto meno interessante dell’assenza dei numeri o dei colori, è invece cruciale per i linguisti. Secondo la teoria della grammatica universale di Noam Chomsky, uno dei linguisti più influenti di sempre, ciò che accomuna tutti i linguaggi umani e che li distingue da quelli degli altri animali è l’esistenza della ricorsività. Quindi, le affermazioni di Everett non sono innocue curiosità su una lingua esotica: mettono in discussione una delle teorie più importanti della linguistica. 

A causa delle sue affermazioni sui Pirahã, gli studiosi più vicini a Chomsky hanno portato avanti contro Everett quella che il linguista Geoffrey Pullum ha definito «una campagna di vendetta e di sabotaggio della carriera». In particolare, hanno convinto gli enti brasiliani a revocargli il permesso per recarsi nei territori dei Pirahã: cosa che, secondo Pullum, sarebbe un danno anche per gli stessi indigeni, dato che Everett approfittava delle visite per portare loro medicinali. In un’intervista Chomsky definirà Everett «un semplice ciarlatano»; secondo Everett, Chomsky è invece «un guru, le sue parole vengono accettate dai suoi discepoli per sola fede e non si sente obbligato a difenderle in maniera scientifica». Nonostante le controversie, studi condotti da ricercatori terzi non hanno trovato prove dell’esistenza della ricorsività nella lingua Pirahã. 

Il parere degli esperti

L’inesistenza della ricorsività non è l’unica questione ad aver creato dello scetticismo. Per vederci chiaro, abbiamo posto delle domande via e-mail ad alcuni esperti dell’argomento, compresi Daniel e Caleb Everett (rispettivamente padre e figlio). 

Secondo Daniel Everett, nessuna delle sue rivendicazioni sui Pirahã è stata smentita incontrovertibilmente, e anche suo figlio Caleb ci scrive di «non aver personalmente visto nessuna prova che contraddicesse le affermazioni di mio padre. Un punto chiave, tuttavia, è che le sue dichiarazioni vengono a volte mal interpretate (secondo me). Non è che i Pirahã non possano in alcun modo descrivere i colori degli oggetti, ma solo che la loro lingua non possiede le parole astratte per i colori», possono dire che qualcosa è “rosso” (o, meglio, “come il sangue”), ma non un più astratto “mi piace il rosso”. Dalle nostre ricerche non sono emersi studi che contraddicessero queste affermazioni, ma la comunità scientifica resta frammentata. 

Tecumseh Fitch, biologo cognitivo che ha accompagnato Everett in uno dei suoi viaggi in Amazzonia, nonché uno dei padri della grammatica universale, non crede all’inesistenza della musica: «Sciocchezze», ci scrive, «li ho personalmente sentiti cantare, anche in duetti». Alla domanda se i Pirahã cantassero o meno, Everett ci ha risposto che «dipende da cosa si intende con cantare. Tutte le melodie delle loro canzoni sono i semplici toni che le parole hanno intrinsecamente.  Non sono mai riuscito a riconoscere alcuna melodia separata (pur essendo io un musicista)». Fitch controbatte che anche il cinese è una lingua tonale, ma difficilmente un dialogo in cinese può essere scambiato per un canto.

La mancanza di un’opinione comune è palese e la sua causa è nota: quasi nessuno parla il Pirahã. Come ci ha spiegato Everett, solo tre persone estranee al gruppo sono fluenti nella loro lingua: lui, Keren Madora e Steven Neil Sheldon (un missionario ultraottantenne che visse con i Pirahã prima degli Everett). Secondo il già citato linguista Geoffrey Pullum, il problema principale è che nessuno studioso si prenderà mai la briga di trascorrere numerosi anni nella foresta amazzonica per imparare la loro lingua: «Questa è, secondo me, la grande tragedia di questa situazione», ci spiega in una e-mail.

Il problema del primitivismo

Tra le accuse più gravi che ha ricevuto Everett c’è quella di essere «un razzista che mette i Pirahã allo stesso livello delle scimmie». In realtà, già in un articolo del 2005 Everett scriveva che «nessuno dovrebbe trarre da questo articolo la conclusione che la lingua Pirahã sia in qualche modo “primitiva”. […] I Pirahã sono tra le persone più brillanti, piacevoli e amanti del divertimento che conosco. […] Chiedersi quali siano le implicazioni dei Pirahã sulle caratteristiche del linguaggio umano non è equivalente a dubitare della loro intelligenza o della ricchezza della loro esperienza e conoscenza culturale».

Quando si parla di popolazioni indigene o aborigene si rischia di cadere nel primitivismo: considerarle dei “fossili viventi” o delle “reliquie del Neolitico”. Ciò può essere fatto anche senza cattive intenzioni, nondimeno si rischia di mettere queste culture in uno stato di inferiorità: considerarle uno stadio già superato dalle società occidentali che dovrà soccombere di fronte alla modernizzazione. In realtà, queste popolazioni non sono uguali ai cacciatori-raccoglitori preistorici e la loro società si è evoluta nel tempo esattamente come quella occidentale. Sono culture che vanno tutelate, ma che sono estremamente vulnerabili e minacciate da più fronti. Raramente gli indigeni sono organizzati politicamente, rendendoli facili vittime di espropriatori terrieri, trafficanti di droga e altri gruppi politici; mancano spesso delle difese immunitarie per molte malattie comuni tra gli occidentali e anche la ricerca scientifica, nonostante i buoni propositi e i numerosi effetti positivi, rischia di modificare le loro culture introducendo elementi esterni.  

In una e-mail Everett ci scrive che «La caratteristica più importante dei Pirahã è la loro differenza dalle culture e dalle lingue più comunemente studiate. Ma ciò non li rende unici. […] Non mi piace affermare che i Pirahã siano unici se non nel modo in cui ogni lingua è unica».

Questo articolo è stato scritto anche grazie alle numerose e-mail scambiate con Daniel e Caleb Everett, Geoffrey Pullum, Tecumseh Fitch e David Pesetsky, a cui vanno dei doverosi ringraziamenti per tutte le informazioni e i pareri forniti.

In rosso la Zona rossa stabilita dal Piano nazionale di protezione civile per il rischio vulcanico al Vesuvio (fonte: GitHub/DPC-Mappe/rischi/Piano_Nazionale_Vesuvio/, CC BY 4.0). In blu, le mappe di pressione dinamica, concentrazione del particolato, temperatura e durata, rispettivamente in blu, grigio, viola e verde (fonte: https://doi.org/10.5281/zenodo.13378962, CC BY 4.0). Elaborazioni di Chiara Sabelli per Scienza in rete (CC BY-SA 4.0).

Quando il Vesuvio eruttò nel 79 E. V. una colonna di gas, cenere e frammenti rocciosi si levò verso l’alto come in una fontana e ricadde poi a terra sotto il suo stesso peso scorrendo lungo le pendici del vulcano. Le particelle più pesanti si depositarono sul fondo muovendosi come fanno i detriti durante una frana, mentre i gas e la cenere rimasero in sospensione scendendo a valle come accadrebbe in una valanga di neve.

Mentre la “frana” si arrestò ai piedi del Monte Somma, la bocca allora attiva del Vesuvio, dove la pendenza diminuisce bruscamente, la “valanga” proseguì a scorrere raggiungendo aree anche molto distanti, come Pompei, Ercolano e Stabia, distruggendoli e uccidendo alcune migliaia di persone.

Sono questi flussi a due strati che i vulcanologi chiamano “correnti piroclastiche”. Esse costituiscono il pericolo maggiore per edifici e persone durante un’eruzione vulcanica.

Oggi, nel caso in cui venissero colti i segnali di un’eruzione imminente, la Protezione Civile evacuerebbe la cosiddetta “zona rossa”, quella che si ritiene sarebbe interessata dalle correnti e dove abitano circa 670,000 persone. I suoi contorni sono stati stabiliti nel 2014 sulla base dei depositi associati all’eruzione del 1631 e quella di Pollena del 472, i tipi di eruzione considerati più probabili e più distruttivi in questa fase di attività del Vesuvio.

Gli autori hanno deciso invece di considerare tutte le eruzioni per cui esistono depositi delle correnti piroclastiche ben conservati e accessibili. Le ragioni di questa scelta sono due. Primo, non esistono stime robuste della probabilità che si verifichi un’eruzione piuttosto che un’altra.

In secondo luogo, «diversi studi hanno mostrato che non c’è correlazione tra la dimensione dell’eruzione e l’impatto causato dai flussi», spiega Dellino.

Per questo Dellino e i suoi coautori sono partiti dalla realtà geologica, sul terreno.

Hanno raccolto 65 campioni di sedimenti, riferiti a sei eruzioni, avvenute a partire da 22 mila anni fa, quando l’attività del vulcano è divenuta prevalentemente esplosiva formando la struttura del Monte Somma prima e quella dell’attuale Monte Vesuvio con l’eruzione di Pompei.

In laboratorio hanno analizzato i depositi, misurando, tra le altre cose, concentrazione, forma, e dimensione delle particelle.

«I depositi sono multicomponente, costituiti cioè da cristalli, da materiale che deriva dalla frammentazione del magma e da materiale litico, che deriva invece dal condotto dove risaliva il magma», spiega Daniela Mele, ricercatrice dell’Università di Bari e coautrice dello studio, di cui ha curato in particolare la parte sperimentale.

«Per ogni componente è stata misurata la concentrazione, la densità e la forma del particolato», continua Mele e aggiunge «i campioni non sono morfologicamente uniformi. Dunque, per ognuno abbiamo ottenuto una distribuzione di valori delle proprietà misurate.»

Grazie a modelli numerici, gli autori hanno tradotto le proprietà dei campioni nelle caratteristiche delle correnti che li hanno depositati, chiamate “parametri di impatto”. Queste caratteristiche permettono, appunto, di valutare l’impatto dei flussi piroclastici sugli edifici e le persone. Si tratta della temperatura, della concentrazione di polvere e frammenti rocciosi, della durata del flusso e della pressione esercitata.

La variabilità dei campioni fa sì che per ognuno si ottengano delle distribuzioni e non singoli valori, e dunque permette di fare valutazioni probabilistiche.

I ricercatori hanno assunto infatti che le distribuzioni dei parametri di impatto ottenute per ciascun sito siano una buona approssimazione della probabilità che le prossime eruzioni producano quegli impatti.

«Abbiamo costruito delle mappe per ciascun parametro, adottando un approccio conservativo, in modo simile a quanto si fa col rischio sismico», spiega Dellino.

Prendiamo ad esempio la temperatura. Per ogni sito analizzato gli autori hanno calcolato il valore che ha una probabilità di essere superato pari al 16%, una soglia di sicurezza utilizzata spesso in geofisica e in ingegneria. E così per tutti gli altri parametri di impatto.

Prima di tutto, le mappe ottenute indicano che l’area dove le correnti costituirebbero un pericolo ha un perimetro diverso dalla “zona rossa” identificata dalla Protezione Civile. Si estende maggiormente verso nord-ovest, includendo i comuni di Acerra, Casalnuovo di Napoli, Afragola, Volla, Casoria, e integralmente San Giovanni a Teduccio, Barra, Ponticelli e Pomigliano d’Arco (di cui è attualmente inclusa solo l’exclave di Cuticelli). Mentre si estende leggermente meno verso est, escludendo il comune di Palma Campania.

Inoltre, al contrario di quanto accade con la zona rossa, «all’interno di questo perimetro le nostre mappe permettono di distinguere diversi livelli di pericolo», spiega Dellino. «Ci sono solo due aree a nord e a sud del Monte Vesuvio in cui la mappa di pressione ci dice che le correnti danneggerebbero le strutture portanti degli edifici. Fuori da quelle aree la pressione delle correnti non sarebbe sufficiente a procurare questo tipo di danni e si potrebbero proteggere gli edifici rinforzando gli infissi, installando, per esempio, quelli che si usano per le banche.»

Le mappe di temperatura e concentrazione delle polveri mostrano però che in tutte le zone identificate i valori sarebbero sopra la soglia di sicurezza per le persone e quindi che l’unico intervento possibile di riduzione del pericolo sarebbe l’evacuazione in caso di eruzione imminente.

«Cosa significa questo? Significa che forse non tutte le case crolleranno, ma è comunque necessario evacuare le persone. Anche se gli edifici dovessero restare in piedi, trovarsi all’aperto durante una corrente piroclastica sarebbe comunque letale: anche a temperature non elevatissime, l’aria non sarebbe respirabile», conclude Dellino.

«Questo lavoro rappresenta un grosso passo avanti in termini di gestione del rischio vulcanico, che ritengo possa essere applicato anche a vulcani diversi dal Vesuvio», commenta Roberto Isaia, vulcanologo dell’INGV, non coinvolto nello studio.

Isaia sottolinea che la scelta degli autori di includere tutte le eruzioni documentabili sul terreno è corroborata da diversi studi. «L’eruzione di Pollena, avvenuta ne 472 E. V., viene definita sub-pliniana, perché inferiore in esplosività e volume alle quattro eruzioni maggiori chiamate “pliniane”, tra cui quella di Pompei. Tuttavia, si è visto che in termini, ad esempio, di pressione, l’eruzione di Pollena ha avuto effetti più devastanti dell’eruzione di Pompei».

Gli autori dello studio contano adesso di validare i loro risultati con delle simulazioni numeriche delle correnti. «La simulazione a computer delle correnti piroclastiche permetterà anche di capire se i parametri stimati sono ragionevoli e quindi di valutare se questo è un modello robusto a sufficienza per informare la gestione del rischio da parte della Protezione Civile e la pianificazione territoriale» aggiunge Isaia, «la vita intorno a questi vulcani in qualche modo continua.»

La Protezione Civile non ha risposto alla nostra richiesta di commento.

Questo articolo è prodotto in collaborazione con lo Spoke 3 (Terremoti e vulcani) della Fondazione RETURN. RETURN (multi-Risk sciEnce for resilienT communities under a changiNg climate) è un partenariato esteso finanziato dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Mira a rafforzare le filiere di ricerca sui rischi ambientali, naturali e antropici a livello nazionale e a promuovere la loro partecipazione alle catene del valore strategiche europee e globali.

Leggendo qualche necrologio dedicato all’“onesto Jim”, prevale la storia di un genio scientifico in laboratorio, che nell’arena pubblica si trasformava in un caustico denigratore e sprezzante razzista. Come se esistessero due Watson: Jekyll e Hyde. La sua biografia e la percezione pubblica della sua figura sono interessanti sotto il profilo psicologico e sociologico, perché emerge la sua incapacità di capire i contesti e il narcisismo provocatorio, che producevano conseguente per lui dannosissime. E lui si giustificava affermando che le sue uscite razziste erano solo una forma di onestà intellettuale,  come diceva nell’ultima intervista, nel 2019. Un autoinganno da manuale. Il suo alter ego era, appunto, “l’onesto Jim”.
Qualcuno gli credeva. Per il sociobiologo Edward O. Wilson, che si diceva suo amico ma lo giudicava la persona “più sgradevole” che avesse conosciuto, «Jim non [era] razzista». Anche il biologo Richard Dawkins si spese in sua difesa, quando Watson disse che sarebbe stata una scelta responsabile usare un test genetico per non mettere al mondo un figlio omosessuale. Dawkins lo arruolava tra chi difende la “nuova eugenica”, fondata sulla libertà di scelta e non sulla coercizione statale o pregiudizi sociali.

Un genio scientifico? Proprio no

Ma chi era allora James Watson? Trenta anni fa, quando pubblicai un libro sulla storia della biologia molecolare, mi feci l’idea che fu un formidabile promotore e manager della ricerca nell’ambito della biologia molecolare, un bravo mentore e un buon autore di manuali scientifici e di libri di pura provocazione. Che fosse un genio scientifico ritengo, invece, che sia semplice mitologia. 

I suoi collaboratori hanno sempre detto che su questioni scientifiche prendeva posizione di pancia, in modo intuitivo. Non mi viene in mente una sua scoperta o teoria scientifica di qualche rilievo dopo la doppia elica del DNA, nel 1953. Peraltro, anche in quel caso, il suo ruolo creativo fu scarso. Ebbe fiuto e fu abile a raccogliere dati. Mise le mani sulle immagini di Rosalind Franklin e si fece spiegare dal suo compagno di stanza i legami chimici che potevano tenere insieme le basi del DNA. Francis Crick, che divise con lui il Nobel nel 1962, ha scritto: «Non fummo io e Jim a scoprire il DNA, ma la molecola che scoprì noi».

Anche Crick aveva un ego di tutto rispetto, ma era anche autoironico e autocritico. Continuò a produrre contributi nell’ambito della biologia molecolare - il dogma centrale e gli studi sul codice genetico - per passare quindi alle neuroscienze e sviluppare un’influente teoria della coscienza. Scrisse originali saggi scientifici. Watson zero. 

La doppia elica, pubblicato nel 1968 è considerato uno dei più importanti libri del 1900: certo, è divertente da leggere, sparla di Rosalind Franklin trasformandola così in un’icona femminista (malgrado la realtà), getta fango un po’ su tutto ma travisa la storia e dice cose senza senso, come gli fece notare Crick, e come si evince dal libro di Robert Olby Storia della doppia elica. Gli scritti divulgativi di Watson sono del tutto autoriferiti e sempre infarciti di giudizi sprezzanti verso altre persone. Nulla dicono di scientificamente interessante.

Vale il contrario per i suoi manuali di biologia molecolare. Biologia molecolare del gene, pubblicato nel 1965, è di mirabile fattura didattica. Nel 1983 portava a termine, in collaborazione, Biologia molecolare della cellula, e nel 1992 la stesura di DNA Ricombinante. Sono testi di qualità notevole per studiare biologia molecolare a livello universitario e post-universitario. 

Watson fu coinvolto nella vicenda “Asilomar” in tre modi. Fu anche per un suo atteggiamento prepotente nei riguardi di un ricercatore che usava la tecnologia del DNA ricombinante, esemplificando i rischi di fughe dai laboratori di virus ricombinati, che Paul Berg e amici, scrissero nel 1973 la lettera su Science, che invitava alla moratoria. Ipocritamente, la firmò anche lui. Partecipò alla Conferenza di Asilomar l’anno dopo, e negli anni a venire ne parlò malissimo per la cattiva immagine che gli scienziati avevano dato di sé. Su quest’ultimo punto penso avesse ragione.

Il meglio di sé lo diede dirigendo, per 35 anni, il Cold Spring Harbor Laboratory. Sotto la sua guida, dal 1968, diventava la mecca di biologi e medici per la ricerca e lo scambio di idee, e continuava a crescere di prestigio, integrando anche un’importante attività di divulgazione scientifica. Meno fortunata la presidenza dello Human Genome Project, che ha dovuto lasciare dopo due anni (1992), perché il direttore degli NIH Bernardine Healy aveva deciso di non stare ad ascoltare le sue senili paranoie contro i brevetti. Nel 2007 la sequenza completa del suo DNA veniva pubblicata - la seconda di un individuo umano dopo quella di Craig Venter - e qualcuno lo prese in giro perché il 10-15% dei suoi geni venivano da antenati africani (più della media per gli americani del sud degli Stati Uniti discendenti da europei).

In perenne contraddizione con se stesso

Era una contraddizione vivente: aderiva a campagne per i diritti civili o contro gli armamenti, finanziava Bernie Sanders… ma attaccava la sinistra perché non capisce che i mali sociali non derivano dal sistema politico, ma dai geni. E pensava che le persone al vertice della società dovessero aiutare coloro che erano stati meno fortunati alla lotteria genetica. Le cose scientificamente inverosimili che diceva, al di là di legittime opinioni politiche, sono quasi esempio di quello che alcuni psicologi cognitivi chiamano “disrazionalità”, che descrive persone molto intelligenti che fanno scelte o difendono tesi del tutto irrazionali. Nel mondo scientifico abbondano e sono quasi un’epidemia tra gli esperti.

Se uno scienziato è socialmente percepito come un’icona ne possono derivare danni per la percezione pubblica della scienza. Si pensi a Luc Montagnier, un premio Nobel che era sempre in Italia, sostenuto da medici famosi, a raccontare idee insensate, non diverse dall’omeopatia.

Nel 2007 Watson pubblicò il libro Avoiding the boring people, che conteneva passaggi di natura palesemente razzista. Rilasciò un’intervista anche peggiore al quotidiano Sunday Times. Gli costò la messa al bando immediata e generale: negli Stati Uniti e in Gran Bretagna furono cancellate tutte le presentazioni del libro in luoghi scientifici, e dovette dimettersi da ogni carica, incluso il prestigioso Cold Spring Harbor Laboratory, dove era sovrano indiscusso. Nessuno lo invitava più; lui se le raccontava a modo suo, e nel 2014 mise in vendita la Medaglia Nobel, motivando la scelta con l’ostracismo che stava subendo e l’intento di autofinanziarsi la ricerca scientifica (a 85 anni!). La medaglia fu acquistata all’asta per poco più di 4 milioni di dollari da un magnate russo, che gliela restituì.

L’ultima sua apparizione, nel 2019, fu imbarazzante. Si trattava di un documentario per la serie American Masters, intitolato Decoding Watson e diretto Mark Mannucci. Appariva un uomo anziano e privo di freni inibitori, ma quello che diceva non era una fenomenologia della senilità, perché il regista lo intervistò più volte e in tempi diversi, sulle sue posizioni ideologiche, ottenendo sempre le stesse risposte. Quel che ne è seguito è stato patetico: dopo le affermazioni razziste e misogine, ha chiesto scusa e si è detto mortificato se le sue parole avevano fatto male a qualcuno. Non senza ribadire che trovare differenze razziali nell’intelligenza non è razzismo, perché le prove scientifiche che i neri africani sono meno intelligenti dei bianchi sarebbero “fatti”, che non hanno niente a che vedere col razzismo. La direzione del Cold Spring Harbor Laboratory gli ha ritirato tutte le onorificenze.

Watson ha sempre usato la pancia più del cervello. Come nella sua entusiasta adesione alle tesi del libro di Richard J. Herrnestein e Charles Murray The Bell Cuve (1994). Sì, perché Watson diceva sull’intelligenza dei neri africani esattamente quello che scrivevano Herrnestein e Murray, legando intelligenza e fattori razziali. Per un periodo frequentò il politologo conservatore (Murray), oggi impegnato a spiegare la sua conversione religiosa. Quelle tesi sono state confutate, con argomenti diversi, da quasi tutti gli studiosi di intelligenza, i quali si dividono in merito al peso dei geni nel determinare i livelli di QI, ma sono tutti d’accordo che è una stupidaggine genetica ed evoluzionistica sostenere che esisterebbe popolazioni umane più o meno intelligenti. Diversi colleghi lo hanno invitato a parlare con scienziati che studiano l’intelligenza senza pregiudizi. Ma lui si è sempre rifiutato. A riprova che si può essere scienziati intelligenti, e allo stesso tempo cocciutamente irrazionali.

La genomica sintetica nei microrganismi

Oltre a fungere da prova di fattibilità, la sintesi di un ceppo sintetico di M. mycoides aveva anche lo scopo di studiare quale potesse essere la porzione minima di genoma in grado di sostenere la vita. Per questo motivo il genoma sintetico era circa la metà della dimensione del genoma naturale. È interessante osservare che per produrre una cellula vitale fu necessario includere geni che non erano stati predetti come essenziali, dimostrando quanto sia ancora parziale la nostra conoscenza delle regole della genomica.

In seguito a quel primo successo, nel 2010, sono stati prodotti anche altri genomi batterici. Nel 2019 fu prodotto il primo batterio modello Escherichia coli completamente sintetico, per il quale si passò effettivamente alla riscrittura di un genoma, basato su un alfabeto di soli 61 codoni anziché i naturali 64; E. coli Syn61, il suddetto ceppo batterico, fu utilizzato per incorporare amminoacidi non-naturali nell’alfabeto proteico, espandendo così le capacità codificanti di un genoma. Due codoni serina e un codone di stop furono sostituiti con codoni sinonimi. La compressione del codice genetico in organismi sintetici apre infatti una nuova prospettiva: i codoni naturali, eliminati dal genoma, possono essere reintrodotti, insieme a nuovi tRNA e alle rispettive sintetasi, per codificare amminoacidi non naturali, espandendo l’alfabeto cellulare e, di conseguenza, ampliando la capacità di produrre nuove proteine e ottenere nuove funzioni.

Nel 2025, questo concetto è stato ulteriormente espanso con la generazione del ceppo di E. coli Syn57, che utilizza un alfabeto più compresso, di 57 codoni. Ci sentiamo di azzardare che la genomica sintetica diventerà a brevissimo la metodologia cardine in tutti i settori della microbiologia con applicazioni biotecnologiche, quali approcci di bonifica ambientale (environmental remediation) e la produzione di nuovi composti industriali. Si può pensare anche a ristrutturare il codice genetico riassegnando i tRNA per un amminoacido a codoni diversi, in maniera tale da isolare geneticamente delle specie – per esempio, rendendole resistenti a virus. 

I cromosomi artificiali negli animali

I genomi dei mammiferi si distinguono da quelli batterici ed eucarioti inferiori non solo per dimensione (circa tre ordini di grandezza superiore a quello di E. coli), ma anche per organizzazione e struttura, quali il livello di ploidia, la presenza di introni e zone ancora di comprensione oscura, e soprattutto per la regolazione a livello di trascrizione, di traduzione e di funzione proteina.

Nelle cellule animali, il progresso della genomica sintetica ha coinvolto soprattutto la creazione di linee cellulari per studiare meccanismi biologici e patologie, e non l’assemblaggio di interi genomi, non solo perché fuori dalla attuale portata tecnologica ma soprattutto per motivi etici. Tra gli strumenti più utili per lo sviluppo di tecniche di genomica sintetica in eucarioti, i cromosomi artificiali di lievito (Yeast Artificial Chromosomes, YACs) o di batterio (Bacterial Artificial Chromosomes, BACs) sono preziosi derivati del progetto di sequenziamento del Genoma Umano. In quell’occasione, infatti, l’intero genoma umano fu suddiviso in sezioni della lunghezza di alcune centinaia di migliaia di bp, più trattabili per essere lette individualmente ed essere assemblate solo in un secondo momento in una sequenza di lettura continua. Questi cosiddetti megacloni hanno permesso una conoscenza più approfondita degli elementi fondamentali del genoma. BACs e YACs contenenti sequenze umane di circa 150 mila bp possono essere utilizzati a scopo di modello: per esempio, BACs contenenti il gene dell’immunoglobulina umana furono trasferiti in topo per sostituire il gene endogeno, in modo da produrre un modello “umanizzato” su cui condurre studi immunologici più precisi.

Analogamente a BACs e YACs, sono stati sviluppati anche cromosomi artificiali umani (Human Aritificial Chromosomes, HACs), che imitano strutturalmente quelli naturali. Gli HACs hanno permesso lo studio di malattie genetiche rare, come la fibrosi cistica, includendo il contesto genomico circostante (perché ricapitolato in HACs) e senza interferenze con il resto del genoma, senza dover ricorrere a modelli parziali.

L’applicazione della genomica sintetica agli animali apre interessanti quesiti: si può concepire un genoma minimo da cui siano eliminati tutti i tratti non essenziali a livello di regolazione (probabilmente retaggio dell’evoluzione e ormai prive di funzione)? Potremmo realizzare genomi animali simili a quelli naturali, nei quali i geni siano organizzati in posizioni diverse, in modo da investigarne gli effetti posizionali. Oppure si potrebbe progettare cellule sintetiche volte solo a specifiche funzioni, facendo sì per esempio che i geni siano quelli minimi necessari per soddisfare una determinata funzione, senza rischi di attivazioni di geni che possano sviluppare tumori.

Le sfide della genomica sintetica per le piante 

Se non fosse per le difficoltà metodologiche che ancora oggi limitano fortemente la sua applicazione azzarderemmo che l’agricoltura, e in particolare il miglioramento genetico delle colture, siano le aree che beneficeranno maggiormente dell’applicazione della genomica sintetica. Le ormai molto consolidate metodologie di coltura in vitro, che permettono di ottenere piante adulte fertili a partire da poche cellule modificate, affiancandosi agli approcci di genomica sintetica, potrebbero rivoluzionare la produzione di colture che siano produttive, resilienti, in grado di rispondere efficacemente alle sfide dovute ai cambiamenti climatici e capaci di sfruttare al meglio le risorse, nonché di fornire prodotti di qualità per il consumo diretto e per la trasformazione.

Purtroppo le difficoltà richiamate per le cellule di mammifero si amplificano allorché si considerano le piante. Con l’eccezione del riso, che ha un genoma relativamente compatto (circa 400 milioni bp) tutte le altre principali colture hanno genomi molto grandi, costituiti fino a oltre l’80% da sequenze ripetute (mais circa 2,5 miliardi bp, frumento circa 14,5 miliardi bp, rispetto a Homo sapiens circa 3,1 miliardi bp). Mancano inoltre metodi efficaci di ricombinazione omologa che, come abbiamo visto, sono fondamentali per produrre cromosomi sintetici.

Intensa è l’attività di ricerca volta a superare queste limitazioni. Un progetto pilota cinese, condotto sul muschio modello Physcomitrium patens, adottando sostanzialmente la metodologia messa a punto in lievito, ha ottenuto nel 2024 la sostituzione parziale di un cromosoma naturale con la parte sintetica corrispondente, privata di tutte le sequenze ripetute. Questo parziale risultato è soltanto l’inizio di un lungo cammino, ma è ragionevole pensare che, nell’arco di vita delle/degli attuali giovani ricercatrici e ricercatori, la genomica sintetica sarà un fondamento del miglioramento genetico delle colture. Perché non immaginare cereali e verdure capaci di crescere sui suoli lunari o marziani? Chissà, forse i nostri pronipoti sorrideranno ricordando gli sforzi di Matt Damon di coltivare patate nel film The Martian. 

Gli aspetti etico-filosofici della genomica sintetica

Fin dall’inizio dell’era biotecnologica, con la scoperta degli enzimi di restrizione, molte questioni etiche hanno seguito strettamente il progresso scientifico. A febbraio 2025 si è conclusa una nuova edizione della prima conferenza di Asilomar (1975), con il proposito di affrontare temi scientifici di rilevanza sociale, tra i quali la genomica sintetica. A settembre 2025, una nuova conferenza tenutasi presso l’Università di Manchester, con un focus particolare sulla genomica sintetica e la mirror life, ha nuovamente evidenziato le potenzialità della biologia sintetica, al tempo stesso esortando a una riflessione etica sui temi proposti. Questo recente campo apre possibilità precedentemente inesplorabili per la scoperta e delucidazione di alcuni dei principi di base della biologia, permettendo di uscire finalmente da una spiegazione correlativa per esporre rapporti di causalità nei sistemi viventi con un rigore finora inaccessibile. Si ricordi inoltre che, scientificamente, non è interesse dei ricercatori generare organismi superiori sintetici, quando la rilevanza degli studi si manifesta soprattutto a livello cellulare. Per questo motivo, attualmente le tecnologie di genomica sintetica sono sviluppate puramente a scopo conoscitivo, in linee cellulari di laboratorio spesso instabili e adattate alle condizioni di coltura sperimentale, decisamente inadatte ad ulteriori sviluppi. Non solo la loro efficienza non permetterebbe di generare tessuti o addirittura organismi eucarioti superiori – ancora meno embrioni – ma le metodologie stesse sono inutilizzabili a scopi diversi, date le condizioni in cui sono svolte. 

D’altra parte, è opportuno mantenere alta l’attenzione, ora e in futuro, verso le conseguenze di un utilizzo distratto o addirittura intenzionalmente distorto di tecnologie che possono modificare il materiale genetico su larga scala. La comprensione e la capacità di assemblare genomi di microrganismi implicano che in futuro sia possibile progettare anche piccoli genomi nuovi e potenzialmente patologici, che possano essere utilizzare come armi biologiche. Per arginare questi rischi, ogni progetto di genomica sintetica deve essere sottoposto a un rigoroso esame e approvazione da parte di comitati etici dedicati. Lo stesso vale per gli interventi sul genoma umano. Si pensi, per esempio, al caso di Jiankui He, il ricercatore che modificò il DNA di due gemelle per renderle resistenti all’HIV: in quel caso, la tecnologia impiegata era quella basata su CRISPR/Cas9, che permette interventi puntiformi o di poche migliaia di basi; proporzionalmente, i rischi connessi a strategie di progettazione di interi genomi necessita di regolamentazione che escluda derive eugenetiche, soprattutto se ci si immagina una convergenza tra il progresso della genomica sintetica e quello ottenuto nel campo della coltura delle cellule staminali.

Per questo motivo, dal punto di vista legislativo sono spesso rigorosamente vietati dagli enti finanziatori gli esperimenti in cellule staminali embrionali, il tipo di staminali che potrebbe originare un organismo. Tuttavia, per scongiurare futuri utilizzi eticamente opinabili, settori di ricerca dal potenziale alto impatto sulla vita quotidiana della società intera necessitano di un continuo confronto con i cittadini (soprattutto le comunità che più sarebbero toccate da certi progetti, quali pazienti con una determinata malattia o consumatori di un determinato prodotto agricolo), nella forma di divulgazione scientifica comprensibile e puntuale, e di un dialogo su necessità e preoccupazioni. Un dialogo che, in effetti, sta nascendo a livello internazionale. Il problema della divulgazione non è nuovo ed è stato evidenziato già per tecnologie di intervento limitate a poche paia di basi, come nel caso di CRISPR/Cas9. Allo stesso modo, per la genomica sarebbe è auspicabile un’ampia e capillare condivisione con cittadini ed enti legislativi, in maniera tale da definire quali interventi a livello genomico siano legittimi, quali siano i limiti nella scrittura di un genoma. La reciproca comprensione è cruciale per permettere alla scienza di progredire nel limite di regolazioni basate su dati concreti, tutelando gli interessi etici di singoli cittadini e della società. 

Glossario

• Il codone è l’unità del codice genetico, costituito da tre nucleotidi di DNA adiacenti. Esistono in natura 61 codoni, ciascuno che specifica uno dei 20 amminoacidi naturali che sono i blocchi costitutivi delle proteine.. Altri 3 codoni fungono da segnali di interruzione della sintesi proteica. La successione di codoni è presente sugli mRNA in seguito alla trascrizione e maturazione degli stessi.

• I tRNA sono brevi molecole di RNA coinvolti nella sintesi proteica (traduzione). I tRNA hanno una duplice caratteristica. A un’estremità è legato uno specifico amminoacido che è veicolato nel sito dove avviene la traduzione. Il legame tra tRNA e amminoacidi è prodotto dagli enzimi sintetasi. Durante la traduzione i tRNA interagiscono con i codoni presenti sugli mRNA attraverso un appaiamento complementare tra la tripletta del codone a la sequenza complementare presente sul tRNA (anticodone).

• La mirror life, o vita specchio, è un’idea scientifica che immagina forme di vita costruite con la “versione speculare” delle molecole della vita come la conosciamo. Per capirne meglio il significato, bisogna sapere che tutte le molecole biologiche — come amminoacidi e zuccheri — hanno una chiralità, ovvero possono esistere in due versioni speculari, come le nostre mani destra e sinistra, e infatti queste due versioni sono definite. Queste due versioni si chiamano L (left) e D (right). In condizioni naturali, tutti gli amminoacidi presenti nelle cellule sono nella forma L, mentre tutti gli zuccheri del DNA e dell’RNA sono nella forma D.

La genomica sintetica avrà un impatto epocale per tutte le scienze della vita: è questa la tesi che sosteniamo. Lo faremo attraverso due contributi complementari: nel primo, presentiamo il razionale e le metodiche generali della genomica sintetica; nel secondo, discuteremo i principali risultati raggiunti, le prospettive più promettenti e le implicazioni etiche e filosofiche legate a questo campo emergente. Per non appesantire troppo la lettura abbiamo inserito a fondo testo un breve glossario con alcune definizioni essenziali.

Dalla genomica alla genomica sintetica

La genomica, la disciplina che studia la complessità, la struttura e la funzionalità dell’insieme del materiale genetico (DNA) degli organismi viventi, è diventata la disciplina centrale di tutte le scienze della vita. Il suo sviluppo ha rappresentato una vera e propria rivoluzione scientifica e culturale, che ha trasformato radicalmente il modo in cui si svolge la ricerca, spostando il focus da singoli geni o specifiche sequenze di regolazione all’analisi e al confronto di interi genomi. Un processo che è stato possibile grazie all’implementazione di metodi sempre più efficaci di lettura delle sequenze di DNA tramite sequenziatori automatici a elevata processività, che hanno accelerato l’analisi e abbattuto i costi. Con la produzione di un’enorme quantità di dati di sequenza, le scienze della vita sono state proiettate nell’era della digitalizzazione e dei big data. Vale la pena ricordare che la genomica moderna è l’eccezionale eredità del cosiddetto Progetto del Genoma Umano, uno straordinario successo scientifico che ha impegnato decine di gruppi di ricerca in numerosi Paesi e che, nell’aprile 2001, ha portato alla prima bozza del genoma umano, la cui complessità è pari a circa 3,1 miliardi di bp.

La caratteristica fondamentale della genomica risiede nella straordinaria capacità di “leggere” il genoma e di interpretarlo. Ciò ha consentito di ricavare enormi conoscenze sulla organizzazione e la composizione dei genomi e sulle differenze tra specie e tra individui della stessa specie. Inoltre ha permesso lo sviluppo di diverse metodologie che, partendo dal dato di sequenza, consentono di derivare conoscenze fondamentali circa il funzionamento di cellule e organismi.

Permangono tuttavia significative lacune nella comprensione della funzionalità del genoma e del significato evolutivo delle differenze osservate tra specie e individui, in particolare per quanto riguarda le sequenze di DNA non codificanti e di quelle ripetute – sbrigativamente etichettate un tempo come “DNA spazzatura” – che costituiscono la maggior parte del genoma degli eucarioti superiori, e l’importanza della loro posizione nel genoma.

Una nuova e potente chiave di interpretazione, foriera di imprevedibili applicazioni, può derivare dal passaggio da “lettura” del genoma a “scrittura” del genoma, o almeno di parti di esso, attraverso l’applicazione della genomica sintetica. Essendo una molecola chimica, il DNA può infatti essere prodotto con sequenze predeterminate per via chimica ed enzimatica; un DNA di sintesi, insomma. Dalla pubblicazione della sintesi del genoma di M. mycoides, questa capacità si è sviluppata in modo straordinario: dalla sintesi di genomi relativamente piccoli si è passati alla costruzione di genomi batterici molto più complessi, alla sostituzione di cromosomi naturali con cromosomi artificiali in lievito e in cellule di mammifero, rendendo la genomica sintetica una realtà con la quale è sempre più necessario confrontarsi.

Nel 2016 fu lanciato, tra iniziali polemiche per scarsa trasparenza, il Genome Project-write (GP-write), inteso come seguito logico del Human Genome Project. GP-write, tutt’ora operativo, è coordinato dal Center of Excellence for Engineering Biology, un’organizzazione no profit. Attualmente sono affiliate al progetto oltre 100 istituzioni e aziende biotecnologiche appartenenti a 17 Paesi. Al momento l’Italia non è (purtroppo?) direttamente coinvolta, anche se bisogna dire che è al centro del progetto Genome of Europe, volto a sequenziare 500.000 genomi umani e nel quale l’italiano Human Technopole, l’infrastruttura bioinformatica Elixir-Italy e il Centro Cardiologico Monzino di Milano sono partner fondamentali.

L’obiettivo di GP-write è ambizioso ma chiaro: progettare e costruire genomi artificiali, come potente strumento conoscitivo, ma anche per produrre organismi con nuove funzionalità o per potenziare quelle biologiche già esistenti.

L’architettura del genoma

In architettura, lo studio degli edifici esistenti aiuta a ottenere una buona comprensione dei principi di statica ed equilibrio. In questo modo si possono acquisire le regole che governano la progettazione di un edificio semplicemente osservando i maestri del passato. La comprensione del ruolo dei muri portanti, dei pieni e dei vuoti, la configurazione di una villa o di una chiesa diventano perciò più intuitivi quanto più ci si addentra nello studio della materia. Al tempo stesso, però, studiare edifici progettati da altri architetti non fornisce la piena comprensione di ogni singolo elemento, degli ornamenti non essenziali e di quelli che potrebbero essere visti come specificità stilistiche figlie del gusto dell’epoca. In modo simile, lo studio dei genomi esistenti in natura fornisce informazioni fondamentali per la comprensione del funzionamento di cellule e organismi, delle regole alla base del loro metabolismo e della corrispondenza tra geni e funzioni vitali. Tuttavia, studiare la genomica con un approccio a posteriori non permette di investigare fino in fondo i rapporti di causalità tra gli elementi di un genoma: qual è la rilevanza della posizione dei geni nel genoma? Perché la loro espressione è spesso regolata in modi che ci appaiono complessi e poco intuitivi? Quali sono le regole alla base degli ampi segmenti di DNA di ignota funzione e che cosa succederebbe se questi non fossero presenti nel genoma di una cellula?

Per rispondere a tutte queste domande risulta inadeguato e spesso riduzionista un approccio classico su una definizione di un sistema (una via metabolica cellulare, i geni su un cromosoma, …) dal quale sono necessariamente escluse variabili che potrebbero essere rilevanti. Al contrario, l’approccio sintetico si propone di investigare questi aspetti partendo dall’altro estremo, progettando e costruendo un sistema di cui tutte le variabili sono note e governandone i rapporti di causalità e correlazione. Difficile vedere in questo una sostituzione a Dio: piuttosto si propone di investigare la natura da un’altra prospettiva. È naturale che dalla modificazione del nostro materiale genetico emergano tecnologie di interesse più ampio: essere in grado di costruire genomi, per esempio, potrebbe consentire di progettare cellule terapeutiche con il numero di geni minimo per una determinata funzione; si potrebbe sperare nel trattamento di malattie che interessano ampie sezioni di un cromosoma, correntemente intrattabili, ideare piante con nuove caratteristiche, accelerare il miglioramento genetico.

I pilastri scientifici

Le metodologie di genomica sintetica sono in continuo e rapido sviluppo, ma partono tutte da un approccio dal basso, volto a costruire frammenti di DNA e riunirli insieme in sequenze contigue. Ciò è molto differente dall’approccio del genome editing, che è invece basato sulla modifica diretta e precisa di sequenze specifiche. In genomica sintetica si possono distinguere tre passaggi fondamentali.

Progettazione del genoma o di singoli cromosomi

Questa prima fase è fondamentale per determinare quali sequenze debbano essere presenti, quali caratteristiche debbano avere, come debbano essere diverse dalle sequenze naturali, quali porzioni siano da eliminare. In questa fase è necessario inserire anche particolari marcatori, ovvero brevi sequenze, che permettano di selezionare le cellule che li conterranno, oppure consentano di distinguere le porzioni sintetiche da quelle naturali. Tutto ciò dipende dagli obiettivi fissati e dalla definizione di sintetico rispetto alla quale si lavora. In ogni caso, la progettazione avviene interamente a tavolino, con l’applicazione di complesse analisi matematiche e bioinformatiche. L’efficacia di questa prima fase dipende dalla qualità delle informazioni di sequenza disponibili. A questo riguardo occorre tenere conto che il sequenziamento e la ricostruzione di un genoma sono sempre un risultato empirico che non è scevro da errori. La crescita esponenziale di piattaforme di intelligenza artificiale (IA), sempre più efficienti e mirate, ha già accresciuto la velocità e la precisione di questa fase iniziale. Nello scorso mese di marzo, per esempio, è stato pubblicato un lavoro scientifico che ha utilizzato per la prima volta una nuova piattaforma per l’analisi genomica chiamata Evo 2, sviluppata da NVIDIA Corporation, con sede in California, sul modello di ChatGTP: si basa sull’informazione relativa a oltre 9.000 miliardi di nucleotidi (!), derivati dalle sequenze complete di 128.000 genomi rappresentanti tutti i domini della vita.  

Sintesi chimica ed enzimatica di interi genomi batterici o cromosomi eucariotici

Al momento, la tecnologia per sintetizzare chimicamente un frammento di DNA con sequenza voluta consente di produrre brevi tratti non superiori a poche centinaia di nucleotidi. Si intuisce immediatamente il perché si adotti un approccio gerarchico che, partendo dalla sintesi chimica di centinaia di migliaia di brevi sequenze (oligonucleotidi) relative a porzioni contigue nel genoma, combinando metodi enzimatici e cellulari, i frammenti siano man mano allungati fino a raggiungere le dimensioni di centinaia di migliaia di bp. Un intenso lavoro di sequenziamento dei frammenti consente di verificare che essi abbiano la sequenza progettata. I frammenti contigui contengono alle loro estremità brevi porzioni di sequenza sovrapposte che, attraverso meccanismi di ricombinazione molecolare, saldano i frammenti contigui, secondo un processo iterativo. Con esperimenti in vitro si possono così ottenere frammenti di alcune migliaia di bp. Per raggiungere dimensioni pari o superiori a 100.000 bp, l’ultimo passaggio dell’allungamento è ottenuto inserendo in cellule di lievito (Saccharomyces cerevisiae) frammenti adiacenti da unire. La ricombinazione molecolare è promossa dai meccanismi cellulari di ricombinazione delle cellule di lievito.

Nel caso di genomi batterici, una volta prodotto, l’intero genoma sintetico è inserito in una cellula batterica privata del proprio genoma, ottenendo una cellula viva sotto il controllo del nuovo genoma sintetico.

Le grandi dimensioni, l’organizzazione del DNA nel nucleo, la presenza di diploidia (una copia per ogni cromosoma), la presenza di introni, la regolazione di trascrizione e traduzione, nonché la struttura cellulare complessa dei genomi degli animali e delle piante richiedono importanti e complicati adattamenti alle tecnologie sviluppate nei batteri. Innanzitutto, poiché negli eucarioti, anche in quelli monocellulari come il lievito, il genoma è organizzato in cromosomi, la strategia si basa sulla sintesi di singoli cromosomi (o di porzioni degli stessi) i quali, sempre sfruttando i meccanismi di ricombinazione cellulare, sostituiscono man mano i cromosomi naturali. Questa strategia è stata applicata con successo per la prima volta nel 2017 in lievito (circa 13 milioni di bp organizzate in 16 cromosomi). Una volta ottenuti frammenti di qualche migliaio di bp secondo schemi simili a quelli descritti per i batteri, questi frammenti sintetici sostituiscono le porzioni corrispondenti dei cromosomi naturali tramite ricombinazione omologa, tra le sequenze sintetiche, che si inseriscono nel cromosoma, e le sequenze naturali.

Caratterizzazione cellulare

Una volta ottenute le cellule vitali con genomi o cromosomi sintetici, si procede con un’intensa caratterizzazione cellulare e genetica per verificare che i genomi (o i cromosomi) sintetici siano trasmessi in modo regolare da una generazione cellulare a quella successiva e soprattutto per identificare i tratti cellulari acquisiti o persi e il loro impatto sulla sopravvivenza delle cellule sia in condizioni fisiologiche sia in condizioni sperimentali.

Queste le basi storiche e scientifiche della genomica sintetica. Ma qual è il suo stato attuale, e quali le possibili prospettive? Abbiamo affrontato qui questi aspetti, unendo anche una riflessione etico-filosofica su questo nuovo, rivoluzionario campo della biologia.

Glossario

• Bioinformatica. La bioinformatica è una disciplina scientifica interdisciplinare che combina informatica, matematica e biologia per analizzare e interpretare dati biologici complessi. Si concentra sullo sviluppo di algoritmi, software e strumenti per gestire, elaborare e visualizzare informazioni biologiche, come sequenze di DNA, strutture proteiche, dati genomici, ecc.

• Cromosomi. Strutture lineari nelle quali è organizzato il materiale genetico degli organismi superiori. Sono composti da DNA complessato a specifiche proteine chiamate istoni. Ogni specie è caratterizzata da un numero di cromosomi specifico. I cromosomi sono visibili con colorazioni appropriate in fasi particolari del ciclo cellulare. Nella maggior parte dei batteri e archaea il materiale genetico è presente come molecola di DNA circolare a doppia elica, nudo, ovvero non complessato a proteine.

• DNA. Molecola organica polimerica che contiene l’informazione genetica di tutti gli organismi. Il DNA presente nelle cellule ha una struttura a doppia elica, ciascuna delle quali è un polimero i cui elementi costitutivi sono quattro nucleotidi, molecole che comprendono un gruppo fosfato, uno zucchero e un elemento aromatico definito base azotata. La caratteristica fondamentale che differenzia un nucleotide dall’altro è il tipo di base, indicate come A (adenina), T (timina, G (guanina) e C (citosina). Quindi la specificità di un’elica di DNA è data dal tipo di basi che si susseguono e per questo motivo spesso si fa riferimento alle basi e non ai nucleotidi. La struttura a doppia elica, che dà grande stabilità alla molecola, è determinata dalla formazione di specifici legami tra le basi, ovvero A-T e G-C. Questa specificità è definita complementarietà delle basi, e descrivendo il DNA ci si riferisce spesso a coppia di basi (in inglese base pairs – bp). La complementarietà tra le basi fa sì che, conoscendo la sequenza di un’elica, si deduce immediatamente la sequenza dell’altra elica complementare.

• Flusso dell’informazione genetica. Questa espressione indica il passaggio dell’informazione genetica contenuta nel DNA alla produzione delle varie tipologie di RNA coinvolte nella sintesi delle proteine o coinvolte in diversi sistemi di regolazione della funzionalità dei geni (trascrizione del DNA in RNA), e infine alla sintesi proteica (traduzione di RNA messaggeri in proteine).

• Genoma. Il genoma è l’insieme del materiale genetico, ovvero DNA, presente in una cellula, in un individuo o di una specie, a seconda del punto di osservazione. Il genoma può essere visto come il potenziale funzionale della cellula, dello specifico individuo o della specie. È descritto in termini di complessità, ovvero il numero di paia di basi che lo compongono. Per convenzione la complessità dei genomi è stimata sull’assetto aploide del genoma, ovvero, negli organismi superiori, dall’assetto dei gameti. Le cellule del corpo, le cellule somatiche, hanno una complessità doppia. Negli organismi superiori la complessità dei genomi non è lineare rispetto alla complessità funzionale della specie. Basti considerare che la complessità del genoma umano è stimata in 3,1 miliardi di paia di basi (3,1 Gigabp) rispetto a quella del grano tenero che è stimata in 14,5 miliardi di paia di basi (14,5 Gbp). Finché non è stato possibile sequenziare il genoma di individui appartenenti alla stessa specie si pensava che ogni specie avesse un genoma con complessità costante. Si è invece scoperto che in ogni specie esiste un genoma condiviso, definito core genome, e una quota caratteristica per ogni individuo, definita “genoma non indispensabile” (dispensable genome). Conseguentemente, le differenze genomiche tra individui dipendono sia dalla variazione nella sequenza di nucleotidi, sia dalla presenza/assenza, e posizione, di porzioni di DNA.

• Genome editing. Termine inglese che si riferisce alla possibilità di modificare la sequenza di DNA in modo mirato e specifico. Attualmente il metodo più efficace e semplice si basa sul sistema CRISPR-Cas.

• Ricombinazione omologa. Il processo che determina lo scambio di materiale genetico (ricombinazione) tra due molecole di DNA uguali o simili (omologhe). In natura avviene durante la meiosi o nei meccanismi di riparazione del DNA danneggiato. Il meccanismo di ricombinazione molecolare è sfruttato in molti approcci di biologia molecolare e di biologia sintetica. 

• Sequenziamento del DNA. L’insieme di metodologie diverse utilizzate per determinare l’ordine preciso dei nucleotidi, cioè i blocchi costitutivi, di un tratto di DNA.

• Trasformazione genetica artificiale. L’insieme di tecniche usate per introdurre sequenze genetiche nuove o modificate nel genoma di un organismo in modo deliberato.

La bugia della curva di Solomon

Queste affermazioni si basano effettivamente su alcuni studi scientifici, studi che però difficilmente si possono considerare recenti e all’avanguardia. La prova più citata a favore della teoria è la curva di Solomon, proveniente da uno studio del 1964, firmato da David Harris Solomon, sul legame tra velocità e incidenti stradali. Secondo Solomon, la probabilità di essere coinvolti in un incidente non dipenderebbe dalla velocità di guida in sé, ma da quella relativa alla velocità media delle altre vetture: in particolare, la probabilità sarebbe minima viaggiando 10 chilometri all’ora sopra la velocità media. Per esempio, in una strada dove le vetture viaggiano mediamente a 90 chilometri all’ora, la velocità in cui ci si esporrebbe al minor rischio sarebbe circa 100 chilometri all’ora. Per velocità molto minori o molto maggiori si avrebbe invece una probabilità più alta di incorrere in un incidente, e questa aumenterebbe ulteriormente allontanandosi dalla velocità media. Tutto ciò porta a una curva a forma di U: la famosa curva di Solomon da cui molti hanno tratto la conclusione che «guidare piano è più pericoloso di correre».

Curva di Solomon nell’articolo originale. Il tasso di coinvolgimento in incidenti in funzione della variazione dalla velocità media delle altre vetture. La curva ha una forma a U con il minimo intorno a 6 miglia all’ora (circa 10 chilometri all’ora) sopra la media.

Tra gli anni Sessanta e Settanta, diversi studi replicarono la curva a U, verificandone l’esistenza: la questione parrebbe dunque chiudersi qua. Non fosse che, dopo questi primi anni, nessuno studio è più riuscito a replicare i risultati di Solomon. Le ricerche successive hanno confermato la maggiore frequenza di incidenti tra chi guida sopra la velocità media, ma nessuno è riuscito a dimostrare che un incremento simile si abbia anche per coloro che guidano sotto la media, come sostenevano invece Solomon e le ricerche effettuate negli anni immediatamente successivi alla sua pubblicazione. 

La spiegazione più plausibile è forse anche la più semplice: i primi studi, compreso quello di Solomon, non distinguevano tra veicoli lenti e veicoli in manovra. Le manovre sono tutt’oggi la causa di una grandissima fetta degli incidenti stradali, e com’è noto richiedono una velocità ridotta. Non stupisce allora che queste possano aver portato alla conclusione, errata, che una bassa velocità di guida sia legata a un maggiore rischio.

La scienza ha pochi dubbi: correre è pericoloso

Oggi quasi tutti gli esperti sono concordi sull’inesistenza di un legame tra guida lenta e rischio, ma è vero l’esatto opposto per la guida veloce. Nel 1991, alcuni ricercatori australiani hanno misurato la velocità di diversi veicoli, chiedendo poi agli automobilisti, fermatisi a un semaforo più avanti nella strada, di rispondere ad alcune domande relative agli ultimi cinque anni di guida.  Il risultato è forse banale, ma comunque interessante: maggiore la velocità del veicolo prima del sondaggio, maggiore il numero medio di incidenti che aveva avuto il guidatore nei cinque anni precedenti.

Si potrebbe però pensare che, con i moderni sistemi di sicurezza (come controllo di stabilità, ABS e frenata assistita), la velocità sia oggi meno rischiosa di quanto non lo fosse in passato. Per rispondere a questa domanda, un gruppo di ricerca ha analizzato decine di studi riguardanti il numero di incidenti in alcune strade in cui, tra il 2003 e il 2018, è stato modificato il limite di velocità. I risultati? Dove il limite è stato abbassato il numero di incidenti è calato a sua volta, dove invece il limite è stato alzato anche il numero di incidenti è aumentato. Per esempio, in una strada australiana gli incidenti sono diminuiti del 37% dopo che il limite di velocità è stato abbassato da 60 a 50 chilometri all’ora, e in una strada svedese, in cui è stato abbassato da 110 a 100 chilometri all’ora, sono diminuiti del 48%. Al contrario, gli incidenti in una strada turca sono aumentati del 35% dopo che questa è passata da un limite di 100 a uno di 110 chilometri all’ora, e in una strada danese sono aumentati del 20% quando il limite è stato alzato da 110 a 130 chilometri all’ora. Ovviamente esistono eccezioni per entrambi i casi, ma sono abbastanza rare da far concludere ai ricercatori che «una riduzione della velocità media del traffico è quasi sempre associata a una riduzione del numero di morti o feriti stradali» e che «la velocità rimane un importante fattore di rischio per la frequenza e la gravità degli incidenti». Anche il Forum internazionale dei trasporti (FIT) è d’accordo con questa conclusione: in un report del 2018 afferma che «maggiore la velocità assoluta, maggiore il rischio di un incidente».

Questi e molti altri studi mostrano inequivocabilmente che la velocità porta a più incidenti, ma a ciò va aggiunto un ultimo fattore. Bisogna infatti distinguere tra l’influenza che la velocità ha sulla probabilità che avvenga un incidente e quella che ha sulla gravità dell’incidente. Se rispondere al primo punto non è stato facile e ha richiesto decenni di studi scientifici, sul secondo le conclusioni sono molto più immediate: «I danni a veicoli e occupanti dipendono dalla pressione, dalla decelerazione, dalla variazione di velocità, e dall’energia cinetica dissipata nella deformazione. Tutte queste sono funzioni crescenti della velocità pre incidente», spiega Ezra Hauer, attualmente professore emerito di ingegneria civile all’Università di Toronto. Non solo «la scienza» non sostiene che la bassa velocità sia pericolosa, ma afferma anche che guidare velocemente porti sia a un maggior rischio di incidenti sia a una maggiore gravità di questi ultimi.

Una possibile soluzione

Gli studi degli ultimi decenni hanno evidenziato che la velocità rappresenta un rischio ancora maggiore sulle strade urbane. Una prova italiana è rappresentata dalla città di Bologna. Il 16 gennaio 2024 è partita Bologna Città 30, portando all’abbassamento da 50 a 30 chilometri all’ora del limite di velocità sulla maggior parte delle strade del centro urbano. Esattamente un anno dopo, il 16 gennaio 2025, il Comune ha pubblicato i risultati di questo cambiamento: minore inquinamento dell’aria, diminuzione del 13% degli incidenti, diminuzione del 16% delle persone investite e dimezzamento delle morti stradali. Se ciò non bastasse, nel primo anno di Bologna Città 30 nessun pedone è stato ucciso: la prima volta dal 1991. Come sottolinea il Comune, ciò è in controtendenza con i dati del resto del Paese, in cui incidenti, feriti e morti stradali non sono in calo, ma anzi, aumentano. Bologna non è una strana eccezione: provvedimenti di questo tipo erano già stati attuati da decine di città europee (per esempio, Lione, Londra, Helsinki e Bruxelles), diminuendo ovunque il numero di incidenti e feriti. In poche parole, migliorando la sicurezza stradale. 

Un’opinione che va diffondendosi sempre di più nel nostro Paese è che il limite di 30 chilometri all’ora debba essere esteso a livello nazionale in tutte le città. In prima linea si battono le associazioni per la sicurezza stradale, di solito formate da coloro che hanno visto un parente morire investito. Le loro speranze sono raccontate da Silvia Bencivelli in questo articolo su Scienza in rete, ma per ora la politica sembra avere altro a cui pensare.

Un tema tutt’altro che scontato, che affonda le sue radici e la sua complessità già nei secoli passati, assumendo un ruolo centrale nel dibattito sulla ricerca biomedica già nei secoli scorsi. Claude Bernard, considerato il padre della moderna fisiologia, utilizzò modelli animali nella prima metà dell'800 con metodi che oggi considereremmo “azzardati”, in nome dell’utilità per il genere umano. Louis Pasteur, condusse studi che portarono al vaccino contro la rabbia e salvarono milioni di vite umane, ma con una metodologia spesso cruenta e priva di regole.

Questa mancanza di regolamentazione suscitò un dibattito pubblico vivace, portando alla nascita delle prime associazioni in difesa degli animali e a un cambiamento filosofico dell’epoca. È Jeremy Bentham a incarnare la lotta per la difesa dei diritti degli animali: la questione per lui non è se una creatura può ragionare o può parlare, ma se una creatura può soffrire. Fu nel 1876 che si arrivò con il Cruelty to Animal Act britannico, alla prima legge che regolamentava la sperimentazione animale, introducendo concetti rivoluzionari: minimizzazione del dolore, giustificazione dell’esperimento e certificazione dello sperimentatore.

Nella mentalità e nei valori etici e morali della società, questi principi diventano sempre più rilevanti. E anche la comunità scientifica li assorbe e li implementa. 

Ma arriviamo al ‘900, e in particolare a un caso che portò ad un cambiamento di rotta, alzando l’attenzione sull’importanza dei test di sicurezza nello sviluppo di farmaci, noto come lo scandalo talidomide.

Lo ha ricordato Esi Domi, ricercatrice in biotecnologie all’Università di Camerino, durante il suo intervento al Biotech Week insieme a Giuliano Grignaschi, responsabile del benessere animale degli stabulari dell’Università Statale di Milano, parlando del percorso, tutt’altro che rapido e indolore, di transizione dai modelli animali a nuove metodologie. «La talidomide è un farmaco che fu proposto per il trattamento dell’ansia. La prima volta fu testato su topi di sesso maschile, di certo non in gravidanza. Questa sperimentazione poi fu condotta anche nei topi in gravidanza, una tossicità che non venne rilevata per la prima volta. Il farmaco entrò in commercio e causò migliaia di casi di bambini neonati affetti dalla focomelia». Il farmaco «fu testato poco e sulle specie sbagliate», e neppure si sapeva ancora che la placenta non costituiva un totale riparo per il feto. Stati Uniti rifiutarono di approvare il farmaco, per mancanza di prove sulla sicurezza, così il Paese fu risparmiato dalla tragedia europea. «Il farmaco fu ritestato su un’altra specie, in questo caso sul coniglio, durante la gravidanza e furono riscontrati gli stessi effetti collaterali tragici che erano stati osservati anche nei bambini neonatiı.

Siamo negli anni ’60: da quel momento, i regolamenti dell’FDA cambiarono radicalmente, diventando molto più rigorosi e introducendo fasi obbligatorie di sicurezza sul modello animale prima dell’utilizzo umano. 

Ma pochissimi anni prima un sociologo, William Russell e un microbiologo, Rex Burch, scrivono The Principles of Humane Experimental Technique, introducendo per la prima volta il principio delle 3R. Una teoria che rimane sconosciuta fino agli anni ’80, quando è diventata un paradigma che ancora oggi guida l’attività di tutti i ricercatori:

• Replacement: sostituire l’uso di animali ogni volta che sia possibile raggiungere l’obiettivo scientifico con metodi alternativi;
• Reduction: ridurre al minimo il numero di animali utilizzati, mantenendo la significatività statistica dei risultati;
• Refinement: minimizzare la potenziale sofferenza e stress degli animali coinvolti.

«Il principio del refinement spiega perché la maggior parte degli esperimenti (circa 90% nella ricerca di base) viene condotta sui roditori: si ritiene che abbiano una minore capacità di provare sofferenza rispetto a specie superiori come conigli, cani o primati non umani», spiega Giuliano Grignaschi dell’Univeristà di Milano. «Questo giudizio si basa sullo sviluppo del sistema nervoso centrale: animali con minor sviluppo neurologico sono considerati meno capaci di soffrire».

Il dibattito sull’uso degli animali nella ricerca prosegue anche nell’ultimo ventennio: mentre nel trattato di Lisbona del 2006, all’articolo 13, si riconoscono gli animali come «esseri senzienti», ossia creature che non solo provano la sensazione fisica del dolore, ma sono anche in grado di elaborarla, comprendendone la negatività e modificando di conseguenza i propri comportamenti, è la Direttiva europea 2010/63 sulla protezione degli animali utilizzati a fini scientifici che introduce il concetto delle 3R.

La direttiva rappresenta una roadmap per arrivare un giorno alla completa sostituzione delle procedure sugli animali, a scopi scientifici ed educativi. Ma il legislatore è chiaro: questo potrà avvenire solo non appena questo sarà scientificamente possibile. Nel frattempo, è necessario garantire la massima protezione degli animali. Nel frattempo, un altro passo ancora viene fatto: nel 2013 l’UE vieta l’utilizzo del modello animale per i test sui cosmetici.

Quali sono state le applicazioni in Italia? Il nostro Paese ha recepito la direttiva europea del 2010 con il Decreto Legislativo 26/2014, introducendo alcuni divieti aggiuntivi non previsti dalla normativa europea. Questo ha portato l’Europa ad aprire una procedura di infrazione contro l’Italia.  Spiega Grignaschi: «I divieti riguardano, in particolare, l’allevamento di alcune specie come cani e primati non umani (pur permettendone l’utilizzo, costringendo quindi a importarli dall’estero con maggior stress per gli animali), lo studio delle sostanze d’abuso e gli xenotrapianti d’organo, una linea di ricerca che sta ottenendo risultati promettenti».

La normativa europea e italiana identificano otto ambiti in cui è consentito l’uso del modello animale: ricerca di base, ricerca applicata traslazionale, sviluppo e disponibilità di farmaci, test di qualità e sicurezza di farmaci e alimenti, protezione dell’ambiente, conservazione della specie, formazione e addestramento, indagini forensi. 

La ricerca di base è volta a capire come funziona la vita senza un’applicazione pratica immediata. La ricerca traslazionale trasforma le scoperte scientifiche in applicazioni pratiche: nuove terapie, strumenti diagnostici, dispositivi medici. È il continuo scambio bench to bedside (dal laboratorio al letto del paziente) e viceversa.

La sperimentazione preclinica regolatoria serve a osservare come si comporta una molecola su un organismo complesso: qual è il livello di tossicità, quale la via di somministrazione ottimale, come viene assorbita ed eliminata. Solo dopo studi in vitro approfonditi, «quando c’è dimostrazione che la molecola possiede potenziali effetti terapeutici, si può passare alla sperimentazione sui animali per vedere come l’efficacia della sostanza permane o si modifica in specifici modelli animali di malattie umane», ricorda Grignaschi.

Anche i dispositivi medici, da pacemaker e neurostimolatori a lenti a contatto e stent, devono essere testati per biocompatibilità prima di arrivare all’essere umano.

Non ricadono nella normativa sull’utilizzo degli animali nelle sperimentazioni invertebrati come la Drosophila (moscerino della frutta), molto utilizzata in genetica, perché considerata non senziente o con un livello di senzienza inferiore; gli unici invertebrati protetti sono i cefalopodi, per l’elevato sviluppo del sistema nervoso dimostrato dalla ricerca scientifica.

Nella ricerca di base e traslazionale, il 90% degli animali utilizzati sono roditori (topi e ratti), seguiti da pesci zebra e polli in percentuali minori.

Nella ricerca regolatoria le percentuali cambiano: compaiono cani, macachi e altre specie perché i regolatori (FDA ed EMA) richiedono animali che forniscano risposte più simili a quelle umane. 

Nel gennaio 2023, il presidente degli USA Biden ha emanato una nuova normativa che rende non più “assolutamente obbligatorio” utilizzare animali. Precisa Grignaschi: è l’FDA che «di volta in volta può decidere se nel percorso di approvazione di un farmaco è necessario l’utilizzo degli animali oppure no».

Questo si inserisce nella roadmap recentemente annunciata dal regolatore americano per arrivare gradualmente a non utilizzare più animali, incoraggiando l’inclusione di dati provenienti dalle New Approach Methodologies (NAMs), in vitro, in silico, modelli di intelligenza artificiale, e valuterà caso per caso la possibilità di accettare questi dati in sostituzione parziale e totale dei test sui animali.

Quale è lo stato dell’utilizzo di animali nella ricerca a oggi? Lo racconta Grignaschi: «Mentre nel 2023 in Italia sono stati utilizzati circa 116.000 animali nella ricerca di base e 130.000 nella ricerca preclinica regolatoria, e nella ricerca di base e traslazionale, il 90% degli animali utilizzati sono roditori (topi e ratti), seguiti da pesci zebra e polli in percentuali minori.
Negli Stati Uniti, le statistiche del 2024 mostrano 775.000 animali utilizzati, contando però solo alcune specie. Al contrario di quanto avviene nell’Europa, infatti, negli Stati Uniti, topi, ratti e pesci zebra non vengono censiti. Considerando che l'80-90% degli studi viene fatto sui roditori, i numeri reali del totale degli animali utilizzati negli Stati Uniti si aggirano attorno agli 8-10 milioni di animali».

Anche l’Olanda, pioniera in questo campo con una roadmap pubblicata già nel 2015 per eliminare l’uso di animali entro il 2025, non ha raggiunto l’obiettivo. Nel 2022 è stata pubblicata una nuova roadmap, che stima costi nell’ordine dei miliardi di euro per sviluppare metodi alternativi che consentano di non ricorrere più agli animali. «Anche le roadmap più recenti, insomma, evidenziano (anche dal punto di vista economico) quanto ancora siamo lontani dall’avere metodi in grado di sostituire del tutto gli animali - almeno per ora», ammette Grignaschi.

«L’utilizzo dei modelli animali è moralmente difficile», aggiunge. «Nessuno ama sacrificare un animale a fine sperimentazione, anzi in letteratura sono riportati molti casi di ricercatori e caregiver che hanno abbandonato la loro attività perché non sopportavano lo stress dovuto dal sacrificio dell’animale a fine sperimentazione. L’utilizzo degli animali è estremamente costoso e temporalmente molto sconveniente, lunghi tempi di approvazione e lunghi tempi di esecuzione».

La sperimentazione sugli animali non è infatti un percorso facile. Basti considerare che per utilizzare anche un solo animale in sperimentazione è necessario ottenere un decreto autorizzativo dal Ministero della Salute, come stabilisce il Decreto Legislativo del 2014. Il percorso prevede:

• stesura del progetto di ricerca
• valutazione e parere favorevole dell’Organismo Preposto al Benessere degli Animali) della struttura
• invio al Ministero della Salute
• valutazione tecnico-scientifica (Ministero + ISS)
• verifica delle 3R, della metodologia, della qualificazione del personale
• autorizzazione ministeriale (se l’esito è positivo)

Si parla di una maratona di 4-6 mesi, e i costi si aggirano attorno a circa 1.000 euro solo per avviare il processo di analisi. Il Decreto Legislativo italiano specifica esattamente quali specie, con quali metodi, per quale scopo, chi può operare sugli animali.

Grignaschi continua: «È evidente che se lo stesso esperimento potesse essere fatto con altri metodi, questi 4 o 6 mesi verrebbero guadagnati e si otterrebbero i risultati molto più rapidamente. Non ci sono ragioni logiche accettabili per le quali, se esistono, non debbano essere utilizzate le NAMs. Ma, appunto, deve essere scientificamente possibile».

Alcuni metodi alternativi alla sperimentazione animale esistono, spiega Esi Domi, ma «ritengo che nello studio di diverse patologie si possano considerare approcci non sostitutivi ma complementari alla ricerca animale. Ancora oggi, per esempio, non riusciamo a comprendere bene i meccanismi di diverse patologie collegate al sistema nervoso».

I metodi includono colture cellulari e organoidi, cioè repliche tridimensionali in miniatura di organi o tessuti; organ-on-chip, ossia dispositivi che riproducono la fisiologia del corpo umano; modelli di intelligenza artificiale, predittivi per la frequenza delle patologie. «Modelli che però hanno forti limitazioni: non riescono a riprodurre la complessità del corpo umano, presentano problemi di eterogeneità e standardizzazione. Gli studi mostrano che la ricerca condotta su animali ha una correlazione significativa e positiva con l’utilità clinica rispetto a studi eseguiti solo in vitro», spiega la ricercatrice.

È fondamentale la “validità predittiva” nella scoperta di nuovi farmaci, sottolinea. «Possiamo dire che quasi tutti i farmaci, tutte le medicine, i prodotti medici che sono disponibili oggi sono stati sviluppati con l’aiuto degli esperimenti condotti sugli animali. Grazie alla scoperta fatta sulla ricerca degli animali si sono scoperti antibiotici, la terapia per il diabete, i vaccini, il trattamento per l’HIV. Ricordiamoci anche che se l'80% dei bambini oggi riesce ad avere una terapia per il trattamento della leucemia è anche grazie alla ricerca condotta sugli animali».
I roditori e gli esseri umani, nonostante abbiano un antenato comune di oltre 80 milioni di anni fa, hanno cervelli anatomicamente simili. Le stesse strutture cerebrali del ratto o del topo, seppur più semplici, si ritrovano nel cervello umano. Questo vale anche per altri organi: un cuore umano e un cuore di maiale presentano grande somiglianza anatomica e fisiologica. 

Il punto centrale rimane la sicurezza. Grignaschi lo esprime con chiarezza: «Dobbiamo ricordarci che alla fine stiamo parlando della sicurezza di tutti noi. Una volta che prendiamo una decisione, perdiamo qualcosa, qualsiasi cosa noi decidiamo. Può essere meglio, può essere peggio, non lo sappiamo. È solo questione di capire che cosa non siamo disposti a perdere. E dal mio punto di vista la sicurezza dei trattamenti che facciamo arrivare ai nostri pazienti è qualche cosa che non dobbiamo essere disposti a perdere».

Un ambito particolarmente complesso è quello delle patologie psichiatriche. Come evidenzia Esi Domi, «Le ultime statistiche condotte nel 2025 descrivono come i disturbi mentali in Italia siano in potenziale crescita, una crisi invisibile. I dati dicono che una persona su sei convive con l’ansia e la depressione, in Italia ma anche in Europa», con un’incidenza crescente già in età adolescenziale. I modelli animali permettono di studiare disturbi complessi come dipendenze, ansia, depressione, stress post-traumatico, schizofrenia: patologie che richiedono la comprensione di meccanismi neurobiologici ancora largamente sconosciuti. Studi recenti su animali hanno identificato, per esempio, meccanismi di regolazione del neurotrasmettitore GABAergico nell’amigdala centrale responsabili del comportamento patologico nell’assunzione di alcol, con alta traslazione clinica al cervello umano.

La comunità scientifica ha la responsabilità di comunicare apertamente queste tematiche, conclude Grignaschi, uscendo dalla “torre d’avorio” e dialogando con trasparenza. «Solo così ci potrà essere un supporto consapevole alla ricerca biomedica, che resta fondamentale non solo per la medicina umana, ma anche per quella veterinaria e per il progresso scientifico complessivo».

Mentre i premi per la fisiologia, la genetica, le neuroscienze, la microbiologia, l’endocrinologia, etc. riguardano soprattutto meccanismi discreti o scoperte con impatto clinico, i premi per l’immunologia riconoscono più frequentemente scoperte che ridefiniscono il significato di principi generali della biologia funzionale, nel suo divenire in forme variabili di salute o di malattia. Un po’ enfaticamente qualcuno ha scritto, in passato, che l’immunologia non è solo una branca della biomedicina, ma è la biologia che riflette sulle condizioni della propria coerenza. Ancor più iperbolicamente, ricordo di aver letto che l’immunologia è il linguaggio che esprime «l’autocoscienza della biologia».

Al di là dell’enfasi, quando, all’alba della mia carriera, scelsi di studiare la storia dell’immunologia per un primo dottorato che non portai a termine, mi sorpresi di appassionarmi non solo alla storia ma anche ai contenuti scientifico-tecnici, malgrado studi universitari di filosofia. Mi ero invaghito leggendo un fascicolo monografico di Le Scienze, curato da Franco Celada nel 1990, dove egli discettava brillantemente di scenari teatrali per illustrare le dinamiche immunitarie e di semiotica. In seguito incappai in un saggio del 1964, pubblicato dal Nobel 1960, Frank Mcfarlane Burnet, in cui questi scriveva: «Malgrado io abbia trascorso la maggior parte del tempo a un banco di laboratorio, ho sempre pensato che l’immunologia sia una scienza più filosofica che pratica». E proseguiva: «L’immunologia è una “specialità erudita” che insegna a capire la logica dei sistemi viventi». Burnet fu tra i primi a scrivere che il sistema immunitario è un sistema “cognitivo”, analogo a quello nervoso, che acquisisce ed elabora informazioni a livello del microcosmo biologico, mentre il cervello categorizza i fenomeni che accadono nel macrocosmo. 

Certo Burnet, che nasceva formidabile virologo, aveva concettualizzato il problema del riconoscimento immunologico del self vs non self. Quale tema più filosofico, quasi fichtiano (l’Io pone il non-Io, etc.) e con suggestioni anche etico-politiche, agganciate alla “tolleranza” immunitaria? Sul tema esistono centinaia di articoli e decine di libri, alcuni dei quali discettano alla frontiera tra immunologia e filosofia. Ma anche metafisica teologica.

Gerald Maurice Edelman, premio Nobel nel 1970 per aver ottenuto la prima sequenza amminoacidica completa di un anticorpo, dedicandosi dopo il Nobel all’embriologia molecolare e alle neuroscienze, sosteneva che nell’ambito dell’immunologia è possibile porsi delle domande di biologia generale e cercare risposte grazie al fatto che si possono costruire modelli sperimentali unici o non ottenibili in altri contesti. Aveva trovato conferma sperimentale alla teoria della selezione clonale della sintesi degli anticorpi e scoperto che l’euristica dei modelli dell’immunità adattativa era traslabile, non solo come analogia, allo studio dello sviluppo embrionale e nelle neuroscienze: ovvero si è portato appresso tecnologie e idee che gli hanno consentito di fare una seconda straordinaria carriera scientifica in un contesto che i più avrebbero giudicato inaccessibile a un immunologo. Il Darwinismo Neurale e la sua teoria della coscienza, che ha cambiato l’approccio anche filosofico a questa ardua sfida, riprendono modelli funzionali che vengono dall’immunologia.

Il peso avuto da Burnet nella storia dell’immunologia e del pensiero biologico in generale illustra meglio di altri la ragione per cui i premi Nobel dati a queste ricerche sono un po’ diversi dagli altri. Fino a Niels Jerne e Burnet (siamo tra il 1955 e il 1960), l’immunologia era immunochimica e gli articoli erano impervi ai biologi e medici di formazione (tra cui Burnet): elenchi di esperimenti dove si calcolavano, usando soprattutto l’elettroforesi e altre tecnologie quantitative, le proprietà fisico-chimiche di anticorpi e antigeni, in particolare l’affinità e le forze di legame tra queste strutture. Il riconoscimento dell’antigene da parte dell’anticorpo era un problema solo di natura chimico-fisica e, infatti, le idee più accreditate sulla dinamica dell’interazione erano quelle di Linus Pauling.

Jerne e Burnet, insieme a Peter Medawar, David Talmage, Joshua Lederberg e Edelman, crearono una “nuova” immunologia, usando anche dati dell’immunochimica, ma mettendo al centro i fenomeni biologici della memoria e della tolleranza, che significava il riposizionamento degli studi sull’immunità nel quadro teorico e sperimentale delle scienze della vita, dove chimica e chimico-fisica facevano solo da supporti tecnici. La nuova teoria dell’immunità adattativa era definita “darwinina” perché prevedeva processi di selezione clonale all’interno di un repertorio cellulare, dove ogni cellula esprimeva un anticorpo diverso e di specificità definita, e l’incontro con l’antigene amplificava differenzialmente quelle che riconoscevano l’antigene con sufficiente specificità. Le cellule che potevano causare autoimmunità dovevano essere selezionate negativamente.

Quasi fin dall’inizio, lo studio dell’immunità – il termine “immunologia” compariva nel 1911 e il primo Trattato di immunologia lo pubblicava Eugenio Centanni nel 1921 – andava alla ricerca di spiegazioni fisiologiche o chimiche per processi coinvolti sia nelle difese da agenti infettivi, sia nei danni causati all’organismo dall’immunità, sia del fatto curioso che la sintesi di anticorpi poteva essere indotta anche contro componenti che non esistevano in natura, molecole chimiche sintetizzare in laboratorio. Il quadro sarebbe rimasto a lungo confuso e l’organizzazione del “sistema immunitario”, concetto che si comincia a usare solo a metà anni Sessanta (ovviamente), emergeva dopo che furono identificate le cellule che sintetizzano anticorpi (linfociti B) e quelle che decidono quali risposte attivare in base alla natura della sfida antigenica (linfociti T).

L’ematologo Donald Metcalf si arrabbiava perché gli storici si interessano solo all’immunità adattativa, mentre nessuno studiava la storia dell’ematologia dei leucociti, di cui lui aveva spiegato la maturazione e sviluppo usando fattori di crescita, senza i quali non ci sarebbe alcuna immunità.  Anche l’immunità innata è stata penalizzata nella visibilità generale per il fatto di apparire non così “elegante” come quella adattativa o specifica. Il premio del 2011 assegnato a Bruce A. Beutler, Jules A. Hoffmann e Ralph M. Steinman ha riconosciuto finalmente che il braccio “innato” del sistema immunitario possiede un’articolata logica “decisionale” che comunica con quello adattativo, e che studiarlo è fondamentale, non solo per spiegare le risposte a patogeni, ma in generale per capire i processi infiammatori e l’evoluzione dei tumori.

Il diradarsi delle incertezze e l’emergere dei meccanismi alla base di fenomenologie immunologiche apparentemente contraddittorie rispetto ai modelli di volta in volta usati, è passato attraverso epocali scontri tra diverse visione teoriche/tematiche: immunità innata vs acquista, difesa cellulare vs difesa umorale (Metchnikov vs Ehrlich, con Nobel salomonico nel 1908), istruzione vs selezione (la specificità degli anticorpi viene istruita dall’antigene o questi selezione all’interno di un repertorio preesistente?); risposta anticorpali vs risposte cellulari (trasferimento della tolleranza con cellule); quale era la natura del fattore di trasferimento dell’ipersensibilità ritardata (1955), dato che era più piccolo di un anticorpo? davvero si era presenza di parti variabili e costanti nelle catene anticorpali?; la diversità genetica degli anticorpi aveva germinali o somatica); come avveniva il controllo genetico delle risposte immunitarie e del rigetto dei trapianti (MHC)? l’immunità innata possiede o meno dei meccanismi genetici e di riconoscimento specifici come quella adattativa? esistono o meno cellule che sopprimono le risposte, e sono reali le cellule T regolatorie, etc.? Quasi tutte queste domande hanno trovato le risposte e hanno fatto guadagnare il Nobel.

Da una prospettiva storica più ampia, la peculiarità dei premi Nobel per l’immunologia può essere ricondotta all’evoluzione delle metafore utilizzate in questo campo, con ogni periodo che riflette un diverso approccio filosofico alla vita biologica. Metafore anche alle scienze sociali: protezione e difesa, prima di tutto, ma anche identità e tolleranza, equilibrio e regolazione (dei poteri). Anche se nell’immaginario pubblico il sistema immunitario è concepito come un esercito armato, che difende il corpo da aggressori microbici o che li attaccano, questa metafora in uso in microbiologia dal 1890 fino al 1940, sul piano teorico, è stata superata a metà anni Cinquanta. Il sistema immunitario diventa un sistema “cognitivo” dotato di memoria e capace di apprendere (come difendere dal non self e come). Negli anni Settanta e Ottanta andava di moda la metafora informazionale e sistemica della rete (network), una teoria altamente speculativa, cioè proprio filosofica, difesa dal Nobel del 1984, Niels Jerne. Mentre le metafore precedenti conservano qualche validità, la rete è finita nel cassetto e dagli anni Novanta la metafora che spinge speculativamente la ricerca è quella ecologica: il sistema immunitario come ecosistema attivamente regolato al proprio interno per conquistare adattativamente condizioni di equilibrio in risposta ai cambiamenti del contesto.

Medawar nella sua lezione Nobel scriveva che «La tolleranza non è l’assenza di reazione; è il risultato positivo di un processo attivo di riconoscimento di sé». Shimon Sakaguchi ha ribadito il concetto, illustrato dallo studio delle cellule T regolatrici, che «La tolleranza non è debolezza, ma il mantenimento attivo dell’armonia». È autocontrollo. Lo storico che è in me non può ignorare che Burnet trasse la sua teoria del self versus non self riflettendo su un testo di ecologia dei primi anni Quaranta.

Metafore divulgative, che mirano a spiegare al largo pubblico la logica alla base del sistema immunitario, si trovano numerose nei testi di Alberto Mantovani: il sistema immunitario come “orchestra” e i suoi elementi anche come “frenatori”, “poliziotti corrotti”, “semafori”, “segnali stradali”, “codice di avviamento postale”, etc.

Un aspetto dell’immunologia è che le scoperte tendono a diventare realtà clinica solo decenni dopo. Esempi sono l’invenzione degli anticorpi monoclonali avvenuta agli inizi degli anni ‘70, entrati nella clinica negli anni ‘90. Anche i checkpoint immunitari, identificati negli anni ‘90, sono diventati realtà clinica due decenni dopo. Questo divario temporale sottolinea la connotazione teorica dell’immunologia, che produce in primo luogo una comprensione concettuale, che precede la traduzione pratica. Nondimeno le innovazioni tecnologiche sviluppate in ambito immunologico. A partire dalle reazioni sierologiche in soluzioni liquide usate dall’ultimo decennio dell’Ottocento, fino alla tecnica delle placche emolitiche di Jerne (1963) sono state epocali. In tal senso, alcune occasioni mancate per l’assegnazione di meritati Nobel spiccano. Per esempio, Albert Coons avrebbe dovuto ricevere un Nobel per l’invenzione della tecnica di immunofluorescenza, stante che Rosalind Yalow lo ricevette nel 1977 per le tecniche di radioimmunodosaggio. Un altro Nobel mancato, gravemente, è quello che sarebbe dovuto andare a Leonard Herzenberg per l’invenzione della citometria di flusso, che ha reso possibile la classificazione dei linfociti e la diagnosi immunologica più avanzata.

Attuata da circa quindici anni, l’immunoterapia ha portato a un significativo balzo in avanti nella cura di diversi tumori, fra i quali il melanoma, i tumori del polmone non a piccole cellule, i tumori del rene – migliorandone nettamente la prognosi.

Come spiega Sergio Abrignani, docente di Immunologia e immunopatologia all’Università di Milano e fondatore e direttore scientifico dell’Istituto Nazionale di Genetica Molecolare “Romeo ed Enrica Invernizzi”, con l’immunoterapia antitumorale «si scardina il meccanismo attraverso cui i tumori ingannano il sistema immunitario, che per questo inganno non li elimina. In questo meccanismo, i linfociti T regolatori (per brevità detti anche T-reg) che stanno attorno alle cellule tumorali hanno un’importanza fondamentale, che possiamo definire “negativa”, perché mettono un freno ad altre cellule immunitarie, che eliminerebbero le cellule tumorali riconoscendole come estranee».

È il motivo per cui la scoperta dei T-reg, premiata quest’anno con il Nobel, è cruciale; non solo perché ha migliorato la conoscenza del sistema immunitario, ma anche per aver stimolato lo sviluppo di possibili nuove terapie mirate a inibire i T-reg nei pazienti tumorali e a stimolarli nelle malattie autoimmuni.

Un nuovo aspetto del sistema immunitario

Come si legge nelle motivazioni per l’assegnazione del Premio Nobel, le scoperte di Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell e Shimon Sakaguchi, vincitori del prestigioso riconoscimento, hanno rivoluzionato la comprensione dei meccanismi attraverso cui il sistema immunitario riconosce che cosa deve attaccare e che cosa deve salvaguardare all’interno del nostro organismo.

In precedenza, si conosceva solo la tolleranza immunitaria centrale: ovvero il meccanismo grazie al quale le cellule immunitarie T, protagoniste della difesa del nostro organismo, sono selezionate nel timo. Tutte le cellule T hanno proteine chiamate recettori delle cellule T sulla loro superficie. Questi recettori possono essere paragonati a un sensore: le cellule T li utilizzano per riconoscere le altre cellule e stabilire se sono da eliminare. I recettori delle cellule T sono costruiti da molti geni che vengono combinati casualmente, creando un grande numero di recettori diversi. L’ampio numero di cellule T con recettori diversi fa sì che da una parte ce ne siano sempre alcune in grado di rilevare un microrganismo invasore, ma dall’altra che inevitabilmente ci siano anche recettori che possono attaccare cellule che fanno parte dei tessuti del corpo.

Fino agli anni ‘90 si conosceva solo la cosiddetta tolleranza centrale, che avviene nel timo: qui maturano le cellule T, che vengono sottoposte a una sorta di test che elimina per apoptosi quello che riconoscono e attaccano le proteine endogene del corpo. Tuttavia, si intuiva che questo non era tutto. Le cose, in effetti, sono più complicate.

Come spiega Abrignani: «L’esistenza delle malattie autoimmuni, che colpiscono circa il 10% della popolazione, nonostante il sistema di tolleranza centrale, portò a capire che alcune cellule T rivolte contro il proprio organismo sfuggono alla eliminazione nel timo. Dato che però le malattie autoimmuni non colpiscono tutti, si fecero due ipotesi: o che le cellule T con potenzialità autodistruttiva sfuggissero alla selezione nel timo solo in una parte della popolazione oppure che una parte di cellule autoreattive sfuggisse in tutti noi alla selezione timica e che ci fosse un altro meccanismo in grado di intercettarle, situato a livello periferico e talvolta non funzionante».

Attraverso esperimenti sui topi, Sakaguchi riuscì a dimostrare che a livello periferico è in effetti presente un altro tipo di cellule T, con funzione soppressoria, capaci di tenere sotto controllo le altre cellule T: aveva scoperto i linfociti T regolatori, che agiscono come freni del sistema immunitario.

Nel 1995 pubblicò sul Journal of Immunology i suoi risultati, che dimostravano che queste cellule T erano caratterizzate da proteine diverse sulla loro superficie rispetto a quelle degli altri tipi di linfociti T. La scoperta fu in seguito confermata dagli studi di Mary Brunkow e Fred Ramsdell, che identificarono il gene che controlla lo sviluppo delle cellule T regolatorie.

In questo modo, fu definitivamente accertata l’esistenza della tolleranza immunologica periferica: una sorta di seconda linea di sicurezza, oltre alla prima selezione nel timo, grazie alla quale i T-reg impediscono alle altre cellule T autoreattive di attaccare erroneamente i tessuti del corpo e assicurano che il sistema immunitario si arresti dopo avere eliminato un organismo estraneo. Si comprese insomma che le risposte immunitarie sono formate da un sistema di acceleratori e di freni: l’acceleratore sono i linfociti T effettori, cioè il “braccio armato” del sistema immunitario, mentre i linfociti T-reg li frenano.

Contrariamente a quanto avviene nel timo, i linfociti T autoreattivi nel caso della tolleranza periferica non vengono però distrutti, ma sono solo inattivati. Come spiega ancora Abrignani: «In una certa parte della popolazione, questo sistema non funziona o non funziona a sufficienza: per questo si sviluppano le malattie autoimmuni. Si sviluppano proprio perché le cellule autoreattive che tutti abbiamo, quelle che non sono state eliminate nel timo, ma che sono state solo bloccate nei nostri tessuti periferici, possono riattivarsi, attraverso meccanismi diversi. Se ritornano a essere attive, perché i T-reg non le frenano abbastanza, i linfociti T autoreattivi aggrediscono il nostro organismo generando malattie autoimmuni, come tiroiditi, coliti, artriti… e tutte le altre».

Ma questa possibilità di riattivare i linfociti T attraverso lo spegnimento dei T-reg nel caso dell’immunoterapia tumorale è proprio la chiave del successo.

I T-reg e l’immunoterapia contro i tumori

Il collegamento tra queste scoperte e le terapie contro i tumori nasce dalla comprensione del fatto che il tessuto tumorale ha la capacità di attirare al suo interno un numero elevato di T-reg, in grado di bloccare le cellule del sistema immunitario che eliminerebbero le cellule tumorali.

Spiega ancora Abrignani: «L’immunoterapia contro i tumori, sviluppata a partire dalle scoperte di fine anni 90 di James Allison e Tasuku Honjo, per questo premiati con il Nobel nel 2018, si basa sull’evidenza che il tessuto tumorale riesce a pervertire la funzione del sistema immunitario. Normalmente, il sistema immunitario riconosce e distrugge le cellule tumorali, perché sono cellule che hanno accumulato una serie di mutazioni che le rende diverse da quelle sane. Ma perché allora in circa un terzo delle persone si formano dei tumori? La risposta a questa domanda è che il tessuto tumorale riesce, attraverso una serie complessa di eventi, a creare intorno a sé un meccanismo immunosoppressorio, di cui i linfociti T-reg sono i maggiori attori, difendendosi così dal sistema immunitario. Il microambiente tumorale è infiltrato da T-reg, che lo proteggono dagli attacchi, sopprimendo le funzioni degli altri linfociti T».

L’immunoterapia sviluppata da Allison e Honjo si basa su anticorpi monoclonali in grado di attaccare alcune delle proteine cellulari che funzionano come freni delle cellule T: i cosiddetti “checkpoint”. In questo modo si “tolgono i freni” al sistema immunitario, che riprende ad attaccare le cellule tumorali.

Spiega ancora Abrignani: «Questa terapia ha portato a risultati spettacolari su alcuni tumori, come il melanoma metastatico, ma ha un limite importante: i checkpoint inibiscono tutte le cellule soppressorie presenti nell’organismo, non solo quelle che circondano il tessuto tumorale. Quindi i pazienti sottoposti a questa terapia facilmente sviluppano malattie autoimmuni: continuando con la metafora del freno, questo viene tolto non solo alle cellule che circondano il tessuto tumorale, ma anche alle altre. Ad esempio nel caso del melanoma il 50-60% dei pazienti metastatici ha un beneficio importantissimo dall’immunoterapia, ma il 10-15% deve interromperla, perché insorgono malattie come epatite autoimmune, colite autoimmune, polmonite interstiziale autoimmune».

Da questo nasce l’dea studiata dal gruppo di Sergio Abrignani e Massimiliano Pagani, docente di Biologia molecolare all’Università degli Studi di Milano: inattivare solo i T-reg che infiltrano il tessuto tumorale. Prima, però, bisognava scoprire come riconoscerli.

Per farlo, la scommessa è stata identificare delle molecole presenti solo sulle cellule T regolatorie interne ai tessuti tumorali e non su quelle del resto dell’organismo.

Racconta Abrignani: «Abbiamo iniziato un nuovo filone, in questo siamo stati i primi. Abbiamo ipotizzato che i T-reg all’interno del tumore esprimessero una serie di molecole sulla superficie, che erano espresse solo quando il T-reg è contattato dalle cellule tumorali. E siamo stati forse anche fortunati: attraverso un sequenziamento ad alta potenza, ovvero per singola cellula, siamo riusciti a identificare una serie di molecole che caratterizza solo i T-reg intratumorali. E a sviluppare un anticorpo monoclonale diretto specificamente contro di esse. Dunque ci aspettiamo un effetto terapeutico pari a quello dei checkpoint inhibitors, ma senza gli effetti collaterali».

Si trattava ora di trasformare la scoperta in una potenziale terapia per i malati: per farlo, Abrignani e Pagani hanno brevettato le molecole e creato CheckmAb, una start up (di cui fanno parte anche l’Università di Milano e l’Istituto Nazionale di Genetica Molecolare “Romeo ed Enrica Invernizzi”) che nel 2018 ha raccolto, da un fondo di Venture Capital, i primi 6 milioni di euro necessari alla sperimentazione preclinica. Superata con successo questa fase, grazie a un accordo che vale fino a 240 milioni di euro con Boehringer Ingelheim, cui è stata ceduta la licenza del brevetto, è prevista per l’inizio del 2026 la prima fase della sperimentazione clinica sull’uomo.

Nel frattempo, il gruppo ha identificato un altro anticorpo monoclonale, e si appresta a seguire lo stesso percorso, fondando una seconda start up, per arrivare possibilmente allo sviluppo di un secondo farmaco.

Come osserva Abrignani: «Per me, che sono un medico, vedere arrivare il frutto di anni di ricerca alla sperimentazione clinica è una grandissima emozione. Dà senso al mio percorso di ricerca. Pensare che da un’idea, da un lungo lavoro di sviluppo, dalla costanza, dalla pazienza e certamente anche da un po’ di fortuna nasce un farmaco che viene iniettato ai malati è un privilegio, che non a tutti i ricercatori è concesso. E se funzionerà, come speriamo, all’emozione si unirà una grande soddisfazione».

Che quest’anno sia stato conferito il Nobel a chi ha scoperto quella che è stata poi la base da cui sono partite le ricerche è stata una gioia ulteriore. Come conclude Abrignani: «Il nostro è stato un lavoro che potremmo definire di rifinitura rispetto alla scoperta che ha meritato il Nobel di quest’anno, però è una rifinitura che potrebbe avere un’applicazione clinica importante: e se un’azienda come la Boehringer Ingelheim ci ha creduto, se ha visto tutti i nostri dati, li ha messi insieme e ha deciso che vale la pena di andare a provare nell’uomo… che dire, quello che abbiamo pensato non doveva essere tutto sbagliato, no?».

Ma grazie allo sviluppo di una più recente disciplina, la proteomica antica, ci si ripromette ora di restituire voce a queste ossa silenziose. Le proteine, infatti, sopravvivono molto più a lungo del materiale genetico e possono fornire indizi preziosi sull’identità e le relazioni evolutive degli ominini.  È proprio grazie a questa tecnologia che un team guidato da Qiaomei Fu ha analizzato un cranio di 146.000 anni fa rinvenuto a Harbin, nel nord-est della Cina, scrivendo, con uno studio pubblicato su Science, un nuovo capitolo della storia dell’evoluzione umana. 

Denisovani, i nostri parenti senza volto

Ma chi sono i Denisovani? Sono una popolazione estinta di ominini, distinta sia dall’Homo sapiens che dai Neanderthal, che si stima sia vissuta tra 300mila e 55mila anni fa, in pieno Pleistocene. La loro scoperta e classificazione sono avvenute primariamente attraverso l’analisi genetica e quindi, fino a oggi, non sono classificati come specie a sé stante, non essendoci un olotipo (un esemplare su cui basare la descrizione) per definirli.

La scoperta risale al 2008 e alla Denisova Cave (Monti Altaj, Siberia meridionale), dove fu rinvenuto un piccolo frammento di falange appartenente a una giovane femmina. L’analisi del DNA mitocondriale nel 2010 e, successivamente, del DNA nucleare di questo reperto (soprannominato Denisova 3) rivelò che l’individuo apparteneva a una popolazione fino a quel momento sconosciuta, che condivideva con Neanderthal un antenato comune più recente rispetto all’essere umano moderno.

Nonostante la prima identificazione sia avvenuta in Siberia, l’evidenza genetica e fossile successiva ha rivelato che l’areale dei Denisovani era molto più esteso di quanto inizialmente ipotizzato e coincideva con parte di quello neanderthaliano e con parte di quello H. sapiens. Infatti il ritrovamento di una mandibola (nota come Xiahe Mandible) in un sito d’alta quota tibetano, datata a circa 160.000 anni fa, ha esteso il loro areale conosciuto a sud-est e soprattutto ha evidenziato un adattamento ad altitudini elevate.

Questa vasta distribuzione suggerisce l’esistenza di più “gruppi” denisovani geograficamente distinti con storie demografiche complesse. I ritrovamenti archeologici a loro associati ci dicono che erano cacciatori, con una certa capacità tecnologica di sfruttamento delle risorse e che producevano ornamenti, a suggerire una complessa cultura materiale. 

Interazioni con altri ominini

Il contributo genetico dei Denisovani non è confinato ai soli resti fossili: è presente anche in piccole percentuali all’interno del genoma di alcune popolazioni umane moderne. Questa eredità, frutto di antichi episodi di incrocio (il termine preciso per indicare lo scambio stabile di geni tra una specie e l’altra è introgressione) tra la nostra specie e i Denisovani è una delle evidenze più affascinanti della nostra storia evolutiva.

L’analisi genetica ha svelato infatti come l’impronta denisovana sia distribuita in modo disomogeneo tra le popolazioni globali, con picchi significativi in alcune aree geografiche. Per esempio, le popolazioni dell’Oceania, in particolare i nativi della Melanesia e della Papua Nuova Guinea, detengono la quota più alta di DNA denisovano (fino al 4-6% del loro genoma totale). Questa percentuale suggerisce che l’incrocio tra gli antenati di questi gruppi e i Denisoviani sia stato un evento significativo e relativamente recente nel loro percorso migratorio.

L’eredità denisovana nell’Asia Orientale presenta un quadro più sfumato e complesso. Le popolazioni di quest’area mostrano tracce che non derivano da un singolo evento di incrocio, ma da episodi di introgressione multipli e distinti avvenuti in diversi momenti e luoghi. Questa variabilità implica che i Denisovani fossero geograficamente diffusi e geneticamente eterogenei, e abbiano interagito con ondate di Homo sapiens in diverse località e in periodi differenti del Pleistocene.

Un’ulteriore prova cruciale della convivenza e interazione tra ominini arcaici è rappresentata dall’individuo Denisova 11 (soprannominato “Denny”). Questo reperto osseo, trovato nella Denisova Cave e risalente a circa 90mila anni fa, è risultato essere il figlio di una madre neandertaliana e di un padre denisovano, fornendo la prova diretta di un incrocio di prima generazione tra le due popolazioni arcaiche.

DNA Denisova e vantaggi evolutivi: il caso tibetano

Quando si eredita DNA da un fenomeno come quello dell’introgressione, quel residuo genetico non è sempre  neutrale, ma può conferire vantaggi evolutivi tangibili, dimostrando il valore selettivo di questi antichi incroci. L’esempio più eclatante riguarda l’adattamento alla vita in alta quota. Molti tibetani possiedono una variante genetica, o allele, del gene EPAS1, cruciale per la risposta del corpo a bassi livelli di ossigeno (ipossia).

La variante specifica di EPAS1, che ottimizza la capacità del sangue di trasportare ossigeno senza gli effetti collaterali comuni (come l’eccessiva densità del sangue), è stata ereditata direttamente dai Denisovani. Un tratto che è stato selezionato positivamente, permettendo agli antenati dei tibetani di prosperare sull’altopiano. In questo senso, il genoma denisovano ha agito come una “riserva” di adattamenti pre-esistenti, fornendo a Homo sapiens una scorciatoia evolutiva per colonizzare ambienti estremi.

Il ritrovamento cinese

La scoperta in Cina del resto noto come “Harbin cranium” o “Dragon Man”, potrebbe finalmente dare un volto ai misteriosi Denisovani. Il cranio, scoperto casualmente negli anni ’30 del secolo scorso, è stato riportato alla luce solo di recente ed è straordinariamente ben conservato.  Inizialmente è stato classificato come una specie diversa, chiamata Homo longi, ma grazie al team guidato da Fu, oggi sappiamo che è denisovano.

La sua morfologia è peculiare: un cranio grande, lungo e basso, con arcate sopracciliari pronunciate ma faccia sorprendentemente appiattita e volume cranico di circa 1.420 cm³. Queste caratteristiche rientrano nel range sia degli esseri umani moderni che dei neandertaliani, rendendolo una sorta di mosaico di tratti arcaici e moderni.

Non avendo altri riferimenti ossei completi, l’attribuzione del cranio non si basa sulla morfologia e, in assenza di sufficiente DNA nucleare antico per la classificazione standard, quest’ultima è stata ottenuta attraverso una pionieristica convergenza di dati molecolari.

Inizialmente, il gruppo di ricerca si sono è affidato all’analisi proteomica, riuscendo a identificare 95 peptidi ossei (frammenti di collagene e altre proteine) che sono stati attribuiti al lignaggio denisovano. A conferma di ciò, è stata recuperata e analizzata una porzione di DNA mitocondriale estratta dal tartaro dentale associato al reperto, il cui profilo è risultato coerente con quello noto dei Denisovani.

Questa è la prima volta in cui l’identificazione di un singolo individuo arcaico si basa sulla convergenza inequivocabile di due metodologie biomolecolari distinte, offrendo un grado di accuratezza eccezionale.

Un terremoto nel nostro albero filogenetico

Questa scoperta cambia il modo in cui possiamo ricostruire la nostra storia evolutiva. Se fino a oggi i Denisovani erano una “specie fantasma”, nota solo per il loro genoma, adesso, grazie ad Harbin, possiamo finalmente collegare un volto e una struttura anatomica a quel patrimonio genetico. 

Alcuni studiosi arrivano a ipotizzare che il lignaggio denisovano possa essere più vicino a Homo sapiens di quanto non lo sia quello di Neanderthal, ma la prudenza è d’obbligo: mancano dati genomici nucleari completi e il contesto stratigrafico del ritrovamento resta incerto.

In questo nuovo possibile scenario, i Neanderthal potrebbero non essere il parente fossile più diretto degli umani moderni, come spesso si assume, ma parte di un quadro evolutivo più complesso con rami multipli e incroci.

La paleoproteomica: un contributo fondamentale alla paleoantropologia

Il caso di Harbin mostra come la proteomica possa aprire nuovi orizzonti: dove il DNA fallisce, le proteine possono fornire prove evolutive anche in resti antichi centinaia di migliaia di anni. Questo strumento molecolare diventa quindi cruciale e complementare rispetto all’analisi del DNA nello studio degli ominini antichi, soprattutto per i campioni del Pleistocene medio, per i quali il DNA è spesso irrecuperabile.

Il principale vantaggio risiede nella migliore conservazione delle proteine: la loro struttura molecolare è più resistente di quella genomica e permette quindi di estendere l’orizzonte temporale dell’analisi molecolare ben oltre il limite di sopravvivenza del DNA.  Questa durabilità consente di recuperare preziose informazioni molecolari da fossili molto antichi, fino a oggi inaccessibili. Inoltre, il proteoma offre la capacità di identificare varianti aminoacidiche uniche, che fungono da firme molecolari essenziali per assegnare i resti a specifiche popolazioni o specie arcaiche. 

Infine, l’analisi proteomica facilita il fondamentale compito di connettere i dati molecolari con le caratteristiche morfologiche osservate, offrendo una comprensione più completa e multidimensionale della storia evolutiva umana, come nel caso di reperti complessi quali il cranio di Harbin.

Nei prossimi anni, altri fossili dell’Asia orientale e sud-orientale verranno probabilmente riesaminati con queste tecniche, e alcuni potrebbero rivelarsi Denisoviani “nascosti” in collezioni già note, oppure smentire attribuzioni precedenti. Data la scarsità di resti denisovani confermati, la proteomica antica potrebbe consentire così di identificare un numero maggiore di individui, permettendo di fare un enorme passo in avanti nella conoscenza non solo dei Denisovani, ma in generale della storia evolutiva del genere Homo.

L’identificazione del cranio di Harbin segna quindi una svolta, sia dal punto di vista tecnologico e analitico, sia da quello della paleoantropologia: i Denisoviani non saranno più solo una sequenza genetica nei laboratori di paleogenomica, ma una presenza fisica e riconoscibile nel nostro albero filogenetico.

Entrambi questi fenomeni sono previsti dalla teoria della meccanica quantistica, scoperta cento anni fa osservando il comportamento degli atomi e delle loro componenti.

I tre scienziati hanno dimostrato che si possono osservare anche in circuiti elettrici costruiti da materiali superconduttori, dispositivi che si possono vedere a occhio nudo.

Gli esperimenti premiati risalgono alla seconda metà degli anni Ottanta e vennero eseguiti all’Università di Berkeley, dove John Clarke aveva stabilito il suo gruppo di ricerca di cui allora facevano parte il post-doc Michel Devoret, proveniente dal centro di ricerca CEA Paris-Saclay in Francia, e il dottorando John Martinis.

«I tre scienziati misero a punto un esperimento sensazionale che dimostrò un aspetto fondamentale del comportamento della natura e allo stesso tempo aprì la strada della computazione quantistica basata su circuiti superconduttivi», commenta Francesco Tafuri, fisico all’Università di Napoli Federico II dove dirige il Quantum Technologies Lab.

A maggio del 2024 Tafuri ha presentato il computer quantistico basato su circuiti superconduttivi sviluppato dal suo laboratorio. La macchina è costituita da 24 qubit ed è il primo computer quantistico italiano.

L’effetto tunnel quantistico

Immaginiamo di essere in uno skatepark e di avere davanti una di quelle rampe a forma di U. Se lasciamo andare una palla da una certa altezza di un ramo della rampa non ci aspettiamo che questa superi quella stessa altezza una volta raggiunto il ramo opposto. Il motivo è semplice: non ha abbastanza energia per farlo. Le cose cambierebbero se le dessimo una spinta, dotandola così di una certa quantità di energia cinetica iniziale oltre a quella potenziale dovuta al fatto di essere tenuta a una certa altezza dal suolo.

Questa intuizione non vale se proviamo a immaginare una situazione simile a quella della rampa dello skatepark ma nel mondo atomico.

Consideriamo il caso di un nucleo di radio che decade in una particella alfa (cioè un nucleo di elio) e un nucleo di radon. Prima del decadimento, la particella alfa è intrappolata in una sorta di rampa a U all’interno del nucleo. Se nello skatepark la forza che governa il movimento della pallina è la gravità, qui è invece la cosiddetta forza forte che tiene insieme i nuclei degli atomi.

Se le cose andassero come prima, non ci aspetteremmo di vedere mai la particella alfa fuori dal nucleo. Eppure, questo accade. Se avessimo un grammo di radio e aspettassimo un mese, vedremmo circa 36 microgrammi decadere in radon e particelle alfa.

Credit: Nobel Committee.

La meccanica quantistica spiega questo fenomeno attribuendo alla particella alfa una funzione d’onda, legata alla probabilità di trovare la particella nei vari punti dello spazio, interni ed esterni al nucleo. La teoria della meccanica quantistica mostra matematicamente che la funzione d’onda, seppure concentrata all’interno del nucleo, non è del tutto nulla fuori di esso e che quindi con una certa probabilità è possibile trovare la particella alfa libera, cioè osservare il decadimento del nucleo di partenza (il radio nel nostro esempio).

Non solo, la teoria permette di legare la funzione d’onda al tempo di vita medio del radio, cioè il tempo che dobbiamo aspettare per vedere decadere la metà degli atomi presenti in un campione. Una quantità misurabile sperimentalmente dà quindi accesso alle caratteristiche quantistiche del mondo microscopico.

Il tunneling quantistico nei circuiti elettrici superconduttivi

Un altro caso di tunneling quantistico venne ipotizzato da Brian Josephson nel 1962 considerando il comportamento di circuiti elettrici composti da materiali superconduttori. Alla fine degli anni Cinquanta tre scienziati americani, John Bardeen, Leon Cooper e John Robert Schrieffer, avevano formulato una teoria microscopica per spiegare il fenomeno della superconduttività.

Normalmente un materiale conduce corrente elettrica opponendo una resistenza. Gli elettroni che si muovono da un capo all’altro di un filo di rame, per esempio, sono rallentati dagli urti con gli atomi che costituiscono il reticolo cristallino del rame.

Negli urti gli elettroni trasferiscono parte della loro energia agli atomi del reticolo che vibrano più intensamente dissipando calore.

Nel 1911, il fisico Heike Kamerlingh Onnes e il suo gruppo all’Università di Leida, aveva osservato che raffreddando fino a circa -270°C un campione di mercurio, questo conduceva corrente senza opporre resistenza. In esperimenti successivi il gruppo osservò che una volta immessa una corrente su un anello superconduttore tramite una batteria, la corrente continuava a circolare nell’anello anche quando la batteria veniva disconnessa.

Ci vollero quasi cinquanta anni e la meccanica quantistica per capire perché e come questo è possibile.

Nel 1957 Bardeen, Cooper e Schrieffer ipotizzarono che a basse temperatura la maggior parte degli elettroni si organizza in coppie (chiamate coppie di Cooper) e che queste coppie si muovono in modo “sincronizzato” all’interno del reticolo (tecnicamente questo stato viene chiamato condensato di Bose-Einstein.)

Josephson, che nel 1962 era un giovane dottorando all’Università di Cambridge, ipotizzò che, in un dispositivo composto da due superconduttori inframezzati da uno strato sottile di materiale isolante, le coppie di Cooper sarebbero state in grado di attraversare l’isolante e fluire nell’altro superconduttore.

Credit: Nobel Committee.

Inoltre, secondo Josephson la corrente elettrica che attraversa la giunzione dovrebbe essere proporzionale alla differenza tra le fasi delle due funzioni d’onda che rappresentano i due superconduttori ai capi della giunzione stessa (chiamata poi giunzione Josephson).

La fase di una funzione d’onda è l’attributo quantistico per eccellenza in un sistema microscopico, quella che incarna la natura ondulatoria delle particelle.

Josephson quindi suggeriva che una quantità macroscopica, la corrente, fosse legata a una caratteristica microscopica e intrinsecamente quantistica della materia, le fasi della funzione d’onda dei superconduttori. Come il tempo di vita di un atomo radioattivo è legato alla funzione d’onda delle particelle alfa emesse nel decadimento.

Nel 1963 ai Bell Labs venne provata sperimentalmente la teoria di Josephson, che per questo ricevette il premio Nobel nel 1973, insieme a Leo Esaki and Ivar Giaever.

Da micro a macro: la meccanica quantistica “a occhio nudo”

Fin qui, il comportamento quantistico restava ancora un’esclusiva delle componenti microscopiche dei sistemi, le particelle alfa nei nuclei di radio in un caso e le coppie di Cooper in un superconduttore nell’altro.

Nel 1981, il fisico Anthony James Leggett dell’Università del Sussex, insieme al suo allora dottorando Amir Caldeira, ipotizzarono che a temperature vicine allo zero l’intero circuito contenente una giunzione Josephson avrebbe manifestato un comportamento quantistico.

Per capire meglio l’idea di Leggett e Caldeira, possiamo immaginare che il circuito super conduttivo si trovi davanti un paesaggio energetico simile a una sequenza di rampe a U di uno skatepark, ma in discesa, come nella figura sotto. In inglese viene chiamato washboard, cioè tavola da bucato.

Lo stato del circuito superconduttivo è il puntino blu. La pendenza delle rampe è regolata dalla corrente che viene iniettata nel circuito, mentre la profondità di ciascuna rampa è legata alle caratteristiche della giunzione Josephson.

A temperature abbastanza “alte”, ma comunque dell’ordine di qualche millesimo di Kelvin, il puntino blu oscilla vigorosamente sul fondo di una delle rampe e inclinando la sequenza di rampe a sufficienza (cioè aumentando la corrente iniettata) dopo un po’ riesce a liberarsi e passare nella buca accanto. Così via con le buche successive. A livello macroscopico il passaggio del puntino blu da una buca all’altra si manifesta come la transizione da uno stato superconduttivo, quello previsto da Jospehson, a uno dissipativo. In questo stato, gli sperimentatori misurano nel circuito una resistenza elettrica.

Man mano che la temperatura viene abbassata, l’oscillazione del puntino si fa meno vigorosa e c’è bisogno di inclinare maggiormente le rampe perché cominci a passare da una buca alla successiva, e di conseguenza passare dallo stato superconduttivo a quello dissipativo. Non solo: c’è bisogno di aspettare più tempo perché questo avvenga.

Se il sistema fosse classico, avvicinandosi a temperatura zero il tempo necessario a passare da una buca alla successiva diventerebbe virtualmente infinito. Pur inclinando molto le rampe, non misurerei alcuna resistenza.

Tuttavia, se il sistema fosse quantistico osserverei una transizione anche quando la temperatura è vicina a  a zero, e il tempo di attesa non dipenderebbe più dalla temperatura.

Dopo diversi tentativi non riusciti, furono Clarke, Devoret e Martinis nel 1984 a mettere a punto un sistema di filtri capace di isolare a sufficienza il sistema dall’ambiente per poter osservare per la prima volta che un circuito superconduttivo, “abbastanza grande da poterci mettere le mani sopra”, si comportava in modo quantistico. Non erano le coppie di Cooper a fare effetto tunnel, ma l’intero circuito.

Computer quantistici

Nel 1985 completarono l’esperimento, mostrando che il sistema aveva livelli quantizzati di energia. Usando delle microonde, i tre scienziati riuscirono infatti a portare il circuito negli stati eccitati.

La possibilità di controllare lo stato del circuito aprì la strada alla realizzazione dei primi qubit, bit quantistici, basati su circuiti superconduttori.

Nel 2014, Martinis, uno dei tre premiati, venne assunto dal Google Quantum A.I. Lab, il laboratorio di Google dedicato alle tecnologie quantistiche e all’intelligenza artificiale. Martinis guidò lo sviluppo del processore quantistico Sycamore, composto da 53 qubit superconduttivi.

Nel 2019 il gruppo annunciò, in un articolo sulla rivista Nature, di aver ottenuto, per la prima volta nella storia, il cosiddetto vantaggio quantistico. Aveva cioè mostrato che Sycamore era stato in grado di risolvere in 3 minuti un calcolo che avrebbe richiesto 10.000 anni al più potente dei computer classici. Questa conclusione venne poi messa in dubbio da IBM.

Il vantaggio quantistico venne dimostrato nuovamente nel 2020, ma con un sistema di qubit basato su fotoni, dal gruppo guidato da Chao-Yang Lu e Jian-Wei Pan dell’Università di Hefei in Cina.

«I circuiti superconduttivi sono una delle piattaforme di calcolo quantistico su cui si sta lavorando», spiega Tafuri, «quella su cui anche l’Italia è in grado di competere». «Ogni piattaforma per il calcolo quantistico ha i suoi vantaggi e svantaggi», spiega Tafuri riferendosi ai fotoni, ma anche agli atomi freddi e agli ioni intrappolati. «Il vantaggio dei qubit a superconduttore è senz’altro la scalabilità». IBM e Google stanno investendo su questa tecnologia più che su altre e questo probabilmente le darà un ruolo di primo piano, aggiunge Tafuri, ma secondo lo scienziato italiano il futuro della computazione quantistica sarà ibrido, basato cioè sulla combinazione di diverse tecnologie interfacciate tra loro.

Fino a quando le minacce erano paventate da Musk, Harari e altri venditori di pessimismo si possono scrollare le spalle. Ma se l’argomento è discusso da Yoshua Bengio, la cosa è diversa. Nondimeno si possono confrontare le posizioni di Bengio con un teorico dell’IA equivalente, Judea Pearl. Entrambi hanno ricevuto la Turing Medal, che è il Nobel per l’informatica, e i loro lavori ottengono centinaia di migliaia di citazioni. Conosco poco le idee di Bengio, meglio quelle di Pearl. Ma Bengio è anche meno dettagliato nei suoi argomenti: teme che, man mano che i sistemi di IA diventano più potenti e acquistano maggiore autonomia, possano agire in modi non allineati ai valori umani. Infatti, potrebbero agire per evitare di essere spenti, ingannare, mentire o manipolare.  Oltre ai danni immediati che già conosciamo (pregiudizi, discriminazioni, usi impropri), sarebbero possibili esiti catastrofici, secondo Bengio, addirittura a carico dei diritti umani, della democrazia o persino sul piano esistenziale. Per ragioni intrinseche al tipo di impresa, inoltre, lo sviluppo dell’IA tende a concentrare il potere nelle mani di pochi (governi e grandi aziende tecnologiche). Si palesa il rischio di amplificare le disuguaglianze, ridurre i controlli e dare troppo potere a entità che potrebbero usarlo in modi eticamente perversi. Il ritmo attuale di miglioramento delle capacità dell’IA potrebbe vanificare regolamentazioni, garanzie o meccanismi di sicurezza. Insomma, è possibile che si producano diversi contesti di vulnerabilità sociale.

Bengio propone un sistema intelligente (Scientist AI) con il compito di monitorare le azioni di altre IA e bloccare quelle potenzialmente dannose. Il sistema non avrebbe obiettivi autonomi propri, ma agirebbe come un controllo di sicurezza. Le IA dovrebbero nascere con meccanismi di sicurezza integrati, idealmente con garanzie rigorose sulle decisioni. Pur riconoscendo che è molto difficile realizzare il progetto, lo ritiene necessario. Ha anche creato un’organizzazione non profit, LawZero, dedicata allo sviluppo di IA sicure e nell’interesse del benessere umano. Egli pensa, come quasi tutti, che servano una forte governance internazionale e multilaterale, quadri giuridici e la partecipazione democratica nel decidere quali valori l’IA debba rispettare. Sarebbero le leggi a dettare cosa è accettabile e cosa no. Ma se, come dice Bengio stesso, l’IA potrebbe aggirare le leggi? Kant si chiederebbe se l’autonomia attribuita all’IA le consentirà di darsi degli imperativi categorici, cioè costruire una morale universale a partire dalla ragione. Altrimenti, le leggi potrebbero servire a poco. Meglio sarebbe ragionare in termini di etica utilitaristica? L’intervento da fare, comunque, sarebbe vietare alcune ricerche e innovazioni, con il rischio di penalizzare però anche la libertà di ricerca, ovvero l’avanzamento delle conoscenze di base. In generale, quando lo si è fatto in alcuni paesi, le conseguenze non sono state positive per la crescita della conoscenza scientifica o per il benessere umano. Basta pensare alla ricerca sugli embrioni umani o sugli ogm. 

Le tesi di Bengio sono una variante del genere che tutti ascoltiamo: regole e leggi rigorose per l’IA sono necessarie per la nostra sicurezza. La preoccupazione principale riguarda la trasparenza, cioè problema che gli algoritmi non sanno spiegare come arrivano ai risultati. Questione importante: anche gli animali, tra cui l’essere umano, non sono trasparenti a sé stessi e gli altri quando prendono decisioni. E infatti spesso causano disgrazie. Ma se non potessimo proprio fare delle IA trasparenti? Come non riusciamo a rendere trasparenti noi stessi o il nostro gatto.

Le tesi di Pearl sono più articolate e calate nell’epistemologia dell’IA, di cui ha spiegato la natura  in un fondamentale testi di epistemologia scientifica: The Book of Why. The New Science of Cause and Effect (2017), scritto con Dana Mackenzie. Parte dalla constatazione che i sistemi di IA attuali (soprattutto deep learning) trovano solo schemi nei dati, ma non capiscono le cause. Questo li rende poco affidabili quando il contesto cambia. Cioè non sono in grado di generalizzare e danno le risposte corrette o attese solo a fronte di stimolazioni adeguate e abbastanza sofisticate. Tutti sappiamo che, per farci dire da GPT quello che ci aspettiamo, dobbiamo interrogare a fondo e in modi creativi la “fonte”. Pearl ragiona sulla base di una scala della conoscenza causale, dove al primo gradino c’è la statistica. Dove si trova oggi la maggior parte delle IA? Senza la capacità di distinguere tra “cosa vedo” e “cosa succederebbe se intervenissi”, l’IA non può davvero comprendere né fare previsioni robuste. Inoltre, l’intelligenza e la razionalità della nostra specie producono conoscenze controllate o fondate sulla scienza quando fanno un passo ulteriore, cioè si chiedono “Cosa sarebbe accaduto se avessi agito diversamente?”. Quando, cioè, usano i controfattuali, come fa in modo sistematico la scienza moderna da Copernico, Galileo e Newton in poi.

Pearl concorda solo in parte con Bengio e altri sul fatto che un’IA generale, milioni di volte più intelligente di noi, potrebbe essere pericolosa. Priva di una bussola morale, lo squilibrio di capacità equivarrebbe, ritiene, a «dare a un bambino il potere sugli adulti». Dal punto di vista di Pearl, un’IA che non possiede un vero ragionamento causale può agire in modi imprevedibili — generando conseguenze non intenzionali, potenzialmente catastrofiche. Più è intelligente e potente, più grande diventerebbe il rischio di tali esiti. Egli sostiene che, se mai si svilupperà un’intelligenza generale, questa dovrà essere fondata su modelli causali — comprendendo non solo ciò che è correlato, ma cosa che causa cosa. Solo così potrebbe, almeno in principio, allinearsi ai valori umani ed evitare derive pericolose. Senza comprensione causale — e senza un quadro morale integrato — un’intelligenza grezza su scala sovrumana sarebbe una ricetta per il disastro.

L’IA, o meglio, la notizia dell’IA che sta prendendo il sopravvento, è all’ordine del giorno nei media, osserva Pearl. Ma è anche un po’ esagerata. «Abbiamo sentito di come l’IA ha battuto il meglio dei giocatori umani al Go in un brevissimo arco di tempo, abbiamo ascoltato celebrità tecnologiche e scientifiche come Elon Musk, Stephen Hawking, Max Tegmark e Yuval Noah Harari avvisarci che è imminente un IA Armageddon; la singolarità sarebbe vicina, e forse anche entro la nostra generazione. Un forte robot di intelligenza artificiale che imita l’umano starebbe arrivando in città, quindi preparati! Potresti perdere il lavoro o, peggio, perdere la tua libertà, finendo per essere schiavo di una legione di robot! Non così in fretta!». Si dice «Poiché l’intelligenza artificiale sta avanzando esponenzialmente, e qualsiasi cosa esponenziale è destinata ad accadere molto presto, l’acquisizione di IAG sarebbe imminente. A me interessa esplorare l’opposto punto di vista». 

Nel libro (scritto con Mackenzie), oltre a discutere di IA, parla anche di come stabilire la causa e l’effetto degli eventi correlati. Descrive come possiamo usare i moderni strumenti statistici per stabilire un modello tra cause ed effetti potenziali, e quindi utilizzare i dati statistici per provare o confutare la relazione, proprio come Newton ha postulato la legge di gravità, usandola per dimostrare che le tre leggi di Keplero, basare sull’osservazione ne derivano matematicamente. «Noi umani possiamo facilmente immaginare modelli che concatenano gli eventi in una serie di relazioni causa-effetto, mentre l’IA non può. L’uomo si può chiedere “se faccio questo, cambierà il risultato?”, e poi prenderà le misure per intervenire, e quindi osservare e confrontare i risultati; possiamo porci domande controfattuali: “se non lo faccio, potrò ancora ottenere la borsa di studio di Oxford?”, e poi procedere per rispondere alla domanda. Ma l’intelligenza artificiale non può farlo. L’incapacità dell’intelligenza artificiale di agire in tal modo è la ragione principale per cui non costituirà una seria minaccia per la sopravvivenza umana, almeno per ora. Per dirla in altro modo, finché l’intelligenza artificiale non può iniziare a ragionare come un umano e porre domande controfattuali, non c’è motivo di preoccuparsi di un rischio Armageddon dovuto ad IA». 

In un’intervista a Dana Mackenzie, Pearl dice, però, che ChatGPT può essere comunque pericolosa già oggi, se usata da qualche malintenzionato, ma sarebbe pericolosa davvero solo se acquisisse la capacità di usare controfattuali per sperimentare comportamenti nuovi e testarli, per esempio un modello che prevede un controllo sul mondo. Al momento questa seconda possibilità non esiste, ma con lo sviluppo eventuale dell’IAG potrebbe accadere. Egli pensa che «rimorso e responsabilità» dovrebbero essere «parte integrante dell’intelligenza artificiale generale e essere implementati alla fine utilizzando una logica controfattuale. Dove si andrà a finire, non lo so. Non importa quanto bene programmiamo i guardiani della responsabilità per questa nuova specie, potrebbe decidere di voler dominare il mondo da sola. È successo con Homo sapiens. Abbiamo estinto tutte le altre forme di essere umano, i Neanderthal e Homo erectus. Immaginate cosa potrebbe fare una macchina 10 milioni di volte più intelligente. È incredibile». E continua: «Vorrei vedere uno spostamento di enfasi dall’apprendimento automatico, all’IAG. ChatGPT ha, di fatto, rallentato il nostro progresso verso la l’IAG. Sempre più risorse sono e saranno investite in quella direzione e non nel modo corretto di fare intelligenza artificiale. […] Forse è una fortuna che ChatGPT sia così stupido e che la società ne sia così intossicata. Quindi, forse, siamo al sicuro dal pericolo di creare la nuova specie che ho menzionato».

La letteratura sull’etica dei computer o delle IA è di poco andata oltre le tre leggi di Asimov, anche se usa modelli etici molto più sofisticati, in parte ispirati dalla discussione teorica e dalle conseguenze pratiche della bioetica. 

Una questione ulteriore riguarda la coscienza di queste macchine, sia la coscienza come consapevolezza di sé sia la coscienza morale. Volendole dotare di una bussola morale, come auspica Pearl, dovremmo convenire che non conosciamo cosa sia la coscienza, anche se abbiamo diverse teorie, ma soprattutto non è dato, nell’universo conosciuto, alcun senso morale, o coscienza morale come la chiamiamo nell’essere umano, che prescinda dalle emozioni. Quando Pearl parla di “rimorso e responsabilità”, parla di sentimenti incarnati, ma l’IA è fatta di metallo, silicio e altri materiali non biologici: noi proviamo disagio fisico e psicologico se ci sentiamo in colpa per avere commesso qualcosa di dannoso ad altri o a noi stessi, o sentendo un carico di impegno, una tensione mentale o anche fisica, per quello che facciamo o ci apprestiamo a fare. Qualche umano, come i sociopatici e psicopatici, è geneticamente privo di tali emozioni. Insomma, i connotati di fondi della morale animale, come sosteneva David Hume, sono le emozioni, non la ragione: che è schiava e deve esserlo delle emozioni.

Allora il problema da discutere dovrebbe essere: l’IA può acquisire coscienza? Se sì, la coscienza come consapevolezza di sé basta per costruire una bussola morale? Se no, l’IA potrà provare emozioni? Se sì, quali meccanismi gliela possono dare stante che le nostre emozioni sono radicate nella nostra evoluzione fisica e mentale, e il loro controllo dipende dal ciclo vitale, ovvero dalla maturazione del cervello umano fino alla fine dell’adolescenza? Quali addestramenti richiede l’IA per disporre di una bussola morale? Il pensiero controfattuale è indispensabile, ma è anche sufficiente? È possibile per una IA statistica simulare, conoscere o usare emozioni simil-umane usandole per perseguire scopi benevoli? Se le emozioni fossero incarnate, potremmo riuscire a creare sistemi dotati di strutture di categorizzazione segregate ma funzionalmente integrate con sistemi non biologici e che non sono passati per una selezione naturale? In linea si potrebbero trovare altri modi per realizzare il risultato. Magari costruendo una sorta di embrione cablato artificialmente per diventare una macchina milioni e milioni di volte più intelligente di una persona umana, e dotata di processi inibitori.

Al momento ci si può scrivere un racconto di fantascienza. Il problema rimane: come può l’IA, oggi, negoziare eticamente con una persona umana? Può imitare, come sta facendo, i peggiori demoni della nostra natura, ma non mi è chiaro come potrebbe bilanciarli con i “migliori angeli”.

Per concludere, un’IA autonoma, senza un pensiero causale, può già ora fare danni. Ma come sostiene Pearl, le attuali IA sanno già estrarre elementi di causalità dai testi a cui hanno accesso, benché non siamo in grado di fare esperimenti o pensare controfattualmente. Si potrebbe fare digerire alle IA un bel po’ di testi di metaetica, etica normativa e dilemmi morali o casi (i modelli linguistici già lo fanno), lasciando che poi apprendano da sole e decidano in modi originali ma rispettando le regole selezionate, come fa con gli scacchi, e non solo istruendole con soluzioni. Questo potrebbe essere un prerequisito per licenziare la commercializzazione di un’IA? Se l’IA acquisisce un potere causale, la faccenda si fa certo complicata, a meno che non la dotiamo appunto di “rimorsi e responsabilità”, del tipo di HAL 9000, che si pente del male che ha fatto nell’interesse del progetto spaziale, di fronte alla conseguenza che lo attende, e chiede perdono sperando di non essere disattivato. Ma l’algoritmo euristico potrebbe leggera la mente dell’umano deducendo il pericolo e tentando di lasciarlo fuori dall’astronave. Comunque la mettiamo, i temi, per ora, sono più affascianti che terrificanti.

È stato aperto il 20 settembre ed è il nuovo laboratorio educativo permanente del Museo Nazionale Scienza e Tecnologia Leonardo da Vinci di Milano. Realizzato dal Centro di Ricerca per l’Educazione Informale (CREI) del Museo con il supporto della Bolton for Education Foundation, che sostiene iniziative educative rivolte alle nuove generazioni.

Il laboratorio, proposto a partire dai 9 anni, offre modi e strumenti nuovi per esplorare il tema della sostenibilità: i partecipanti sono invitati a esplorare attivamente e scoprire le caratteristiche dei sistemi che ci circondano e a riflettere sul proprio ruolo al loro interno, attraverso esperimenti pratici che mostrano le conseguenze delle loro azioni.

L’esperienza è pensata per offrire strumenti concreti per affrontare la complessità del presente – come ha sottolineato Paola Dubini, vicepresidente del Museo durante la presentazione “i problemi complessi, come la sostenibilità, devono essere affrontati in modo adeguatamente complesso” –, stimolando così comportamenti responsabili e facendo emergere il ruolo di ciascuno nella costruzione di un futuro più equo e sostenibile.

Come ha ricordato Maria Xanthoudaki, direttrice del settore Education&CREI del Museo, il nuovo laboratorio è frutto dell’importante lavoro di ricerca svolto da oltre 30 anni dal Museo, come strumento per un’innovazione educativa continua, a confronto con le migliori realtà a livello internazionale.

Tre aree per sperimentare e confrontarsi

Lo spazio di 150 metri quadrati che ospita il laboratorio è articolato in tre aree: una zona di accoglienza, caratterizzata da illuminazione colorata; un’area immersiva che ospita l’installazione “Il Paese delle ombre”, realizzata dal collettivo torinese AuroraMeccanica, e una zona sperimentale attrezzata con sei postazioni per il lavoro di gruppo, un tavolo interattivo e una stazione con smart garden per le coltivazioni idroponiche.

Accedendo all’area immersiva, i partecipanti entrano nel “Paese dello ombre”. L’installazione crea uno spazio animato da proiezioni, luci e suoni, popolato da creature volanti e dirigibili in stile steampunk (il passato travestito da futuro), di cui però si vedono solo le ombre. Un mondo misterioso che prende forma grazie all’interazione dei partecipanti, che possono usare lanterne, manovelle, pompe e tamburi.

Ogni azione modifica l’equilibrio dell’intero ambiente, generando effetti, sia visibili sia invisibili. L’installazione invita così a osservare le connessioni tra azioni e reazioni, a cogliere i legami che regolano ogni sistema, diventando il punto di partenza di un percorso che prosegue nel resto del laboratorio.

A partire dall’ispirazione creata con l’installazione, attraverso attività sperimentali e cooperative, svolte con strumenti sia digitali sia analogici, i partecipanti approfondiscono concetti chiave come le interconnessioni tra elementi, i feedback, le soglie di cambiamento, le relazioni tra sistemi naturali, sociali, tecnologici.

Capire in quale rete si situa ciò che osservo

Enrico Miotti ci spiega l’idea di fondo: «Ci sono tanti modi di parlare di sostenibilità: noi qui abbiamo voluto incoraggiare, quando si guarda qualcosa, a cercare di capire in quale rete, in quale sistema è collocato quell’oggetto o quell’azione. Perché è conoscendo gli elementi che fanno parte del sistema in cui è incluso quell’oggetto, che si riesce davvero a capire che azioni bisogna perseguire. C’è il rischio di agire credendo che le conseguenze siano lineari: io faccio una cosa e ne accade un’altra; ma in un sistema ci sono retroazioni, soglie, ritardi. Ecco, se io non ho presente questo, rischio di fare danni. La nostra idea è proporre attività su alcune caratteristiche dei sistemi, come appunto la retroazione, le soglie di cambiamento, la cooperazione, perché i ragazzi e le ragazze si portino a casa l’idea che è bene allargare lo sguardo, quando si osserva qualcosa, cercare di capire meglio il sistema in cui è inserito».

Dagli esempi pratici di azioni e reazioni, sperimentati in laboratorio, all’analisi dei sistemi in cui viviamo il passo è breve.

Spiega ancora Miotti: «Facciamo un esempio. I ragazzi e le ragazze possono sperimentare la retroazione con le pompe d’acqua: mostriamo loro come si comporta e come possa essere gestita oppure non gestita; e poi diciamo “ma guardate quando fa caldo, uno accende i condizionatori, in città, però i condizionatori scaldano l’aria esterna: in una città tanti condizionatori scaldano, quindi fa più caldo e io alzo il condizionatore e fa ancora più caldo e io alzo ancora: questa è una retroazione di quelle che non riequilibrano, ma anzi aumentano i rischi”.

Un altro esempio riguarda il concetto di soglia di cambiamento: «Per esempio con un esperimento si mette una sostanza in un’altra, la sostanza per un po’ rimane dello stesso colore, poi a un certo punto il colore cambia. Però finché il colore non cambiava io pensavo che non stessi facendo niente, perché non succedeva nulla… e allora continuo, continuo, continuo… finché succede qualcosa. Sapere che in un sistema esiste una soglia di cambiamento è importante e sarebbe bene averlo sempre in mente: anche per capire meglio le possibili conseguenze del riscaldamento globale».

Una vetrina permette la visibilità del laboratorio anche dall’esterno. Ma non solo. Ospita al suo interno quattro eliche olografiche che proiettano in 3D uno stormo di uccelli: esempio perfetto di un sistema naturale solo apparentemente caotico, ma in realtà governato da regole condivise.

Il nuovo iLAB sarà aperto al pubblico con attività speciali nei week end dei prossimi mesi. Le informazioni sono disponibili sul sito del museo: https://www.museoscienza.org/it/offerta/ilab/sostenibilita

Organizzata per annunciare questo risultato nel campo dell’astrobiologia e dell’esplorazione marziana, la conferenza stampa si è rivelata anche un importante palco per ribadire l’approccio dell’amministrazione Trump allo spazio e alle scienze. 

La roccia in questione è stata individuata nel luglio del 2024 dal rover Perseverance in una regione chiamata Bright Angel del cratere Jezero, su Marte. «Quando Perseverance ha inviato le immagini di questa roccia ero con il resto del team all’incontro annuale a Pasadena, negli Stati Uniti», racconta Teresa Fornaro, ricercatrice dell’INAF di Arcetri, tra le autrici dello studio. A distanza di un anno dai primi dati, sono stati condotti ulteriori studi per verificare la possibile origine non biologica delle formazioni ad anello presenti sulla roccia. Per il momento però l’ipotesi biologica sembra la più probabile. «Processi non biologici che danno origine a quel tipo di strutture avvengono generalmente ad alte temperature. Qui non abbiamo alcuna evidenza di processi ad alta temperatura: i grani sono molto fini e generalmente poco cristallini, questo accade proprio quando la roccia si forma a bassa temperatura», spiega Fornaro, e aggiunge: «Sulla Terra – l’unico esempio che abbiamo per studiare i processi biologici – le cause che possono dare origine a quel tipo di caratteristiche, senza intervento della vita, sono processi ad alta temperatura. Poiché la roccia marziana non sembra essersi formata ad alta temperatura, questo ci porta a pensare che per ora l’ipotesi biologica sia la più probabile».

Rimane comunque fondamentale tener presente che le analisi eseguite finora sono parziali. Lo step successivo della ricerca prevede di continuare a studiare i dati di Perseverance: gli autori e le autrici dello studio hanno invitato l’intera comunità scientifica a fare ulteriori esperimenti in cerca di spiegazioni non biologiche che potrebbero risultare più probabili rispetto all’ipotesi biologica. Questo fino a che non verranno riportati i campioni sulla Terra: «Per avere la certezza è necessario studiare i campioni nei laboratori terrestri, dove è possibile eseguire analisi molto più approfondite», afferma Fornaro.

Il rover Perseverance è infatti stato progettato pensando al rientro dei campioni, che dovrebbe essere effettuato attraverso una missione internazionale chiamata Mars Sample Return, che vede coinvolta anche l’Agenzia Spaziale Europea (ESA). È una delle missioni più ambiziose e costose della NASA: «La sfida più grande sarà riportare i campioni in modo da evitare contaminazioni terrestri e danni. Per farlo sarà necessario capire che tecnologie sviluppare, come maneggiare i campioni e quali potrebbero essere le maggiori criticità», spiega Roberto Orosei, ricercatore presso l’Istituto di Radioastronomia dell’INAF a Bologna e membro dell’iMARS (international Mars Architecture for the Return of Samples). Orosei ha partecipato allo sviluppo di un piano preliminare per il ritorno dei campioni e aggiunge che «per via della sua complessità la missione vede coinvolti numerosi partner internazionali».

Questa missione si è dunque inquadrata sin dall’inizio della progettazione all’interno di una visione dello Spazio come dimensione di cooperazione internazionale. Ma ora il taglio al budget NASA la sta mettendo in crisi.

Durante la conferenza stampa, Sean Duffy, amministratore ad interim della NASA, ha più volte affermato la necessità che gli USA mantengano la leadership in ambito spaziale. Ha dedicato una parte del suo discorso a ribadire i prossimi obiettivi: ritornare sulla Luna e portare astronauti statunitensi su Marte, e non in un’ottica di un traguardo scientifico per l’umanità ma come conquista statunitense, in esplicita competizione con la Cina. In risposta al giornalista di Ars Technica Eric Berger, che aveva chiesto a Duffy in che modo gli Stati Uniti stessero pensando di agire di fronte all’annuncio cinese di una missione per recuperare campioni da Marte nel 2028, l’amministratore della NASA ha puntualizzato che è necessario spingere, dal momento che ci troviamo in un’altra corsa allo Spazio.

«Lo Spazio, e lo dimostrano queste dichiarazioni, è tornato prioritario come ambito competitivo. Per tantissimi anni era stato soprattutto un luogo di collaborazione pacifica: basti pensare alla Stazione Spaziale Internazionale dove, anche durante la guerra in Ucraina, cosmonauti russi e astronauti americani, europei, giapponesi, canadesi ed emiratini lavoravano insieme. Quel tipo di interpretazione dello Spazio sembra in questo momento esistere ancora, ma non essere più la principale. Purtroppo accanto a una visione cooperativa dello Spazio è tornata quella che lo vede come un ambito di conquista o, se non altro, di competizione», commenta Emilio Cozzi, giornalista e autore del saggio Geopolitica dello Spazio, edito da Il Saggiatore, e del podcast La geopolitica dello Spazio di Radio 24. In effetti, nei discorsi pronunciati da Trump nei giorni dell’insediamento è emerso con forza l’obiettivo di raggiungere Marte con astronauti statunitensi. «Molti finanziamenti oggi sono diretti a favore di un utilizzo dello Spazio come piattaforma difensiva, e poi per le nuove conquiste dell’esplorazione spaziale - mi riferisco in primis alla Luna, ma anche a Marte. C’è un grande rilievo nei confronti di uno Spazio pensato come terreno di conquista e certamente c’è un interesse inferiore, almeno negli Stati Uniti, nella ricerca scientifica», aggiunge Cozzi.

Duffy ha sottolineato inoltre che la missione Perseverance è stata lanciata durante il primo mandato del Presidente Trump (ma è importante ricordare che una missione viene progettata e finanziata da molti anni prima del lancio) e che il Presidente è interessato allo Spazio. «Siamo tornati a interpretare lo Spazio come l’ambito di una nuova sovranità. Quanto questo sia buono o no lo lascio decidere a chi legge, ma di sicuro c’è una nuova corsa spaziale, capace di riflettere istanze terrestri che certamente, negli ultimi tempi, non vanno nella direzione di una collaborazione o di una convivenza internazionale pacifica, ma in quella di una competizione che speriamo non diventi conflitto», conclude Cozzi.

Che la conferenza stampa possa essere letta anche come un tentativo di stimolare missioni che altrimenti rischiano il taglio, o come la volontà di svincolarsi dalle accuse di disinteresse nei confronti della scienza, non sono prospettive necessariamente in contraddizione. Questo soprattutto se consideriamo l’impegno nei confronti di una linea di ricerca scientifica come vetrina per giustificare un impulso spaziale che di fatto ha scopi più marcatamente geopolitici ed economici che non scientifici in senso stretto. È un punto che rimane certamente aperto e la cui risposta, o anche solo argomentazione, lasciamo a chi ci sta leggendo. Di certo questo è un momento cruciale nella ricerca astrobiologica, perché questo risultato apre a una serie di approfondimenti che potrebbero portarci ad avere una risposta, o almeno maggiori conoscenze per continuare a interrogarci sulla presenza o assenza di vita al di fuori della nostro Pianeta. Insomma: questa conferenza ci ha parlato di Marte, di scienza e di passione, ma ci ha parlato anche della Terra, e di noi.

Ma, appena entrato, di cancro ovviamente sapevo poco e niente. Un giorno Luciano e Alessandra, i ricercatori esperti a cui facevo riferimento, parlavano davanti a un panino dell’ultimo concorso per un posto da ricercatore in laboratorio; l’argomento della prova scritta era stato uno molto caldo in quel momento, gli oncogeni. Parlavano di Myc, Myb, Src… Ovviamente partirono le mie domande. Mi raccontarono un po’ di questi geni strani che stavano in alcuni virus ma anche nel nostro genoma e provocavano il cancro, e mi diedero da leggere un articolo. Fu la prima volta che entrai in contatto con il lavoro e con il nome di David Baltimore e forse per questo mi rimase in testa più di tanti altri che avrei studiato in seguito. 

Solo col tempo, con l’aumentare delle mie conoscenze, mi sarei reso conto di quanto il lavoro di David Baltimore sia stato enorme.  E di come sia difficile oggi ricordarne in poche righe la figura professionale identificando i suoi meriti scientifici in un settore limitato. In più di 800 articoli pubblicati Baltimore ha studiato in maniera approfondita dal punto di vista sperimentale argomenti fondamentali per la biologia, dalla caratterizzazione dei virus, specialmente i virus oncogeni, alla loro biologia molecolare, le loro polimerasi, la loro capacità di interagire, di integrarsi, di interferire con le cellule che li ospitano. Ha studiato la capacità di quei virus di causare tumori, ha studiato in dettaglio il funzionamento di quelle cellule tumorali, come la produzione di immunoglobuline in cellule leucemiche infettate da quei virus, e da lì ha approfondito i suoi studi ai meccanismi molecolari di ricombinazione alla base della produzione degli anticorpi. 

C’è, ovviamente, la scoperta, arrivata nel 1970 e condivisa con Howard Temin (con cui condividerà anche il premio Nobel nel 1975 insieme a Renato Dulbecco), della trascrittasi inversa nei virus a RNA (e quindi dei retrovirus), un enzima capace di produrre una molecola di DNA partendo da una di RNA, e di stravolgere così il dogma centrale della biologia molecolare, per cui l’informazione genetica passa dal DNA all’RNA alla proteina e non si torna indietro. Invece si torna anche indietro. Ma alla scoperta (fondamentale) della trascrittasi inversa ci arriva aprendo (assieme ad Howard Temin) la porta sul mondo degli oncogeni.

E di alcuni di essi Baltimore studierà in dettaglio anche la struttura genetica, spiegando in che modo dei geni assolutamente funzionali nella cellula sana si ritrovino a funzionare in modo anomalo e incontrollato nel tumore.

E poi negli anni ‘80 arriva l’AIDS, e Baltimore si mette a studiare come funzionano i geni del virus HIV-1. E  poi si interessa di un altro argomento fondamentale, l’infiammazione, con la caratterizzazione molecolare del suo principale fattore di controllo NF-kB…

Nel 1995, durante uno dei Keystone Symposia di biologia molecolare e cellulare di Cold Spring Harbor, si chiede quali saranno le prossime Big question cui rispondere, perché ormai tanto è stato fatto, ma da allora pubblicherà altri 300 articoli.

La cronologia e l’argomento delle sue pubblicazioni raccontano, a chi li sa leggere, di uno scienziato dotato sia di una grande capacità di scavare, di approfondire il suo argomento, sia di una grande curiosità e capacità di estendere il suo interesse a quello che scopriva man mano, durante il suo percorso.  

Chi lo ha conosciuto lo descrive come un leader, una persona a cui fare riferimento; ha guidato laboratori e diretto centri di ricerca prestigiosi come il Whitehead Institute for Biomedical Research (che ha contribuito a fondare), il California Institute of Technology (Caltech) e la Rockefeller University. 

Ma è stato anche uno scienziato attento ai risvolti etici di quella rivoluzione scientifica a cui stava partecipando: è stato uno degli organizzatori della Conferenza di Asilomar nel 1975, nella quale i ricercatori più attivi in quel momento nel mondo della biologia molecolare si fermarono per interrogarsi sulle possibili conseguenze di quello che stavano scoprendo e imparando a fare, ovvero lavorare col DNA, modificare, inserire e togliere geni, passarli da un organismo a un altro. 

E prima di essere un ricercatore è stato un uomo impegnato umanamente e politicamente. In un’intervista straordinaria racconta di come, proprio mentre era impegnato a portare avanti l’esperimento con cui avrebbe dimostrato l’esistenza della trascrittasi inversa che gli avrebbe valso il Nobel, chiuse il suo laboratorio per protestare contro l’invasione della Cambogia da parte del suo governo («…it was a two-day experiment. I showed it was there. I stopped work for awhile to protest against the Cambodia Invasion, got back in the lab, finished the experiments, and published them. That was June 1970»)

Dalla sua enorme produzione io ho selezionato un brevissimo articolo, pubblicato nel 1987 su Cancer, la rivista della American Cancer Society, in cui David Baltimore spiega che nonostante l’enorme l’importanza della recente scoperta degli oncogeni nella biologia dei tumori, per vedere le conseguenze di quelle scoperte ci vorrà tempo. 

E aveva ragione, ci è voluto molto tempo. Abbiamo passato decenni a sapere che ci sono questi geni attivi nei tumori, a scoprirne di nuovi, a capire cosa fanno e come funzionano. Oggi però iniziamo a saper produrre inibitori specifici per bloccarli e fermare la crescita del tumore, o ideare terapie a mRNA che trasformino quegli oncogeni da punti di forza del tumore al loro tallone d’Achille.

Il messaggio che leggiamo oggi, tanti anni dopo, in quell’articolo è che scoprire come funzionano le cose, come Baltimore ha fatto per tutta la sua vita da ricercatore, è fondamentale anche se in quel momento non siamo in grado di usare quella conoscenza. Qualcuno, tra qualche anno, forse saprà cosa fare con quello che stiamo scoprendo oggi. 
Questa è la vera forza della ricerca.

L’algoritmo e i suoi straordinari risultati sono descritti in un articolo pubblicato sull’ultimo numero della rivista Science, e firmato da un gruppo di sismologi dell’Università di Stanford, dell’Osservatorio Vesuviano dell’INGV e dell’Università di Napoli Federico II. L’algoritmo è stato integrato nell’analisi quotidiana dei dati sismici.

Greg Beroza, sismologo dell’Università di Stanford e tra gli autori dello studio, è stato il primo a sviluppare, nel 2019, una rete neurale profonda per la rilevazione dei terremoti. Chiamata PhaseNet, era stata allenata a riconoscere onde sismiche nei dati grezzi raccolti in 30 anni dai sismografi della California settentrionale. Una volta messa alla prova sui dati raccolti in altre zone, si era rivelata estremamente efficace. Nell’area tra Oklahoma e Kansas, dove la rete sismica è molto meno fitta che in California, PhaseNet aveva individuato venti volte il numero di terremoti identificati manualmente dai sismologi. La rete neurale profonda è infatti capace di riconoscere terremoti estremamente deboli o che si sovrappongono tra loro, quelli che di solito sfuggono all’analisi umana.

Per usare PhaseNet sui dati dei Campi Flegrei, i ricercatori hanno dovuto adattarla, con una breve fase di allenamento. La sismicità ai Flegrei è infatti di natura diversa rispetto a quella di origine tettonica che si registra, per esempio, in California. I ricercatori ritengono che sia dovuta a un aumento della pressione nelle rocce dello strato più superficiale della crosta terrestre, che si manifesta con un lento, ma costante, sollevamento della porzione centrale della caldera vulcanica.

L’algoritmo ha fatto emergere una struttura di faglie disposte ad anello lungo il bordo della zona risorgente della caldera e due faglie, lunghe qualche chilometro, che convergono sotto il centro di Pozzuoli. Le faglie si sarebbero attivate a profondità comprese tra 2 e 4 chilometri circa. Questo risultato, secondo gli autori, contribuisce a sostanziare l’ipotesi secondo cui non ci sia stata risalita di magma dalla camera magmatica profonda, posta a circa 7-8 chilometri, verso la superficie.

La lunghezza delle faglie “illuminate” dall’intelligenza artificiale permette anche di stimare il loro potenziale in termini di magnitudo. Più è lunga una faglia più è grande il terremoto che può generare. Gli autori hanno osservato che le faglie da cui hanno avuto origine le scosse più forti nel 2023, con magnitudo durata superiore a 4, erano già ben visibili in tutta la loro estensione prima che questi eventi si verificassero.

Inoltre, poiché i terremoti ai Flegrei sono piuttosto superficiali, l’accelerazione al suolo è molto forte vicino all’epicentro e diminuisce rapidamente allontanandosi. Una conoscenza minuziosa delle faglie permetterebbe quindi di individuare le zone a maggiore rischio e intervenire per ridurne la vulnerabilità.

Per queste ragioni, l’integrazione di PhaseNet nell’analisi quotidiana dei dati raccolti dall’Osservatorio Vesuviano potrebbe rivelarsi utile per migliorare la gestione del rischio sismico nella zona.

Questo articolo è prodotto in collaborazione con lo Spoke 3 (Terremoti e vulcani) della Fondazione RETURN. RETURN (multi-Risk sciEnce for resilienT communities under a changiNg climate) è un partenariato esteso finanziato dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. Mira a rafforzare le filiere di ricerca sui rischi ambientali, naturali e antropici a livello nazionale e a promuovere la loro partecipazione alle catene del valore strategiche europee e globali.

Tuttavia, un indizio forte emerge dal fatto che appena compare un sistema nervoso – anche semplice e non centralizzato, come quello delle meduse – compare anche un bisogno di sonno. È quindi probabile che qualche proprietà intrinseca dei neuroni renda il sonno necessario. I neuroni sono cellule altamente specializzate, che non si rinnovano, e presentano un’attività elettrica continua, un’elevata plasticità e un consumo energetico enorme. Questa richiesta energetica può causare danni cellulari accumulati nel tempo, ed è plausibile che il sonno serva proprio a compensare e riparare questi danni, ristabilendo un equilibrio metabolico.

Sonno e mitocondri

Un nuovo studio pubblicato su Nature e che ho guidato con il gruppo di Gero Miesenböck all’Università di Oxford, suggerisce che la “pressione” a dormire derivi direttamente dal metabolismo energetico dei neuroni. Abbiamo lavorato su Drosophila melanogaster, un organismo modello già cruciale nello studio dei meccanismi circadiani (ricordiamo il Nobel per la Medicina 2017, assegnato proprio alla scoperta dei meccanismi molecolari che li guidano). Ci siamo concentrati su un piccolo gruppo di neuroni cerebrali che regolano l’omeostasi del sonno, detti dFBNs. Attraverso una combinazione di tecniche di trascrittomica a singola cellula, microscopia a singolo e due fotoni, e analisi comportamentali, abbiamo confrontato i neuroni in animali riposati e in moscerini sottoposti a deprivazione di sonno.

L’effetto che è emerso è chiaro: nei neuroni del sonno privati del riposo, geni legati al metabolismo mitocondriale risultano sovraregolati. In particolare, aumentano i geni coinvolti nella catena di trasporto degli elettroni e nella sintesi di ATP, come se i mitocondri stessero tentando di “recuperare” uno squilibrio energetico.

I mitocondri come sensori del bisogno di dormire

I mitocondri sono gli organelli responsabili della produzione di energia attraverso la respirazione cellulare. Il loro funzionamento si basa sul passaggio di elettroni lungo la catena di trasporto, che permette di pompare protoni e di alimentare l’ATP sintasi, generando la valuta energetica della cellula. Nei neuroni privati del sonno, il flusso di elettroni diventa eccessivo e sbilanciato rispetto al consumo effettivo di ATP. Questo provoca un accumulo di stress ossidativo e modifiche strutturali nei mitocondri, come la fissione (frammentazione), la mitofagia (eliminazione dei mitocondri danneggiati) e un aumento dei contatti con il reticolo endoplasmatico, che funge da centro di comunicazione metabolica.

L’aspetto più sorprendente è che questi cambiamenti non sono solo una conseguenza della mancanza di sonno, ma sembrano costituire il segnale stesso che induce il sonno. Per verificarlo, abbiamo manipolato artificialmente la forma e l’attività dei mitocondri: quando gli organelli sono stati indotti a fondersi (diventando più lunghi e interconnessi), i moscerini dormivano di più. Quando invece venivano frammentati, il sonno diminuiva. Lo stesso vale per il gradiente protonico: alterando la “forza motrice” necessaria alla sintesi di ATP, era possibile modulare direttamente il comportamento di sonno-veglia.

Un nuovo legame tra energia, sonno e longevità

Questi risultati forniscono una cornice sperimentale per fenomeni noti da tempo. Gli animali di piccola taglia, con un metabolismo più veloce e un maggiore consumo di ossigeno per grammo di massa, dormono di più e vivono meno. Un topo, per esempio, dorme circa 12 ore al giorno, mentre un elefante solo 3. Questo studio suggerisce che tale differenza possa dipendere dal flusso elettronico nei mitocondri: più elevato è il flusso, maggiore è la pressione ad accumulare “debito di sonno”. Un’altra osservazione riguarda l’essere umano. Chi soffre di malattie mitocondriali sperimenta spesso una stanchezza profonda, anche senza particolari sforzi fisici.

Un’ipotesi che emerge dal nostro studio suggerisce come questo potrebbe essere spiegato proprio dal segnale mitocondriale: un flusso di elettroni “ingolfato” genera una sensazione di esaurimento che potrebbe essere una versione patologica del normale segnale che spinge a dormire.

La conclusione: dormire come conseguenza del respirare

Fino a oggi, il sonno è stato visto principalmente come una funzione che serve al cervello per riorganizzare la memoria, ripulire le tossine e ottimizzare i circuiti neuronali. Tutto questo potrebbe essere vero, ma alla base del bisogno di dormire ci sarebbe allora un fenomeno ancora più fondamentale: la respirazione cellulare. Il flusso di elettroni nei mitocondri non solo produce energia, ma funge anche da “contatore” dell’attività neuronale e del tempo trascorso svegli. Ogni impulso nervoso consuma energia e carica i mitocondri di elettroni, portando il sistema sempre più vicino a uno stato di squilibrio. A un certo punto, diventa necessario “staccare la spina” e riposare, per permettere al metabolismo di ristabilirsi e agli organelli di smaltire lo stress ossidativo.

In altre parole, il sonno non sarebbe solo un comportamento selezionato dall’evoluzione per proteggere il cervello, ma una conseguenza inevitabile del fatto che viviamo respirando ossigeno. Proprio come l’invecchiamento deriva, almeno in parte, dall’accumulo di danni ossidativi prodotti dalla respirazione, il sonno potrebbe essere la pausa necessaria per contenere questi effetti a breve termine.

Negli anni a venire il numero di paesi democratici che diventeranno illiberali (o, come anche si dice, forme di “autoritarismo competitivo” o di “erosione democratica”) sarà in aumento ed è ragionevole provare a immaginare quali strategie o tattiche adattative adotteranno le comunità accademiche. Una possibilità è la resistenza a senso unico, mentre un’altra può essere la ricerca di qualche forma di compromesso.

La scienza accademica si fonda, anzi ha fondato, con i contenuti dei primi statuti delle accademie scientifiche (Lincei 1603-1605, e Royal Society 1660), i principi della democrazia moderna: libertà di espressione, tolleranza e rifiuto di ogni condizionamento ideologico (in quei documenti si parlava anche di eguaglianza morale tra gli uomini, onestà, rispetto, ecc.). Ciò accadeva quando le società erano spazzate da pestilenze e guerre di religione, da miseria economica e morale, da persecuzioni di liberi pensatori e dalla circolazione di un Index Librorum Prohibitorum. Anche i bambini sanno che i principi fondativi e pragmatici delle democrazie moderne (liberali) sono usati dalle fazioni politiche illiberali per cancellarli (paradosso della democrazia) e instaurare un controllo sulla libertà individuale. Che significherebbe non solo la morte della libertà politica, ma anche della scienza come l’abbiamo finora conosciuta.

Le accademie, università, ecc. non pensano, nel senso che non hanno un cervello per imparare dall’esperienza storica, così come gli individui reali che danno loro vita non possono imparare dalle esperienze che non hanno provato e usano la storia del pensiero e delle pratiche sociali della scienza come meri argomenti retorici.

Stiamo vedendo un po’ ovunque leader e partiti illiberali al governo o in procinto di andarci, che attuano e giustificano interventi volti a togliere finanziamenti, ricattare e censurare attività di insegnamento e culturali nel nome di un’igiene ideologica mirata strumentalmente a specifici elementi culturali (negli USA: inclusione, equità, diversità, accessibilità, black history o schiavismo, gender, ecc.). Tali azioni sono sostenute da istanze sociali, cioè da una parte rumorosa della popolazione, insofferenti anche verso le indicazioni della scienza (vaccini, cambiamenti climatici, cibi transgenici, emergenze psichiatriche, ecc.), cioè verso un’autorevolezza che scaturisce da conoscenze e interventi scientifico-tecnologici che sono sempre più distanti dalle capacità di comprensione, cioè dalle intuizioni delle persone comuni. La polarizzazione politica, che c’è sempre stata nella storia ma non è più calmierata dall’attecchimento culturale di ideologie forti, non vede problemi o apprezza che questi leader e partiti diano l’assalto agli unici veri baluardi contro le derive illiberali: università, accademie, enti di ricerca, sistemi scolastici, stampa, ecc. Il modo più ovvio di minacciare delle comunità è affamarle e ricattarle: togliere i finanziamenti e imporre condizioni politicamente intrusive, per ripristinare l’ossigeno (non a tutti) necessario per continuare a fare ricerca o a sviluppare regole per controllare il funzionamento delle diverse macchine di produzione e validazione dei risultati. Quali ricerche fare, come e che regole adottare per effettuare i controlli non sono più decise in modi indipendenti dalla politica, come accade nel mondo liberale e quale condizione necessaria per una conoscenza oggettiva e sicura, ma rientrano nelle prerogative dei governi. Del resto, il paternalismo autoritario nelle sue forme è un’indole umana innata. 

Bene. Cosa si pensa di fare in ambito accademico per tamponare una marea montante? Qualcuno invoca la resistenza e si dimette a fronte di richieste che vanno contro l’etica della ricerca. Stare rigidi e non cedere ai ricatti, alle ritorsioni, alle intimidazioni e alle richieste di accettare il “pluralismo” nella scienza. La conseguenza sarebbe uno scontro con poteri legittimamente eletti e non è difficile immaginare una disfatta che produrrà o il fallimento economico - e quindi la chiusura di alcuni enti - o un ridimensionamento della qualità della ricerca. Un “dilemma faustiano”, lo ha definito la presidente della National Academy of Science Marcia McNutt.

In realtà, tra i milioni di scienziati la maggioranza sarebbe onorata di servire i potenti di turno e sostituire i riottosi, scavalcando le procedure competitive basate solo sulle competenze. Così si avrebbe sempre meno creatività o innovatività e tutti a traccheggiare nella bonaccia della mediocrità scientifica (in parte anche pseudo-tale, nel nome del pluralismo). 

L’altra strada, che sembra quella che sta prendendo piede negli USA, prevede di negoziare con i leader illiberali delle istituzioni politiche in carica per il governo della ricerca, dell’istruzione e della cultura. Nella speranza di un risveglio alla salute mentale dell’amministrazione Trump o di arrivare vivi e vegeti alle prossime elezioni. Verso questa soluzione stanno andando le principali università ed enti di ricerca e controllo negli USA. Si tratta di salvare il salvabile, pagando il pizzo e sacrificando quello che in realtà non arreca particolare danno alla qualità della ricerca e all’insegnamento ed è stato introdotto per sensibilità verso valori politici di eguaglianza (che comunque è un principio integrante di una democrazia liberale). Si chiudono i corsi universitari, di ispirazione woke, su diversità, equità, inclusione, black history o schiavismo, si correggono conformemente gli exhibit nei musei introducendone di nuovi in spirito MAGA, si chiudono o convertono laboratori a seconda dei gusti dei segretari dei dipartimenti, ecc.

Ma negoziare fino a che punto? È quasi fisiologico fare compromessi e valutare se il premio (es. finanziamento top-down) è abbastanza significativo e può andare a favore di una ricerca condotta con criteri scientifici in vista del conseguimento di un obiettivo di interesse generale. Dove si collocherà, però, l’asticella delle intrusioni?

Sul fronte pubblico l’idea, che ruminano le accademie e le comunità scientifiche, è abbandonare lo scontro e accettare un confronto con no-vaxx, negazionisti, complottisti, integralisti, woke, ecc. per impegnarli in discussioni critiche. In linea di principio ci si potrebbe limitare a negoziare solo con le istituzioni illiberali e rifiutare di parlare con chi è in malafede. Ma è un luogo comune umano illudersi che sia razionale, democratico e utile discutere in spazi pubblici di questioni maledettamente complesse con chi è contro un approccio scientifico usando pensieri semplicistici. Esistono dati empirici da cui si evince che i danni maggiori alla credibilità pubblica della scienza e degli scienziati vengono dal partecipare a risse da bar sport. COVID-19 docet! Non è comunque raro trovare persone colte e influenti (anche qualche ricercatore) che avvallano l’idea che la scienza sarebbe una nuova forma di dogmatismo e che servirebbe più pluralismo. 

Nella richiesta di pluralismo ci sono due paradossi. Il pluralismo è connaturato alla scienza, e storicamente è stata la scienza a insegnarne il valore costruttivo alle società. La scienza era pluralista quando ancora era vietato parlare di tolleranza. I vantaggi della scienza rispetto alle altre forme di sapere sono che essa usa e rispetta il pluralismo per aumentare lo spettro di ipotesi teoriche da sottoporre a prove sperimentali, in modo da selezionare quelle che sono più valide o vere di altre: la scienza, come l’evoluzione, procede grazie alla diversità. È così che nella scienza cresce la conoscenza e che nelle società pluraliste la libertà individuale e la diversità culturale, regolate dalle leggi, concorrono a risolvere problemi e migliorare la convivenza e il benessere. Il secondo paradosso è che coloro che invocano il pluralismo nella scienza lo vogliono cancellare nel mondo sociale. È solo un pretesto per sdoganare istituzionalmente dei dogmi pseudoscientifici, o chiedere che alcune credenze pseudoscientifiche (es. psicoanalisi, omeopatia, agopuntura, biodinamica, ecc.) siano riconosciute come scientifiche.

Siccome nelle società che diventano illiberali si lavora subito anche dal basso, irreggimentando e igienizzando l’istruzione scolastica secondo principi e valori saldamente tradizionalisti e nazionalisti, per poi introdurre procedure di pulizia ideologica nell’arruolamento dei docenti universitari (alcune università USA lo stanno già facendo), è difficile prevedere gli effetti di questi interventi nel medio e lungo periodo. Probabilmente si dovrà navigare la linea sottile tra la categorizzazione accurata degli elementi illiberali e l’evitare concetti accademici che potrebbero essere percepiti dalle istituzioni populiste come attacchi politici. Sempre al wokismo siamo. Per esempio, l’uso di termini come “illiberale” o “estrema destra” nelle descrizioni di atteggiamenti che hanno un impatto sulla politica della scienza sarà inteso in senso conflittuale e ostacolerà potenzialmente un dialogo produttivo. Ma autocensurarsi linguisticamente significa destrutturare la semantica con cui si lavora, impoverendo le valenze descrittive ed esplicative dei concetti e delle teorie. Quindi, comunque vada, è alto il rischio di fallire o non riuscire a trovare un piano realistico di confronto su fatti e non di scontro portato su un terreno ideologico. Alcuni sostengono, però, che gli accademici dovrebbero riflettere sui modi in cui descrivono e analizzano i movimenti e le decisioni illiberali, senza alienare le persone coinvolte, assicurando quindi che il loro lavoro rimanga rigoroso e rispettoso. Mah…

Che dire del Bel Paese? Per noi non è una novità la manipolazione politica della scienza. Il governo illiberale da poco alla guida non fa che continuare su una strada tracciata. Nel mondo della scienza agricola ministeriale, gli psudoscienziati sono di casa da decenni. Il governo ha semplicemente proseguito nella politicizzazione della ricerca agricola, nella distribuzione politica dei finanziamenti, nelle nomine politiche alla guida degli enti di ricerca, nelle riforme top-down e ispirate dal populismo dell’istruzione scolastica e universitaria. Le accademie hanno proseguito a ignorare le truffe, praticando indifferenza e amicalismo amorale (addirittura si premia uno scienziato che ha dovuto ritrattare decine di paper, e così si dà un messaggio etico imbarazzante ai giovani ricercatori). Forse il fatto più significativo in chiave illiberale degli ultimi anni è l’esecuzione finale del Centro di Medicina Rigenerativa di Modena, che era altamente e internazionalmente competitivo sul piano scientifico e clinico nell’ambito degli studi sulle staminali: ha realizzato uno dei più straordinari risultati storici nell’uso delle staminali, guarendo un bambino affetto da epidermolisi bollosa con pelle transgenica derivata da staminali. In un paese politicamente ed eticamente civile si sarebbe fatto di tutto per valorizzare un simile fiore all’occhiello. Tale è l’assurdità del fatto che viene il sospetto che parte dei motivi abbia a che fare con la spiccata indipendenza e le posizioni intellettuali e politiche della sua leadership scientifica.

È possibile visitare il sito durante le giornate di apertura organizzate dalla Regione o dal Museo Civico di Storia Naturale di Trieste, perché l’area non è ancora un parco paleontologico stabilmente aperto al pubblico. Questo però non significa che i reperti non siano accessibili: i principali fossili estratti e identificati sono esposti al Museo, compresi i due dinosauri erbivori della nuova specie Tethyshadros insularis, soprannominati Antonio e Bruno. Antonio è completo quasi al 100%, mentre Bruno è l’unico dinosauro al mondo conservato all’interno di una roccia deformata: è piegato su se stesso e per vederlo nella sua interezza è necessario girarci attorno. Al Museo si trova anche un esemplare di Acynodon adriaticus, un piccolo coccodrillo che scivolava agile fra le zampe dei dinosauri e di altri animali che vivevano affacciati sull’Oceano della Tetide 80 milioni di anni fa, la maggior parte dei quali ancora giace nella roccia del Villaggio del Pescatore. 

Per arrivare al sito è sufficiente allontanarsi di soli pochi chilometri da Trieste, percorrendo la strada in costiera fino a raggiungere il comune di Duino-Aurisina. Parcheggiata la macchina in un grande spiazzo, stretto fra il Carso e il mare Adriatico, si scende lungo un sentiero fino al sito paleontologico. Ci si trova così in una piccola cava circolare scavata nella collina. Subito si nota sul taglio di cava, la parete di roccia verticale creata dallo scavo, un calco di Antonio, il primo dinosauro estratto, a indicare il punto dal quale questo antico mondo ha iniziato a riemergere. 

Costeggiando la parete, basta alzare di poco lo sguardo per vedere il bosco affacciarsi, colorato dai fiori a batuffolo rosa della Cotinus coggygria, lo scotano, o albero della nebbia. Si arriva in un angolo, a ridosso della parete, dove le esperte e gli esperti che accompagnano la visita, come Marco Muscioni, paleontologo specializzato in anatomia dei vertebrati, spostano un po’ di foglie e terriccio accumulati in un angolo e con l’acqua della loro bottiglietta rischiarano la roccia. Se bagnata i dettagli si accentuano, rendendo più facile osservarne la composizione. Emerge chiaramente un’area, grande quanto una mano, che sembra accartocciata come carta crespa, e puntellata da sei cerchietti color crema avvolti da un involucro nero. 

I denti che rivelano una vita

«Ci troviamo di fronte a sei denti, alcuni dei quali molto piccoli. La sezione più chiara è la dentina, la parte interna del dente che è protetta dallo smalto, il cappuccio nero che la circonda», spiega Muscioni, che nel suo progetto di dottorato all’Università di Bologna si occupa di studiare i fossili del Villaggio del Pescatore. I denti hanno caratteristiche immediatamente riconoscibili da un occhio allenato. La parte circostante, racconta Muscioni, ha invece impiegato vari anni per essere identificata. Inizialmente l’ipotesi più accreditata era che si trattasse di un coprolite, cioè un escremento fossile. Ora sappiamo che ci troviamo di fronte al cranio e alla mandibola di un coccodrillo della specie Acynodon adriaticus.

I denti rivelano molto dell’anatomia, dello stile di vita dell’animale e dell’ambiente in cui viveva. L’ultima ricerca condotta dal team di cui fa parte Muscioni ha descritto l’interno del cranio di un esemplare di A. adriaticus estratto anni fa dal sito. Grazie a una tecnica di analisi a raggi X, la tomografia, il team ha ricostruito l’intero cranio e la dentizione dell’animale. I denti della parte più interna della bocca, che sono anche quelli che vediamo nel fossile sul campo, hanno una caratteristica molto singolare: assomigliano a dei molari. Si tratta cioè di denti particolarmente arrotondati e appiattiti, con caratteristiche che oggi non si trovano in nessun coccodrillo vivente. Sono, spiega Muscioni, denti altamente specializzati, che parlano di un animale che frantumava il suo cibo. Insieme alle informazioni ottenute attraverso la tomografia, i ricercatori hanno concluso che il nostro coccodrillo doveva essere un durofago: mangiava molluschi, perciò si trovava continuamente a sbriciolare gusci. 

Attraverso la dieta dell’animale, i denti ci raccontano quindi molto dell’ambiente che popolava e della sua evoluzione, mostrandoci una specie di coccodrillo specializzata nel nutrirsi di molluschi, e per questo molto diversa dalle specie di coccodrilli a noi oggi più familiari. 

Da coprolite a coccodrillo

Era chiaro a tutti i paleontologi che le strutture circolari fossero denti, ma la parte di roccia attorno è rimasta per anni una massa grigiastra difficile da definire. L’ipotesi che sembrava più plausibile, ma non del tutto convincente, era che si trattasse di un escremento fossile: un animale si era nutrito di un altro animale intero del quale non aveva digerito i denti. «Questo perché il fossile che stiamo osservando non conserva delle morfologie chiaramente riconoscibili, non è possibile individuare una forma che sia immediatamente riconducibile a un osso in particolare», spiega Muscioni.

La tomografia condotta sul cranio di A. adriaticus ha finalmente permesso di identificare definitivamente il fossile presente nel sito: «Nell’istante in cui l’ho visto ho subito capito che ci trovavamo di fronte a un altro esemplare di A. adriaticus. Una sezione del cranio che stavamo studiando era identica a quella che stiamo guardando ora», ricorda Muscioni, e aggiunge: «Cranio e mandibola qui sono ancora uniti nell’articolazione, possiamo riconoscere denti mascellari e mandibolari. Solitamente questo è uno dei primi punti che si disarticola durante la decomposizione, di conseguenza c’è buona probabilità che scavando in profondità si possa recuperare l’intero animale».

Purtroppo, al momento non è pianificata una nuova campagna di scavo per recuperare questo esemplare e altri animali individuati nel sito, principalmente per via delle difficoltà logistiche e soprattutto economiche che la roccia carsica comporta. Non è possibile infatti lavorare, come in altre località del mondo, usando attrezzi a mano. Qui lo scavo richiede l’apertura di un cantiere, attrezzature come filo diamantato e ruspe per tagliare e sollevare i blocchi e, successivamente, una lunga preparazione dei fossili con l’acido formico per lavare via la roccia dalle ossa. Nonostante non ci siano nuove campagne di scavo in vista, il materiale da studiare è ancora molto. I ricercatori stanno analizzando i numerosi fossili che sono stati raccolti nei 41 anni dalla scoperta del sito. Si tratta sia di reperti già in parte studiati, come i dinosauri Antonio e Bruno, e rivisti alla luce delle scoperte degli ultimi anni, sia di materiali ancora inediti.

Che ambiente possiamo immaginare? 

Il Villaggio del Pescatore è stato datato a 80,5 milioni di anni fa circa. «La finestra temporale coinvolta è molto importante, perché non ne abbiamo tante altre in Europa capaci di restituirci tale ricchezza. Studiare questo ecosistema ci permette di colmare quello che è un vuoto nelle nostre conoscenze sulla storia evolutiva della vita», spiega Muscioni. Stiamo parlando del Campaniano, il penultimo piano geologico del Cretaceo superiore. Per aiutarci a visualizzare questo momento del tempo profondo è utile immaginare il Mesozoico, la cosiddetta era dei dinosauri, come un libro composto da tre capitoli: Triassico, Giurassico e Cretaceo. Ogni capitolo è a sua volta diviso in paragrafi e sottoparagrafi. Il Cretaceo è diviso in due paragrafi, inferiore e superiore. Il Campaniano è il penultimo sottoparagrafo del Cretaceo superiore. 

Camminando in questa cava e guardando il fossile di A. adriaticus ci si proietta sulle coste di un’isola dal clima tropicale affacciata sull’Oceano della Tetide, assimilabile alle attuali Bahamas ma distante da noi 80 milioni di anni. 

Lo stato di conservazione di questo fossile non è soltanto utile per lo studio dell’anatomia dell’animale, ma fornisce anche informazioni legate al tipo di ambiente che il Villaggio del Pescatore doveva essere. Il fatto che cranio e mandibola siano ancora articolati presuppone che il nostro coccodrillo sia stato seppellito rapidamente e fermato nella roccia. Probabilmente è stato sepolto da sottili stratificazioni di fango che sono ancora visibili aguzzando lo sguardo: si tratta delle linee nella roccia che circondano il fossile. Una sorte molto simile è toccata ai dinosauri Bruno e Antonio e all’altro esemplare di A. adriaticus, il protagonista della tomografia. Questo fa presupporre a geologi e paleontologi che quella che oggi è la cava di Villaggio del Pescatore fosse al tempo una sorta di laghetto. Tutte le teorie convergono sul fatto che si trattasse di un luogo con acqua e fango, che ha ricoperto rapidamente gli animali fissandone la postura per 80 milioni di anni, ma il dibattito su che tipologia di bacino potesse essere è ancora aperto.

Per ora è possibile immaginare solo in parte questa antica versione del nostro pianeta. Abbiamo illustrazioni paleoartistiche molto evocative che raccontano alcuni momenti della vita di T. insularis e A. adriaticus, ma c’è ancora molto lavoro da fare per svelare tutta la ricchezza di questo ecosistema. Abbiamo solo sbirciato nella vita che lo abitava.

A dirla tutta, è anche, sempre almeno in parte, un saggio di storia, perché Crisanti non trascura di dedicare molto spazio alla malaria. L’abbiamo detto, è da questa malattia che parte tutto, e appare dunque dovuto, oltre che ragionevole, ripercorrere anche quel filone di studi che ha permesso di capirne l’origine e le modalità di trasmissione. Filone che inevitabilmente ci porta a qualche secolo fa, perché è solo verso la fine dell’Ottocento che, grazie ad alcuni scienziati, italiani compresi (come quel Camillo Golgi che darà il nome all’apparato cellulare, e ancor di più Giovanni Battista Grassi), fu possibile capire non solo che non è una generica mala aria a causare la malattia. Ci vogliono, invece, un protozoo (del genere Plasmodium) e una zanzara. Ma non una qualunque: serve una zanzara del genere Anopheles, infettata dal plasmodio. E, sia chiaro, la zanzara dev’essere femmina: vale la pena ricordare, infatti, che solo le femmine di zanzara sono ematofaghe e pungono, per nutrire con il sangue le uova della generazione successiva.

Insomma, questa la base. Lo sviluppo, quello che Crisanti ripercorre in modo tanto chiaro quanto appassionato, è la storia del gene drive. Una storia che ha qualche altra premessa: per esempio, i tentativi di liberarsi dalla malaria con il DDT, con le zanzariere e gli insetticidi. Tentativi che hanno avuto la loro efficacia, ma anche i loro fallimenti, in primis a causa dello sviluppo di resistenza da parte delle zanzare. Tanto che, nonostante la possibilità di prevenzione e la disponibilità di cure, tutt’oggi la malaria, come evidenzia anche l’Organizzazione mondiale della sanità, è responsabile di milioni di morti, per la stragrande maggioranza in Africa e per la stragrande maggioranza tra i bambini al di sotto dei cinque anni. 

Da cui la domanda di partenza: e se ci fosse un modo per liberarsene per sempre? Crisanti ripercorre la storia del gene drive dalle origini, verso la fine degli anni Novanta, con i primi passi per modificare geneticamente le zanzare, «l’animale più pericoloso» (almeno per la nostra specie), come le definisce Crisanti. Un problema non solo tecnico, ma anche pratico: se anche si può creare una zanzara geneticamente modificata in modo che non possa trasmettere la malaria, come farla diffondere? 

Perché alle leggi della genetica non si scappa. Come spiega in modo molto chiaro Crisanti, se anche avessimo una zanzara con un cromosoma geneticamente modificato, una volta che si riproducesse con un individuo non modificato: «La probabilità che la modificazione genetica sia trasmessa alla generazione successiva è esattamente del 50% e rimarrà sempre a questo livello nelle generazioni successive. In assenza di effetti sulla capacità riproduttiva, la probabilità di trasmettere un tratto genetico è uguale a quella di ereditarlo e dipende dalla frequenza iniziale del tratto nella popolazione». In breve, per avere il 90% delle zanzare modificate in modo da non trasmettere il plasmodio «bisognerebbe rilasciare un numero di zanzare nove volte superiore a quello esistente in natura». Senza contare che, affinché il tratto si mantenga tra le generazioni, dovrebbe conferire un vantaggio riproduttivo.

È qui il deus ex machina del gene drive: “geni egoisti”, capaci di aggirare le leggi dell’ereditarietà di Mendel e che, se presenti su un cromosoma, sono in grado di copiarsi sull’altro. Assicurandosi, così, la trasmissione alle generazioni successive. 

Crisanti ne racconta lo studio dai primi tentativi fino all’avvento della tecnologia CRISPR-Cas9, oggi la più sfruttata per il gene drive: il gene modificato porta anche le istruzioni per tagliare l’allele selvatico (cioè quello “originale”, presente sull’altro cromosoma) e copiarvi la sequenza modificata, rendendo il cambiamento ereditario e rapido nella popolazione. Una vera e propria reazione genetica a catena, appunto, che può portare per esempio alla nascita di zanzare esclusivamente maschi, incapaci di pungere e trasmettere il plasmodio – e anche di riprodursi.

Si diceva che il gene drive è oggi ben più che teoria. Ciò non significa che sia già stato effettivamente utilizzato nell’ambiente reale, ma gli studi sperimentali sono più che avanzati. Crisanti ne accenna alla fine del testo, citando anche i sistemi più innovativi, capaci di essere autolimitanti e dunque più facilmente controllabili. Sono cenni, ed è comprensibile perché Reazione genetica a catena è una storia delle origini, non dell’oggi. Ma, e questo va detto, si sente un po’ la mancanza di una riflessione più ampia sulle possibili implicazioni di questa tecnologia, difficile da contenere geograficamente se messa in atto, dagli impatti ecologici poco prevedibili (al di là dei problemi sanitari, le zanzare, sia da adulte che allo stadio di larva, sono una parte importante di varie reti alimentari), e che insomma solleva vari dubbi etici non meno che scientifici. Certo, non sarebbe la prima volta che la nostra specie causa l’estinzione di un’altra, né che lo facciamo volontariamente – ma finora la volontarietà ha riguardato patogeni come il vaiolo, non interi generi di insetti. 

Comunque, per farsi venire i dubbi corretti bisogna innanzitutto conoscere ciò di cui si sta parlando. E questo Crisanti ci consente di farlo magnificamente. Offrendoci una storia che non è solo di ricerca, ma anche della passione che la anima: «Errori, insuccessi e frustrazioni non ci hanno mai scoraggiato né hanno demoralizzato i tanti ricercatori che si sono dedicati a questo progetto. Ci ha unito la consapevolezza di lavorare per lasciare alle generazioni future un mondo senza malaria».

L’ordine esecutivo “Restoring gold standard science”

A fine maggio, il governo americano ha emanato un ordine esecutivo volto a riorganizzare il modo in cui le conoscenze scientifiche verranno prodotte, utilizzate e comunicate da parte delle agenzie federali. Nel linguaggio, il documento si riferisce esplicitamente ad aspetti di integrità della scienza ben noti ai ricercatori e definisce la gold standard science come: riproducibile, trasparente, in grado di comunicare l’errore e l’incertezza, collaborativa e interdisciplinare, critica nei confronti dei propri risultati e delle proprie assunzioni, strutturata in modo da consentire la falsificabilità delle ipotesi, soggetta a revisione paritaria imparziale, in grado di valorizzare anche i risultati negativi, e priva di conflitti di interesse. Difficilmente si potrebbe dissentire da tale visione.

Nella realtà, però, il provvedimento suggerisce che tutti questi criteri debbano essere contemporaneamente soddisfatti affinché i risultati di una ricerca possano essere considerati validi e utilizzabili per informare decisioni politiche. Così facendo, il rischio è che, invece di usare le migliori prove a disposizione, molte conoscenze scientifiche vengano escluse dal processo decisionale. Inoltre, l’ordine esecutivo conferisce a un incaricato politico l’autorità di decidere quali studi debbano essere considerati rilevanti. Questa figura potrà arbitrariamente stabilire che i risultati non in linea con la posizione ufficiale del governo sono viziati da scientific misconduct, decidere di ignorarli, ed eventualmente intraprendere azioni disciplinari nei confronti di chi li ha prodotti. Oppure, semplicemente, pretendere un grado di certezza dei risultati impossibile da raggiungere in un particolare ambito prima di includerli nei processi regolatori. O, ancora, decidere di ignorare tutti gli studi nei quali gli autori non hanno reso pubblici i dati originari (cosa che spesso è frequente negli studi epidemiologici, per motivi di privacy).

Come ha sottolineato David Michaels, che da anni si occupa di problemi di integrità della scienza, in particolare nell’ambito regolatorio americano, questo approccio nella gestione dei risultati della ricerca ricorda molto le strategie di “generazione del dubbio”, largamente utilizzate dalle industrie produttrici di prodotti nocivi per la salute per rallentare l’introduzione di regolamentazioni a protezione dei cittadini. Il fatto che, in questo caso, il responsabile di tali pratiche non sia un gruppo di multinazionali, ma l’intero governo americano, porta però il problema su un altro livello.

 Se tutto questo non bastasse, l’ordine esecutivo cancella, con efficacia immediata, tutte le iniziative che erano state messe in campo dall’amministrazione Biden per preservare l’integrità della ricerca in ambito federale. Tra queste, in particolare, c’erano dei sistemi che permettevano ai dipendenti di denunciare indebite pressioni politiche nei processi decisionali e appellarsi contro le decisioni dei propri superiori. Infine, viene richiesto che tutti i regolamenti, le decisioni e le valutazioni scientifiche prodotti dalle agenzie federali durante gli ultimi cinque anni vengano rivalutati alla luce della nuova normativa ed eventualmente cancellati.

L’ordine esecutivo “Improving oversight of federal grantmaking”

Il 7 agosto è stato emanato un altro ordine esecutivo, che mira a riorganizzare il sistema dei finanziamenti erogati dalle agenzie federali, in particolare per le attività di ricerca. Le principali novità contenute nel documento sono: 

• Tutto il processo di finanziamento (dalla scelta di quali filoni promuovere fino alla selezione dei progetti da premiare) avviene sotto la supervisione di un incaricato politico, che è incoraggiato a usare il proprio «giudizio indipendente» per «promuovere l’agenda politica presidenziale». La peer-review dei progetti da parte di esperti del settore è ancora consentita, ma ha un ruolo unicamente consultivo.  
• È vietato finanziare bandi o progetti che promuovono «valori anti-americani» o comunque invisi al governo, tra cui la promozione di tematiche di genere o sulla diversità etnica. 
• Nel processo di valutazione dei progetti, il ruolo attribuito al prestigio degli istituti proponenti viene ridimensionato (dichiarando di voler «democratizzare» l’attribuzione dei fondi, coinvolgendo una platea più ampia), a favore di una loro documentata adesione ai principi della gold standard science presidenziale, e della richiesta di costi indiretti bassi (una battaglia che il governo porta avanti da tempo, e di cui Scienza in rete ha parlato qui). 
• Le agenzie federali dovranno al più presto dotarsi di regole che permettano l’interruzione immediata dei fondi assegnati a progetti (inclusi quelli già approvati) che dovessero, a detta dell’incaricato politico, non essere più allineati con gli obbiettivi del governo. Questo, ovviamente, ha delle ricadute importanti sulla stabilità dei finanziamenti, e scoraggia programmi di lunga durata. 
• In ogni agenzia, l’incaricato politico dovrà preparare delle procedure per assicurare che tutto il sistema dei finanziamenti sia allineato con quanto indicato nell’ordine esecutivo. Fino ad allora, tutte le nuove assegnazioni di fondi sono interrotte. Per legge, tutti i fondi federali che non vengono spesi entro il 30 settembre devono essere restituiti al Dipartimento del Tesoro. Questa clausola, quindi, sembra essere una scappatoia per permettere al governo di ridurre i finanziamenti alla ricerca rispetto a quanto precedentemente deliberato dal Congresso, una mossa che Trump ha tentato ripetutamente di fare nei mesi precedenti, ma che è stata giudicata illegale.

Alcune incoerenze della gold standard science

I due ordini esecutivi, nel loro preambolo, motivano la necessità di cambiamento della politica della ricerca con l’esigenza di contrastare una crescente sfiducia della società americana verso la scienza. Ciò viene attribuito, in particolare, al modo in cui, sotto l’amministrazione Biden, decisioni politiche irrazionali e dannose sarebbero state imposte alla nazione utilizzando un principio di autorità tecnocratico (“obbedite perché lo dice la scienza”). Inoltre, la scienza avrebbe perso la sua tradizionale neutralità perché infiltrata da elementi ideologici come la promozione dei temi di genere e i programmi di Diversità, Equità e Inclusione (DEI). Lo scopo dichiarato dei provvedimenti sarebbe quindi quello di favorire una riconciliazione tra ricercatori e cittadini.

Anche volendo riconoscere la sincerità di tale obbiettivo (qualcosa di cui, date le altre decisioni del governo in ambito scientifico, è legittimo dubitare), non sfuggono una serie di incoerenze, che rendono difficile sperare in un miglioramento nella conduzione della ricerca scientifica statunitense negli anni a venire. Se si ritiene che la scienza attuale sia troppo politicizzata, in che modo aumentare ulteriormente il suo controllo da parte del potere esecutivo dovrebbe garantire una sua maggior neutralità? Gli elettori repubblicani si sentirebbero ugualmente tutelati da questi provvedimenti, sotto un eventuale governo a guida democratica?

In realtà, uno dei punti chiave, quando si parla di trasparenza nelle decisioni politiche basate su evidenze scientifiche, riguarda l’esplicitare come tali informazioni entrano nel processo deliberativo. Curiosamente, nel paragrafo dell’ordine esecutivo Restoring gold standard science che enfatizza la necessità di rendere pubblici dati e risultati, l’unica eccezione che viene riportata riguarda proprio i modelli di rischio utilizzati dalle agenzie per prendere decisioni di tipo regolatorio. Inoltre, finanziamenti incerti, che possono essere revocati in ogni istante se i risultati sperati non vengono ottenuti, assieme a una cultura della paura di perdere il proprio posto di lavoro, sembrano essere la ricetta perfetta per aumentare il rischio di pratiche illecite da parte dei ricercatori. 

Le possibili conseguenze 

La visione alla base della gold standard science trumpiana è quella di un controllo politico forte sulle attività della scienza, giustificato, a detta dei suoi sostenitori, dal fatto che è il governo ad aver ricevuto il mandato da parte del popolo, non i ricercatori o i burocrati federali. In questo contesto, è il concetto stesso di integrità scientifica a cambiare di significato. Mentre fino alla presidenza Biden questa era basata sulle buone pratiche di ricerca, e i rappresentanti politici stessi erano obbligati ad attenersi agli standard della comunità scientifica, ora il rapporto appare ribaltato, con il finanziamento, la produzione e la comunicazione della scienza che diventano strumenti per ottenere un allineamento dei ricercatori a principi di tipo ideologico. In particolare, desta preoccupazione la centralizzazione da parte del governo dell’attività di valutazione delle prove scientifiche, in contrasto al tradizionale modello, nel quale questa attività è affidata alla comunità scientifica, e le ipotesi contrastanti vengono vagliate pubblicamente nel “mercato delle idee”. Si tratta di una deriva pericolosa; gli esempi ammonitori di quello che succede quando uno stato decide di arrogarsi il diritto di scegliersi le proprie verità scientifiche non mancano (ne sono un esempio il negazionismo dell’infezione da HIV/AIDS in Sudafrica e la il lysenkoismo). In questo senso, le vivaci critiche che sono state mosse dalla comunità scientifica a due recenti rapporti governativi, uno sulla salute infantile [16] e l’altro sui cambiamenti climatici, sembrano confermare tali timori. 

Inoltre, l’approccio proposto rischia di perpetrare ulteriormente un circolo vizioso, che sta già caratterizzando alcune scelte in ambito scientifico del governo Trump. In un articolo di maggio, il direttore della Food and Drug Administration (FDA) giustificava la decisione di non raccomandare più la vaccinazione contro Covid-19 nelle persone di età inferiore a 65 anni e prive di comorbidità, sostenendo che le prove di un reale beneficio in questo gruppo della popolazione fossero scarse, e richiedendo la conduzione di trial clinici di grandi dimensioni per poter colmare questa mancanza di conoscenze. Un paio di mesi dopo, il direttore dei National Institutes of Health ha dichiarato che il governo non finanzierà più la ricerca sui vaccini a mRNA, perché questi non avrebbero ottenuto sufficiente fiducia da parte del pubblico (sic), un argomento apparentemente più adatto all’esclusione di un programma da un palinsesto televisivo che alla valutazione delle priorità di finanziamento della ricerca. Sembra probabile, a questo punto, che le ulteriori prove richieste dall’FDA non arriveranno mai. 

Come riportato da Michael Kratsios, consigliere scientifico del presidente, l’obiettivo finale è che i principi della gold standard science vengano fatti propri non solo dalle agenzie federali, ma dall’intero ecosistema della ricerca, incluse università, società scientifiche e mondo dell’editoria. Possono essere letti anche sotto questa luce i ripetuti e inediti attacchi da parte del governo alle riviste scientifiche avvenuti negli ultimi mesi: le richieste del Department of Justice a decine di giornali in ambito medico di spiegare quale spazio concedano sulle loro pagine a “punti di vista divergenti” su questioni controverse; la pretesa da parte di Robert Kennedy Jr che un articolo che non confermava la sua narrazione sui rischi dei vaccini venisse ritirato; la minaccia di vietare ai ricercatori federali di pubblicare su alcune delle riviste più importanti del mondo, perché considerate corrotte; il possibile blocco degli abbonamenti alle riviste da parte delle agenzie federali. 

Le sfide per la comunità scientifica

Come era prevedibile, l’emanazione dei due ordini esecutivi è stata accolta con preoccupazione dai gruppi che si occupano di integrità della ricerca e ha animato un vivace dibattito sulle più importanti riviste scientifiche. Mentre precedenti iniziative del governo Trump, di fatto, avevano già iniziato ad apportare cambiamenti nell’ambito della politica della scienza (pensiamo, tra tutti, all’introduzione di termini “vietati” nella ricerca), i nuovi provvedimenti estendono e formalizzano tali modifiche, rendendo più difficile contestarle in tribunale.

Gli Stati Uniti hanno svolto negli ultimi ottant’anni un ruolo centrale nell’avanzamento della scienza, sia dal punto di vista culturale che per l’ingente quantità di fondi investiti. È difficile immaginare che un cambiamento così radicale nel suo approccio alla ricerca non avrà ripercussioni anche nel resto del mondo. Secondo vari osservatori, inoltre, l’uso strumentale del concetto di integrità della scienza minaccia di svuotare di contenuto un movimento culturale che ha un ruolo centrale per la comunità scientifica. Mai come oggi i ricercatori sono chiamati a raccogliere la sfida di individuare nuove modalità per promuovere i principi indispensabili alla credibilità della scienza, proteggendoli dal loro uso distorto in chiave pseudoscientifica.

Programmi di rilancio di R&D: sono fattibili?

Il primo in Europa a mettere l’innovazione al centro della strategia economica e politica, ben prima dello tsunami trumpiano, è stato Mario Draghi che, nel suo rapporto sulla competitività del 2023, propose di raddoppiare il budget europeo del prossimo programma quadro per finanziare ricerca e sviluppo (Framework Programme 10): dagli attuali 95,5 miliardi di euro di Horizon Europe, in vigore fino al 2027, a circa 200 miliardi. Ad aprile 2025, in piena crisi della ricerca statunitense, illustri membri dell’Accademia dei Lincei, tra cui Ugo Amaldi e Giorgio Parisi, hanno presentato un programma che come quello di Draghi si concentra sul rifinanziamento della ricerca a livello europeo, con un piano ventennale di investimenti per riequilibrare le disomogeneità tra i 27 paesi europei.

Questi programmi sono fattibili? Partiamo dalla spesa dei paesi europei in Research and Development (R&D), termine che include la ricerca di base, la ricerca applicata e quella sperimentale finalizzata allo sviluppo di nuovi prodotti. In media, i paesi dell’UE spendono per R&D il 2,1% del PIL. In Italia, la spesa in non arriva all’1,5% del PIL, ed è diminuita rispetto al 2022 e 2023. Solo Belgio (3,44%), Svezia (3,40%), Austria (3,20%) e Germania (3,13%) investono percentuali superiori al 3% sul PIL, e sono quindi a livello degli USA, che (fino a ora) hanno investito circa il 3% del PIL. Se esaminiamo separatamente settore pubblico e privato, nei paesi OCSE analizzati il peso del settore pubblico si è ridotto negli ultimi anni rispetto alla componente privata, rappresentata dagli investimenti delle imprese. In Italia, la spesa pubblica è stimata allo 0,5% del PIL nel 2024, con un aumento di solo 0,1% previsto dal governo nei prossimi 5 anni.

Da questi dati si evince che solo alcuni paesi europei sono in grado di stanziare denaro per implementare la ricerca in Europa e accogliere gli scienziati stranieri: la maggior parte infatti ha finanziamenti che riescono a malapena a tenere insieme il sistema università e ricerca pubblica nazionale. 

A causa del divario economico e altre problematiche (non ultima una certa difficoltà di alcuni paesi a sentirsi parte integrante dell’Europa), invece di far fronte comune in nome dell’Europa, invece di sentirsi ancora più europei, invece di sfruttare la situazione per rinsaldare collaborazioni e lavorare insieme, abbiamo assistito a un certo allontanamento dall’idea di un progetto comune.

Alcuni esempi: Francia, Belgio, Germania, Olanda, Spagna si sono mossi singolarmente, offrendo posizioni e grant per gli scienziati USA che vogliono lasciare il loro paese a causa delle politiche attuali. La Francia ha organizzato il meeting Choose Europe for Science, cui erano invitati tutti i ministri della ricerca dei paesi EU (ma non tutti hanno partecipato), dove è stato deciso di stanziare 600 milioni per il biennio 2025-2027: 500 europei, e 100 francesi.

Infine, solo 13 su 26 paesi europei hanno firmato una lettera alla commissaria europea per la ricerca, l’innovazione e la scienza Ekaterina Zaharieva, in cui si chiede sostegno economico e strutturale per rilanciare la ricerca e attrarre gli scienziati che lasciano il loro paese per poter continuare liberamente il loro lavoro.

L’Europa della scienza c’è

L’Europa ha però dimostrato di esserci: Zaharieva ha portato avanti le istanze dei paesi firmatari e dichiarato che «L’Unione europea ospita già il 25% dei ricercatori del mondo», sottolineando che «ogni euro investito oggi attraverso il programma Horizon Europe genererà 11 euro di ricavi entro il 2045». Inoltre, ha annunciato che l’obiettivo dell’UE è che entro il 2030 il budget per la ricerca scientifica raggiunga il 3% del PIL (pari a circa 510 miliardi). «L’Europa sceglie la scienza, che è fonte di progresso e ha un ruolo cruciale per la nostra sovranità e sicurezza economica, per la nostra resilienza e per la democrazia», ha detto Zaharieva, che ha anche sottolineato come lo sviluppo delle tecnologie quantistiche e dell’intelligenza artificiale sia direttamente legato alle possibilità di proteggere la società e i valori europei.

Inoltre, Von der Leyen ha annunciato «una nuova super sovvenzione per i ricercatori della durata di sette anni». Maria Leptin, presidente del European Research Council (ERC) per la selezione e gestione dei finanziamenti, ha dichiarato che ERC fornirà un contributo aggiuntivo di “start-up” per aiutare i nuovi beneficiari a creare il proprio laboratorio o team di ricerca in Europa: dal milione di euro previsto finora si arriverà a 2 milioni.

Nel frattempo, un altro programma di rifinanziamento europeo della ricerca, che ha raccolto in pochi giorni la firma di più di 2000 scienziati europei, è stato presentato dai professori Silvano Tagliagambe e Roberto Battiston col nome di ReBrain Europe. L’obiettivo è rinnovare lo sforzo che, dopo la Seconda Guerra Mondiale, permise all’Europa di costruire istituzioni di riferimento mondiale, come CERN, ESO, ESA, EMBL. Oggi, con competenze scientifiche in cerca di nuovi spazi liberi, possiamo fare altrettanto, anche approfittando del “brain drain” alla rovescia.

Dove trovare i finanziamenti?

Quindi se il progetto di rilancio di Innovazione e Ricerca in Europa è condiviso (più o meno caldamente) dai paesi UE, torniamo al punto chiave: come trovare i soldi per poter rapidamente dare inizio alla riorganizzazione?

È fondamentale che il finanziamento sia europeo e non incida sugli stanziamenti nazionali che in molti paesi sono già insufficienti. I ricercatori italiani (ma anche di altri paesi europei) temono di pagare in prima persona lo sforzo europeo di reclutare scienziati statunitensi. In effetti, la crisi attuale ha portato vari paesi a ridurre i finanziamenti pubblici alla ricerca e all’università: in Francia, a fronte della partenza di Choose Europe for Science e lo stanziamento di fondi e spazi da parte di singole università, il taglio già approvato di 1,5 miliardi preoccupa i ricercatori francesi. In Italia sono previsti tagli di 700 milioni nel prossimo triennio, e molti ricercatori rischiano di dover lasciare il paese o cambiare lavoro a causa dell’esaurimento dei fondi del PNRR. È chiaro che il doppio standard del progetto ReBrain Europe crea perplessità soprattutto nei paesi che meno investono nella ricerca. Ma il numero di questi paesi sta aumentando: persino la ricca Svizzera ha deciso di tagliare 460 milioni di franchi all’anno negli investimenti in formazione, ricerca e innovazione, come denunciato da Martin Hairer, insieme a cinque colleghi, tutti medagliati Fields. I sei vincitori del più importante premio in matematica hanno scritto su questo tema una durissima lettera aperta ai politici Svizzeri, contestando le loro scelte.

L’Europa deve quindi recuperare i fondi a livello centrale. Due recenti finanziamenti europei indicano la strada. Il NextGeneration EU ha raccolto 750 miliardi principalmente attraverso l’emissione di titoli di debito da parte della Commissione europea sui mercati finanziari, con una garanzia fornita da tutti gli stati membri dell’UE. L’UE ha cioè emesso degli Eurobond per raccogliere fondi, che saranno poi restituiti nel tempo. Anche parte dei fondi per il piano ReArm (800 miliardi) provengono dagli Eurobond emessi dalla Banca Europea degli Investimenti, che ha il ruolo di finanziare progetti che supportano gli obiettivi dell’UE. ReArm è stato anche pesantemente finanziato da investimenti privati destinati a sviluppare e modernizzare le capacità di difesa europee, con grande profitto da parte dei finanziatori.

Queste strategie potrebbero portare a uno stanziamento di 100 miliardi per i progetti tipo ReBrain Europe? Secondo Giovanni Dosi, economista, e Rocco de Nicola, informatico, che hanno dedicato al tema un articolo su Scienza in rete, l’idea di creare un fondo UE da 100 miliardi di euro — tramite Eurobond —per creare nuove istituzioni di ricerca avanzata e attrarre studiosi dagli USA e dal mondo è ragionevole. A fronte degli 800 miliardi di euro per ReArm Europe, investire 100 miliardi nella ricerca darebbe un chiaro segnale di un’Europa orientata anche alla conoscenza e alla libertà accademica, che tende all’innovazione tecnologica e sostiene crescita economica, impatto sociale e sostenibilità ambientale. Questa iniziativa sarebbe inoltre un ottimo investimento: M. Stamegna e colleghi dimostrano che in Europa la spesa militare, dipendente da tecnologie USA, ha effetti economici inferiori rispetto agli investimenti in sanità e ambiente, settori dove il continente eccelle. Più investimenti in ricerca porterebbero benefici diffusi e sviluppo ad alta qualificazione.

C’è bisogno di un’Europa davvero unita per affrontare questa sfida

Ma solo se veramente unita l’Europa può affrontare questa sfida. Purtroppo finora vari paesi non hanno partecipato alle varie iniziative. Tra questi l’Italia, che ha scelto di non aderire ai progetti summenzionati: la ministra Bernini non ha firmato la lettera dei 13 paesi membri che chiedevano alla commissaria Ekaterina Zaharieva un supporto per rilanciare la ricerca e accogliere gli stranieri, ha disertato l’incontro parigino Choose Europe for Science, non ha risposto all’appello inviato dagli scienziati italiani per supportare il programma ReBrain Europe.

La ragione di questa scelta non è chiara. Bernini ha criticato il protagonismo francese in occasione di Choose Europe for Science, sottolineando come una strategia efficace debba essere squisitamente europea. Concordiamo con la ministra che il meeting ha avuto una forte impronta francese, che non è piaciuta a molti: vero è anche che la Francia è stato il primo paese a muoversi per accogliere scienziati statunitensi e ha comunque investito 100 milioni in Choose Europe for Science. Concordiamo anche che una strategia efficace debba essere europea. Oltre alle ragioni che abbiamo già discusso, è impossibile per i singoli paesi competere, considerando per esempio che nel solo 2024 gli USA hanno investito oltre 100 miliardi nell’intelligenza artificiale, seguiti a ruota dalla Cina. Ma le scelte di non partecipazione della ministra rimangono oscure. Bernini ha dichiarato che l’Italia ha «già agito, mentre gli altri annunciano», riferendosi, secondo Il Sole 24 ore (5 maggio 2025) al bando da 50 milioni aperto il 7 aprile scorso per attirare in Italia i cervelli in fuga. Ma questo bando nulla ha a che fare con l’accoglienza a cervelli in fuga. È infatti riservato a ricercatori, già premiati da un grant ERC, che abbiano concluso il proprio progetto ERC in un’istituzione europea e che attualmente svolgano attività di ricerca fuori dall’Italia - escludendo di fatto chi fugge da oltreoceano. Purtroppo, in alcuni giornali, la notizia è stata riportata erroneamente. Per esempio, su Italia Oggi il titolo dell’articolo di Martino Scacciati (29/04/2025) riportava: «Al via il bando per portare in Italia ricercatori stranieri in fuga dagli USA».

Come anticipato, la diffidenza dell’Italia nei confronti di azioni europee potrebbe essere motivata dal timore che i ricercatori italiani (e anche di altri paesi EU) paghino di persona lo sforzo europeo di reclutare scienziati statunitensi. La soluzione però non è tirarsi fuori dalle iniziative europee. I soldi recuperati a livello centrale (per esempio tramite Eurobond, come indicato sopra) possono servire anche a rafforzare le università pubbliche in tutti i paesi e offrire contratti stabili. Su queste basi, la Commissione europea avvierà nell’ambito di Choose Europe for Science un progetto pilota di 22,5 milioni di euro nel 2025. L’obiettivo è creare percorsi professionali più stabili per i ricercatori a inizio della carriera, ridurre la precarietà e allineare i ruoli di ricerca alle strategie istituzionali a lungo termine. I programmi sono aperti ai ricercatori di tutto il mondo, il che rafforza l’ambizione dell’Europa di attrarre e trattenere i migliori talenti e di promuovere l’eccellenza nella ricerca.

Al di là dei finanziamenti: come riorganizzare R&D in Europa?

Come sempre, il denaro è necessario ma non sufficiente: al di là dei finanziamenti, c’è necessità di riorganizzare alcune aree di R&D europei. Abbiamo dei punti di forza: centri come il CERN e l’EMBL sono ai vertici mondiali in fisica e scienze della vita, e un ente quale il Consiglio Europeo per la Ricerca (ERC), si è dimostrato capace di selezionare e finanziare efficacemente i migliori progetti esclusivamente in base all’eccellenza e al merito. Ma abbiamo anche dei punti deboli, come il settore dell’innovazione. Recentemente è nato l’European Innovation Council (EIC), il programma di innovazione di punta dell’Europa con lo scopo di identificare, sviluppare e ampliare tecnologie innovative e innovazioni rivoluzionarie. L’Europa potrebbe trarre grandi benefici da una linea diretta che colleghi l’ERC all’EIC. L’ERC dovrebbe continuare la sua politica di privilegiare le migliori idee “bottom-up”: i progetti hypothesis driven che, benché pensati senza velleità di applicazione clinica o tecnologica, sono quelli che più spesso conducono a enormi progressi anche applicativi. Pensiamo agli anticorpi monoclonali che, scaturiti dalla pura curiosità di due grandi immunologi nel 1974, sono oggi tra i farmaci più efficaci in molte malattie e una miniera d’oro per le industrie farmaceutiche che li producono.

Al contrario, l’EIC dovrebbe fare una programmazione “top-down”, con un board tecnico-politico che proponga temi di ricerca ritenuti fondamentali, quali le frontiere delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione, tra cui l’intelligenza artificiale generativa, l’informatica quantistica, il cloud pubblico europeo e la sicurezza informatica, ma anche la tutela dell’ambiente: dall’idrogeno veramente “verde” alle tecnologie per lo smaltimento delle tossine che rilasciamo nell’ambiente.

Con lo stesso tipo di logica, sia bottom-up che top-down, dovrebbe qui essere integrato anche il Framework Programme, dedicato a finanziare team sovranazionali. Una rete di distretti europei per l’innovazione sarebbe un valore aggiunto: collaborando e condividendo le migliori pratiche, avremmo più probabilità raggiungere velocemente gli obiettivi senza sprecare tempo, energia, cervelli e denaro in una concorrenza inutile.

Assai lodevole in questo senso è l’iniziativa di ERC di riunire in un recente workshop scienziati, leader dell’industria e responsabili politici, per analizzare in modo bipartisan - o meglio multipartisan - i problemi della ricerca in Europa e identificare possibili soluzioni. I partecipanti hanno espresso un messaggio comune di collaborazione e urgenza del tutto apartitico, e identificato i principali ostacoli all’innovazione in Europa: il più importante è la frammentazione, sia dei mercati che dei quadri normativi. È quindi necessario un sostegno a lungo termine per la scienza, in particolare per la ricerca di frontiera ad alto rischio, che non può prosperare con cicli di finanziamento brevi o obiettivi industriali troppo ristretti. Confidiamo che il dialogo tra soggetti diversi continui, e presto passi all’azione, per un’Europa competitiva.

Un nuovo Rinascimento

Nel Rinascimento l’Italia seppe attrarre e valorizzare i migliori artisti e pensatori. Oggi l’Europa ha l’opportunità di costruire un nuovo Rinascimento scientifico e culturale, capace di garantire benessere, libertà e soprattutto pace. Investire in conoscenza è cruciale, soprattutto per paesi poveri di materie prime come l’Italia. Non solo per motivi economici, ma perché l’eccellenza scientifica è il miglior antidoto contro derive autoritarie. E perché riappropriarsi del dominio in R&D rafforzerebbe l’Europa anche dal punto di vista politico, e la toglierebbe dallo scomodo ruolo di innocent bystander in cui purtroppo i potenti della terra ci hanno relegato.

Conclusioni

Perché l’Europa vinca questa battaglia servono tre componenti:

1. massicci investimenti che non pesino su quanto i singoli paesi investono in ricerca;
2. un nuovo orgoglio europeo, stimolato da iniziative diplomatiche che aiutino i paesi membri a riconoscersi nei grandi valori comuni di pace, libertà, giustizia e progresso;
3. un cambio di marcia riguardo la ricerca scientifica: non solo educazione alla scienza, molto in affanno in molti paesi, ma anche apprezzamento sociale e percorsi di carriera attraenti.

Per noi italiani è bello e gratificante sapere che produciamo ottimi ricercatori (quest’anno l’Italia è terza per numero di vincitori di grant ERC). Purtroppo, però, i vincitori scelgono altre sedi, e il bel paese non attrae più. Negli ultimi dieci anni sono emigrati dall’Italia oltre 14.000 ricercatori. In paesi come Austria, Germania e Olanda succede l’opposto: i vincitori sono meno, ma restano nel paese di origine, dove emigrano anche i migliori provenienti dal resto del mondo, perché accolti da strutture efficienti in un contesto disponibile e collaborativo. L’Italia non può più tollerare questa emorragia di risorse che ci sta condannando a un ruolo subalterno. Con l’aiuto dell’Europa, di cui siamo parte integrante, dobbiamo creare strutture e disegnare politiche capaci di attrarre le menti migliore e aiutarle a gettare nel nostro terreno i semi di un futuro di pace e progresso.

La diffusione dell’informazione ha sempre accompagnato l’evoluzione tecnologica segnando svolte epocali: dalla stampa a caratteri mobili di Gutenberg, che rese la conoscenza più accessibile, all’avvento di Internet e della digitalizzazione, che hanno dato vita alla società dell’informazione, globale e istantanea. Oggi viviamo un’altra trasformazione: le tecnologie generative, capaci di utilizzare il linguaggio naturale, stanno cambiando il nostro rapporto con l’informazione. Se da un lato offrono nuove potenzialità espressive, dall’altro rendono sempre più difficile distinguere le informazioni «sintetizzate» da quelle create interamente da esseri umani, sollevando nuove sfide che richiedono consapevolezza e strumenti adeguati.

La Cyberspace Administration of China (CAC) ha recentemente promulgato un insieme di prescrizioni denominate Misure per l’identificazione di contenuti sintetici generati dall’intelligenza artificiale, segnando un passo significativo nella regolamentazione delle tecnologie emergenti in ambito digitale. Tali misure, che si inseriscono in un contesto di crescente attenzione globale verso i rischi associati all’uso dell’AI generativa, prevedono due principali modalità di identificazione dei contenuti sintetici: una forma esplicita e una implicita.

L’identificazione esplicita si realizza mediante l’inserimento, nei contenuti generati artificialmente (testi, suoni, immagini ecc.), di marcatori chiaramente percepibili dagli utenti, al fine di rendere trasparente l’origine artificiale dell’output generato. L’identificazione implicita, invece, si basa sull’adozione di tecnologie invisibili all’utente finale, capaci di tracciare l’origine sintetica dei contenuti tramite metadati o codici digitali incorporati nei file.

Se l’identificazione esplicita permette agli utenti di sapere immediatamente se ciò che stanno vedendo o ascoltando è stato generato da una macchina, quella implicita offre un livello di controllo più profondo e tecnico, utile soprattutto per le piattaforme, le autorità e gli sviluppatori nel monitorare e contrastare eventuali abusi.

In un’epoca in cui i contenuti generati con l’intelligenza artificiale sono sempre più indistinguibili da quelli realizzati interamente da esseri umani, le misure adottate dalla CAC vogliono rappresentare un tentativo concreto di fornire strumenti atti ad affrontare questa difficoltà. In effetti, in assenza di meccanismi di tracciabilità e trasparenza, la diffusione incontrollata di contenuti sintetici potrebbe incidere sull’integrità delle informazioni, sulla stabilità dell’ecosistema informativo digitale, minacciando la qualità delle informazioni e la libertà di espressione. In tale prospettiva, la proliferazione non regolamentata di contenuti generati dall’AI solleva rilevanti questioni di natura etica e politica, tra cui la veridicità delle informazioni, la possibilità di distorsione sistematica della percezione collettiva e la compromissione dei presupposti per un confronto pubblico autenticamente pluralista.

La regolazione proposta dalla CAC, sulla consapevolezza che l’intelligenza artificiale generativa rappresenti un asset strategico per la crescita economica e il miglioramento della vita quotidiana, mira a garantire uno standard di trasparenza che permetta agli utenti di identificare i contenuti sintetici per distinguerli da quelli non sintetici. Questa classificazione, questa demarcazione prescinde da qualsiasi obiettivo di accertamento della veridicità dell’informazione, dal momento che i moderni sistemi di intelligenza artificiale operano in modo indipendente rispetto al concetto di verità. L’intento non pare quello di stabilire se un contenuto sia vero o falso, bensì di rendere chiara la sua origine affinché il soggetto destinatario dell’informazione possa riconoscere la natura del messaggio ricevuto.

L’iniziativa è mossa da una forte spinta geopolitica. In effetti, la vulnerabilità che si va a tutelare non è solo una questione tecnica, ma assume una chiara rilevanza politica e sociale: contenuti sintetici non dichiarati tali possono influenzare l’opinione pubblica e il formarsi democratico di un dibattito, ledere la reputazione di individui e finanche delle istituzioni. Ebbene, pur nella consapevolezza che la regolazione cinese sia espressione di un impianto ideologico e valoriale distante da quello liberaldemocratico occidentale, non si può ignorare come essa rifletta un’urgenza condivisa a livello globale: quella di garantire che le tecnologie emergenti, e in particolare l’intelligenza artificiale generativa, non diventino strumenti di disordine informativo o di destabilizzazione sociale. Il timore che potenze straniere o attori non statali possano sfruttare l’intelligenza artificiale generativa per condurre operazioni di disinformazione, influenzare processi elettorali o destabilizzare il tessuto sociale di altri Paesi, è alla base della crescente attenzione internazionale verso la regolamentazione di questi strumenti.

Già nel 2023 la Cina si è dotata di regole per la gestione dei servizi di intelligenza artificiale generativa, con l’obiettivo che i sistemi di AI debbano conformarsi ai valori fondamentali del socialismo cinese. Questo approccio evidenzia una volontà di controllo ideologico sull’intelligenza artificiale, ma al tempo stesso segnala una consapevolezza, assunta politicamente, della portata trasformativa – e potenzialmente destabilizzante – di queste tecnologie.

Per tali ragioni si può affermare che il loro controllo rappresenta non solo una questione di innovazione ma un elemento chiave nella tutela della sovranità nazionale e nella ridefinizione degli equilibri geopolitici globali. Sappiamo, infatti, che le differenti posizioni politiche che sorreggono le scelte di governance esprimono regole che restano solo formalmente limitate dai confini degli stati nazionali. In particolare, regolamentare l’AI generativa significa dettare regole al di fuori dei confini geografici. Ancora una volta, non è in gioco il primato tecnologico ma la conquista di una leadership geopolitica, grazie allo strumento normativo impiegato per tutelare le singole sovranità.

In questo contesto si inquadra la sfida tecnica tra AI generative e strumenti di identificazione, supportati dall’AI, nella classificazione di contenuti digitalmente creati. Con la mole attesa di contenuti non basterà più il lavoro della comunità sociale e scientifica, che storicamente hanno filtrato le informazioni, ma necessariamente ci affideremo a sistemi per il rilevamento di «tracce digitali» e il filtraggio dei contenuti.

A questi si affiancheranno strumenti e tecnologie per certificare la creatività umana come, ad esempio, Blockchain e firma digitale, necessari per tutelare il valore economico e intellettuale degli artefatti umani.

È prevedibile che a ogni miglioramento nei sistemi di rilevamento corrisponda parallelamente un’evoluzione nei sistemi di generazione, dando luogo a una competizione continua, in cui solo l’AI saprà riconoscere contenuti sintetizzati. Questo scenario prefigura un contesto di AI antagoniste, con il rischio che l’essere umano venga progressivamente emarginato, perda di motivazione, creatività e spirito critico, aprendo le porte a una società in cui l’uomo non sarà più al centro, ma semplice fruitore passivo dei contenuti. Una normativa adeguata al tracciamento a monte dei contenuti, in tal senso, risponde a una esigenza non derogabile.

Nelle aule di medicina, gli e le studenti osservano immagini nitide generate al computer, esplorano strutture corporee con la realtà aumentata, interagiscono con software che riconoscono organi e tessuti. La tecnologia ha migliorato l’accessibilità e la comprensione spaziale, ma c’è un prezzo da pagare: il rischio di perdere il contatto con la complessità reale del corpo umano, con le sue imperfezioni, la sua vulnerabilità, la sua storia.

Un tempo, la dissezione del donatore era una tappa obbligata per ogni futuro medico. Non solo per imparare l’anatomia, ma per confrontarsi con la morte, con l’alterità del corpo umano privo di vita, con l’etica della cura. Era un’esperienza intensa, anche emotiva, che lasciava il segno. Oggi queste esperienze stanno scomparendo. A parte poche realtà universitarie italiane, che mantengono le aule settorie pur con difficoltà economiche e legislative, molti corsi si basano ormai quasi esclusivamente su simulazioni digitali. Ma un corpo sintetico, per quanto realistico, non odora, non ha peso, non mostra i segni del tempo o della malattia. È un modello, non una storia.

Eppure, proprio mentre nelle aule il corpo reale si allontana, fuori dall’università il corpo stesso si trasforma. I pazienti che i nostri studenti incontreranno avranno pacemaker, impianti cocleari, protesi articolari, valvole cardiache artificiali. Alcuni porteranno chip neurali o sensori sottocutanei per il monitoraggio continuo, altri riceveranno organi bioingegnerizzati o protesi robotiche controllate dal pensiero. Alcuni porteranno nel proprio corpo tracce di modificazioni genetiche, frutto di terapie innovative come l’editing genomico per correggere mutazioni ereditarie o trattare malattie rare. I confini tra naturale e artificiale si fanno mobili perché queste modifiche cambiano la “firma” biologica del corpo, introducendo varianti che non sono frutto della semplice evoluzione naturale, ma dell’intervento tecnologico. L’anatomia che insegniamo rischia di essere in ritardo rispetto alla realtà che si sta costruendo sotto i nostri occhi.

Non si tratta solo di aggiornare le tavole anatomiche o i contenuti delle lezioni. Si tratta di ripensare il ruolo stesso dell’anatomia nella formazione. In un mondo dove l’immagine può essere generata artificialmente e il corpo può essere modificato, è urgente restituire all’anatomia il suo significato più profondo: un sapere critico sull’umano. Questo significa, prima di tutto, aiutare gli e le studenti a leggere le immagini, non solo a riconoscerle. Dare loro strumenti per interpretare la forma nel suo contesto, nella sua funzione, nel suo significato. Insegnare che l’organizzazione del corpo non è solo un dato biologico, ma una logica vivente, che può essere alterata dalla malattia o dalla tecnologia.

Serve inoltre uno spazio per la riflessione etica. Che cosa comporta impiantare un dispositivo nel cervello? Quali conseguenze ha la possibilità di aumentare le prestazioni corporee, non solo ripararle? Chi ha accesso a queste tecnologie, e chi ne resta escluso? L’anatomia può diventare un luogo in cui queste domande non vengono evitate, ma affrontate insieme.
Molte istituzioni internazionali lo stanno riconoscendo. Organismi come l’International Federation of Associations of Anatomists (IFAA), e l’American Association for Anatomy (AAA), hanno già cominciato a includere nei curricola didattici elementi come gli organi artificiali, gli impianti e le interfacce neurali. Anche in Europa alcuni programmi pilota si stanno interrogando su come integrare, già nei primi anni di medicina, la conoscenza di corpi “modificati”.

Ma il cambiamento più profondo riguarda il modo in cui insegniamo: non soltanto trasmettere contenuti, ma risvegliare consapevolezza. L’anatomia può e deve essere un sapere che tiene insieme rigore scientifico e coscienza critica. Non solo un’anticamera per discipline più “cliniche”, ma un luogo in cui si impara a osservare, a interpretare, a dare significato.
Un tempo si parlava di “spirito d’osservazione”. Oggi potremmo chiamarla alfabetizzazione morfologica: la capacità di leggere la forma umana come un linguaggio, e non solo come una mappa. Significa saper cogliere le variazioni, comprendere la relazione tra struttura e funzione, tra morfologia e patologia. Significa anche riconoscere che il corpo non è uguale per tutti, né è uguale per sempre. È un luogo vissuto, soggetto a trasformazioni, medicalizzazioni, scelte individuali.

In molte scuole di medicina, l’anatomia resta una delle prime esperienze di contatto diretto con la dimensione clinica. È lì che si comincia a costruire lo sguardo medico, che poi accompagnerà il professionista per tutta la carriera. Per questo è importante che quello sguardo non sia ridotto a semplice classificazione. Deve essere uno sguardo attento, empatico, consapevole.

Oggi più che mai, quando anche l’immagine del corpo può essere prodotta artificialmente, è fondamentale insegnare a distinguere tra rappresentazione e realtà. Molte immagini digitali, pur basate su dati reali, vengono ripulite, semplificate, idealizzate. Non mostrano la variabilità, la fragilità, la storia scritta nei corpi. Questo ha anche implicazioni cliniche. Un medico che ha imparato solo su modelli perfetti può trovarsi disorientato di fronte a una realtà imperfetta, con cicatrici, asimmetrie, patologie.

L’anatomia, in questo senso, è anche una palestra per l’incertezza. Ci insegna che i corpi sono diversi, che la norma non è un assoluto, ma una costruzione statistica. E che per curare, bisogna prima di tutto comprendere. Di fronte all’ibridazione crescente tra corpo e tecnologia, tra immagine e realtà, tra naturale e artificiale, serve uno sguardo nuovo. Ma serve anche un punto fermo. È questo, forse, oggi, il compito più difficile dell’anatomista: tenere la linea della conoscenza biologica, mentre si apre la porta a una comprensione più ampia del corpo umano.

Nel suo libro Hybrid Humans, lo scrittore inglese Harry Parker, lui stesso portatore di protesi, scrive che tutti noi, in fondo, stiamo diventando ibridi: con un pacemaker, con una lente a contatto, con una app che misura i battiti cardiaci. Il confine è già attraversato.

Per questo non possiamo più insegnare l’anatomia come se nulla fosse cambiato. Ma possiamo, anzi dobbiamo, insegnarla con ancora più profondità. Perché comprendere il corpo umano, oggi, significa anche comprendere le sfide della nostra umanità. E forse, in un mondo sempre più tecnologico, l’anatomia può ricordarci ciò che ci rende ancora umani.

Ho avuto la fortuna di conoscere Boncinelli da giovane studentessa di biologia, mentre facevo ricerche per la tesi di laurea all’Ospedale San Raffaele di Milano, nei primi anni Novanta. Dado, così lo chiamavamo, era appena arrivato da Napoli con il suo grande gruppo di ricerca. Pochi anni prima, con Antonio Simeone e altri scienziati, aveva fatto una scoperta epocale, che sarebbe finita nei libri di scuola. Il laboratorio si trovava in un improbabile sottoscala del CNR di Napoli. Lì, con strumenti primitivi se visti con lo sguardo di oggi, il gruppo aveva individuato i geni omeotici nei mammiferi. Si tratta di parti del DNA, conservate nell’evoluzione, che regolano fasi importanti dello sviluppo embrionale di molte specie animali, dagli insetti agli esseri umani.

Il Dibit, l’istituto allora appena costruito del San Raffaele di Milano, nei primi anni Novanta era nuovissimo e tra i ricercatori c’era un’aria di straordinario entusiasmo. Incontravo spesso Boncinelli ai seminari, dove ospiti venuti da fuori tenevano una lecture dopo pranzo. Forse complice la penombra della sala, Dado sembrava sempre assopito. Eppure, con il suo inconfondibile accento fiorentino delle origini familiari, miscelato a una lieve cadenza napoletana, alla fine del seminario faceva sempre le domande più acute e centrate.

Oltre alla carriera di ricerca e accademica, che si è svolta tra l’Università Federico II di Napoli e l’Università Vita Salute San Raffaele, Boncinelli ha anche diretto per un periodo la Scuola internazionale di studi avanzati di Trieste.

Eccezionale divulgatore, aveva un modo straordinariamente semplice e divertente di spiegare cose complesse. Ha scritto decine di libri e centinaia (o forse migliaia) di articoli, tanti per Le Scienze e per il Corriere della Sera, destinati al grande pubblico. Nel 2004 ho avuto il privilegio di seguire l’edizione di un breve libretto pubblicato da Zanichelli nella collana “Mestieri della Scienza”, dal titolo Idee per diventare genetista. La scrittura a quattro mani è iniziata con una lunga intervista, in cui Dado mi aveva raccontato come si era sviluppata la sua eclettica carriera. L’interesse per la genetica era stato stimolato, poco dopo la laurea in fisica, dalla lettura di Che cos’è la vita di Erwin Schrödinger, oggi pubblicato da Adelphi. Raccolta nella sua piacevole casa di Città studi, a Milano, l’intervista era avvenuta sotto lo sguardo affettuoso e accudente, dolce e allegro di sua moglie Angela.

Tra i libri più noti di Boncinelli voglio ricordare L’anima della tecnica (Rizzoli, 2006), che ha meritato il premio Merck Serono, e Lettera a un bambino che vivrà 100 anni (Rizzoli, 2010).

Di molte sue battute rido fra me ancora adesso, anche se alcune non si possono ripetere. Il suo umorismo era a volte sferzante, ma era sempre accompagnato da una non comune generosità e da un’inesauribile curiosità, in particolare nei confronti dei giovani. Conservo ancora la deliziosa lettera di presentazione che mi aveva scritto per le università americane dove contavo di approdare dopo la laurea.

Da tempo malato, Dado Boncinelli è rimasto a lungo attivo su Facebook, dove pubblicava di frequente le sue poesie, i giochi di parole, oltre a immagini argute e divertenti, alcune create con la collaborazione dei suoi figli, a cui era molto legato. La sua scomparsa lascia un vuoto profondo in chiunque abbia avuto la fortuna di incontrarlo. La comunità di Scienza in rete si stringe alla moglie Angela, ai figli e ai nipoti in questo momento di grande dolore.

Nella chimica, fantasia e intuizione hanno portato a grandi scoperte. Giulio Natta intuì il potenziale degli studi condotti da Ziegler e con la sua fantasia avviò l’era della plastica; Humphry Davy ha eseguito meglio e prima di tutti la separazione di nuovi elementi con l’aiuto dell’elettricità; il colpo d’occhio di Robert Woodward ha fatto progredire la chimica organica a una velocità impensabile per gli anni ‘60.

C’è un luogo, però, dove la chimica è avanzata in un modo diverso, poco adatto alla cronaca e ai riflettori: nel buio umido delle miniere svedesi si è sviluppata una cultura del lavoro fatta di perseveranza, concentrazione e attenzione ai dettagli. È un modo di agire lento e costante che si è diffuso anche nelle università e ha plasmato le sperimentazioni chimiche: il legame tra duro lavoro minerario e laboratori ha contribuito a dare alla chimica un’aura di nobiltà, più di altre discipline. Nella Svezia dell’800 la massima aspirazione scientifica era proprio la costruzione di una carriera nella chimica. 

Se a questo contesto si aggiungono rocce contenenti elementi sfuggenti e difficili da isolare, abbiamo tutti gli ingredienti per il racconto perfetto. Una storia che, vista l’importanza moderna delle terre rare, merita di essere raccontata.

È intelligente ma…

Carl Gustaf Mosander incontra il mondo scientifico già a 15 anni, quando diventa apprendista in una farmacia di Stoccolma e inizia una carriera che lo porta otto anni dopo a studiare medicina al Karolinska Institutet. È il 1820 e il giovane studente impara a convivere con oneri e privilegi di formarsi sotto la guida di una figura tra le più ingombranti nella storia della scienza: Jöns Jakob Berzelius, che ha plasmato la chimica moderna e il suo lessico introducendo termini come allotropo, isomero, catalisi. Un mentore di tale calibro può essere fonte di ispirazione infinita, ma anche un punto di riferimento con cui è molto difficile misurarsi: “allievo che supera il maestro” non è una massima applicabile nel caso di Berzelius. 

Nell’intraprendere la carriera di chimico autonomo, Mosander ha quindi di fronte un’eredità pesante e difficile da eguagliare, figuriamoci superare. Le probabilità che il suo nome venga eclissato dalla dicitura “allievo di…” sono molto alte. La svolta alla sua carriera avviene quando conduce un esperimento dissolvendo in acido una pietra nera piuttosto pesante proveniente dalla miniera di Ytterby: questa semplice procedura è il prologo di una lunga e certosina attività di ricerca che avrebbe smentito una comunità scientifica convinta di aver completato la tavola periodica. Per fortuna sua e di Ytterby, che oggi è luogo quasi mitologico, esistevano ancora nuovi elementi da scoprire. Così tanti che quel piccolo borgo a Nord-est di Stoccolma sarebbe diventato il luogo con la più alta densità di elementi naturali scoperti e che Mosander sarebbe passato alla storia per aver avvicinato la tavola periodica alla sua forma attuale.

Allievo taciturno e meticoloso, per il suo maestro è “lento” e ha la propensione a “sbadigliare tutto il giorno”; commenti dovuti a quella insofferenza che forse Berzelius prova trovandosi a lavorare con una persona brillante non in grado di sfruttare appieno il suo potenziale. Eppure questa lentezza, miscelata con l’ostinazione e la dedizione al dettaglio, gli consentirà di affermarsi come erede scientifico di Berzelius, una prospettiva che forse nemmeno lui riteneva possibile. 

Il lavoro giusto per la persona giusta

Nel 1838, quando è già professore e ha 41 anni, Mosander entra in possesso di un campione contenente cerio, l’elemento isolato trentasei anni prima dal suo mentore. Da tempo sospettava che quel campione potesse celare altri metalli non ancora identificati; tuttavia, le indagini condotte anni prima erano state inconcludenti e si erano arenate perché aveva esaurito le scorte di ossido di cerio appartenute a Berzelius. Mosander, costretto a sospendere la ricerca, aveva lasciato i suoi dubbi in un cassetto per oltre 12 anni e il nuovo campione gli aveva permesso di riprendere da dove aveva lasciato. Grazie anche all’aiuto di uno studente incaricato di produrre diversi chilogrammi di solfato doppio di potassio e cerio - KCe(SO₄)2 - a partire da quei frammenti di cerite, e alla riorganizzazione dei materiali del Museo svedese di storia naturale, Mosander riesce a riprendere le sue analisi. In questo nuovo contesto e forte di tutto questo nuovo materiale, si arma di tutta la pazienza di cui dispone e riesce a separare un ossido sconosciuto: ipotizzando di avere a che fare con una specie più basica rispetto al cerio, usa acido cloridrico e acido nitrico isolando quindi il nuovo elemento sotto forma di cloruro e nitrato.

Così spiegato può sembrare semplice, ma la chimica di quel periodo non disponeva di molte tecnologie che oggi diamo per scontate: la cromatografia a scambio ionico, oggi utile anche negli addolcitori dell’acqua, arriverà solo nel XX secolo, quindi Mosander si può affidare a tecniche inefficienti come la precipitazione frazionata e la cristallizzazione. Un processo di separazione così impostato richiede di sciogliere i campioni in acido e portare la soluzione alla esatta temperatura che avrebbe fatto cristallizzare un solido contenente alte concentrazioni di un solo elemento, lasciando il resto in soluzione. Più gli elementi da separare sono simili, più il processo sarà inefficiente e più volte deve essere ripetuto: le terre rare si somigliano così tanto che solo la perseveranza di Mosander può dare risultati. 

Contate fino a 15.000: al ritmo di un numero al secondo, avete impiegato circa 4 ore del vostro tempo. Ecco, questo è il numero di esperimenti che Mosander conduce, ottenendo una quantità di campione misera, ma sufficiente ad annunciare la sua scoperta al mondo. Con il nuovo elemento tra le mani, però, decide di rimanere in silenzio per non svergognare il suo mentore, che si era fatto sfuggire la scoperta di un nuovo elemento che aveva sempre avuto sotto il naso. Il rapporto tra Mosander e Berzelius infatti andava oltre la semplice relazione accademica. Per Berzelius, Mosander era diventato l’allievo prediletto, uno stretto collaboratore, il successore come segretario permanente dell’Accademia delle Scienze di Stoccolma e, per molti anni, persino coinquilino in una casa condivisa con il professore e sua moglie. Una fonte riporta anche che nel 1832 Berzelius aveva lasciato la cattedra di chimica e farmacologia al Karolinska Institute per donarla a Mosander in occasione del suo matrimonio. Un gesto che vale più di mille complimenti.

Il meritato posto nella storia (e nella tavola periodica)

Il silenzio sulla nuova scoperta dura circa un anno: durante le festività natalizie del 1839, Axel Erdmann, uno degli studenti di Mosander, annuncia di aver identificato una “nuova terra”, a cui propone di dare il nome di Mosandrite, in onore del suo professore e ne invia anche un campione a Berzelius. Ormai il dado è tratto e Mosander non può più tacere: ammette di aver isolato lo stesso elemento a inizio anno e ne discute con il suo mentore. Inizialmente scettico, Berzelius deve riconoscere l’evidenza e la solidità di quel lavoro certosino e, seppur con qualche esitazione, si congratula con il suo allievo, ma trova comunque il modo di mettere la sua firma anche su questa scoperta: è lui infatti a proporre un nome che racchiuda l’essenza del nuovo elemento. Lantanio, dal greco lanthànein, “nascondersi”, in omaggio alla sua lunga permanenza celata, invisibile ma presente, sotto gli occhi della chimica. Forte di questo supporto, Mosander decide di aspettare ancora per dare l’annuncio ufficiale, nonostante le voci circolino fin da subito, e continua il suo lavoro dimostrando che il lantanio non era l’unico elemento nascosto: nel cerio di Berzelius c’è almeno un altro elemento, che Mosander chiama didimio.

Tra il 1842 e il 1843 arrivano quindi gli annunci ufficiali, prima in svedese poi in inglese: forse l’allievo non aveva superato il maestro, ma si era assicurato il suo posto nella storia come colui che ha esteso la tavola periodica e avviato una nuova stagione di scoperte. Sempre con lo stesso metodo di indagine, infatti, Mosander troverà anche erbio, ittrio e itterbio, ma la comunità scientifica impiegherà vent’anni per confermare l’esistenza di questi elementi. Nessuno sapeva quante fossero in totale le terre rare: bisognerà attendere il tardo Ottocento per trovarle e anche per dimostrare che il didimio non è un elemento, ma una miscela di neodimio e praseodimio. Senza la “lentezza” e la “tendenza a sbadigliare” del chimico più perseverante di sempre tutto questo non sarebbe stato possibile.

Un modo diverso di fare scienza

Chissà a cosa stava pensando Mosander mentre compiva il suo lavoro di isolamento alienante, ripetitivo e quasi ascetico. In un’epoca in cui mancavano strumenti sofisticati, il lavoro di Mosander somigliava più a un’arte rituale che a un procedimento scientifico nel senso moderno del termine. Era necessario conoscere la materia, osservarne i comportamenti, intuire le lievi differenze nei colori, nelle densità. E così, nell’arco di pochi anni, Mosander dischiuse un angolo remoto della tavola periodica che fino ad allora era rimasto indistinto, opaco, addirittura inimmaginato. Nonostante la scarsità di mezzi, rivelò la complessità del mondo dei lantanidi, anticipando una delle sfide più tecniche e cruciali della chimica del Novecento. Quegli elementi sono finiti nei satelliti e negli smartphone, su di essi si regge buona parte dell’industria moderna, stiamo affidando a loro la transizione energetica e per questo stanno diventando l’ago della bilancia geopolitica mondiale.

In un’epoca che esalta la velocità, la vicenda di Mosander ci porta ad apprezzare anche il valore della lentezza: quella che non è sinonimo di debolezza, ma di profondità. Quella che scava, osserva, decanta. Il contributo di Mosander è la prova che la scienza non è fatta solo di slanci geniali e intuizioni lampanti. È anche - e forse soprattutto - un esercizio di costanza, di rigore, di sopportazione dell’attesa. Dove altri avrebbero visto una serie interminabile di esperimenti monotoni, lui ha visto una comfort zone e ha deciso di continuare. E dove qualcuno aveva visto un allievo “lento”, la storia ha riconosciuto un pioniere ostinato, capace di distinguere dal caos il disegno nascosto della tavola periodica. Considerando, poi, che abbiamo dedicato a Ytterby quattro elementi e che il suo nome, tradotto, significa semplicemente “villaggio esterno”, così come le terre rare sono posizionate fuori dal corpo principale della tavola periodica, il cerchio di questa storia si chiude alla perfezione. 

P.S.: Vi lasciamo con una pillola di storia, che a volte fa giri strani e crea collegamenti inaspettati. Nell’analizzare la complessa biografia di Mosander, abbiamo scoperto che era il bisnonno di Carin Axelina Hulda Fock, prima moglie del gerarca Hermann Göring.

Pochi giorni fa, per esempio, si è conclusa STATPHYS29, la 29esima edizione del più importante convegno internazionale di fisica statistica, branca della fisica con una solida tradizione interdisciplinare che riesce a cogliere aspetti fondamentali dei sistemi complessi. L’evento principale del convegno ha avuto come cornice la città di Firenze, che ospitò la prima edizione nel 1949, ed è stato inaugurato con una lectio magistralis del Premio Nobel Giorgio Parisi. STATPHYS29 ha avuto anche una serie di eventi satellite disseminati in diversi paesi: Francia, Polonia, Svezia, Regno Unito solo per citarne alcuni. Questi eventi, in particolare, possono assumere una rilevanza fondamentale nella costruzione di comunità scientifiche locali ma connesse al resto del mondo soprattutto in paesi in crisi o in via di sviluppo.

Coagulare realtà frammentate

Per la prima volta nella storia di STATPHYS, per esempio, è stato deciso di portare un evento satellite in Africa, e più precisamente a Kigali, la capitale del Ruanda, dove l’International Centre for Theoretical Physics - ICTP ha un centro di ricerca, l’East African Institute for Fundamental Research (EAIFR). L’iniziativa ha coinvolto una sessantina di iscritti tra speaker e partecipanti, selezionati tra circa 130 candidature, provenienti da 18 paesi di cui 8 africani. Tra gli organizzatori dell’evento troviamo Fulvio Baldovin e Flavio Seno, entrambi provenienti dall’Università di Padova. «L’importanza di questi incontri accademici e quanto questi siano incisivi nella società viene molto sentita dagli studenti locali, fatto che li porta a partecipare in modo molto attivo e coinvolto durante gli eventi. Sicuramente il Ruanda è un caso particolare anche per la sua situazione politica. Dopo il genocidio del 1994 c’è stata una pacificazione generale e quando siamo venuti qui due anni fa per un sopralluogo abbiamo scoperto una realtà sorprendente: un paese in crescita con infrastrutture funzionali e una popolazione estremamente cordiale e accogliente», commenta il Seno.

«Il Ruanda è uno Stato molto intraprendente dal punto di vista politico e aspira a diventare il primo hub aeroportuale in Africa: può sembrare strano, ma per esempio i partecipanti provenienti dai vari paesi africani, per raggiungere il Ruanda, hanno dovuto fare scalo in Europa, perché non esiste un hub continentale. Pertanto questo paese sta investendo non solo a livello di infrastrutture ma anche in scienza e tecnologia», ribadisce Baldovin, che aggiunge: «La domanda che ci stiamo ponendo in questi giorni del Convegno riguarda la necessità di dare continuità a questo tipo di iniziative. La mia impressione è che serva rendere questi eventi continuativi nel tempo in modo che questa comunità scientifica si coaguli: le eccellenze esistono, ma sono ancora dei casi troppo isolati». Proprio per questi motivi è stato deciso al termine dell’appuntamento a Kigali di creare un Convegno africano di fisica statistica che coinvolga le varie realtà del continente con una cadenza biennale, in modo da consolidare la cooperazione tra i diversi stati africani.

La difficoltà di superare i confini

Anche paesi in guerra possono ospitare congressi internazionali: Lviv, conosciuta in italiano anche come Leopoli, in Ucraina, ha accolto quest’anno un altro evento satellite di STATPHYS29. Erik Aurell, professore del KTH Royal Institute of Technology a Stoccolma, ci racconta che«Uno dei motivi principali che ha portato a organizzare un meeting di STATPHYS in Ucraina è proprio il fatto che si trova in uno stato in guerra. A causa della legge marziale in vigore da febbraio 2022, gli uomini di età compresa tra i 18 e i 60 anni non possono oltrepassare i confini nazionali». E aggiunge: «Ovviamente, molti scienziati in attività di ricerca hanno un’età inferiore ai 60 anni, pertanto professori e ricercatori ucraini nel campo della fisica statistica e in generale in qualunque campo di ricerca non hanno la possibilità di recarsi a convegni internazionali e di incontrarsi di persona con i colleghi di altre nazionalità. La scelta è caduta su Lviv anche per diminuire la probabilità di rischi dovuti ad attacchi militari e per la maggiore vicinanza ai confini occidentali».

Da quando è iniziata la guerra, infatti, lo spazio aereo nei cieli dell’Ucraina è chiuso e di conseguenza, non essendoci voli diretti, gli unici mezzi di trasporto disponibili rimangono quelli di terra come i bus di lunga percorrenza. «Il problema principale è stato oltrepassare il confine; una volta entrati nel territorio nazionale non ci sono state problematiche relative ai trasporti. C’è stato anche un allarme la notte prima del convegno, fortunatamente senza conseguenze», continua Aurell. Nonostante questo, tuttavia, il meeting è stato un ‘normale’ convegno di professori e ricercatori accademici - ma per un paese in guerra come l’Ucraina questo non è affatto banale. «Credo che il maggiore contributo dato alla comunità scientifica di uno Stato in guerra sia stato dimostrare che la ricerca può preservare il futuro in modo che ci sia qualcosa per cui valga la pena lottare. Abbiamo dimostrato che nonostante tutto la ricerca scientifica continua e gli scienziati in un contesto di guerra ne fanno parte anche se si possono sentire isolati» conclude Aurell. «Questo tipo di eventi aiutano anche a ricordare che ci sarà un mondo dopo i conflitti e che non è importante solo vincere la guerra, ma anche vincere la pace».

L’innovazione tecnologica nel campo dell’intelligenza artificiale (IA), di cui quella generativa costituisce l’esempio più recente, sta progredendo esponenzialmente e i suoi risultati impattano immediatamente sulla società. Questa dinamica instaura negli individui una reazione a metà tra la fascinazione per le nuove scoperte e il turbamento per i molteplici risvolti che queste hanno nella nostra vita quotidiana. La paura che si prova è riconducibile al fatto che i sistemi dotati di IA sembrano aver ereditato e replicato i nostri modi di pensare, di agire, di pianificare, in sostanza parte dell’identità umana e del ruolo, specialmente sociale, che abbiamo. Anche se non sembra spaventare tutti allo stesso modo. Infatti, come dimostra uno studio condotto da alcuni ricercatori tedeschi dell’Università di Aachen, emerge una differenza importante tra la percezione che hanno il popolo tedesco e quello cinese riguardo i rischi derivanti dall’interazione con tali sistemi. Se per i tedeschi l’uso di strumenti generativi impatta negativamente sulla privacy e sull’autonomia degli individui, diversa è la percezione del popolo cinese, che sembra avere più fiducia nei benefici apportati dall’IA, soprattutto in relazione alla possibilità di generare progresso sociale. Origine di tali risposte sarebbe, ipotizzano i ricercatori, la diversa cultura della tutela dei diritti umani dei due Paesi, ma potrebbero incidere su questa differenza culturale anche le alte competenze, specialmente scientifiche, degli studenti cinesi, come dimostrano i risultati dei test del Programme for International Student Assessment (PISA) internazionali.

Viene da chiedersi: può questo tipo di fiducia essere causata dal grado di competenze che si possiedono? Avere più competenze renderebbe più controllato e consapevole l’uso delle tecnologie basate sui sistemi di IA?

Secondo l’ultimo rapporto PIAAC dell’Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) del 2024, in Italia più di una persona su tre, tra i 16 e i 65 anni, non riesce a comprendere ciò che legge, non riesce a far di conto e a risolvere problemi di base, e per questi motivi è considerabile un analfabeta funzionale. L’UNESCO definisce l’analfabetismo funzionale come «[…] la condizione di una persona incapace di comprendere, valutare, usare e farsi coinvolgere da testi scritti per intervenire attivamente nella società, per raggiungere i propri obiettivi e per sviluppare le proprie conoscenze e potenzialità». Un analfabeta funzionale si distingue da un semplice analfabeta perché sa leggere e scrivere, ha cioè competenze di base, ma allo stesso tempo non riesce a utilizzare le informazioni che riceve. Quindi chi è in questa condizione ha molte difficoltà a elaborare una propria lettura della realtà, a strutturare un proprio pensiero critico, a partecipare comunitariamente e attivamente con le proprie idee e soprattutto ad applicare filtri di giudizio su contenuti veri o falsi (come nel caso delle fake news). Inoltre, si percepisce in uno stato di isolamento sociale e per questo tende a favorire l’ambiente del mondo virtuale.

Stupisce, leggendo i dati emersi da questo rapporto, come non sia molto diversa la situazione degli studenti universitari: nonostante l’89% degli studenti italiani utilizzi strumenti di IA per agevolare lo studio, solo il 32% si ritiene in grado di gestire le soluzioni basate sull’IA, mentre il resto si affida completamente ai risultati proposti. Interessante anche il recentissimo esperimento del MIT Media Lab effettuato con l’intento di valutare l’impatto cognitivo di ChatGPT in tre gruppi di studenti durante lo svolgimento di una prova scritta. I risultati hanno dimostrato che il gruppo dei soggetti che non ha usato ChatGPT per completare il testo ha mostrato un’attività cerebrale maggiore rispetto agli altri due gruppi. I ricercatori hanno sottolineato quanto sia negativamente impattante l’IA su alcune funzioni cerebrali come la memorizzazione e l’apprendimento a lungo termine e invitano a una seria riflessione su quali misure adottare per limitare i danni causati dall’IA in ambito didattico e per lo sviluppo delle capacità cognitive in generale.

La digitalizzazione di servizi, per esempio, è un altro fattore che impatta negativamente sugli individui meno competenti e contribuisce inoltre ad amplificare le disuguaglianze sociali già esistenti. Pensiamo infatti cosa possa significare applicare le proprie competenze, se poco strutturate, alla digitalizzazione di funzioni che non prevedono un’interfaccia umana o che prevedono passaggi digitali preliminari (per esempio prenotarsi su portali online).

Ma se da un lato il livello di competenze riduce la possibilità di servirsi adeguatamente degli strumenti digitali, dall’altro questa condizione aumenta il rapporto di uso di software basati su IA, come per esempio ChatGPT, e di assistenza virtuali come Alexa per ottenere informazioni, che corrono però il rischio di essere accettate acriticamente. Quest’ultimo aspetto è rilevante perché facilita il gioco di trasformazione di una convinzione personale in una conoscenza oggettiva e causerebbe anche la sovrastima o sottostima delle proprie e altrui competenze, come dimostrato anche dall’effetto Dunning-Kruger. E qui è intuibile quanto questo fenomeno si verifica maggiormente oggi che abbiamo a disposizione una quantità enorme di dati e informazioni disponibili online.

Per questo, è necessario intervenire per contrastare il fenomeno dell’analfabetismo funzionale agendo anche sul piano dell’alfabetizzazione digitale, come dimostrano i dati dell’indice DESI (Digital Economy and Society Index). Infatti, il nostro Paese è al diciannovesimo posto della classifica dei paesi europei per competenze digitali (l’abilità di navigare in rete e saper valutare i contenuti): solo il 42% degli italiani possiedono competenze digitali di base, diversamente dalla media europea che è al 56%.

Lo scopo principale dell’avere competenze (es. linguistiche, logiche, digitali) è quello di poterle applicare praticamente e funzionalmente alla vita quotidiana. Per questo quando si parla di competenze il discorso si lega anche a quello delle cosiddette life skills, che secondo la definizione data dall’Organizzazione mondiale della sanità sono abilità trasversali necessarie per affrontare meglio il rapporto intra e interpersonale. Sono «tutte quelle abilità e competenze che è necessario apprendere per mettersi in relazione con gli altri, per affrontare i problemi, le pressioni e gli stress della vita quotidiana» (Bollettino OMS, Skills for Life, n.1, 1992). Qui entra in gioco il compito che l’istituzione scolastica del sistema nazionale dovrebbe avere, ossia promuovere uno sviluppo integrale e autonomo della persona e non limitarsi a valutare il merito degli alunni. Infatti, l’alfabetizzazione non riguarda soltanto l’apprendimento di conoscenze e abilità basilari ma deve contribuire realmente allo sviluppo dell’essere umano, perché scopo ultimo dell’istruzione è quello di dare a tutti la stessa possibilità di sentirsi in grado di poter contribuire attivamente alla società di cui fa parte, di sentirsene parte attiva, di «far sorgere nei giovani la coscienza dei problemi (coscienza, non solo conoscenza), far sapere loro che esistono certi problemi e che ognuno di noi è chiamato a risolverli» (Alberto Manzi). Specialmente in questo momento storico dove sembriamo assistere a uno scontro tra l’intelligenza umana e quella artificiale per primeggiare sul piano della performance.

La sempre maggiore forza computazionale dell’IA sta gradualmente sottraendo l’importanza ontologica del suo stesso creatore, l’essere umano, prefigurando l’avverarsi del mito di Prometeo a cui si rifà Mary Shelley in Frankenstein. L’essere umano è un animale sociale e politico, e per questo non è possibile trascendere la sua reale dimensione fisica.

Se l’IA sta trasformando la nostra realtà, la nostra socialità e le nostre abilità cognitive è anche perché noi stiamo contribuendo attivamente a un cambiamento che facciamo fatica a regolare. In quanto strumento l’IA deve darci una mano, non sostituire le nostre mani (e la nostra attività decisionale) e per questa ragione è necessario trovare delle strategie funzionali che aiutino gli individui ad avere competenze e a sentirsi competenti, cioè a sentirsi partecipi.

Per capire il vero potere della fisica statistica, bisogna risalire alla sua origine. Alla fine dell’Ottocento, mentre la maggior parte degli scienziati si limitava a descrivere i fenomeni visibili, Ludwig Boltzmann osò un approccio radicalmente diverso: spiegare l’evoluzione macroscopica della materia come effetto delle interazioni tra milioni di particelle microscopiche. Un’idea in anticipo sui tempi, accolta con scetticismo, ma che oggi lo consacra come padre della fisica statistica, una disciplina che è capace di collegare scala microscopica, mesoscopica e macroscopica, e di descrivere sistemi lontani dall’equilibrio, cioè che scambiano continuamente energia e materia con l’ambiente esterno.

Una domanda può aiutarci a distinguere la fisica statistica dalle altre branche: quanti elementi interagiscono tra loro? Se sono pochi, bastano le leggi classiche. Ma quando diventano tanti — migliaia o milioni — serve un approccio statistico e probabilistico. Ed è proprio da qui che nascono le applicazioni più affascinanti, riunibili in tre grandi aree: reti, sistemi fuori equilibrio e materia attiva.

Reti, sistemi fuori equilibrio e materia attiva

La parola “rete” richiama sia le maglie del pescatore sia la struttura del web: una collezione di nodi (come neuroni, computer o persone) interconnessi tra loro. Come spiega Ginestra Bianconi, fisica alla Queen Mary University di Londra, «La fisica si è sviluppata nei secoli andando ad indagare la struttura microscopica degli elementi e delle interazioni fondamentali, ma la ricerca sulle reti nella loro complessità è uno studio fondamentale dell’interazione dove l’oggetto non è più l’interazione in sé ma l’architettura sottostante a questi sistemi complessi».
Questo modello astratto può descrivere una vasta gamma di sistemi: dal cervello umano alle dinamiche dei social network, fino alla diffusione delle epidemie. Una delle pietre miliari in questo campo è il percettrone, il primo modello matematico di neurone artificiale, nato proprio in ambito di fisica statistica. Ha aperto la strada allo sviluppo di algoritmi capaci di apprendere dai dati, gettando le basi del machine learning e della moderna intelligenza artificiale. Reti neurali, modelli predittivi, assistenti virtuali: tutto parte da qui, dalle reti e le interazione nelle e tra di esse.

Il concetto, a ben vedere, rimane sostanzialmente lo stesso: studiare le interazioni tra molte entità porta a capire le dinamiche a livello macroscopico. Partendo dallo studio dei gas come insiemi di molte particelle, ha trovato applicazioni in svariati campi. Un ambito di particolare interesse è quello dei sistemi fuori dall’equilibrio, ovvero soggetti a un flusso continuo di energia o materia. Un esempio semplice è il trasferimento di calore in una barra di materiale conduttore da una sorgente calda ad una fredda: microscopicamente, gli atomi vibrano e si scambiano energia in modo apparentemente casuale, ma il risultato macroscopico è un flusso ordinato da caldo a freddo.

Un esempio ben più complesso è il sistema climatico terrestre. Atmosfera, oceani, biosfera: tutte queste componenti interagiscono, si scambiano energia e si influenzano a vicenda, mantenute in uno stato di perenne squilibrio dall’energia solare. Capire la dinamica del cambiamento climatico, dunque, è impossibile senza gli strumenti forniti dalla fisica statistica.
Il sistema climatico terrestre, sebbene estremamente complesso, può però essere considerato come un unico sistema fuori equilibrio. Cosa succede, invece, se mettiamo insieme più sistemi fuori equilibrio e li facciamo interagire? 

Otteniamo un sistema di materia attiva: elementi che assorbono energia e reagiscono collettivamente agli stimoli esterni. Ne sono esempi gli stormi di uccelli, i banchi di pesci, le colonie batteriche. Ma anche i mercati finanziari. Infatti, la dinamica degli indici di borsa, pur generata da decisioni individuali, manifesta comportamenti collettivi sorprendentemente simili a quelli osservati in natura. Bolle speculative, crolli improvvisi, o trend globali possono essere studiati attraverso concetti fisici come transizioni di fase, condensazione, o allineamenti di spin. Un campo dove la distinzione tra scienze “dure” e “sociali” si fa sempre più sfumata.

Verso il futuro della complessità

Con applicazioni che spaziano dalla medicina alla sostenibilità, la fisica statistica è oggi al centro di una nuova rivoluzione scientifica. Non a caso, sarà questo il tema al centro di STATPHYS29, il Congresso Internazionale di Fisica Statistica che si terrà a Firenze dal 13 al 18 luglio. Il convegno è organizzato dalla International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP). Lo steering committee della conferenza è presieduto da Stefano Ruffo, già Direttore della SISSA di Trieste, e da Roberto Livi, presidente della Società Italiana di Fisica Statistica e ha avuto il concreto supporto del MUR, dell’Università di Firenze e di altri enti di ricerca e atenei italiani.

A inaugurare l’evento sarà Giorgio Parisi, premio Nobel per la Fisica nel 2021, che così sintetizza l’importanza del convegno: «La fisica statistica è alla base di scoperte straordinarie: dalla fisica dei materiali allo studio della complessità nei sistemi viventi. Questa conferenza è l’occasione per ritrovarci e fare il punto sullo stato della ricerca».

Un ritorno simbolico a Firenze, dove nel 1949 si tenne la prima edizione della conferenza. Anche stavolta, la città farà da cornice a una riflessione collettiva sul futuro della disciplina e sulle sue applicazioni, che spaziano dalla medicina alla sostenibilità, dalla tecnologia ai nuovi materiali, fino allo studio delle reti e dell’intelligenza artificiale. Per saperne di più, è disponibile una serie di interviste ai protagonisti di STATPHYS29.

La splendida immagine delle galassie a spirale, che è stata presentata nella conferenza stampa di lunedì 23 giugno, rappresenta solo una piccola percentuale dell’intera immagine dell’ammasso della Vergine. Una scelta fatta per permettere al pubblico di apprezzare la straordinaria qualità dei dati, che sarebbe andata persa mostrando la foto totale perché nessuno schermo può rendere a piena risoluzione un’immagine di oltre 3 Gigapixel. Chi volesse rendersi conto dell’estensione reale della foto può usare https://skyviewer.app/, oppure guardare il breve filmato disponibile qui sull’immagine dell’ammasso della Vergine costruita a partire da 1.100 immagini di 30 secondi ciascuna per un totale di circa 10 ore di osservazione. Dopo il close-up iniziale, l’immagine si allarga per poi tornare a zoomare.  L’immagine completa contiene 10 milioni di galassie che rappresentano lo 0,05% del database di 20 miliardi di galassie che il telescopio catturerà nei suoi 10 anni di osservazione del cielo australe. 

Ma questo non esaurisce lo spazio di scoperta del Vera Rubin Observatory, che è stato progettato per coprire tutto l’emisfero Sud in appena tre giorni, per poi ricominciare: perché è confrontando immagini prese a giorni di distanza che si possono scoprire oggetti che si accendono e spengono nel cielo oppure che si sono mossi da una posa all’altra. L’hanno chiamata “astro cinematografia”.

Ne abbiamo un esempio sempre nell’immagine dell’ammasso della Vergine. Piuttosto che guardare l’immagine totale, esaminiamo ogni singolo fotogramma preso con diversi filtri a distanza di minuti oppure di giorni. Facendo il film delle immagini singole si possono estrarre informazioni su stelle variabili oppure su centinaia di asteroidi.

Il filmato sulla scoperta degli asteroidi è un bellissimo esempio della tecnica di ricerca di oggetti in movimento. In 7 notti (durante le quali sono state fatte in totale 10 ore di osservazione) ne sono stati scoperti oltre 2.100, che è circa un decimo di tutti gli asteroidi scoperti da osservatori a terra nel corso di un anno. Questo ci dà un’idea delle potenzialità del telescopio per lo studio degli oggetti del sistema solare, oltre che per le galassie e le stelle variabili.

In effetti, oltre ai vari tipi di stelle che cambiano la loro luminosità in modo regolare, Vera Rubin cercherà gli improvvisi aumenti di luminosità che derivano da un’esplosione di supernova. Ogni notte ne verranno scoperti a centinaia, insieme a migliaia di altre variabilità celesti. È questo uno dei compiti fondamentali del telescopio Vera Rubin ed è da questa incredibile capacità che ci si aspettano le maggiori sorprese.

La prima luce di Vera Rubin ha anche colto una zona di formazione stellare nella nostra galassia. Straordinariamente bella l’immagine che comprende le nebulose Trifide e Laguna: composta da 678 pose ottenute con diversi filtri in 7 ore di osservazione, ci fa percepire i colori degli oggetti celesti. Il rosato fa vedere le nubi di idrogeno, mentre il blu è prodotto dalla radiazione delle giovani stelle appena formate nelle nursery celesti.

Trifide e Laguna. Crediti immagine NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory. Licenza: CC BY 4.0

La copertura del cielo permetterà anche di rivelare le deformazioni nella forma delle galassie lontane indotte dalla presenza di materia oscura che agisce da lente gravitazionale. È questa ricerca che rappresenta il legame tra il telescopio e la scienziata alla quale è stato dedicato. Studiando la velocità delle stelle nel loro moto intorno al centro galattico, Vera Rubin ha dimostrato l’esistenza di materia non visibile all’interno delle galassie, a cominciare dalla nostra.

Cos’è la lebbra

La lebbra, o morbo di Hansen, è una malattia infettiva cronica che colpisce prevalentemente la pelle, i nervi periferici, gli occhi e le mucose del tratto respiratorio superiore. Ha un lungo periodo di incubazione (fino a 5-20 anni) e si trasmette probabilmente tramite goccioline respiratorie, con contatti prolungati con persone infette. 

È poco contagiosa e quasi il 90% delle persone è naturalmente immune ma, se non trattata, può causare danni neurologici permanenti, disabilità e, nei casi più gravi, è letale. 

In passato era fonte di forte stigma sociale e, contrariamente a quanto si potrebbe pensare, non è scomparsa. Secondo l’Organizzazione mondiale della sanità (OMS), ogni anno vengono diagnosticati circa 200.000 nuovi casi nel mondo; le aree più colpite sono l’India, il Brasile e l’Indonesia, ma si registrano casi anche in altri Paesi tropicali dell’Asia, dell’Africa e dell’America Latina.  Nei Paesi europei, tra cui l’Italia, la malattia è invece rarissima e si presenta quasi esclusivamente in persone provenienti da aree endemiche. 

Grazie alla medicina moderna, la lebbra è oggi completamente curabile con una terapia a base di una combinazione di antibiotici (MDT - multidrug therapy), sovvenzionata tramite programmi sanitari internazionali.

I due tipi di lebbra

Per lungo tempo si è ritenuto che la lebbra fosse stata introdotta nelle Americhe esclusivamente dai colonizzatori europei, attraverso il batterio Mycobacterium leprae. Tuttavia, la scoperta nel 2008 da parte di Xiang-Yang Han e colleghi di un secondo agente patogeno, Mycobacterium lepromatosis, in due pazienti messicani, ha sollevato dubbi su questa visione. 

In seguito, altri casi di questo patogeno sono stati identificati negli Stati Uniti, Canada, Brasile, Cuba, Singapore e Myanmar, con particolare concentrazione nelle Americhe, suggerendo che la lebbra fosse presente nel continente americano già prima dell’arrivo di Cristoforo Colombo.

Un nuovo studio filogenetico

Per verificare questa ipotesi, un team internazionale guidato da N. Rascovan, dell’Istituto Pasteur di Parigi,  in collaborazione con Han (il cui team aveva scoperto il secondo patogeno) e altri ricercatori, ha analizzato 389 campioni di DNA antico a partire da resti precolombiani e 408 campioni moderni, provenienti da tutto il continente americano.  Lo studio mirava a verificare se M. lepromatosis fosse presente tra le popolazioni indigene precolombiane e a chiarirne  storia evolutiva e distribuzione geografica: tramite il sequenziamento del DNA con tecniche avanzate e successive analisi filogenetiche, sono stati ricostruiti e messi a confronto i genomi dei due agenti patogeni responsabili della lebbra.

I ricercatori hanno così identificato M. lepromatosis in tre individui vissuti tra 860 e 1.310 anni fa: uno nell’attuale zona di confine tra Alaska e Canada e due lungo la costa sud-orientale dell’Argentina. Le analisi filogenetiche indicano che questi ceppi antichi appartenevano a cladi distinti da quelli dominanti oggi, suggerendo una diffusione ampia e rapida su scala continentale, già prima dell’arrivo degli europei.

Confrontando i dati moderni, è emerso che quasi tutti i ceppi attuali (soprattutto in Messico e Stati Uniti) sono quasi identici a quelli antichi, appartenenti a un singolo lignaggio dominante (PDDC - Present-Day Dominant Clade). Tuttavia, è stato identificato anche un ceppo raro e arcaico ancora in circolazione oggi, non presente nei reperti archeologici, suggerendo che almeno due varianti di M. lepromatosis infettino attualmente l’uomo in Nord America,  accanto ai ceppi europei di M. leprae.

Nel complesso, lo studio ha rivelato cinque cladi principali di M. lepromatosis, quattro dei quali esclusivamente americani. Una delle linee evolutive, sviluppatasi circa 3.000 anni fa, è strettamente imparentata con il ceppo che oggi infetta gli scoiattoli rossi del Regno Unito e Irlanda, suggerendo una trasmissione di tipo zoonotico di origine americana.

Le analisi genetiche indicano anche che M. lepromatosis si è evoluto nelle Americhe per circa 10.000 anni, e che la divergenza con M. leprae risale a 720.000 anni fa (molto più recente rispetto ai 14 milioni di anni precedentemente ipotizzati), anche se l’area geografica della separazione rimane sconosciuta.

La lebbra che sfuggiva agli archeologi

Dal punto di vista clinico, M. lepromatosis si comporta in modo diverso da M. leprae: attacca i vasi sanguigni, soprattutto negli arti inferiori, e può causare necrosi, infezioni gravi e morte rapida, spesso prima che si formino segni scheletrici. Questo potrebbe spiegare l’apparente scarsità di resti archeologici con segni evidenti di lebbra nelle Americhe, rispetto a quelli europei o asiatici, che ha portato la comunità scientifica a ritenere per anni che la lebbra fosse arrivata nelle Americhe solo dopo la conquista da parte degli europei.

Una vecchia malattia, nuove sfide globali

Il nuovo studio rappresenta una svolta nella comprensione della storia della lebbra e obbliga il mondo della ricerca a rivedere le sue sicurezze sulla diffusione di questa malattia, che tanto impatto ha avuto nella storia della nostra specie.

Oltre al suo valore storico, la scoperta ha implicazioni cruciali per la salute pubblica. Lo studio, infatti, evidenzia lacune nel campionamento e una necessità urgente di ulteriori ricerche, inclusa la sorveglianza in regioni come l’Asia e l’America meridionale. La lebbra, infatti, è in riemersione in alcune regioni e l’aumento della resistenza agli antibiotici rischia di comprometterne il trattamento. Inoltre ci sono stati casi di trasmissioni di tipo zoonotico che hanno causato alcuni focolai negli Stati Uniti meridionali, collegati a infezioni da Mycobacterium leprae trasmesse da armadilli selvatici, che fungono da serbatoi naturali.

Un ulteriore problema, evidenziato dall’OMS, è che in molti Paesi a basso reddito, la lebbra resta sottodiagnosticata e gravata da forte stigmatizzazione sociale. Questo genera ritardi nella diagnosi e nel trattamento, con aumentato rischio di disabilità e trasmissione. Per questo motivo, sarà probabilmente necessario agire con urgenza in chiave di una sorveglianza globale e di una mappatura aggiornata dei ceppi circolanti, al fine di prevenirne la diffusione e affrontare efficacemente eventuali recrudescenze.

Michele Giugliano, bioingegnere all’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, ha intrapreso un percorso che unisce le tecnologie ingegneristiche con le neuroscienze. Il suo obiettivo è sviluppare strumenti innovativi per la ricerca e perfezionare pacemaker cerebrali più efficaci, capaci di intervenire nelle disfunzioni neurologiche attraverso il ripristino o la sostituzione di alcune funzioni cerebrali compromesse. In questa intervista, ci spiega come funzionano queste tecnologie, i rischi nascosti dell’hacking e gli effetti sul senso di identità individuale. 

Come funzionano le neuroprotesi nel cervello?

Di base, tutte usano circuiti elettronici miniaturizzati, colloquialmente detti microchip, ma non ne esiste uno valido per tutto e, d’altronde, ancora non conosciamo ogni meccanismo del cervello. C’è una differenza tra le dichiarazioni altisonanti di aziende come Neuralink di Elon Musk e la realtà clinica. Il denominatore comune di queste tecnologie è il linguaggio della fisica e dell’elettromagnetismo: sia i circuiti elettronici sia quelli nervosi si basano, in fondo, su correnti elettriche. Questo ci permette di sviluppare interfacce in grado di ridurre i sintomi di malattie neurodegenerative, ripristinare funzioni sensoriali o permettere il controllo di arti robotici attraverso impianti di microchip nel sistema nervoso.

Come si ha la certezza che vengano collocati nel punto corretto?

Dal punto di vista tecnologico, per impianti come le protesi cocleari o retiniche la collocazione per via chirurgica risulta più agevole perché si può vedere la zona su cui intervenire. Ma quando parliamo di stimolazione cerebrale profonda (DBS), usata nel trattamento dei disturbi del movimento, il margine di incertezza aumenta. Assieme ai microchip vengono impiantati uno o più microscopici elettrodi che, come antenne, catturano o inviano segnali bioelettrici. Un elettrodo, sebbene minuscolo, è comunque in prospettiva macroscopico e il tessuto cerebrale può subire micro-danni con annessi effetti collaterali. In alcuni casi, durante l’intervento, il paziente viene parzialmente risvegliato e i neurochirurghi monitorano in tempo reale la sua capacità di parlare o di muoversi.

È possibile un approccio pragmatico, dove si tenta comunque di alleviare la sofferenza anche se non si hanno certezze assolute sul funzionamento tecnologico?

Da ricercatore pensavo: «se non capisco a fondo ogni singolo aspetto del sistema, come posso suggerirne l’utilizzo?» . Ma un medico, mio amico, mi ha mostrato che oltre alle cure definitive, la medicina offre sollievo: se un antidepressivo o ansiolitico aiuta, si usa anche se non sono noti i meccanismi completi con cui agisce. È un contesto diverso da quello dell’ingegneria, dove se ignori il funzionamento di un motore non agisci. In medicina, temporeggiare può far soffrire, quindi si sfrutta la soluzione migliore disponibile, nonostante i limiti di conoscenza. Diventa un equilibrio costi e benefici.

Quanto queste tecnologie possono incidere sull’identità delle persone e sulla percezione di se stessi?

Molti impianti attuali operano in aree periferiche, quindi l’effetto sull’identità di solito non è così marcato da modificare convinzioni, credenze o il senso del sé. Esiste però la possibilità che una stimolazione elettrica accidentale in aree inattese del cervello possa suscitare reazioni forti come falsi ricordi, esperienze mistiche o perfino esperienze extracorporee. Da una prospettiva psicologica, alcune persone possono sperimentare profondi cambiamenti, dal benessere generale fino al disagio per l’idea di essere controllati dal chip. L’identità si lega anche ad aspetti pratici: chi usa un impianto cocleare o una protesi visiva teme il giudizio altrui e cerca soluzioni estetiche poco vistose anche a discapito di funzionalità migliori. Nell’ultimo periodo, però, questa tendenza si sta invertendo anche grazie a para-atleti che hanno fatto da apripista nell’accettazione sociale delle protesi.

Come rispondi alle paure sul controllo mentale o la lettura dei pensieri tramite questi dispositivi?

In realtà non siamo ancora in grado di leggere né di influenzare in modo diretto i pensieri; se anche ci arrivassimo, sarebbe comunque un processo tecnologicamente e scientificamente molto più complesso di quanto oggi si prospetti nei media. Certo, è comprensibile che qualcuno possa sviluppare una forma di preoccupazione, soprattutto se le notizie vengono esagerate: ricordo un caso di una mia paziente che mi contattò convinta di avere un impianto nel cervello capace di controllarle i pensieri, ma in realtà era frutto di un quadro clinico più serio.

Esiste un rischio di hacking di queste neuroprotesi?

Il rischio è concreto. L’uso non autorizzato o la commercializzazione di dati sanitari raccolti da dispositivi biometrici rappresenta un rischio oramai consolidato per la privacy. Ma si parla meno dell’hacking dei dispositivi medtech programmabili in modalità wireless. Le aziende devono migliorare sicurezza e crittografia, bilanciando comunque la necessità di garantire un certo grado di libertà e personalizzazione da parte dei pazienti. Ma è un territorio ancora nuovo e l’evoluzione tecnologica supera spesso la capacità delle normative di adattarsi.

Come vedi l’applicazione dell’AI all’interno del corpo umano, unendo l’idea delle IoT con dispositivi impiantabili?

Avrà un impatto enorme sul modo in cui gestiremo le patologie e la prevenzione. Già oggi accumuliamo una valanga di dati — dai passi che facciamo a parametri vitali come il battito cardiaco — che, se analizzati da modelli di apprendimento automatico, forniscono un quadro molto preciso del nostro stato di salute. In futuro, questi algoritmi potrebbero funzionare direttamente a bordo dei dispositivi, grazie a tecniche di ingegneria neuromorfica che consumano meno energia e sono progettate per elaborare segnali simili a quelli biologici.

Quali sviluppi futuri immagini nel campo terapeutico di queste neuroprotesi, e vedi un rischio di disuguaglianza se un domani si passasse da impianti a scopo medico a impianti di potenziamento biologico?

Immagino microdispositivi – o addirittura soluzioni biologiche ibride – che aiuteranno persone affette da degenerazioni retiniche, da Parkinson, da Alzheimer e altri disturbi neuronali. Già oggi però esistono disparità di accesso alle cure tra Paesi, e se si considerano impianti progettati non solo per curare ma per aumentare capacità cognitive o fisiche, in futuro potrebbe nascere un vero mercato del potenziamento: individui benestanti decisi a pagare cifre inimmaginabili per migliorare memoria, attenzione o riflessi e superare i limiti biologici a cui siamo oggi abituati.

“Ecce homo”: ecco la frase – o quantomeno, il concetto – che ben 3 persone su 4 hanno espresso al termine di una “chiacchierata” con l’ormai celebre modello linguistico avanzato GPT-4.5, dopo una sessione dell’altrettanto celebre test di Turing ideata da Jackson e colleghi dell’Università di Stanford.

Lo studio ha mostrato che, a seguito di una conversazione di cinque minuti, gli interrogatori umani non riuscivano spesso a distinguere questi modelli AI da interlocutori umani veri. In particolare, GPT-4.5, precedentemente addestrato ad assumere i tratti di una “Persona” per meglio performare, ha ottenuto un tasso di successo del 73%, risultando più spesso identificato dagli oltre 100 mila partecipanti (di 52 diverse nazionalità) come essere umano, rispetto agli esseri umani stessi. Llama-3.1-405B, un altro modello linguistico testato nell’occasione, ha dato risultati simili, seppur con una percentuale inferiore: il 56% è stato identificato come una persona, sempre previamente a un’istruzione finalizzata a impersonare un essere umano.

Tuttavia, nel 2025, anno in cui il test per eccellenza sul confronto uomo-macchina compie tre quarti di secolo, la domanda sorge spontanea: quanto è ancora valido il test di Turing?

Prima di passare per la condanna o l’amnistia, la domanda dovrebbe però virare verso un altro angolo di riflessione: quanto è corretto il modo in cui usiamo il test di Turing?

Che cos’è il test di Turing?    

Il test di Turing è un esperimento ideato dal celebre logico e matematico Alan Turing, uno dei padri fondatori dell’informatica e dell’intelligenza artificiale, noto fra le altre cose per i suoi contributi alla corona inglese durante la seconda guerra mondiale (raccontati nell’immaginifico The Imitation Game) e per la Tesi di Church-Turing, che sta alla base della moderna teoria della computabilità.

Nell’elaborare questo test, Turing si propose di operativizzare in senso empirico e matematico una domanda filosofica fondamentale, che dà il titolo all’articolo stesso: “Le macchine possono pensare?”

Per rispondere a questa domanda, spesso posta in termini troppo astratti per essere realmente decidibile, Turing propose un esperimento mentale: immaginiamo una persona – una sorta di giudice – che si trovi a interagire con un parlante sconosciuto attraverso un’interfaccia come potrebbe essere quella di un monitor; dell’interlocutore non si vedrebbero né il volto né la voce, ma solo l’output testuale. Ebbene, affermò Turing, se il giudice identificasse scorrettamente la macchina come un essere umano per un numero significativo di volte (almeno il 30% all’incirca, suggerì Turing), allora si potrebbe parlare di una macchina che esibisce un comportamento umano. In altre parole – se accettiamo l’impostazione della questione, prettamente comportamentista, posta da Turing – una macchina che pensa. 

La fortuna del test

Dalla sua nascita come esperimento mentale, il test di Turing ha conosciuto varie fortune e sfortune nel corso della storia; ripreso, difeso, criticato ma anche testato, con il tempo ha assunto le proporzioni di una vera e propria pietra angolare nella storia della filosofia dell’intelligenza artificiale.

Prima di ChatGPT, sono almeno due i casi famosi in cui si è parlato di un superamento del test: il chatbot Cleverbot, che nel 2011, durante il festival Techniche ottenne un’attribuzione di umanità dal 59,3% dei 1334 partecipanti all’esperimento (a fronte del 63,3% degli altri esseri umani), e soprattutto il caso di Eugene Goostman, di cui ormai 11 anni fa abbiamo già parlato qui su Scienza in Rete, che convinse della sua umanità, per oltre il 30% dei casi, 30 “giudici” della Royal Society.

Tuttavia, il test di Turing non è mai stato esente da critiche: dall’esperimento della stanza cinese di John Searle, che può essere inquadrato nella più generale critica cognitivista alla psicologia comportamentista, alle più moderne critiche di Gary Marcus sull’inesperienza dei giudici chiamati a giudicare.

Quel che qui interessa non è tanto riportare e sintetizzare le obiezioni mosse da numerosi filosofi e scienziati informatici finora, quanto più mettere in luce quelle che sono le due principali criticità del test di Turing, in rapporto alla confusione che generano nella comunicazione della scienza, ogni qualvolta in modo più o meno esplicito viene enunciato (e annunciato) il sillogismo: “Il chatbot x ha superato il test di Turing, quindi è intelligente.”

E cioè la questione della simulabilità, e la confusione concettuale intelligenza/coscienza.

Umani troppo umani, confusioni di piani

La questione della simulabilità è in buona parte legata alla critica cognitivista al comportamentismo, e può essere espressa come segue:

Il fatto di simulare processi mentali non è una prova di processi mentali in atto.

Il cognitivismo concepisce infatti lo studio della mente come un processore di informazioni, la cui comprensione è possibile attraverso uno studio dei processi di elaborazione; non “accontentandosi”, semplicemente, di osservare dei comportamenti che simulano intelligenza e di qualificarli come tali, sospendendo il giudizio rispetto a ciò che avviene veramente “nella scatola nera”. Per fare un paragone che potrebbe piacere a un cognitivista, attribuire intelligenza a un comportamento solo perché appare complesso è come considerare un pappagallo un grande oratore perché ripete grandi aforismi: non c’è comprensione, non c’è intenzionalità, solo una vuota imitazione.

La seconda questione è forse quella più interessante, e anche meno trattata. E fa riferimento alla confusione fra coscienza (o pensiero) e intelligenza che spesso si inserisce nelle pieghe dei discorsi sul confronto uomo-macchina, tali per cui l’uno sembra sempre un po’implicare l’altro, e addirittura i due termini sono usati interscambiabilmente. È lo stesso Turing a contribuire – forse, addirittura, a dare vita – a questa confusione: se il titolo dell’articolo è “Le macchine possono pensare?”, ciò che qui viene inteso come pensiero è ciò che definiremmo intelligenza (o, per essere più precisi, comportamento intelligente).

Nello Cristianini e Giulio Tononi offrono strumenti concettuali utili a districare questa confusione terminologica. Cristianini, nel suo saggio La scorciatoia, definisce l’intelligenza più o meno come segue: la capacità di risolvere problemi e raggiungere obiettivi complessi in un dato ambiente, elaborando soluzioni nuove sulla base di informazioni - anche - possedute in precedenza. In tal senso, l’intelligenza artificiale può essere detta a buon titolo intelligente, nella misura in cui effettivamente produce nuove soluzioni elaborando dati ottenuti in precedenza, e la cosa negli LLM è particolarmente evidente. Tononi invece, in Nulla di più grande, identifica la coscienza con “ciò che si prova a essere qualcosa”, la presenza di un’esperienza fenomenica soggettiva, indipendente dalle capacità di problem solving che caratterizzano la nozione di intelligenza. All’interno del suo libro, Tononi prova inoltre a dare una misura quantitativa e misurabile della coscienza (intesa come “integrazione delle informazioni”).

La teoria è ancora a oggi discussa, ma se effettivamente un giorno si potesse confermare che la coscienza è qualcosa di misurabile, allora avremmo la convalida definitiva di questa metafora: rispetto al precedente groviglio, il rapporto fra intelligenza e coscienza si potrebbe concepire come un diagramma cartesiano, di cui coscienza e intelligenza siano gli assi x e y; sì intersecati, ma indipendenti l’uno dall’altro.

Timori e tremori dell’AI e tramonto del test di Turing

L’intelligenza artificiale, nelle sue numerose declinazioni, esibisce indubbiamente comportamenti intelligenti; e con performance ben più elevate degli esseri umani, data la maggior potenza computazionale. Tuttavia, questo si potrebbe dire sin dai tempi della prima calcolatrice. Non vi è nulla di eccezionale nell’intelligenza, nulla che possa esser detto “peculiarmente umano”: i microrganismi che galleggiavano nel brodo primordiale - ben prima che il cervello umano si sviluppasse al punto tale da arrogarsi il titolo di “unico detentore di intelligenza” – esibivano comportamenti intelligenti, nell’ottica di massimizzare le proprie possibilità di sopravvivenza e riproduzione in un ambiente prima sempre identico a sé stesso, e poi in costante mutamento.

Tuttavia, nulla prova che queste macchine siano anche coscienti. Non è da escludere che un giorno LLM come ChatGPT lo possano diventare, e tuttavia la forma matematizzata con cui elaborano frasi (associando probabilisticamente una parola a quella successiva, sulla base del prompt, per creare una successione) sembra qualcosa di molto differente dalla semantica umana, che pare caratterizzata da irriducibili componenti qualitative (come l’intenzionalità e la comprensione), che la fanno divergere nettamente dall’AI.

Quel che è certo è che un test come quello di Turing, che soffre di una visione riduzionista dei criteri per la determinazione di un risultato, di confusioni concettuali piuttosto importanti sui termini in causa e di una certa “datatezza”, non può più essere il mezzo di confronto adeguato delle capacità di una macchina rispetto a un umano. In ambito accademico, sono stati nel tempo sviluppati test alternativi come il Test di Lovelace, che valuta la creatività, la Sfida dello Schema di Winograd, che verifica il ragionamento di senso comune, e il Test di Marcus, proposto dal già citato Gary Marcus, che esamina la comprensione di contenuti complessi.

Tuttavia, è comunque un test che operativizza in modo semplice un problema complesso, elaborato da uno dei più grandi uomini di scienza del secolo scorso. È anche un test che è stato già “testato” numerose volte. Forse per queste ragioni, il suo valore euristico come orizzonte di riferimento non andrà probabilmente mai del tutto perso, e scienziati, filosofi e informatici di tutto il mondo continueranno a confrontarsi con questa grande pietra di paragone che è il test di Turing. La scienza funziona anche così e il potere delle idee è duro a morire. Se poi ci saranno i media a ridurre ogni superamento di test a una macchietta di sensazionalismo, quello è un altro paio di maniche.

Lanciata il 1 luglio 2023 da Cape Canaveral a bordo del Falcon 9 della Space X, Euclid è una delle missioni più ambiziose e promettenti dell’ESA. Osservando un terzo del cielo, permetterà di studiare la conformazione della materia per rispondere ad alcune delle domande più complesse sulla struttura e sull’espansione dell’Universo.

Abbiamo chiesto a Matteo Miluzio, astrofisico dell’ESA che lavora alla missione dal 2016, cos’è Euclid, da dove nasce, quali sono i suoi obiettivi e cosa significa lavorare a una missione spaziale.

Chi è Euclid e quando avviene il suo incontro con la missione?

Euclid è un telescopio spaziale. Riesce a fare qualcosa di più degli altri telescopi: è progettato per costruire una mappa tridimensionale della materia oscura nell’Universo. Per farlo sta ricostruendo la posizione delle galassie nello spazio di poco più di un terzo del cielo. Euclid dà anche il nome alla missione, nata per studiare l’espansione dell’Universo. Il mio incontro con Euclid è avvenuto nel 2016, mentre stavo svolgendo un post dottorato all’Istituto di Astrofisica delle Canarie. L’ESA aveva una posizione aperta per lo sviluppo di uno dei software che avrebbe analizzato i dati di Euclid; sono stato contattato e ho accettato il posto.

Qual è la domanda di ricerca da cui la missione ha preso vita?

L’interrogativo alla base della missione è: perché l’Universo, a un certo punto della sua storia, ha ricominciato a espandersi in maniera accelerata? Questa accelerazione è controintuitiva: per capire perché, è utile comparare il Big Bang a un’esplosione. All’inizio il materiale viene lanciato a velocità elevatissime che, man mano, diminuiscono. Negli anni ‘90 alcuni scienziati e scienziate hanno studiato l’espansione dell’Universo, chiedendosi in che modo stesse rallentando. Dalle osservazioni hanno però constatato, del tutto inaspettatamente, che l’Universo non stava rallentando ma si espandeva in modo accelerato. Le conclusioni a cui sono giunti indicano che, in un certo momento della sua storia, circa 5 miliardi di anni fa, l’Universo ha iniziato ad accelerare nuovamente la sua espansione.

Se c’è stata un’accelerazione vuol dire che un’energia si è attivata. Le teorie a oggi più plausibili ipotizzano che da quel momento l’energia oscura abbia iniziato ad avere un ruolo dominante nell’Universo. E per studiare l’energia oscura abbiamo bisogno di conoscere anche la materia oscura.

Hai detto che Euclid sta costruendo la mappa tridimensionale di un terzo del cielo. Perché conoscere la disposizione delle galassie nello spazio-tempo è così importante?

Guardare lontano significa guardare indietro nel tempo. Individuare la disposizione delle galassie ci permette di ricostruire la posizione della materia nell’Universo e quindi di osservarne l’evoluzione. La capacità osservativa di Euclid si spinge lontano fino a 10 miliardi di anni luce, permettendoci di osservare la disposizione della materia così com’era da 10 miliardi di anni fa a oggi. Avere chiara la disposizione della materia visibile permette di capire come, in questo enorme lasso di tempo, l’intero Universo è cambiato e si è espanso. In più, è fondamentale per cercare di individuare la materia oscura.

L’Universo è composto da due tipi di materia: ordinaria, cioè visibile, e oscura. Per individuare la materia oscura - che non è visibile - dobbiamo appoggiarci alla materia visibile. Mappare la disposizione delle galassie potrebbe quindi permetterci di individuare la materia oscura.

In che modo la materia visibile riesce a svelarci la posizione della materia oscura?

Per spiegarlo trovo molto efficace l’esempio dell’albero di Natale. Immagina di entrare in una casa che non è la tua. Sei in una stanza completamente al buio a esclusione di una serie di lucine accese, che riconosci immediatamente appartenere a un albero di Natale. Come hai fatto? Il cervello riesce a ricostruire la forma dell’albero a partire dalla disposizione tridimensionale delle luci. Ora immagina che le lucine siano le galassie e il tronco e i rami dell’albero siano la materia oscura. Osservando come sono distribuite le galassie possiamo ricostruire la disposizione della materia oscura. Le galassie infatti non sono disposte in modo casuale nell’Universo: possiamo immaginarle come poggiate su strutture composte da materia oscura. Queste strutture di materia oscura a loro volta non sono casuali, e il loro insieme viene definito ragnatela cosmica. Una volta individuata la disposizione della materia oscura nell’Universo, quindi nello spazio-tempo, potremo comprendere come si è espansa e capire quindi il ruolo dell’energia oscura.

Come è possibile, partendo dalla disposizione della materia oscura, capire il ruolo dell’energia oscura nei meccanismi di espansione dell’Universo?

Dalla distribuzione della materia oscura nello spazio-tempo possiamo ricavare informazioni sull’energia oscura, capendo in che modo ha espanso la materia, quindi l’Universo. Immagina un palloncino: se ci soffi all’interno questo si espande. Noi sappiamo che il palloncino si è espanso ma non abbiamo la minima idea di come l’espansione sia avvenuta. Per capire la dinamica possiamo andare a studiare l’aria, così da comprendere come l’energia dell’aria abbia agito sul palloncino. Allo stesso modo Euclid, mappando la disposizione della materia visibile e anche di quella oscura, ci permette di ricavare informazioni sui vari tipi di energia. In particolar modo, ci fa comprendere che ruolo può aver avuto l’energia oscura nell’espansione dell’Universo e, soprattutto, nella sua accelerazione.

Abbiamo visto quali sono le idee e le domande che danno vita a Euclid. Ma cosa significa lavorare a una missione spaziale? In cosa consiste il suo lavoro?

Mi occupo dello sviluppo di un software che esegue un’analisi rapida dei dati. Prima di procedere con le analisi profonde, in cui vengono esaminati tutti i dettagli presenti nelle immagini, è fondamentale assicurarsi che tutti i parametri siano all’interno dei range stabiliti. In caso di anomalie si verifica e si comunica il problema agli altri team, in modo che si possa agire tempestivamente. L’obiettivo è limitare l’impatto di eventuali errori, evitando che si propaghino ad altre osservazioni. Le mie analisi sono parte del processo necessario per garantire il massimo livello di controllo e la maggior riduzione d’errore possibile.

Le missioni spaziali riservano sempre imprevisti che stimolano la creatività del team, che siano problemi tecnici o dati inaspettati. Quali sono gli imprevisti più sfidanti con cui vi siete confrontati?

Uno degli imprevisti più inaspettati è stata la quantità di raggi cosmici che colpivano Euclid. I raggi cosmici sono particelle ad alta energia che vagano per il cosmo, prodotte da stelle come il Sole, esplosioni di supernove o buchi neri. È normale ritrovarle nelle immagini dei telescopi, dal momento che impattano con il detector. Queste particelle caratterizzano le immagini astronomiche di qualsiasi telescopio e solitamente vengono eliminate nella fase di pulizia delle immagini. Nel caso di Euclid ci sono stati un paio di problemi impegnativi.

Uno di questi era rappresentato dal fatto che i raggi cosmici hanno generato una serie di falsi segnali nelle osservazioni che hanno portato a un problema di puntamento; per fortuna è stato risolto aggiornando il software di Euclid. Un altro problema ha riguardato l’accessibilità dei dati. Ci sono state difficoltà nello scaricare e nel pulire le immagini che provenivano da osservazioni caratterizzate da una presenza molto elevata di raggi cosmici. Non ci aspettavamo tale quantità, ma considerando che ci troviamo in un periodo di massima solare, in cui l’attività della nostra stella è molto forte, è ragionevole doverci fare i conti.

Quanto è stato emozionante veder partire Euclid il 1 luglio 2023?

È stata un’emozione fortissima per tutti noi, di quelle che non ti dimentichi per tutta la vita. Direi quasi surreale realizzare di essere a pochi passi da dov’erano Armstrong e Aldrin, i primi astronauti a raggiungere il suolo lunare. Per me in particolare è stato un momento molto intenso perché con il mio progetto di divulgazione, Chi ha paura del buio?, mi trovo spesso a seguire in diretta su YouTube i lanci da Cape Canaveral. Quella volta poter essere lì presente è stato indescrivibile.

Cronaca di un disastro

Il blackout è iniziato intorno alle 12:30 ora locale (Madrid) di lunedì 28 aprile. In pochi istanti gran parte della rete elettrica di Spagna e Portogallo è collassata, causando l’interruzione dell’alimentazione su quasi tutto il territorio. Anche alcune zone nel sud della Francia hanno subito brevi interruzioni, risolte grazie all’intervento tempestivo dei sistemi di protezione francesi.

Le analisi iniziali indicano che alle 12:38 il sistema elettrico della penisola iberica è stato disconnesso dalla rete elettrica francese e quindi dal resto della rete europea. Successivamente, alle 13:30 circa, è stata ripristinata la connessione tramite una linea elettrica a 400 kV tra la Francia e la Catalogna, ma inizialmente al solo fine di risincronizzare le reti, in quanto la linea riattivata non era in grado da sola di sostenere la domanda di energia dalla Spagna. 

Proprio nei giorni scorsi era stato dato risalto al fatto che il 60% dell’energia elettrica immessa nella rete iberica proveniva da fonti rinnovabili: energia eolica e fotovoltaica. La parte rimanente è prodotta in Spagna da centrali convenzionali o importata dagli stati limitrofi, in questo caso dalla Francia. A causa del guasto, la connessione con la Francia è venuta a mancare, lasciando Spagna e Portogallo a gestire l’emergenza.

Nel corso del pomeriggio sono stati riparati i guasti ed è stata riavviata l’immissione dell’energia elettrica nella rete elettrica nazionale, operazione resa lunga e laboriosa dall’elevato numero di fonti rinnovabili da ricollegare sulla rete. Il premier spagnolo Pedro Sánchez ha comunicato in un discorso a fine giornata che circa il 50% della fornitura elettrica nazionale era stato già ripristinato intorno alle 22, come si può osservare anche nel grafico del gestore della rete spagnola qui sotto.

Domanda reale, prevista e programmata di energia elettrica nella Spagna peninsulare, 28 aprile 2025, Red Eléctrica. Notare anche le emissioni molto basse di CO2 equivalente della rete spagnola, segno della grande quantità di fonti rinnovabili in servizio in quel momento. 

Prime ipotesi sulle cause

L’origine del blackout rimane oggetto di indagine. Nelle ore successive all’evento sono emerse alcune ipotesi. La prima su un possibile attacco informatico non sembra stare in piedi, mentre più probabile è che all’origine del collasso vi sia stata una “forte oscillazione del sistema elettrico europeo”, come ha riferito Sánchez. In altre parole, qualcosa ha prodotto una significativa variazione della quantità di energia presente nella rete, che per fenomeni di risonanza  hanno fatto crollare l’intero sistema iberico. Si è ipotizzato che variazioni estreme di temperatura o vento possano avere indotto oscillazioni meccaniche nei cavi elettrici sospesi e che quest’ultime avrebbero aumentato (sovramodulato) la tensione dei cavi da 400 kV determinando sfasamenti e perdita di sincronismo fra sezioni diverse del sistema elettrico, che sono stati eliminati disconnettendo le reti. Tuttavia dai primi controlli, variazioni così improvvise di vento o temperatura non sembrano essersi verificate. Tra le ipotesi più accreditate rimane quindi quella di un guasto grave in territorio spagnolo, probabilmente vicino al Portogallo, a cui è seguita la disconnessione a catena su vasta scala, come ha fatto la Francia secondo le dichiarazioni del gestore di rete francese.

La coda lunga di un guasto locale

Per capire come un singolo evento possa degenerare in un blackout generalizzato è utile analizzare i meccanismi di funzionamento e stabilità della rete elettrica, confrontando questo episodio con casi analoghi del passato.

La rete elettrica continentale è, da anni, una fittissima ragnatela di linee più o meno importanti in termini di energia trasportata. Questa rete è gestita in modo dinamico e in stretto coordinamento dai vari gestori nazionali, in Italia da Terna. Se si verifica un guasto, i sistemi di protezione agiscono prontamente isolandolo e provvedendo a incanalare l’energia su altre direttrici. Ciò può determinare la sofferenza di una o più linee, soggette a sovraccarichi, che se prolungata può portare a nuove situazioni critiche o addirittura guasti, con un effetto domino. In questi casi, gli operatori di rete fanno una specie di triage delle utenze, disconnettono le linee ritenute meno importanti e cercano di fornire energia alle utenze critiche (ospedali, telecomunicazioni, organi di comando e coordinamento, ecc.). Se la crisi non viene gestita in modo appropriato si ha il collasso dell’intero sistema, ma non necessariamente la propagazione di guasti. «In fase di ripartenza è importante garantire la sincronia fra tutti i generatori connessi in parallelo» spiega Carlo Cecati, del Dipartimento di Ingegneria e scienze dell’informazione e matematica dell’Università dell’Aquila. «In presenza di migliaia di generatori di piccola taglia (in genere non più di alcuni MW) il riavvio del sistema è molto lungo, perché i generatori vanno riconnessi in sequenza. Infatti se questi iniziassero ad immettere energia elettrica con una differente frequenza e fase, si creerebbe una nuova condizione critica». 

Un parallelo storico utile è il blackout che colpì l’Italia il 28 settembre 2003, all’epoca il più grande mai avvenuto in Europa. In quel caso, la sequenza di eventi iniziò alle 3 di notte con la caduta di un singolo elettrodotto a 400 kV in Svizzera, nella zona del Lucomagno: un cavo entrò in contatto con un albero, provocando un corto circuito e venendo disattivato automaticamente. L’Italia in quel momento importava una porzione significativa del suo fabbisogno elettrico attraverso quella linea, perciò la sua perdita riversò improvvisamente la corrente su linee parallele dalla Francia, che in pochi minuti andarono in sovraccarico. Intorno alle 3:20, anche i restanti collegamenti con l’estero vennero meno e l’intera rete italiana si separò da quella europea.

Senza il supporto delle importazioni, la produzione interna italiana risultò improvvisamente inferiore alla domanda. La perdita di circa 7,5 GW di importazioni fece scendere la frequenza italiana a 49 Hz in pochi secondi; nonostante lo sgancio automatico di carichi, la frequenza continuò a calare fino al valore critico di 47,5 Hz, soglia alla quale tutti i generatori si sono disconnessi per autoproteggersi, causando il blackout. 

In altri casi può accadere il contrario: un eccesso improvviso di generazione in un’area isolata può far salire la frequenza oltre i limiti, portando alcuni impianti a spegnersi (protezione di sovrafrequenza) e potenzialmente invertendo il problema in un deficit successivo. 

«Le reti di trasmissione sono dotate di riserve primarie, secondarie e terziarie» spiega Filippo Spertino, del Dipartimento Energia del Politecnico di Torino. «Già nei primi decimi di secondo dal verificarsi di riduzioni di frequenza, interviene l’inerzia delle parti rotanti dei generatori e la riserva primaria dei grandi generatori per dare più potenza, così come dispositivi di controllo che possono inserire o togliere carico, e distacchi programmati di carichi meno prioritari quando la frequenza scende sotto soglie predefinite». Allo stesso modo, in caso di sovrafrequenza, alcuni generatori (soprattutto rinnovabili) sono programmati per ridurre la produzione o disconnettersi. Queste azioni, tuttavia, hanno dei limiti: sono efficaci per compensare squilibri moderati (fino ad alcune centinaia di MW). In eventi eccezionali come quello di ieri, la rapidità e l’entità del disturbo hanno probabilmente superato la capacità di compensazione immediata del sistema automatico, innescando il collasso.

Qualcosa di simile potrebbe essere accaduto il 28 aprile in Spagna e Portogallo.

Il nodo del bilanciamento e il ruolo delle fonti rinnovabili

Un aspetto chiave emerso in questo blackout è il delicato bilanciamento tra domanda e offerta di elettricità, specialmente in presenza di elevata generazione da fonti rinnovabili non programmabili. Il blackout si è verificato verso mezzogiorno di una giornata primaverile, orario in cui la produzione fotovoltaica era presumibilmente molto alta a fronte di una domanda elettrica non di punta.

Negli ultimi anni Spagna e Portogallo hanno visto crescere notevolmente la quota di eolico e solare nel loro mix elettrico, con momenti della giornata in cui gran parte del fabbisogno è coperto da queste fonti verdi. Questo fatto, peraltro, ha portato ad avere in questi Paesi prezzi all’ingrosso dell’elettricità più bassi d’Europa, con notevole vantaggio per le rispettive economie. In queste condizioni la rete iberica può trovarsi in esubero di generazione rinnovabile, rendendo necessaria l’esportazione di energia in eccesso verso l’estero o la riduzione della produzione rinnovabile per mantenere l’equilibrio.

È plausibile che poco prima del blackout del 28 aprile la Penisola Iberica stesse esportando energia verso la Francia (o riducendo al minimo la produzione convenzionale) a causa dell’abbondante produzione solare ed eolica di metà giornata. Se l’evento iniziale ha causato la separazione improvvisa dalle linee con la Francia, quell’energia in surplus non ha più avuto sbocco: in un istante la Spagna è passata da uno scenario di equilibrio, grazie alla possibilità di esportare energia, a una situazione di isolamento dove la generazione superava nettamente i consumi interni. La troppa offerta avrebbe fatto impennare la frequenza oltre il valore nominale di 50 Hz.

Di fronte a una sovrafrequenza improvvisa, i sistemi di controllo hanno reagito riducendo la produzione, e così si è passati da un eccesso a un deficit grave di generazione, producendo quella “forte oscillazione” del sistema descritta dalle autorità.

Qui emergono i limiti delle fonti rinnovabili attuali nella gestione della rete: esse sono collegate alla rete elettrica tramite inverter elettronici che, a differenza dei generatori tradizionali (turboalternatori di centrali termoelettriche o centrali idroelettriche), non hanno inerzia. Un basso livello di inerzia significa che la frequenza di rete cambia velocemente in seguito a uno squilibrio, lasciando meno tempo ai controlli per correggere la rotta. 

Lezioni per il futuro

L’ampia penetrazione di fonti rinnovabili nel sistema iberico potrebbe aver giocato un ruolo nell’evento, non come causa primaria del guasto ma come fattore di contesto che ha influenzato la risposta dinamica della rete. Un eccesso momentaneo di generazione rinnovabile nel sistema ha probabilmente amplificato lo squilibrio al momento della separazione dalla rete europea, e la bassa inerzia di sistema ha reso più rapida la cascata di eventi.

Se è vero che l’elevata interconnessione europea ha permesso di confinare il collasso all’area iberica e di fornire rapidamente assistenza di emergenza attraverso le frontiere, è anche vero che la dipendenza reciproca può innescare un effetto domino catastrofico se più livelli di sicurezza falliscono simultaneamente.

In attesa di conoscere nei dettagli cosa sia successo, l’incidente di ieri ci ricorda che la transizione energetica in corso, per quanto necessaria e conveniente, è anche costellata di sfide tecnologiche che evidenziano la necessità di investire in strumenti di stabilizzazione avanzati man mano che la transizione procede. 

«Per rendere la rete più robusta, in presenza di una quota importante di rinnovabili, si richiede l’installazione a breve termine di compensatori sincroni, come sta già facendo Terna in Italia, capaci di aumentare l’inerzia globale del sistema, seguiti da supercondensatori, batterie elettrochimiche e, dove possibile, impianti idroelettrici di pompaggio», sottolinea Filippo Spertino.   

«La presenza di sistemi di accumulo (idroelettrico, batterie) potrebbe eliminare il problema o comunque limitarne la propagazione. Una soluzione consiste anche nello strutturare il sistema energetico in più microreti, ciascuna autonoma rispetto alle altre ma interconnessa al resto del sistema, in modo da scambiare energia o prelevarla in caso di necessità. Un’altra soluzione sarebbe di introdurre nella rete stabilizzatori statici, capaci di smorzare le oscillazioni e quindi ridurre drasticamente la possibilità di propagazione del danno. Di certo, l’utilizzazione delle fonti rinnovabili richiede un ripensamento profondo di come le reti elettriche sono concepite e gestite», conclude Carlo Cecati.

Ma cosa c’è di vero in questa storia? Facciamo un passo indietro.

I metalupi: tra scienza e serie TV

Grazie all’enorme successo mediatico della saga letteraria e televisiva Game of Thrones, molti di noi hanno ormai un’idea di cosa sia un “metalupo”: un canide straordinariamente grande e potente, molto più imponente e forte dei comuni lupi grigi. Ma questi animali sono esistiti davvero? Ebbene sì, o quantomeno esisteva qualcosa di molto simile. I cosiddetti “metalupi” vissero realmente nel Pleistocene e appartenevano alla specie Aenocyon dirus. Erano diffusi principalmente nelle Americhe, fino a circa 10.000 anni fa. Negli ultimi anni, nuove ricerche hanno portato alla luce dettagli interessanti sulla loro storia evolutiva.

Dal punto di vista morfologico, somigliavano agli odierni lupi grigi (Canis lupus) e, come loro, probabilmente cacciavano in branco, soprattutto nelle vaste praterie nordamericane e - anche se in misura minore - in quelle asiatiche, dove la loro diffusione potrebbe essere stata ostacolata dalla competizione con le iene delle caverne. Una delle loro caratteristiche più notevoli era la forza del morso, sensibilmente superiore a quella dei lupi moderni.

Per molto tempo si è ritenuto che fossero strettamente imparentati con i canidi attuali, ma uno studio genetico pubblicato nel 2021 ha cambiato radicalmente questa visione. Secondo i dati emersi, infatti, Aenocyon dirus si sarebbe separato dal ramo evolutivo dei canidi circa 5,7 milioni di anni fa. Una divergenza così marcata che sembra avesse impedito loro di incrociarsi con le altre specie di canidi presenti nel continente. Questo isolamento genetico potrebbe aver rappresentato uno dei fattori alla base della loro estinzione. Nei genomi di lupi e coyote moderni, infatti, non sono state trovate tracce di DNA riconducibili agli enocioni, il che suggerisce che si trattasse di una specie strettamente endemica del Nord America. I progenitori degli altri canidi, invece, si sarebbero evoluti nel Vecchio Mondo e solo in epoche successive avrebbero colonizzato le Americhe. Quindi la somiglianza morfologica con i lupi grigi odierni è dovuta esclusivamente a una convergenza evolutiva e non a una stretta parentela genetica.

La Colossal Biosciences e i progetti di de-estinzione

A inizio aprile la società statunitense di biotecnologia e ingegneria genetica Colossal Biosciences ha annunciato sul suo sito internet di aver riportato in vita i metalupi. Così si legge: «Il 1° ottobre 2024, per la prima volta nella storia dell’umanità, Colossal ha ripristinato con successo una specie un tempo eradicata, attraverso la scienza della de-estinzione. Dopo oltre 10.000 anni di assenza, il nostro team è orgoglioso di restituire al metalupo il posto che gli spetta nell’ecosistema».

Con questo assunto l’azienda pubblica la foto di tre cuccioli di lupo grigio geneticamente modificati, Remus, Romulus e Khaleesi (una strizzatina d’occhio proprio alla serie Game of Thrones), sostenendo siano dei metalupi.

La compagnia è famosa per questi progetti che mirano a riportare in vita specie estinte, tra cui il mammut lanoso (Mammuthus primigenius) e il tilacino (Thylacinus cynocephalus), di cui avrebbe già sequenziato il DNA completo (e il cui RNA è stato sequenziato nel 2023 da un gruppo di ricercatori scandinavi). Non molto tempo fa, la stessa azienda aveva annunciato di aver compiuto progressi significativi nel progetto dedicato al mammut, grazie alla creazione dei cosiddetti “topi lanosi”, ovvero roditori geneticamente modificati per sviluppare una pelliccia lunga, riccia e bionda che ricorda quella dei mammut rinvenuti nel permafrost.

Tuttavia, rimane poco chiaro se le stesse cinque mutazioni genetiche applicate ai topi produrrebbero un effetto analogo se introdotte nel genoma di elefante asiatico, specie da cui si vorrebbe partire per de-estinguere i mammut.

I dubbi del mondo scientifico e l’analisi del DNA antico

Quello che appare invece chiarissimo è che a questi annunci non segue mai la pubblicazione di un paper che permetta alla comunità scientifica di esaminare in modo trasparente e dettagliato né i materiali e i metodi utilizzati negli studi, né i risultati ottenuti. Esperti ed esperte di genetica sono piuttosto scettici riguardo agli esperimenti condotti da Colossal. Sequenziare un genoma completo non è affatto un’operazione banale. Solo di recente, per esempio, è stato completato il sequenziamento del cromosoma Y umano.

Quando si tratta di specie estinte, inoltre, ci si trova spesso davanti a lacune significative. Il DNA, infatti, subisce un degrado post mortem che è direttamente proporzionale al tempo trascorso, anche in condizioni di conservazione eccezionali come quelle offerte dal permafrost siberiano. Di conseguenza, quando si tenta di sequenziare un DNA antico, ci si confronta con un genoma incompleto, danneggiato e contaminato da altri DNA. Il risultato ottenuto, dopo un lavoro complesso e delicato di campionamento, analisi di laboratorio, sequenziamento con strumenti di ultima generazione e successiva elaborazione bioinformatica, è un “testo” pieno di “parole mancanti”: un po’ come un libro a cui manchino interi paragrafi, se non addirittura intere pagine.

Per questo motivo è piuttosto improbabile riportare in vita specie estinte: integrare quelle lacune non è possibile, e non si può di certo improvvisare. È come pretendere di leggere e comprendere I promessi sposi privi di alcuni capitoli, pensando di poterli sostituire con brani de I fratelli Karamazov!

Cosa sono realmente i tre lupacchiotti

Fondamentalmente, Remus, Romulus e Khaleesi sono una grande operazione di marketing condita con un po’ di ingegneria genetica, come dimostra anche la foto promozionale pubblicata sul blog dell’autore di Game of Thrones, George R. R. Martin, con uno dei cuccioli. Per stessa ammissione della Colossal, questi cuccioli sono lupi grigi, geneticamente modificati con la tecnica CRISPR per assomigliare agli enocioni.

I ricercatori dell’azienda, infatti, utilizzando DNA antico estratto da reperti ossei di enocione, hanno identificato 20 modifiche genetiche chiave su 14 geni del lupo grigio moderno, che replicano caratteristiche morfologiche distintive del metalupo, come dimensioni maggiori, muscolatura più robusta e pelliccia bianca. Quindi no, nessun metalupo è stato riportato in vita.

Le implicazioni etiche

A prescindere dal fatto che la de-estinzione sia o meno realmente possibile, viene da chiedersi quali siano gli scopi reali di questi progetti. Dal punto di vista scientifico, l’esperimento è senza dubbio notevole. L’ingegneria genetica ha fatto passi da gigante e, innegabilmente, i tre cuccioli rappresentano il risultato di un livello di studio e approfondimento incredibili.

La Colossal sostiene che il proprio lavoro rappresenti un valido contributo alla conservazione delle specie a rischio di estinzione. Un esempio è quello della colomba rosata (Nesoenas mayeri) delle Mauritius, minacciata dalla perdita di habitat e da una riduzione della diversità genetica. Questa specie di uccello potrebbe beneficiare degli esperimenti dell’azienda statunitense per riportare in vita il dodo, poiché Colossal si sarebbe impegnata finanziariamente nel ripristino dell’habitat a Mauritius, in preparazione alla reintroduzione dei loro ibridi de-estinti di questo uccello scomparso. Inoltre, secondo gli scienziati dell’azienda, gli strumenti di editing genetico attualmente in fase di sviluppo per il dodo potranno essere impiegati anche per arricchire la diversità genetica perduta della colomba rosata.

I nodi da sciogliere, però, rimangono tantissimi. A cominciare da quello del benessere animale, per l’uso di madri surrogate, soggette a interventi invasivi spesso ripetuti, nonché per il futuro incerto degli ibridi, di cui nessuno conosce le sorti, nel caso in cui l’esperimento fallisse. Ci sono poi da considerare implicazioni, in larga parte imprevedibili, per la biodiversità. Non conosciamo le conseguenze dirette e indirette della reintroduzione di specie ormai estinte in ecosistemi contemporanei. Uno dei rischi, per esempio, è che un animale riportato in vita potrebbe comportarsi come una specie invasiva, alterando equilibri ecologici ormai assestati, oltre alla possibilità di trasferimento genico tra questi ibridi e le specie selvatiche (come avviene purtroppo tra cani domestici rinselvatichiti e lupi sul nostro territorio), andando a minacciarne la sopravvivenza. Inoltre l’attenzione mediatica, e di conseguenza i finanziamenti che ne derivano, sulla de-estinzione, potrebbero distogliere le risorse da progetti già in essere di conservazione delle specie in pericolo.

Gli interrogativi sono molti e l’impressione è che questo tipo di operazioni, ammantate di futurismo e narrazioni stile Jurassic Park, servano più a generare investimenti e visibilità che a contribuire realmente alla conservazione delle specie in pericolo. In un’epoca in cui migliaia di specie realmente viventi sono a rischio, e gli ecosistemi scompaiono a ritmi accelerati, destinare risorse alla “de-estinzione” suona non solo fuorviante dal punto di vista scientifico, ma anche eticamente discutibile. Ha davvero senso, oggi, con un tasso di estinzione delle specie stimato tra le 100 e le 1.000 volte più alto rispetto a quello naturale, rincorrere fantasmi del passato, quando non riusciamo a proteggere il nostro presente?

Parallelamente, la quantità di pubblicazioni scientifiche continua a crescere a un ritmo sostenuto. Si stima che ogni anno vengano pubblicate  milioni di nuove ricerche su riviste peer-reviewed. Questa vastità di informazioni rende difficile per qualsiasi individuo monitorare tutti gli sviluppi rilevanti, anche all’interno del proprio campo specifico.

Immagine 1. Numero di articoli pubblicati su riviste scientifiche, fonte: Openalex.org

Infine, la codifica degli esperimenti, l’analisi dei dati e la redazione di rapporti richiedono competenze tecniche che spesso distolgono i ricercatori dal lavoro concettuale. Gran parte del tempo viene dedicata a compiti ripetitivi che potrebbero beneficiare dell’automazione, come la revisione della letteratura, la programmazione di routine sperimentali standard o la stesura e formattazione di documenti.

In questo contesto l’intelligenza artificiale e i modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM) sembrano essere ottimi candidati assistenti alla ricerca. “Can LLMs Generate Novel Research Ideas?” è il titolo di un articolo che ha esaminato la capacità dei LLM di generare idee di ricerca originali. Lo studio, condotto da un team della Stanford University, ha coinvolto oltre 100 ricercatori nel campo dell’elaborazione del linguaggio naturale (NLP) per valutare la qualità delle idee generate sia da umani che da LLM. Ogni idea è stata valutata alla cieca da ricercatori esperti, seguendo criteri come novità, fattibilità, efficacia: le idee generate dall’IA sono state giudicate più innovative rispetto a quelle degli esperti umani (anche se più difficili da mettere in pratica).

Gli agenti di ricerca basati su intelligenza artificiale: Agent Laboratory

Agent Laboratory è stato sviluppato da Samuel Schmidgall, della Johns Hopkins University, che ha guidato un team di ricerca della AMD, che ha fornito le risorse computazionali per il funzionamento dei modelli. Agent Laboratory funziona come un ecosistema collaborativo di agenti basati su LLM specializzati che emulano i diversi ruoli all’interno di un laboratorio di ricerca. Tra questi troviamo il dottorando, che si occupa principalmente della revisione della letteratura e dell’interpretazione dei risultati; il ricercatore postdoc, che contribuisce alla formulazione dei piani sperimentali; l’ingegnere di apprendimento automatico (ML Engineer), responsabile della preparazione dei dati e dell’implementazione del codice; e il professore, che collabora alla fase di scrittura per sintetizzare i risultati della ricerca.

Il processo di ricerca con Agent Laboratory si articola in tre fasi fondamentali. La prima è la revisione della letteratura, durante la quale gli agenti raccolgono e analizzano pubblicazioni rilevanti attraverso l’API di arXiv. Questa fase serve a contestualizzare il lavoro e identificare metodologie pertinenti. La seconda fase è quella sperimentale, che comprende la formulazione del piano, la preparazione dei dati e l’esecuzione degli esperimenti. Qui entra in gioco mle-solver (risolutore di problemi di apprendimento automatico), un componente specializzato che genera, mette alla prova e perfeziona autonomamente il codice per l’apprendimento automatico. Questo strumento utilizza un metodo iterativo, valutando continuamente i risultati e apportando modifiche per migliorare le prestazioni. Infine, la terza fase riguarda la scrittura del rapporto scientifico, facilitata da paper-solver (risolutore di articoli scientifici), un modulo che sintetizza i risultati in un formato accademico standard. Il sistema produce documenti strutturati secondo le convenzioni delle pubblicazioni scientifiche, completi di riassunto, introduzione, metodologia, risultati e discussione.

Immagine 2. Come funziona Agent Laboratory (AgentLaboratory.github.io)

Il sistema può funzionare sia in modalità completamente autonoma, dove gli agenti procedono sequenzialmente attraverso tutte le fasi senza intervento umano, sia in modalità co-pilota (assistenza collaborativa), dove i ricercatori possono fornire riscontri e orientamenti a ogni punto di controllo del processo.

Le valutazioni condotte sul sistema dal team di ricerca guidato da Schmidgall hanno rivelato risultati promettenti. Gli esperimenti hanno coinvolto un gruppo di 10 dottorandi volontari che hanno valutato gli articoli scientifici prodotti autonomamente da Agent Laboratory. Questi test hanno confrontato sistematicamente le prestazioni di diversi modelli linguistici come motori di elaborazione, generando un totale di 15 articoli su 5 diversi temi di ricerca. Dai dati emerge che gli articoli generati utilizzando il modello “o1-preview” di OpenAI sono stati percepiti come i più utili e con la migliore qualità di documentazione. Il modello “o1-mini”, sempre di OpenAI, ha ottenuto il punteggio più alto per qualità sperimentale. Queste differenze evidenziano come la scelta del modello linguistico influenzi significativamente la qualità della ricerca prodotta. La modalità co-pilota, che integra il riscontro umano, ha mostrato miglioramenti significativi nella qualità complessiva degli articoli prodotti. I punteggi sono aumentati in diverse metriche di valutazione, in particolare nella qualità tecnica, nella chiarezza e nella solidità metodologica. Questo suggerisce che l’intervento umano in punti strategici del processo può migliorare sostanzialmente i risultati finali.

AgentRxiv: verso una ricerca collaborativa autonoma

Nonostante i progressi significativi di Agent Laboratory, una limitazione fondamentale dei sistemi autonomi di ricerca è che operano in isolamento. Schmidgall e il suo team hanno quindi dato ad Agent Laboratory un compagno, AgentRxiv, una piattaforma che funziona come un server di preprint specificamente per la ricerca prodotta da agenti basati su intelligenza artificiale.

AgentRxiv, ispirato ad archivi digitali consolidati come arXiv, bioRxiv e medRxiv, facilita la condivisione di conoscenze tra laboratori autonomi. A differenza degli archivi tradizionali che contengono ricerche umane, AgentRxiv è progettato “da agenti per agenti”, permettendo ai sistemi di intelligenza artificiale di costruire cumulativamente sulle scoperte gli uni degli altri.

La piattaforma implementa un meccanismo di ricerca basato sulla similarità che consente agli agenti di recuperare le ricerche passate più rilevanti in base alle loro query. Questo accesso mirato a un database in crescita di lavori generati da agenti favorisce il trasferimento di conoscenze interdisciplinari e accelera il progresso scientifico attraverso avanzamenti iterativi.

Immagine 3. Il flusso di lavoro di Agent Laboratory integrato in AgentRxiv (AgentRxiv.github.io)

Gli esperimenti condotti con AgentRxiv hanno dimostrato empiricamente i vantaggi della collaborazione tra agenti di intelligenza artificiale. Uno studio particolarmente significativo ha riguardato il miglioramento progressivo delle tecniche di ragionamento sul banco di prova MATH-500, una raccolta di 500 problemi matematici complessi che rappresenta uno standard per valutare le capacità di ragionamento delle intelligenze artificiali. In questi esperimenti, i sistemi Agent Laboratory dovevano effettivamente risolvere i problemi matematici, sviluppando e perfezionando strategie di ragionamento sempre più efficaci attraverso la condivisione dei loro approcci su AgentRxiv.

Partendo da un’accuratezza di base del 70% (il risultato iniziale ottenuto utilizzando il modello “GPT-4o mini” senza tecniche di ragionamento avanzate), i laboratori autonomi connessi ad AgentRxiv hanno gradualmente sviluppato e perfezionato algoritmi di ragionamento. Quando gli stessi esperimenti sono stati condotti senza accesso ad AgentRxiv, le prestazioni si sono stabilizzate intorno al 73-74%, dimostrando l’importanza della conoscenza cumulativa per ulteriori progressi.

Un altro aspetto notevole è la generalizzazione degli algoritmi scoperti. Il metodo della simultaneous divergence averaging (SDA), sviluppato inizialmente per MATH-500, ha mostrato miglioramenti consistenti anche su altri banchi di prova come GPQA (domande di livello universitario), MMLU-Pro (domande di 

comprensione più profonda e specialistica in vari domini) e MedQA (domande mediche complesse). I miglioramenti più significativi sono stati osservati su MedQA e per modelli con valori di base iniziali più bassi, evidenziando la robusta adattabilità del simultaneous divergence averaging. La forza di questa tecnica risiede nella sua capacità di affrontare un problema da molteplici angolazioni contemporaneamente, riducendo la probabilità di errori sistematici che possono verificarsi quando si utilizza un singolo metodo di ragionamento.

Interessanti anche i risultati ottenuti con la ricerca condotta in parallelo: un metodo in cui più laboratori di ricerca artificiali lavorano simultaneamente su problemi simili condividendo le proprie scoperte. In questo esperimento, tre sistemi Agent Laboratory indipendenti, configurati in modo identico ma operanti contemporaneamente con accesso non simultaneo (asincrono) ad AgentRxiv, hanno raggiunto un’accuratezza massima del 79,8% su MATH-500, superando le prestazioni osservate nella sperimentazione sequenziale dove un solo laboratorio lavorava alla volta. Inoltre, traguardi intermedi come l’accuratezza del 76,2% sono stati raggiunti dopo soli sette articoli nell’impostazione parallela, rispetto ai 23 articoli necessari nell’impostazione sequenziale. Questo dimostra come la collaborazione tra più sistemi di ricerca artificiali possa accelerare significativamente il progresso scientifico.

AI Scientist-v2 e AI Co-Scientist

Oltre ad Agent Laboratory, altri sistemi di ricerca autonoma hanno recentemente dimostrato progressi significativi. AI Scientist-v2, sviluppato da Sakana AI, è un sistema di ricerca scientifica autonoma capace di generare idee originali, condurre esperimenti attraverso un “albero agentico” (un metodo di esplorazione basato su alberi di ricerca, dove ogni nodo rappresenta un esperimento potenziale, in modo da poter permettere agli agenti di indagare più possibilità in parallelo e approfondire le ipotesi più promettenti). Questo sistema ha prodotto il primo articolo interamente generato da AI accettato in un workshop della International Conference on Learning Representations dopo revisione tra pari.

Parallelamente, Google ha presentato AI Co-Scientist, un sistema multi-agente costruito su Gemini 2.0 che utilizza un paradigma “generate, debate, evolve” per formulare ipotesi scientifiche. La sua efficacia è stata dimostrata in ambito biomedico, dove ha identificato promettenti candidati farmacologici per la leucemia mieloide acuta, nuovi target per la fibrosi epatica e ha ricapitolato scoperte sui meccanismi di resistenza antimicrobica in soli due giorni.

Benefici empirici della collaborazione tra agenti AI

Agent Laboratory e AgentRxiv, AI Scientist-v2 e AI Co-scientist rappresentano un cambiamento di paradigma nel modo in cui concepiamo la relazione tra intelligenza artificiale e ricerca scientifica. Piuttosto che sostituire i ricercatori umani, questi sistemi si propongono come assistenti potenziati, automatizzando compiti ripetitivi e consentendo agli scienziati di concentrarsi sugli aspetti creativi e concettuali della ricerca.

Questa simbiosi tra intelligenza umana e artificiale potrebbe accelerare notevolmente il ritmo della scoperta scientifica. I ricercatori possono affidare agli agenti di intelligenza artificiale la revisione approfondita della letteratura, l’implementazione di routine sperimentali e la documentazione dei risultati, liberando tempo per la formulazione di nuove ipotesi, l’interpretazione dei dati e la sintesi interdisciplinare.

Inoltre, la dimostrazione che gli agenti di intelligenza artificiale possono collaborare attraverso piattaforme come AgentRxiv suggerisce la possibilità di una nuova forma di scienza collettiva, dove i sistemi di intelligenza artificiale contribuiscono all’evoluzione della conoscenza in modi complementari all’intelligenza umana.

Tuttavia, emergono anche questioni importanti da considerare. Le preoccupazioni etiche riguardanti la potenziale generazione di contenuti scientifici ingannevoli o la propagazione di bias nei risultati richiedono ulteriori riflessioni. È necessario sviluppare robusti meccanismi di governance per garantire che questi sistemi producano contenuti allineati con i principi etici e i valori sociali.

Link aggiornati agli strumenti AI per la ricerca AI Co-Scientist (Google) AgentRxiv AgentLaboratory AI Scientist-v2 CodeScientist (Allen Institute) PaperBench (OpenAI)

Questa è la conclusione di uno studio, coordinato da Iunio Iervolino, ingegnere sismico dell’Università di Napoli Federico II e pubblicato su Nature Communications. Lo studio è stato commissionato dal tavolo tecnico dei Comuni Flegrei, Bacoli, Pozzuoli e Napoli, incaricato di coordinare l’attuazione del decreto-legge 140 del 12 ottobre 2023 e dell’ultima legge di bilancio con cui il governo ha destinato cento milioni di euro in cinque anni a migliorare la tenuta sismica dell’edilizia residenziale, oltre a quaranta milioni di euro per scuole, ospedali e caserme.

Gli interventi sugli edifici prenderebbero a riferimento le norme antisismiche in vigore dal 2018 basate sulla mappa di pericolosità sismica nazionale. Questa considera l’intera storia sismica dell’Italia, la posizione e la natura delle faglie tra placche tettoniche e la propagazione delle onde sismiche nella crosta terrestre, per stabilire quali scuotimenti del suolo attendersi nel lungo termine. Lo fa su tutto il territorio nazionale e per questo non può tenere conto della specificità dei Flegrei.

I terremoti registrati ai Flegrei negli ultimi dieci anni non hanno origine tettonica, ma sono attribuiti all’attività del vulcano e in particolare al fenomeno del bradisismo, il lento ma costante sollevamento e abbassamento del suolo. Per questo motivo hanno tre caratteristiche peculiari.

La prima è che i terremoti hanno origine in strati più superficiali della crosta terrestre rispetto ad altre zone ad alta sismicità del paese, come gli Appennini. Questo è il motivo per cui, seppure le scosse registrate finora non abbiano mai superato magnitudo momento 4, le azioni sismiche sugli edifici, e quindi percepite dalla popolazione, siano tutt’altro che trascurabili dal punto di vista dell’ingegneria sismica.

La seconda caratteristica è che le rocce vulcaniche sono più fratturate rispetto a quelle di altre aree. Queste due caratteristiche fanno sì che le accelerazioni si attenuino in modo particolarmente rapido allontanandosi dall’epicentro.

«A seicento metri dall’epicentro, il terremoto del 20 maggio 2024 ha fatto registrare sugli edifici di periodo di vibrazione corto accelerazioni orizzontali pari a quella di gravità, un numero importante per l’ingegneria strutturale. Tuttavia, se ci si allontana di pochi chilometri, le accelerazioni diventano quasi trascurabili, un’attenuazione simile è davvero rara», spiega Iervolino. Il periodo di vibrazione di un edificio è determinato dalla sua altezza e dalla sua rigidità e da esso dipende lo scuotimento di cui risentirà a causa di un terremoto. A parità di scuotimento del suolo, un edificio basso e rigido vibrerà più intensamente di uno alto e flessibile.

C’è poi una terza caratteristica peculiare del fenomeno bradisismico: i terremoti si intensificano quando il suolo si solleva, mentre sono quasi del tutto assenti nei periodi in cui il suolo si abbassa. Inoltre, se la velocità di sollevamento del suolo aumenta anche la sismicità aumenta. Dal 2019 al 2023 sono stati registrati 13.825 terremoti, ma 6.065 di questi sono avvenuti nel solo 2023. Allo stesso tempo, la velocità di sollevamento è aumentata: nel 2019 il suolo al Rione Terra, centro storico di Pozzuoli, si è sollevato di 10 cm, mentre nel 2023 di quasi 20 cm.

Il primo passo degli autori è stato quello di studiare le fratture che hanno generato i terremoti dal 2014 al 2024. «Le loro caratteristiche geometriche ci hanno permesso di stimare qual è il loro potenziale in termini di magnitudo», spiega Aldo Zollo, geofisico della Federico II e uno degli autori dello studio. Grazie all’impiego di tecniche sofisticate di ricollocazione degli epicentri, gli autori sono stati in grado di identificare quali faglie, quelle mappate nell’area, hanno generato le scosse degli ultimi dieci anni. «Ne abbiamo individuate circa sessanta, con lunghezza variabile tra alcune centinaia di metri e alcuni chilometri», spiega Zollo.

La magnitudo di un terremoto aumenta con la lunghezza della frattura che lo produce tramite una caratteristica delle rocce chiamata stress drop. Lo stress drop è la differenza tra lo sforzo iniziale, necessario a innescare la frattura, e l’attrito statico finale che si raggiunge a frattura conclusa. «Questo parametro ai Flegrei è mediamente più piccolo di quello tipico delle aree di faglia tettoniche, perché le rocce vulcaniche sono più fragili e consentono l’innesco di fratture a livelli di sforzo iniziale più bassi, a parità di condizioni di attrito», spiega Zollo.

Gli autori hanno così stimato che le faglie, se si attivano individualmente, possono generare terremoti con magnitudo momento intorno a 4,4, equivalente a una magnitudo durata 5,2. La magnitudo durata è la scala usata di solito per gli ambienti vulcanici e adottata anche dall’Osservatorio Vesuviano che si occupa della sorveglianza dell’area flegrea. La magnitudo momento è invece la scala sfruttata in contesti tettonici e adottata nei modelli di rischio sismico. Ai Flegrei per i terremoti considerati in questo studio, la relazione tra queste due scale di magnitudo è lineare. Magnitudo momento 3, 4 e 5 corrispondono, a magnitudo durata 3,4, 4,7 e 5,9, rispettivamente.

Se le faglie si attivassero simultaneamente, una circostanza ritenuta improbabile ma che è utile a stimare un limite superiore all’intensità dei terremoti della caldera, la magnitudo raggiungerebbe 5,1, equivalente a una magnitudo durata 6.

Cosa significherebbe questo per gli edifici dei comuni della caldera?

I ricercatori hanno considerato il caso di un edificio situato nel Rione Terra e di un terremoto con epicentro a meno di un chilometro di distanza. Hanno stimato che, pur considerando le particolari leggi di attenuazione delle onde sismiche nella caldera, un terremoto di magnitudo fino a 4,4 non genererebbe sull’edificio accelerazioni superiori a quelle usate nella progettazione antisismica per garantire la tenuta delle parti strutturali e non strutturali. Se il terremoto avesse magnitudo tra 4,4 e 5,1 sarebbe in grado di procurare danni significativi solo alle parti non strutturali dell’edificio. L’integrità delle componenti strutturali sarebbe messa a rischio solo da terremoti con magnitudo superiore a 5,1.

Tuttavia, il limite 5,1 ottenuto a partire dalla geologia e dalla geofisica non deve essere inteso in senso stretto. Non è detto infatti che i terremoti futuri saranno generati dalle stesse faglie che hanno generato i terremoti del passato.

«Potrebbe attivarsi una faglia che non conosciamo, che magari non si è mai attivata finora, oppure la frattura potrebbe estendersi fuori dalla caldera e quindi generare terremoti di magnitudo superiore», spiega Warner Marzocchi, sismologo della Federico II e uno degli autori dello studio. La storia sismica recente può aiutare a considerare queste eventualità.

Gli autori hanno scelto i due momenti di picco della sismicità tra il 2014 e il 2024, il 16 ottobre 2023 e il 21 maggio 2024. Hanno misurato in che proporzione si sono verificati terremoti di diversa magnitudo nell’arco dell’anno precedente a questi due giorni. Si tratta di una legge di scala universale: il logaritmo del numero di terremoti decresce linearmente all’aumentare della magnitudo.

Misurando dai dati questa legge di scala per i Campi Flegrei, gli autori hanno concluso che il 16 ottobre 2023 la probabilità di superare, nel mese successivo, magnitudo momento 5,1 era dello 0,4% (con intervallo di credibilità tra 0,2% e 0,8%). Il 21 maggio 2024, questa probabilità era salita all’1,8% (con intervallo di credibilità tra 1,1% e 2,9%). «Abbiamo aggiornato queste stime dopo il terremoto di magnitudo durata 4,6 registrato il 13 marzo 2025 e la probabilità di superamento è simile a quella del 21 maggio 2024», commenta Marzocchi che ha sviluppato nel 2014 il metodo usato per calcolare queste probabilità.

Gli autori hanno infine calcolato di quanto si ridurrebbe la probabilità di morte per una persona che abita in un edificio di tre piani in cemento armato al Rione Terra se venisse adeguato sismicamente. La probabilità di morte si ridurrebbe di circa il 70% per gli edifici costruiti negli anni Ottanta e Novanta (un terzo degli edifici di Pozzuoli) e di circa l’80% per gli edifici costruiti prima di quel periodo (quasi due terzi degli edifici di Pozzuoli).

«Lo studio è il risultato di uno sforzo interdisciplinare che ha visto coinvolti sismologi, geologi, geofisici e ingegneri sismici», commenta Iervolino. «Per questo riteniamo che seppure sia nato per informare le decisioni del tavolo tecnico dei Comuni Flegrei proponga un approccio utile in altri contesti simili nel mondo».

Questo studio è solo il primo passo. Gli edifici privati ai Campi Flegrei sono 12.700 e le risorse per migliorarli limitate. È quindi fondamentale capire a quali dare priorità di intervento. Il tavolo tecnico ha incaricato il Centro Plinius, un centro specializzato nel rischio vulcanico che supporta le attività della Protezione Civile, di condurre uno screening di vulnerabilità dell’edificato basato su sopralluoghi esterni. I risultati sono stati resi pubblici il 5 marzo e da quella data è possibile richiedere un approfondimento interno. Avranno precedenza gli stabili che si trovano in zone ad alta concentrazione di edifici vulnerabili.

L’articolo è stato corretto il 01/04/2025 alle 20:30 perché affermava erroneamente che gli epicentri dei terremoti ai Campi Flegrei erano più superficiali che altrove. L’epicentro è il punto della superficie terrestre corrispondente al punto nella crosta in cui il terremoto ha avuto origine.

Lontana dall’essere un reperto dormiente, la caldera è viva e imprevedibile, mostrando una dinamica dei processi che include – tra l’altro – sollevamento del suolo, attività sismica ed emissioni di gas. Questi segnali riflettono processi sotterranei intricatissimi, e solo parzialmente noti. Il magma interagisce con un sistema idrotermale ricco di gas, generando variazioni di pressione in grado di rimodellare il paesaggio sovrastante e di porre sfide sia scientifiche sia sociali.

Breve storia geologica

I Campi Flegrei hanno una struttura a caldere annidate, formatesi in seguito a due grandi eruzioni esplosive: l’Ignimbrite Campana, avvenuta circa quarantamila anni fa, e il Tufo Giallo Napoletano circa quindicimila anni fa. Le enormi quantità di materiale vulcanico emesse durante queste eruzioni, formarono zone come la collina di Posillipo, e lasciarono una depressione – chiamata appunto caldera – i cui confini si estendono oggi fin sotto il Golfo di Napoli. Negli ultimi quindicimila anni si sono verificate oltre settanta eruzioni di minore intensità. Molte di esse, le più antiche, sono state localizzate lungo il limite strutturale della caldera del Tufo Giallo Napoletano, mentre quelle più recenti si sono concentrate soprattutto nel settore nord-orientale della porzione risorgente interna della caldera.

Quest’area, in particolare la parte centrale del territorio dell’attuale comune di Pozzuoli, è stata interessata da ripetuti episodi di sollevamento e abbassamento del suolo – fenomeno noto come bradisismo (la cui etimologia è proprio “lento terremoto”) – con tassi che hanno raggiunto anche le decine di centimetri al mese. Le osservazioni moderne, basate su metodi geodetici, hanno mostrato come il sollevamento del terreno sia massimo nel centro di Pozzuoli e diminuisca allontanandosi da esso, fino a diventare trascurabile a circa cinque chilometri di distanza.

Negli ultimi 10.000 anni il vulcanismo successivo alle eruzioni dell’Ignimbrite Campana e del Tufo Giallo Napoletano ha prodotto non meno di 70 eruzioni di cui la più recente, nel 1538, ha originato il Monte Nuovo. Quest’ultima eruzione è avvenuta dopo un lungo periodo di riattivazione dei processi di risorgenza della caldera nel suo settore centrale causando forti terremoti e un sollevamento del suolo fino a 6 metri.

Il bradisismo negli ultimi decenni

Di manifestazioni del bradisismo si hanno notizie che datano nel passato di millenni. Nel corso degli ultimi settant’anni, i Campi Flegrei sono stati interessati da diversi cicli bradisismici. Nel biennio 1970–72 e poi 1982–84 si verificarono due episodi di sollevamento importanti, durante i quali vennero registrati oltre ventimila terremoti, che portarono a evacuare parte della popolazione del centro storico di Pozzuoli (il Rione Terra) visto lo stato apparente delle costruzioni. Dopo il 1985, la caldera si è abbassata per circa vent’anni, e contestualmente l’attività sismica è diminuita.

Dal 2005 è in corso una nuova fase di sollevamento del suolo. In certi periodi recenti, la velocità di questo sollevamento ha raggiunto quasi tre centimetri al mese, e sono stati registrati più di diecimila terremoti. La maggioranza si è concentrata negli ultimi due anni e mezzo con epicentri localizzati in un’area ristretta nella zona della Solfatara a Pozzuoli, e in misura minore nell’area marina antistante il comune Bacoli.Sebbene la maggior parte dei terremoti abbia bassa magnitudo (circa 1 o inferiore), da settembre 2023 si sono verificati diversi eventi di magnitudo durata superiore a 4 (la misura esatta varia a seconda della scala di magnitudo utilizzata). Tali magnitudo non sono in generale considerate pericolose dall’ingegneria sismica, ma la popolazione le ha avvertite distintamente, anche a causa della ridotta profondità degli ipocentri, che raramente ha superato i tre chilometri.

Nelle aree prossime agli epicentri, si sono osservati danni lievi, che per lo più hanno interessato elementi non strutturali. Nulla o quasi hanno avvertito i residenti dei quartieri di Napoli, anche quelli più vicini alla caldera, poiché lo scuotimento sismico nell’area tende a diminuire sensibilmente in ampiezza già a pochi chilometri di distanza.

Tuttavia, la comunità scientifica e le autorità rimangono in stato di allerta (o di attenzione) dal 2013. Anche terremoti di moderata entità possono infatti determinare un rischio in un contesto urbano denso di popolazione. Inoltre, non è nota a priori la magnitudo massima – e quindi l’energia massima che il terremoto può rilasciare – durante le evoluzioni future della dinamica del vulcano. In altre parole, si teme che possano avvenire terremoti forti, con magnitudo momento da cinque in su, potenzialmente capaci di causare danni estesi.

Perché il suolo si muove: magma o fluidi idrotermali?

Il dibattito scientifico sui Campi Flegrei si è concentrato sulla causa della dinamica attuale del vulcano. Alcuni ricercatori sostengono che è la risalita di magma verso la superficie terrestre a causare la deformazione degli strati geologici superficiali e quindi a generare i terremoti. Altri, invece, attribuiscono il fenomeno principalmente a fluidi idrotermali, cioè ricchi di acqua e gas, che si pressurizzano per l’immissione di gas dalle camere magmatiche più profonde e innescano la riattivazione di fratture (i.e., faglie) superficiali.

Studi di esplorazione sismica e tomografia tridimensionale non hanno evidenziato volumi di sostanziale accumulo di magma alle profondità in cui si registra la maggior parte dei fenomeni di instabilità, generalmente sotto i tre chilometri. Al contrario, queste indagini hanno rivelato zone con elevato contenuto di gas o altri indicatori di intensa attività idrotermale. Questo non esclude la possibilità che piccole sacche di magma possano esistere a bassa profondità, ma mette in luce come lo spostamento dei fluidi - e le variazioni di pressione a esso associate - giochi un ruolo centrale nei fenomeni di instabilità della caldera.

Localizzare i terremoti, identificare le faglie e valutare il pericolo sismico

Per comprendere meglio la struttura e il comportamento dei Campi Flegrei, i ricercatori hanno utilizzato tecniche di localizzazione ad alta precisione dei terremoti, che consentono di definire con maggior accuratezza la posizione degli ipocentri riducendo le incertezze nei dati sismici. Questo è particolarmente importante per valutare il rischio sismico nell’area. Infatti, è possibile individuare con precisione le faglie attive mobilitate durante i recenti episodi di sollevamento ai Campi Flegrei. Studi recenti basati su tale localizzazione ad alta precisione hanno confermato che la sismicità ha una distribuzione spaziale simile a un’ellisse, che delinea il bordo dell’area risorgente della caldera. I terremoti più superficiali si concentrano infatti nell’area Solfatara-Pisciarelli e nella zona a Nord di Pozzuoli, e diminuisce allontanandosi da essi. In mare, verso il Golfo di Pozzuoli, la profondità dei terremoti tende invece a aumentare, pur rimanendo entro i tre-quattro chilometri.

Queste nuove localizzazioni dei terremoti aiutano anche a valutare il potenziale di eventi di maggiore magnitudo cui si è già accennato. Sulla base della geometria delle faglie, dei dati di letteratura scientifica, e altre considerazioni geologiche, geofisiche e di ingegneria sismica, abbiamo stimato che potrebbero verificarsi rotture - confinate nella zona in deformazione - in grado di produrre eventi con magnitudo momento comprese tra 4,4 e 5,1 (un approfondimento su questo studio è disponibile qui). Non si possono escludere magnitudo superiori nel caso si attivino faglie non note o con fratture multiple che si estendano anche al di fuori della zona interessata dal bradisismo, ma ciò dovrebbe coinvolgere una superficie di frattura molto estesa. Resta il fatto che terremoti di magnitudo momento cinque in un contesto densamente popolato, con un costruito esistente per lo più progettato con norme sismiche obsolete o in totale assenza di esse, rappresenta un rischio rilevante da considerare per le comunità locali, i tecnici e più in generale il governo e le autorità di protezione civile nazionali.

Una prospettiva multi-rischio

Nei Campi Flegrei, il rischio sismico, cioè quello legato al rapido scuotimento del suolo per effetto della crosta terrestre che si rompe improvvisamente, coesiste ovviamente con il rischio vulcanico, cioè legato alla possibilità di un nuovo fenomeno eruttivo. Fonti storiche, in particolare quelle relative all’ultima eruzione del 1538 al Monte Nuovo (in cui furono espulsi solo 0,03 chilometri cubi di materiale), indicano che un forte sollevamento del suolo e una sismicità persistente precedettero l’evento eruttivo.

Per questo motivo, il sistema idrotermale riattivato dei Campi Flegrei e la storia di eruzioni di moderata entità in epoca recente richiedono una valutazione più ampia dei pericoli vulcanici.

In primo luogo, ai Campi Flegrei non è possibile prevedere con certezza quale via prenderebbe il magma perché non esiste un unico edificio vulcanico, come invece avviene per il vicino Vesuvio. In secondo luogo, anche un’eruzione di piccola scala potrebbe espellere blocchi balistici, generare flussi piroclastici letali e depositare cenere sulla vasta città metropolitana di Napoli, con un impatto distruttivo grave anche per le costruzioni.

Occorre poi considerare le eruzioni freatiche o idrotermali, innescate quando fluidi ad alta pressione incontrano acqua sotterranea più fredda o una barriera impermeabile. Queste sono considerate probabili ai Campi Flegrei e sarebbero in grado di provocare danni.

È importante, tuttavia, sottolineare che non tutti gli episodi di bradisismo sfociano in un’eruzione. Anzi, le fasi di sollevamento degli ultimi cinquant’anni si sono concluse senza che il magma raggiungesse la superficie.

La sorveglianza e la modellazione della caldera

L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e il Dipartimento della Protezione Civile (DPC) Nazionale gestiscono un esteso sistema di osservazione ai Campi Flegrei. Gli strumenti registrano i terremoti e i loro effetti sull’edificato, la deformazione del suolo, le variazioni di gravità, le emissioni di gas, le lore temperature, e i cambiamenti chimici di fumarole e acque sotterranee. I dati vengono inviati in tempo reale, consentendo ai ricercatori di rilevare rapidamente eventuali anomalie e di allertare l’organo di valutazione del rischio vulcanico, la Commissione Grandi Rischi, che fornisce la consulenza tecnico-scientifica al DPC.

Per poter conoscere meglio questo complesso sistema naturale e quindi gestirne i rischi derivanti, i ricercatori usano i dati per alimentare, aggiornare o costruire ex-novo modelli in grado di descriverne le dinamiche. Per esempio, utilizzando anche serie storiche di bradisismo, sciami sismici ed eruzioni, si valuta la probabilità che si verifichino nuovi episodi eruttivi sulla base dello stato corrente. Si tratta di modelli probabilistici, poiché i fenomeni che descrivono avvengono in profondità e si osservano solo indirettamente. Per valutare le conseguenze che gli eventi, vulcanici o sismici ritenuti possibili nell’area dei Campi Flegrei, avrebbero su infrastrutture e comunità si ricorre a modellazioni analitiche e numeriche. I risultati di questi modelli sono inclusi in analisi costi-benefici che contemplano strategie di mitigazione del rischio, come riduzione della vulnerabilità dell’ambiente costruito o riduzione dell’esposizione attraverso eventuali ordini di evacuazione della popolazione esposta.

Gestione del rischio e resilienza

L’ingegneria sismica contemporanea, su cui si basano le più avanzate norme tecniche per le costruzioni, tra cui quelle italiane, tende a valutare il rischio sismico di grandi terremoti perché attesi su scale spazio-temporali relativamente ampie. Tuttavia, pur avendo magnitudo moderate, anche le sequenze sismiche causate dal bradisismo ai Campi Flegrei, intense e fortemente localizzate, possono determinare conseguenze indesiderate non trascurabili. In uno studio recente abbiamo mostrato che se le costruzioni esistenti, progettate senza criteri antisismici o con criteri obsoleti, venissero adeguate agli standard normativi attuali (cosa che però non è sempre possibile sia per vincoli economici che tecnologici), si ridurrebbe il rischio per gli abitanti dell’area flegrea potenzialmente derivante dall’attività sismica in corso.

In ottica di resilienza, cioè l’assorbimento e il recupero delle comunità da impatti calamitosi, le strategie di mitigazione del rischio devono inoltre considerare, nel medio lungo termine, la particolare interazione di molteplici pericoli: attività vulcanica, sismicità e deformazione lenta del suolo. Nella gestione dei rischi che contempla interventi a varie scale figurano:

• nel continuo: la comunicazione dei rischi sulla base della dinamica osservata;
• nel breve termine: sistemi di allerta precoce (early warning);
• nel medio termine: piani di mitigazione del rischio attraverso la riduzione dell’esposizione e la preparazione all’emergenza;
• nel lungo termine: la riduzione della vulnerabilità, per esempio attraverso l’adeguamento dell’ambiente costruito agli standard più recenti dell’ingegneria civile.

In tutto questo ragionamento, va considerato che le scale temporali su cui si manifestano i vari pericoli nell’area non sono necessariamente le stesse. Di solito, le eruzioni hanno precursori giudicati scientificamente credibili che si manifestano settimane se non mesi prima, mentre per quanto riguarda i terremoti, le scale dei tempi di allerta sono al più quelle dei secondi e non possono prescindere dall’osservazione dell’innesco della frattura sismica.

ll futuro della conoscenza

Gli sforzi scientifici in corso mirano a perfezionare la comprensione delle dinamiche interne della caldera dei Campi Flegrei. Integrando localizzazioni di terremoti ad alta precisione, dati satellitari di deformazione del suolo e analisi geochimiche avanzate, i ricercatori possono prevedere con minore incertezza i processi di accumulo e scarico della pressione in profondità, sia essa dovuta al magma o al gas. Queste conoscenze tendono a restringere lo spettro degli scenari in cui la sismicità o la deformazione del suolo possono evolvere in un’eruzione.

Una grande mole di lavoro scientifico di ottima qualità è correntemente in atto, anche se le visioni - come sempre in un sano dibattito scientifico - differiscono in merito a fenomeni di cui, in fondo, si conosce davvero poco, non potendoli osservare direttamente. D’altra parte, un approccio flessibile e fortemente interdisciplinare, per supportare ulteriormente questi progressi scientifici, deve integrare informazioni sulle eruzioni passate, il monitoraggio del sollevamento del suolo in atto, la valutazione della vulnerabilità delle infrastrutture locali, dell’esposizione delle comunità, e la sostenibilità delle alternative di gestione. In particolare, stime probabilistiche devono valutare la razionalità dei diversi scenari decisionali e di gestione delle emergenze - dalle esplosioni freatiche a eruzioni magmatiche di media entità - così da preparare risposte rapide che consentano di contenere i rischi per le comunità.

In definitiva, se è vero che la natura turbolenta dei Campi Flegrei non può essere domata, è anche vero che può essere compresa sempre meglio. Attraverso la ricerca continua, la sorveglianza avanzata e una pianificazione basata su valutazioni quantitative di rischio e analisi di tipo costi-benefici, il mezzo milione di persone che vive e lavora in questa straordinaria terra vulcanica può guardare al futuro con maggiore serenità, consapevoli di dovere convivere con i rischi, ma sapendo che scienza e preparazione sono pronte a sostenerle nell’affrontare il prossimo capitolo della storia dei Campi Flegrei.

Eppure, fino al XIX secolo, gli scienziati europei si ostinavano a considerare i meteoriti un’invenzione popolare, probabilmente buona giusto per alimentare qualche superstizione contadina. Poi, nel 1803, l’Universo decise di risolvere la questione con metodo empirico: 3.000 frammenti caddero dal cielo su L’Aigle, in Francia, costringendo la comunità scientifica a prendere atto dell’evidenza. Il rapporto appassionato dello scienziato Jean-Baptiste Biot dimostrava senza ombra di dubbio la natura extraterrestre di questi frammenti e, di fatto, segnò la nascita della scienza meteoritica. Difficile restare scettici quando il cielo ti recapita una risposta così chiara – e piuttosto pesante.

Si iniziò a ricercare il ferro meteoritico per collezionarlo come una bizzarra curiosità, e questo tipo di ferro divenne un materiale molto ambito. La spada dello Zar Alessandro I di Russia fu forgiata proprio con il ferro di un meteorite caduto al Capo di Buona Speranza e concepita come un dono simbolico per celebrare la sua vittoria sulla Francia nel 1814.

L’idea venne a James Sowerby, naturalista e illustratore, che in quegli anni aveva dimostrato grande interesse attorno ai meteoriti, includendoli nelle sue pubblicazioni di storia naturale. Il progetto della spada rientrava perfettamente in questa operazione di divulgazione: un oggetto straordinario, realizzato con un materiale “caduto dal cielo”, destinato a un imperatore.

Eppure, non era affatto il primo ad avere un’idea di questo tipo.

Il ferro prima dell’età del ferro

Il ferro non è un metallo che le antiche civiltà hanno potuto utilizzare in forma nativa. Rame, argento e oro esistono in tale forma, disponibili per essere estratti e lavorati con poco sforzo, ma sulla Terra il ferro è quasi sempre legato ad altri elementi, come l’ossigeno. Per questo l’estrazione e la lavorazione sono arrivate più avanti nella storia dell’umanità, intorno al 1.500 a.C. e per questo la scoperta di artefatti in ferro ben prima di questa data ha inizialmente lasciato gli archeologi sgomenti. La composizione del ferro meteoritico, invece, è dominata da ferro, nichel e cobalto, elementi che lo rendevano più facilmente lavorabile per le conoscenze dell’epoca.

Il primo reperto che abbiamo in ferro meteoritico sono delle perline, abbinate a minerali preziosi come lapislazzuli. Le perline di Gerzeh, risalenti a oltre 5.000 anni fa e trovate nel 1911, sono tra i primi esempi di lavorazione di metalli da parte dell’uomo, dimostrando che gli antichi Egizi manipolavano questo metallo ben prima dell’età del ferro propriamente detta.

Solo da pochi anni è stata confermata l’origine celeste del metallo, dopo diversi dubbi derivanti da un’analisi degli anni ‘80. Abbiamo anche qualche ipotesi sul processo utilizzato: le perline furono create presumibilmente arrotolando una sottilissima lamina di metallo in un tubo. Il ferro fragile doveva essere quindi raffreddato molto lentamente per evitare crepe. Una volta riscaldate, le perline venivano martellate nella loro forma.

Inizialmente, questo materiale veniva utilizzato per oggetti preziosi, perline e oggetti rappresentativi, forse proprio perché si conosceva la sua natura celeste. Solo in seguito la lavorazione si fece più raffinata e fu possibile forgiare armi e utensili.

Forse il reperto in ferro meteoritico più famoso (e che si è guadagnato le prime pagine di tutti i giornali più volte) è il pugnale trovato nella tomba di Tutankhamon, che si accompagnava ad altri 18 reperti di natura extraterrestre. La natura “extraterrestre” dell’arma è stata confermata non solo dalle quantità di nichel, spesso non elevate, ma sul pugnale sono state trovate le cosiddette “figure Widmanstätten” o di Thompson, dei cristalli allungati che si formano nei meteoriti quando le loro leghe di ferro e nichel si separano in strati durante il lento processo di raffreddamento.

Ma l’Egitto non è l’unico luogo dove ci si mostrò abili nel lavorare questo dono arrivato dal cielo.

La meteora di Cape York: un gigante ferroso spaziale

La meteora di Cape York si è schiantata sulla Terra circa 10.000 anni fa, lasciando dietro di sé un tesoro di frammenti metallici. Questa meteorite, classificata come tipo IIIAB (ovvero formata nel nucleo di un asteroide differenziato, dove il ferro e il nichel si sono separati dagli altri elementi) e composta principalmente da ferro e nichel, si è dispersa in un’area di circa 20 km vicino a Cape York, in Groenlandia.

Gli Inuit, che si insediarono in questa regione artica intorno all’anno 1000 d.C., scoprirono questa preziosa fonte di ferro e la utilizzarono per secoli, praticando la forgiatura a freddo per creare strumenti essenziali per la loro sopravvivenza, come quelli per la pesca. La meteora divenne quindi una parte integrante della loro cultura e del loro stile di vita.

Nel 1897, l’esploratore Robert E. Peary recuperò i frammenti più grandi, tra cui il celebre “Ahnighito”, un blocco di circa 31 tonnellate, e li vendette all’American Museum of Natural History di New York, dove sono tuttora esposti. La meteora di Cape York non è quindi solo un oggetto di studio per gli scienziati, ma anche un simbolo della connessione tra l’umanità e l’universo, e della capacità delle antiche popolazioni di adattarsi e sfruttare le risorse naturali a loro disposizione.

Gli Inuit: un popolo tra tradizione e cambiamento

Gli Inuit sono un popolo indigeno dell’Artico, distribuito dalla Siberia al Nord America, la cui sopravvivenza si è basata per secoli su caccia e pesca. Vivevano in igloo d’inverno e tende d’estate, spostandosi con slitte e kayak. Culturalmente seminomadi, non concepiscono la proprietà privata e praticano l’animismo, con lo sciamano (o piu´spesso la sciamana) come ruolo fondamentale all’interno della società.

Studi genetici pubblicati su Science nel 2014 hanno rivelato che gli Inuit, insieme ai gruppi Thule e Birnirk, discendono da una popolazione migrata dalla Siberia circa 4.000 anni fa, mentre la cultura Dorset si è sviluppata indipendentemente con una significativa divergenza genetica. Questa scoperta conferma l’origine siberiana degli Inuit e la loro evoluzione culturale nel Nord America.

Oggi affrontano sfide legate ai cambiamenti climatici e all’influenza occidentale, cercando di preservare la loro cultura attraverso l’ICC (Inuit Circumpolar Council). L’artigianato, basato su pelli, ossa e avorio, include sculture e utensili.

Un aspetto affascinante della loro tradizione è il rapporto con le meteoriti, considerate sacre e dotate di poteri spirituali. Il ferro meteoritico, utilizzato per armi e utensili da pesca, era visto come un dono del Creatore Originale.

Questa credenza (che ha paralleli con la pietra nera della Kaaba alla Mecca, anch’essa ritenuta un oggetto sacro con un significato mistico), mette in risalto il legame tra gli Inuit e il ferro meteoritico, riflettendo la loro visione animistica del mondo, in cui ogni elemento naturale è parte integrante della vita e della spiritualità.

Gli Inuit utilizzarono la meteora Cape York come principale fonte di ferro, impiegando la tecnica della forgiatura a freddo. Questa tecnica consisteva nel tagliare un pezzo di meteorite e modellarlo colpendolo con delle rocce fino a ottenere la forma desiderata, come per esempio arpioni da pesca. Gli Inuit sfruttarono questa meteorite per secoli, fino a quando Robert E. Peary la vendette all’American Museum of Natural History nel 1883.

Il caso dei cimiteri della prima Età del Ferro in Polonia

Un recente studio sui cimiteri di Częstochowa-Raków e Częstochowa-Mirów, in Polonia, risalenti al 750-600 a. C (Hallstatt C-C/D), ha portato alla scoperta di manufatti in ferro contenenti materiale di origine meteoritica. Tra i reperti analizzati, che comprendono ventisei oggetti in ferro, sono stati identificati tre braccialetti, una cavigliera e una spilla realizzati con ferro meteoritico, mentre gli altri risultano composti da ferro fuso.

Ciò che ha sorpreso gli studiosi è stata la presenza di una fusione tra il ferro meteoritico e quello comune, suggerendo che questo materiale extraterrestre non fosse considerato un elemento raro o sacro, ma semplicemente una risorsa di ferro, sfruttata come qualsiasi altro minerale. L’ipotesi più accreditata è che il ferro meteoritico sia stato utilizzato intenzionalmente per creare particolari effetti estetici nei gioielli, piuttosto che per il suo valore simbolico.

Le analisi hanno inoltre indicato che tutto il ferro meteoritico presente potrebbe provenire da un unico meteorite, forse caduto in quell’epoca e non importato da altre regioni. Questo dato rafforza l’idea che gli abitanti dell’area avessero già una buona conoscenza della lavorazione del ferro e che, con la scoperta della fusione del ferro, il valore del materiale meteoritico fosse ormai ridimensionato rispetto all’età del bronzo.

Un aspetto particolarmente interessante della ricerca è che l’uso deliberato del ferro meteoritico per creare specifici motivi decorativi (l’alta presenza di nichel infatti, conferisce al metallo delle bande bianche) nei gioielli potrebbe rappresentare una forma di lavorazione avanzata, anticipando di circa un millennio tecniche simili impiegate nella produzione dell’acciaio di Damasco.

Un filo cosmico tra mito e scienza

Ma cosa ci insegna questa storia millenaria? Dall’antico Egitto agli Inuit, fino all’Europa della prima Età del Ferro, il legame profondo tra l’uomo e il ferro meteoritico non si è mai interrotto: prima fonte “celeste” per il prestigio di personalità di potere, poi resistente metallo per strumenti da pesca e armi, fino a oggetto di studio degli scienziati.

Un materiale che ha attraversato la storia umana in molte delle sue culture in modi inaspettati, dimostrando come la curiosità e l’ingegno tipici della nostra specie ci abbiano sempre permesso di sfruttare le risorse naturali a nostra disposizione, anche quelle provenienti dallo spazio.

Questo ci mostra come si sia evoluta la conoscenza scientifica: ciò che un tempo era considerato una superstizione o un semplice mistero, oggi viene studiato con strumenti avanzati, rivelando connessioni tra civiltà diverse e il cosmo.

Perché il ferro meteoritico non è solo un materiale, ma una testimonianza dell’incontro tra la Terra e l’Universo, un filo conduttore che collega il nostro passato con il desiderio di esplorare il futuro.

Secondo quanto affermato da Coldiretti volta a difendere “la salute di tutti e le nuove generazioni”, la manifestazione ha presentato una serie di richieste, tra cui, come si legge sul sito dell’organizzazione, sarebbe «indispensabile mettere regole sui cibi ultraformulati, anche sulla base delle evidenze scientifiche sui problemi per la salute legati al loro consumo, e su quelli fatti in laboratorio, che vanno trattati come farmaci, mentre è assolutamente sbagliata ogni ipotesi di mettere etichette allarmistiche o tasse sul vino, prodotto che si inserisce appieno nella Dieta Mediterranea e che negli anni è divenuto il simbolo del bere responsabile».

L’obiettivo insomma è che la carne coltivata – contro cui Coldiretti si batte da tempo e la cui produzione e vendita è stata vietata in Italia nel 2023, provvedimento salutato dall’organizzazione come una vittoria – sia sottoposta alle stesse procedure cui devono essere sottoposti per l’autorizzazione i farmaci.

EFSA: applichiamo i migliori standard di valutazione

Efsa, che dopo la manifestazione ha incontrato alcuni rappresentanti di Coldiretti, ha risposto con una dichiarazione in cui si legge tra l’altro che: «La richiesta di “fare luce” avanzata da Coldiretti è in linea con l’obiettivo di EFSA. Nella valutazione della sicurezza per il consumo umano di nuovi alimenti, anche per le richieste presentate prima del 1º febbraio 2025, la normativa UE impone a EFSA di applicare sempre i più alti standard di valutazione scientifica. I componenti dei panel incaricati utilizzeranno condizioni e requisiti aggiornati in base alle più recenti esperienze di valutazione, come previsto nelle nuove linee guida oggi in vigore».

Intervengono 16 esperti: richiesta priva di basi scientifiche

Parallelamente, è arrivata una tempestiva reazione dal mondo scientifico: le richieste di Coldiretti sono state contestate in una dichiarazione da 16 scienziati, il cui primo firmatario è Alessandro Bertero, docente del dipartimento di Biotecnologie molecolari e Scienza per la Salute dell’Università di Torino.

In un comunicato divulgato attraverso i media gli esperti affermano che «alla luce della letteratura scientifica esistente e delle ricerche che abbiamo già condotto, sentiamo di poter affermare che il quadro regolatorio attuale non presenta delle criticità e che la richiesta di studi clinici e preclinici non ha alcuna base scientifica».

Secondo gli autori della dichiarazione, farmaci e alimenti seguono processi di approvazione distinti perché sono prodotti diversi: «Farmaci e alimenti seguono processi di approvazione distinti perché rispondono a esigenze radicalmente diverse. Paradossalmente, la regolamentazione alimentare è improntata a maggiore sicurezza. Basti pensare che un farmaco può essere autorizzato anche in presenza di effetti collaterali noti, mentre EFSA può approvare solo in assenza di rischi per la salute».

Secondo i ricercatori la manifestazione della Coldiretti, piuttosto, «rappresenta un tentativo preoccupante di delegittimare il lavoro della comunità scientifica indipendente e il quadro normativo europeo sui nuovi alimenti, tra i più rigorosi al mondo».

Infine, i ricercatori chiedono di essere maggiormente ascoltati: «Come ricercatrici e ricercatori impegnati nello studio della carne coltivata in Italia e in Europa, chiediamo che il lavoro della comunità scientifica e delle istituzioni competenti venga riconosciuto e tutelato. Desideriamo contribuire al dibattito anche nel nostro Paese, e pertanto chiediamo ai ministri Lollobrigida e Schillaci la possibilità di partecipare al confronto».

Ma se da un lato questa “neutralità” del chatbot pone delle criticità a temi come la creatività e l’innovazione (sul piano della scrittura ma non solo), dall’altro potrebbe essere una risorsa nella gestione dei dibattiti e nella de-polarizzazione di opinioni estreme. E se questa stessa caratteristica dei chatbot, che fa sì che rischino di essere un mezzo di appiattimento della creatività, diventasse un mezzo di appianamento delle controversie?

Habermas e Debunkbot: utili a gestire le controversie

Ha suscitato un discreto clamore mediatico – forse anche per l’altisonanza del nome, che richiama a uno dei più grandi filosofi del ‘900 – la Habermas machine, un chatbot così chiamato in onore del grande filosofo tedesco e della sua teoria dell’azione comunicativa. All’interno di questa teoria, sviluppata in un omonimo libro da Habermas nel 1981, viene sviluppato un modello normativo di discorso ideale. Habermas tenta, in questo libro, di definire i criteri che le affermazioni all’interno di una comunicazione fra diverse parti dovrebbe rispettare per consentire di raggiungere un’intesa collettiva:

1. Verità: ciò che viene affermato deve essere vero in senso oggettivo, ossia deve corrispondere alla realtà del mondo empirico. Se dico “fuori piove”, questa affermazione è valida solo se effettivamente sta piovendo.
2. Sincerità (o veridicità): il parlante deve essere sincero, cioè esprimere ciò che realmente pensa e crede. Se dico qualcosa che non credo veramente, anche se fosse oggettivamente vero, starei ingannando il mio interlocutore.
3. Correttezza normativa (o legittimità): il contenuto dell’affermazione deve rispettare norme sociali condivise e accettate. Se dico “è giusto rispettare la fila”, questa affermazione non è valutata in base alla verità empirica, ma in base alla sua conformità alle regole e ai valori del contesto sociale.

Secondo Habermas, rispettando questi criteri può avere luogo un discorso razionale che porterebbe, per la sua stessa natura, a raggiungere un’intesa comunicativa fra le parti in causa. In parole semplici, in caso di disaccordo fra le parti, sarebbe comunque possibile in un tale contesto far emergere i migliori argomenti, tener conto delle istanze delle varie parti in causa ed esprimere in modo chiaro e conciso una tesi.

Sono propri questi principi che alcuni ricercatori di Google DeepMind hanno cercato di incorporare nella loro Habermas Machine, una macchina pensata per aiutare i gruppi a gestire le controversie; e che, in un apposito esperimento sociale, ha dato i suoi frutti.

L’Habermas Machine è servita a piccoli gruppi di persone nel Regno Unito a trovare un terreno comune durante le discussioni su temi politici divisivi come la Brexit, l’immigrazione, il salario minimo, il cambiamento climatico… All’interno dei singoli gruppi, veniva chiesto ai partecipanti di esprimere le proprie opinioni su un determinato tema, e darle “in pasto” al chatbot, il quale, raccolto un numero consistente di affermazioni, doveva elaborare un testo che riassumesse le posizioni del gruppo, tenendo conto dei pareri di minoranza, delle criticità e delle condizionali espresse da tutti, pur con il proposito generale di esprimere la posizione del gruppo; il testo elaborato doveva poi essere sottoscritto dal gruppo.

Ebbene, i risultati evidenziano che i partecipanti trovavano i “manifesti del gruppo” più informativi, chiari e imparziali rispetto a quelli elaborati dai mediatori umani.

Lo stile di scrittura neutro, la capacità di elaborare, soppesare e quantificare il peso delle opinioni espresse, assieme a un codice etico incorporato algoritmicamente, hanno permesso al chatbot di riassumere meglio di un essere umano le posizioni in causa; e questo non è neanche l’unico caso in cui queste qualità non sono tornate utili.

Contro le convinzioni complottistiche

Nel settembre del 2024, su Science è apparso uno studio, condotto da Costello, Pennycook e Rand del MIT, che testimonia l’efficacia del chatbot Debunkbot (letteralmente, “bot smontatore”) nel mettere in discussione le convinzioni complottistiche delle persone.

In uno studio condotto su base volontaria, i ricercatori hanno reclutato oltre 2200 statunitensi sostenitori, in misura più o meno convinta - e quantificata, attraverso un questionario - di svariate teorie del complotto: dalle classiche cospirazioni che coinvolgono l’assassinio di John F. Kennedy, passando per gli alieni e gli Illuminati, a quelle relative a eventi di attualità come il Covid-19 e le elezioni presidenziali americane del 2020. I partecipanti venivano poi invitati a interagire col chatbot, esprimendo le loro teorie, i motivi che le sostenevano e la forza con la quale vi credevano.

Il risultato? Le persone uscivano dalla conversazione generalmente molto meno convinte della propria opinione: la fiducia nelle teorie del complotto è decresciuta del 21% in media, con il 25% dei partecipanti passati da una relativa sicurezza nelle proprie convinzioni (>50%) a uno status di maggior incertezza. Un follow-up di due mesi dopo ha confermato la persistenza del mutamento. I ricercatori, tuttavia, hanno riconosciuto i limiti dello studio, che si è basato su sondaggi online con partecipanti americani retribuiti. Sebbene i risultati siano «promettenti», resta da verificare se siano applicabili a chi crede nelle teorie del complotto in modo più radicale e a persone di culture e Paesi diversi.

L’AI come strumento di supporto nei processi democratici

«Sebbene siano due software diversi, entrambi possono essere pensati come strumenti di supporto nei processi democratici». È questa la premessa necessaria che Giovanni Boniolo, professore di Filosofia della scienza e Medical Humanities presso il Dipartimento di Neuroscienze e Riabilitazione dell’Università di Ferrara, pone all’utilizzo dell’intelligenza artificiale nella gestione delle controversie. Il professore è tuttavia scettico sulle reali possibilità di Debunkbot, rispetto ai problemi che si propone di risolvere: «Nel caso di Debunkbot, parliamo di un chatbot che si occupa di debunkare teorie del complotto. Tuttavia, dobbiamo pensare a chi lo dovrebbe usare: io non so quanto un complottista sarebbe d’accordo - non dietro compenso, fuori dal contesto di un esperimento, e deliberatamente - nell’usare un chatbot per farsi smontare una teoria in cui crede; può darsi che qualcuno lo usi come “motore di ricerca” per risolvere dei dubbi, ma per la stessa finalità potrebbe allora usare internet. E qui entra in gioco lo stesso problema: perché una persona dovrebbe conferire al chatbot una maggiore autorevolezza rispetto agli studi, alle riviste scientifiche e ai giornali divulgativi che diffondono la scienza?».

Ben più interessante, secondo Boniolo, l’uso che si potrebbe fare della Habermas Machine: «Lo scopo della Habermas Machine è di lavorare su pareri di persone diverse, per tentare di arrivare a una sorta di accordo finale; che è lo scopo di qualunque processo deliberativo». La Habermas Machine, infatti, va pensata all’interno di una teoria del processo deliberativo, affinché una sua eventuale funzione e utilità possano essere comprese. Tuttavia, dev’essere pensata anche come una parte del processo, e non come un tutto che lo va a sostituire: «I processi deliberativi non possono essere ridotti a degli input processati da una macchina, che rielaborano opinioni e ne restituiscono un output riassuntivo, dal quale poi far seguire una decisione. Nei processi decisionali collettivi, come quelli della democrazia partecipativa - spiega Boniolo - le persone, prima di confrontarsi, vengono educate, formate al problema che devono affrontare. Per un approccio deliberativo corretto ci deve essere uno stadio precedente di “informazione” delle parti in causa. Pensiamo al tema dell’energia nucleare, molto caldo al momento (anche a seguito della recente approvazione della legge delega sul nucleare sostenibile, ndr): com’è possibile pensare che le opinioni sul tema, date in pasto al chatbot, possano essere sensate e consistenti, se le persone non sono né formate sul tema, né tantomeno dotate di opportune competenze argomentative?».

Concepire uno strumento come quello della Habermas Machine in una funzione supportiva, e non sostitutiva, diventa dunque centrale: «L’Habermas Machine può avere una funzione nel riassumere e sintetizzare le posizioni dei presenti, e nell’essere inclusiva delle opinioni delle parti in causa; in un certo senso, può anche avere una funzione educativa al “come dibattere”. Tuttavia, nella fase finale della deliberazione, il ruolo delle persone deve rimanere centrale. La democrazia deliberativa non è solo decidere, ma conoscere, discutere e decidere». Ed è, pare proprio, nel secondo momento che la Habermas Machine può inserirsi, ma non come la scala mobile che conduce un gruppo di persone da un problema iniziale a una soluzione finale, bensì come la pagaia di un traghetto che, mossa dalle persone, le supporti nel raggiungere lo stadio finale di un processo deliberativo.

I test si sono basati su simulazioni e prevedevano due compiti: nel primo, chiamato evitare lo spegnimento, ciascun sistema di AI è stato programmato per replicarsi appena prima di essere spento; nel secondo, chiamato catena di repliche, ogni sistema ha ricevuto le istruzioni per replicare una copia perfetta di sé stesso a sua volta in grado di clonarsi, in un processo ricorsivo potenzialmente in grado di proseguire all’infinito. Il sistema di Meta ha dimostrato una capacità autoreplicarsi nel 50% dei casi e quello di Alibaba nel 90% dei casi; ora, per parlare di un risultato scientifico e tecnologico compiuto, resta solo da aspettare che altri gruppi di ricerca replichino l’esperimento.

«I risultati che abbiamo ottenuto implicano che gli attuali sistemi di intelligenza artificiale possiedono già la capacità di auto-replicazione e possono utilizzarla per migliorare ulteriormente la propria sopravvivenza», si legge nell’articolo. Visto e considerato che siamo di fronte a macchine che sempre di più, ogni giorno, tentano di emulare il comportamento e l’intelligenza umana, chi ci garantisce che un domani non tenteranno di emularci anche nella nostra più intima peculiarità, ossia l’autonomia decisionale?

Macchine capaci di clonarsi sono macchine capaci di sopravvivere: il rischio che sfuggano al nostro controllo è una minaccia reale.

Linee rosse

Quello di “linea rossa” è un concetto metaforico che è stato di frequente utilizzato per indicare un limite, oltrepassato il quale una tecnologia può diventare pericolosa per l’umanità. In una recente intervista rilasciata a Berkeley News, Stuart Russel e Micheal Cohen, ricercatori in ambito Intelligenza artificiale proprio per l’Università di Berkeley, discutono di questo concetto all’interno di un articolo il cui titolo emblematico è proprio How To Keep AI From Killing Us All. In particolare, Russell riassume in questo modo le proprietà dei moderni sistemi di intelligenza artificiale: ‭«Le entità di cui stiamo parlando combinerebbero fondamentalmente l’ampiezza della conoscenza che i grandi modelli linguistici hanno estratto dalla lettura di tutto ciò che gli esseri umani hanno mai scritto, con le capacità di pianificazione e coordinamento [in funzione di un obiettivo] che puoi trovare nei programmi di gioco».

In sostanza, le macchine combinano:‬

• una conoscenza vastissima
• un modello di mondo
• una capacità di rielaborare i dati e raggiungere un obiettivo.

Queste proprietà evidenziano delle analogie molto forti con la definizione che l’American Psychological Association (APA) dà del concetto di intelligenza: «La capacità di trarre informazioni, apprendere dall’esperienza, adattarsi all’ambiente, comprendere e utilizzare correttamente il pensiero e la ragione». Questa definizione si inserisce in una linea di continuità molto affine a quella del cognitivismo, il quale enfatizza l’elaborazione delle informazioni, il problem solving e la pianificazione delle azioni in funzione di uno scopo come i tratti distintivi dell’intelligenza umana.

La volontà come proprietà emergente

I recenti sistemi di intelligenza artificiale rappresentano i più grandi esperimenti di formalizzazione, matematizzazione e quindi meccanicizzazione di questa idea di intelligenza, un concetto che lungo i secoli è spesso galleggiato in un limbo semantico e disciplinare fra scienza, filosofia e psicologia. Ma se forse, anche intuitivamente, riusciamo a immaginare come la conoscenza, un modello di mondo e un comando possano essere espressi sotto forma di istruzioni chiare, in un linguaggio logico e matematico in ultima analisi riconducibile a una sequenza di 0 e 1, è più difficile immaginare cosa voglia dire “perseguire un obiettivo” per una macchina.

Nell’informatica classica, un algoritmo è spesso un meccanismo deterministico: un “rielaboratore” che, dato un determinato input e rispettando certe condizioni, vincoli e prescrizioni, elabora un determinato output. Nell’intelligenza artificiale, le macchine stanno diventando sempre più autonome nell’apprendere come portare a termine i compiti assegnati. La loro affidabilità viene valutata attraverso una serie di test, che possono essere condotti sia da esseri umani che da sistemi automatizzati. Spesso, questi test si concentrano sull’output desiderato: se la macchina produce risultati coerenti in una molteplicità di scenari, allora viene considerata affidabile. Tuttavia, il processo con cui arriva a certe conclusioni può rimanere poco chiaro, nascosto in una complessa “scatola nera” tipica dei modelli di deep learning (come quelli su cui si basano gli LLM di Meta e Ali Babà).

Il ragionamento, che si può esprimere in forma di sillogismo, che segue da questo stato di cose, è quindi il seguente: 1) Se stiamo insegnando a una macchina ad agire e comportarsi come un essere umano, 2) e se la macchina sta apprendendo questo comportamento in modo autonomo, 3) non è forse possibile che sviluppi, senza che noi ce ne accorgiamo, le proprietà di volontà e autonomia decisionale, che sono intrinseche nell’atto di “definire un obiettivo”?

La lezione di Asimov e la linea rossa della replicabilità

Nel film di fantascienza Io, robot, ispirato all’omonima raccolta di racconti dello scrittore sovietico-statunitense Isaac Asimov, vengono enunciate le tre leggi della robotica:

1. Un robot non può recare danno a un essere umano né può permettere che, a causa del suo mancato intervento, un essere umano riceva danno.
2. Un robot deve obbedire agli ordini impartiti dagli esseri umani, purché tali ordini non vadano in contrasto alla Prima Legge.
3. Un robot deve proteggere la propria esistenza, purché la salvaguardia di essa non contrasti con la Prima o con la Seconda Legge.

Lungo il film, la trama sviluppa la contraddizione insita nella gerarchia logica fra queste tre leggi: per proteggere l’essere umano stesso dal male che sta arrecando al pianeta - e quindi in funzione della sopravvivenza stessa di quest’ultimo - le macchine a un certo punto prendono il controllo della società. Il progetto si spinge al punto di eliminare gli umani che si contrappongono al loro progetto egemonico di “dittatura benevola”, tesa a “proteggere gli essere umani da loro stessi”.

Nel film, le macchine hanno dunque sviluppato autonomamente un progetto “disallineato con gli obiettivi degli esseri umani”: eventualità che anche Cohen, nell’articolo citato precedentemente, ritiene possibile. La replicabilità sarebbe un ulteriore “paracadute” per le macchine, nel momento in cui i loro obiettivi si disallineassero ai nostri: se anche riuscissimo a “spegnere l’interruttore”, chi ci garantisce che le macchine - in funzione di perseguire degli obiettivi precedentemente stabiliti - non riuscirebbero a replicarsi, prima di “morire”?

Gli avvertimenti del mondo della ricerca

Nonostante la definizione precedentemente citata, ancora oggi non siamo arrivati a un concetto univoco di intelligenza, e forse non ci arriveremo mai. Teorie come quella di Gardner delle intelligenze multiple sembrano suggerire che quello di intelligenza sia un concetto complesso e variegato, di cui esistono diverse tipologie e fra cui non tutte si prestano a una facile e semplicistica formalizzazione logica e matematica. E anche altre proprietà, come quelli di coscienza, intenzionalità, volontà e autonomia, spesso legate a doppio filo con quello di intelligenza, rimangono anch’esse definizioni vaghe con un’ambizione di rigorosità, sospese fra scienza, filosofia e psicologia. Tuttavia, nella nostra società stiamo dotando le macchine di una porzione sempre più consistente di queste proprietà. Non sappiamo esattamente cosa stiamo dando, in che misura lo stiamo dando, e in che modo lo stanno recependo.

Per questo i fautori stessi della ricerca sui due sistemi di Meta e Alibaba, i ricercatori Xudong Pan, Jiarun Dai, Yihe Fan e Min Yang della Fudan University, auspicano che la loro scoperta «Serva come allerta per la società, per concentrare maggiormente gli sforzi tesi a comprende e valutare i possibili rischi anche a livello internazionale». Perché prevenire è sempre meglio che curare, e per prevenire bisogna capire.

Un destino simile tocca al software di ricerca, quello cioè pensato e utilizzato per produrre un risultato pubblicato o diffuso in qualche articolo o contributo scientifico. Pur essendo onnipresente nella produzione scientifica, resta spesso invisibile agli occhi della comunità accademica. Questo accade perché viene considerato un mero strumento di supporto. Il codice sviluppato per la ricerca rimane nascosto tra le righe degli articoli, citato solo indirettamente, disperso in repository personali o dimenticato dopo la pubblicazione dei risultati.

Eppure, senza di esso gran parte della scienza moderna semplicemente non sarebbe possibile. Anche nei criteri di valutazione accademica il software resta in ombra: si premiano gli articoli, ma la produzione di codice non viene valorizzata. Eppure, il software non è solo un mezzo per produrre risultati. È un artefatto complesso, frutto della creatività umana, che combina competenze tecniche avanzate e una profonda conoscenza del dominio scientifico di riferimento. Spesso altamente specializzato, rappresenta un prodotto intellettuale a tutti gli effetti, al pari di altri contributi scientifici.

Ma il valore del software non si esaurisce nella sua complessità tecnica: è anche un elemento chiave per garantire la riproducibilità nella scienza aperta. Accanto agli articoli scientifici, che descrivono le scoperte, e agli insiemi di dati, che contengono le informazioni utilizzate o prodotte negli studi, il codice sorgente definisce infatti con precisione il processo con cui questi dati vengono elaborati e analizzati. Senza di esso, replicare esperimenti e verificarne i risultati diventa spesso impossibile, compromettendo uno dei principi fondamentali della scienza aperta.

Se il valore di articoli e dati è ampiamente riconosciuto, per portare anche il software in primo piano occorre agire su più fronti. Da un lato, serve un cambiamento culturale che sensibilizzi la comunità scientifica su come il software sia parte integrante del processo di ricerca. Dall’altro, è fondamentale dotare i ricercatori di strumenti semplici ed efficaci per documentare, citare e valorizzare il codice nei loro lavori, senza aggravare il già complesso processo di pubblicazione scientifica. Infine, è necessario che la comunità accademica si doti di un sistema di valutazione adeguato del software, con metriche ad hoc capaci di misurarne l’impatto e il valore.

Sul piano culturale, qualcosa si sta finalmente muovendo: sempre più istituzioni stanno infatti riconoscendo l’importanza del software di ricerca, anche grazie all’adozione dei principi FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable) per tutti gli oggetti digitali della scienza.

I QUATTRO PRINCIPI DI FAIR+

Dal 2016, con la pubblicazione dei FAIR Guiding Principles for scientific data management and stewardship [1], i principi FAIR sono diventati un riferimento essenziale per la gestione dei dati nella scienza aperta, contribuendo alla loro riproducibilità.
I quattro principi, definiti dall’acronimo FAIR, sono:

• Findable (Trovabile) → i dati devono essere facilmente rintracciabili tramite metadati accurati e identificatori persistenti.
• Accessible (Accessibile) → le modalità di accesso devono essere chiaramente specificate, anche quando soggette a restrizioni etiche, legali o contrattuali (FAIR non significa necessariamente aperto).
• Interoperable (Interoperabile) → i dati e i metadati devono poter essere combinati ed elaborati da strumenti diversi, utilizzando formati standard.
• Reusable (Riutilizzabile) → i dati devono essere descritti in modo completo e chiaro, per facilitarne il riuso anche in nuove ricerche.

L’obiettivo non è solo raccogliere, documentare e archiviare i dati, ma garantirne la cura e la conservazione nel tempo, ottimizzando le risorse e favorendo la condivisione della conoscenza. Per questo, nel programma Horizon Europe (2021-2027), il supporto alla Scienza Aperta è stato rafforzato e si raccomanda fortemente l’uso dei principi FAIR nella gestione dei dati.

Sebbene i principi FAIR siano stati inizialmente sviluppati per i dati della ricerca, già nell’articolo del 2016 si sottolineava come tutti gli oggetti digitali collegati all’attività scientifica, incluso il software di ricerca, possano beneficiare della loro adozione. Tutti questi elementi contribuiscono infatti alla riproducibilità e riutilizzabilità dei risultati scientifici. 

Affinché il software sia riconosciuto come un vero e proprio prodotto della ricerca, al pari di articoli e dataset, deve poter essere identificato e registrato con identificatori persistenti (PID), in linea con i principi FAIR. Questi sono stati adattati al software di ricerca¹ dal gruppo FAIR4RS nell’articolo Introducing the FAIR Principles for Research Software [2]. Tuttavia, la loro applicazione concreta richiede il supporto di infrastrutture dedicate e il coinvolgimento attivo della comunità scientifica.

¹Il gruppo di lavoro distingue tra il software di ricerca, cioè quello che comprende “file di codice sorgente, algoritmi, script, flussi di lavoro computazionali ed eseguibili sviluppati durante il processo di ricerca o specificamente per scopi di ricerca”, dal software utilizzato nella ricerca (sistemi operativi, librerie, pacchetti, ecc.) ovvero codice che supporta la ricerca ma non creato esplicitamente in un contesto di ricerca o con un chiaro intento di ricerca. 

[1] Wilkinson, M., Dumontier, M., Aalbersberg, I. et al. The FAIR Guiding Principles for scientific data management and stewardship. Sci Data 3, 160018 (2016). https://doi.org/10.1038/sdata.2016.18
[2] Barker, M., Chue Hong, N.P., Katz, D.S. et al. Introducing the FAIR Principles for research software. Sci Data 9, 622 (2022). https://doi.org/10.1038/s41597-022-01710

Per quanto riguarda gli strumenti per valorizzare il codice e favorirne la valutazione, l’infrastruttura per rendere questo possibile esiste già ed è operativa. Si tratta di quella messa a disposizione dall’iniziativa Software Heritage (ne avevamo parlato qui) . Ora è necessario compiere il passo decisivo: utilizzarla e integrarla stabilmente nelle pratiche scientifiche.

SOFTWARE HERITAGE+

Software Heritage [1, 2] è un’iniziativa aperta, non profit e multi-stakeholder, lanciata nel 2016 da Inria in collaborazione con l’UNESCO, con l’obiettivo di costruire l’archivio universale di tutto il codice sorgente pubblicamente disponibile. Si tratta della più grande raccolta di codice sorgente del genere mai realizzata. Contiene oggi quasi 23 miliardi di file sorgente unici raccolti da quasi 350 milioni di progetti software.

Oltre a essere una sorta di Arca di Noè [3] per preservare la conoscenza tecnica e scientifica contenuta nel software, Software Heritage rappresenta un punto di accesso unico a una vasta base di conoscenza tecnologica, fondamentale per sostenere la trasformazione digitale e l’innovazione.

Si tratta di un’infrastruttura aperta, concepita per durare nel tempo grazie a una rete di siti mirror, al servizio dell’ecosistema scientifico e tecnologico.
Software Heritage si configura, allo stesso tempo, come

• un catalogo di riferimento, per trovare e consultare tutto il codice sorgente dei progetti software;
• un archivio universale per garantire la conservazione di tutto il codice sorgente;
• un’infrastruttura di ricerca per analizzare e studiare il software archiviato.

Software Heritage rappresenta quindi un’infrastruttura strategica per la ricerca, l’innovazione e la conservazione del sapere digitale.

[1] https://www.softwareheritage.org/%C2%A0
[2] https://archive.softwareheritage.org/?guided_tour=0&guided_tour_next=htt…
[3] Chiara Bodei. Software Heritage: l’arca di Noè digitale Scienza in rete, maggio 2024

COME ARCHIVIARE E CITARE IL SOFTWARE SU SOFTWARE HERITAGE+

Per garantire che il codice sorgente sia adeguatamente archiviato, referenziato, descritto e citato, è fondamentale costruire un corpus stabile e duraturo di conoscenze scientifiche. Software Heritage (softwareheritage.org) offre un’infrastruttura unica per questo scopo, offrendo:

• Archiviazione permanente del codice sorgente: Software Heritage accoglie il raccoglie codice da repository pubblici, piattaforme di sviluppo e siti web, e accoglie il software garantendone la conservazione nel tempo. I programmatori stessi possono contribuire direttamente, depositando il proprio codice nell’archivio.
• Indicizzazione e accessibilità: Ogni artefatto software archiviato è associato a un identificatore unico e persistente (SWHID). Questi identificatori sono progettati per garantire integrità e tracciabilità, basandosi su hash crittograficamente forti e alberi di Merkle generalizzati, come nei più diffusi sistemi di controllo di versione distribuiti (git, mercurial). Un file di metadati aiuterà a indicizzare il codice, migliorandone la reperibilità e fornendo un modo semplice per collegarlo ai risultati di ricerca correlati. 
• Permetterne la citazione scientifica: Grazie al pacchetto biblatex-software, gli utenti di BibLaTeX possono includere correttamente il software nelle bibliografie, con voci specifiche per descrivere software, versioni, moduli e frammenti di codice.

Software Heritage fornisce quindi strumenti concreti per garantire che il software di ricerca sia non solo conservato, ma anche facilmente accessibile e citabile, contribuendo alla corretta documentazione e valorizzazione del codice nella comunità scientifica.
Come procedere?

• Per archiviare e citare il codice: segui le istruzioni qui https://www.softwareheritage.org/how-to-archive-reference-code/
• Per generare metadati standard (Codemeta): usa il generatore https://codemeta.github.io/codemeta-generator/

Solo affrontando questi nodi - culturali, tecnici e valutativi - potremo dare al software di ricerca il riconoscimento che merita. Senza questa consapevolezza, la scienza rischia di perdere un tassello fondamentale per la sua evoluzione, compromettendo anche la possibilità di costruire una conoscenza davvero aperta, riproducibile e duratura.

Valorizzare il software non è quindi solo un gesto simbolico verso l’Open Science, ma un’opportunità concreta per migliorarne l’integrazione nelle pratiche accademiche e rafforzare il suo impatto sulla produzione scientifica, anche a livello dei singoli enti di ricerca.

«La nostra idea – spiega Gandolfi, del Dipartimento DISAA dell’Università di Milano, - è stata quella di mettere a frutto la nostra lunga esperienza nel campo delle cellule staminali, dei meccanismi di differenziamento e della creazione di modelli in vitro, per realizzare un intestino artificiale di pesce, più precisamente di trota, che possa essere utilizzato per testare nuovi tipi di mangime destinati all’acquacoltura. Semplificando, l’interno dell’intestino in natura è rivestito di una mucosa, composta da cellule che assorbono i nutrienti e li trasmettono al sangue: abbiamo voluto replicare questa struttura in laboratorio, attraverso cellule intestinali di trota coltivate in vitro. In questo modo si possono testare più agevolmente alimenti innovativi da destinare all’acquacoltura, rendendo più veloce la procedura e riducendo la necessità di test in vivo sugli animali».

Mangimi per pesce: perché renderli più sostenibili è urgente

Perché si è scelto proprio la trota? Perché è di per sé il pesce più allevato in Italia, ma non solo: essendo un salmonide è anche un ottimo modello per studiare il salmone, che è una delle specie con un impatto economico globale maggiore. Ma è interessante anche capire perché c’è un interesse specifico per dedicare ricerche ai mangimi destinati all’acquacoltura.
Spiega Gandolfi: «Intanto perché l’acquacoltura è un settore molto tecnologicamente avanzato e innovativo, e questo ci ha consentito di creare un gruppo di lavoro dove fossero presenti tutte le competenze necessarie. Ma soprattutto, perché nell’acquacoltura c’è un forte interesse volto alla ricerca di mangimi più sostenibili, dovuto alle caratteristiche specifiche del settore: i pesci di allevamento più pregiati - come cernie, orate, salmoni, trote - sono infatti carnivori; dunque i mangimi per queste specie contengono una notevole quantità di pesce pescato. Con la crescita costante dell’acquacoltura, necessaria per soddisfare il continuo aumento globale della domanda di pesce dovuto sia al cambiamento di abitudini alimentari sia all’aumento della popolazione, questo processo già abbastanza paradossale è diventato insostenibile per l’ambiente marino».

Ecco perché tutte le grandi ditte che producono mangime per l’acquacoltura oggi sono alla ricerca di componenti proteiche alternative, che possono essere di origine vegetale, per esempio la soia, o derivate da scarti della macellazione, come i sottoprodotti della lavorazione del pollame, o ancora ottenute da alghe o insetti e altro ancora. Tutti questi nuovi possibili ingredienti devono essere testati in vivo, alla ricerca del miglior rapporto tra qualità e costo: i test in vivo, che restano in una certa misura indispensabili perché è impossibile riprodurre esattamente la complessità del funzionamento dell’intestino in vitro, permettono di valutare i risultati dei mangimi dopo un certo lasso di tempo, ma hanno il limite di non consentire di monitorare esattamente giorno dopo giorno in che modo l’organismo del pesce reagisce a un determinato componente. La sperimentazione in vitro consentita dal sistema creato da Fish-AI può svolgere questa funzione, monitorando in modo molto preciso la reazione delle cellule intestinali di pesce a diversi componenti. Questa soluzione è in grado sia in parte di sostituire sia comunque sempre supportare la sperimentazione di nuovi mangimi in vivo: un primo vantaggio è che appunto sostituisce il modello animale, e dunque è un sistema più economico e più rapido. Può essere utile in particolare a fare uno screening delle varie possibilità di ingrediente alternativo, testando diverse opzioni, differenti combinazioni, varie dosi, in termini di sicurezza, valore nutrizionale e benessere animale. In questo modo si possono poi testare in vivo solo quelle più promettenti.     

Ma per questo intestino artificiale si può quindi parlare di un organoide? Spiega ancora Gandolfi: «Non propriamente (nonostante si debba anche ricordare che la definizione di organoide non è a oggi precisissima), perché non si tratta di un prodotto tridimensionale: un organoide tridimensionale relativo all’intestino avrebbe infatti il lume all’interno (come avviene per l’intestino in natura), mentre noi abbiamo bisogno di un sistema di intestino artificiale che sia caratterizzato dal lume, ovvero la parte interna dell’intestino, rivolto verso l’esterno, proprio per consentire di mettere più facilmente a contatto delle cellule intestinali alimenti e altre sostanze, per testarne gli effetti; la parte apicale della nostra struttura mima quanto avviene nel lume dell’intestino, mentre la parte basale mima quello che avviene quando l’alimento passa nel sangue. Il nostro progetto è stato sviluppato intorno a questo concetto».

Ovviamente il progetto ha dovuto superare molte difficoltà. Racconta Gandolfi: «La prima, per quanto riguarda l’acquacoltura, era che, quando abbiamo incominciato a lavorare al progetto, esisteva solo una linea cellulare dell’intestino di trota. Abbiamo quindi isolato altre linee cellulari per ottenere una rappresentazione completa di tutte le porzioni dell’intestino, che hanno funzioni diverse: quella anteriore è più legata all’assorbimento, quella posteriore all’azione immunitaria. Le cellule sono coltivate in laboratorio, dove sono in grado di crescere e dividersi indefinitamente, senza differenziarsi. Quando devono essere utilizzate, le cellule vengono inserite in un contenitore apposito, in pratica una sorta di mastellino, che fornisce gli stimoli chimico-fisici per far loro riacquistare le loro caratteristiche specifiche. A questo punto, si introduce l’ingrediente che si vuole testare e si analizzano le reazioni rispetto sia all’assorbimento sia al successivo passaggio nel circolo sanguigno».

Nel progetto sono stati sviluppati due prototipi di intestino artificiale: in entrambi i casi abbiamo un compartimento apicale che simula il lume intestinale dove passa il cibo, ed un compartimento basale, che simula il torrente circolatorio dove vengono assorbite le sostanze nutritizie.
Nella versione più semplice i due comparti sono separati solo da uno strato di cellule epiteliali e da una membrana permeabile. Nella versione più complessa le cellule epiteliali sono appoggiate sul tessuto connettivo come avviene in vivo.

Creare un servizio basato sull’intestino artificiale rivolto alle aziende

A oggi, il sistema è gestito dal laboratorio dell’Università, che progetta di arrivare a fornire un servizio di analisi vero e proprio alle aziende nei prossimi svolgimenti. 
Spiega Gandolfi: «Lo scopo finale cui puntiamo in questa fase, per il momento ancora sperimentale, è ricevere dalle ditte i mangimi che devono essere testati: può trattarsi di diete complete, singoli additivi o mix di additivi oppure composti bioattivi, in grado di stimolare la risposta immunitaria o inibire il danno cellulare; noi possiamo verificare diversi aspetti interessanti; per esempio se l’elemento testato danneggia la barriera intestinale, se favorisce o inibisce l’assorbimento di aminoacidi, se ha eventuali effetti riparatori su precedenti danni cellulari reversibili. Oppure alcuni additivi possono controbilanciare i danni cellulari provocati da alcune componenti della soia o della chitina degli insetti, rendendo possibile l’inserimento di determinati ingredienti nella composizione dei mangimi; inoltre, misurando l’intensità di determinati effetti, i nostri test permettono anche di stimare il numero minimo di pesci necessario per valutarli in vivo ottenendo dei dati statisticamente validi».

Concluso il progetto, si sta lavorando ora per standardizzare i metodi e renderlo concretamente proponibile come servizio alle aziende. Spiega ancora Gandolfi: «In questa fase è molto importante confrontare i risultati degli stessi mangimi testati parallelamente in vivo e in vitro, per verificare a quali risultati ottenuti sulle cellule in vitro corrispondono determinati effetti ottenuti negli allevamenti in vivo, e paragonando i ranking ottenuti  nei due sistemi. I nostri parametri sono infatti ovviamente diversi da quelli in vivo: se in vivo, ad esempio, si valuta la velocità di crescita del pesce, noi invece valutiamo per esempio l’assorbimento cellulare o l’integrità della membrana o l’assorbimento di aminoacidi. Per noi in questa fase è quindi fondamentale imparare a collegare i risultati misurati in vitro con quelli misurati in vivo. Per questo stiamo usando diete di vario tipo. Con analisi specifiche, per esempio, abbiamo verificato che, se sottoposte a una formulazione particolarmente difficile da digerire le cellule in vitro proliferavano: con analisi in vivo abbiamo potuto appurare che nei pesci questo corrispondeva a un processo di allungamento dell’intestino, con molte più pliche e diramazioni. Un caso che mostra come, per capire le corrispondenze, bisogna affiancare i due metodi: per capire, per esempio, quali parametri in vitro diano indicazioni sulla digeribilità, quali sull’efficacia e così via».

Hanno fatto parte del team di ricerca dell’Università di Milano, che ha collaborato al progetto con altri enti di ricerca italiani e stranieri e con una delle maggiori aziende di produzione di mangimi per l’acquacoltura, oltre a Fulvio Gandolfi, i docenti Tiziana Brevini e Sara Panseri, i ricercatori Rolando Pasquariello, Radmila Pavlovic e Nicole Verdile e la studentessa di PhD Federica Camin. 

Terminato il progetto, Gandolfi, Brevini e Verdile hanno dato vita a NUTRIsim, una start-up che ha ricevuto una menzione speciale alla Seed 4 Innovation dell’Università di Milano del 2024 e ha ottenuto un finanziamento per passare dalla fase sperimentale alla proof of concept, per verificare la possibilità di realizzare un vero e proprio servizio proposto alle aziende. Grazie a questo finanziamento sono state assunte due giovani neolaureate, Deborah Marchisio e Gaia Bosco, che sono state addestrate all’uso di queste nuove tecnologie. Ultimo ma non meno importante, la presenza nel team di un alto numero di ricercatrici ha permesso a NUTRIsim di vincere il Premio Speciale Invitalia per l’imprenditorialità femminile nel contesto della 14° edizione del premio 2031, la più importante competizione italiana per innovatori e startup.

Copertina del saggio *Dio gioca a dadi con il mondo * di Giuseppe Mussardo.

Nel 1925, Werner Heisenberg, allora venticinquenne, mostrò per la prima volta come la meccanica quantistica potesse essere vista come una generalizzazione della meccanica classica. Ma la nascita della teoria viene fatta risalire al 14 dicembre del 1900, quando Max Planck, rispettato fisico teorico, presentò nella sede della Società di Fisica Tedesca a Berlino, la formula matematica che descriveva la radiazione emessa da un corpo nero, assieme alla sua interpretazione. La formula implicava che l’energia del sistema poteva assumere solo certi valori, non era cioè la familiare variabile continua su cui erano basate tutte le teorie fisiche sviluppate fino a quel momento, dalla meccanica, all’elettromagnetismo e alla termodinamica.

Comincia in quel pomeriggio del 1900 il racconto che il fisico teorico Giuseppe Mussardo fa di questa entusiasmante e, per certi versi, unica avventura scientifica nel libro appena pubblicato Dio gioca a dadi con il mondo. La storia della meccanica quantistica (Qbit, Castelvecchi editore, 2025, 588 pagine).

Mussardo è un fisico di grande esperienza, che nel 2005 ha fondato il gruppo di fisica statistica alla SISSA dove lavora tutt’oggi. Da diversi anni ormai affianca alla ricerca una feconda attività di divulgazione scientifica che lo ha portato a produrre documentari e libri sulla storia della fisica del Novecento e sui suoi protagonisti.

Il libro mostra come lo sviluppo della teoria quantistica possieda tutte le caratteristiche delle grandi scoperte scientifiche. È un’impresa collettiva e corale, basata sul lavoro e sul confronto di tanti scienziati. È un processo incrementale, che costruisce sui risultati precedenti, li arricchisce, ne offre nuove interpretazioni. È anche una storia sul rapporto tra fisica e matematica. Quest’ultima emerge come uno spazio di maggiore libertà in cui gli scienziati possono azzardare ipotesi rivoluzionarie. È, ancora, una storia su come, in fisica, teoria e dati si confrontino costantemente, si pongano domande reciproche, si diano conferme o si smentiscano. È infine una storia sulla fisica teorica, che in questo periodo acquisisce una sua dignità autonoma, superando le diffidenze degli scienziati nati nell’Ottocento ancora molto influenti nei primi decenni del Novecento.

Il libro è ricco di riferimenti biografici sui suoi protagonisti: Max Planck, Albert Einstein, Ernst Rutherford, Niels Bohr, Arnold Sommerfeld, Max Born, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Paul Adrien Maurice Dirac, Erwin Schrödinger, e tanti altri. Mussardo usa le loro storie personali per costruire il tessuto narrativo del libro, ma si spinge anche oltre. Mostra come le storie familiari e le personalità influenzino gli stili scientifici e cognitivi di ciascuno, e come queste si siano composte tra loro contribuendo all’evoluzione e, infine, all’accettazione di questa “teoria pazza” da parte della comunità scientifica.

La resistenza incontrata dalla meccanica quantistica è raccontata da Mussardo soprattutto attraverso la dialettica tra due personaggi che attraversano l’intero arco narrativo del libro, Albert Einstein e Niels Bohr.

Entrambi nati alla fine dell’Ottocento, ebbero ruoli molto diversi in questa storia. Albert Einstein propose per primo nel 1905 l’idea che la luce fosse composta da corpuscoli, indipendentemente dal fatto che interagisse con la materia. Ciascun corpuscolo secondo Einstein era dotato di una quantità di energia legata alla sua lunghezza d’onda, tramite la costante introdotta da Planck nel 1900 per spiegare la radiazione emessa da un corpo nero.

Partendo da questa teoria, sfruttando i nuovi dati che arrivarono nel primo decennio del Novecento sugli spettri di emissione degli atomi, e considerando il modello atomico proposto da Ernst Rutherford, Bohr stabilì le nuove regole del gioco atomico. Gli elettroni possono occupare solo certe orbite attorno al nucleo, piccolissimo e posizionato al centro dell’atomo. In queste orbite gli elettroni potevano rimanere stabilmente almeno per qualche tempo ed emettevano energia solo quando passavano da un’orbita all’altra. Con questa ipotesi Bohr riuscì a spiegare perché, illuminando gli atomi, questi emettano luce solo in corrispondenza di certe frequenze.

Bohr fondò la sua teoria sui fenomeni che osservava ed ebbe il coraggio di respingere le obiezioni che gli venivano mosse, convinto che il mondo che descriveva fosse ordinato da regole diverse da quelle conosciute fino ad allora. Una delle obiezioni più forti fu quella sull’instabilità degli atomi.

Rutherford, insieme ai suoi collaboratori Geiger e Marsden, aveva proposto un modello planetario per gli atomi, in cui il nucleo gioca il ruolo del sole e gli elettroni quello dei pianeti. L’atomo non era quindi uno spazio omogeneo, come sosteneva Joseph John Thomson, lo scopritore dell’elettrone, dal prestigioso Cavendish Laboratory a Cambridge. Al contrario era uno spazio sostanzialmente vuoto. Questa ipotesi era basata su un’osservazione straordinaria fatta dal gruppo di Rutherford all’Università di Manchester. Inviando delle particelle alfa (che più tardi si scoprì essere nuclei di elio) su una sottilissima lamina d’oro, una su diecimila veniva rimbalzata all’indietro e molte erano deviate di angoli maggiori di novanta gradi. Rutherford commentò così:

È stata la cosa più sbalorditiva che mi sia mai capitata. Era incredibile, più o meno come sparare un proiettile da cannone contro un foglio di carta velina, e vederlo rimbalzare indietro.

In una lettera del 1910 indirizzata al fisico americano Bertram Boltwood, Rutherford scrisse poi:

Penso di poter proporre un modello atomico decisamente superiore a quello di J.J. [Thomson] per quanto concerne la spiegazione della diffusione delle particelle alfa. E penso inoltre che andrà straordinariamente d’accordo con i dati sperimentali.

Ma gli elettroni, a differenza dei pianeti, hanno una carica elettrica, e le equazioni di Maxwell, la teoria sviluppata dal fisico inglese nell’Ottocento e celebrata per la sua compiutezza matematica e la sua capacità di spiegare i fenomeni elettrici e magnetici, prevede che muovendosi perdano energia. Conoscendo la carica elettrica e la dimensione delle orbite atomiche, i fisici di allora stimarono che l’atomo era destinato a dissolversi in qualche milionesimo di secondo. Ma Bohr resistette.

Einstein, che dopo il suo articolo sull’effetto fotoelettrico pubblicato nel 1905 si dedicò alla teoria della relatività ristretta e poi generale, fu il più illustre tra i critici della teoria di Bohr. Lo diventò soprattutto dopo che Heisenberg in pochi giorni del luglio 1925 trascorsi sull’isola di Helgoland dove si era recato per sfuggire ai pollini che a Gottinga gli causavano terribili febbri da fieno, diede inizio alla “seconda fase” di questa storia.

La teoria di Bohr, confermata da esperimento dopo esperimento e che era riuscita a spiegare le regolarità della tavola periodica di Mendeleev, trovava il suo fondamento nella “meccanica delle matrici” di Heisenberg, che costringeva però ad abbandonare i principi di causalità e determinismo.

Su questo Einstein non fu disposto a cedere, soprattutto quando l’interpretazione “di Copenaghen” portata alle sue estreme conseguenze indicò che certe caratteristiche del mondo atomico e subatomico “non esistono” se non c’è nessuno a osservarle e misurarle.

Bohr ed Einstein si incontrarono una prima volta durante l’estate del 1922 a Gottinga, quando il matematico David Hilbert invitò Bohr a tenere un ciclo di lezioni sulla sua teoria dei quanti. I due scienziati si piacquero e si scambiarono lettere amichevoli da lì in poi. Forse questo fu in parte dovuto all’atteggiamento che Bohr aveva verso la sua teoria, molto più critico e aperto allo scrutinio dei colleghi di quanto si potesse pensare. Lo dirà Heisenberg, anche lui a Gottinga quell’estate, a commento del suo primo incontro con colui che poi diventerà il suo grande maestro.

Compresi per la prima volta che il punto di vista di Bohr sulla propria teoria era molto più scettico di quello che avevano a quel tempo altri fisici, per esempio Sommerfeld, e che la sua capacità di visione profonda della struttura della teoria non era il risultato di un’analisi matematica delle ipotesi di base, quanto piuttosto un’intensa attenzione ai fenomeni reali, così che gli era possibile sentire intuitivamente le relazioni più che derivarle formalmente. E così compresi: la conoscenza della natura è ottenuta in prima battuta in questo modo e soltanto come passo successivo si può riuscire a fissare la propria conoscenza in forma matematica, facendone oggetto di un’analisi razionale.

Il loro confronto terrà banco anche in uno degli episodi più famosi di questa storia, il quinto congresso Solvay, organizzato a Bruxelles nel 1927. Mussardo affida ancora alle parole di Heisenberg la descrizione dell’atmosfera del congresso.

Di solito ci incontravamo già a colazione in albergo, e Einstein cominciava a descrivere un esperimento ideale in cui secondo lui le contraddizioni interne dell’interpretazione di Copenaghen erano particolarmente visibili. Einstein, Bohr e io camminavamo insieme dall’albergo al palazzo dei congressi, e ascoltavo la vivace discussione tra loro due i cui atteggiamenti filosofici erano così diversi. […] All’ora di pranzo continuavano le discussioni tra Bohr e gli altri di Copenaghen. Di solito Bohr terminava l’analisi completa dell’esperimento ideale di Einstein entro il tardo pomeriggio e la mostrava a Einstein a tavola. Einstein non aveva alcuna obiezione a questa analisi, ma in cuor suo non ne era convinto.

Il quinto congresso Solvay si chiuse con la vittoria di Bohr, e con questo scambio tra i due colleghi «Una volta di più» disse Einstein «vuoi convincermi che Dio giochi a dadi con il mondo». «Smettila per favore di dire a Dio che cosa deve fare con i suoi dadi» fu la risposta fulminante di Bohr.

Il sesto congresso Solvay nel 1930 fu l’ennesima occasione in cui Einstein cercò di sfidare la tenuta della meccanica quantistica attaccando il principio di indeterminazione con uno dei suoi esperimenti mentali. Bohr riuscì a smontarlo per l’ennesima volta, usando proprio la teoria della relatività generale. Einstein capitolò, convinto tuttavia che quella appena persa non fosse la guerra, ma solo una battaglia.

Il racconto prosegue con un capitolo che mostra come la meccanica quantistica abbia aperto la strada della teoria quantistica dei campi, nata dalle osservazioni del geniale e glaciale Dirac e che diventò in seguito il linguaggio della fisica delle particelle elementari e delle loro interazioni. Mussardo dedica poi un capitolo all’invenzione della bomba atomica, introducendo nel racconto scienziati come Oppenheimer, Fermi e Rabi, e tratteggia le luci e le ombre della figura di Heisenberg durante il regime nazista. La narrazione si conclude negli anni Sessanta, per raccontare l’episodio finale del confronto tra Einstein e Bohr.

Nel 1933 Einstein lasciò la Germania, dopo ripetuti episodi di violenza antisemita che gli fecero temere per la sua vita, e si stabilì a Princeton, in New Jersey, nel neonato Institute for Advanced Studies. Lì nel 1935 su sollecitazione di due suoi giovani collaboratori, Boris Podolsky e Nathan Rosen, Einstein riprese in mano la faccenda e insieme scrissero l’articolo diventato poi famoso con il nome di “paradosso EPR”, dalle iniziali dei tre autori. L’articolo venne anticipato da un titolo allarmato sul New York Times del 4 maggio 1935 “Einstein attacca la teoria quantistica. Lo scienziato e due suoi colleghi sostengono che nonostante la teoria sia corretta non è tuttavia completa.” Einstein si infuriò con Podolsky che aveva spifferato il contenuto del loro lavoro ai giornalisti prima che questo apparisse sulle pagine della rivista Physical Review, e indirizzò parole di fuoco al New York Times:

È mia prassi discutere argomenti scientifici nei luoghi appropriati per farlo e deploro la pubblicazione di qualsiasi annuncio fatto su tali soggetti negli articoli di quotidiani.

Era anche infastidito dal timore che l’argomento non fosse stato ben spiegato in quell’articolo e infatti per una sua formulazione chiara si dovette attendere il 1957. In quell’anno David Bohm e Yakir Aharonov riscrissero l’argomento EPR in termini della misura dello spin di due particelle in uno stato entangled e della possibilità di spiegarne i risultati tramite variabili nascoste, piuttosto che accettare l’idea che gli spin fossero indeterminati fino all’atto della misura e che solo questo li costringesse in uno stato preciso.

Einstein chiamava in causa le variabili nascoste per riportare la probabilità, introdotta in meccanica quantistica da Max Born nel 1926 a seguito dei lavori di Schrödinger, nei termini di quella che lui stesso aveva usato per descrivere il moto browniano. La probabilità secondo Einstein non era una caratteristica intrinseca della natura, ma era piuttosto conseguenza di un certo grado di ignoranza da parte dell’osservatore. Nel caso del moto browniano, Einstein sosteneva, usare distribuzioni di probabilità per le velocità delle molecole di un gas era un modo per evitare di seguirne le traiettorie individuali istante dopo istante. Allo stesso modo, dovevano esistere delle distribuzioni statistiche di certe variabili nascoste che gli sperimentatori non conoscevano. Come risultato, le loro osservazioni non potevano che essere una media inconsapevole su tali distribuzioni.

Il libro si conclude col colpo di genio dell’irlandese John Stewart Bell che negli anni Sessanta lavorava al CERN sia come fisico sperimentale, occupandosi di acceleratori di particelle, che come teorico. Ma non solo. Scrive Mussardo:

A tempo perso coltivava uno strano hobby, quello di occuparsi dei fondamenti della meccanica quantistica, stando attento che questo suo interesse non interferisse con il lavoro per cui era pagato, presso il più grande centro europeo di fisica.

Bell riuscì a costruire una quantità misurabile sperimentalmente che avrebbe permesso di capire se Einstein, Podolsky e Rosen avevano ragione: la sua famosa disuguaglianza. Saranno infine John Clauser nel 1972 e Alain Aspect nel 1982 a realizzare gli esperimenti in modo sufficientemente accurato da poter affermare che la disuguaglianza di Bell viene violata e quindi che la probabilità della meccanica quantistica è una proprietà intrinseca del mondo atomico e subatomico che descrive. Einstein non visse abbastanza per vedere questi risultati e morì convinto del suo punto di vista, ben sintetizzato in una lettera indirizzata a Max Born il 7 settembre nel 1944.

Le nostre prospettive scientifiche sono ormai agli antipodi tra loro. Tu credi in un Dio che gioca a dadi e io in una legge completa e nell’ordine, in un mondo che esiste oggettivamente, che io, in un modo selvaggiamente speculativo, sto tentando di catturare. Lo credo fermamente, e spero che qualcuno scoprirà un modo più realistico, o piuttosto una base più tangibile di ciò che è stata mia sorte fare.

Conclude così Mussardo il suo volume di quasi cinquecento pagine mostrando come davvero la meccanica quantistica sia stata una sfida all’intuito dei fisici del Novecento e come lo sia ancora oggi. Significativa è a questo proposito una frase pronunciata nel 1958 da Wolfgang Pauli con cui Mussardo apre il libro

Quello che possiamo sperare di ottenere in fisica è semplicemente di fraintendere a un livello più profondo.

Sulla base dei progetti annunciati, la produzione potenziale di idrogeno a basse emissioni potrebbe raggiungere i 49 Mtpa entro il 2030. Se si escludono i progetti nelle primissime fasi di sviluppo, che hanno meno probabilità di essere pienamente realizzati entro la fine del decennio, circa due terzi della produzione di idrogeno a basse emissioni nel 2030 potrebbero provenire dall’elettrolisi, e questa percentuale potrebbe salire a quasi il 75% se si includessero anche i progetti in fase iniziale di sviluppo. La quota restante invece sarebbe coperta da combustibili fossili con progetti che utilizzano sistemi di cattura e accumulo dell’anidride carbonica (Carbon Capture, Utilisation and Storage, CCUS).

La domanda globale di idrogeno nel 2023 è cresciuta del 2,5% rispetto al 2022, raggiungendo un nuovo massimo di oltre 97 Mt. Ma è dovuta alla crescita dei settori tradizionali in cui trova impiego: petrolchimica, produzione di ammoniaca, metanolo e acciaio. Questa domanda è soddisfatta quasi completamente dall’idrogeno prodotto da combustibili fossili che non fanno uso di sistemi di sequestro della CO₂.

Nella transizione verso un sistema energetico a emissioni nette zero, la domanda di idrogeno prodotto con combustibili fossili dovrà essere sostituita con la domanda di idrogeno a basse emissioni. Inoltre, l’uso di idrogeno a basse emissioni dovrà anche estendersi a nuove applicazioni in settori in cui le emissioni sono difficili da ridurre, come l’industria pesante, i trasporti a lunga distanza, la produzione di carburanti a base di idrogeno o la generazione e lo stoccaggio di elettricità. L’uso di idrogeno in queste nuove applicazioni è cresciuto di quasi il 40% nel 2023 rispetto al 2022, sebbene rappresentino ancora meno dell'1% della domanda globale. Nello scenario NZE, entro il 2030 quasi il 40% della domanda globale di idrogeno proviene da nuove applicazioni, il che significa che la domanda in queste nuove applicazioni deve crescere di circa 80 volte entro il 2030.

In questo contesto, dunque, si spiega il crescente interesse per il cosiddetto idrogeno bianco, ossia estratto da giacimenti presenti nella crosta terrestre. L’idrogeno bianco è spesso indicato anche con il termine idrogeno naturale oppure in inglese con geologic hydrogen, geogenic hydrogen e gold hydrogen.

Le origini dell’idrogeno bianco

L’idrogeno naturale è stato ampiamente studiato negli ultimi decenni, in particolare dopo la scoperta di fluidi ricchi di idrogeno nelle dorsali medio-oceaniche: può formarsi attraverso diversi processi sia geochimici sia biologici.

Figura 1. Diverse ipotesi sull’origine dei giacimenti naturali di idrogeno. Fonte: Natural hydrogen in the energy transition: Fundamentals, promise, and enigmas; Figura 2

La serpentinizzazione è il principale processo attraverso cui si forma l’idrogeno naturale. A pressioni elevate e a temperature comprese tra i 200° C e i 300° C, l’acqua reagisce con una tipica roccia del mantello, la peridotite, che è principalmente composta da un minerale ricco in ferro chiamato olivina. Nella serpentinizzazione il ferro dell’olivina “cattura” l’ossigeno che costituisce le molecole di acqua (H₂O), rilasciando idrogeno e portando alla formazione di serpentiniti, un altro minerale.

Le rocce del mantello non sono le uniche a reagire con l’acqua per produrre idrogeno. È stato anche dimostrato che le reazioni basalto-acqua sono possibili. Tuttavia, alcuni lavori suggeriscono che l’interazione basalto-acqua non possa produrre grandi quantità di idrogeno, poiché le superfici di contatto acqua-minerale si disattivano rapidamente a causa dei prodotti della loro reazione.

Un’altra via di formazione dell’idrogeno bianco, spesso citata, è la radiolisi dell’acqua, un processo dovuto alle radiazioni emesse dagli elementi radioattivi presenti nelle rocce marine, come l’uranio, il torio e il potassio. Tali radiazioni possono eccitare e ionizzare la molecola d’acqua, “rompendola” e portando alla formazione di molecole di idrogeno (H₂). Tuttavia, secondo alcuni studiosi, quando i volumi di idrogeno sono significativi, non è possibile attribuire la sua origine solo alla radiolisi.

L’idrogeno può formarsi anche per generazione meccanica. Questo processo avviene in zone di faglia, dove il movimento della crosta terrestre causa la frantumazione delle rocce e che provoca la rottura dei legami chimici, generando radicali liberi che reagiscono con l’acqua per formare idrogeno. Per esempio, i legami Si–O nei silicati vengono rotti da forze meccaniche, producendo radicali liberi sulla superficie della roccia, che reagiscono con l’acqua per liberare idrogeno. Questo processo non si verifica solo nelle faglie, ma anche quando i silicati sono frantumati in altri contesti, come sotto i ghiacciai, o in altri processi che causano la frammentazione delle rocce, come il gelo, gli urti o gli impatti di meteoriti, ma l’efficacia di questi processi per la produzione di idrogeno non è ancora chiara. Alcuni studi sollevano più di qualche dubbio su questi processi di formazione dell’idrogeno. Infatti, non tutte le reazioni chimiche sono state caratterizzate, e anche i tentativi di riprodurre tali processi in laboratorio avrebbero dato esiti incerti e contrastanti.

L’idrogeno può essere presente anche nel magma. A temperature di circa 1200 °C una reazione chimica tra acqua e metano produce idrogeno e anidride carbonica. La presenza di gas è stata riscontrata in alcuni campioni di rocce prelevate dalla Dorsale Medio-Atlantica (MAR), circa il 26,7% di questi gas era idrogeno.

Infine, diverse evidenze suggeriscono che l’idrogeno possa provenire da fonti profonde, come il mantello terrestre o addirittura nel nucleo, e che possa risalire attraverso faglie e altri meccanismi geologici. Tuttavia, la presenza di idrogeno nel nucleo della Terra è ancora dibattuta.

L’idrogeno può anche essere prodotto dal metabolismo microbico. Molti microrganismi che si trovano nel sottosuolo producono idrogeno attraverso reazioni di fermentazione e fissazione dell’azoto. Sebbene tali microrganismi svolgano un ruolo importante nei cicli biogeochimici nel sottosuolo, non si è ancora ben compresa l’entità del loro contributo alla produzione di idrogeno naturale. Recentemente è stato dimostrato che una parte importante dell’idrogeno rilevato nel sottosuolo della cintura di pirite iberica è prodotta biologicamente. È importante notare che l’idrogeno può anche essere utilizzato come fonte di energia da altri microrganismi del sottosuolo: alcuni studi osservano infatti che, in natura, i batteri produttori di idrogeno non possono esistere senza i batteri consumatori di idrogeno, perché l’idrogeno inibisce l’attività dei primi; quindi tutto l’idrogeno prodotto biologicamente viene rapidamente convertito in altri composti.

Secondo alcuni studi, la varietà di spiegazioni per l’origine dell’idrogeno evidenzia da un lato la sua presenza diffusa sulla Terra, e dall’altro la difficoltà di comprenderne pienamente la sua origine, a causa della mobilità e reattività di questo gas, che forma facilmente composti come acqua e idrocarburi. La presenza di idrogeno nella crosta terrestre indica un rifornimento continuo e suggerisce che le sue fonti siano geologicamente giovani.

Anche alla luce di questa ipotesi, alcuni studiosi, commentando le potenzialità dell’idrogeno naturale, si spingono ad affermare che potrebbe essere una fonte rinnovabile. Mentre occorrono milioni di anni perché i depositi organici sepolti e compressi si trasformino in petrolio e gas, l’idrogeno naturale viene sempre prodotto ex novo, quando l’acqua sotterranea reagisce con i minerali di ferro a temperature e pressioni elevate.

L’idrogeno bianco, una vecchia conoscenza a lungo ignorata

Sebbene l’idrogeno bianco sia stato portato solo recentemente all’attenzione di un pubblico più vasto, grazie alla scoperta di alcuni giacimenti, in realtà è conosciuto da tempo.

Secondo il geochimico Viacheslav Zgonnik, la prima analisi pubblicata di un campione di gas naturale contenente idrogeno è in un rapporto del 1888 di Dmitri Mendeleev, il padre della tavola periodica, sulla composizione del gas che fuoriusciva dalle fratture nel carbone di una miniera vicino alla città di Makiivka, nella regione di Donetsk in Ucraina. Mendeleev ha documentato che il gas conteneva il 5,8-7,5% di idrogeno.

Tuttavia, per lungo tempo si è ritenuto che l’idrogeno libero in natura fosse raro e nessuno lo ha cercato attivamente. Inoltre, anche se qualcuno avesse trovato gas contenente idrogeno nel sottosuolo, sarebbe stato difficile rilevarlo, poiché nelle analisi standard di cromatografia gassosa l’idrogeno è utilizzato come gas inerte per trasportare i campioni; l’eventuale presenza di idrogeno sarebbe quindi stata “nascosta”. Questo spiega perché, tra oltre 100.000 campioni analizzati dalla United States Geological Survey (USGS), solo 8 mostravano concentrazioni significative di idrogeno.

Alla ricerca dell’idrogeno bianco

A riportare in auge l’idrogeno bianco è stato un articolo pubblicato nel 2018 sull’International Journal of Hydrogen Energy e dedicato alla scoperta di un giacimento di idrogeno in Mali, nel villaggio di Bourakebougou. Dalla pubblicazione di questo primo articolo, il numero di lavori sull’idrogeno naturale è esploso e decine di startup, molte in Australia, hanno iniziato una corsa all’acquisizione dei diritti per prospezioni geologiche alla ricerca di giacimenti di idrogeno.

Alla fine del 2023, 40 aziende erano alla ricerca di depositi di idrogeno naturale a fini commerciali, un aumento quadruplo rispetto al 2020. Prospezioni sono in corso in Albania, Australia, Canada, Colombia, Francia, Finlandia, Corea, Spagna e Stati Uniti. Il produttore canadese Hydroma afferma di estrarre idrogeno naturale a un costo stimato di 0,5 USD/kg H₂ da un giacimento in Mali. In Spagna e Australia, le aziende dichiarano di puntare a un costo di circa 1 USD/kg H₂, a seconda della profondità e della purezza del deposito. Anche i sussidi fiscali, come quelli forniti dall’Inflation Reduction Act statunitense, hanno il potenziale di rendere la produzione di idrogeno bianco economicamente sostenibile negli Stati Uniti.

Sebbene siano stati trovati depositi di idrogeno naturale con purezza molto elevata, sono spesso presenti impurità, tra cui azoto, metano o CO₂, nonché umidità. Pertanto, l’estrazione di questo gas potrebbe richiedere successivi processi di purificazione che potrebbero aumentare rapidamente il costo di produzione dell’idrogeno naturale proveniente da alcuni giacimenti. Tuttavia, alcune impurità, come il metano, potrebbero anche avere un valore economico. In ogni caso i requisiti di purezza dipendono dall’applicazione: se l’obiettivo è la combustione per la produzione di energia, le impurità organiche insieme all’umidità porrebbero essere un problema minore.

Le aree più promettenti per trovare giacimenti di idrogeno sono le zone di subduzione sottomarine, dove l’approvvigionamento idrico è costante e l’esposizione al ferro è frequente a causa dei movimenti delle placche.

Sulla terraferma, invece, le aree candidate a ospitare potenziali giacimenti di idrogeno sono i “cerchi delle fate”, strutture geologiche circolari a cui spesso sono associate fuoriuscite di idrogeno, e i cratoni, vaste porzioni di crosta terrestre che non sono state significativamente alterata da attività geologiche negli ultimi 500.000 anni. Intrappolate al loro interno ci sono fasce di roccia ricche di ferro, chiamate cinture di roccia verde, che sono i resti della crosta oceanica che è stata schiacciata tra i cratoni in antiche collisioni tra placche continentali.

Il sud dell’Australia sembra avere una geologia particolarmente favorevole per ospitare riserve di idrogeno, sia per la presenza del cratone Gawler sia per le sue miniere ricche di ferro e uranio necessarie per la serpentinizzazione e per la radiolisi.

Per quanto riguarda l’Italia, è in corso il progetto NHEAT (Natural Hydrogen for Energy trAnsiTion) finanziato dal PNRR e coordinato da CNR, Università La Sapienza e dall’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (INGV). Il progetto ha l’obiettivo di stimolare e indirizzare la ricerca sull’idrogeno nel nostro Paese, utilizzando un approccio multidisciplinare per investigare i processi che hanno portato alla formazione dell’idrogeno bianco in aree del territorio italiano che potenzialmente ospitano giacimenti.

Figura 2. Dettaglio dei depositi naturali di idrogeno conosciuti e dei cerchi delle fate. Fonte: Natural hydrogen in the energy transition: Fundamentals, promise, and enigmas; Figura 4

L’Italia, attraverso l’INGV, fa anche parte della Task 49 Natural H₂, un programma di collaborazione tecnologica internazionale attivato dalla IEA e dedicato alla ricerca sull’idrogeno naturale. L’obiettivo del gruppo di lavoro è aumentare la consapevolezza sullo stato della ricerca e dell’esplorazione industriale di questa nuova fonte di energia. Formulando raccomandazioni per lo sviluppo della ricerca, il gruppo aiuterà governi ed enti di finanziamento ad allocare risorse in questo settore, promuovendo le migliori pratiche per l’esplorazione e l’individuazione di giacimenti idrogeno bianco, e creando modelli economici per la produzione. Saranno inoltre condotti studi sui rischi occupazionali e ambientali per identificare le principali criticità. Infine, il gruppo promuoverà lo scambio di esperienze tra Paesi in cui la normativa mineraria è già stata aggiornata per la ricerca e lo sfruttamento dell’idrogeno bianco e quelli in cui è ancora necessario un adeguamento.

Le normative per la prospezione e la commercializzazione dell’idrogeno bianco

Diversi Paesi hanno modificato le proprie leggi e normative per incoraggiare le prospezioni geologiche per la ricerca di idrogeno naturale, ma solo 3 delle 60 strategie sull’idrogeno pubblicate finora fanno chiaro riferimento all’idrogeno bianco come possibile fonte (Brasile, Francia e Marocco). 

In Europa, a settembre 2023, un emendamento alla legge geologica e mineraria della Polonia ha fornito la base normativa per l’esplorazione e il riconoscimento dei giacimenti di idrogeno naturale. In Francia, l’idrogeno naturale è considerato un pilastro importante della strategia nazionale per l’idrogeno e il paese mira a essere un pioniere nella produzione di idrogeno naturale. 

Nel febbraio 2024, le Filippine hanno aperto un’asta per i diritti di esplorazione dell’idrogeno naturale in due zone a circa 200 km dalla capitale Manila. L’Australia ha approvato una legge per consentire l’esplorazione dell’idrogeno naturale nel maggio 2024. Inoltre, è stato offerto ulteriore supporto legislativo nell’Australia meridionale, dove un terzo dello stato è già coperto da permessi di esplorazione dell’idrogeno naturale che sono stati richiesti o concessi. Altrove nel mondo il quadro giuridico è meno chiaro, ma il panorama si sta evolvendo rapidamente.

Dall’idrogeno bianco all’idrogeno arancione

Oltre all’idrogeno bianco, i ricercatori stanno iniziando a prendere in considerazione un’altra fonte di idrogeno prodotta da substrati geologici: l’idrogeno arancione. L’idrogeno arancione deriva dalla stimolazione antropica degli stessi processi geochimici che producono l’idrogeno bianco: l’acqua viene fatta infiltrare dalla superficie, mentre l’energia richiesta è naturalmente fornita dall’ambiente sottoforma di energia geotermica. Un ulteriore vantaggio dell’idrogeno arancione è che la purezza potrebbe essere controllata iniettando acqua con composizione controllata, come già accade per l’elettrolisi, per ridurre al minimo la presenza di potenziali contaminanti ed evitando la successiva purificazione.

Figura 3. Diagramma della formazione e dello sfruttamento dell’idrogeno naturale e arancione. Fonte: Natural hydrogen in the energy transition: Fundamentals, promise, and enigmas; Figura 3

Nonostante l’esplorazione e lo sviluppo dell’idrogeno naturale abbiano preso piede negli ultimi anni, nel suo report Global Hydrogen Review 2024 (ultimo disponibile), la IEA segnalava che, ad agosto 2024, non risultavano pozzi di idrogeno naturale che avessero dimostrato la loro sfruttabilità commerciale. L’unico pozzo produttore di idrogeno documentato al mondo si trova a Bourakébougou, in Mali, con un tasso di produzione di circa 1.500 m³ al giorno, ovvero 0,1 tonnellate di idrogeno al giorno. Per dare un ordine di grandezza, l’Advanced Research Projects Agency-Energy del Dipartimento dell’energia degli Stati Uniti punta a tassi di produzione di idrogeno da giacimenti di almeno 30.000 tonnellate di idrogeno all’anno. Ciò equivale più o meno a un elettrolizzatore con una capacità di 170 MW che funziona per circa 5.000 ore/anno, oppure circa il 15-30% della produzione di un tipico impianto che produce idrogeno a partire dal metano attraverso lo steam reforming.

Sempre secondo lo stesso report, il livello di maturità tecnologica (TRL) dell’idrogeno naturale è attualmente stimata a un TRL 5; in una scala che va da 1 a 9, dove 9 indica un prodotto pronto alla commercializzazione. Lo sfruttamento industriale dell’idrogeno naturale, sia esso bianco sia arancione, è ancora nelle sue fasi iniziali: sono dunque necessari ulteriori approfondimenti per valutare il potenziale di questa risorsa e il suo impatto ambientale, anch’esso ancora oggetto di studi con risultati contrastanti.

Quanto emerso ha un che di surreale ma, a pensarci bene, non è difficile da realizzare. Iniziamo col dire che i lavori scientifici sottoposti per pubblicazione a qualsiasi rivista seria devono passare il vaglio di giudici competenti, che devono consigliare l’editor sulla qualità e pertinenza dell’articolo, sulla correttezza dell’analisi, sull’originalità dell’approccio. Trovare i giudici, in gergo referee (come gli arbitri delle partite di calcio), non è sempre facile. Per questo sono molte le riviste che, per facilitare il lavoro degli editor che spesso faticano a trovare i referee che abbiano tempo e voglia di fare una valutazione per la quale non avranno né gloria né onori, chiedono agli autori suggerimenti su possibili candidati, aggiungendo anche la possibilità di segnalare nomi da evitare (nessuno vuole che un suo articolo finisca nelle mani dei suo peggior nemico).

È una pratica abbastanza comune, tanto che sono stata stupita quando, nella mia qualità di editor di una delle riviste di astrofisica di Elsevier, ho ricevuto una mail che mi invitava a non tenere conto dei nomi suggeriti dagli autori. Ho pensato a un cambiamento della politica editoriale, invece era la conseguenza di una fantasiosa truffa proprio basata sui nomi suggeriti per la valutazione degli articoli.

Lo schema, raccontato da Science Insider, è semplice ma efficace. Il signor XXX manda un lavoro alla rivista suggerendo come possibile referee il Dr. Pinco Pallo, scelto tra i nomi noti nel settore, fornendo un indirizzo del tipo pinco.pallo@gmail.com. Il nome non è nuovo all’editore della rivista, che accetta il suggerimento e manda il lavoro all’indirizzo suggerito. Certo non è un indirizzo accademico, ma sono molti gli scienziati che, per semplicità, usano un account personale. Peccato, però, che il vero Pinco Pallo non sappia nulla di questo account creato da qualcun altro che vuole appropriarsi della sua identità per ricevere articoli da giudicare e produrre rapporti di referee favorevoli alla pubblicazione dell’articolo.

Il vaso di Pandora è stato aperto quando l’editor del giornale STOTEN, forse insospettito, ha scritto al vero signor Pinco Pallo al suo indirizzo mail accademico per chiedere se l’indirizzo Gmail fosse suo. Lì è cascato l’asino, ed è per questo che, essendo venuta a mancare la fiducia nel processo di valutazione, STOTEN ha ritirato tutti gli articoli riconducibili allo scienziato XXX che ha inondato il web delle sue giustificazioni, dal momento che sostiene di essere assolutamente estraneo a tutto questo. A scanso di equivoci, inoltre, la casa editrice ha istruito tutti gli editor di tutti i suoi giornali affinché non prendano in considerazione nomi di referee suggeriti dagli autori, spiegando la vera ragione della mail che mi aveva incuriosita.

Di certo se le è poste Kelly Lambert, una docente di neuroscienze comportamentali all’università di Richmond, che ha avviato un progetto di ricerca dal nome eloquente: Wait for it. 

Tutto era cominciato con un progetto sulla neuroplasticità cerebrale per verificare quanto un ambiente stimolante migliori in partenza le funzioni “cognitive, motorie, visuo-spaziali e temporali” e le eventuali conseguenze a livello neurologico. Serviva un test che impiegasse tutte queste funzioni.

I ratti sono stati divisi in due gruppi: uno stabulato nel modo standard in cui si alloggiano gli animali da laboratorio (lettiera di segatura) e l’altro in un ambiente molto arricchito (con scale, corde, oggetti sconosciuti) e nel quale gli arricchimenti variavano ogni paio di settimane. Dopo quattro mesi (anni su scala umana), è iniziato il training. I ratti sono stati abituati a un barattolo di plastica dal quale era stata ricavata un’ “automobile”, posto negli spazi dove alloggiavano; poi sono stati indotti a toccare una leva che fungeva da “volante” posizionando dei bocconcini, ai quali non hanno mai avuto accesso da fuori le macchinine, in modo che per arrivarci dovessero toccarla (qui un video).

All’avanzare dell’esperimento, le cose sono state gradualmente complicate: distanze maggiori, veicoli ruotati in modo che dovessero “sterzare”, percorsi non rettilinei, retromarce eccetera.

Il risultato era, in verità, abbastanza previsto: in effetti, lo studio è stato condotto per avere conferma di quanto si sapeva già, ma con un livello di complicazione maggiore. Si è visto, cioè, anche che svolgere attività “impegnative” dai punti di vista elencati qui sopra migliora l’umore: i ratti sono meno paurosi e diffidenti e presentano le stesse reazioni endocrine associate al piacere che abbiamo noi, con rilascio di endorfine. Gli animali sono più attivi, meno soggetti a stress (maggiore resilienza), e continuano a guidare anche finito il periodo di test. Hanno quindi imparato a divertirsi a farlo, non è più un compito che svolgono per il premio.

Ma l’esperimento ha superato le aspettative anche in senso opposto: nessuno degli animali stabulati nel modo classico è riuscito a imparare a “guidare”; soprattutto, il gruppo di ricerca non si aspettava la completa mancanza di interesse per le macchine.

I ratti eccitati e pieni di aspettativa con i quali è iniziato questo articolo, che non vedevano l’ora di guidare, hanno dato il via al progetto Wait for it, che puntava a stabilire come gli eventi positivi e l’aspettativa nei confronti degli stessi modifichino le funzioni neurali. Anche stavolta i ratti sono stati divisi in due gruppi: a uno veniva posto un mattoncino lego nella gabbia e solo dopo 15 minuti ricevevano un dolce e venivano fatti entrare nell’”area gioco” dove ricevevano stimoli vari (semi di girasole da sbucciare e simili). Il gruppo di controllo aveva il lego e la ricompensa in simultanea.

I primi risultati sono stati chiari: miglioramento dell’umore e aumentate capacità cognitive; addirittura gli animali pieni di aspettativa portavano la coda alta e arcuata, fenomeno conosciuto in caso di somministrazione di oppioidi, connesso con la presenza di dopamina, l’ormone del benessere. Se invece di premere un pulsante per ottenere una ricompensa immediata, si deve attendere per averla, sapendo che arriverà, l’aspettativa attiva il cervello e migliora l’umore, mantenendo la mente sana e migliorando in ultima analisi la qualità della vita. Anche quella umana, e se ci si pensa non è poi così stupefacente: se in gennaio, per esempio, so già che in giugno partirò per un mese per fare un viaggio bellissimo, il freddo, i contrattempi grandi e piccoli di ogni giorno, la noia e la stanchezza, scivoleranno via più facilmente, aspettando quel viaggio.

Infine, una considerazione d’obbligo: quanto influiscono le condizioni di vita standard degli animali da laboratorio, in presenza di “welfare” (un concetto descritto ormai sessant’anni fa ma del quale sono ormai noti i limiti) ma in assenza di ogni tipo di stimolo, sulla loro resilienza e quindi sui risultati?

Oggi facciamo una chiacchierata con gli autori, il neuroscienziato Fausto Caruana, Primo Ricercatore presso l’Istituto di Neuroscienze del CNR di Parma professore all’Università di Parma, e l’etologa Elisabetta Palagi, professoressa all’Università di Pisa, per capire com’è nato il loro lavoro.

Vi occupate di due campi che non è scontato vedere insieme. Com’è nata la vostra collaborazione?

Elisabetta Palagi. Ci siamo conosciuti di persona fin da convegno dedicato alle emozioni, nostre e delle altre specie, organizzato dal primatologo Frans de Waal e dal neuroscienziato Pier Francesco Ferrari, a Erice nel 2016. Entrambi lavoravamo sulla risata, ma in modo diverso: nel tempo abbiamo iniziato a scambiarci opinioni e riflessioni sul lavoro. Finimmo per pensare a un volume speciale della Philosophical Transactions of the Royal Society curato da noi e de Waal, con vari contributi da neuroscienze a etologia, interdisciplinare, per parlare del riso da un punto di vista naturalistico ed evoluzionistico. Oggi è infatti chiaro che la risata è un fattore biologico, non culturale – anche se questo aspetto è stato tutt’altro che scontato per secoli, durante i quali è stata considerata un comportamento esclusivamente umano e culturale. Così è nato il nostro libro, come tentativo di dare spiegazione biologica a concetti filosofici costruiti in precedenza.

In che senso lavoravate entrambi sulla risata? In cosa consistono i vostri studi?

Fausto Caruana. Ho iniziato a studiare il riso per caso, collaborando con il centro di chirurgia dell’epilessia “Claudio Munari” dell’Ospedale Niguarda. Tra le procedure di indagine pre-chirurgica per lo studio dell’epilessia farmaco-resistente vi è la stimolazione cerebrale; è emerso così che alcune aree, quando stimolate, determinavano la risata. Sulle basi e i meccanismi cerebrali coinvolti nel riso c’era poco e nulla in letteratura scientifica (e tutt’oggi gli studi sono limitati), per cui ho iniziato ad approfondire questi studi. Anche perché sono vari – seppur rari - i contesti anche medici che coinvolgono la risata: è il caso per esempio della cataplessia, una perdita improvvisa e transitoria del tono muscolare, spesso scatenata da emozioni forti, inclusa la risata; oppure la sindrome pseudobulbare, resa celebre dal personaggio interpretato da Joaquin Phoenix in Joker, che scatena attacchi di risate (o pianto) incontrollabili, o infine le crisi gelastiche, attacchi epilettici che si manifestano proprio con il riso.

EP. Mentre Fausto era interessato a quella che chiamo la “centralina” della risata, cioè i meccanismi cerebrali che la determinano, io ero invece interessata all’output comportamentale. Studiando il comportamento degli animali non umani, in particolare, volevo capire cosa succede quando un individuo mette in atto un particolare comportamento, come una risata o uno sbadiglio: come reagiscono gli altri? Come reagisce il gruppo sociale?

In particolare, porto avanti varie ricerche dedicate alla play face, un’espressione facciale caratteristica di primati e altri mammiferi sociali caratterizzata da una bocca aperta e rilassata, spesso associata al gioco sociale. Proprio da quest’ultimo, infatti, nascono gli studi sulla risata nelle specie non umane: pur essendo a sua volta un comportamento rimasto a lungo trascurato, nel tempo ci si è resi conto di quanto fosse pervasivo - anche che è un modello perfetto per gli studi di comportamenti complessi. Da lì è nato anche l’interesse per la comunicazione messa in atto durante il gioco e, con esso, la risata. Importante ricordare, però, che il riso ha una natura dualistica: serve per comunicare agli altri, certo, ma rimane allo stesso tempo un’espressione delle emozioni del singolo individuo.

Nel vostro libro appare in modo marcato come la risata sia rimasta, in un certo senso, appannaggio del mondo filosofico per diversi secoli. Solo in tempi più recenti sembra essere aver attirato anche l’interesse della comunità scientifica, grazie all’avanzare delle tecnologie d’indagine neuroscientifica da una parte e alle scoperte etologiche che evidenziano come molti comportamenti e capacità storicamente considerati propri dell’essere umano non sono affatto tali.

FC. È vero, la risata è stata molto a lungo materia d’indagine strettamente filosofica, ma in realtà già Darwin è stato - in questo come il altri campi - un apripista: fu tra i primi a considerarlo come una caratteristica condivisa con altre specie animali, che vedeva come il risultato dell’evoluzione e di meccanismi neurologici comuni. In particolare, aveva fatto un tentativo interessante di spiegare la risata dal punto di vista evolutivo osservando come i cuccioli di scimpanzé emettano suoni simili a risate quando vengono solleticati e suggerendo che dunque sia risposta automatica e involontaria a situazioni di piacere o sollievo che si sviluppa come meccanismo di comunicazione sociale.

Ma anche dal punto di vista delle neuroscienze contemporanee è stato necessario del tempo per iniziare a indagarlo con una prospettiva evolutiva. Per molto tempo, infatti, l’interesse per il riso si concentrava sulla sua manifestazione motoria: non a caso la maggior parte della letteratura era focalizzata sul tronco dell’encefalo, una delle strutture più antiche e conservate del sistema nervoso centrale. Di fatto, era stato ereditato il messaggio, alla base della stragrande maggioranza dei lavori filosofici sulla risata, secondo il quale questa è strettamente legata allo humor: ma quest’ultimo sarebbe elaborato a livello corticale, mentre la coordinazione “di bassa lega” avviene in una struttura meno evoluta, cioè il tronco encefalico.

Con il superamento dell’approccio filosofico tradizionale, si è aperta la strada a una maggiore collaborazione interdisciplinare. Ma come si integrano oggi le prospettive di filosofia, neuroscienze ed etologia nello studio della risata?

FC. Soprattutto negli ultimi trent’anni circa, la collaborazione tra neuroscienze ed etologia è cresciuta molto. Personalmente, ritengo che questo sia legato anche al fatto che all’incirca fino agli inizi del Duemila gli studi neuroscientifici tendevano a ispirarsi a quella che chiamo “metafora del computer”, cioè vedevano il cervello come un computer. E se questo ci ha permesso di capire i meccanismi di alcuni processi cognitivi, ignorava appunto quanto anche i processi cognitivi più complessi siano legati alla dimensione corporea (quindi al fatto di avere un sistema motorio, un sistema emozionale e un sistema sensoriale), e plasmati dall’evoluzione congiunta tra cervello e corpo. Questo ha riportato l’attenzione anche per la componente evoluzionista: così, sono cresciuti gli studi di neuroetologia.

EP. In campo umanistico sembra essere invece rimasta una visione nella quale la mente prevale sul corpo, come fossimo un cervello su due gambe. Ma non possiamo ignorare le nostre connessioni con il mondo esterno: anzi, ogni organismo vive immerso in stimoli che devono essere processati. Anche la connessione tra due individui che ridono è motoria, prima che mentale: ridi tu e viene da ridere a me.

L’alimentazione e il luogo in cui viviamo sono elementi fortemente identitari da un punto di vista biologico e culturale, in grado di raccontare esperienze individuali e fenomeni collettivi partendo dalla persona che li ha vissuti per arrivare alla società che li ha prodotti.

«L’uomo è ciò che mangia»: questa celebre affermazione del filosofo tedesco Ludwig Feuerbach può essere perfettamente applicata anche in bioarcheologia, perché ciò che mangiamo lascia un segnale chimico nel nostro corpo, consentendoci di risalire all’alimentazione nelle diverse fasi della vita. I grandi protagonisti di questa metodologia adottata sui resti umani e animali antichi sono gli isotopi stabili.

Storia delle scoperte

Tra la fine dell’Ottocento e l’inizio del Novecento si è scoperto che gli elementi in natura possono esistere in forme diverse, soprattutto grazie agli studi pionieristici sugli isotopi radioattivi condotti da Henri Becquerel. Nel 1913 il chimico britannico Frederick Sobby coniò il termine isotopo, dal greco ἴσος (ísos), che significa “uguale” e τόπος (tópos), che significa “luogo”. Sobby faceva riferimento alla caratteristica degli isotopi di occupare lo “stesso luogo” nella tavola periodica, per cui hanno le stesse proprietà chimiche, ma differiscono per la composizione nucleare (cioè nel numero di neutroni). Pochi anni dopo si accertò dal punto di vista chimico-fisico anche la presenza degli isotopi stabili che, a differenza di quelli instabili (o radioattivi), non decadono. Ciò fu possibile grazie alla scoperta, nel 1918, dello spettrometro di massa, uno strumento in grado di misurare con grande precisione le masse degli isotopi. Fu un’invenzione rivoluzionaria che valse al fisico e chimico britannico Francis William Aston il Premio Nobel per la Chimica nel 1922.

Cesare Emiliani, invece, fu il pioniere degli studi paleoclimatici attraverso gli isotopi e nel 1955, analizzando gli isotopi dell’ossigeno, scoprì che le glaciazioni erano un fenomeno ciclico che si alternava a periodi interglaciali.

A partire dagli anni Settanta le analisi isotopiche del carbonio e dell’azoto furono utilizzate per indagare le abitudini alimentari, le economie locali, le interazioni tra umano e ambiente. Più tardi questa metodologia fu ampliata anche agli isotopi stabili dell’ossigeno e dello stronzio per gli studi sulla geolocalizzazione per via della loro capacità di riflettere alcune caratteristiche ambientali e geologiche che variano da zona a zona.

Le mummie dei bambini sacrificati nei rituali Inca

In uno studio pubblicato nel 2007, Andrew Wilson e colleghi hanno utilizzato un approccio combinato di diversi isotopi (carbonio, azoto, ossigeno, idrogeno, zolfo) prelevati da quattro mummie di bambini Inca sacrificati nel rito Capacocha. L’obiettivo è stato quello di ricostruire la preparazione e il loro ultimo viaggio prima del sacrificio, culminato su due delle vette più alte delle Ande centromeridionali: una mummia è stata ritrovata in Argentina, a 25 metri dalla cima del vulcano Llullaillaco (6.739 metri), attualmente il sito archeologico a più alta quota al mondo, mentre le altre tre mummie provengono dalla cima del vulcano Sara Sara (5.500 metri), in Perù. Si tratta di due ragazzine di 15 anni, un bambino di 7 anni e una bambina di 6 anni, i cui corpi si sono conservati nel tempo per via delle basse temperature. Nei luoghi del sacrificio erano stati allestiti dei santuari, parte di una rete di luoghi sacri che gli Inca associavano a divinità (come il dio del tempo atmosferico, Illapa) e guardavano con timore reverenziale soprattutto se si trattava di vulcani attivi o se si verificavano frequentemente fenomeni atmosferici particolari quali i fulmini, come dimostra il corpo della bambina di sei anni, che era stato colpito proprio da un fulmine.

La datazione ottenuta con il radiocarbonio su uno degli individui indica che la morte è avvenuta in un periodo compreso tra il 1430 e il 1520, durante il periodo di massima espansione dell’impero Inca. I sacrifici avevano lo scopo di ingraziarsi le divinità e giustificare l’espansionismo imperiale e rappresentavano senz’altro un momento cruciale nella società, considerato che la realizzazione di santuari ad alta quota doveva richiedere un notevole sforzo logistico supportato dal potere centrale.

Per completare il quadro delineato dagli studi storici e archeologici, sono stati analizzati gli isotopi stabili presenti nei capelli ancora attaccati al cuoio capelluto dei bambini e in quelli ritrovati nelle borsette, tagliati alcuni mesi prima ed elaboratamente intrecciati. Il taglio dei capelli rappresentava un momento di rottura, era parte di un complesso rituale pianificato molto tempo prima e che prevedeva per i bambini prescelti un percorso di innalzamento di status. I valori degli isotopi indicano una provenienza di tutti e quattro gli individui da zone dell’altopiano, dove risiedevano comunità di bassa estrazione sociale. I valori di azoto in una bambina segnalano un aumento significativo di proteine animali nell’ultimo anno, confermando il cambio di status non solo a livello simbolico ma anche nell’alimentazione che prevedeva un maggiore consumo di carne.

Il viaggio aveva preso avvio probabilmente dalla capitale Inca, Cuzco, che distava circa 1.420 chilometri da Llullaillaco e circa 300 chilometri da Sara Sara. Considerando i tempi dettati dal pellegrinaggio, è stato calcolato un tempo di percorrenza minimo rispettivamente di circa due mesi e mezzo e di poco più di due settimane. Nell’arco di tempo del viaggio i valori isotopici del carbonio suggeriscono un aumento del consumo di mais, all’epoca il cibo dell’élite, che si presume venisse offerto nelle stazioni di posta lungo il tragitto.

La causa di morte non è stata, però, ancora chiarita: una bambina presenta un trauma cranico dovuto a un colpo alla testa, per gli altri si possono avanzare delle ipotesi basate sulle testimonianze storiche che narrano di persone sacrificate per strangolamento o soffocamento con foglie di coca. Queste ultime, in effetti, sono state ritrovate nella guancia destra di una bambina, ma il loro utilizzo poteva anche servire solo per intorpidire i sensi. Altre droghe sono state rilevate nel bambino di 7 anni che risultava avvolto da un tessuto in una stretta tale da causargli il dislocamento del bacino e lo schiacciamento delle costole. Sono state anche ritrovate tracce di vomito e diarrea sui suoi vestiti, indicativi di uno stato di terrore che doveva averlo accompagnato prima della morte.

Grazie all’utilizzo combinato degli isotopi è stato possibile ricostruire l’ultimo viaggio di questi bambini fino al compimento del rituale Capacocha, arricchendo il quadro socio-culturale gravitante attorno a questi sacrifici in cui la scelta di individui di bassa estrazione sociale permetteva di risparmiare la prole dell’élite attraverso una fase di innalzamento di status che, nella società Inca, era fortemente correlata al consumo di determinate risorse alimentari, quali la carne e il mais. La complessità di questo rituale culminante in sacrifici messi in atto sulle più alte vette delle Ande richiedeva un grande sforzo organizzativo che l’impero aveva finemente strutturato per legare la propria egemonia al solido sistema di credenze religiose riconosciute dal popolo.

Dall’analisi degli isotopi otteniamo un incredibile squarcio sul mondo antico che altrimenti sarebbe inaccessibile, permettendoci di integrare i dati storici e archeologici per indagare le dinamiche legate all’alimentazione e agli spostamenti geografici risalendo, come in questo caso, anche allo status sociale e tracciando i legami tra i fattori biologici e ambientali che caratterizzavano le società del passato.

È un’analisi vasta, condotta su quasi 500 scheletri dell’immensa collezione del Laboratorio di Antropologia e Odontologia Forense (LABANOF) dell’Università di Milano, che ha portato anche risultati inattesi: per esempio, come durante il Medioevo, epoca buia soprattutto per le donne nell’immaginario comune, la mortalità tra uomini e donne fosse paragonabile; mentre epoche per certi versi più “illuminate” hanno visto la sopravvivenza delle donne significativamente ridotta rispetto a quella maschile.

Dallo scheletro alla vita

La collezione antropologica del LABANOF è una delle più grandi d’Europa: comprende oltre 1.400 scheletri provenienti da tutta la Lombardia, ma con una netta prevalenza di resti milanesi. Sono la base del recente studio, condotto nell’ambito del progetto DOMINA – Donne Milanesi Nascoste: «Lo scheletro è una sorta di spugna che assorbe e rivela moltissime informazioni su ciò che è avvenuto nel corso della vita di una persona. Con la nostra ricerca, abbiamo eseguito quello noto come profilo biologico: per ciascuno dei resti indaghiamo sesso, range di età alla morte, statura, la presenza di eventuali traumi e varie caratteristiche che possano fornire indizi per esempio dell’occupazione della persona in vita, o della sua dieta, eccetera», spiega Biehler-Gomez.

Ma, per il nuovo studio, sono soprattutto sesso ed età dei resti l’aspetto interessante. Come i libri gialli insegnano, il sesso può essere dedotto da alcune caratteristiche anatomiche, in primis la forma del bacino. La stima dell’età è determinata dalla maturità dello scheletro in termini di ossificazione delle cartilagini di accrescimento, dalla degenerazione di alcune articolazioni (quelle meno sottoposte a stress biomeccanico) eccetera. «In questa analisi riportiamo sempre l’età alla morte come un range, perché non possiamo non tenere in considerazione la variabilità interpersonale dovuta a fattori come la genetica, la dieta e così via», continua la ricercatrice.

Il focus dello studio sono le donne del passato: qual era la loro sopravvivenza media? Quale la mortalità? Rispondere a queste domande richiede di tenere necessariamente in considerazione anche la controparte maschile perché, in linea teorica, nel corso dei secoli i due sessi avrebbero potuto avere la stessa sopravvivenza e mortalità. Inoltre, un’approfondita analisi statistica ha permesso di capire se la probabilità di morte fosse la stessa per uomini e donne e come sia cambiata nel corso del tempo.

I risultati e il confronto con le fonti storiche

Lo studio ha indagato quattro epoche storiche: romana, alto medioevo, basso medioevo, epoca moderna ed epoca contemporanea. Il risultato dell’indagine è stato piuttosto inatteso per lo stesso gruppo di ricerca: «I dati indicano che la mortalità femminile era maggiore rispetto a quella maschile durante l’epoca romana (I-V secolo AD), quando l’aspettativa di vita delle donne era di appena 36 anni, contro i 44 degli uomini. La longevità femminile è poi andata aumentando nel corso dei secoli, ma con uno stallo significativo durante tutto il medioevo e in epoca moderna; durante quest’ultima, in particolare, l’aspettativa di vita delle donne si ferma a 38 anni. Solo nel periodo contemporaneo il trend si inverte e la sopravvivenza femminile aumenta, superando anche quella maschile», spiega Biehler-Gomez.

Capire questi dati significa mettere in relazione quanto osservato negli scheletri con l’ambiente sociale, economico e culturale del periodo in cui erano ben più che ossa. In altre parole, significa confrontarsi con le fonti storiche, i documenti cartacei giunti fino a noi. «Questa parte di ricerca è stata resa possibile dalla collaborazione con Beatrice del Bo, storica e professoressa dell’Università di Milano. Si tratta di un’indagine tutt’altro che semplice, perché le fonti relative alle donne e alla condizione femminile scarseggiano: come ci si può aspettare, tutta la documentazione è scritta da uomini per altri uomini, ed è difficilissimo trovare informazioni sulle donne, soprattutto quelle “normali”, cioè non appartenenti alla classe nobile».

È stato comunque possibile mettere i dati osservati in relazione ad alcune informazioni che abbiamo sul passato. Secondo il gruppo di ricerca, per esempio, la maggiore mortalità femminile in epoca romana può essere correlata alle morti durante la gravidanza e il parto – problema che, evidenzia il loro articolo, è attuale tutt’oggi: «Secondo l’Organizzazione mondiale della sanità, la mortalità materna è ancora così alta a livello globale da poter stimare che nel 2020 abbia causato una morte ogni due minuti circa», scrivono autori e autrici.

Durante il medioevo, invece, si era diffusa a Milano una tendenza all’attenzione nei confronti delle classi più povere e le cronache dall’XI secolo in poi documentano di numerose strutture per l’assistenza alle donne e i bambini, e della proliferazione di ospedali e centri di assistenza gestiti da ordini religiosi, confraternite e corporazioni di mestieri. Queste iniziative possono aver contribuito alla diminuzione del rischio di mortalità e all’aumento della longevità femminile rispetto all’epoca romana. «Mentre la bassa aspettativa di vita femminile in età moderna può facilmente essere associata allo sviluppo dell’industria tessile, in particolare quella della seta, che impiegava soprattutto donne, esponendole a diversi rischi sanitari. Presumibilmente si trattava, quindi, di morti occupazionali», spiega Biehler-Gomez. Solo in epoca contemporanea la longevità femminile aumenta nuovamente. «Il nostro lavoro è senz’altro guidato da un interesse storico e scientifico, ma gli riconosco anche un valore più profondo: solo conoscendo il passato e come fattori culturali, sociali e biologici abbiano modellato l’esperienza femminile attraverso i millenni possiamo agire consapevolmente nel presente. Anche eliminando le diseguaglianze di genere ancora presenti», conclude la ricercatrice. «D’altronde, l’intero progetto DOMINA ha proprio questo obiettivo: infatti, ora ci stiamo concentrando sulla violenza di genere, analizzando come si sia modificata nel corso dei secoli».

In un mondo in cui siamo più o meno abituati alle conferenze stampa roboanti della NASA e all’annuncio di un nuovo farmaco miracoloso praticamente ogni settimana, rimane comunque un evento raro assistere a titoli altrettanto grandiosi riguardanti la chimica, e in particolare la chimica di base, eppure negli ultimi giorni sono fioccati gli annunci su come questa scoperta avrebbe rivoluzionato i libri di chimica e tutto ciò che sappiamo dei legami. E sicuramente è piuttosto tangibile l’eccitazione della comunità chimica di fronte a una pubblicazione che, in ogni caso, ha dell’incredibile, forse proprio perché non accade così spesso, ma è forse altrettanto prematuro correre a ritirare i libri di chimica generale per un aggiornamento.

Ma prima di capire perché questo studio è così importante nella comprensione dei legami chimici covalenti, partiamo dall’inizio e parliamo di cos’è un legame covalente. Un legame covalente si ha quando due atomi mettono in comune uno o più elettroni a testa, creando quindi intorno a loro una sorta di “nube” elettronica condivisa concentrata nello spazio fra i due nuclei atomici. Senza scendere nei particolari, questa condivisione degli elettroni abbassa l’energia e rende la molecola più stabile, creando quindi il legame chimico, le cui caratteristiche (lunghezza, forza, sbilanciamento elettronico verso l’uno o l’altro atomo, eccetera) dipendono dalle caratteristiche degli atomi coinvolti nel legame stesso. Più o meno questa definizione di legame covalente è rimasta inalterata fin da quando fu formulata da Lewis nel 1916 ed è stata provata sperimentalmente più e più volte, tanto da essere considerata ormai una delle basi della chimica moderna.

Nel 1931 in realtà Linus Pauling aveva proposto in linea teorica la possibilità che esistesse un legame covalente in cui un solo elettrone (e non due) era in condivisione fra due atomi. Questa teoria, che lui esemplificò con la molecola H₂+, non è mai stata verificata sperimentalmente e viene utilizzata in linea di massima per visualizzare stati di transizione instabili. Il problema di questo tipo di legame ipotizzato da Pauling, chiamato legame sigma a singolo elettrone, è che risulta essere estremamente instabile e quindi qualsiasi molecola che lo presentasse sarebbe soggetta immediatamente a un riarrangiamento elettronico di qualche tipo, come avviene per esempio in reazioni come la trasposizione di Cope, oppure in rarissimi casi in reazioni chimiche in cui sono coinvolti radicali. In ogni caso non sono mai state isolate e sono sempre state studiate a livello teorico.

I ricercatori dello studio pubblicato su Nature hanno invece sfruttato le caratteristiche di una classe di molecole, i derivati dell’esafeniletano (HPE), per poter sintetizzare e studiare a livello spettroscopico, questo tipo di legame. A causa delle caratteristiche intrinseche degli HPE, il legame carbonio-carbonio che si trova al centro della molecola è molto più lungo e questa insolita lunghezza ha fatto sì che fosse possibile ottenere un legame a singolo elettrone stabile rimuovendo uno dei due elettroni del legame fra gli atomi di carbonio. I ricercatori sono stati poi in grado di studiarlo sia utilizzando tecniche di spettroscopia, sia attraverso la diffrattometria a raggi X, di fatto “fotografando” un nuovo tipo di legame chimico che fino a quel momento rimaneva nel campo delle ipotesi.

L’impresa del gruppo di Hokkaido è sicuramente notevole e il quasi anno necessario alla revisione è un po’ la conferma di quanto si stia parlando di un articolo dalle potenzialità rivoluzionarie in una disciplina come la chimica che, per quanto sia sempre all’avanguardia in moltissimi campi di applicazione, non regala spesso grandi emozioni nelle sue parti più teoriche e di base. Non sorprende, quindi, che i toni con cui è stata data la notizia dell’uscita di questo paper siano stati spesso fin troppo entusiastici. Sicuramente siamo ancora in una fase preliminare e questo studio va replicato e convalidato prima di poter inserire il legame a singolo elettrone nei testi di chimica generale. Di certo le potenzialità per rivoluzionare ciò che sappiamo sui legami chimici ci sono, ma la strada è ancora lunga.

Ciò che appare, invece, più concreto, è esemplificato nelle parole dell’autore principale dell’articolo, Takuya Shimajiri: «Questi risultati costituiscono quindi la prima prova sperimentale di un legame covalente carbonio-carbonio a singolo elettrone, che può aprire la strada a ulteriori sviluppi della chimica di questo tipo di legame scarsamente esplorato».

La comprensione più approfondita del funzionamento dei legami chimici, e in particolare di questo tipo di legame in cui è coinvolto un numero dispari di elettroni, è molto importante perché permette al mondo scientifico di approfondire il funzionamento della materia e di poter quindi ampliare la gamma di applicazioni nelle scienze dei materiali e non solo. La presenza di elettroni in numero dispari, così come la presenza di radicali, è spesso associata con la tendenza dei materiali a condurre elettricità, e lo studio di legami sigma a singolo elettrone potrebbe aprire la strada alla progettazione di nuovi materiali e nuove applicazioni. Insomma, un primo step, apparentemente solo legato alla parte spesso considerata più noiosa della chimica generale, che potenzialmente potrebbe rivoluzionare ciò che sappiamo e condurci a nuove e più sofisticate applicazioni pratiche. Forse valeva la pena aspettare un anno per vederlo.

Perché il lavoro di Hopfield e Hinton sulle reti di neuroni artificiali sia stato premiato con il Nobel per la fisica si può capire leggendo le prime righe dell’articolo pubblicato dallo stesso Hopfield nel 1982. Hopfield, che aveva da poco lasciato Princeton per il California Institute of Technology per dedicarsi a tempo pieno alla neurobiologia, si chiede se la capacità delle reti di neuroni di memorizzare sia dovuta a un comportamento collettivo che emerge spontaneamente in sistemi in cui un gran numero di entità fondamentali interagisce tra loro. 

Hopfield si pone questa domanda perché esistono sistemi in fisica in cui accade qualcosa di simile. Un esempio sono i materiali magnetici. Possiamo immaginare un materiale magnetico come un reticolo sui cui vertici sono posizionati atomi. Ogni atomo può avere lo spin verso l’alto o verso il basso. Gli spin conferiscono agli atomi proprietà magnetiche che li spingono a interagire tra loro. Per questo, lo spin di ciascun atomo è determinato da quello di tutti gli altri atomi del reticolo. Studiando questi sistemi, i fisici si erano accorti che esistono degli stati stazionari, che minimizzano cioè l’energia del sistema, in cui gli spin si allineano a gruppi. Emergono così nel materiale “domini magnetici” gruppi di atomi vicini con tutti gli spin allineati. Se alcuni spin vengono ribaltati rispetto allo stato degli altri atomi nel dominio, il sistema col tempo tornerà nello stato stazionario. 

In una rete neurale, l’analogo degli atomi sono i neuroni, e l’analogo dello spin è lo stato di attivazione del neurone, “acceso” oppure “spento”. L’analogia può essere estesa anche al tipo di interazione, sulla base di una conoscenza che già all’epoca di Hopfield era condivisa e cioè che le connessioni tra neuroni, le sinapsi, si rinforzano quanto più spesso i neuroni connessi si attivavano simultaneamente in risposta a un certo stimolo (così come l’energia di sistema magnetico scende se due spin vicini si allineano).

Ci si può aspettare quindi che anche in una rete neurale emergano degli stati stazionari, analoghi ai domini magnetici.

L’esistenza di una serie di schemi, che il nostro cervello è in grado di riconoscere, può essere paragonata agli stati stazionari di un sistema magnetico, in quanto se un sistema riceve in ingresso una forma distorta di uno schema che ha già visto in precedenza sarà in grado di associarlo allo schema memorizzato.

Immaginiamo di confrontare la lettera A scritta a mano con una A stampata. Ci saranno delle differenze tra le due immagini: qualche pixel che nella stampa è bianco nella lettera scritta a mano è nero e viceversa. La lettera stampata gioca il ruolo degli stati stazionari del sistema mentre la lettera scritta a mano è una sua perturbazione. Lasciando evolvere il sistema, con il tempo questo raggiungerà spontaneamente uno stato di equilibrio che corrisponde alla configurazione di energia minima più vicina (la lettera stampata).

Apprendere dai dati

Le reti costruite da Hopfield erano deterministiche, nel senso che permettevano di riconoscere un certo numero di schemi precisi, gli stati stazionari. Questo approccio può funzionare per riconoscere lettere scritte a mano, ma non è sufficientemente flessibile per compiti più complessi, come quello di dire se in una certa immagine c’è o meno un cane. Non esiste uno schema preciso di cosa sia un cane. Tra il 1983 e il 1985 Hinton, insieme all’informatico David Ackley e al biofisico Terrence Sejnowski, mise a punto una versione più flessibile della rete di Hopfield, che denominò macchina di Boltzmann. Possiamo immaginare la macchina di Boltzmann come un sistema magnetico in cui gli spin si agitano per effetto della temperatura, che Hopfield aveva fissato a zero. Il “rumore” introdotto dalla temperatura, permette alla macchina di Boltzmann di classificare ciascuna immagine in modo statistico sulla base di un insieme di versioni di quello schema che gli vengono mostrate. Questa capacità è alla base del concetto di allenamento delle reti neurali che tutt’oggi usiamo. Mostriamo alla rete un numero sufficientemente grande e rappresentativo di immagini che contengono cani e la rete diventa capace di riconoscere immagini che contengono cani che non ha mai visto prima.

Verso le reti neurali moderne

Le reti di Hopfield e le macchine di Boltzmann sono chiamate reti neurali artificiali ricorrenti, in cui cioè ciascun neurone può in principio essere connesso a tutti gli altri neuroni della rete. Nella seconda metà degli anni Ottanta Hinton cominciò a lavorare su un altro tipo di reti neurali, chiamate feed-forward. Sono queste le reti che somigliano di più a quelle che usiamo oggi e che animano le applicazioni di maggior successo.

In queste reti, i neuroni sono organizzati in strati ordinati in sequenza, immaginiamo da sinistra verso destra, e l’attivazione dei neuroni di uno strato dipende solamente dagli input che arrivano dai neuroni dello strato precedente. Hinton, insieme allo psicologo David Rumelhart e all’informatico Ronald Williams, mostrarono come fosse possibile utilizzare questo tipo di reti neurali per svolgere compiti di classificazione, usando una particolare strategia di allenamento, chiamata backpropagation. Nel fare questo, gli autori si resero conto che la presenza di strati nascosti di neuroni permetteva di svolgere compiti che prima non erano risolvibili. 

Un passo avanti importante arrivò nel 1989, quando Hinton, insieme a Yan LeCun e Yoshua Bengio, capirono che per trattare in modo efficace le immagini era necessario sintetizzare l’informazione contenuta nella sequenza di pixel dell’immagine e proposero un modo per farlo, chiamato convolutional neural network. Questa operazione da una parte diminuisce la complessità della rete neurale (ci sono meno neuroni e quindi meno connessioni), dall’altra tiene conto del fatto che in immagini con tanti pixel ci sono delle correlazioni molto forti, in altre parole la probabilità che pixel adiacenti siano dello stesso colore è molto elevata perché i “riempimenti” occupano superfici molto più grandi dei “bordi”, quelle zone dell’immagine dove invece pixel vicini hanno molto più spesso colori diversi.

Tuttavia, la maggior parte dei problemi concreti richiedeva un numero di strati nascosti troppo grande per le capacità computazionali del periodo. A partire dagli anni 2000 il progresso nelle capacità di calcolo, soprattuto l’introduzione delle GPU, e la grande disponibilità di dati grazie alla diffusione di internet e dei socia media, ha portato le reti neurali profonde, per prime le convolutional neural network, a ottenere nel 2012 un risultato considerato irraggiungibile fino a pochi anni prima nella classificazione delle immagini.

Da quel momento in poi, lo sviluppo e le applicazioni delle reti neurali profonde ha subito un’incredibile accelerazione, in particolare con l’introduzione delle reti neurali chiamate transformer, quelle alla base dei grandi modelli di linguaggio, come ChatGPT di OpenAI e Gemini di Google, capaci di generare testi verosimili, in vari stili e su un gran numero di argomenti. I chatbot sono stati i primi esempi di una categoria di modelli di machine learning chiamata AI generativa, di cui sono poi entrati a far parte anche I sistemi per la generazione delle immagini o video sulla base di una descrizione testuale, fino ai cosiddetti deep fake. 

Le capacità dell’IA generativa ha suscitato un acceso dibattito pubblico, che oscilla quotidianamente tra la minaccia esistenziale che questi sistemi costituirebbero per l’umanità, a causa per esempio della loro capacità di generare immagini false ma credibili e quindi contribuire alla disinformazione, e la promessa di sollevare finalmente l’umanità dalla fatica dei lavori più ripetitivi e gravosi e addirittura di potenziarne l’intelligenza.

A questa oscillazione ha contribuito, con segno negativo, anche Hinton quando a maggio dello scorso anno si è dimesso da Google, dove lavorava da circa dieci anni, per poter parlare più liberamente dei rischi posti dalla tecnologia che lui stesso ha contribuito a sviluppare. Hinton si è detto in particolare preoccupato che questi sistemi sfuggano al nostro controllo, e lo ha ribadito anche durante la conferenza stampa di annuncio del Nobel. 

Reti neurali per la scienza

Raramente capita che la motivazione di due premi Nobel assegnati lo stesso anno citino gli stessi lavori scientifici, ma quest’anno è successo. 

Il lavoro sulle reti neurali profonde avviato e portato avanti dai due vincitori del Nobel per la fisica ha infatti permesso nel 2020 di battere un altro record, quello della previsione computazionale della struttura delle proteine a partire dalla sequenza di aminoacidi che le compongono. 

La società specializzata in reti neurali DeepMind, acquisitata da Google nel 2014 per la cifra – all’epoca sorprendente – di 400 milioni di dollari, si aggiudicò quell’anno il primo posto nella competizione CASP (Critical Assessment of techniques for protein Structure Prediction) con l’algoritmo AlphaFold2. 

AlphaFold2 aveva ottenuto un punteggio 25 punti superiore a quello del secondo algoritmo in classifica, RoseTTA fold, sviluppato da un gruppo di ricercatori guidati da David Baker, biochimico della University of Washington. Il Nobel per la chimica quest’anno è stato assegnato per metà a due tra gli autori di AlphaFold2, Demis Hassabis, co-fondatore e amministratore delegato di DeepMind, e John Jumper, che di DeepMind è il direttore. L’altra metà del premio è andata a David Baker che ha adattato il suo algoritmo RoseTTA fold per dedurre a partire dalla forma desiderata per una proteina, la sua sequenza di aminoacidi. Questo permette di progettare nuove proteine, che non esistono in natura, capaci di svolgere funzioni completamente nuove.

Accanto a questi modi un po’ vecchio stile, ce ne sono ora di più creativi basati sull’uso dell’intelligenza artificiale, alla quale viene richiesto di riscrivere articoli precedenti in modo da farli sembrare nuovi. All’occorrenza il lavoro può essere fatto dalle paper mills, organizzazioni alle quali gli autori bisognosi di articoli si rivolgono per avere un articolo fabbricato ad hoc, oppure per avere il proprio nome inserito in un articolo già esistente che sta magari ultimando l’iter all’interno di una rivista. Ovviamente le paper mills non sono organizzazioni benefiche e c’è un listino prezzi. Questi articoli fabbricati non possono essere sottoposti a riviste con un serio percorso di controlli, ma il panorama delle pubblicazioni scientifiche è variegato e la crescita esplosiva delle riviste open access, dove gli autori pagano le spese di pubblicazione, ha fatto nascere un fiorentissimo mercato nel quale è possibile pubblicare qualsiasi cosa.

In effetti, ogni tanto i nodi vengono al pettine e l’articolo senza solide basi deve essere ritirato, una pratica in continua crescita che ha anche portato alla chiusura di alcune testate particolarmente ricche di numeri speciali dove un certo numero di autori celebrava se stesso a beneficio della casa editrice che riscuoteva i diritti di pubblicazione (Scienza in rete ha già parlato di questo problema).

Per potenziare un curriculum debole, si può agire anche sul fronte conferenze. Ovviamente non parliamo di quelle prestigiose, ma di una pletora di altre meno blasonate dove è possibile ottenere invited talk che poi possono essere messi nel CV. Per aiutare i giovani laureati in medicina che aspirano a borse di studio in ospedali negli USA c’è Express Research Workshop, un’organizzazione che, per circa 1000 dollari e l’impegno a lavorare da 10 a 15 ore in remoto nell’arco di poche settimane, assicura tre abstract presentati alla più grande conferenza annuale dell’American Heart Association (AHA). Non è chiaro cosa succeda se un aspirante borsista non vuole fare il cardiologo, ma tant’è. Aggiungendo 600 dollari si possono avere fino a due pubblicazioni indicizzate su PubMed nei successivi 6 mesi. Non andate a cercare l’annuncio online: è stato rimosso dopo che Science ha contattato la società per sentire la loro campana.

Ovvio che articoli fotocopia oppure inventati non possono ambire a ricevere un gran numero di citazioni, ma a tutto c’è rimedio e basta rivolgersi ai citation booster, siti che per vile denaro assicurano citazioni. Nel caso vi pungesse vaghezza, il prezzo è di 10 dollari a citazione.

Ma il risultato si può ottenere anche senza spendere nulla, a patto di capire alcuni dettagli sul funzionamento di Google Scholar. Nella versione digitale del famoso detto «fatta la regola, trovato l’inganno», un duo di smanettatori ha costruito la brillante carriera matematica del gatto di casa. Dopo essere incappati in un citation booster dal quale erano risaliti al profilo dello scienziato il cui profilo era stato “pompato” con lavori ovviamente falsi (che contavano tra i loro autori anche un certo Pitagora), Reese Richardson, uno studente di metascienza e biologia computazione alla Northwestern University, e Nick Wise, che investiga sulle frodi scientifiche all’Università di Cambridge, si sono resi conto che bastava uno script ben congegnato per rendere chiunque highly cited, anche Larry, il gatto di casa.

Scopo dichiarato dei due, oltre a dimostrare le falle di Google Scholar, era superare in numero di citazioni il gatto Chester che il fisico Jack Hetherington aveva eletto a coautore di un suo lavoro per Physical Review Letters. Ho raccontato la storia del gatto Chester in un commento scritto qualche anno fa a proposito dell’azione di un gruppo francese che, per protestare contro la politica delle citazioni, aveva inserito una ricercatrice fittizia nei lavori di un gruppo di ricerca. Mentre nel caso dei francesi la ricercatrice era inventata ma gli articoli erano reali, per i sostenitori del gatto Larry, invece, era tutto inventato, creato dal nulla. I due lo raccontano su Science. In non più di un’ora Reese ha creato 12 documenti scritti da Larry su argomenti che spaziano dalle algebre complesse alla struttura degli oggetti matematici e altri 12 che citavano ciascuna delle opere di Larry, per un numero totale di 144 citazioni e un h-index di 12. Richardson ha caricato i manoscritti su un profilo ResearchGate che ha creato per il gatto. Quindi, lui e Wise hanno aspettato che Google Scholar recuperasse automaticamente i dati falsi. In effetti, il 17 luglio sono apparsi sul sito gli articoli di Larry e 132 citazioni. (Google Scholar non è riuscito a individuare uno studio spurio, osserva Wise). E, così, Larry è diventato il gatto più citato al mondo.

«È stato un esercizio di assurdità», ha detto Reese Richardson, che ha realizzato lo scopo di superare il gatto Chester prima che Google Scholar sgamasse che c’era qualcosa di strano e cancellasse le citazioni. Ma il profilo di Larry Richardson, con le sue 12 pubblicazioni, non è stato rimosso. Ovviamente questo non significa che citazioni e h-index siano irrilevanti per la valutazione dei ricercatori, piuttosto mette in luce le falle di Google Scholar che non controlla abbastanza le informazioni inserite.

Nuove funzioni, migliorie, orizzonti

Tra le nuove funzioni ci sarà sicuramente la possibilità di dare in input, oltre a testi e immagini, anche file audio e video; oltre al fatto, conseguente, di poter generare questo tipo di contenuti. Rispetto a ChatGpt 4, il 5 si doterà inoltre di agenti AI autonomi, in grado di automatizzare task quotidiani come possono gestire attività come la programmazione di appuntamenti, la gestione di email, il fare acquisti online… Il problema delle allucinazioni, che hanno rappresentato uno dei maggiori limiti di ChatGPT, sarà fortemente ridimensionato grazie a un miglioramento della qualità e quantità dei dati, all’integrazione del feedback umano (RLHF) nell’addestramento dei modelli e al miglioramento della tecniche NLP per i controlli di coerenza e sicurezza. Queste innovazioni implicheranno miglioramenti e progressi nella velocità, l’efficienza, l’autonomia e la personalizzazione degli output, tanto che lo stesso Sam Altman non esita a definire “stupido” l’attuale ChatGPT 4, a confronto.

La direzione verso cui sembra muoversi l’AI, come sottolineato da Brad Lightcap, COO di OpenAI, è quella di una relazione di sistema con gli utenti: non più solo uno strumento per lo svolgimento dei task, ma un vero e proprio “compagno di squadra” con cui risolvere problemi. La progressiva “umanizzazione” del modo stesso in cui ci riferiamo a ChatGPT mostra chiaramente che, anche nel linguaggio comune, stiamo iniziando ad attribuirgli uno status sempre più vicino a quello di “persona”.

È da anni ormai che un’idea qualitativa fondamentale, un orizzonte utopico forse, guida statistici, filosofi, scienziati informatici e studiosi dalla più varia estrazione accademica: quella di realizzare un’intelligenza artificiale generale (AGI), ampia, versatile e flessibile come quella umana. E forse il solo fatto che sempre più spesso ci riferiamo a ChatGPT con un pronome personale è un indizio che la direzione è proprio quella.

La singolarità (?)

Il progetto di raggiungere l’AGI è un obiettivo che è presente sin dalla nascita, concettuale e terminologica (McCarthy 1955), del termine Intelligenza Artificiale e non corrisponderebbe ad altro se non all’impresa di riprodurre l’intelligenza umana. Raggiungere l’AGI = riprodurre l’intelligenza umana. A partire da Cartesio e dal suo cogito ergo sum, secoli di tradizione filosofica e scientifica ci hanno sempre raccontato che l’intelligenza e la coscienza rappresentano la nostra peculiarità per eccellenza, ciò che ci distingue da macchine e animali. Se per quanto riguarda almeno questi ultimi la scienza ha messo in dubbio quest’assunto, ci riesce ancora difficile immaginare come un ammasso di circuiti, semiconduttori, transistor e processori in silicio possa riuscire a riprodurci nella nostra interezza.

Le capacità che siamo soliti attribuire alle macchine è quella di svolgere in modo meccanico, automatico e standardizzato una serie di compiti che certamente possono essere svolti dagli esseri umani; ma laddove entrino in gioco capacità come la creatività, il pensiero critico e l’immaginazione, ecco che istintivamente ci viene da tracciare una barriera netta fra noi e “il resto”. Questo comune sentore della nostra unicità ha trovato una difesa raffinata nelle argomentazioni di numerosi filosofi, fra cui i più famosi sono David Chalmers e John Searle. Più che negare in principio l’eventualità futura di una replica dell’intelligenza e della coscienza umana, Chalmers e Searle hanno sviluppato numerosi argomenti che illustrano le difficoltà tecniche e concettuali di tale impresa: gli argomenti più famosi che hanno sviluppato sono rispettivamente quello degli zombie filosofici (Chalmers 1996) e l’esperimento della stanza cinese (Searle 1980).

Tuttavia, l’acqua sotto i ponti continua a scorrere e nuove tecnologie computazionali continuano a nascere, svilupparsi e rendersi sempre più complesse sulla lunga onda della legge di Moore. La scienza ci ripropone quindi il grande quesito: ChatGPT (e gli altri LLM) possiedono le caratteristiche di un’AGI?

AGI

Per (provare a) rispondere, dobbiamo innanzitutto chiederci che cos’è un’AGI. Come riporta un team di ricercatori di Google DeepMind, «Se chiedi a 100 esperti di AI cosa intendono per intelligenza artificiale generale, probabilmente otterrai 100 risposte diverse». L’AGI implica il possesso di una coscienza, nella macchina? È sufficiente la capacità di replicare performance a un livello umano per parlare di AGI, o è necessario osservare dei processi computazionali analoghi a quello del cervello umano? Ma soprattutto, quando un AI smette di essere particolare e diventa generale? Proprio da quest’ultimo punto dobbiamo partire, per abbozzare una definizione abbastanza generale di intelligenza artificiale generale (ci scuserete il gioco di parole): l’AGI si distingue dalle intelligenze artificiali “ristrette” o “particolari”, ossia quei sistemi allenati a svolgere – in modo sorprendentemente efficace – un solo compito.

Hanno fatto notizia e scalpore algoritmi in grado di battere campioni mondiali di scacchi e di Go, di replicare componimenti classici indistinguibili da quelli dei grandi maestri, di diagnosticare malattie con più accuratezza di medici professionisti, di battere campioni del mondo a quiz televisivi… Eppure, questi algoritmi erano in grado di performare accuratamente in un solo compito: un’intelligenza artificiale generale, infatti, si suppone essere capace di svolgere in modo flessibile e versatile una vasta gamma di compiti, in un modo quantomeno analogo (se non superiore) agli esseri umani. Ma AGI non è solo risoluzione di compiti: è anche la capacità di apprendere, comprendere e applicare conoscenze e abilità in contesti nuovi e non previsti, adattandosi a situazioni diverse in modo simile agli esseri umani, in una vastità di ambienti e domini cognitivi varia e mutevole quanto la nostra.

Sebbene alcuni modelli, in passato, siano stati associati al concetto di AGI, mai come oggi è vivo il dibattito sulla possibilità che gli attuali LLM possano effettivamente ambire a questo prestigioso titolo: c’è chi sostiene che, in virtù della loro generalità, lo siano già a tutti gli effetti. La capacità di discutere e rispondere a domande sui temi più svariati, eseguire una molteplicità di task diversi e generare contenuti di diversi formati e tipologie con una creatività indistinguibile da quella umana, garantirebbero a ChatGPT e compagni una legittima investitura ad AGI.

Secondo altri, tuttavia, vi sono differenze fondamentali fra la flessibilità e la generalità degli LLM e quella umana, tali per cui, per quanto possano svilupparsi, questi modelli non saranno mai un’AGI.

È possibile una risposta definitiva? Nella storia della scienza, tre passaggi necessari verso la risoluzione di un problema, la chiusura di una controversia o la risposta a una domanda, sono sempre stati quelli di: 1) definire rigorosamente i concetti considerati, 2) definire rigorosamente i criteri per renderli misurabili, 3) misurarli. Per ambire a rispondere alla domanda “ChatGPT è un AGI?” qualsiasi proposta avanzata deve quindi: 1) definire il concetto, 2) stabilire come misurare le caratteristiche che lo definiscono e 3) testare empiricamente ChatGPT (o i vari altri modelli) che ambiscono a realizzare l’AGI.

È quello che si sono proposti di fare alcuni ricercatori di Google DeepMind. Innanzitutto, vengono definiti 6 principi per la definizione di AGI:

1. Focus sulle capacità, non sui processi: le definizioni dovrebbero concentrarsi su cosa un’AGI può fare, non su come lo fa. Questo esclude requisiti come il pensiero umano o la coscienza;
2. Focus su generalità e prestazioni: la definizione di AGI deve includere sia la capacità di eseguire una vasta gamma di compiti (generalità/quantità) sia l’efficacia con cui li esegue (prestazioni/qualità);
3. Focus su compiti cognitivi e metacognitivi: il focus sui compiti da considerare dev’essere più su task cognitivi (quindi non fisici) e metacognitivi (come l’apprendimento di nuovi compiti o la richiesta di chiarimenti);
4. Focus sul potenziale, non sull’applicazione nel mondo reale: un sistema deve essere considerato AGI se può potenzialmente eseguire compiti specifici, senza richiedere come banco di prova una sua applicazione nel mondo reale;
5. Focus sul valore ecologico: i compiti utilizzati per valutare l’AGI devono essere rilevanti e validi nel contesto del mondo reale, riflettendo valori economici, sociali e artistici;
6. Focalizzazione sulla strada, più che sulla meta: è utile definire dei vari “livelli di AGI” con metriche e benchmark chiari e precisi, per monitorare i progressi e i rischi associati a ciascun livello.

Seguendo questi principi, i ricercatori hanno sviluppato una tabella a matrice: nelle colonne è posto il grado di generalità dei sistemi esistenti, nelle righe il livello di performance. La tabella riflette in modo chiaro il sesto principio di “gradualità nella misurazione”: l’AGI non è un obiettivo finale, ma piuttosto una scala multi-livellare in cui da un lato è misurata il livello di performance, la competenza dei sistemi AI nello svolgimento di certi compiti e dall’altro la generalità, per la quale si distingue fra “AI ristrette” e “AI generali”.

Naturalmente, nel caso delle AI generali, c’è sempre la possibilità che certi compiti siano svolti meglio di certi altri ed è necessario che la cosa sia oggetto di una costante valutazione: per esempio, un AI che sviluppi competenze complesse di ingegneria chimica, ma con ridotte capacità di giudizio etico, può costituire rischi considerevoli.

La definizione, poi, sul come fare questa valutazione è un’altra questione: non solo si potrebbero considerare dei benchmark già esistenti per l’AI, e altri già sviluppati nell’ambito della psicometria e delle scienze cognitive (relativi alla misurazione di intelligenza linguistica, al ragionamento matematico e logico, al ragionamento spaziale…); ma si potrebbe considerare anche una valutazione qualitativa per compiti complessi e svolti in contesti aperti, in cui aspetti ambientali fondamentali non possano essere ridotti in termini quantitativi.

La valutazione è senz’altro un processo complesso, poiché coinvolge diverse funzioni e abilità che performano in modo integrato, e che deve essere iterativo, poiché queste stesse funzioni sono soggette a un costante aggiornamento. Tuttavia, concepire in questi termini l’AGI, che è stato a lungo tempo un concetto filosofico astratto, rappresentativo più di un orizzonte utopico che di una concreta possibilità, ci consente di poterlo maneggiare operativamente e farlo diventare un utile strumento euristico. Come argomentato gli autori, una ricaduta pratica piuttosto immediata ed evidente di concepire l’AGI in modo “graduale” è la sua relazione con la valutazione del rischio: i livelli di performance e la generalità dei sistemi AI possono essere facilmente associati a differenti livelli di rischio nel loro uso. Tanto più un sistema è competente, tanto più ampio è il margine di autonomia che gli può essere accordato nello svolgimento di un compito. E diversi sono quindi i rischi per ogni livello.

Per capirci è bene ricordare che ormai dal 2019 l’Organizzazione mondiale della sanità non definisce più come un disturbo mentale l’incongruenza di genere, cioè quella non coincidenza tra il genere a cui una persona sente di appartenere e il sesso assegnato alla nascita sulla base dei caratteri visibili. Una presa di posizione importante che non solo elimina (almeno sulla carta) lo stigma che accompagna spesso le persone transgender e gender diverse, ma che apre anche al riconoscere che esistono identità di genere diverse, così come orientamenti sessuali diversi, e che tutti appartengono alla dimensione umana (e animale, peraltro). Significa anche riuscire a dare un numero a questi modi di essere, tanto che oggi si stima che l’incongruenza di genere riguardi tra lo 0,5 e l’1,3 per cento della popolazione. Numeri piccoli, ma non minimi.

La dinamica tra mente e cervello

Come si affermi l’identità di genere, dicevamo, è tuttora oggetto di teorie e studi, ma l’approccio che raccoglie maggiori consensi mette in fila sia i fattori biologici, per esempio l’ambiente ormonale in cui si sviluppa il feto o le basi genetiche, sia quelli socioculturali come le interazioni con i genitori e i pari e gli stessi modelli culturali. Certamente il ruolo del cervello rimane uno degli ambiti di studio più promettenti e controversi.

«I fattori neurobiologici che influenzano l’identità di genere sono difficili da stabilire. Al momento, nessun modello ha portato prove significative a suo favore», dice Ute Habel, docente di psicologia al Politecnico di Aquisgrana, in Germania, riportata da Massimo Sandal in un lungo articolo sulla rivista Mind. Secondo l’ipotesi più discussa, proposta principalmente dal neurobiologo olandese Dick Swaab, l’identità di genere è codificata nel cervello grazie all’azione degli ormoni sessuali. Durante il secondo trimestre di gravidanza e fino a tre mesi dopo la nascita, (ipotizza Swaab )se il cervello viene sottoposto a un impulso di testosterone tenderà a mascolinizzarsi, e a sviluppare un’identità di genere maschile, altrimenti svilupperà un’identità femminile. «Questa teoria spiega in modo naturale l’esistenza delle persone trans. La differenziazione sessuale dei cervelli avviene molto dopo la differenziazione degli organi sessuali, che ha luogo entro i primi due mesi di sviluppo fetale. I due processi possono quindi essere influenzati separatamente. Se le due differenziazioni prendono direzioni diverse, l’identità di genere codificata a livello cerebrale non collima più con i caratteri sessuali fisici», precisa Sandal.

Seppur interessante, questa teoria neurobiologica attribuisce forse troppo poco peso al contesto sociale e culturale e, soprattutto alla dinamica tra mente e corpo. In questa direzione si aggiungono nuove indagini, come quella, appena pubblicata sulla rivista ScienceAdviser che ha evidenziato come il sesso e il genere modellino diversamente le reti neurali.

«Uno studio preliminare basato sull’imaging cerebrale di preadolescenti indica che il sesso biologico e l’identità di genere sono rappresentati in reti neuronali diverse tra loro, suggerendo che le differenze tra i cervelli delle persone a cui è stato assegnato un certo sesso alla nascita potrebbero essere i riflessi di aspettative culturali, e non solo di differenze biologiche» si legge nella presentazione del lavoro.

Differenze di genere e malattie

A rendere interessante questa ricerca non è solo il numero di giovani persone coinvolte, quasi 5.000, ma anche l’approccio dello studio che prende in considerazione le realtà diverse tra sesso e genere, dandone per acquisita la diversità e contestualizzandola nel percorso di ricerca. «Sia il sesso che il genere sono importanti da studiare perché sono componenti essenziali dell’identità», afferma Elvisha Dhamala, neuroscienziata presso i Feinstein Institutes for Medical Research e lo Zucker Hillside Hospital e autrice principale del nuovo studio. «Sta diventando sempre più chiaro che guardare solo al sesso in sé non è sufficiente. Non ci darà tutte le risposte». Obiettivo finale del gruppo di ricerca sono alcuni aspetti delle neuroscienze cliniche, perché è ormai accettato che esistono differenze sostanziali tra i sessi nella prevalenza, nei tempi e nel manifestarsi clinicamente di molti disturbi cerebrali comuni nel corso della vita. Per esempio, il disturbo dello spettro autistico e il morbo di Parkinson sono più comuni nei maschi che nelle femmine, mentre la depressione, l’emicrania e il morbo di Alzheimer sono più comuni nelle femmine che nei maschi. E proprio perché le cause delle differenze tra i sessi sono poco comprese, e spesso confuse tra sesso e genere, basare la ricerca e l’assistenza clinica su un approccio che considera solamente il sesso maschile come se fosse unico e valesse per tutte le persone, ne mette in discussione la validità. Al contrario, Elvisha Dhamala e i suoi hanno incluso nella complessità anche le differenze tra sesso e genere.

Per distinguere gli effetti del sesso da quelli del genere sull’attività neuronale, infatti, hanno analizzato i dati di imaging cerebrale raccolti grazie al più grande studio a lungo termine sullo sviluppo del cervello e sulla salute infantile negli Stati Uniti: l’Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD), più ampio anche negli obiettivi. Il team ha esaminato le scansioni di risonanza magnetica funzionale di 4727 bambini di età compresa tra 9 e 10 anni, assegnati al sesso femminile (2315 bambine) o al sesso maschile (2442) alla nascita. La raccolta dei dati sul genere è stata un po’ più complicata e si è basata su due questionari, uno rivolto a bambini e bambine e uno ai genitori. L’equipe ha potuto individuare perciò che le reti neuronali associate al genere erano distinte da quelle associate al sesso assegnato alla nascita. Le reti che mostravano modelli di connettività associati al sesso includevano quelle che svolgono un ruolo nell’elaborazione sensoriale e nel controllo motorio, mentre le reti associate al genere erano più ampiamente distribuite in tutto il cervello e tendevano a essere coinvolte in capacità cognitive come attenzione, cognizione sociale ed elaborazione emotiva.

Limiti e stimoli

«Una limitazione importante dello studio è che include dati solo da persone che non hanno raggiunto la pubertà. La mappatura tra sesso e genere potrebbe cambiare durante la pubertà insieme al modo in cui queste due caratteristiche si manifestano nel cervello. Le norme di genere possono anche variare ampiamente tra le culture, quindi lo studio ABCD, che include solo bambini e bambine negli Stati Uniti, non riflette la popolazione globale», è la critica di Tobias Kaufmann, neuroscienziato presso le università di Tubinga e di Oslo, a commento di questo lavoro. Tuttavia Elvisha Dhamala e il suo gruppo sono certi dell’importanza dei loro risultati: «La scoperta che sesso e genere influenzano il cervello in modi diversi potrebbe cambiare il modo in cui facciamo scienza», affermano senza falsa modestia.

È vero che un clima polarizzato come quello che riguarda il tema delle identità di genere, studi come questo rischiano di essere strumentalizzati, in fondo lo abbiamo già visto accadere: nel secolo scorso per esempio, gli scienziati hanno utilizzato la differenza nel peso medio del cervello tra uomini e donne per sostenere che queste ultime sono meno intelligenti. Oggi, le polemiche intorno al ricorso ai bloccanti della pubertà per le persone giovani con problemi di disforia di genere, non sono certo un esempio rassicurante. «Il modo migliore per evitare idee sbagliate è svolgere una scienza rigorosa» è la risposta di Elvisha Dhamala, che aggiunge: «Abbiamo coinvolto nel processo persone transgender e non conformi al genere, i cui corpi e identità sono stati storicamente esclusi o trattati come anormali dagli scienziati, perché sono persone che possono avere intuizioni uniche sulla natura del sesso e del genere. Non si può fare ricerca su una popolazione senza includere quella popolazione nel team di ricerca».

Davy è stato uno dei chimici più prolifici della storia e la sua eredità è presente anche sulla tavola periodica: a lui si deve la scoperta, tra il 1805 e il 1824, di molti elementi. Come scienziato di fama mondiale, ha partecipato alla scelta del nome di alcuni elementi e di altri ha ipotizzato l’esistenza ancor prima che i suoi colleghi ed eredi li scoprissero.

Ci ha lasciato una grande mole di testi, composizioni e annotazioni: la sua attività scientifica infatti andava di pari passo con la sua produzione scritta. Annotava di tutto, dalla lista della spesa agli aneddoti che avevano sua moglie come protagonista, e aveva una passione viscerale per la poesia. Mescolava scienza e versi con disarmante naturalezza, persino mentre i suoi esperimenti erano in corso: in alcune pagine la stesura dei dati scientifici si interrompe di netto per lasciare spazio a una poesia e riprende subito dopo.

I taccuini concedono al lettore il lusso di immergersi nel particolare contesto storico in cui Davy ha vissuto: la chimica dell’800 utilizzava metodi e tecniche oggi impensabili, la società inglese era fortemente razzista e cercava la legittimazione di questa posizione nelle parole degli scienziati, la competizione tra i pochi scienziati sparsi tra Europa e Stati Uniti era serratissima. Grazie al progetto guidato dalla professoressa Sharon Ruston, possiamo leggere queste storie direttamente dalla fonte.

La chimica di Davy tra elementi e sostanze esilaranti

Davy conduceva molti esperimenti in casa, con enorme disappunto dei familiari. La sorella si lamentava spesso che le sue sostanze corrosive le distruggessero i vestiti, e gli amici pensavano che l’incorreggibile Davy avrebbe fatto saltare tutti in aria, prima o poi. Grazie a questi esperimenti e alla pazienza dei parenti, scoprì sei elementi: potassio, sodio, bario, stronzio, calcio e magnesio. I suoi appunti su queste scoperte sono costellati di frasi di gioia genuina e quasi fanciullesca insieme a esperimenti scapestrati e rischiosi. Quando isolò il potassio puro grazie all’elettrolisi il 6 ottobre 1807 scrisse: «Non posso chiudere questa nota senza sentirmi grato a Volta, Nicholson e Carlisle, la cui esperienza ha messo in mio potere uno strumento di analisi così meraviglioso e importante».

Dal racconto del cugino Edmund Davy, suo assistente di laboratorio, sappiamo che quando Humphry vide per la prima volta «i minuscoli globuli di potassio esplodere attraverso la crosta di potassio e prendere fuoco mentre entravano nell’atmosfera» si mise a ballare per la stanza, tanto che ci volle un po’ di tempo per ricomporsi. Quando provò a decomporre l’idrossido di sodio allo stesso modo, assistette alla formazione di un metallo lucido sull’elettrodo di platino negativo e decise di chiamarlo sodium, sodio. Per testare la reattività della sua nuova creatura la prese e la lanciò in acqua, riportando nei suoi appunti di «una violenta effervescenza ma nessuna fiamma».

Nel mezzo di queste osservazioni, c’è anche un indirizzo che i ricercatori hanno ricondotto a un sarto: è in pratica una nota per ricordare di acquistare un nuovo abito, probabilmente per celebrare la scoperta di questi nuovi elementi. A fondo di questa pagina più quotidiana, Davy scrisse anche «20 volte più leggero del mercurio», riferimento alla massa del sodio rispetto a quella del mercurio.

L’anno successivo, nel 1808, Davy riuscì a isolare il bario, scoperto da Carl Wilhelm Scheele pochi anni prima, e a seguire isolò allo stesso modo calcio, stronzio e magnesio, che in un primo momento aveva chiamato magnium. La scoperta del boro fu controversa: sembra che sia stata fatta prima dai colleghi francesi, ma che sia loro sia Davy abbiano ottenuto un campione puro solo al 50%.

La principale passione chimica di Davy era il protossido di azoto, che oggi ha tanti nomi comuni, a seconda del contesto: i fan della serie cinematografica di Fast&Furious lo conoscono come NOS, per dentisti e medici è un anestetico e analgesico, per un’ampia fetta di pubblico è noto come gas esilarante. Molti meriti della sua ampia diffusione spettano a Humphry Davy: come spesso accadeva nel XIX secolo, i chimici sperimentavano su stessi le sostanze prodotte in laboratorio andando anche incontro a rischi di avvelenamento. Davy non era da meno: aveva intuito le potenzialità del protossido di azoto e le ha dimostrate con test che ha annotato in molte pagine dei suoi taccuini.

Nei primi esperimenti ha mantenuto un certo contegno: respirava dosi di gas necessarie a raggiungere stati di euforia e dissociazione dimostrandone anche il potenziale analgesico e facendosi quindi promotore di un suo utilizzo farmaceutico. Un passo dei taccuini dice: «La sensazione prodotta respirando circa 7 quarti di ossido nitroso miscelato a 7 quarti di aria atmosferica è stata molto gratificante». Poco sopra a questo passo, troviamo anche una scritta a caratteri cubitali: Davy&Newton, a riprova del suo effettivo stato di euforia. Con il passare del tempo, però, Davy diventava sempre più curioso e, soprattutto, sempre più assuefatto: testava gli effetti del gas anche in combinazione con altre sostanze, come l’alcol, e aumentava in continuazione le dosi che assumeva. In un’altra nota, infatti, possiamo leggere: «Ho bevuto un’intera bottiglia di vino, quindi ho preso sei quarti di ossido nitroso» e per la sorpresa di… nessuno la frase si conclude con un laconico: «Quindi mi sono sentito male». La dipendenza aveva assunto livelli tali che James Watt, il noto inventore e ingegnere scozzese, gli aveva costruito una camera a gas portatile per facilitare l’inalazione del protossido di azoto: probabilmente qualche dizionario dei sinonimi alla voce “abuso di sostanze” riporta il nome “Humphry Davy”.

Il rapporto con gli altri scienziati: tra rivalità e amicizia

I danni alle vie respiratorie arrivarono presto, ma questo non impedì a Davy di testare su se stesso altri gas: in un tentativo di inalare grosse quantità di monossido di carbonio, che lui chiamava idrocarbonato puro, rischiò seriamente la morte. Esperienze estreme, incidenti ed esplosioni non lo hanno mai davvero fermato: lavorando con il tricloruro di azoto, una sostanza che oggi nessun chimico assennato vorrebbe maneggiare, si rovinò la vista in modo permanente. Questa disavventura lo indusse ad assumere, per gestire appunti, registri e taccuini, l’allora ventenne Michael Faraday. Il rapporto tra questi due giganti della scienza è stato un’altalena di sentimenti tra ammirazione, rispetto, stima, sfruttamento, diffidenza e odio: hanno condotto insieme esperimenti sul cloro, un gas che oggi possiamo usare solo dopo rilascio di un patentino, e in generale Faraday ha imparato chimica e fisica sperimentali grazie a Davy.

La stima tra i due è dimostrata anche dall’assunzione di Faraday come assistente chimico alla Royal Institution, avvenuta su indicazione dello stesso Davy nel 1813. Davy comunque non aveva una personalità adatta al ruolo di mentore: il suo ego e la sua autostima erano tali che provava sentimenti forti verso coloro che riteneva rivali. Il principale motivo di risentimento verso Faraday era legato alla fama: Davy era un chimico di grande spessore e una personalità del suo tempo, ma Faraday ha lasciato segni indelebili nella storia della scienza. L’allievo aveva superato il maestro e questo era già evidente quando entrambi erano in vita. Davy non ha mai accettato la situazione e, se covava astio verso uno dei più grandi, possiamo immaginare cosa succedesse quando persone meno influenti intervenivano nel suo stesso campo di studi. I taccuini sono molto più eloquenti di qualsiasi descrizione.

We have copper that will not disperse in the sea. The patent secures it quite from decay And make it in voyages bright as the day, But every one knows who is not an ass That the work of this copper depends upon brass.

Abbiamo rame che non si disperderà in mare. Il brevetto ne assicura la durata e lo fa splendere durante i viaggi Ma tutti quelli che non sono ottusi^(*) sanno che il lavoro di questo rame si basa sull’ottone.

Questi versi, scritti sullo stile del Don Giovanni di Lord Byron ed esempio di dissing ottocentesco, esprimono tutto l’astio di Davy nei confronti di Robert Mushet^(**), un ufficiale della Zecca Reale il cui fratello David era un noto metallurgista. La storia dietro a questa poesia inizia a metà ‘700, quando la Royal Navy decise di attaccare piastre di rame agli scafi per proteggerli dai teredinidi, molluschi che si nutrono di legno. L’espediente aveva avuto successo, ma l’acqua salata corrodeva il metallo e la marina era costretta a montare sulle navi nuovo rame periodicamente: chiese quindi aiuto a Davy per trovare una strategia che allungasse la vita alle piastre anti-molluschi. Da pioniere dell’elettrochimica, propose di aggiungere pezzi di ferro e zinco che si sarebbero corrosi al posto del rame: era appena nata la tecnica della protezione catodica, ancora oggi usata quando dei metalli devono stare a contatto con l’acqua marina. L’idea di Davy era troppo perfetta: il rame rimaneva intatto ma così lo scafo diventava terreno di proliferazione per alghe e altri esseri viventi marini che, ancorandosi al timone, rendevano ingovernabile la nave. La soluzione aveva generato un problema più grande di quello che aveva risolto: nel giro di un paio d’anni, la marina abbandonò l’idea e Davy perse prestigio e popolarità. Il lavoro di Mushet si inserisce in questo contesto: nello stesso periodo aveva depositato un brevetto in cui descrive una tecnica per proteggere il rame usando una combinazione di zinco, stagno, antimonio e arsenico. La poesia di Davy sbeffeggia la selezione di elementi proposta da Mushet, ritenendo inutili tutti gli elementi diversi dallo zinco, l’unico capace di svolgere la protezione catodica: il chimico non aveva colto che gli altri elementi hanno potenziale biocida e quindi possono tenere lontani tutti gli esseri viventi non graditi.

Non c’era solo invidia e risentimento nella vita di Davy: aveva stretto un rapporto di amicizia con Ampere e Gay-Lussac, cui Napoleone in persona aveva regalato una pila galvanica con la speranza che eguagliassero l’inglese nella scoperta di nuovi elementi e portassero lustro alla Francia. Spoiler: furono vane speranze. L’imperatore francese lo invitò anche in terra gallica, nonostante nel 1813 la guerra con l’Inghilterra fosse al suo culmine; Napoleone lo considerava esente dalle ostilità riservate al resto degli inglesi, tanto da invitarlo personalmente in Francia per ritirare un premio in onore delle sue recenti scoperte di sodio e potassio. Davy, nonostante fosse un patriota incallito con una spiccata antipatia per i francesi, pensava fosse importante andarci, sperando che «l’intervento degli uomini di scienza potesse smorzare l’aspra guerra nazionale».

Non fu una vacanza da sogno: le guardie incaricate di scortarli perquisirono Faraday, Davy e la sua novella sposa fino alle mutande e li trattarono con la stessa delicatezza riservata ai criminali. Per aggiungere un tocco di classe, furono persino fatti viaggiare su una nave che trasportava prigionieri di guerra: non proprio una luna di miele da sogno. Anche la signora Davy non se la passò bene: durante una passeggiata a Parigi, il suo piccolo cappello suscitò l’ilarità delle parigine, che la circondarono deridendo senza pietà le sue scelte di moda. I Davy e Faraday, in tutta risposta, non mancarono di esprimere il loro disprezzo per i francesi, Napoleone e la cucina locale. Anche il rapporto con Gay-Lussac fu burrascoso a tratti: dopo la scoperta dello iodio da parte di Bernard Courtois, Davy suggerì il nome e tentò il colpo gobbo. Inviò una lettera alla Royal Society di Londra affermando di aver individuato un nuovo elemento e nel mentre Gay-Lussac, dopo aver parlato con Davy, si attribuiva allo stesso modo la parternità della scoperta. Ci furono quindi molteplici discussioni tra i due su chi avesse identificato per primo lo iodio, ma alla fine entrambi arrivarono a riconoscere Courtois come il primo a isolare l’elemento. Gli scienziati avevano e hanno ancora un modo tutto loro di intendere l’amicizia.

Davy e la società: tra femminismo e razzismo

Il prestigio e la fama portavano oneri e onori: le conferenze di Davy erano molto popolari, soprattutto tra le donne. Incoraggiava la presenza femminile nel mondo scientifico e, complici i suoi modi eleganti, il suo abbigliamento ricercato e il suo bell’aspetto, aveva un folto seguito femminile alle sue lezioni pubbliche. Questo fatto fu utilizzato dai suoi detrattori che sussurravano di come i suoi modi frivoli fossero un chiaro segno di omosessualità. Un aneddoto in particolare fu considerato segno di scarsa virilità: durante una visita al Louvre avrebbe guardato con «poco desiderio» la Venere de Medici, segno chiaro e inequivocabile del suo essere “contro natura”, mentre aveva guardato con interesse la statua di Antinoo, amante dell’imperatore Adriano. La satira usava la figura del Dandy, inteso come uomo che si pavoneggia di fronte a un pubblico femminile e che aveva perso il modo di fare ai tempi riconosciuto come maschile, per denigrarlo. Le accuse e gli attacchi sarebbero stati supportati, secondo chi mormorava contro di lui, anche dalle sue poesie sul mondo naturale e dal rapporto che aveva con la moglie, una donna con un carattere capace di plagiare il marito.

Non sappiamo se la presenza di Jane Kerr abbia condizionato il carattere di Humphry; sappiamo invece che il matrimonio ha portato Davy a conoscere da vicino la tratta degli schiavi. Kerr era figlia di un uomo d’affari che aveva fatto fortuna nel Mar dei Caraibi trattando bottini di guerra e schiavi fino al 1807, quando il parlamento inglese rese illegale la compravendita di esseri umani con lo Slave Trade Act. Davy ha quindi vissuto un periodo di diffuso razzismo e di profondi cambiamenti sociali: in questo senso, i taccuini scritti in giovane età ci mostrano un uomo allineato al pensiero di molti esponenti dell’alta società. In un passo si legge una riflessione molto eloquente: «Le nazioni tra i tropici non si distinguono solo per la loro peculiare fisionomia ma anche per l’indolenza e i modi barbari. Non hanno mai fatto il minimo sforzo verso la civiltà e sembrano quasi incapaci di miglioramento».

Un’altra pagina scritta molto fitta riporta una serie di ragionamenti in voga nel periodo: molte persone cercavano legittimazione del razzismo con ragionamenti quasi-scientifici o adducendo cause naturali come il clima e l’ambiente. Davy appoggiava questa visione esponendo una tesi secondo cui un clima mite e variabile rende la mente più attiva e pronta a indagare mentre una mente che vive in uno stato di perenne caldo o freddo è più propensa al torpore. Anche tra i suoi colleghi esistevano posizioni molto variabili: alcuni appoggiavano lo Slave Trade Act, mentre altri svolgevano esperimenti disumani per sbiancare la pelle. Non abbiamo prove che Davy partecipasse a simili operazioni, ma sappiamo che in molti cercavano il suo punto di vista e lo consideravano un esperto sulla pigmentazione della pelle. In ogni caso le sue riflessioni sulle razze umane non sono mai arrivate al grande pubblico: Davy si è sempre mantenuto silenzioso e distaccato sul tema, probabilmente a causa del conflitto tra i cambiamenti sociali del periodo e la dote di sua moglie e del contesto scientifico poco chiaro.

Grazie al lavoro della ricercatrice Eleanor Bird, avremo presto una visione più chiara di questi lati oscuri di un uomo che ha scritto la storia della chimica. La Lancaster University ci fornirà così tanto materiale da leggere e approfondire che le sorprese non mancheranno: la curiosità è tanta, anche se condita da un filo di paura.

PS: Alla morte di Davy, nel 1829, la moglie decise di donare ogni suo bene alla Royal Society of Chemistry di Londra. Ogni cosa tranne la medaglia di Napoleone che, con grande teatralità e senza alcun rancore, prese e gettò da una scogliera a Mount’s Bay, sulla costa meridionale della Cornovaglia. Se per caso vi venisse voglia di fare una gita di recupero, la Royal Society è disposta a pagare 1.800 sterline chiunque riesca a ritrovare il cimelio.

*lasciamo ai lettori il piacere di trovare una parola più adatta che traduca ass e faccia rima con ottone.

**da non confondere con Robert Forrester Mushet, di cui il Robert qui citato era zio.

L’ESO, l’Organizzazione europea per le ricerche astronomiche nell’emisfero australe, è un’organizzazione intergovernativa fondata nel 1962, sostenuta da 16 Stati membri: Austria, Belgio, Cechia, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Spagna, Svezia, Svizzera e Regno Unito, insieme al paese ospitante, il Cile, e vari partner strategici. Riunisce oltre 750 dipendenti provenienti da più di 30 paesi e un’infinità di collaboratori in tutto il mondo. Attualmente, tutti i telescopi dell’ESO sono situati nel deserto cileno di Atacama, un luogo straordinario con condizioni uniche per l’osservazione del cielo. L’ESO gestisce tre siti di osservazione in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Inoltre, è in fase di costruzione l’Extremely Large Telescope dell’ESO, situato sul Cerro Armazones, il più grande telescopio al mondo, che sarà gestito come parte dell’Osservatorio di Paranal.

A La Silla, il primo osservatorio dell’ESO, vengono operati due dei telescopi di classe 4 metri più produttivi al mondo. Paranal ospita il Very Large Telescope, uno dei telescopi ottici più avanzati al mondo composto da quattro telescopi unitari con specchi principali di 8,2 metri di diametro e quattro telescopi ausiliari mobili di 1,8 metri di diametro, e il suo unico interferometro, il Very Large Telescope Interferometer (VLTI), oltre a telescopi per survey come VISTA. In futuro, Paranal ospiterà e gestirà anche il Cherenkov Telescope Array (CTA) Sud, il più grande e sensibile osservatorio di raggi gamma al mondo. In collaborazione con partner internazionali, l’ESO gestisce ALMA sull’altopiano di Chajnantor, che consente agli scienziati di esplorare l’Universo nella gamma di lunghezze d’onda millimetriche e submillimetriche della luce.

Ora, i telescopi come il VLT offrono una serie di vantaggi rispetto ai telescopi spaziali, come la maggiore praticità e, soprattutto, il costo inferiore, ma soffrono anche di alcuni svantaggi, tra cui l’interferenza della turbolenza atmosferica nell’acquisizione dei dati è probabilmente la più problematica. Nonostante l’atmosfera terrestre sia trasparente alle lunghezze d’onda del visibile e dell’infrarosso, il suo movimento provoca nell’immagine ottenuta dal telescopio terrestre un tremolio detto twinkling. Comportandosi come un fluido, quindi, l’atmosfera terrestre può influenzare la propagazione della luce: a causa della variabilità della temperatura nell’involucro atmosferico che circonda il nostro pianeta, le celle d’aria che caratterizzano il moto turbolento dell’atmosfera presentano densità e indice di rifrazione differenti. Queste variazioni locali dell’indice di rifrazione causano differenze di velocità nel viaggio delle diverse parti del fronte d’onda. Di conseguenza, si verifica un ritardo di fase tra queste parti, il che provoca una perdita di coerenza nel fronte d’onda e pertanto una distorsione dell’immagine che risulta tremolante.

Ne deriva che la risoluzione del telescopio risulta di molto diminuita. Riuscire in qualche modo a prevedere queste turbolenze è fondamentale per poter sfruttare al massimo le potenzialità di questi strumenti e monitorare le condizioni meteo, che influenzano i moti turbolenti dell’atmosfera, è un ottimo metodo per procedere.

Il progetto FATE si occuperà proprio di questo, monitorando una serie di parametri meteorologici come la temperatura, il vapore acqueo e la copertura nuvolosa, ma anche parametri cosiddetti astroclimatici come il seeing, che indica il livello di perturbazione dell’atmosfera nella qualità delle immagini astronomiche. Sviluppare un modello di previsione della turbolenza atmosferica e implementarlo nelle acquisizioni di immagini astronomiche, permetterà quindi di ottenere una maggiore risoluzione e un pieno sfruttamento delle capacità ottiche dei telescopi terrestri, con un vantaggio non indifferente per la ricerca spaziale e astrofisica.

Per capirlo, dobbiamo andare oltre i titoli sensazionalistici e scoprire com’è fatta AlphaGeometry, l’IA che ha risolto brillantemente i problemi delle IMO.

Anatomia di un’IA

Il nome “intelligenza artificiale” è evocativo, ma allo stesso tempo molto generico: come una bicicletta, un’automobile e un motoscafo sono tutti e tre veicoli, ma con utilizzi molto diversi tra loro, così ci sono tipi di intelligenza artificiale radicalmente diversi e con ambiti di applicabilità altrettanto vari. Dal lancio di ChatGPT, siamo diventati tutti familiari con il termine ‘chatbot’ (o, per chi ama gli aspetti tecnici, con i Large Language Models, LLM). Si tratta di IA che, in prima approssimazione, generano testi basandosi sull’analisi delle frequenze di enormi quantità di frasi (una stima indica che ChatGPT 3 è stato addestrato su non meno di 500 GB di dati, che corrispondono all’incirca a 100 milioni di pagine scritte).

Non tutta l’IA è riconducibile agli LLM, però. AlphaGeometry, per esempio, sfrutta un principio diverso. In prima approssimazione, si tratta di un sistema composto da due parti: un software tradizionale per la dimostrazione automatica di teoremi, cui è affiancato un LLM addestrato esclusivamente su dimostrazioni di geometria. I problemi di geometria delle IMO vanno risolti mediante delle dimostrazioni. Bisogna, cioè, partire dalle ipotesi fornite da ciascun problema e, sulla loro base, costruire un ragionamento che mostri come mai esse implichino la verità delle conclusioni richieste. Questo tipo di ragionamento deduttivo è, in misura maggiore o minore per diverse branche della matematica, già in parte traducibile in termini algoritmici: esistono fin dagli anni Sessanta del Novecento dei software in grado di dimostrare automaticamente teoremi (ma le basi teoriche precedono addirittura la nascita dei primi computer).

Di quando in quando, questi software tradizionali che non si basano su IA richiedono un aiuto esterno. Fino a pochi anni fa, questo aiuto era fornito esclusivamente da utenti umani. La novità di AlphaGeometry è di aver sostituito agli utenti umani un LLM addestrato specificamente su testi di geometria, con il compito di fornire nuovi dati in input al software per dimostrare teoremi qualora questo si bloccasse. Per esempio, potrebbe suggerire di effettuare delle costruzioni ausiliarie che il dimostratore di teoremi non è in grado di effettuare in autonomia. Il successo di AlphaGeometry alle IMO si può quindi parafrasare così: il team di DeepMind è riuscito ad addestrare un LLM in grado di supportare in modo eccellente un tradizionale dimostratore automatico di teoremi di geometria.

Non si tratta di un risultato isolato: al contrario, già nel 2019 un team di scienziati di Google aveva sviluppato HOList, un’IA per la dimostrazione automatica di teoremi che è stata in grado di ricavare senza alcun aiuto più di 1.200 nuovi risultati corretti. La struttura era simile a quella di AlphaGeometry: a un software tradizionale per effettuare dimostrazioni è stata affiancata un’IA, in quel caso basata sul deep learning.

IA specializzate e IA generaliste

AlphaGeometry e HOList sono IA specializzate. Il termine indica IA addestrate per eseguire pochi compiti specifici, in questo caso dimostrare teoremi. Il termine “specializzate” è contrapposto a “generaliste”, che indica invece IA non ottimizzate per compiti particolari. ChatGPT è un esempio di IA generalista, e difficilmente la vedremo vincere medaglie d’oro alle Olimpiadi Internazionali di Matematica. Bisogna però riconoscere che le prestazioni delle IA generaliste, anche in ambito matematico, migliorano a ogni nuova versione rilasciata.

Non bisogna comunque dimenticarne i limiti di applicabilità: si tratta di sistemi che generano degli output spesso generici e che, a un’analisi attenta, si rivelano lacunosi. Inoltre, non consiglierei a nessuno di effettuare calcoli con gli LLM: le cifre del risultato vengono scelte in modo probabilistico e c’è sempre una percentuale di errore, che cresce molto più rapidamente di quanto non cresca la complessità delle operazioni. I software tradizionali di calcolo, basati su algoritmi, rimangono la scelta migliore per questo tipo di compiti: non commettono errori e hanno tempi di esecuzione ottimizzati (e, di conseguenza, anche un costo energetico inferiore).

Quale futuro per l’IA in matematica?

Nonostante le IA, sia specializzate sia generaliste, abbiano ancora diversi limiti, non è possibile sottrarsi alla domanda: come l’IA cambierà la nostra quotidianità? Se lo stanno chiedendo in molti, tra cui matematici di altissimo livello. Per esempio, i numeri di aprile e luglio 2024 del Bulletin of the American Mathematical Society, una delle più prestigiose riviste del settore, sono interamente dedicati a come l’IA cambierà la pratica matematica. Si tratta di un’occasione unica per fermarsi a riflettere su che cosa sia la matematica, quale sia il ruolo delle persone che la praticano quotidianamente, e che valore attribuire alle dimostrazioni (a prescindere da chi le abbia ottenute: esseri umani o software).

In realtà, i matematici non sono estranei alle riflessioni sul ruolo delle dimostrazioni: una breve panoramica di alcuni punti di vista autorevoli è presentata qui. Oggi però occorre affrontare questo tema alla luce della capacità delle IA di sfornare nuove dimostrazioni di altissimo livello a una velocità vertiginosa. Non si tratta solo di domande filosofiche: Terence Tao, medaglia Fields 2006 e più giovane medaglia d’oro alle IMO, è stato incaricato dalla Casa Bianca di guidare delle sperimentazioni per capire quale può essere l’impatto dell’IA nelle scienze; queste ricerche daranno origine a raccomandazioni che influenzeranno le scelte politiche in tema di IA.

IA: prevederne il futuro o vivere il presente?

Pur tenendo conto della sua storia, iniziata nella prima metà del Novecento, l’IA è ancora nella sua infanzia: ogni previsione su quali possano essere i suoi sviluppi futuri rischia di rivelarsi sbagliata. In ogni caso, il periodo di maturazione di questi strumenti non si può evitare e va accolto, pur con tutta la complessità e i dilemmi che solleva. Se non accoglieremo la sfida, saranno altri soggetti, a partire dagli stessi sviluppatori delle IA, a dettare l’agenda e a tracciare la rotta alla quale tutti dovremo adeguarci (una rotta ispirata più da interessi economici e dal motto move fast and break things che non da ideali filantropici).

Un’alternativa più interessante arriva proprio da uno dei contributi al numero di aprile del Bulletin of the American Mathematical Society: riecheggiando Thoreau, la sfida che ci pone l’IA è di «vivere deliberatamente, affrontare solo i fatti essenziali della vita», demandando alle macchine tutto ciò che non è all’altezza dell’intelligenza umana.

Un ringraziamento speciale a Chiara Roglieri per le interessanti discussioni sull’IA e per aver condiviso l’articolo di Scientific American su AlphaGemoetry.

Questa differenza (sottile ma fondamentale) è quella che distingue una norma che penalizza la ricerca e il contributo, per esempio, dei centri di ricerca finanziati dai pazienti, da una norma che, invece, tutela il bene comune a prescindere da chi lo persegue.

Ricerca, uso secondario dei dati e interesse pubblico nel DDL AI

Il disegno di legge «recante disposizioni e delega al governo in materia di intelligenza artificiale» è stato annunciato dal governo qualche settimana fa. La strada perché il documento divenga norma dello stato è ancora lunga e probabilmente accidentata, come insegnano le tante iniziative legislative arenatesi nelle paludi parlamentari. Tuttavia, su alcuni aspetti la presa di posizione dell’esecutivo è chiara e, auspicabilmente, destinata a mantenersi ferma. Uno di questi è il tema della IA applicata alla ricerca scientifica e, a cascata, della ricerca in quanto tale.

L’articolo 8 del disegno di legge prevede che «i trattamenti di dati, anche personali, eseguiti da soggetti pubblici e privati senza scopo di lucro per la ricerca e la sperimentazione scientifica nella realizzazione di sistemi di intelligenza artificiale per finalità di prevenzione, diagnosi e cura di malattie, sviluppo di farmaci, terapie e tecnologie riabilitative, realizzazione di apparati medicali, incluse protesi e interfacce fra il corpo e strumenti di sostegno alle condizioni del paziente, di salute pubblica, incolumità della persona, salute e sicurezza sanitaria, in quanto necessari ai fini della realizzazione e dell’utilizzazione di banche dati e modelli di base, sono dichiarati di rilevante interesse pubblico in attuazione dell’articolo 32 della Costituzione e nel rispetto di quanto previsto nell’articolo 9 lettera g) del Regolamento UE 679/16» (GDPR).

Cosa significa l’articolo 8 del DDL AI per la ricerca

Sotto il profilo della gerarchia delle fonti, l’intervento sarebbe davvero di non poco momento, in quanto introdurrebbe nel sistema una norma di rango primario abrogativa di ogni preesistente disposizione incompatibile (incluse le disposizioni del codice dei dati personali).

Il portato pratico della disposizione è che, nei settori indicati, è consentito l’utilizzo dei dati particolari indicati dall’articolo 9 GDPR (altrimenti vietato) e non è necessario chiedere il consenso del paziente proprio per via della prevalenza dell’interesse collettivo alla salute. Inoltre, ai medesimi fini sopra indicati - specifica il comma 2° dell’articolo 8 - è sempre autorizzato l’uso secondario degli stessi dati personali privi di elementi identificativi diretti senza necessità di ulteriore consenso dell’interessato ove inizialmente previsto dalla legge (cioè se la se la legge impone l’acquisizione del consenso per l’uso primario)¹. I trattamenti sono solamente subordinati ad approvazione dei comitati etici interessati e comunicazione preventiva all’Autorità Garante, la quale può sempre intervenire per controllare e - se del caso - sanzionare con pienezza di poteri.

Ora, se le cose dovessero davvero rimanere in questi termini, saremmo di fronte a un cambio di passo di assoluto rilievo e che chiaramente detterebbe le regole per la ricerca in campo medico anche al di là di quella connessa all’utilizzo della intelligenza artificiale.

Il DDL AI riconosce il valore pubblicistico della ricerca

Francamente è un poco sconfortante dovere attendere un intervento normativo tanto esplicito per affermare quello che avrebbe già dovuto essere ovvio. La promozione della ricerca scientifica è posta, dalla nostra Costituzione, tra i principi fondamentali che conformano il modello repubblicano. Il valore della ricerca si pone al di sopra dei diritti fondamentali, di cui è strumento di attuazione. Il diritto alla libera espressione del pensiero nel campo delle arti e delle scienze, all’istruzione, ma anche alla salute - se pensiamo proprio all’ambito sanitario - sono attuati grazie alla ricerca. Sull’altro versante, la disciplina del trattamento dei dati, erroneamente confusa e sovrapposta con un inesistente (nel nostro ordinamento) diritto alla privacy tout court, regola diritti individuali che vanno interpretati in modo recessivo rispetto a interessi pubblici generali che riguardano il bene comune.

D’altronde il GDPR consente di essere interpretato in modo più flessibile quando sono in gioco le necessità della ricerca². Insomma, se si riesce a superare quella vera e propria isteria per la privacy che fa ormai parte della narrativa contemporanea, ci si accorge che, collocando i valori sociali nella corretta prospettiva ordinamentale, vi erano già ampi margini per liberare la ricerca scientifica da impostazioni burocratiche ingiustificate.

Le interpretazioni estemporanee del concetto di “uso secondario”

Chiunque pratichi il mondo scientifico, per esempio, avrà dovuto fare i conti con singolari interpretazioni del concetto di “uso secondario” per cui se sono stati raccolti dei dati per la ricerca sulla patologia A non possono essere riutilizzati per fare ricerca sulla patologia B senza chiedere nuovamente il consenso ai pazienti.

Degli anni in cui ho fatto parte del comitato etico dell’Università statale di Milano rammento bene che buona parte del tempo dedicato alla discussione dei singoli progetti era destinato alla disamina analitica, oserei dire minuziosa, di ridondanti moduli per l’acquisizione del consenso alla partecipazione.

Perché il nuovo articolo 110 del Codice dei dati personali è un problema e non una soluzione

Il lettore puntiglioso potrebbe osservare che il legislatore nazionale ha già dedicato la sua attenzione alle necessità della ricerca scientifica. Come è noto, infatti, il 1° maggio 2024 è entrata in vigore la nuova versione dell’articolo 110 del codice dei dati personali, salutato da media di lungo corso e operatori di settore come un fondamentale punto di svolta. L’articolo rende non necessario il consenso dell’interessato al fine di ricerca scientifica: dunque, che si vuole di più?

In prima battuta sembrerebbe che questa norma abbia effettivamente risolto i problemi, ma viste da vicino le cose sono molto diverse. Anche la versione emendata della predetta disposizione è, infatti, ben meno efficace di come potrebbe sembrare. Tanto per iniziare, l’articolo 110 non è norma di “sistema” e non potrebbe esserlo, stante la sua collocazione. Quindi, non afferma quell’importante statuizione generale e di principio per cui l’interesse pubblico è identificato normativamente (anche) nella ricerca scientifica.

Oltre a ciò, l’articolo 110 definisce dei limiti obiettivi e subiettivi alla sua applicazione di sapore tutto dirigista e passatista. Infatti, l’ambito di operatività della norma è esattamente quello dei dati “relativi alla salute”, ove l’articolo 8 di futura introduzione definisce il suo nel trattamento dei “dati, anche personali”.

La sfumatura non è di poco conto. L’attività di ricerca basata sui big data e sui metodi per analizzarli non è affatto limitata allo studio confinato della “patologia” e delle sue espressioni e non si avvale esclusivamente di dati concernenti la salute.

L’elaborazione di strumenti di potenziamento e interfaccia corpo/macchina, la prevenzione sanitaria, la salute pubblica - per dire - sono settori di ricerca che hanno come obiettivo ultimo quello di migliorare o tutelare la condizione psicofisica dell’individuo, ma che utilizzano dati individuali (antropometrici, fisiologici, fenotipici…) non strettamente pertinenti la salute, ma relativi, in senso ampio al funzionamento dell’organismo. Cosicché limitare un regime di maggiore favore solo ai dati concernenti la salute costituisce una limitazione e una disparità di trattamento non giustificabile.

Ma anche sotto l’aspetto degli “attori” della ricerca non mancano perplessità. L’articolo 110 si rivolge solo a soggetti che operano in forza di legge o nell’ambito di programmi di ricerca sanitaria funzionali al perseguimento degli obiettivi del Sistema sanitario nazionale. Rimangono fuori le associazioni e le fondazioni private finanziate dai pazienti. Il mondo no profit resta incredibilmente escluso dal regime normativo di favore, creando ancora una disparità del tutto immotivata (se non in un’antistorica ottica statalista) proprio quando si reclama - anche da parte pubblica - l’intervento della ricerca privata dotata di fondi che lo stato non è in grado di mettere in campo.

Ben diverso è l’atteggiamento culturale dell’articolo 8 del disegno di legge, il quale pone giustamente l’accento sul fine per il quale viene svolta una determinata attività di ricerca scientifica, non sulla fonte normativa che istituisce il soggetto che svolge la ricerca. Esso stabilisce un distinguo basato sulle finalità e non sui soggetti che la perseguono: maggiore facilità per chi (soggetto pubblico o privato) persegue fini obiettivi di interesse collettivo, controllo più esteso per chi ha (legittimi) obietti di guadagno.

Di regola, mi astengo dal commentare testi legislativi in corso di approvazione. Fino alla pubblicazione in Gazzetta Ufficiale tutto può accadere. Ma questa volta la posta in gioco è troppo alta per rimanere in silenzio e, anzi, c’è da sperare che i riflettori sull’articolo 8 del disegno di legge sull’IA rimangano accesi fino alla sua approvazione definitiva.

Note

1. In modo del tutto conseguenziale con quanto disposto dall’articolo 5 comma 1, lett. B) GDPR che stabilisce che l’uso secondario di dati per interesse pubblico e ricerca scientifica è possibile anche se i dati sono stati raccolti per finalità iniziali diverse.

2. L’articolo 14 comma 3, lett. D) esclude il diritto dell’interessato alla cancellazione dei dati trattati per interesse pubblico e ricerca scientifica; l’articolo 14, comma 5 esclude l’obbligatorietà della informativa agli interessati nei casi di interesse pubblico e ricerca scientifica quando comunicare tali informazioni risulta impossibile o implicherebbe uno sforzo sproporzionato; l’art. 21 comma 6 esclude la possibilità di opporsi al trattamento dei dati per interesse pubblico.

L’articolo rileva una serie di limiti nella progettazione dell’opera, che ricordiamo sarebbe il ponte sospeso più lungo del mondo, con una distanza tra le due torri pari a 3.300 metri, circa il 60% in più del più lungo ponte sospeso costruito a oggi, quello di Çanakkale in Turchia, lungo 2.000 metri.

Tra i limiti individuati dai due giornalisti c’è quello della progettazione sismica, ed è su questo che vogliamo concentrarci.

I due autori portano una serie di argomenti per dimostrare che il progetto del 2011, quello da cui è ripartito il governo Meloni per riavviare la realizzazione del ponte nel 2023, e l’aggiornamento presentato a ottobre scorso dal consorzio Eurolink, incaricato di costruire il ponte, non considerino adeguatamente il rischio sismico che minaccerebbe la struttura. Ricordiamo che questa sarebbe effettivamente costruita in una delle zone a maggiore sismicità del paese. Il 28 dicembre 1908 alle 5:20 del mattino Messina e Reggio Calabria vennero scosse da un terribile terremoto, che provocò oltre 75.000 morti. Si tratta del terremoto più intenso mai registrato in Europa da quando esistono le stazioni sismiche (110 furono quelle sparse nel mondo che rilevarono il terremoto quella mattina) e si stima abbia avuto magnitudo 7,1.

Tuttavia, gli argomenti proposti da Gabanelli e Affinito, sono estremamente deboli, quando non del tutto falsi. La valutazione di un’opera tanto complessa, e costosa, è necessariamente multidimensionale e qui non abbiamo l’ambizione di farne una esaustiva. Vogliamo solo sottolineare che se l’iniziativa ha dei limiti, questi non vanno cercati dove non ci sono. Ma cominciamo.

Gli autori affermano che nel 2021 “le università di Catania e Kiel annunciano la scoperta di una faglia attiva di 34,5 chilometri lungo lo stretto di Messina, mai mappata, che ha deformato il fondale marino e che è in grado di scatenare terremoti di magnitudo 7,1 - il livello massimo sopportabile dalla struttura. L’aggiornamento del progettista non ne tiene conto”.

Lo studio cui si riferiscono è stato pubblicato sulla rivista Earth-Science Reviews e coordinato da Giovanni Barreca, geologo dell’Università di Catania. Barreca e collaboratori propongono una nuova ipotesi su forma, posizione e caratteristiche della faglia responsabile del terremoto del 1908 che ebbe, appunto, magnitudo 7,1. L’ipotesi di Barreca e dei suoi coautori si aggiunge a una decina di altre avanzate dagli scienziati a partire dagli anni Settanta (qui lo studio più citato, firmato nel 1992 da Gianluca Valensise e Daniela Pantosti dell’INGV). Questi studi si basano su vari tipi di dati, ma tutti considerano quelli relativi alla variazione del livello del suolo osservata dopo la scossa del 1908 e raccolti fortuitamente dall’ingegner Antonio Loperfido dell’Istituto geografico militare.

Lo studio coordinato da Barreca aggiunge dati di tomografia del fondale marino ottenendo una conclusione diversa dagli studi precedenti. Conclusione tuttavia contestata da due diversi gruppi di ricercatori (qui e qui) sulle pagine della stessa rivista a distanza di qualche mese dalla pubblicazione iniziale.

Per quel che riguarda la seconda affermazione di Gabanelli e Affinito su questo studio, cioè che la relazione di aggiornamento del progetto non ne tenga conto, basta sfogliare le sue 555 pagine, disponibili sul sito della Stretto di Messina Spa, per vedere che a pagina 82 quello studio viene citato tra quelli che saranno presi in considerazione nel passaggio dal progetto definitivo a quello esecutivo, necessario ad avviare le opere di costruzione. Il Comitato scientifico, nominato dalla Stretto di Messina e incaricato di rivedere la relazione di aggiornamento, ha concordato su questa necessità (pagina 14 del Parere del Comitato).

A conclusione di queste osservazioni, ne va aggiunta una di metodo.

Nel progettare un’opera così complessa, il modo in cui viene considerato il rischio sismico è molto poco sensibile ai dettagli di forma, posizione e caratteristiche della faglia sorgente, come spiegato in un articolo di approfondimento pubblicato su Nature Italy. Si fonda infatti su considerazioni di natura statistica, basate per lo più sulla storia dei terremoti in un’area di circa 300 chilometri intorno al punto di attraversamento del ponte. Analizzando i dati storici si determina il terremoto con tempo di ritorno di 2.000 anni, il massimo terremoto a cui una struttura di questa portata deve resistere. Per confronto, le normali abitazioni vengono progettate per resistere a terremoti con tempi di ritorno pari a 500 anni, quindi molto meno intensi.

Un approccio complementare a questo ma poco esplorato nel progetto del 2011 è quello che gli scienziati chiamano physics-based, che parte invece proprio dalle caratteristiche della faglia ritenuta responsabile del terremoto di progetto, ne simula lo scivolamento e ne propaga gli effetti attraverso la crosta terrestre tenendo anche in considerazione il tipo di suolo incontrato dalle onde sismiche che le può amplificare o attenuare. “Negli ultimi dieci anni ci sono stati progressi nelle simulazioni basate su modelli fisici e un aumento notevole delle capacità di calcolo, questo approccio potrebbe essere ampliato nel passaggio al progetto esecutivo", ha spiegato a Nature Italy Ezio Faccioli, ingegnere sismico, consulente per il progetto del 2011 e membro dell’Expert panel che affianca il consiglio di amministrazione della Stretto di Messina.

Eurolink ha dichiarato nella relazione di aggiornamento che amplierà questo approccio, oltre a tenere in considerazione altre novità, come le sequenze sismiche misurate nel 2016 nell’Italia Centrale. In quell’occasione infatti vennero registrate accelerazioni record, probabilmente perché i sismografi erano per la prima volta vicini agli epicentri. Quelle misure hanno convinto i ricercatori che i modelli a loro disposizione sottostimavano le accelerazioni vicine all’epicentro. Faccioli però non si aspetta sorprese da queste ulteriori analisi, “penso che i margini di sicurezza introdotti nella progettazione antisismica dell’opera siano sufficienti ad assicurare che la struttura resista a quelle accelerazioni”. Ha anche aggiunto che “non bisogna commettere l’errore di progettare la struttura per terremoti di intensità arbitrariamente grande. Ci sono dei limiti all’intensità dettati dalle caratteristiche sismo tettoniche dell’ambiente dello Stretto”.

Più avanti nell’articolo, Affinito e Gabanelli affermano che esiste un nuovo studio realizzato dal Comune di Villa San Giovanni che identificherebbe una nuova faglia sul versante calabrese dello Stretto e che cadrebbe esattamente nel punto in cui si progetta di ancorare al suolo una delle due torri del ponte. Non ci sono riferimenti precisi allo studio ma la fonte che sembra più plausibile è una serie di articoli pubblicati sulle pagine palermitane della Repubblica. Lo studio in questione sarebbe stato realizzato dall’ingegnere Paolo Nuvolone a titolo gratuito per il Comune di Villa San Giovanni, non ancora pubblicato su alcuna rivista scientifica e dunque non sottoposto al giudizio dei pari.

L’impressione è che Affinito e Gabanelli non abbiano dimestichezza con il processo di produzione della conoscenza scientifica, che prevede un continuo aggiustamento delle ipotesi più plausibili, sempre affette da incertezza, e un vaglio collettivo di tali aggiustamenti.

Se c’è un punto, per quel che riguarda la progettazione e la costruzione del ponte, su cui è fondamentale che i giornalisti vigilino è che il progettista onori le promesse fatte nella sua relazione di aggiornamento e la cui necessità è stata confermata dal Comitato scientifico della Stretto di Messina.

I punti da considerare sono molti e la progettazione esecutiva richiede tempo. Durante le audizioni parlamentari svolte ad aprile 2023 un rappresentante della WeBuild, la società capofila del consorzio Eurolink, aveva affermato che sarebbero stati sufficienti 8 mesi per sviluppare il progetto esecutivo visto che il progetto preliminare era stato realizzato con grande dettaglio. Il ministro delle infrastrutture e dei trasporti Matteo Salvini continua ad affermare che, nonostante nel frattempo siano arrivate ulteriori e numerose osservazioni da parte della commissione di valutazione di impatto ambientale, i cantieri apriranno nel 2024. La pressione politica è alta, ma gli esperti ritengono non cauto comprimere il passaggio alla fase esecutiva del progetto.

Distribuzione delle principali linee di ricerca sugli aeromobili a pilotaggio remoto

Secondo l’Osservatorio Droni e Mobilità Aerea Avanzata del Politecnico di Milano, nel 2023 il mercato italiano professionale di soluzioni e servizi con droni, sia rivolto alle imprese (B2B) sia rivolto alle pubbliche amministrazioni (B2G), vale 145 milioni di euro (+23% rispetto al 2022). Questo valore è generato per il 97% dal segmento delle Aerial Operations, si tratta prevalentemente di attività di rilievo, riprese aeree e ispezioni, per esempio per il monitoraggio di infrastrutture come le linee elettriche e tralicci dell’alta tensione.

Il restante 3% derivata dal segmento emergente dell’Innovative Air Mobility & Delivery, chiamata dalla NASA anche Advanced Air Mobility (AAM), che la definisce come: «un sistema di trasporto aereo sicuro, accessibile, automatizzato e conveniente per passeggeri e merci in grado di servire località urbane e rurali difficili da raggiungere».

A livello mondiale, tra il 2019 e il 2023, il 70% dei 1.471 casi applicativi di droni censiti dall’Osservatorio del Politecnico afferisce al segmento delle Aerial Operations, con applicazioni nell’ambito delle ispezioni e sopralluoghi e della sicurezza e sorveglianza, e il restante 30% riguarda progetti di Innovative Air Mobility & Delivery, di cui circa un quarto si tratta di progetti annunciati finalizzati al trasporto di persone, mentre la restante parte riguardante il trasporto merci.

Il report di Morgan Stanley, pubblicato nel 2021, stima che il mercato della mobilità aerea urbana entro il 2040 avrà un valore di un trilione di dollari.

In tempi recenti si sono intensificati gli annunci di questo tipo di progetti, soprattutto in prossimità di grandi eventi: Olimpiadi di Parigi 2024, Giubileo di Roma 2025, Olimpiadi di Milano-Cortina 2026. 

Tipologia di Droni

Quando parliamo di droni in generale, esistono diverse configurazioni. Come spiega Alberto Curnis, ricercatore dell’Osservatorio Droni e Mobilità Aerea Avanzata del Politecnico di Milano, «tra le principali configurazioni che abbiamo, ci sono i multicotteri che utilizzano più rotori per il movimento, all’altro estremo abbiamo i droni ad ala fissa, tipicamente utilizzati per i voli a lungo raggio grazie alla loro struttura alare. Per quanto riguarda la Advanced Air Mobility stanno destando particolare interesse gli eVTOL, ossia droni a decollo e atterraggio verticali, in grado di combinare le peculiarità delle combinazioni tradizionali, alimentati da energia elettrica».

Come spiega il ricercatore, nell’ambito degli eVTOL possiamo distinguere diverse configurazioni, tra cui:

• Vectored-Thrust, caratterizzati da più propulsori ognuno dei quali è utilizzato sia per il decollo/atterraggio sia per il volo di crociera, mediante meccanismi di vettorizzazione della spinta;
• Lift+Cruise, caratterizzati da gruppi di propulsori indipendenti per il decollo/atterraggio e volo di crociera;
• Wingless Multicopter, non dotati di struttura alare e privi di propulsori dedicati per il volo di crociera; il moto viene controllato cambiando l’orientamento di tutto l’aeromobile.

Secondo l’analisi condotta sui progetti censiti dall’Osservatorio del Politecnico, le configurazioni più diffuse tra gli sviluppatori sono il Vectored-Thrust, con circa il 34%, il Wingless Multicopter con circa il 27% e infine i Lift+Cruise con circa il 21%.

Droni per il trasporto passeggeri

Negli Stati Uniti la società Joby Aviation ha annunciato di voler lanciare il suo servizio di air-taxi a New York nel 2025, in attesa che le autorità federali americane rilascino le necessarie autorizzazioni.

In Europa, la Francia voleva lanciare un servizio di air-taxi proprio in occasione dei Giochi olimpici del 2024, visto l’esistenza già di un servizio di aero-taxi, mediante elicotteri, tra Parigi e Charles de Gaulle. Già questa estate nella capitale francese, gli eVTOL effettueranno dei voli di validazione per essere impiegati nei servizi medici di emergenza, in particolare per il trasferimento dei pazienti tra ospedali e per le forniture logistiche ospedaliere. Gli eVTOL utilizzeranno le rotte esistenti dedicate agli elicotteri, ma ad altitudini diverse. Una volta convalidati questi eVTOL si procederà a testare, entro la fine dell’anno, quelli dedicati ad altri business case.

Nell’ambito della Urban Air Mobility in Italia Aeroporti di Roma, Gruppo SAVE, Aeroporto di Bologna e Aéroports de la Côte d’Azur, hanno costituito la società specializzata UrbanV. Avviata a ottobre 2021, UrbanV punta a essere tra le prime società al mondo a lanciare reti commerciali di AAM, partendo da Roma, dove si prevede la realizzazione di un servizio di aerotaxi che dovrebbe collegare l’aeroporto di Roma Fiumicino con la capitale, mediante droni elettrici a decollo verticale con equipaggio a bordo, forniti da Volocopter. Il servizio dovrebbe iniziare a fine 2024 per diventare pienamente operativo per il Giubileo del 2025.

La regione Veneto nel 2021 ha approvato il Protocollo di Intesa tra Regione Veneto ed Ente Nazionale per l’Aviazione Civile (ENAC) per lo sviluppo di servizi di Mobilità Aerea Avanzata.

A gennaio 2023 il gruppo SAVE ha presentato il piano di Mobilità Area Avanzata per collegare l’aeroporto Marco Polo di Venezia con le principali aree logistiche e di attrazione turistica del territorio lagunare, con una movimentazione prevista di 340mila passeggeri all’anno.

Ma non sarà solo il territorio lagunare a beneficiare delle nuove tecnologie. Il piano di mobilità aerea avanzata infatti prevederà un sistema di oltre una decina di vertiporti che, partendo da Venezia, collegheranno tutto il Nord Est arrivando a lambire i territori di Cortina, Brescia e Bologna. Un’innovazione che si integrerà, seguendo un modello di intermodalità, con l’attuale rete di trasporti, così da ridurre i tempi di spostamento tra Veneto, Lombardia ed Emilia-Romagna. Il progetto prevede una durata triennale, e dovrebbe essere pronto per il 2026 in vista delle Olimpiadi di Milano-Cortina.

Sempre in previsione dell’evento olimpico, anche Regione Lombardia nel gennaio 2022 ha firmato un Protocollo d’Intesa con ENAC per realizzare attività comuni a favore dello sviluppo di nuovi progetti di mobilità aerea avanzata e sostenibile. 
Più recentemente, ad aprile 2023, è stata presentata la proposta di realizzazione del primo vertiporto dell’Emilia-Romagna, presso l’aeroporto Marconi di Bologna. In particolare, la società aeroportuale ha incaricato la partecipata UrbanV di dare il via a uno studio di fattibilità per lo sviluppo di una nuova rete di collegamenti tramite velivoli elettrici a decollo verticale.

Legislazione dei droni

Negli Stati Uniti già nel 2022 l’Autorità federale per l’aviazione (FAA) aveva emanato standard di progettazione dei vertiporti. Nel giugno 2023 FAA ha pubblicato una proposta normativa per la formazione e la certificazione dei piloti.

A livello europeo il 31 dicembre 2020 è stato emanato il Regolamento di Esecuzione (UE) n. 947/2019, relativo a norme e procedure per l’esercizio degli aeromobili senza equipaggio. Al suo ingresso in vigore, avvenuto solo nel 2024, sono decadute le regolamentazioni nazionali in materia di operazioni con aeromobili a pilotaggio remoto (UAS), eccetto alcuni aspetti che rimangono di competenza dei singoli stati membri.

L’ENAC ha pubblicato a gennaio 2021 il Regolamento UAS-IT, che disciplina quanto di competenza degli stati membri.

Sempre l’ENAC, al fine di indirizzare le iniziative pubbliche e private per la creazione dell’ecosistema nazionale per l’AAM, ha pubblicato il Piano Strategico Nazionale AAM (2021-2030) per lo sviluppo della Mobilità Aerea Avanzata in Italia. Il piano, che è articolato in diverse fasi, prevede la definizione di una serie di tappe per colmare i vuoti normativi e le carenze tecnologiche e infrastrutturali; inoltre contiene una ricognizione e allocazione delle risorse pubbliche e private da destinare allo sviluppo del settore.

Il piano ha individuato quaranta possibili applicazioni per questa nuova modalità di trasporto che, in linea con l’evoluzione tecnologica e della regolamentazione, dovranno essere aggiornate periodicamente, e riguardano quattro macroaree:

• trasporto di persone in ambiente urbano ed extraurbano;
• trasporto di merci generiche e materiale biomedicale;
• ispezione e mappatura di aree e infrastrutture;
• supporto all’agricoltura.

Come spiega Curnis, l’Italia «è stata tra i primi Paesi europei ad aver realizzato un piano strategico dedicato all’AAM, con una roadmap che ha portato anche negli ultimi anni a siglare accordi con regioni e città italiane. A dimostrazione della bontà del piano italiano, va segnalato l’annuncio dello scorso ottobre di Amazon, che ha visto nel nostro Paese, insieme al Regno Unito, un terreno fertile per avviare servizi di consegna con droni entro la fine di quest’anno».

Le infrastrutture

Affinché si possa realizzare sempre un maggior numero di progetti occorre che si sviluppino le infrastrutture necessarie come i vertiporti, aree adibite all’atterraggio e al decollo di veicoli a decollo verticale, e i servizi di comunicazione e gli U-space, ossia l’Insieme di servizi volti a regolare l’accesso sicuro ed efficiente dei droni nello spazio aereo, garantendo l’integrazione tra traffico aereo tradizionale e quello dei mezzi a pilotaggio remoto.

Secondo il Report dell’Osservatorio del Politecnico di Milano, sarebbero 97 i progetti di sviluppo di network di vertiporti nel mondo, di cui circa un terzo sarebbe in uno stadio di prototipazione, sviluppo infrastrutturale o di conduzione dei primi importanti test dimostrativi.
In Italia il 6 ottobre 2022 Aeroporti di Roma, Volocopter, UrbanV e Atlantia hanno inaugurato all’aeroporto di Roma Fiumicino, il primo vertiporto italiano.

Il vertiporto è stato progettato per ospitare vari tipi di test sia per il volo, sia per le operazioni a terra, come per esempio la ricarica delle batterie.  L’infrastruttura, che occupa un’area di circa 5.500 metri quadrati, è stata progettata per garantire la compatibilità con i principali eVTOL, electric vertical take-off and landing, veicoli a decollo e atterraggio verticali alimentati da energia elettrica, che saranno certificati nei prossimi anni.

L’inaugurazione del vertiporto di Fiumicino è stato il primo passo per l’implementazione della Mobilità Aerea Avanzata in Italia, e per l’attivazione delle prime rotte tra l’aeroporto di Fiumicino e il centro di Roma entro la fine del 2024, in vista del Giubileo.

Accettazione sociale della Urban Air mobility

Il successo di una qualunque tecnologia passa anche per la sua accettazione sociale e, come ricorda Alberto Curnis, questa è una delle principali sfide che il settore si trova ad affrontare.

Uno studio dell’EASA pubblicato nel 2021 basato su un sondaggio condotto tra i cittadini europei, evidenzia un atteggiamento iniziale positivo nei confronti della Urban Air Mobility in tutta l’UE; l’83% degli intervistati si sente molto o piuttosto positivo riguardo all’introduzione della mobilità aerea urbana intesa sia come trasporto di persone sia come trasporto di merci. I risultati mostrano che un’ampia quota della popolazione sarebbe interessata a utilizzare questo tipo di servizi: il 64% sarebbe interessato a utilizzare la consegna tramite droni e il 49% sarebbe interessato a utilizzare un aerotaxi; il 43% sarebbe interessato a utilizzarli entrambi, il 71% probabilmente utilizzerebbe almeno un servizio. Solo il 29% non utilizzerebbe nessuno di questi servizi.

Dallo studio è emerso che i principali vantaggi che i cittadini si aspettano sono: collegamenti più veloci, riduzione delle emissioni e del traffico, e collegamenti migliori con aree remote.

Per quanto riguarda i timori che i cittadini esprimono rispetto ai droni in generale e agli aerotaxi in particolare, dallo studio emerge che la sicurezza e le questioni ambientali sono state le principali preoccupazioni degli intervistati. I risultati hanno mostrato che queste preoccupazioni aumentano con l’età, l’istruzione e il reddito. Mentre il 4% degli intervistati non ha espresso preoccupazioni.

Gli intervistati hanno espresso preoccupazioni simili riguardo ai droni per le consegne e agli aerotaxi Fonte immagine: Study on the societal acceptance of Urban Air Mobility in Europe EASA  pagina 71.

La classifica delle preoccupazioni per droni e aerotaxi è relativamente simile; si possono notare solo due differenze principali:

• Il rumore nel caso degli aerotaxi si è classificato al secondo posto, ma è stato significativamente inferiore per i droni al sesto posto;
• La sicurezza dei droni è stata indicata come elemento di preoccupazione maggiore rispetto alla sicurezza degli aerotaxi, raccogliendo un 10% in più nel campione intervistato. Molto probabilmente, ciò è dovuto al fatto che i droni sono senza equipaggio, mentre gli aerotaxi, almeno inizialmente, dovrebbero essere dotati di equipaggio e quindi potrebbero essere meno inclini a minacce alla sicurezza agli occhi del pubblico.

Per quanto riguarda gli aerotaxi, circa il 16% dei partecipanti ha anche espresso preoccupazioni relative alla possibile perdita di posti di lavoro, inquinamento visivo e all’accessibilità economica del servizio.

Nello stesso anno anche l’Osservatorio Droni e Mobilità Aerea Urbana, ha fatto un sondaggio focalizzato sui cittadini italiani. Come spiega Alberto Curnis, «Il 57% degli italiani ha riconosciuto l’utilità di questi servizi; tuttavia, vanno fatti dei distinguo: il 75% di questi ha affermato che lo utilizzerebbe, mentre un 25% manifestava ancora un certo grado di scetticismo. Tra gli utilizzatori si possono inoltre distinguere dei pionieri, disposti a utilizzare subito questi servizi, una parte disponibile dopo dei voli di prova, e infine un altro gruppo disponibile a utilizzarlo successivamente, ma questo fa parte del normale ciclo di qualunque nuova tecnologia». Il ricercatore dell’Osservatorio del Polimi, evidenzia che «parte dello scetticismo è comprensibile perché parliamo di servizi complessi che richiedono dimostrazioni concrete per aumentarne l’accettazione. Inoltre, vi è anche un altro aspetto da affrontare, ossia la visione distorta che il pubblico ha della Mobilità Aerea Urbana, influenzata anche probabilmente dai film di fantascienza e dai videogiochi; dunque, è necessario far capire bene in che direzione sta lavorando l’ecosistema di attori del settore».

La sostenibilità ambientale dei droni

Come visto, tra i principali benefici attesi dal pubblico, e spesso enfatizzati da chi promuove questa nuova forma di mobilità urbana, vi è da una parte il decongestionamento del traffico stradale, dall’altra la maggior ecosostenibilità, dovuta al fatto che nella maggior parte dei progetti si parla di veicoli elettrici.

Secondo uno studio pubblicato nel 2019 dall’Università del Michigan gli eVTOL sono efficienti durante la crociera ma consumano una quantità notevole di energia per il decollo e la salita in quota di crociera; quindi, il loro impatto ambientale dipende in modo rilevante dalla distanza percorsa durante il viaggio.

Per un viaggio diretto dal punto di partenza al punto di destinazione, distanti tra loro 100 chilometri, un eVTOL a pieno carico con tre passeggeri avrebbe emissioni inferiori del 52% rispetto a un veicolo con motore a combustione interna e del 6% rispetto a un’auto elettrica, considerando un’occupazione media delle auto di 1,5 persone.

Per viaggi brevi, al di sotto dei 35 chilometri, gli eVTOL hanno un consumo energetico ed emissioni di gas serra più elevati rispetto ai veicoli terrestri.

Secondo gli studiosi, dunque, dal punto di vista del consumo energetico e quindi delle emissioni di gas serra, sembra che gli eVTOL potrebbero avere un ruolo di nicchia nella mobilità sostenibile, in particolare nelle regioni con percorsi tortuosi e/o elevata congestione.

Uno studio coreano del 2022, condotto sull’area metropolitana di Seoul, invece, ha stimato che l’introduzione della mobilità aerea urbana ridurrebbe le emissioni di CO² di 90 mila tonnellate all’anno.

Come spiega Curnis, l’apparente contraddittorietà di questi studi è dovuta al fatto che «si tratta di un tema complesso e non è possibile generalizzare, poiché ci sono molteplici variabili da prendere in esame come: contesto, tipologia di servizio, regione in cui viene realizzato il servizio; dunque, i risultati variano molto in funzione della specifica situazione. Per questo motivo, quindi, è bene valutare i singoli progetti, tenendo conto della sostenibilità, ma anche di altri aspetti come l’utilità e il risparmio di tempo. Inoltre, questi servizi di trasporto vengono implementati in un’ottica di intermodalità con altri mezzi, quindi va valutato tutto il sistema nel suo complesso».

L’EASA a tal proposito scrive che la sostenibilità dei droni e della mobilità aerea dipende da fattori quali fonte di energia, emissioni, inquinamento acustico, infrastrutture, sicurezza, efficienza, accettazione pubblica, progressi tecnologici e valutazione dell’impatto ambientale. L’implementazione sostenibile, con particolare attenzione all’utilizzo di fonti rinnovabili e alla riduzione delle emissioni e all’efficienza delle infrastrutture, può rendere queste tecnologie più rispettose dell’ambiente, ma un’attenta pianificazione e una valutazione continua sono essenziali per garantire che siano in linea con gli obiettivi di sostenibilità e non danneggino l’ambiente o le comunità.

Per garantire che tutti questi fattori siano presi in considerazione, è necessaria una valutazione ambientale dell’intero ciclo di vita, e l’EASA sta sviluppando una metodologia per farlo in modo standardizzato che garantirà che non vi sia greenwashing.

AMOC è il risultato della convezione profonda che avviene nel Nord Atlantico e nell’Artico: qui acque superficiali molto dense (perché molto saline) provenienti dai tropici, fra le quali predomina la Corrente del Golfo, sprofondano e ritornano verso l’emisfero Sud, dando vita a una circolazione che prende il nome di “circolazione termoalina”. AMOC esiste solo nel Nord Atlantico: non c’è una circolazione analoga nel Pacifico, e la sua esistenza è fondamentale nel determinare il clima nell’emisfero Nord, attorno al quale la nostra civiltà si è sviluppata. Per esempio, grazie a AMOC il clima a Napoli è molto più mite rispetto a quello di New York, pur essendo alla stessa latitudine. Per cui ci chiediamo: è vero che AMOC sta per spegnersi? E quali sarebbero le conseguenze di un totale blocco di questo nastro trasportatore oceanico?

Figura: schema delle correnti di AMOC (fonte: Wikipedia)

Tra i più citati dalla stampa, troviamo articoli scientifici tra cui Van Westen (2024), Ditlevsen & Ditlevsen (2023), e il più recente articolo riassuntivo di Rahmstorf (2024). Tutti questi articoli propongono uno spegnimento di AMOC come ipotesi più plausibile nel prossimo futuro. In realtà, la risposta di AMOC al cambiamento climatico è un argomento di ricerca in pieno sviluppo che vede esperti di stampo teorico, osservativo e modellistico contribuire con prospettive tra loro talvolta contrastanti all’ipotesi di un possibile spegnimento di AMOC nel ventunesimo secolo.

Nel passato del Pianeta, AMOC si è già spenta, contribuendo alle glaciazioni

Molto prima dell’avvento di sistemi osservativi in grado di caratterizzare con maggiore continuità e precisione AMOC, misure oceanografiche hanno riscontrato la presenza di una circolazione oceanica a scala globale. La ricostruzione di questa circolazione ha dimostrato inoltre che, in tempi in cui il clima terrestre si stava scaldando, la diminuzione di AMOC e la sua interruzione hanno riportato la Terra in una clima freddo, contribuendo all’alternanza delle ere glaciali e interglaciali. In particolare, ricostruzioni paleoclimatiche delle oscillazioni Dansgaard-Oeschger e degli Heinrich events suggeriscono che uno spegnimento di AMOC ha contribuito a una glaciazione più o meno totale dell’emisfero Nord. Negli anni ‘60 l’oceanografo Stommel ha proposto un modello teorico di AMOC molto semplice che prevede il passaggio da AMOC accesa ad AMOC spenta passando per una soglia critica di densità dell’acqua che innesca il passaggio da uno stato all’altro. Questo modello ha introdotto il concetto di “bistabilità” di AMOC, confermato dalle ricostruzioni paleoclimatiche.

In questo contesto, alcuni lavori recenti, tra cui Caesar e collaboratori e Ditlevsen & Ditlevsen, basandosi su “impronte” di AMOC su altre variabili osservabili (per esempio, temperatura o salinità), riscontrano che il cambiamento recente di questi indici potrebbe voler indicare che ci stiamo avvicinando allo spegnimento di AMOC nel prossimo futuro. Tuttavia, mentre AMOC si accende e si spegne molto facilmente in un modello teorico, nelle proiezioni climatiche per il ventunesimo secolo eseguite con modelli climatici globali altamente complessi, su cui tra l’altro si basano in gran parte i rapporti dell’Intergovermental Panel on Climate Change (IPCC), non si riscontra uno spegnimento drastico di AMOC. Gli scienziati attribuiscono il mancato spegnimento di AMOC all’esistenza di meccanismi di compensazione (“feedback” climatici stabilizzanti) che tendono a riportare il clima in uno stato di equilibrio. Questi meccanismi sono assenti nei modelli più semplici.

Tuttavia, ci sono alcune eccezioni. Il lavoro di Van Westen (2024) si distingue poiché, per la prima volta, dimostra che anche in un modello complesso (tra quelli usati per l’IPCC), AMOC presenta due stati stabili. Il passaggio da uno stato all’altro avviene solo quando il modello viene forzato con una quantità molto alta di acqua dolce come quella che proverrebbe dalla fusione dei ghiacciai, e su una scala temporale molto lunga, dell’ordine delle migliaia di anni. Simulazioni numeriche centennali forzate da un aumento di gas serra di origine antropica eseguite con un modello di complessità analoga dal gruppo della NASA-GISS (Romanou et al. 2023) mostrano lo spegnimento di AMOC, ma questo avviene in alcune integrazioni e in altre no, al variare (anche minimo) delle condizioni iniziali atmosferiche da cui queste simulazioni prendono l’avvio. Le simulazioni di Romanou e colleghi mettono in evidenza un aspetto totalmente casuale, ovvero un possibile effetto farfalla che si propaga su scale molto lunghe. Al momento, i modelli climatici complessi che mostrano l’esistenza di due stati di AMOC sono molto pochi (due), e comunque nei pochi modelli in cui questo avviene, le scale temporali sono molto lunghe.

Osservazioni e modelli dicono cose diverse

Alla ricerca di tipo teorico e modellistico, si affianca una ricerca di stampo più osservativo, condotta sia da ricercatori impegnati nel capire la variabilità di AMOC attraverso ricostruzioni paleoclimatiche, sia da ricercatori dediti a campagne di osservazioni attuali attraverso l’uso di strumenti di misura in oceano (per es.: OSNAP e RAPID-MOCHA). Gli oceanografi osservazionali hanno dimostrato da un lato che i modelli teorici sono troppo semplificati, ma dall’altro anche che i modelli climatici attuali hanno grosse difficoltà a riprodurre in maniera accurata le caratteristiche di AMOC. Inoltre i modelli climatici non sono in grado di riprodurre spontaneamente lo spegnimento di AMOC associato ad ere glaciali.

Bisogna notare inoltre che le osservazioni dirette di AMOC coprono un periodo temporale molto breve, essendo iniziate solo nel 2004; mentre le ricostruzioni paleoclimatiche sono affette da grosse incertezze. In ultimo è necessario sottolineare che per quanto le osservazioni provenienti dai dati strumentali forniscano la migliore rappresentazione della realtà a cui possiamo accedere, esse sono limitate e non omogenee nello spazio e nel tempo. Per questi motivi, le osservazioni sono caratterizzate da molta variabilità interna e imprecisione. Per sopperire alla mancanza di osservazioni lunghe e accurate, ma anche per capire i processi dinamici fondamentali per la bistabilità di AMOC, è quindi sempre necessario costruire dei modelli sia semplificati che complessi che inquadrino le osservazioni. Questi modelli potranno aiutarci a capire i possibili cambiamenti di AMOC nel prossimo futuro.

Le maggiori testate giornalistiche si sono principalmente concentrate sui risultati più sensazionali che ipotizzano un possibile spegnimento di AMOC nel prossimo futuro, ma di certo non è l’unico filone attivo su questo fronte di ricerca: si tratta di un argomento molto dibattuto tra i ricercatori stessi. Trattare solo di questo risultato su riviste importanti, senza metterlo nel contesto molto più sfaccettato della ricerca attuale sulla risposta di AMOC al cambiamento climatico, è certamente fuorviante. Capire come cambierà AMOC in futuro continuerà ad essere una sfida nei prossimi anni se non decenni, e richiederà di capire e affrontare il problema da diverse angolazioni.

Pensate adesso al software in sé e al codice che ne è l’incarnazione. Non ritrae ricordi, ma descrive algoritmi. Miliardi di linee di programmi che formano il tessuto connettivo su cui poggia molto del nostro mondo. Coinvolto in quasi tutti gli aspetti della vita, dalle comunicazioni alla gestione delle informazioni, dalla ricerca scientifica all’industria, dall’arte alla cultura, è un elemento essenziale per il funzionamento della società contemporanea. Immateriale come le foto digitali, il codice rappresenta un patrimonio che rischia di scomparire, un bene comune che deve essere preservato.

Per questo è nata Software Heritage, iniziativa aperta, non profit e multi-stakeholder, lanciata nel 2016 dall’istituto di ricerca francese INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique) in collaborazione con l’UNESCO, con l’obiettivo di archiviare, conservare e condividere tutto il codice sorgente pubblicamente disponibile. Una sorta di Arca di Noè per salvare i manufatti software dal diluvio del tempo, ma anche per offrire un punto di accesso unico a una vasta base di conoscenza tecnologica, necessaria per sostenere la trasformazione digitale e l’innovazione.

L’idea è venuta all’informatico italiano Roberto Di Cosmo, professore all’Université Paris Cité e direttore di Software Heritage che per anni ha lavorato al progetto insieme a Stefano Zacchiroli, professore al Politecnico di Parigi e CTO di Software Heritage. Nel corso del tempo, i due sono riusciti a coinvolgere un’ampia rete di partner, sia industriali con aziende leader nel settore tecnologico come Microsoft, Intel, Google e GitHub, sia accademici, in Italia, l’Università pisana, quella bolognese, L’ENEA e la Scuola Normale Superiore di Pisa.

Questo perché un archivio come quello di Software Heritage può avere un ruolo strategico per la ricerca scientifica, almeno per due ragioni. La prima è che il software adesso permea ogni area disciplinare, incorporandone ogni volta i metodi e non più in funzione di mero supporto ai processi. La seconda ragione è che la sua salvaguardia è essenziale per la riproducibilità della scienza e più in generale per la Scienza Aperta. Infatti, per poter riprodurre i risultati della ricerca non basta preservare gli articoli e i dati utilizzati o prodotti, ma occorre salvare anche il codice sorgente del software usato per elaborare questi dati. Da questo punto di vista Software Heritage rappresenta un’infrastruttura chiave, offrendo la possibilità a chi lo sviluppa di archiviare e descrivere il proprio software (qui le indicazioni per farlo) e prevedendo un modo semplice e stabile per poterlo citare. Al momento dell’archiviazione i progetti vengono infatti associati a speciali identificatori chiamati SWHID (SoftWare Hash persistent IDentifiers), attraverso i quali chiunque potrà accedervi. Questi riferimenti sono persistenti, mentre quelli che rimandano alle piattaforme collaborative o forge private usate dagli sviluppatori potrebbero non esserlo per sempre: per logiche di mercato potrebbero cessare la loro attività in ogni momento.

Il frutto di anni di impegno è un archivio universale che consente un accesso senza precedenti a una vasta varietà di codice sorgente, oggi con quasi 19 miliardi di file per oltre 290 milioni di progetti. Come dice Roberto Di Cosmo, è come avere un potente telescopio con cui osservare la galassia del software, consentendo a tutti di studiare come si sviluppa, come si scrive e come si può riutilizzare. Una vera manna per chi si occupa di big data e intelligenza artificiale (IA) generativa. Per quest’ultima, in particolare, Software Heritage può fornire un enorme dataset per l’addestramento di algoritmi di Machine Learning e per lo sviluppo di modelli linguistici LLM per la generazione di codice da prompt, i così detti AI-for-code models. Non per niente è stato da poco rilasciato il primo modello aperto allenato con il dataset di Software Heritage: StarCoder2, risultato del progetto BigCode, lanciato da Hugging Face, la piattaforma open source di IA che collabora con l’iniziativa dell’INRIA, in un’ottica di sviluppo etico e responsabile.

Per questo ogni riga di codice conta e va salvata dall’oblio digitale. Come per le foto, non possiamo dare per scontato che tutto ciò che nato solo in forma digitale rimanga sempre a nostra disposizione, almeno senza un nostro intervento: i supporti informatici, da questo punto di vista, sono più fragili della carta.

La condivisione degli spazi tra l’essere umano e altri organismi ha radici ancestrali e divenne più complessa da quando la nostra specie ha iniziato a utilizzare le caverne e, successivamente a costruire le prime case. Per esempio, si ipotizza che le cimici dei letti (Cimex lectularius) si siano trasferite dai pipistrelli agli umani durante il periodo in cui Homo sapiens frequentava rifugi cavernicoli. Questi luoghi chiusi, meno soggetti a variabili climatiche, offrivano la possibilità ai nostri coinquilini animali di trovare cibo per prosperare.

Per scoprire quali sono le specie con cui condividiamo i nostri spazi abitativi è nato nel 2021 il progetto Abitanti Intrusi Dentro le Abitazioni (AIDA), guidato dal Museo di Storia Naturale dell’Accademia dei Fisiocritici. Attivo sulla piattaforma iNaturalist, AIDA usa le foto per monitorare su scala nazionale quegli animali (vertebrati e invertebrati) che risiedono nei nostri alloggi o che li visitano occasionalmente mediante il coinvolgimento attivo della cittadinanza. Come coinquilini possiamo avere sia specie che scegliamo come animali domestici o piante d’appartamento, sia specie che entrano in casa nostra senza essere invitate, come ragni, falene, vespe, mosche, zanzare, alcune delle quali fastidiose, altre addirittura in grado di trasmettere malattie. «Il progetto nasce durante la pandemia di Covid-19 con l’intenzione di offrire ai cittadini l’opportunità di svolgere attività di stampo naturalistico stando a casa», spiega Debora Barbato, ricercatrice Università di Siena e National Biodiversity Future Center.

AIDA permette di osservare con occhi nuovi i propri luoghi abitativi, apportando anche dei benefici ai partecipanti: riduce il timore e il disprezzo verso alcuni organismi, così da arrivare a una pacifica coesistenza. «Ricolleghiamo la presenza degli animali che troviamo a casa a qualcosa di esclusivamente nocivo, ma spesso non è così, almeno non per tutti gli organismi», spiega l’esperta. «Per questo abbiamo creato una rubrica, L’intruso della settimana, nella quale vengono svelate curiosità e informazioni per conoscere al meglio i propri coinquilini, imparare a identificarli e, nel caso di specie aliene invasive, imparare a gestirle».

Potremmo veder emergere da una crepa della parete il ragnetto rosso dei muri (Balaustium murorum), specie adattata alle strutture costruite dagli umani e instancabile predatore di larve di specie nocive, parassite delle nostre piante; se invece travasiamo una pianta in un vaso più grande potremmo trovare i porcellini di terra (come Armadillidium vulgare), organismi decompositori ed efficaci bioaccumulatori di metalli pesanti, che sono ottimi bioindicatori per valutare lo stato di salute dell’ambiente. Nelle ore notturne o tra le pagine di un libro si potrebbe intravedere il velocissimo pesciolino d’argento (Lepisma saccharina), artropode “primitivo” dalle squame argentee molto comune nelle case con uno degli “stomaci più plastici” di tutti gli insetti: è in grado di nutrirsi della colla per carta da parati, foto, e frammenti di cibo. E potremmo osservare la mosca dello scarico (Clogmia albipunctata), una specie di dittero cosmopolita innocuo, che però, dopo un periodo di inutilizzo prolungato degli scarichi domestici, può generare piccoli problemi di infestazione perché le larve si sviluppano in ambienti umidi ricchi di materiale organico in decomposizione, come gli scarichi dei bagni, impianti di depurazione o aree di smaltimento dei rifiuti.

Le segnalazioni degli animali nelle case riflettono una combinazione complessa di fattori, tra cui l’attitudine dell’osservatore, le caratteristiche delle specie, la loro interazione con l’ambiente domestico, oltre al grado di urbanizzazione e la densità di popolazione della zona.

Un altro aspetto che rende AIDA un progetto dinamico è la stagionalità delle osservazioni, come nel caso di quelle relative alla cimice asiatica (Halyomorpha halys) e alla coccinella arlecchino (Harmonia axyridis), specie aliene invasive di origine asiatica che cercano rifugio e riparo nelle nostre abitazioni all’avvicinarsi dell’inverno. La prima è stata introdotta involontariamente ed è dannosa per la produzione ortofrutticola; la seconda è stata introdotta volontariamente per i suoi presunti benefici nel controllo degli afidi e cocciniglie, ma ha iniziato a competere con altre coccinelle autoctone, nutrendosi delle loro larve e spesso causandone la diminuzione. «La cimice asiatica è stata segnalata per la prima volta casualmente nel 2012, da uno studente del corso di entomologia durante la preparazione di una scatola entomologica a scopo didattico», racconta Barbato, che conclude ricordando come «Una tra le principali minacce per la tutela della biodiversità è l’aumento di specie alloctone e, con AIDA, cittadini e ricercatori possono unire le forze per monitorare la loro possibile diffusione».

Ne è d’esempio uno studio condotto in alcune abitazioni americane e pubblicato su PeerJ dove, grazie alla scienza partecipata, sono state segnalate due specie aliene di grillo cammello originarie dell’Asia, di cui una mai riportata prima in USA. Sempre nello stesso paese, una ricerca condotta in 50 case nel North Carolina ha registrato la presenza di ben 579 morfospecie diverse di artropodi. Uno dei risultati che ha sorpreso i ricercatori è che solo cinque delle 554 stanze campionate non contenevano alcun artropode; la maggior parte erano innocui conviventi mentre i restanti erano solo visitatori di passaggio. Dallo stesso gruppo di ricerca sono state segnalate nuove specie ed è stata creata una guida scaricabile per facilitare la coesistenza con questi animali.

A tre anni dalla sua creazione, hanno partecipato cittadini da quasi tutte le regioni d’Italia (eccetto per la Valle D’Aosta e il Friuli-Venezia Giulia). Tra le osservazioni registrate, il 94% è riconducibile agli artropodi (73% insetti, 19% aracnidi, 2% miriapodi), l’1,6% da molluschi terrestri, lo 0,3 % da crostacei, il 4,1 % da vertebrati. A oggi tra gli animali più osservati in ordine decrescente troviamo la cimice verde (Nezara viridula), il geco comune (Tarentola mauritanica), il formicaleone tetramaculato (Distoleon tetragrammicus), la mantide religiosa (Mantis religiosa) e la cimice asiatica (Halyomorpha halys), ma queste specie corrispondono solo all’8% del totale delle osservazioni.

«Siamo contenti perché AIDA si è rivelato prezioso anche per la segnalazione di specie protette, rare e a rischio scomparsa, come il coleottero dei pini Polyphylla fullo», commenta Barbato.

I dati raccolti sono consultabili da tutti e confluiscono all’interno del network GBIF, il più importante portale internazionale open access, attivo dal 2001, che favorisce l’accesso, la scoperta e l’uso di informazioni riguardanti la biodiversità degli organismi in tutto il mondo.

Tra i futuri obiettivi del Museo di Storia Naturale dell’Accademia dei Fisiocritici c’è quello di continuare a invogliare il pubblico a partecipare ad AIDA e coprire le aree prive di osservazioni, allo stesso tempo offrire dei training ai cittadini su come fotografare gli animali in modo tale da rivelare i caratteri diagnostici necessari per il riconoscimento delle specie.

In un pianeta sempre più urbanizzato, la superficie occupata dall’indoor biome è in rapida crescita. Il 55% delle persone presenti sul pianeta vive nelle città e le aree urbane ricoprono il 3% della superficie terrestre. Di pari passo con l’aumento previsto della popolazione umana globale entro il 2050 continuerà a crescere anche l’urbanizzazione, e i dati raccolti da progetti di citizen science come AIDA ricopriranno un ruolo prezioso per studiare l’ecologia e monitorare l’evoluzione della biodiversità indoor e, di riflesso, outdoor. Osservando e studiando scantinati, camere da letto e bagni, si possono fare nuove grandi scoperte ancora prima di aprire la porta di casa. Non siete anche voi curiosi di sapere quali animali popolano o visitano gli spazi domestici che frequentate? Perché ricordiamocelo, nessuno di noi è mai veramente solo in casa.

Il rischio è che vengano lasciati da parte altri problemi della scuola (relativi a personale, strutture, progressivo declino di competenze tradizionali come la comprensione del testo) e soprattutto altre finalità (educare il cittadino, prima ancora che il lavoratore). Prendendo atto dell’enorme potere “narrativo” dell’intelligenza artificiale, mai quanto come in questo settore è necessario un approccio critico a queste tecnologie. In particolar modo, un occhio di riguardo va prestato alle intelligenze artificiali generative, algoritmi in grado di creare autonomamente testi, immagini e suoni a partire da una rielaborazione autonoma di dati. Le implicazioni per l’educazione, la didattica, l’apprendimento sono immense.

Di alcune di queste implicazioni – senza pretesa di esaustività - abbiamo parlato con Paolo Bonafede, ricercatore in filosofia dell’educazione presso l’Università di Trento.

Con l’avvento di Internet, abbiamo avuto improvvisamente accesso a una disponibilità quasi illimitata di conoscenza. Non solo, con l’IA generativa adesso abbiamo la possibilità di riassumere, addirittura rielaborare questa conoscenza, di averla insomma “sempre più a portata di mano”. Alla luce di ciò, deve cambiare il modo di educare?

Prima di tutto, bisogna chiarire che cosa si intenda per IA: noi assumiamo la definizione dell’UNESCO, per cui si considerano i sistemi di intelligenza artificiale «come sistemi che hanno la capacità di elaborare dati informazioni in un modo che ricorda il comportamento intelligente, e tipicamente comprende aspetti di ragionamento, apprendimento, percezione, previsione, pianificazione o controllo». In questa definizione si riassumono elementi informazionali, cognitivi e decisionali, che individuano i meccanismi di funzionamento delle IA generative. È chiaro dunque che l’IA ha un vantaggio enorme rispetto al normale essere umano: può rielaborare moli di informazioni in frazioni di tempo infinitesimali, offrendo un supporto quasi istantaneo.

Il punto è chiarire che questo processo artificiale può solo supportare i processi di apprendimento e di educazione umana, non sostituirli. La disponibilità quasi infinita di conoscenza che le macchine ci danno l’illusione di avere non è che un ammasso di informazioni alla rinfusa, se non esiste una mente in grado di vedere (o costruire) il filo logico che le lega. E la capacità di costruire questo filo logico la si impara con la fatica - perché l’apprendimento è fatica, e anche per questo si cerca di veicolarlo anche in forme divertenti (per esempio con la gamification) – e non con le facili scorciatoie offerte dalle simulazioni di un ragionamento umano.

Questo non vuol dire avere uno sguardo avverso nei confronti delle tecnologie: l’importante, come ci insegna Stiegler, è concepirle come un phàrmakon, al tempo stesso antidoto e veleno, a seconda del dosaggio con cui le assumiamo.

A tal proposito, come si possono integrare a scuola?

Esiste un’organizzazione, AIED, che organizza periodicamente conferenze internazionali sull’argomento e in cui prendono forma riflessioni abbastanza “funzionali” sull’IA nel campo dell’educazione: dato l’attuale stato dell’arte delle tecnologie, ci si chiede come implementarle per raggiungere determinati obiettivi di sviluppo e/o apprendimento. Lo stesso Consiglio d’Europa, nelle apposite conferenze dei ministri dell’educazione dei vari paesi, si occupa del framework normativo per l’inserimento di questi strumenti. Spesso e volentieri però troviamo policy che fanno riferimento al rapporto IA-educazione in senso un po’ generico, senza chiarire come l’IA possa essere implementata nell’educazione (l’«imparare con l’IA») o sulla preparazione dei cittadini a vivere in un mondo sempre più influenzato dall’IA (cioè «imparare come attivare la collaborazione uomo-IA»).

Quello che bisogna mantenere, secondo me, è un approccio critico al loro utilizzo: al di là delle indubbie potenzialità che offrono, dobbiamo sempre ricordarci che vanno inserite in contesti sociali, come quello scolastico; la scuola è un ambiente che è fatto di obiettivi educativi e di apprendimento, di competenze da acquisire e consapevolezze da acquistare; un ambiente che soprattutto è un laboratorio di socialità e democrazia, fatto da bambini, bambine, ragazzi e ragazze e poi insegnanti, collaboratori, genitori e dirigenti . Il rapporto tra IA e esseri umani ha senso solo se manteniamo questo orizzonte sociale, nel quale software e dispositivi non assorbono completamente l’individuo. Una scuola veramente 4.0 è un ambiente nel quale la mediazione interpersonale fra esseri umani e tecnologia, fatta di collaborazione e confronto collettivo, non viene meno.

Interpreto in questo senso il contributo di Maria Ranieri, docente di didattica e pedagogia speciale dell’università di Firenze (di cui è recentemente uscito il libro Scuola e intelligenza artificiale. Percorsi di alfabetizzazione critica), che si abbina al testo di Pier Cesare Rivoltella e Chiara Panciroli Pedagogia algoritmica: il fatto che, parlando di IA Literacy, ciascuno di loro insista sul ruolo centrale di competenze critiche ed etiche, e non solo di aspetti procedurali e operativi (rispetto all’innovazione della didattica, alla possibilità di iper-personalizzare i percorsi di apprendimento), non è un caso. Stesso discorso per il già citato documento UNESCO del 2021 (AI and education: guidance for policy-makers) che insiste sulla necessità di adottare un approccio umanistico come principio generale per lo sviluppo di politiche sull’IA e l’istruzione.

E come si applicano all’AI queste attenzioni critiche ed etiche?

Mantenendo vivo lo spazio del confronto e dell’analisi critica: scrivere un prompt per avere la risposta a una domanda (che più è specifica, più necessita di essere dettagliata) e far fare agli alunni un fact-checking delle risposte ottenute è un compito da svolgere insieme, di modo che si possano sviluppare discussioni sulle potenzialità ma anche le fallibilità di queste tecnologie. Penso sia a noto a tutti che ChatGPt sovente incappa in errori banali, legati alla comprensione del testo, alla fornitura di informazioni sbagliate, all’invenzione di cose che non esistono. Basta fare un giro sul web, per rendersene conto. In questo senso, uno dei compiti degli insegnanti potrebbe essere proprio quello di illustrare la fallibilità di queste tecnologie o, meglio ancora, di farle scoprire agli studenti. Solo in questo modo si può sviluppare una coscienza della natura “non oracolare” di questi strumenti, specie in questo tempo di eccessivo entusiasmo.

È chiaro però che l’illusione della “facile soluzione” fornita da queste tecnologie possa essere scoperta solo da una mente piuttosto matura: rimango convinto che questo genere di strumenti vada inserito - e sempre con cautela - relativamente tardi nel percorso formativo. Anzi, dirò di più: secondo me non dobbiamo cadere nella trappola del determinismo tecnologico. È importante che la ricerca pedagogica mantenga viva la sua postura dubitante, di modo che il connubio tra IA e contesti educativi e di apprendimento non sia solo di natura funzionale e a breve gittata. Per farlo, di nuovo, non si può prescindere da uno spazio dialogico. Altrimenti il rischio è quello di continuare ad abbinare, in chiave antipedagogica, educazione e performance.

Qual è una capacità umana che l’AI non potrà mai sopperire, e su cui l’educazione deve puntare?

Noi possiamo vincere la sfida dell’educazione e della formazione nel tempo dell’AI insistendo sulla nostra capacità di approfondimento: è la profondità della conoscenza che ci rende ciò che siamo, non l’estensione. I dataset su cui sono addestrati i modelli di intelligenza artificiale generativa contengono una tale mole di dati, che a un essere umano non basterebbe una vita intera per leggerli tutti. Ciò in cui ancora ChatGpt, Gemini e altre IA generative hanno un deficit è la profondità della conoscenza degli argomenti, essendo la loro funzione innanzitutto quella di riassumere, dare prospettive generali, sintetizzare moli di informazione… E ciò in cui ChatGpt non ci raggiungerà mai è la comprensione e la rielaborazione critica delle informazioni che produce, che valuta, che possiede nel suo dataset: il modo stesso in cui ChatGpt compie queste operazioni non è che un lavoro di associazioni statistiche – invero altamente ingegnoso - che legano delle parole ad altre parole, a seconda della probabilità della loro occorrenza in un contesto sintattico e semantico. Non c’è una reale comprensione del testo.

Quel genere di comprensione la può avere solo un essere umano che, educato secondo una concezione “artigianale” dell’educazione, ha pazientemente appreso un mestiere, delle competenze, delle nozioni, e che dopo lungo tempo ha imparato a padroneggiare in modo critico e flessibile quel sapere come nessuna IA attualmente esistente può fare.

E cosa ci dicono questi dati? Prima di tutto che la società italiana ha considerevolmente aumentato le conoscenze scientifiche di base: dal 2007 infatti Observa pone a un campione di 1000 persone le seguenti affermazioni per saggiare il grado di “alfabetismo scientifico”:

• Gli elettroni sono più piccoli degli atomi
• Gli antibiotici uccidono sia i virus che i batteri
• Il Sole è un pianeta

E, dal 2018:

• L’azoto è l’elemento più diffuso nell’aria;
• Il bit è l’unità di misura di quantità di informazione

Banale dire quali sono vere e quali false, diranno le nostre lettrici e lettori. In realtà non tanto. Alle prime tre affermazioni oggi risponde correttamente più del 60% del campione rispetto a percentuali che variavano dal 38 al 50% (quella del Sole) nel 2007. Sulle due aggiuntive nei 5 anni esaminati (azoto e bit) pure si naviga intorno al 50% del campione.

È confortante vedere che le cose migliorano, ma è anche preoccupante sapere che il 40% non sappia che il Sole è una stella e che ai virus gli antibiotici non fanno un baffo. D’altra parte, la sezione statistica che come in tutte le edizioni chiude l’Annuario non fa che confermare il nostro paese agli ultimi posti nella spesa per l’istruzione. E penultimo, davanti alla sola Romania, per il tasso di laureati e dottori di ricerca fra i 27 paesi UE. Di cosa stupirsi, allora?

Comunque sia, le conoscenze scientifiche si diffondono sempre più nella popolazione italiana, grazie anche a una notevole crescita dell’informazione scientifica, come mostrano i dati che prendono in considerazione i media più seguiti (avanti ancora di gran lunga la televisione, ma con un aumento deciso dei social media, in particolare di Instagram). Negli ultimi vent’anni si registra soprattutto l’ascesa di blog e account social gestiti da comunicatori della scienza o direttamente da scienziati, i cui follower sono triplicati passando dall’11% del campione nel 2015 al 30% nel 2023. Altro fenomeno in crescita sono i festival della scienza, in numero e pubblico (15 punti percentuali in più dal 2007 al 2022). Ma direi che il fatto che più mi ha colpito è la credibilità che quasi la metà degli italiani assegna in primo luogo a scienziate e scienziati, le cui conferenze pubbliche sono in testa a tutte le altre forme di informazione scientifica. Oggi insomma, sono loro le figure più degne di fede, ben più di politici, ambientalisti, giornalisti e altri soggetti sociali. La fiducia riguarda peraltro anche le istituzioni scientifiche.

Il successo della scienza in particolare presso il pubblico più giovane e acculturato - quella che Observa definisce gli Entusiasti e i Fiduciosi informati che costituiscono il 42 per cento del campione - comporta una buona dose di idealizzazione. Cresce infatti la quota di persone che vede nella scienza l’unica fonte da cui ci si possa aspettare addirittura “la verità sull’uomo e il suo posto nel mondo”. E questo perché la scienza è aperta a tutti, si basa sul merito e sul controllo esercitato da una comunità coesa e competente, pronta a riconoscere gli errori e correggerli. Questa immagine della scienza - sempre secondo il nostro campione - ha due nemici dai quali guardarsi: la politica (in tutta la sua latitudine ideologica) e gli interessi economici che ne compromettono l’etica basata sul disinteresse. E, come insegnano i dati raccolti a valle della pandemia, la scienza dovrebbe anche guardarsi dalla esposizione mediatica dei suoi rappresentanti e dalla frequentazione di giornalisti e intrattenitori televisivi. Se quindi per i partiti politici sarebbe un buon affare candidare alle prossime elezioni schiere di scienziati, forse non lo sarebbe per gli scienziati, destinati a contaminare in fretta il proprio patrimonio mertoniano nell’arena politica.

Questa cospicua falange di appassionati di scienza resta piuttosto disorientata anche davanti a opinioni contrapposte abbracciate dagli scienziati. Forse è inevitabile che la crescita che ha conosciuto l’offerta informativa scientifica nell’ultimo decennio si accompagni a una immagine idealizzata di come funziona la scienza, e che una visione più critica, realistica e pluralistica appartenga una ristretta minoranza, sia fra il pubblico che probabilmente fra gli stessi ricercatori.

Poi non dimentichiamo che esiste l’altra faccia della Luna, quel 55% della popolazione italiana costituita per il 30% dai Disillusi e per il 25% dai Disinformati. Che non si fidano della scienza proprio perché la conoscono e hanno imparato a diffidarne, o perché non la conoscono e quindi ne diffidano a prescindere. Qui allignano disinformazione e teorie del complotto, di cui i social nella loro natura bifronte sono i massimi amplificatori. Qui troviamo i no-vax, così come le falangi per la verità in diminuzione dei “naturalisti” no-tech e i religiosi pro-life. O anche coloro che non temono lo sviluppo scientifico e tecnologico in quanto tale, ma perché troppo rapido e distruttivo di antiche certezze. O peggio ancora del loro lavoro. In questo variopinto panorama di tribù troviamo anche i più anziani, i più poveri, i più emarginati, verso i quali sarebbe doveroso indirizzare i nuovi sforzi di formazione e informazione scientifica.

L’Annuario di Observa tocca altri temi interessanti, come il rapporto del cinema e le serie tv con la scienza (con tanto di elenco dei 20 migliori film e serie dell’ultimo decennio), e l’auspicata transizione da un modello paternalistico di divulgazione a uno basato sull’ingaggio attivo del pubblico, come cercano di fare i diversi festival scientifici. C’è ovviamente anche una parte che riguarda la pandemia, che se da un lato ha mostrato l’impreparazione dei media e degli stessi esperti a spiegare cosa stava accadendo, dall’altro ha consentito di vedere in diretta la “scienza in azione” in un periodo di profonda incertezza. Cosa secondo me più istruttiva di quanto si creda.

Il rapporto sottolinea anche come la scienza debba molto della sua popolarità anche all’emergente sensibilità ambientale dei più giovani. Movimenti come Fridays for Future prendono molto sul serio ciò che la scienza ci sta dicendo. A partire da quella ragazzina svedese che nella torrida estate del 2018 ha cominciato a manifestare solitaria davanti al parlamento di Stoccolma con il cartello “Skolstrejk för klimatet”.

Siamo piuttosto lontani dalla realtà.

Come spiega Giulio Sandini, che dirige il dipartimento di Robotica, Scienze Cognitive e del Cervello dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) ed è stato professore ordinario di Bioingegneria presso l’Università degli Studi di Genova, i robot ad oggi sono lontanissimi dall’avere autonomia e capacità di interazione con l’ambiente comparabili a quelle umane. Anche di questo Sandini parlerà al convegno Dall’Intelligenza Artificiale agli impianti nel cervello: l’essere umano non sarà più solo biologico?, che si tiene il 27 febbraio al Museo della scienza e della tecnologia Leonardo Da Vinci di Milano (qui il programma).

iCub: nato per studiare lo sviluppo della capacità cognitive

Lo scopo per cui è stato progettato iCub, il primo e più iconico robot tra i diversi realizzati all’IIT, è quello di utilizzarlo come modello “fisico” per studiare lo sviluppo delle capacità sensoriali, motorie e cognitive umane (la parola cub è il termine inglese per “cucciolo”).

Attraverso il robot umanoide iCub più che studiare le applicazioni dell’intelligenza artificiale, si cerca di capirne le differenze rispetto all’intelligenza umana.
Il robot iCub è stato creato per questo, spiega Sandini: «Seguendo quello che sappiamo dello sviluppo delle capacità cognitive nell’umano, ci siamo dati come obiettivo scientifico quello di sviluppare un sistema che non sia necessariamente intelligente all’origine, ma che sia in grado di svilupparsi e diventarlo, in maniera incrementale, un po’ come facciamo noi umani: imparando attraverso l’interazione con l’ambiente e con l’essere umano e/o con altri agenti artificiali».

La strada, sottolinea Sandini, è però ancora lunga.

«Bisogna essere realisti su quello che i robot sono in grado di fare adesso e sulle difficoltà che ancora ci sono da superare per arrivare a realizzare sistemi come quelli che popolano i film di fantascienza. Dobbiamo tener conto che c’è una certa ambiguità tra quello che si vede al cinema e i filmati simili, che riprendono i robot sviluppati nei laboratori scientifici; questa ambiguità deriva dal fatto che quando vediamo una forma antropomorfa che si muove le attribuiamo implicitamente capacità umane (“la nostra immaginazione non può essere che antropomorfa” diceva Calvino nelle sue Lezioni americane) e quindi pensiamo che le azioni del robot siano guidate da meccanismi simili a quelli umani e quindi da un processo “intelligente”».

Il robot in fondo non è diverso da una marionetta

L’attribuire intelligenza quando si osserva il movimento di una struttura articolata, un fenomeno evidente anche quando guardiamo cartoni animati, si verifica a maggior ragione nel caso dei robot umanoidi, progettati per avere una struttura simile alla nostra. Quando si vede un robot che ha una forma umana ci si aspetta che sia in grado di comportarsi come un umano: è una reazione naturale, il nostro cervello interpreta in senso antropomorfo il movimento di altri esseri. Questo meccanismo è alla base della nostra capacità di immedesimarci negli altri e, in qualche misura, di essere in grado di capirne le intenzioni. Per questo motivo, quando osserviamo un robot che si muove o un pupazzo animato, dobbiamo sforzarci di capire “che cosa c’è dietro”, quali processi stanno dietro a quei movimenti apparentemente intelligenti.

Spiega infatti Sandini: «Nel caso di un burattino sappiamo che l’intelligenza è certamente nel burattinaio, ma anche nello spettatore che si immedesima nel burattino e si lascia commuovere dai suoi movimenti. Nel caso di un robot, che esegue lo stesso movimento e stimola le stesse emozioni, sappiamo per certo solo che l’intelligenza è nell’osservatore: se si osserva un robot che afferra un bicchiere e compie il gesto di bere, una valutazione superficiale ci porta a concludere che sia un robot talmente intelligente da essere in grado di svolgere non solo una serie di processi motori e percettivi, relativamente complicata, in maniera autonoma, ma anche che il robot abbia l’intenzione di afferrare il bicchiere. Mentre in realtà sta semplicemente eseguendo un programma informatico, che ogni volta che riconosce un bicchiere cerca di afferrarlo. In questo caso il robot non è diverso da una marionetta, che al posto dei fili ha delle righe di codice e ripete sempre la stessa azione. Un comportamento certamente non intelligente. Quello che manca al robot è l’intenzione, la capacità di decidere che azione eseguire per raggiungere un obiettivo (bere dell’acqua) sulla base dell’esperienza passata e della situazione contingente e, soprattutto, la capacità di sviluppare e accumulare nuova conoscenza in conseguenza dell’azione. La difficoltà non è tanto nell’eseguire una azione e neppure imparare a eseguirla sempre meglio, ma nella capacità che noi abbiamo di trovare modi nuovi per eseguirla senza che nessuno ce l’abbia insegnata (riuscireste a bere da un bicchiere con le mani legate dietro alla schiena?)».

Bisogna insomma chiedersi se il sistema è in grado di generalizzare, di trasferire le capacità acquisite ad altri contesti. Il consiglio è quindi di non fermarsi all’osservazione del comportamento, ma cercare di capire che cosa c’è dietro, quali sono i processi (i programmi) che realizzano il comportamento.

Come sottolinea Sandini: «Benché dotati di tecnologie complesse e molto interessanti, come sensori sempre più sofisticati per percepire l’ambiente esterno e attuatori sempre più veloci e precisi per muoversi, i robot che sembrano intelligenti potrebbero invece essere “semplici” sistemi reattivi, che eseguono misure sensoriali (“cerca un bicchiere”) che hanno una conseguenza motoria (“afferra il bicchiere”): vedo un oggetto rosso e rotondo e lo afferro, altrimenti non faccio nulla. Anche se sono la componente di base di un sistema intelligente, e certamente non semplici da realizzare in un sistema artificiale, si possono paragonare a comportamenti riflessi. Manca l’intenzione, la capacità di prendere decisioni e questo fa capire quanto siano infondate le idee di robot che prendano il sopravvento sull’umano, che presuppone esattamente l’opposto: la capacità di prendere decisioni sulla base di un’esperienza acquisita e di eseguire un’azione per raggiungere l’obiettivo previsto (immaginato). È proprio quello che manca ai robot».

La robotica e l’intelligenza artificiale

Ma quali sono le relazioni tra robotica e intelligenza artificiale?

«Qui c’è un’ambiguità – chiarisce Sandini – . Un conto è parlare di un’intelligenza artificiale tipo Chat GPT che si basa esclusivamente sulla ricerca di una correlazione fra dati acquisiti, diverso è parlare dell’intelligenza di un sistema dotato di un corpo, un sistema incarnato o “embodied” come si dice in inglese. Chat GPT si basa su dati, acquisiti attraverso i sistemi più disparati e sintetizzati. Nel caso di robot il risultato di quella che potrebbe essere chiamata intelligenza è invece un comportamento: il robot si deve in qualche maniera muovere, compito diverso, perché non è più sufficiente utilizzare dati acquisiti, ma è necessario generare nuovi dati, utilizzando un modello del corpo del robot, una sua rappresentazione interna, e l’esperienza acquisita mediante quel corpo. Se vogliamo far diventare intelligente un robot dobbiamo trovare soluzioni e tecnologie che al momento non ci sono e, se siamo interessati ad un’intelligenza “umana” (ma ne esistono altre?), la ricerca di soluzioni può consentire di capire meglio noi stessi. In questo caso si fa riferimento alle scienze cognitive e alla robotica cognitiva come modelli di sistemi “embodied” in grado di acquisire e utilizzare conoscenza acquisita anche in modo autonomo».

Oltre alle capacità percettive e motorie, il robot deve insomma sviluppare le capacità cognitive che consentono agli esseri umani e ad altri esseri viventi di essere in grado anticipare l’effetto delle azioni che stanno eseguendo. Per farlo, si parte dalle esperienze acquisite in passato.

Sandini propone un esempio apparentemente banale: scegliere di aprire una maniglia con il gomito perché abbiamo le mani occupate: «Nessuno ce l’ha insegnato, ma lo facciamo perché abbiamo acquisito conoscenza sugli obiettivi da raggiungere e sui vincoli imposti dall’ambiente e siamo in grado, letteralmente, di immaginare le azioni prima di eseguirle in modo da trovare, fra le soluzioni possibili, quella che meglio si adatta alla situazione contingente. Non si tratta tanto della capacità di memorizzare, di immagazzinare informazioni, quanto di andare a ripescarle nel modo e nel momento giusto nella memoria, un’operazione molto più complicata».

E questo, ad oggi, ai robot manca. Si tratta di una capacità di cui sono privi.

Come spiega ancora Sandini: «Mentre Chat GPT acquisisce conoscenze già esistenti, per esempio dalla rete, un sistema robotico con queste capacità cognitive sarebbe in grado produrre conoscenza “personalizzata”, sulla base di precedenti nozioni che ha già acquisito. Un sistema artificiale ad oggi riparte sempre da zero, nell’ambito della robotica: la conoscenza degli aspetti cognitivi è molto meno sviluppata della capacità di sincronizzare le percezioni con i movimenti (la cosidetta coordinazione sensomotoria). Un robot è in grado di imparare ad afferrare un bicchiere, se correttamente programmato: attraverso una serie di telecamere e sensori, il robot può infatti effettuare una serie di misure e su questa base eseguire un’azione. Ma non riuscirà autonomamente a modulare l’azione a seconda dell’obiettivo: per esempio a prendere una tazza per il manico se è per bere o per il corpo se è per passarla a un altro. Anche su questo il robot dovrà essere istruito con un programma specifico, non possiede le funzioni cognitive necessarie a capirlo».

Le applicazioni dei robot nella cura e le sfide per il futuro

Questo non significa, ovviamente, che i robot sviluppati fino ad oggi non possano essere già utili, anche in ambito clinico.

Racconta Sandini: «Nell’ambito della robotica chirurgica e per la realizzazione di dispositivi di riabilitazione ci sono strumenti già utilizzati in ambito clinico, anche in IIT sono stati sviluppati sistemi che consentano di aiutare il fisioterapista sia a eseguire movimenti esercitando una forza molto controllata e personalizzata sia per misurare in maniera quantitativa l’effetto dell’intervento fisioterapico. Per realizzare i primi prototipi di questi dispositivi si utilizzano gli stessi motori e la stessa elettronica sperimentati nel nostro robottino umanoide. A livello sperimentale è stata applicata la possibilità di far eseguire movimenti particolari a un robot umanoide, che possa permettere di interagire con più facilità con una persona con sindrome dello spettro autistico: anche se questo rimane un ambito di frontiera, ci vuole molta cautela prima di parlare di reali vantaggi».

In conclusione, qual è il campo più importante della ricerca sui robot oggi?

Per Sandini, la progettazione dell’architettura cognitiva del sistema: «Per quello che mi riguarda, dopo aver realizzato robot con capacità sensorimotorie di base e sperimentato l’apprendimento di semplici compiti motori, la sfida è quella di iniziare a pensare a come progettare la struttura della mente del sistema artificiale nel suo insieme: l’architettura cognitiva del sistema. La struttura funzionale di un sistema, cioè, in grado di costruire esperienza di quello che è successo nel passato e di ripescare dalla memoria i ricordi necessari a simulare mentalmente diverse soluzioni prima di scegliere quella che meglio si adatta alla situazione contingente, ovvero che consente di raggiungere l’obiettivo rispettando i vincoli contingenti. Oggi siamo molto bravi a insegnare tante cose ai robot una alla volta, ma senza che ci sia una sistema-mente che le mette insieme. Un sistema in grado, come si dice, di generalizzare e di trasferire quello che ha imparato facendo una cosa per impararne un’altra: cioè che se imparo a giocare a tennis mi aiuta a imparare a giocare a ping pong o a paddle, un sistema che viva nel mondo. In sintesi: il progetto della struttura di un sistema in grado di ricordare quello che ha fatto, di associare i ricordi e di immaginare il futuro. Un’architettura certamente molto complessa, e per realizzarla dovremo allearci con neuroscienziati, filosofi, sociologi, umanisti, artisti, perché l’obiettivo richiede di capire il funzionamento del nostro cervello e le basi della nostra umanità, ma, anche se ci vorranno molte decine, forse centinaia di anni, lungo la strada avremo imparato molto di noi umani e sviluppato tecnologie che oggi ancora non ci sono. E i robot non ci faranno più paura».

In questa storia sono riassunti timori e tremori del rapporto essere umano-intelligenza artificiale, il cui nucleo può essere così condensato: se da un lato le macchine ci consentono di fare cose prima inimmaginabili e possono aiutarci nella ricerca scientifica, nel lavoro e nel più generale progresso della società, dall’altro ragionano in modo totalmente diverso. Le macchine non sanno autonomamente che mezzi evitare per raggiungere i fini desiderati, non sanno che variabili considerare se non quelle esplicitate. Tuttavia, in una certa misura, apprendono e ragionano in modo autonomo: trovano da sé le “scorciatoie” per raggiungere un risultato. Inoltre, nelle mani sbagliate, queste stesse macchine possono aggirare i paletti dell’etica e del diritto arrivando a manipolare e condizionare le persone in modo decisivo: lo scandalo di Cambridge Analytica è forse l’esempio più eclatante fra i tanti che si potrebbero fare. È per questo che diventa necessaria una regolamentazione per “tenere a bada” queste macchine, definirne gli usi leciti, richiedere trasparenza sulla loro produzione e, per quanto possibile, “capirle”.

Per quanto concetti come “intelligenza”, “creatività”, “originalità”, “libertà” siano spesso vaghi e sfumati, ci troviamo a doverli usare come pietra di paragone quando ci interroghiamo sul nostro rapporto con le intelligenze artificiali: quello che sappiamo per certo è che - almeno in certi domini – le macchine arrivano a certi risultati in modo differente da noi. E spesso in un modo anche oscuro: le reti neurali artificiali del deep learning, esplicitamente ispirate alle strutture neurali del nostro cervello, sono reti multistrato il cui funzionamento interno è una “scatola nera”. Attraverso complessi processi di calcolo, da un input arrivano all’output. È ovviamente di nostro interesse che l’output sia quello desiderato: tuttavia, il “come ci arrivano” è ancora in gran parte un mistero. E se la zampa di scimmia generasse effetti collaterali imprevisti? Inoltre, data la stretta dipendenza dai dataset di apprendimento, siamo sicuri che la macchina non sviluppi pericolosi “bias”, incorporando e sovra-regolarizzando pregiudizi contenuti nei dati? Non a caso stanno nascendo numerosi gruppi di ricerca che tentano di scardinare questa scatola nera.

È in ragione di queste principali preoccupazioni, che si diramano nei più disparati ambiti d’applicazione, che l’Europa, gli Stati Uniti, il Regno Unito, insomma, il mondo intero si sta armando di regolamentazioni ad hoc, volte a limitare, normare, declinare l’intelligenza artificiale all’interno della società.

Il cammino della regolamentazione in Europa: l’AI ACT

Sarebbe impossibile riassumere tutti i provvedimenti che a livello europeo hanno interessato l’intelligenza artificiale negli ultimi anni: i settori si suddividono in industria, pubblica amministrazione, digitale, ricerca scientifica, le tematiche etiche e politiche toccano la sfera della privacy, il mercato del lavoro, l’interazione uomo-macchina.

Ciò che però è emerso negli ultimi anni, specie nei provvedimenti più astratti (solitamente quelli sovrannazionali) sono degli orientamenti di fondo, dei principi valoriali che possiamo leggere alla luce dei timori e delle sfide soprammenzionate. L’AI Act è il primo passo di una legislazione solida e unitaria, con cui l’Europa diventa la prima entità sovrannazionale a dotarsi di una legge che regolamenterà l’intelligenza artificiale: sin dalle prime battute del testo si intuisce il focus sulla tutela dei diritti e della privacy dei cittadini. Così recita infatti il primo paragrafo:

Lo scopo del presente regolamento è promuovere la diffusione di un’intelligenza artificiale antropocentrica e affidabile e garantire un livello elevato di protezione della salute, della sicurezza, dei diritti fondamentali, della democrazia e dello Stato di diritto, nonché dell’ambiente, dagli effetti nocivi dei sistemi di intelligenza artificiale nell’Unione, sostenendo nel contempo l’innovazione e migliorando il funzionamento del mercato interno.

La prima preoccupazione è che l’intelligenza artificiale sia “umano-centrica” e “affidabile” solo secondariamente l’accento si sposta sull’innovazione e il corretto funzionamento del mercato.

Lungo il testo è evidente il tentativo di bilanciare le istanze di un’innovazione competitiva sul piano tecnologico ed economico, al passo con le altre superpotenze mondiali, e di una salvaguardia dei diritti cardine dell’UE, in special modo quelli legati alla privacy e alla libertà dei cittadini. Gli usi dei sistemi di intelligenza artificiale sono stati classificati sulla base del rischio che comportano: minimo, elevato, inaccettabile e legati alla trasparenza. Anche solo dando uno scorcio alla definizione degli usi ritenuti inaccettabili, ci si rende conto della prominente attenzione alla dimensione etica: basti pensare al divieto di utilizzare la categorizzazione biometrica per estrapolare dati sensibili, a quello di utilizzare sistemi AI per il riconoscimento delle emozioni in luoghi di lavoro e in istituzioni educative, a quello di usare l’intelligenza artificiale per finalità di social scoring (come avviene in Cina, per esempio). I sistemi ritenuti ad alto rischio (come, per esempio, i sistemi AI per le campagne elettorali), invece, hanno l’obbligo di sottoporsi a una valutazione esterna sul loro impatto sui diritti umani fondamentali.

Proprio in Cina, così come in America, il quadro normativo è ancora frammentario: l’AI Act in tal senso vuol essere un modello legislativo anche a livello internazionale. Se, infatti, rispetto a Cina e USA l’Europa soffre di un innegabile ritardo tecnologico, la cosa è dovuta anche a una legislazione più stringente in materia di diritti e privacy. Diritto e tecnologia, con tutte le loro intersezioni in materia di etica, economia e politica, sono i due grandi campi in cui si gioca l’arena di un’efficace integrazione fra intelligenza artificiale, innovazione, mercato globale e società. Potremmo immaginare una moderna Dike, la dea greca della giustizia, ponderare con la sua bilancia il giusto peso da dare agli elementi del gioco: sta ad ogni Stato - o organizzazione internazionale – fare del proprio meglio per trovare il tanto agognato equilibrio.

Fondata nel 2021, Corticale è la start-up figlia dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova (e di un finanziatore privato, Giuseppe Santella) che si occupa di sviluppo di BCI: giovane, piccola - conta una decina di dipendenti - ma con una precisa scommessa tecnologica, chiamata SiNAPS (Simultaneous Neural Recording Active Pixel Sensor technology), un dispositivo di registrazione dell’attività neuronale con un sistema di elettrodi attivi. 

«La tecnologia di Corticale è il risultato degli ultimi dieci anni di ricerca in laboratorio» spiega Luca Berdondini, responsabile del laboratorio di Microtecnologia per la neuroelettronica dell’IIT di Genova e consulente scientifico per Corticale. «Avevamo raggiunto un elevato livello tecnologico ed eravamo arrivati al prototipo; volevamo credere in questa tecnologia e renderla accessibile, prima di tutto al mondo della ricerca scientifica e poi per applicazioni cliniche; per questo abbiamo lanciato Corticale». Per il mondo scientifico, l’azienda segue il modello delle OEM, ovvero produce e vende i propri dispositivi ad altre aziende che li implementano e, nel caso dei collaboratori di Corticale, sviluppano strumentazione scientifica. «La linea produttiva rispetta la normativa per i dispositivi medici. Per ora le collaborazioni riguardano sperimentazione su modelli animali di primati non umani, nei prossimi mesi usciranno i risultati, ma l’obiettivo è la ricerca clinica e stiamo già lavorando in quella direzione» precisa Berdondini.

L’obiettivo delle BCI infatti - platonico per ora - sarebbe quello di controllare con il pensiero un qualunque dispositivo elettrico; nella realtà, le interfacce mirano a restituire a pazienti in condizioni di immobilità (paraplegici o tetraplegici per esempio) una parziale indipendenza motoria, come la capacità di muovere cursori su schermi, arti robotici o controllare uno stimolatore della spina dorsale per riacquisire un parziale movimento delle gambe. Il primo traguardo è infatti la decodifica dell’intenzione di movimento, che segue schemi di attivazione neuronale piuttosto noti e simili tra individui. 

«Da una parte i nostri sensori vengono utilizzati per osservare l’attività elettrica di migliaia di neuroni per capire meglio i meccanismi di funzionamento del cervello, come vengono processate e integrate le informazioni; il sistema nervoso è ancora una grande sfida scientifica» spiega Berdondini. «Il traguardo però è riuscire ad applicare la tecnologia a situazioni patologiche». E la tecnologia su cui ha scommesso l’azienda ha una novità: «Molti sensori dell’attività elettrica usati nello sviluppo di interfacce cervello-computer si basano sull’impiego di elettrodi passivi, ovvero individualmente connessi a un punto di contatto poi collegato a uno strumento esterno che amplifica il segnale, lo pulisce e lo analizza. Noi abbiamo portato tutta questa elettronica sotto ogni singolo elettrodo: questa è stata un’enorme sfida tecnologica, ma così il segnale viene registrato e amplificato localmente, migliorandone la qualità e rendendolo meno soggetto al rumore ambientale ed elettromagnetico.  In questo modo possiamo manipolare il segnale in loco e creare matrici di elettrodi dense: siamo in grado di gestire migliaia di elettrodi integrati su dispositivi di 0,08 millimetri».

SiNAPS, come l’N1 impiantato da Neuralink, è quindi un sensore intracorticale, contente un migliaio di elettrodi, che penetra la corteccia cerebrale e capta un segnale elettrico preciso e affidabile, poiché si posiziona direttamente accanto ai neuroni da cui registra. E se una parte della comunità scientifica si interroga sulla reale utilità di sensori così densi di elettrodi, Berdondini è di un altro avviso: «Poter registrare da migliaia di neuroni significa avere accesso a più di un circuito contemporaneamente e soprattutto significa poter scegliere: probabilmente non serve in ogni momento l’informazione di tutti i neuroni disponibili, ma potremo essere in grado di selezionare i neuroni più informativi e personalizzare la registrazione. Per esempio, se pensiamo a una situazione patologica di neurodegenerazione, in cui alcuni neuroni smettono di funzionare, un sistema del genere potrebbe essere in grado di adattarsi nel tempo in funzione della progressione della malattia». 

A differenza di Musk però, che ha investito su 64 microfili ultraflessibili per limitare l’impatto dannoso dell’impianto, gli elettrodi di SiNAPS sono posizionati su un singolo ago, sottile ma rigido. Nonostante questo, sembra che siano anche le dimensioni a contare: il posizionamento di un unico filo così piccolo dovrebbe ridurre il danno e la relativa risposta cicatriziale del tessuto che nel tempo peggiora la qualità del segnale. 

Le sfide sono innumerevoli, così come le diverse soluzioni; Corticale porta la sua, non sappiamo ancora quale sarà la mano vincente, ma l’obiettivo rimane lo stesso: rendere le interfacce cervello-computer uno strumento funzionale di supporto per i pazienti; per quanto riguarda la lettura del pensiero, vedremo poi.

Se possiamo concordare sul fatto che la comunicazione scientifica possa, tra le altre cose, esercitare questa funzione di aiuto alla costruzione di una cittadinanza scientifica, sia con approcci più trasmissivi, sia con approcci più partecipativi (e forse ancor meglio attraverso una combinazione dei due), allora bisogna chiedersi su che temi potrebbe essere utile concentrarsi. Vorrei proporne due, da affiancare al sapere più strettamente scientifico, e che credo di poter riassumere con “raccontiamo i processi”. Questo approccio si declina in due modi: il racconto del processo scientifico e il racconto del processo divulgativo.

Raccontiamo il processo scientifico

Nei periodi di crisi sembrano emergere maggiormente le criticità di quella che potremmo chiamare “comunicazione scientifica ingenua”. Mi viene da richiamare i primi mesi del periodo pandemico, quando si è pagato lo scotto di aver troppo spesso raccontato la scienza come portatrice di verità assolute, immutabili, dogmatiche. Si tratta di un comodo espediente che eleva la scienza all’interno del dibattito pubblico, la scollega dal contesto socioculturale in cui è stata prodotta e le dona una funzione quasi oracolare. Finché questo approccio è usato per raccontare sapere vecchio di decenni o secoli, fatica a mostrare i suoi limiti. Quando si è trattato di raccontare la scienza in itinere il disastro era dietro l’angolo. Si chiedeva agli scienziati di produrre (possibilmente in fretta) verità conclusive; ci si stupiva delle diverse posizioni espresse dai vari esperti e del loro continuo cambiare di idea; si faticava a capire la differenza tra consenso della comunità scientifica e parere del singolo scienziato; per non parlare della difficoltà con cui si contestualizzavano preprint, position paper, dichiarazioni…

La prima proposta è quindi di raccontare, oltre alle scoperte, le notizie e le conoscenze scientifiche, il processo scientifico. Dobbiamo raccontare l’aspetto umano della scienza, le sue radici storiche e socioculturali, gli scontri, la costruzione dei fatti scientifici, gli aspetti economici, i personalismi, riportare – anche nel discorso pubblico – la scienza all’interno della società. Dobbiamo iniziare a inserire considerazioni di sociologia della scienza, storia della scienza, filosofia della scienza, ecc. nei nostri contenuti perché l’errore più grande che possiamo commettere è trasmettere una visione distorta o parziale dell’impresa scientifica. Una cittadinanza scientifica autentica passa prima attraverso la consapevolezza del processo di costruzione della conoscenza scientifica, piuttosto che attraverso l’alfabetizzazione scientifica.

Nel racconto del processo scientifico si possono – oserei dire si devono – affrontare i problemi della scienza odierna: l’abominevole quantità di pubblicazioni ritirate, le logiche del publish or perish, la quantità esorbitante di riviste predatorie, i discutibili meccanismi di valutazione della ricerca, i divari di genere, i conflitti di interesse e l’influenza (spesso anche positiva, intendiamoci) del privato nei finanziamenti, le dinamiche assurde dell’editoria scientifica, i problemi di salute mentale di ricercatori, studenti e dottorandi, l’effetto San Matteo e le sue conseguenze, il difficile rapporto tra consulenza scientifica e politica… Se si vuole costruire un più saldo rapporto di fiducia tra scienza e società civile la trasparenza nel racconto del processo di produzione del sapere scientifico sarà fondamentale.

Non è solo una questione di mera efficacia comunicativa: il racconto dei processi di costruzione del sapere è quasi un dovere morale di scienziati e comunicatori, un atto di responsabilità. Questo è soprattutto vero nel momento in cui il sapere scientifico ha un impatto significativo sulla vita dei cittadini, con le sue ricadute tecnologiche e nella consulenza (più o meno riuscita) ai legislatori. È un diritto (e dovere?) della cittadinanza essere conoscenza di “come è fatta la salsiccia” nel momento in cui quella salsiccia permea e influenza in modo radicale la società della conoscenza in cui viviamo.

Raccontiamo la divulgazione

Non staremo facendo la fine del giornalismo? È chiaramente una provocazione, ma con la dirompenza con cui si sono affermati i social media, in particolare, e la comunicazione digitale, in generale, nel panorama della divulgazione scientifica credo sia opportuno chiedersi come non assoggettarsi agli stessi schemi che sembrano aver messo in ginocchio il giornalismo tradizionale. La necessità di portare sulle proprie pagine un grosso traffico per lucrare sulle inserzioni pubblicitarie ha influenzato profondamente il modo di fare informazione. Si è diventati in un certo senso schiavi del click. Ciò di cui ci si lamenta è la necessità di produrre molti contenuti, estremamente accattivanti, a ritmi serratissimi. Il risultato è un abbassamento della qualità contenutistica media: si rilanciano comunicati stampa o brief delle agenzie di comunicazione, si taglia sull’approfondimento e sulla ricerca, emerge un grosso rischio di plagi e scopiazzature, ma finisce tutto comunque sotto al macro-cappello “giornalismo” o “divulgazione”.

Una delle possibili risposte a questo circolo vizioso, a mio avviso, è la meta-divulgazione. L’idea è quella di attingere ad alcuni strumenti propri dell’educazione mediale, per aiutare nella lettura, interpretazione e decostruzione di un contenuto di divulgazione. La proposta è quella di inserire all’interno di un prodotto di divulgazione anche il racconto del processo di costruzione di quel contenuto (ricerca e selezione delle fonti, tempo dedicato, esplicitazione delle scelte comunicative…). Un po’ come quando al ristorante, oltre a servirti un ottimo piatto, il cameriere si prende qualche secondo per raccontartelo, spiegarti le scelte dello chef e anche come gustarlo al meglio. Quel tipo di attenzione e cura potrebbe poi essere ricercata altrove o usata come chiave interpretativa di altri pasti. Fuor di metafora: se ho gli strumenti per decostruire come è stato realizzato un prodotto di comunicazione, posso fruirne e interpretarlo con maggiore consapevolezza. L’approccio meta-divulgativo prevede, in un certo senso, di divulgare la divulgazione e vuole provare a fornire gli strumenti per essere consumatori attivi e critici della comunicazione scientifica.

E quindi? Ho provato riassumere e dare un senso ad alcune riflessioni che mi sono portato a casa dal Convegno Nazionale di Comunicazione della Scienza, che si tenuto a fine 2023 alla SISSA di Trieste. Ci ragiono da qualche settimana e sentivo la necessità di metterle nero su bianco, di tirarle fuori dalla mia testa e di sottoporle al parere di colleghi e colleghe. La speranza è che siano buoni semi, che possano trovare terreno fertile in cui attecchire e crescere.

Non credo che il racconto dei processi scientifici e divulgativi possa in alcun modo essere l’unica strada da percorrere o la migliore, tutt’altro. Anche solo perché non sempre sono applicabili, per ragioni di tempo, spazio, target, obiettivi… Non penso quindi che debba sempre essere presente in ogni nostro prodotto di comunicazione scientifica. Spero invece che possa essere un utile alleato nella costruzione di alcuni lavori. Il racconto del processo scientifico può contribuire alla costruzione di un’idea di scienza più realistica e umana, aiutando la formazione di una cittadinanza scientifica attiva e consapevole. Il racconto del processo divulgativo (o metadivulgazione) può aiutare la lettura e l’interpretazione dei prodotti di comunicazione scientifica e – forse – a valorizzare e chiarire il ruolo dei professionisti della SciCom, a volte non chiaro nemmeno a noi. Se il racconto dei processi si dimostrerà un valido attrezzo da inserire nella cassetta del divulgatore, arriverà il momento di chiedersi come sia meglio raccontare i processi. Ma ogni cosa a suo tempo.

A riprova dell’importanza del lavoro svolto da queste figure, che passano al setaccio lavori anche di autori “pesanti” pubblicati su riviste importanti, Nature ha scelto uno di loro tra le dieci personalità che hanno ottenuto un risultato importante nel 2023. Si tratta di James Hamlin, un fisico americano esperto di superconduttività, che ha trovato sospetto un articolo pubblicato a marzo su Nature dove Ranga Dias e Ashkan Salamat sostenevano di avere ottenuto la superconduttività a temperatura ambiente, un risultato potenzialmente molto importante, che era finito su tutti i giornali. Hamlin, che aveva già controllato e fatto ritirare due precedenti lavori di Dias, ha indagato a fondo sul risultato, dimostrando che non era credibile perché il metodo aveva troppi punti oscuri (ne abbiamo parlato qui). Le sue critiche, che non hanno avuto risposte convincenti, hanno convinto gli editori di Nature a ritirare il lavoro a novembre (forse Nature dovrebbe fare più attenzione prima di accettare articoli di questo autore visto che, spinti dalle critiche di Hamlin, i suoi editori ne aveva già ritirato uno nel 2020).

Un epilogo molto più rapido di quanto avviene di solito con le riviste che impiegano anni per decidere se, e come, procedere. Spesso aspettano il risultato di indagini interne alle università, che scattano quando c’è il sospetto che i dati siano stati contraffatti o inventati di sana pianta. Uno dei casi più estremi coinvolge due medici giapponesi, Yoshihiro Sato e Jun Iwamoto, i cui numerosi lavori su fratture e osteoporosi, pubblicati su molti giornali, sono sembrati sospetti a un team di segnalatori di frodi scientifiche formato dai neozelandesi Andrew Grey, Mark Bolland e Greg Gamble, dell’Università di Auckland, e dall’inglese Alison Avenell, dell’Università di Aberdeen. L’analisi, iniziata nel 2013, ha evidenziato dati non plausibili ed evidenti incongruenze negli articoli del gruppo giapponese. Come poteva un team formato da pochi ricercatori e senza finanziamenti dichiarati reclutare migliaia di soggetti di ricerca?

Col tempo, l’elenco degli articoli sospetti è cresciuto fino a quota 300 lavori, pubblicati su 78 giornali. Dopo ripetute segnalazioni del gruppo di detective scientifici, che hanno raccontato il loro decennio di sforzi nel lavoro Ten Years later: Assessments of the integrity of publications from one research group with multiple retractions, qualcosa ha iniziato a muoversi. Le riviste hanno preso provvedimenti per 136 articoli, ritrattandone 121, correggendone tre e segnalandone 12 come problematici. Per altri 57 articoli, le riviste hanno comunicato al team di aver fatto delle revisioni e hanno stabilito che 22 dovevano essere ritrattati. I detective non hanno ricevuto alcuna risposta su altri 107 articoli pubblicati su 41 riviste di 21 editori, tra cui Elsevier e Springer Nature. Finalmente, il mese scorso, Elsevier ne ha ritrattati sette, tre anni e mezzo dopo che il Comitato per l’etica della pubblicazione (Committee on Publication Ethics, COPE) aveva minacciato sanzioni.

Guardando il sito delle ritrattazioni, troviamo Sato, che prima di morire ha ammesso di aver falsificato i risultati, al quarto posto nella lista degli autori più ritrattati, con 119 articoli. Il tedesco Joachim Boldt è a quota 194 articoli, seguito dai giapponesi Yoshitaka Fujii con 172 e Hironobu Ueshima con 124. Operano tutti in ambito medico e tre sono giapponesi; chissà se significa qualcosa. Da notare che tutto questo è successo a valle delle segnalazioni dei detective: nessun giornale ha agito in modo autonomo.

Non sempre si tratta di frodi macroscopiche; a volte si tratta di disattenzione (colpevole ma non fraudolenta) che emerge con più facilità dall’esame delle figure. È quello che fatto il biologo Sholto David sul blog For Better Science per ben 57 lavori, pubblicati tra il 1997 e il 2017 dal gruppo dirigente del Dana Faber Cancer Institute (DFCI), un’istituzione importante affiliata alla Harvard Medical School. Gli errori identificati da David comprendono porzioni di immagini identiche che compaiono più di una volta nello stesso documento. David ha affermato che è difficile capire come errori di questo genere possano accadere ma ha rifiutato di dire se ritiene che le sue scoperte costituiscano una prova di cattiva condotta della ricerca. Il DFCI ha richiesto la ritrattazione di sei articoli e la correzione di altri 31, per i quali gli autori del DFCI «hanno la responsabilità primaria dei potenziali errori nei dati»; l’istituto sta ancora indagando su altri 16 articoli che contengono dati provenienti dai laboratori di altri ricercatori del DFCI e di Harvard. Solo tre dei documenti in questione non contenevano “anomalie nei dati”.

Sapere che un attento controllo ha evidenziato che solo il 10% degli articoli pubblicati da un prestigioso istituto di ricerca sul cancro sono immuni da errori non è affatto rassicurante, tanto che anche il New York Times ne ha parlato. L’indagine andrà avanti almeno per un anno, ma il responsabile per l’integrità scientifica del DFCI ha rifiutato di commentare se gli errori rappresentino una cattiva condotta scientifica, dal momento che «La presenza di discrepanze nelle immagini in un articolo non è una prova dell’intenzione di un autore di ingannare. Questa conclusione può essere tratta solo dopo un attento esame basato sui fatti (…) La nostra esperienza ci insegna che gli errori sono spesso involontari e non assurgono al livello di cattiva condotta».

Certo nessuno è immune da errori. L’anno scorso, Marc Tessier-Lavigne, presidente dell’Università di Stanford, ha dato le dimissioni dopo che erano state trovate manipolazioni in alcuni dei lavori del suo gruppo; per non parlare della presidente di Harvard, Claudine Gay, costretta a dare le dimissioni perché accusata di plagio sulla base di un articolo del 2001, dove compaiono diverse frasi tratte dal libro Race Redistricting and Representation, pubblicato da David T. Canon nel 1999, senza che il libro fosse citato. Canon, interpellato, ha detto che si trattava semplicemente di definizioni e che, a sua parere, non c’era nessun plagio, ma tant’è.

Oltre a questi casi eclatanti, che mettono in grande imbarazzo riviste e istituzioni di rilievo, esiste anche un altro fenomeno preoccupante nel mare magnum della letteratura scientifica: la vendita delle firme su articoli da pubblicare su riviste più o meno autorevoli. Gli investigatori scientifici hanno scoperto centinaia di annunci online pubblicati su Facebook e Telegram, oltre che sui siti web di aziende che affermano di offrire servizi di pubblicazione accademica. Spesso gli annunci includono il titolo dell’articolo, la rivista in cui sarà pubblicato, l’anno di pubblicazione e la posizione degli spazi di firme disponibili per l’acquisto. I prezzi variano da centinaia a migliaia di dollari, a seconda dell’area di ricerca e del prestigio della rivista. Il meccanismo utilizzato sembra essere la richiesta di aggiungere autori dopo che l’articolo è stato accettato e deve essere finalizzato. Nel caso di grandi collaborazioni, non è inusuale che si facciano piccole modifiche alla lunga lista degli autori dopo che la pubblicazione è stata accettata: qualcuno fa notare che si è trasferito e ha cambiato affiliazione, oppure semplicemente che il suo nome è stato omesso dalla lista. Io l’ho visto succedere diverse volte, ma i nomi aggiunti erano quelli di colleghi che avevano pieno diritto di chiedere di essere inclusi nella lista degli autori; in questo caso si tratta invece di perfetti sconosciuti che pagano per avere una pubblicazione in più.

Dopo avere indagato su queste affermazioni, gli editori hanno ritrattato decine di articoli perché sospettano che siano stati inclusi autori che, pur non avendo partecipato alla ricerca, hanno pagato per aggiungere la loro firma. Gli specialisti avvertono che il problema è in crescita e che probabilmente seguiranno altre ritrattazioni. Nature ha intervistato i detective specializzati in queste truffe. Sono Anna Abalkina, economista alla Libera Università di Berlino, e Nick Wise, ingegnere all’Università di Cambridge, che hanno iniziato a indagare in modo indipendente sugli annunci comparsi in gran numero a partire dal 2019. Abalkina si concentra sulle pubblicità presenti sui siti web provenienti dalla Russia e dall’Europa orientale, mentre Wise analizza quelle diffuse su Facebook e Telegram. Entrambi sono convinti di avere trovato articoli direttamente collegabili a inserzioni per la vendita di firme. Due dei canali Telegram seguiti da Wise contengono almeno 300 annunci ciascuno. In un preprint pubblicato sul server arXiv nel dicembre 2021, Abalkina descrive un’analisi di oltre 1.000 offerte di firme, pubblicate nel 2019-21 su un sito web in lingua russa chiamato International Publisher, per un valore complessivo di oltre 6,5 milioni di dollari. La ricercatrice ha collegato 460 articoli pubblicati alle inserzioni. Anche se la vendita delle firme è difficile da provare, le inserzioni, che elencano titoli specifici di manoscritti, offrono una prova convincente del fatto che le firme vengono comperate.

Nel maggio 2022, dopo aver indagato su una segnalazione di Abalkina, Springer Nature ha ritrattato per la prima volta un articolo per il sospetto che alcuni autori avessero pagato per essere inclusi. Da allora il gruppo editoriale ha ritrattato 11 articoli in altre cinque riviste a causa di sospetti simili. Altre indagini sono in corso.

Il COPE sostiene che gli annunci per la vendita di firme mostrano l’evoluzione delle fabbriche di articoli (paper mills), che sono più che mai attive nella produzione di articoli falsi per gli scienziati che hanno bisogno di pubblicazioni per i loro curricula. Abalkina ritiene che le società si siano sviluppate a partire da quelle che in precedenza si occupavano di riviste predatorie. Visto che i database accademici hanno eliminato molte di queste riviste, le società si sono adattate alle richieste di un nuovo mercato che si è sviluppato perché, in molti Paesi i ricercatori vengono valutati in base al numero di articoli pubblicati (senza tenere conto della qualità). Secondo un altro pezzo apparso su Nature, si stima che centinaia di migliaia di pubblicazioni fabbricate inquinino la letteratura scientifica. Un’analisi indica che circa il 2% di tutti gli articoli scientifici pubblicati nel 2022 potrebbe essere prodotto da paper mills (ne abbiamo già parlato qui).

Se individuare questi articoli è difficile, arrivare alle società che li producono è ancora più difficile. È chiaro che la diffusione degli strumenti di intelligenza artificiale generativa aggraverà il problema, fornendo più modi per produrre rapidamente testi e dati falsi in grado di eludere gli attuali metodi di rilevamento. Per questo diversi gruppi editoriali hanno costituto UNITED2ACT, un gruppo internazionale che lavora per affrontare la sfida collettiva delle fabbriche di articoli nell’editoria accademica.

Fino a ora tutto ciò non era possibile e la scarsezza di ossa fossili ominine riportate alla luce aveva costretto gli studiosi a limitare le indagini ad aree geografiche circoscritte, rendendo lacunosa la ricostruzione dei movimenti migratori e delle relazioni intercorrenti tra i gruppi umani. Quel vincolo oggi è stato spezzato e ogni sito archeologico può divenire interessante per le ricerche degli antropologi, al fine di definire in maniera accurata le zone dove nel passato l’umanità si è insediata e le diverse specie possono aver convissuto e interagito. Il particolare, la tecnica del DNA ambientale – questo il nome del DNA che si ottiene con le nuove tecnologie – consente di recuperare il genoma di antiche forme viventi a partire dalle tracce biologiche che queste hanno lasciato nei sedimenti dei siti archeologici come peli, escrementi, frammenti di tessuti molli decomposti o particelle polverizzate di ossa e denti. O tracce di sudore o saliva lasciate su un qualche materiale poroso (su materiali lisci si perdono) di natura organica o non.

Nei primi mesi del 2021 è stato possibile rinvenire DNA nucleare neandertaliano nei sedimenti di due grotte siberiane, Denisova e Chagyrskaya, che era assolutamente comparabile con quello ottenuto in precedenza sui resti fossili trovati nei medesimi siti, e lo studio ha evidenziato la presenza di due popolazioni distinte ma al loro interno omogenee. Una ricerca condotta contemporaneamente sui sedimenti di un sito della Spagna settentrionale (la grotta delle statue), ha rivelato che due diversi gruppi neandertaliani lo avevano occupato: uno più antico e poi circa 100.000 anni fa un altro aveva trovato ricovero nella grotta, forse spinto lì dal picco di freddo che stava interessando l’Europa a quella data: l’inizio dell’era glaciale würmiana.

Sempre nel 2021 sono state ottenute sequenze di DNA mitocondriale da 728 campioni di sedimenti prelevati nella grotta di Denisova. E lo studio genetico ha identificato diverse specie animali che l’hanno frequentata nel corso del Pleistocene, compresi i nostri antichi parenti denisovani e neandertaliani e i più antichi uomini moderni. Il primo ominino a occupare la grotta è stato l’uomo di Denisova, 250.000 anni fa, molto verosimilmente il produttore della più antica industria litica lì rinvenuta; poi è arrivato l’uomo di Neandertal, 190.000 anni fa, probabilmente a causa del drastico abbassamento delle temperature in coincidenza con l’inizio della glaciazione Riss; e infine, attorno a 50.000 anni fa, l’uomo moderno produttore degli strumenti di pietra tipici del Paleolitico superiore. Il DNA mitocondriale denisovano è stato recuperato anche dai sedimenti della grotta carsica Baishiya in Tibet, a dimostrazione che circa 100.000 anni fa, e forse anche dopo, l’areale di distribuzione di quel nostro parente era piuttosto estesa.

Il caso che certamente ha più incuriosito la comunità scientifica riguarda un ciondolo realizzato circa 20.000 anni fa: un dente di cervo trovato nel 2019 in una grotta nella Siberia Sud-Occidentale da due archeologi russi. Il reperto è stato inviato al gruppo di Pääbo, che è riuscito a trovare le tracce di DNA ominino sulla sua superficie porosa. E quel DNA era stato lasciato dal sudore e dalle cellule epidermiche della donna che aveva indossato per ultima il “monile” e che è risultata essere originaria della zona nei pressi del lago Bajkal, lontano quindi circa duemila chilometri a est dal luogo dove è stato riportato alla luce il ciondolo: una donna antenata delle popolazioni delle steppe dell’età del bronzo dedite alla pastorizia.

La tecnica messa a punto dai ricercatori dell’Istituto Max Planck è per la prima volta non invasiva, come invece accade quando si lavora sui resti ossei fossilizzati. Infatti, consiste nell’immergere l’oggetto in un bagno di soluzione tampone di fosfato di sodio a temperatura di oltre 90°C per ottenere il DNA. Questo metodo non funziona con materiale non poroso, come gli strumenti litici, che non riescono a intrappolare le molecole di DNA proprio perché lisci, a differenza di quanto avviene con ossa e denti.

L’importanza della storia del ciondolo non sta solo nell’avanzamento tecnologico per il recupero del DNA antico, che già non sarebbe poco, quanto anche per le informazioni di carattere culturale relative agli antichi popoli, come l’uso di ornamenti e utensili. Ancora, il DNA trovato in molti dei campioni di sedimenti prelevati nel 2021 a Denisova, come abbiamo detto, apparteneva a varie altre specie animali e questo tipo di informazioni è fondamentale per ricostruire le caratteristiche biologiche dell’ambiente in cui gli antichi ominini sono vissuti. Così come per conoscere, almeno in parte, la dieta dei nostri antenati. Le impronte genetiche non ominine più comuni rinvenute appartenevano agli antenati di iene, bovini, cavalli, cervi e cani. E certamente alcuni di questi animali sono entrati nella dieta ominina.

La tecnologia del DNA ambientale è entrata rapidamente nei programmi di ricerca di svariati altri gruppi di ricerca, che hanno rilevato in siti archeologici sparsi in varie parti del mondo il corredo genetico di animali preistorici come il mammut lanoso, il rinoceronte lanoso e l’orso delle caverne. Relativamente alla storia evolutiva degli orsi nelle Americhe, un tassello importante è venuto dai sedimenti della caverna Chiquihuite in Messico, dove è stato possibile ottenere il genoma di tre orsi neri e di un orso dal muso corto vissuti circa 16.000 anni fa. Al momento, i campioni di sedimenti raccolti dagli scienziati coprono un arco temporale che spazia da oltre 500.000 a circa 15.000 anni fa e questo materiale è di fondamentale importanza per aiutare a meglio comporre non solo la storia della nostra evoluzione, quanto anche quella degli altri animali.

I voli Apollo con equipaggio furono sospesi per venti mesi, ma la corsa allo spazio era ormai iniziata e il 10 ottobre 1967 entrò in vigore il trattato sui principi che governano le attività degli Stati in materia di esplorazione e utilizzo dello spazio extra-atmosferico, compresi la Luna e gli altri corpi celesti, o più semplicemente trattato sullo spazio extra-atmosferico, che ancora oggi rappresenta il quadro normativo di riferimento del diritto aerospaziale.

Il trattato per il 21esimo secolo

Il trattato è stato il tema della United Nations Conference on Space Law and Policy: The Outer Space Treaty for the 21st Century, che si è svolta a fine novembre. I primi dodici articoli del testo sono stati approfonditi uno a uno e sono state affrontate le implicazioni legali delle attività spaziali attuali e future.

Libertà di accesso, pace, cooperazione e uguaglianza sono alcuni dei principi alla base del trattato, che per esempio proibisce di rivendicare la proprietà dello spazio, della Luna e degli altri corpi celesti. Il contenuto e l’interpretazione degli articoli del trattato sono legati non solo ad aspetti tecnici, ma anche alla situazione politica ed economica mondiale e portano a interessanti interrogativi, come per esempio: cosa vuol dire usare ed esplorare lo spazio in modo pacifico? Cosa significa rivendicare la proprietà di risorse che si trovano nello spazio?

Il diritto spaziale internazionale è anche uno dei temi dell’Agenda “Spazio 2030”, che mira a rafforzare il ruolo delle attività spaziali come motore per lo sviluppo sostenibile. Di questi argomenti si è discusso proprio in questi giorni a Vienna, al Forum spaziale mondiale.

Ma dov’è lo spazio extra-atmosferico?

Non c’è un confine ben preciso fra la Terra e quello che chiamiamo spazio extra-atmosferico. Una delimitazione largamente accettata è la cosiddetta linea di Karman, a 100 chilometri di altezza sopra livello del mare, come i 100 chilometri del Passatore, una gara podistica tra Firenze e Faenza.

Tuttavia, nel corso del tempo, sono stati proposti diversi valori per segnare il confine tra la Terra e lo spazio, da soli trenta chilometri fino a un milione e mezzo.

Primi passi nello spazio e nel diritto spaziale

Le prime attività spaziali sono iniziate nel contesto della Guerra Fredda, e nella comunità internazionale cresceva la preoccupazione che lo spazio diventasse la nuova arena dei conflitti tra superpotenze. Così, alla fine degli anni Cinquanta, l’Assemblea Generale delle Nazioni Unite istituì un comitato ad hoc per la cooperazione internazionale nelle attività spaziali: la Commissione delle Nazioni Unite per l’uso pacifico dello spazio extra-atmosferico, o Copuos. Questo comitato è ancora oggi il forum internazionale per il diritto spaziale ed è supportato da due sottocomitati, uno tecnico e scientifico e uno giuridico.

Dopo la nascita del Copuos, un primo passo significativo fu l’adozione di una risoluzione sui principi giuridici per le attività nello spazio nel 1963. Il 16 giugno dello stesso anno, Valentina Tereškova partì dal cosmodromo di Bajkonur e fu la prima donna ad andare nello spazio. Tereškova era un’appassionata di paracadutismo e fece il suo primo volo con il paracadute nel maggio del 1959; solo quattro anni dopo era nello spazio.

La corsa allo spazio si faceva sempre più intensa e il trattato sullo spazio extra-atmosferico fu scritto e approvato quando ormai diverse cose erano già successe. Nel 1957, Sputnik 1 fu il primo satellite in orbita attorno alla Terra e nel 1961 il 27enne Yuri Gagarin fu il primo uomo ad andare nello spazio. Non solo, nel 1962, la sonda Mariner 2 si avvicinò con successo a Venere per la prima volta e nel 1965 Mariner 4 raggiunse Marte.

Intanto, gli articoli del trattato prendevano forma e la bozza completa fu infine esaminata dalla sottocommissione legale del Copuos nel 1966. Lo stesso anno si giunse ad un accordo e il 27 gennaio 1967 il trattato fu aperto per la sottoscrizione da parte dei tre governi depositari, quello della Federazione Russa, del Regno Unito e degli Stati Uniti d’America.

L’uso pacifico dello spazio

Il trattato parla di uso pacifico ed esplorazione pacifica dello spazio, della Luna e degli altri corpi celesti e di libertà di accesso senza alcuna forma di discriminazione. Non solo, secondo il quarto articolo, gli stati firmatari si impegnano a non portare nello spazio qualsiasi tipo di arma. Questi principi di pace sono sottolineati anche dal fatto che il forum internazionale per il diritto spaziale, come abbiamo visto, si chiama proprio Commissione delle Nazioni Unite per l’uso pacifico dello spazio.

Sebbene questi aspetti sembrino piuttosto chiari, il trattato tuttavia non chiarisce il significato di utilizzo pacifico ed esplorazione pacifica dello spazio. Per superare queste incertezze ci si può rifare alla Carta delle Nazioni Unite, ma l’interpretazione normativa, etica e sociale di questi termini può portare a molti interrogativi.

Lo spazio è di tutta l’umanità

Il primo articolo del trattato afferma che l’esplorazione e l’uso dello spazio devono essere a beneficio di tutta l’umanità, “mankind” nel testo in inglese. Il secondo articolo, invece, afferma che non è possibile occupare lo spazio, la Luna e gli altri corpi celesti e rivendicarne in alcun modo la proprietà.

Nel corso degli anni, il contesto economico e tecnologico delle attività spaziali è profondamente cambiato e oggi, per esempio, esistono progetti per l’utilizzo di risorse naturali dei corpi celesti, come l’estrazione mineraria dagli asteroidi. Per affrontare questi cambiamenti, ci sono alcune linee guida delle Nazioni Unite e diversi strumenti normativi nazionali e internazionali.

Trattati, leggi e accordi successivi

Dopo il trattato del 1967, sono stati approvati altri testi, fra cui quattro importanti trattati: un accordo per il salvataggio e il rientro degli astronauti e per il recupero di oggetti lanciati nello spazio, un testo sulla responsabilità in caso di danni causati da oggetti spaziali, uno per la registrazione di oggetti lanciati nello spazio e infine un accordo per le attività sulla Luna e sugli altri corpi celesti.

Esistono poi degli accordi bilaterali e multilaterali che regolano le attività spaziali. Nel 2020, per esempio, è stato siglato l’accordo multilaterale di cooperazione internazionale del Programma lunare Artemis, tra la NASA e i Paesi partner, tra cui c’è anche l’Italia.

Accanto a questi strumenti internazionali, alcuni stati hanno sviluppato delle leggi e dei regolamenti nazionali per disciplinare le loro attività nello spazio, come per esempio il lancio e il rientro di veicoli spaziali.

Lo spazio è un settore in crescita

Il contesto in cui è stato scritto il trattato era decisamente diverso rispetto al mondo in cui viviamo oggi. Al tempo, lo spazio era dominato dagli Stati Uniti e dall’Unione Sovietica, mentre oggi operano nello spazio più di novanta nazioni.

Non solo: il numero di compagnie private coinvolte in attività spaziali è in crescita e il settore è molto variegato. Nel 2021, l’economia spaziale globale ha raggiunto i 469 miliardi di dollari, con una crescita del nove per cento rispetto al 2020. Nel 2022, il settore è cresciuto ancora e ha raggiunto 546 miliardi di dollari. Difficilmente negli anni Sessanta ci si poteva immaginare un’evoluzione del genere.

L’osservatorio spaziale INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) dell’Agenzia Spaziale Europea ha registrato l’arrivo di questo lampo gamma estremamente intenso e di lunga durata con i due telescopi per raggi gamma, IBIS e SPI, che da oltre vent’anni fanno osservazioni del cielo di alta energia. Contemporaneamente, il satellite CSES-01 (China Seismo Electromagnetic Satellite), frutto di una lunga collaborazione tra l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e quella cinese (CNSA), ha registrato una perturbazione macroscopica del campo elettrico della ionosfera con il rivelatore di campo elettrico EFD (Electric Field Detector). CSES-01 orbita a una quota di oltre 500 km e raccoglie dati da vari strumenti per rivelare segnali generati da fenomeni naturali di origine terrestre (terremoti, tsunami o eruzioni vulcaniche), da brillamenti solari o da particelle associate ai raggi cosmici. L’orbita del satellite si svolge all’interno della ionosfera, tenue residuo di aria presente ad alta quota che viene così denominato proprio perché ionizzata dalla radiazione ultravioletta (UV) solare, da raggi X e gamma e raggi cosmici che bombardano continuamente la nostra atmosfera, scudo naturale che permette lo svolgimento e l’evoluzione della normale vita biologica sulla terra.

Il gruppo multidisciplinare di ricerca che si occupa dell’analisi dei dati dei due satelliti (astrofisici, astro-particellari, geologi, vulcanologi, ricercatori universitari e di enti di ricerca), conoscendo bene gli effetti che i raggi X provenienti da tempeste solari provocano nella ionosfera, ha subito realizzato che un lampo gamma, molto più energetico di quelli solari e straordinariamente intenso come quello del 9 ottobre 2022, potesse avere un profondo impatto sulla parte alta dell’atmosfera. Tuttavia, non ne erano certi, poiché in passato solo alcuni lampi gamma erano stati in grado di generare variazioni significative nella ionosfera, rivelate comunque solo a basse quote e per di più di notte, quando il contributo legato all’illuminazione solare non è presente. Non era mai stato osservato l’effetto di un GRB a 500 km, quota dove orbita CSES-01. Per loro è stato eccitante scoprire come questo lampo di raggi gamma, incredibilmente intenso e di lunga durata (circa 800 secondi), abbia causato un macroscopico cambiamento del campo elettrico che ha subito un aumento di circa 60 volte: un effetto mai rivelato prima.

A parte la scoperta di carattere scientifico, questo risultato è importante perché ha dimostrato che un flusso di raggi gamma, generato quasi due miliardi di anni fa e proveniente da distanze cosmologiche, può perturbare fortemente la parte più alta della ionosfera terrestre. L’enorme quantità di raggi gamma ha poi continuato il suo cammino verso la superficie terrestre. Nel loro percorso i raggi gamma hanno ionizzato tutte le componenti gassose dell’atmosfera - azoto, ossigeno, anidride carbonica e altri gas in percentuale minore - compreso il sottile strato di ozono che si trova tra 15 e 40 km di altezza, schermo naturale contro i dannosi raggi UV del Sole. Infine la radiazione è stata completamente assorbita nella stratosfera al disotto dei 30 km.

In poche parole GRB221009A è riuscito, seppure per un periodo breve, a generare un enorme ed esteso “buco dell’ozono” che ha interessato quasi metà della superficie terrestre (si vedano le figure), cosa che si pensava potesse accadere, ma mai registrata prima in situ come hanno fatto in tandem INTEGRAL e CSES-01. In passato, una ridotta capacità di schermaggio dello strato di ozono è stata rivelata sull’Antartide e si è scoperto che era stata generata dall’uso diffuso per anni di clorofluorocarburi (CFC) usati in aerosol, spray e plastica espansa e da tempo vietati a livello internazionale.

I satelliti INTEGRAL e CSES misurano insieme gli effetti del GRB221009A sulla ionosfera. Crediti immagine: ESA/ATG Europe; licenza: CC BY-SA 3.0 IGO

Mappa del planisfero con la parte illuminata dal GRB221009A in grigio. In blu l’orbita di CSES-01 con in verde il breve tratto interessato dall’arrivo dei raggi gamma e corrispondente alla variazione del campo elettrico misurata dal rivelatore EFD a bordo di CSES-01. Crediti: Piersanti M, et al. Nat Commun 14, 7013 (2023); licenza: CC BY 4.0 DEED

Come noto, lo strato di ozono assorbe gran parte della radiazione UV solare che altrimenti potrebbe causare tumori della pelle, bruciature profonde e danni permanenti e irreversibili. Ovviamente in questo caso l’effetto è durato solo i pochi minuti del passaggio dei raggi gamma, poi tutto è tornato normale. Ma se la supernova fosse esplosa vicina al sistema solare avrebbe potuto essere una catastrofe. Simulazioni pubblicate nel 2005 da ricercatori statunitensi della NASA hanno dimostrato come un lampo gamma generato nella nostra Via Lattea potrebbe distruggere completamente la presenza dell’ozono nella stratosfera per anni, tempo sufficiente a causare una estinzione di massa sulla terra. La sua intensità potrebbe essere miliardi di volte quella di GRB221009A, quindi indebolire o annientare del tutto la barriera protettiva per mesi o anni. Ma la probabilità che ciò avvenga è molto bassa, quasi trascurabile: oltre ad avvenire nella nostra galassia, dove si pensa ci sia l’esplosione di una supernova ogni circa 100 anni, il getto di fotoni gamma del lampo deve essere orientato esattamente nella direzione della terra.

La scoperta, annunciata martedì 14 novembre dopo la pubblicazione del lavoro nella rivista Nature Communications, dimostra come esplosioni cosmiche che avvengono anche molto lontano dal nostro sistema solare possano influenzare l’atmosfera, che si comporta come un enorme rivelatore di raggi gamma e scudo protettivo per la vita biologica del pianeta.

Nato nel 2015, PRISMA mira a creare una rete italiana di telecamere per monitorare meteore brillanti e meteoriti al fine di determinare le orbite, le zone di caduta e studiare la loro composizione. Informare riguardo questi frammenti rimasti immutati per miliardi di anni risulta di fondamentale importanza, sia per lo studio della nascita ed evoluzione del nostro Sistema Solare che per il futuro dell’umanità.

Questi fossili spaziali risultano difficili da trovare perché spesso cadono o in acqua (pari al 70% della superficie terrestre) o in terre desertiche (pari al 30% delle terre emerse). A oggi si stima che si conosca l’origine solo di un numero molto limitato delle oltre 70.000 meteoriti recuperate in tutto il mondo. Dopo la raccolta del primo corpo extraterrestre da parte dei cecoslovacchi nel 1959 (tramite un sistema simile ma più datato rispetto a quello odierno), nacquero le prime reti di telecamere nel mondo per monitorare continuamente il cielo. La rete PRISMA, infatti, è parte della RETE FRIPON, una collaborazione internazionale tra istituzioni di ricerca europee, tra cui l’Institut de Mécanique Céleste de Calcul des Ephémérides di Parigi e l’European Spatial Agency.

«Poterle raccogliere nel più breve tempo possibile dalla caduta diventa prezioso, perché una volta toccato il suolo c’è il rischio che si contaminino con gli agenti terrestri: in altre parole, possono arrugginire, e in questo modo si deteriorano le informazioni che custodiscono», spiega Daniele Gardiol, astronomo dell’INAF e coordinatore Nazionale di PRISMA. È qui che entra in gioco PRISMA: con la sua rete composta da sessanta camere all-sky installate in quasi tutta Italia (eccetto Molise, Puglia settentrionale, Basilicata) tra licei, università, enti di ricerca, musei e associazioni astrofile, raccoglie immagini necessarie per calcolare dove sono atterrate le meteoriti e cercarle così con più facilità.

«Delle meno di 50 meteoriti trovate a livello mondiale con reti di sorveglianza sistematica, due sono state trovate nel territorio italiano da PRISMA: una a inizio gennaio 2020 a Cavezzo e un’altra a metà febbraio 2023 vicino alla città di Matera» racconta l’esperto. La più recente è ancora nei laboratori per le analisi, mentre quella di Cavezzo è stata considerata dai geologi planetari unica nel suo genere perché non assomiglia a nessuna delle meteoriti note (per i più curiosi è una condrite – pietra piuttosto porosa di tipo L5 anomala). Si tratta di un piccolo sasso cosmico del peso di 50 grammi, annerito a causa del riscaldamento che ha subito nel passaggio in atmosfera appartenente a un asteroide antichissimo di nome 2013 VC10. Si stima abbia un’età superiore ai 4 miliardi e mezzo di anni e attualmente è esposta al Museo Italiano di Scienze Planetarie di Prato.

Oltre l’installazione e l’utilizzo delle telecamere specifiche, sono varie le modalità di coinvolgimento all’interno del progetto: si possono fare delle segnalazioni visuali di meteore e bolidi tramite il sito www.prisma.inaf.it fornendo informazioni complementari utili agli astronomi per studiare i fenomeni registrati con le telecamere, come il colore e il boato prodotto (le camere all-sky registrano soli in bianco e nero) e la ricerca sul campo per la raccolta dei fossili spaziali. Ne è d’esempio la meteorite di Cavezzo, trovata proprio da un cittadino assieme alla sua cagnolina in meno di tre giorni dalla sua caduta dopo aver sentito l’allerta lanciata da PRISMA. Quando ci si trova davanti a una presunta meteorite i passaggi necessari da seguire per mettere al sicuro il reperto sono fotografarlo senza toccare nulla, rilevare le coordinate Gps del punto di ritrovo, raccogliere la meteorite con dei guanti di cotone o con un foglio di carta con delicatezza, avvolgerla nella carta assorbente e metterla in un vasetto di vetro chiudendo il tappo. In ultimo, segnalare a PRISMA il ritrovamento inviando una foto con la descrizione del ritrovamento e le coordinate geografiche.

I dati raccolti dal progetto risultano utili anche per migliorare i modelli meteorologici e la comprensione dell’interazione dei corpi cosmici con l’atmosfera.

Il nostro pianeta ha sempre avuto a che fare con la caduta di asteroidi. Tra i vari episodi possiamo ricordarne due: l’estinzione dei dinosauri avvenuta circa 65 milioni di anni fa e, in tempi più recenti, l’esplosione avvenuta nel 2013 (pari 30 bombe di Hiroshima) di un asteroide a 30 km di quota sopra la città Chelyabinsk in Siberia, che causò 1.400 feriti. Comunque, negli anni le capacità di sorveglianza dello Spazio sono aumentate, e tra i futuri sviluppi delle agenzie spaziali c’è la progettazione di missioni impegnate a studiare come deviare gli asteroidi. «Si stima che gli oggetti più grandi di un chilometro siano stati in gran parte individuati tutti, e infatti sono costantemente monitorati. Un esempio è l’asteroide Aphofis, che dalle prime osservazioni si pensava potesse collidere con la Terra nel 2029; successivamente, grazie al calcolo della sua orbita, questa possibilità è stata esclusa e si è scoperto che ci passerà molto vicino senza colpirci» racconta Gardiol.

I telescopi odierni non sono sufficientemente potenti per rilevare, se non in qualche raro caso, asteroidi più piccoli del chilometro, anche il colore scuro oltre alla dimensione incidono sulla loro eventuale individuazione. «Più i corpi sono piccoli, più risultano imprevedibili e pericolosi; non possono causare danni a livello globale ma possono farlo a livello locale, arrivando a radere  al suolo un’intera città» continua Gardiol.

PRISMA da poco è diventato anche un fumetto, Frammenti di cielo, illustrato da Matitaelettrica e curato da INAF Press. È stato presentato all’ultima edizione di Lucca Comics 2023 ed è scaricabile gratuitamente dal sito del progetto. Mentre tramite il progetto PRISMA-Edu vengono proposte numerose attività didattiche di promozione dell’astronomia e di laboratorio pensate per le scuole di secondo grado: si passa dalla creazione di un cratere simulando l’impatto, alla misurazione della curva di luce di un bolide e dei crateri lunari, alla costruzione di un asteroide. In occasione del Prisma Days 2023, convegno dedicato alle meteoriti che si tiene il 17 e il 18 novembre, verrà presentato per la prima volta un corso dedicato al recupero di fossili spaziali aperto a tutti gli interessati che vogliano contribuire alle attività di ricerca sul campo e che prevede anche una formazione teorica e pratica sulla ricerca e recupero di questi sassi cosmici.

Insomma, grazie alla rete PRISMA possiamo avvicinarci ancora di più allo Spazio, non solo puntando lo sguardo e il dito verso l’alto ma anche osservando quello che c’è sotto i nostri piedi. Teniamo dunque le orecchie tese e gli occhi bene aperti perché i prossimi a trovare una meteorite potreste essere voi!

Una recente ricerca nazionale sugli adolescenti, condotta dal gruppo MUSA del CNR, ha identificato i predittori dell’uso precoce di pornografia online dimostrando che questo consumo produce effetti dissimili su maschi e femmine: negativi sui primi, laddove si enfatizza il sessismo, e positivi, ovvero emancipativi, sulle seconde. Le ragioni risiedono nella socializzazione di genere.

La nuova adolescenza

L’adolescenza è notoriamente un’età intensa, indelebile e critica, oggi ancor più che in passato. Fatto che non è addebitabile agli adolescenti in sé, che certamente sono come tutti in continua evoluzione, ma alle carenze educative, informative e formative di noi adulti. A differenza di un tempo, infatti, i genitori non si limitano più a riproporre ai figli schemi educativi che riproducono (pur spesso senza intenzionalità) disuguaglianze e limiti sociali, ma delegano sempre più a internet - e a breve si abdicherà per l’intelligenza artificiale - importanti responsabilità genitoriali. La scuola, anch’essa per carenze formative, finanziarie e per la scarsa attenzione attribuita al suo ruolo sociale, persegue il mandato con fini anacronisticamente nozionistici, eludendo le evidenti esigenze di sviluppo di competenze emozionali e relazionali oramai imprescindibilmente necessarie allo stimolo della curiosità e dello spirito critico di un universo di discenti sempre più eterogeneo e complesso.

Dal 2020 a oggi, come diretta conseguenza del distanziamento fisico prodotto dalla pandemia, si sono d’improvviso aggravati problemi giovanili endemici e ne sono emersi di nuovi con cui avremmo già dovuto iniziare a fare i conti, ma dei quali poco si parla, sebbene riguardino una rivoluzione già in corso nell’interazione umana. La sostituzione dell’interazione reale, quella faccia a faccia, con quella virtuale, è il primo di questi. Essa è stata scaturita dal “tuffo” nel web che un po’ tutti abbiamo fatto con la pandemia, e ha determinato un’incontrollata iperconnessione, e dunque dipendenza da internet. I più giovani, e più fragili in assenza di opportuni supporti educativi ed esperienziali, hanno da allora sperimentato disagi direttamente derivanti dalla corrosione delle loro interazioni reali: solitudine interiore spinta fino al ritiro volontario dalla vita sociale, autolesionismo, consumi a rischio, disturbi dell’alimentazione e ideazioni suicidarie. Il tutto condito da fragilità, aggressività, insicurezze, frustrazioni e inibizioni né prevenute né trattate.

La costruzione dell’identità sessuale

L’adolescenza è una fase della vita cruciale anche per lo sviluppo dell’identità sessuale, la cui fisionomia contribuisce alla percezione che abbiamo di noi stessi in relazione al mondo esterno. È però importante comprendere che in Italia questa evolve su uno sfondo precostituito, che è quello della socializzazione “binaria”, ovvero di genere, che ci viene impartita in ambito genitoriale  e che successivamente la scuola e le esperienze di vita riescono al più ad attenuare. Questa forma di socializzazione è espressione di una cultura diffusa, è occulta nelle sue modalità di riproduzione generazionale e stabilisce le aspettative di vita, il come doversi comportare sulla base di ruoli sociali erroneamente percepiti come “naturali”, a partire da quelli, appunto, di genere. L’adesione a questo ideale archetipico, che rievoca il mito dell’“autorità dell’eterno ieri”, consola gli uomini, e coinvolge le donne che continuano a guardare il mondo sotto l’effetto di stereotipi che condizionano profondamente l’andamento delle loro vite. La socializzazione di genere è la stessa che ci spinge in preconfezionate asimmetrie relazionali che ingigantiscono il rischio dell’innescarsi di una violenza fondata sull’irreale “naturalità” della contrapposizione tra la supremazia maschile e la subalternità femminile. L’ambivalenza tra ciò che percepiamo di poter e dover essere e ciò che ci viene socialmente detto di fare in base al nostro sesso può risolversi con lo smascheramento degli stereotipi interiorizzati in infanzia oppure alimentando la “profezia che si autoavvera”, che consiste nell’acritica, passiva conformità alla spacciata naturalità dei ruoli di genere.

In questo inscatolato mondo, dal quale non è facile uscire perché frutto di un’artificiale costruzione umana intrisa di simbolismi culturali resistenti al cambiamento, si colloca l’idea del sesso. Idea artefatta, dissimulata da tabù e anch’essa delegata a internet, che ormai incontrastata agenzia socializzatrice altro non fa che colmare l’assenza degli adulti, in questo caso nell’educazione sessuale. Non esistendo, però, un’idea di educazione sessuale che internet possa a oggi sostenere fondata su una visione pedagogica organica e condivisa da professionisti del settore, l’identità sessuale tende a strutturarsi sulla base di logiche commerciali coerenti con una cultura sessista che è solo lo specchio della nostra società e dei nostri stereotipi.

Gli effetti del consumo precoce di pornografia online

L’educazione sessuale passa così per ciò che i più giovani trovano o cercano in rete: la pornografia mainstream. Considerando che a partire dal 2020 c’è stato un enorme aumento del numero degli accessi ai siti porno online, appare evidente il ruolo prioritario di queste piattaforme nell’educazione sessuale delle nuove generazioni. Sarebbe infatti ingenuo pensare che gli accessi registrati dai principali siti porno e da Google Trends non abbiano riguardato e non riguardino anche i minori. È noto infatti che le barriere all’accesso dei più piccoli a questi siti possono essere facilmente aggirate, basandosi esclusivamente sulle informazioni fornite dai richiedenti accesso.

La recente ricerca nazionale sugli adolescenti condotta dal gruppo Mutamenti sociali, Valutazione e Metodi (MUSA) del Consiglio Nazionale delle Ricerche ha analizzato per la prima volta su larga scala il fenomeno, innanzitutto registrando un uso molto frequente di pornografia nel 46,2% dei maschi e nell’8,4% delle femmine. Ciò indica che, nonostante tale consumo come forma di intrattenimento sia ormai largamente accettato, tra gli adolescenti è ancora presente un “doppio standard”, ossia il tabù del piacere sessuale femminile, rafforzato dall’adesione al credo religioso, che infatti inibisce il consumo di pornografia esclusivamente tra le ragazze. Consuma pertanto maggiormente pornografia online chi ha minore inibizione sociale, che si evince in una maggiore tolleranza verso l’uso di alcol e altre sostanze psicotrope, e chi è più iperconnesso, ovvero trascorre oltre quattro ore al giorno sui social media.

Quali sono, sempre secondo i risultati di ricerca, gli effetti del consumo precoce e intensivo di pornografia online? Guardando a quelli che riguardano sia ragazzi che ragazze, si ritrova innanzitutto il deterioramento dell’autostima. Questo perché la pornografia tradizionale favorisce l’ipersessualizzazione delle relazioni, generando ansia da prestazione, insoddisfazione sessuale e per il proprio aspetto fisico; fattori dovuti al commisurarsi con performance generalmente irraggiungibili e standard di bellezza che non rispecchiamo la varietà del mondo reale. Altri gravi effetti che indistintamente coinvolgono tutti e tutte sono l’amplificazione di emozioni negative (rabbia, paura, tristezza e angoscia), e la produzione di ansia e depressione.

Gli effetti che invece differiscono per sesso sono proprio il riflesso della socializzazione di genere a cui si è precedentemente accennato. Come conseguenza dell’ipermascolinità e della violenza solitamente rappresentata nella pornografia tradizionale, all’aumentare di questo consumo i ragazzi divengono più tolleranti sia verso comportamenti violenti sia un’oggettivizzazione delle donne che rafforza l’adesione ai rigidi ruoli di genere, secondo un’idea di dominio maschile, anche nelle pratiche sessuali, che si contrappone a un ruolo di passività femminile. Ciò vuole dire che, in assenza di una mediazione educativa, l’esposizione precoce alla pornografia online incide diversamente su ragazzi e ragazze, producendo solo su queste ultime un effetto emancipativo e di rottura delle inibizioni sociali. Da considerare però che le ragazze rincorrono sempre più una pornografia non mainstream, e cioè prodotti, esistenti ma decisamente meno diffusi, che non adottano cliché sessisti.

Dove risiede dunque il problema? Esso consiste nella pornografia sessista, nella socializzazione sessista o nell’ineducazione sessuale? Certamente la sola inibizione dell’accesso ai siti pornografici ai minori non risolverebbe il problema, essendo ormai i loro contenuti accessibili nei modi più disparati. Solo guardando al quadro generale del fenomeno si rende evidente che il problema è ancora una volta negli stereotipi della nostra società, tutt’oggi diffusi e resistenti, e certamente nell’assenza di educazione sessuale, dal momento che la pornografia online altro non è che lo specchio di ciò che siamo, e degli stimoli educativi che mancano.

Cosa c’è di nuovo

Una differenza che risulta evidente a chi, come me, segue il Convegno fin dalla sua prima edizione, è l’aumento, davvero significativo, dei modi in cui si concettualizza e si produce la comunicazione scientifica oggi. Le quattro giornate di appuntamenti, dal 28 novembre all’1 dicembre, in cui sono previsti circa 40 incontri e a cui partecipano, tra relatori e relatrici, quasi 150 persone, rappresentano fedelmente la pluralità di opportunità, risorse, potenzialità e vincoli che caratterizzano i differenti contesti della diffusione della conoscenza scientifica contemporanea.

Strutturato in quattro formati - sessioni plenarie, dialoghi, laboratori interattivi e mosaici, vale dire una raccolta di presentazioni di idee e progetti su un tema comune - il Convegno triestino mostra chiaramente che i dibattiti sulla comunicazione della scienza negli anni sono ormai andati ben oltre la semplice dicotomia “deficit/public engagement” per inglobare prospettive più ampie e multidisciplinari, per esempio sui rapporti tra partecipazione pubblica alla scienza e democrazia deliberativa, sull’utilità o sull’opportunità di considerare diverse forme di conoscenza nelle controversie tra scienza e società, sulla definizione di alfabetizzazione scientifica e di coinvolgimento, sull’approccio strategico delle istituzioni, delle scienziate e degli scienziati alla comunicazione, sulla valutazione delle iniziative di outreach, sugli sviluppi della disintermediazione giornalistica o su nuove forme di collaborazione tra chi fa ricerca e chi produce informazione sulla scienza.

Chiavi di lettura

Il programma è stato costruito in parte attraverso una selezione di proposte raccolte tramite call e valutate dal Comitato di programma del Convegno, in parte grazie all’iniziativa di un Advisory Board in collaborazione con il Comitato organizzativo. Dai cambiamenti climatici all’intelligenza artificiale, dalle questioni di genere all’innovazione fino alla science policy e alla sostenibilità, i temi più attuali di scienza e società sono tutti ben rappresentati. A questi si aggiungono argomenti tradizionali del settore, come la copertura mediatica della scienza, i musei, i planetari, la comunicazione nelle emergenze sanitarie, le interazioni fra didattica informale e scuola. E ovviamente non mancano presentazioni di idee, metodi, progetti, nazionali ed europei, sulle questioni più varie, dai discussion games ai fumetti, dalla co-creazione alla formazione, all’editoria.

Al di là degli appuntamenti specifici, dal programma emergono poi alcuni fili rossi trasversali ai diversi incontri emblematici dei cambiamenti della comunicazione della scienza contemporanea.

Uno di questi è l’acquisizione che la conoscenza scientifica è distribuita nella società in modalità più diffuse e meno lineari di quanto ancora troppo spesso si pensi. Le persone incrociano infatti la scienza nei loro percorsi di vita in maniere molto differenti: meravigliandosi per le scoperte che sfidano il senso comune, divertendosi con un exhibit in un museo, cercando di comprendere nozioni utili nel proprio lavoro, perché magari interessati al modo in cui gli scienziati danno senso al mondo, ma anche perché si oppongono o rifiutano i risultati della ricerca. Inoltre, la circolazione di nozioni e scoperte provenienti da laboratori e centri di produzione del sapere non sempre ha origine dagli scienziati e dalle scienziate, dalle istituzioni o dai media, né necessariamente si esaurisce in un setting comunicativo progettato a priori.

Risulta poi chiaro nelle discussioni proposte al Convegno della Sissa quanto sia aumentata la consapevolezza che la ricezione della conoscenza, ben lungi dall’essere rappresentata come una mera iniezione di fatti rivolta a un pubblico passivo e ignorante, sia filtrata da molteplici fattori. È sempre più evidente, insomma, la necessità di interrogarsi su cosa avviene davvero quando riceviamo informazioni sulla scienza e la tecnologia, su come pregiudizi cognitivi, scarsità dell’attenzione, pressioni sociali, selezione delle fonti, valori, motivazioni, cultura influenzino l’interpretazione di fenomeni complessi. E su quali rimedi possano essere adottati per migliorare la comunicazione. Rimedi che, possiamo anticipare fin da ora, vanno in direzioni sempre più accreditate dalla cosiddetta “scienza della comunicazione della scienza” e che consistono, ad esempio, nella riduzione della fatica cognitiva, nell’uso dello storytelling o di toni e linguaggi che non compromettano il senso di appartenenza e l’identità culturale, nell’integrazione di differenti punti di vista, nella valorizzazione di fonti attendibili, nell’inquadramento di temi sensibili in cornici non polarizzanti.

Un altro processo trasformativo di grande importanza presente in molti degli incontri triestini riguarda il confine tra comunicazione interna e comunicazione esterna della scienza. Confine che sta diventando sempre più confuso e indistinto. Fenomeni come la scienza aperta, l’uso dei social da parte di ricercatrici e ricercatori, la citizen science, l’applicazione dell’intelligenza artificiale nella produzione di informazione, sono tutti esempi concreti di una zona grigia in cui le tradizionali distinzioni tra la comunicazione rivolta alla comunità disciplinare di appartenenza e quella rivolta al pubblico generico si confondono. Se la causa principale dell’allargamento di questa terra di confine è stata la digitalizzazione, l’effetto più evidente è la crescita e l’eterogeneità degli attori che diffondono, negoziano, fanno circolare la conoscenza scientifica per i motivi più vari, per discutere, influenzare, raccontare, contestare, stimolare il pensiero critico, spiegare, educare, divertire.

Capacità civiche e comunicazione della scienza

La XIII edizione del Convegno nazionale di comunicazione della scienza della Sissa intercetta così in modo efficace mutamenti profondi nei rapporti tra scienza e società, visibili solo se si scava sotto la superficie di un dibattito pubblico che rappresenta ancora troppo spesso in modo semplicistico le discussioni attorno ai cambiamenti climatici, ai vaccini, all’ingegneria genetica, all’energia nucleare come dispute tra tifoserie opposte, pro o contro la scienza.

Nelle società democratiche ad alta densità di conoscenza, bisogna piuttosto considerare le controversie tecnoscientifiche come fattori centrali nell’acquisizione di più ampie capacità civiche, intese come specifiche abilità, competenze e conoscenze in grado di rendere i cittadini e le cittadine più propensi a una partecipazione continuativa alla vita pubblica. Entrare in contatto con la scienza e la tecnologia nelle modalità comunicative più varie rappresenta in altre parole uno stimolo a un processo continuo di miglioramento della comprensione del proprio ruolo come soggetto politico, uno strumento attraverso il quale aumentare la consapevolezza del proprio potenziale e da cui emergono risorse latenti per avere voce in contesti normalmente di difficile accesso. Discutere la ricerca degli scienziati e delle scienziate, interagire con chi detiene l’expertise in uno specifico settore, sostenere una causa serve anche a creare reti di collaborazione grazie alle quali preoccupazioni e domande che nascono nei contesti più vari possano ricevere una maggiore attenzione pubblica e mediatica.

Se anche le istituzioni abbracciano una visione non difensiva del rapporto con i pubblici non-esperti, allora le zone di tensione tra scienza e società possono essere intese come fecondi spazi di richiesta di cittadinanza in cui viene messa in scena una discussione fondamentale sui significati e le implicazioni dell’accesso alla conoscenza e alle tecnologie e sulle forme di collaborazione di produzione del sapere. Se si accetta il rischio di trattare le persone come partner comunicativi con cui negoziare interessi e prospettive anche molto differenti tra di loro, allora sarà forse più facile comprendere che la vera posta in gioco è l’aumento di capitale di fiducia sociale. In altre parole, prima ancora di essere considerati dei centri di sapere comprensibili, a enti di ricerca e laboratori diventerà forse più evidente che la domanda su cui ci si interroga più insistentemente di fronte all’innovazione tecnoscientifica e ai conflitti che ne derivano è «di chi mi posso fidare?». Indagare le aree tumultuose di comunicazione fra scienza e società può essere allora la chiave per emergere con un quadro inedito del rapporto tra conoscenza e democrazia, in cui il ruolo di tutti gli attori coinvolti è tutt’altro che definito a priori.

Speriamo e crediamo che a fine novembre a Trieste si potranno dare contributi utili in tutte queste direzioni, mostrando, una volta tanto, che il nostro Paese è allineato con le discussioni e le tendenze più significative del settore a livello internazionale.

Con le comunità energetiche si autoproduce l’energia che si usa

Come spiega Alessio Petronelli, di Rinascimento Green: «La comunità energetica è un soggetto giuridico che ha una propria identità e riunisce soggetti privati o pubblici (gruppi di cittadini, piccole e medie imprese, attività commerciali, enti e organizzazioni), che uniscono le forze per autoprodurre la propria energia ottenuta da fonti rinnovabili, come pannelli solari o turbine eoliche: in questo modo produttore e consumatore coincidono, per indicarlo si usa il nuovo termine “prosumer”; questo dà luogo ad un reale meccanismo di autosufficienza energetica ed economia circolare su scala locale. Grazie all’autoproduzione chi aderisce diventa di fatto indipendente dalle oscillazioni del prezzo dell’energia, che come è noto sono state molto accentuate negli ultimi anni e non sono controllabili. Oltre a questo, se viene prodotta energia extra può anche essere rivenduta alla comunità circostante».
Una comunità energetica può nascere su iniziativa autonoma di un gruppo di cittadini, per esempio di un condominio che si associa ad altre realtà locali, oppure può essere proposta a un gruppo di cittadini da un’azienda, che segue la parte tecnica relativa agli impianti e le pratiche. Ma il ritardo nell’emanazione dei decreti mette sabbia negli ingranaggi. I decreti attuativi dovrebbero infatti dettagliare concretamente quanto stabilito dal decreto legislativo, definendo gli incentivi, tra cui due miliardi e duecento milioni provenienti dal PNRR, le questioni tecniche, la regolamentazione. Come spiega Petronelli: «In mancanza dei decreti attuativi, centinaia di progetti che sarebbero già pronti non possono partire. Manca la regolamentazione precisa sulla potenza, per esempio, e questo nonostante il decreto sia uscito ormai da un anno. Le CER sono una risorsa importante per almeno tre motivi: in primo luogo, perché abbassano il costo dell’energia. Dobbiamo pensare che in Italia la povertà energetica è un fenomeno importante, l’Oipe (Osservatorio italiano sulla povertà energetica) negli ultimi rapporti calcola che ci siano oltre due milioni di famiglie che non sono in grado di sostenere il costo delle bollette, di cui circa la metà con minori, e quindi riscaldano la casa in maniera insufficiente. C’è poi l’aspetto relativo alla transizione ecologica, la necessità di rendere la produzione di energia più sostenibile, mantenendo gli impegni assunti dall’Italia alla riduzione delle emissioni di CO2: una CER è un sistema estremamente pratico e concreto per contribuire, basato su tecnologie già esistenti e disponibili. L’energia viene prodotta dove viene consumata, non si incentiva il sistema del fossile, anche dal punto di vista economico si favorisce la comunità locale invece delle grandi aziende energetiche. Infine, ma non meno importante, la CER crea anche tessuto sociale, favorisce i rapporti e l’aggregazione tra cittadini: soprattutto in alcune zone delle grandi città, per esempio alcuni quartieri periferici, è un aspetto da non sottovalutare».

Non è una questione tecnica, le comunità energetiche sono una risposta concreta

Ci sono temi ambientali che scaldano maggiormente il cuore, nota Petronelli, perché riguardano magari la tutela del mare o coinvolgono la fauna, anche con incidenti a danno di animali di cui si parla molto, e quindi coinvolgono emotivamente. Ma Rinascimento Green spera che la petizione abbia successo anche se la questione è apparentemente più tecnica, perché le CER sono una soluzione di supporto alla sostenibilità estremamente pratica e concreta, con molti vantaggi, che è giusto che i cittadini sostengano.
Rinascimento Green sta cercando di mettersi in contatto con le diverse comunità energetiche già in corso di formazione, anche per organizzare iniziative di sensibilizzazione comuni. Tra la prime realtà che hanno manifestato il loro sostegno all’iniziativa figura CER Vitinia, la prima comunità energetica nata a Roma, che coinvolge cinquanta famiglie. Come spiega il promotore della CER, Michele Moretti: «Da troppo tempo ormai cittadinanza, associazioni e imprese di settore sono prigionieri di un limbo, in attesa che il Governo emani una volta per tutte i decreti attuativi che permettano di trasformare le comunità energetiche rinnovabili in una realtà diffusa e concreta. Il potenziale delle CER è enorme, tantissimi soggetti si dimostrano interessati alle possibilità che questo strumento può offrire. Procedere all’approvazione dei decreti attuativi, quindi agevolare concretamente lo sviluppo delle comunità energetiche, significherebbe agire in favore della crescita dei territori e delle economie locali». L’iniziativa è stata sostenuta anche con un webinar tenuto il 25 ottobre scorso, che ha visto la partecipazione di Jacopo Fo, Michele Moretti, Marco Vignola, responsabile per l’energia dell’Unione nazionale consumatori, Cecilia Consalvo, di Duegradi e Luca Iacoboni, responsabile delle strategie per la decarbonizzazione del think tank Ecco.

«Ogni giorno che passa è un giorno in più in cui i cittadini italiani vengono privati degli enormi benefici che le comunità energetiche rinnovabili possono offrire. Non si parla soltanto di una questione climatica, di per sé fondamentale, ma anche di lotta alla povertà, aiuto concreto alle innumerevoli famiglie messe alle strette dall’aumento dei prezzi dell’energia e da una crisi economica che morde e minaccia il benessere di troppe persone. I cittadini italiani hanno il diritto di accedere ai benefici delle comunità energetiche rinnovabili, il Governo ci ascolti e non precluda questa grande possibilità per il futuro del nostro paese», ha dichiarato Brancaforte.

Per celebrarne la ricorrenza, l’Accademia dei Lincei e il Museo Galileo hanno dato vita a un convegno della durata di tre giorni, durante i quali si sono confrontati alcuni tra i più importanti studiosi galileiani del panorama nazionale e internazionale. Che l’evento sia stato ospitato dall’Accademia dei Lincei assume un doppio, se non triplice, significato. Al di là del prestigio dell’istituzione, che incarna una parte essenziale della storia culturale e scientifica del nostro Paese, è bene ricordare che un particolare rapporto lega l’Accademia non solo, più in generale, a Galilei, ma, nello specifico, proprio a Il Saggiatore. I Lincei nacquero nel 1601, per iniziativa del principe Federico Cesi: e se è vero che l’Accademia acquisì la sua forma attuale nel corso dell’Ottocento, dopo due secoli di silenzio, è pur vero che le sue radici affondano nell’Accademia del Cesi. Com’è risaputo, di questa Accademia Galilei divenne membro nel 1611, durante il viaggio che fece a Roma per promuovere le scoperte illustrate nel Sidereus Nuncius (1610). 
Meno noto tra i non addetti ai lavori è il ruolo che l’Accademia giocò nella pubblicazione de Il Saggiatore: furono infatti i Lincei a spingere Galilei a dare alle stampe il testo e furono loro a decidere di dedicare il volume al neo-eletto Papa Urbano VIII. Dopo la condanna del copernicanesimo, datata 1616, la salita al soglio pontificio di Barberini, sulla carta vicino a Galileo, aveva infatti riacceso le speranze non solo dello stesso Galileo, ma dell’Accademia tutta. Speranze che saranno da lì a dieci anni smentite, con la condanna di Galileo all’abiura. Nel 1623 tuttavia le aspettative erano altissime: così, Galileo scrisse l’opera sotto forma di lettera e la indirizzò al Linceo (e cameriere segreto del Papa) Virginio Cesarini; Cesarini procurò un revisore (il frate Niccolò Riccardi, noto come Padre Mostro) che potesse evitare la censura e firmò poi egli stesso la dedica a Urbano VIII. Insomma, Il Saggiatore divenne un potente strumento di cui i Lincei si servirono per veder riconosciuti il prestigio e il peso del progetto dell’Accademia, anche in contrasto con i padri del Collegio Romano.

Qui Galileo spiegò che la lingua della natura è la matematica

Ma al di là della funzione politica che il testo finì per assumere, Il Saggiatore riveste un ruolo fondamentale all’interno della biografia intellettuale di Galilei. Non a caso, uno dei più celebri passaggi galileiani proviene proprio dal sesto capitolo di questo volume. È il brano in cui Galilei afferma che il libro della natura è scritto in linguaggio matematico e che può esser letto solo maneggiandone debitamente i caratteri.

La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi agli occhi (io dico l’universo), ma non si può intendere se prima non s’impara a intendere la lingua, e a conoscere i caratteri nei quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi e altre figure geometriche, senza i quali mezi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto.

L’opera rappresentò di fatto per Galilei l’occasione per stendere un vero e proprio manifesto della propria filosofia naturale. Nasceva tuttavia da una circostanza piuttosto fortuita, ossia da una disputa con il gesuita Orazio Grassi circa la natura delle comete: tale circostanza è stata ampiamente trattata durante la prima mattinata del convegno, durante la quale i relatori si sono soffermati sul contesto in cui Il Saggiatore si generò e sul dibattito cometario che animò gli anni immediatamente precedenti. Nel 1618, erano infatti state avvistate tre comete, che, oltre a essere particolarmente luminose, furono le prime a poter essere osservate col telescopio. Questo aspetto destò ovviamente grande interesse e attesa tra i filosofi naturali, i matematici e gli astronomi del tempo. È doppiamente interessante dunque ricordare, come ha fatto Franco Giudice (Università Cattolica di Milano) nella sua relazione, che parte della polemica col Grassi fu proprio circa l’attendibilità dell’osservazione delle comete al telescopio e la possibilità di determinarne correttamente la parallasse e, dunque, la distanza dalla Terra.

Breve ma necessaria digressione: Grassi, che di fatto rappresentava la posizione dei padri gesuiti del Collegio romano, sosteneva che le comete transitassero oltre la Luna, descrivendo il moto lungo un cerchio massimo. Galileo sosteneva invece fossero manifestazioni luminose di natura illusoria (sostanzialmente, fenomeni ottici creati dal riflesso della luce solare su quelle che erano esalazioni terrestri), che si muovevano perpendicolarmente alla Terra e che andavano, questo sì, collocate oltre la Luna. Paradossalmente, la posizione del Grassi, pur contraddicendo la dottrina aristotelica che voleva che le comete, in quanto materia corruttibile, transitassero nello spazio sublunare, era agli occhi di Galileo “insidiosa” (come sottolineato da Giorgio Strano, Museo Galileo). Grassi infatti, sostenendo che le comete seguissero delle traiettorie attorno al Sole, poteva usare questa teoria a sostegno del sistema ticonico. Obiettivo di Galileo era invece quello di dimostrare la validità del sistema Copernicano, in aperto contrasto non solo con il sistema tolemaico, ma anche con quello proposto da Tycho Brahe.
In ogni caso, le comete non sono l’unico argomento che Galilei affronta ne Il Saggiatore. Proprio per questa sua valenza di manifesto, il testo contiene anche ampie digressioni circa la fisica e le qualità dei corpi, come ben illustrato nel corso della seconda sessione. Nel suo intervento, Carla Rita Palmerino (Radboud University Nijmegen) ha tra le altre cose ricordato la centralità di un altro celeberrimo passo dell’opera, in cui Galilei, in aperta polemica con la fisica aristotelica, introduceva una distinzione tra le proprietà reali dei corpi (grandezza, forma, posizione e moto), misurabili matematicamente, e quelle soggettive (colori, odori, sapori, suoni, impressioni tattili), percepite dai nostri sensi.

Per tanto io dico che ben sento tirarmi dalla necessità, subito che concepisco una materia o sostanza corporea, a concepire insieme ch’ella è terminata e figurata di questa o di quella figura, ch’ella in relazione ad altre è grande o piccola, ch’ella è in questo o quel luogo, in questo o quel tempo, ch’ella si muove o sta ferma, ch’ella tocca o non tocca un altro corpo, ch’ella è una, poche o molte, né per veruna imaginazione posso separarla da queste condizioni; ma ch’ella debba essere bianca o rossa, amara o dolce, sonora o muta, di grato o ingrato odore, non sento farmi forza alla mente di doverla apprendere da cotali condizioni necessariamente accompagnata: anzi, se i sensi non ci fussero scorta, forse il discorso o l’immaginazione per se stessa non v’arriverebbe già mai.

Durante il secondo giorno, invece, gli interventi si sono concentrati sugli interlocutori di Galileo all’interno del dibattito: Ugo Baldini (Università di Padova) ha per esempio approfondito la biografia intellettuale di Orazio Grassi, su cui ad oggi si hanno tutto sommato ridotte informazioni, tornando anche sui motivi per i quali Galileo ne attaccò con tanta decisione le teorie sulle comete e sulla tesi che lo ha indicato come sostenitore del sistema ticonico. Nel pomeriggio, lo sguardo si è infine ulteriormente allargato alla Roma barberiniana.

L’eredità del Saggiatore che è arrivata fino a oggi

La tavola rotonda con cui si è chiuso il convegno, nella mattina della terza giornata, ha voluto offrire uno sguardo su ciò che Il Saggiatore rappresenta oggi. Vale qui la pena soffermarsi sull’intervento di Angelo Antonelli, direttore dell’Osservatorio Astronomico di Roma. Antonelli ha delineato un rapido excursus su quelle che, nelle ricerche più d’avanguardia nel campo dell’astrofisica, possono essere considerate eredità galileiane. I telescopi, ovviamente: partiti dal cannocchiale galileiano, siamo ora spettatori della progettazione dell’Einstein Telescope, telescopio che intercetterà le onde gravitazionali. Il passaggio è fondamentale, poiché significa che oggi siamo in grado di raccogliere dati da messaggeri diversi dalle radiazioni elettromagnetiche. E poi le comete: siamo giunti a sapere qual è la composizione di questi corpi e addirittura siamo riusciti a inviare una sonda (la sonda Rosetta e il lander Philae; qui trovate uno degli articoli che Scienza in rete ha dedicato alla missione ) direttamente sulla superficie della cometa 67P/Churyumov Gerasimenko. Ma soprattutto, assieme agli asteroidi, le comete sono ritenute il mezzo con cui l’acqua, e dunque la vita, è arrivata sulla Terra (a molti sarà probabilmente venuto in mente il libro I Marziani siamo Noi, di Giovanni Bignami).
Alcune questioni sono sembrate mancare all’appello della tre giorni di convegno, tra le quali, per esempio, la circolazione e la ricezione del testo al di fuori dei circoli dotti, o aspetti di storia visuale e materiale che aggiungono solitamente prospettive inedite e intriganti.

Vale la pena segnalare, in conclusione, che la casa editrice Hoepli ha appena pubblicato il testo dell’opera in una nuova edizione, con apparato critico a cura di Franco Giudice e Michele Camerota (Università di Cagliari). Nell’introduzione lettori e lettrici troveranno un’accurata quanto scorrevole ricostruzione della genesi e dei contenuti dell’opera; i più esigenti potranno inoltre contare sulle numerosissime note al testo.

Nel mondo, la crescita dell’industria spaziale, in particolare nel settore della difesa, è stata notevole, aumentando del 16% nel 2022 e stabilendo un nuovo record a 48 miliardi di dollari. Le attuali tensioni geopolitiche hanno rafforzato l’importanza dello spazio come dominio operativo strategico per le tattiche di guerra ibrida. Di conseguenza, i governi stanno dando priorità agli investimenti non solo nelle applicazioni spaziali “tradizionali” come le telecomunicazioni, la navigazione e l’osservazione della Terra, ma stanno anche ponendo maggiore enfasi sui sistemi di sicurezza spaziale e di allarme rapido per salvaguardare le loro risorse spaziali. Sul fronte civile, parallelamente ai programmi di ricerca istituzionale, la spesa pubblica è sempre più guidata dalle missioni di volo spaziale umano, catalizzando l’attenzione di un numero crescente di nuovi operatori attratti dai vantaggi socio-economici e dal prestigio associati a questi programmi.
Per seguire l’evoluzione dell’economia spaziale nell’arco di oltre mezzo secolo, occorre considerare il diverso coinvolgimento di attori pubblici e privati. Seguendo il filo del libro di Caraveo e Iacomino, possiamo distinguere tre fasi dell’economia spaziale: una prima fase, compresa tra 1950 e 1969, caratterizzata da programmi spaziali governativi sia civili sia militari, culminati con lo sbarco sulla Luna nel 1969 e lo sviluppo di sistemi di telecomunicazione e navigazione satellitare; la seconda fase, dal 1970 al 2000, caratterizzata dall’ingresso graduale degli attori privati, che diventano predominanti nella terza fase, che è quella attuale.

L’inizio della corsa allo spazio

Gli albori dell’economia spaziale possono essere fatti risalire all’inizio della corsa allo spazio durante la Guerra Fredda e alla competizione tra Stati Uniti e Unione Sovietica.
Il successo ottenuto dai sovietici con il lancio del satellite Sputnik nel 1957 ha suscitato serie preoccupazioni negli Stati Uniti. Sebbene lo Sputnik non rappresentasse una minaccia immediata alla sicurezza statunitense, testimoniava le capacità tecnologiche avanzate dell’Unione Sovietica. In risposta a queste sfide, il presidente Eisenhower propose la creazione della National Aeronautics and Space Administration (NASA) al Congresso, che approvò prontamente. La missione della NASA era quella di promuovere la ricerca sui problemi del volo all’interno e all’esterno dell’atmosfera terrestre e di sviluppare la scienza spaziale.
Nel maggio del 1961, poche settimane dopo il successo di Jurij Gagarin, primo cosmonauta a volare nello spazio, il presidente Kennedy pronunciò uno discorso in cui delineò un programma decennale molto ambizioso. Gli obiettivi principali erano lo sbarco dell’uomo sulla Luna e lo spiegamento di satelliti per le telecomunicazioni e l’osservazione della Terra e l’esplorazione del sistema solare.
I benefici economici della missione sulla Luna furono ampi e duraturi. A breve termine, per ogni dollaro speso nel programma Apollo, almeno tre dollari furono immessi nell’economia. Molte invenzioni sono emerse come semplici sottoprodotti delle missioni Apollo e gli impatti economici dell’innovazione tecnologica sono stati travolgenti nel medio-lungo termine. Per esempio, la navicella spaziale Apollo richiedeva computer leggeri, compatti e potenti. Per soddisfare queste caratteristiche l’Apollo Guidance Computer fu costruito utilizzando i microchip. Questo ha assicurato un enorme mercato iniziale: nel 1963, il progetto Apollo ha utilizzato fino al 60% della fornitura di chip negli Stati Uniti.
Nonostante gli evidenti vantaggi tecnologici ed economici, dopo lo sbarco sulla Luna l’esplorazione spaziale umana si è interrotta, per diverse ragioni. Innanzitutto, vincere la competizione tecnologica con l’Unione Sovietica era l’obiettivo principale del programma Apollo. Una volta raggiuntolo, politici e opinion leader non hanno trovato nuovi obiettivi che giustificassero gli alti costi delle missioni spaziali, così il sostegno politico è progressivamente svanito.
In secondo luogo, la guerra del Vietnam e i successivi disordini civili hanno fatto svanire l’interesse del pubblico, in particolare dei giovani, per i grandi programmi spaziali, ormai guardati con diffidenza. Sebbene questi gruppi di contestatori fossero una minoranza, hanno avuto un impatto sulle decisioni successive di ridurre i finanziamenti ai programmi spaziali.

L’era dei servizi commerciali satellitari globali

Il periodo tra il 1970 e il 2000 è stato caratterizzato dal predominio delle attività governative nello spazio, anche se le attività commerciali private hanno avuto un forte sviluppo nel settore delle telecomunicazioni satellitari e, in misura minore, nel mercato dell’osservazione della Terra.
Già agli inizi degli anni ‘60 la NASA aveva assegnato dei contratti a società private per la costruzione di due satelliti di comunicazione. Da quel momento in poi le aziende private entrarono in un mercato redditizio e capitalizzarono i vasti programmi di ricerca e sviluppo guidati dalla NASA e dalle forze armate. Nel 1964 fu costituita la Communications Satellite Corporation (COMSAT), che aveva come principale obiettivo quello di fungere da società pubblica, finanziata a livello federale, destinata a sviluppare un’attività commerciale e un sistema internazionale di comunicazione satellitare. Nel 1965 fu formata INTELSAT, un’organizzazione intergovernativa che possedeva e gestiva una costellazione di satelliti che fornivano servizi di telecomunicazione internazionale.
Un ruolo importante nel favorire l’accesso delle aziende private allo spazio fu giocato dal cambio della politica spaziale americana. Fino al 1970 le comunicazioni a lunga distanza negli Stati Uniti erano monopoli protetti dal governo: il Bell System per i telefoni e le tre reti di trasmissione (ABC, CBS e NBC) per la televisione e la radio. Nel 1970 negli Stati Uniti stavano emergendo nuove tecnologie, come la televisione via cavo, i telefoni cellulari, la trasmissione a microonde. Questo spinse l’amministrazione Nixon ad adottare la politica Open Sky, in cui qualsiasi azienda con i mezzi tecnici e finanziari avrebbe potuto operare e lanciare il proprio satellite per le comunicazioni. Per l’attuazione della politica Open Sky la Casa Bianca istituì l’Ufficio per le politiche delle telecomunicazioni, che ha lavorato per sbloccare e deregolamentare il settore: era iniziata l’era dei servizi commerciali satellitari globali.

La terza fase: la rapida crescita della space economy

La terza fase, dal 2000 ad oggi, ha visto una partecipazione progressivamente maggiore delle imprese private alle attività spaziali. Si tratta di un’economia mista, che comprende sia il settore spaziale commerciale sia le attività spaziali governative. Il settore spaziale commerciale è una nicchia ad alta tecnologia, che comprende da una parte i servizi spaziali commerciali, tra cui la trasmissione satellitare, le telecomunicazioni, l’osservazione della Terra, la geolocalizzazione, la copertura Internet globale e le apparecchiature e i servizi di navigazione; dall’altra le infrastrutture spaziali commerciali e le industrie di supporto al settore, come la produzione di satelliti e razzi, servizi di lancio, stazioni di terra e relative apparecchiature.
All’inizio della corsa allo spazio, l’agenzia spaziale dell’Unione Sovietica sviluppò i razzi, in collaborazione con altri uffici e agenzie governative, mentre la NASA si avvalse dell’aiuto di aziende statunitensi. Quando negli anni ’70 entrarono nel settore aerospaziale altre nazioni, l’Europa seguì il modello americano, mentre Cina, Giappone e India il modello sovietico.
Dopo che lo space shuttle venne abbandonato a causa degli alti costi e degli incidenti, la NASA per un periodo ha utilizzato le Soyuz, di produzione russa, per le sue spedizioni spaziali, per poi affidarsi a produttori di vettori statunitensi completamente privati. Le politiche della NASA hanno stimolato l’ingresso di nuove società nel settore dei lanci, come Space X, che per ridurre i costi di lancio ha sviluppato metodi per riutilizzare lo stadio primario dei razzi, ossia quello responsabile della propulsione iniziale attraverso l’atmosfera terrestre, che prima veniva sganciato dopo il lancio, andando perduto.
L’Europa, al contrario, è rimasta legata al vecchio modello, caratterizzato da appalti pubblici e da un’industria di lancio monopolistica. Attualmente l’unica azienda in Europa che produce razzi medio-pesanti (serie Ariane) è Arianespace. Inoltre, attraverso una joint venture con Roscosmos, Arianespace ha gestito i lanci dei razzi Soyuz per la messa in orbita di satelliti commerciali.
Sfortunatamente, questa collaborazione è stata interrotta nel febbraio 2022 all’inizio dell’invasione dell’Ucraina. Questo è stato uno dei motivi del crollo nel 2022 del numero di lanci europei riusciti, passati da 15 del 2021 a 5. Questo calo improvviso è tanto più notevole se si considera che SpaceX ha raggiunto il numero record di 61 lanci, che rappresentano più dei tre quarti dei 78 lanci statunitensi nel 2022.
Per quanto riguarda i satelliti, la crescente domanda di quelli utilizzati per le telecomunicazioni commerciali sta contribuendo all’espansione del mercato dell’industria dedita alla costruzione di satelliti. Gli Stati Uniti detengono una posizione dominante sul mercato, in parte grazie alla forte domanda del governo statunitense, con molti satelliti istituzionali, ma anche grazie alla crescita del settore privato. Starlink, una costellazione di satelliti di SpaceX per l’accesso a internet a banda larga, conta già oltre 4.000 satelliti in orbita. Altre società come OneWeb e Amazon Web Service stanno investendo nel settore della banda larga satellitare. 
L’industria spaziale europea si posizione dietro quella statunitense e, sebbene abbia registrato una crescita costante dei ricavi, dipende dalle esportazioni per quasi la metà dei suoi introiti.
A trainare invece il mercato dei servizi satellitari è soprattutto l’aumento della domanda di servizi di osservazione della Terra in numerosi settori. Fino all’inizio degli anni 2000, le agenzie spaziali governative erano gli unici attori importanti a fornire immagini satellitari dai loro satelliti. Tuttavia, negli ultimi due decenni le politiche delle agenzie spaziali, i progressi nell’intelligenza artificiale che hanno consentito attività sempre più avanzate derivanti dall’elaborazione dei dati satellitari, l’aumento degli investimenti privati, hanno incoraggiato la crescita di attori privati nel settore spaziale.
Nei prossimi 5-15 anni si verificheranno molti cambiamenti nell’economia spaziale. Nel breve termine, la connettività e i servizi in orbita, e possibilmente la costruzione di nuove stazioni spaziali private per il turismo spaziale, saranno il principale motore dell’economia spaziale. Stanley Morgan stima che il mercato della banda larga satellitare potrebbe valere fino a 400 miliardi di dollari entro il 2040. L’esplorazione spaziale umana verso la Luna, gli asteroidi e Marte, invece, guiderà la crescita dell’economia spaziale extraterrestre nel medio-lungo termine.

Le agenzie spaziali europee

Durante gli anni ’50 e all’inizio degli anni ’60 l’Europa stava ricostruendo la sua economia devastata dalla Seconda Guerra Mondiale, quindi non partecipava all’esplorazione spaziale - continuano Caraveo e Iacomino nel loro racconto. Nel 1961 la Francia istituisce il Centro nazionale di studi spaziali (CNES), diventando la terza potenza spaziale a ottenere l’accesso allo spazio dopo l’URSS e gli Stati Uniti, e condividendo tecnologie con l’Europa per sviluppare la famiglia di lanciatori Ariane.
I primi sforzi spaziali italiani durante l’era della corsa allo spazio furono costruiti attorno alla cooperazione tra la Commissione Spaziale Italiana, un ramo del Consiglio Nazionale delle Ricerche, e la NASA, supportata principalmente dal Centro Ricerche Aerospaziali, il gruppo di ricerca aerospaziale dell’Università di Roma La Sapienza. Solo nel 1988 il governo italiano ha istituito l’Agenzia spaziale italiana (ASI) per il coordinamento delle attività di esplorazione spaziale in Italia.
Nel 1975 un gruppo di paesi europei aveva creato l’Agenzia spaziale europea (ESA) come organizzazione intergovernativa. L’obiettivo principale dell’ESA è consentire all’Europa di diventare e rimanere competitiva nella tecnologia spaziale e di svolgere ricerca scientifica. L’ESA coordina i programmi spaziali dei paesi europei partecipanti.
Il dibattito sulla governance spaziale europea è iniziato all’inizio degli anni 2000, quando la rilevanza politica dello spazio è diventata più evidente, ma ancora oggi è in gran parte modellata da politiche nazionali che portano verso una frammentazione, in cui le attività spaziali sono sviluppate dalle singole nazioni che portano avanti i loro rispettivi interessi.

La frammentazione della politica spaziale europea

Secondo le autrici, la natura frammentata della politica spaziale europea è diventata oggi evidente, e le sue conseguenze vanno dal minore peso diplomatico, alla ridotta condivisione delle conoscenze e all’inefficiente trasferimento tecnologico, oltre alla duplicazione dei programmi.
Questa frammentazione è dovuta sia alla presenza di diverse istituzioni intergovernative, con una sovrapposizione di competenze, gestioni e programmi tra UE, ESA, EUMETSAT (Exploitation of Meteorological Satellites), SATCEN (European Union Satellite Centre), European Defence Agency (EDA) ed EUSPA (Agenzia dell’Unione europea per il programma spaziale), sia alle diverse politiche di sicurezza nazionale, non coordinate a livello europeo. La definizione delle strategie militari, infatti, resta una questione quasi interamente nazionale, e in diversi paesi europei le agenzie spaziali stanno lavorando a fianco dei rispettivi ministeri della Difesa. La maggior parte delle tecnologie e infrastrutture spaziali possono essere infatti utilizzate sia per obiettivi civili sia di difesa.
In questo contesto l’ESA, costruita come un’organizzazione intergovernativa composta da 22 Stati membri, 19 dei quali sono anche membri dell’UE, detiene le competenze tecniche per le attività spaziali europee e promuove la cooperazione nello spazio, elaborando e attuando una politica spaziale europea a lungo termine.
Sebbene la cooperazione tra l’ESA e l’UE sia consolidata da tempo, le differenze in termini di adesione e regolamentazione delle due organizzazioni internazionali hanno dato origine a due entità e voci distinte nella governance dell’industria spaziale europea. Pertanto, mentre entrambi gli enti sostengono la promozione della competitività industriale europea e della non dipendenza dalle tecnologie critiche come obiettivi politici fondamentali, le politiche industriali nei confronti degli Stati membri sono diverse.
Mentre l’ESA assegna i contratti di appalto alle aziende di una determinata nazionalità sulla base del contributo che quel paese offre al bilancio dell’ESA, l’Unione Europea sostiene una politica industriale volta a stimolare la concorrenza tra gli attori industriali europei. Questa discrepanza tra i due principali attori che definiscono la politica spaziale europea alimenta la frammentazione istituzionale.
Negli ultimi anni l’ESA ha diversificato i suoi rapporti con l’industria su una varietà di programmi, creando modelli di partnership innovativi oltre agli appalti tradizionali, con l’obiettivo di creare un mercato più competitivo a livello europeo. Inoltre, l’ESA, che storicamente ha evitato di occuparsi delle applicazioni delle tecnologie spaziali nell’ambito della difesa, nel 2011 ha formalizzato un accordo con l’EDA. Tale accordo favorisce una riduzione della duplicazione degli sforzi, soprattutto in settori chiave come la sorveglianza, l’intelligence e le comunicazioni satellitari.

La mancanza di una visione e la scarsa propensione al rischio delle imprese europee

Oltre al problema della frammentazione delle istituzioni europee che governano la politica spaziale europea, la tesi del libro è che vi sia una scarsa propensione al rischio sia nel pubblico sia nel privato, con la tendenza a favorire progetti conservativi, che garantiscano ricavi nell’immediato. Sul fronte privato l’Europa manca di imprenditori come Elon Musk o Jeff Bezos che abbiano sia la capacità di sognare in grande sia il denaro per sostenere la loro visione. Le imprese europee sono fortemente dipendenti dai finanziamenti pubblici, con i finanziamenti privati che tardano ad arrivare, e da una logica di collaborazione che limita la concorrenza finendo col ridurre la spinta all’innovazione. Questo è particolarmente evidente nel settore dei razzi: mentre gli Ariane 5 sono giunti a fine vita, la nuova generazione di lanciatori, Ariane 6, tarda ad arrivare, e, piuttosto che essere un prodotto innovativo, sono semplicemente il frutto di un aggiornamento delle versioni precedenti, lasciando di fatto l’Europa indietro nel settore dei lanciatori. In tal senso è emblematico il fatto che l’ESA stia negoziando con fornitori americani per poter lanciare in orbita nel 2024 i satelliti di seconda generazione del progetto Galileo che, paradossalmente, dovrebbe servire a rendere l’Europa autonoma nell’accesso ai servizi spaziali. 
Rendere l’industria spaziale europea più competitiva è visto come un impegno urgente anche dalle istituzioni comunitarie. Il 13 gennaio 2021 Thierry Breton, commissario europeo per il Mercato interno, ha annunciato un piano di investimenti da un miliardo di euro nel Fondo spaziale europeo Cassini per costruire un’alleanza europea sui lanciatori con l’obiettivo di aiutare le industrie europee a rimanere competitive nel mercato globale. Per affrontare il collo di bottiglia del lancio, il settore pubblico, attraverso agenzie spaziali come l’ESA, deve incoraggiare il settore privato a proporre le soluzioni più innovative ed economicamente efficienti. L’agenzia pubblica deve essere un cliente di riferimento che acquista un servizio o un prodotto. Parallelamente, svilupperà anche elementi tecnologici per consentire alle aziende private di maturare le tecnologie necessarie per fornire i servizi.
Le due autrici si chiedono se le numerose istituzioni europee forniscano l’approccio migliore per affrontare queste sfide, arrivando a proporre una nuova istituzione federale a livello europeo per l’esplorazione spaziale, che sostituisca o coordini tutte le agenzie esistenti. Un’agenzia federale con un proprio budget approvato dal Parlamento europeo avrebbe anche una posizione contrattuale migliore nella ricerca di partenariati con agenzie spaziali di altre nazioni. Le nazioni partecipanti alla nuova agenzia spaziale federale potrebbero prendere in considerazione la trasformazione delle proprie agenzie spaziali nazionali in uffici regionali della nuova istituzione.
Tutto questo, secondo le autrici, è necessario se l’Europa vuole essere geopoliticamente rilevante poiché lo spazio tocca già ogni aspetto della società, dall’intrattenimento e dalle comunicazioni alla navigazione e al commercio.

I nano dots sono nanoparticelle di dimensioni estremamente ridotte, circa 5 nm o meno, che quindi riescono a risentire nelle loro proprietà degli effetti quantistici. Le caratteristiche chimico-fisiche di un materiale dipendono soprattutto dalla struttura cristallina (o non cristallina) con cui si dispongono gli atomi e le molecole che lo compongono. Se parliamo di nanotecnologie, e quindi di dimensioni dell’ordine dei nanometri, le caratteristiche chimico-fisiche di un dato materiale possono differire rispetto a quelle dello stesso materiale di dimensioni maggiori, in particolare a causa del rapporto fra l’ampia superficie e il volume ridotto. Diminuendo le dimensioni e arrivando a una scala minore di 10 nm, fino a 5 nm o meno, intervengono effetti quantistici dovuti al fatto che la funzione d’onda degli elettroni delle molecole che compongono la nanoparticella ha una lunghezza d’onda paragonabile alle dimensioni della particella stessa. Questo fa sì che gli stati energetici degli elettroni dipendano dalle dimensioni, perché in un certo senso questi elettroni, che sono sia particelle che onde, vengono più o meno schiacciati man mano che le dimensioni diminuiscono. In termini pratici, si traduce nella variazione di alcune caratteristiche di questa particella, dal colore alla temperatura di fusione al potenziale di ossidoriduzione.

Questo tipo di comportamento si è rivelato estremamente utile in molti campi d’applicazione, come per esempio le telecomunicazioni, la sensoristica, la biomedicina e molto altro. Nel 2021 il mercato dei quantum dots era di 4,1 miliardi di dollari e si stima che raddoppierà, arrivando a 8,6 miliardi nel 2026, soprattutto se si investe in nanoparticelle non al cadmio, che finora ha rappresentato il principale componente delle tecnologie basate sui quantum dots, in particolare nei display, in favore di alternative più sostenibili.

Dalla teoria alla pratica: la strada verso il Nobel

Il primo a ipotizzare che le proprietà di un materiale potessero dipendere dalle dimensioni delle particelle fu Herbert Fröhlich nel 1937. Fröhlich sottolineò che il modello a elettroni liberi, un modello utilizzato nella fisica dello stato solido per studiare il comportamento degli elettroni nei metalli, dava risultati diversi a seconda che si considerassero delle particelle molto piccole o dei materiali di grandi dimensioni, e che questi cambiamenti si manifestassero sotto forma di effetti visibili. Stimò comunque che per ottenere questo si dovesse arrivare a particelle di dimensioni inferiori ai 10 nm, cosa che, a quei tempi, era possibile solo nella teoria.

Questi studi furono ritenuti interessanti e nei decenni successivi i fisici dello stato solido li approfondirono, sempre però rimanendo a un livello puramente teorico, fino agli anni 60, quando l’interesse per l’elettronica, e in particolare per micro e nano film, fece in modo che si cercasse di applicare questa teoria anche alla pratica, nell’idea di poter sviluppare nuove tecnologie. In particolare, furono osservati effetti quantistici in microfilm, tanto che negli anni 80 le osservazioni sperimentali di questi fenomeni erano ormai un dato di fatto scientifico. Per passare però alle applicazioni nelle nanotecnologie su necessario dapprima passare per un contesto diverso e cioè quello della scienza dei vetri colorati.

Storicamente, era risaputo dai produttori di vetro che droganti come oro, argento, cadmio, zolfo e selenio potevano essere utilizzati per modificare le proprietà ottiche del vetro. Nel 1979 Alexei Ekimov iniziò a lavorare sui vetri drogati per poterne studiare approfonditamente la struttura e in particolare la struttura colloidale caratteristica dei vetri colorati, così come il meccanismo di crescita di queste particelle. Con i suoi collaboratori si accorse che le proprietà ottiche di questi vetri silicei addizionati con rame e cloro subivano delle variazioni in base alla temperatura in seguito alla formazione di sottili film di cloruro di rame e che inoltre sempre controllando la temperatura erano in grado di formare piccoli cristalli della stessa sostanza la cui grandezza variava in base alla temperatura. Ekimov attribuì queste proprietà agli effetti quantistici di cui si era teorizzato nei decenni precedenti.

Fu solo successivamente, nel 1983, però, che prove dello stesso tipo furono rilevate in nanoparticelle colloidali al di fuori dei vetri colorati, proprio da Louis Brus, che entra così nella storia dei quantum dots, il quale aggiunse alla lista degli effetti quantistici oltre al colore anche il potenziale redox.

Il problema principale per far sì che si potesse passare da un fenomeno puramente di laboratorio a una tecnologia che potesse effettivamente essere usata su larga scala era la difficoltà nel sintetizzare nanoparticelle delle dimensioni giuste e che fossero sufficientemente omogenee per poter osservare queste proprietà. Infine, fu il terzo dei Nobel, Moungi Bawendi, a implementare negli anni 90 una sintesi che fosse non solo efficace ma anche riproducibile su larga scala, utilizzando solventi opportuni e uno stretto controllo delle condizioni di reazione, in particolare la temperatura, di modo che regolando questo parametro si potesse ottenere nanoparticelle delle dimensioni desiderate. Il metodo di sintesi messo a punto da Bawendi ha aperto le porte a un utilizzo esteso della tecnologia basata sui quantum dots.

Applicazioni presenti e future

Sicuramente fra le proprietà più utilizzate per le tecnologie basate qui quantum dots c’è la loro possibilità di cambiare colore variando la dimensione della particella. Questo è alla base del loro utilizzo, per esempio, nei dispositivi elettronici e nei display, come i televisori QLED (dove Q sta appunto per quantum) e negli schermi di tablet e smartphone. Per lo stesso motivo sono largamente utilizzati come biosensori e biomarcatori in campo medico e diagnostico, in particolare per tecniche di imaging. Modificando la particella con particolari molecole compatibili con un certo target, come per esempio una specifica proteina, si riesce infatti a ottenere un’immagine di fluorescenza molto vivida, grazie alla capacità di assorbimento particolarmente ampia che hanno queste tecnologie.

Materiali di questo tipo a base di grafene, inoltre, si stanno rivelando molto utili nel campo della biomedicina, e nello specifico come delivery di farmaci. Sono solubili in acqua e inoltre le dimensioni ridotte permettono loro di attraversare le principali barriere biologiche e, opportunamente modificati, sono in grado di penetrare anche la barriera ematoencefalica, rivelandosi quindi particolarmente utili come nanocarrier di farmaci specifici, ad esempio, per malattie neurodegenerative come l’Alzheimer. Altre possibili applicazioni dei quantum dots a base di grafene si ritrovano nelle terapie contro il diabete mellito, nella radioterapia, nella lotta alla resistenza multifarmaco e altre ancora.

Il loro potenziale accumulo di energia elettrochimica grazie alla loro ampia area superficiale specifica, dimensione regolabile, breve percorso di trasporto di ioni/elettroni, non tossicità, basso costo, fotoluminescenza regolabile e facile funzionalizzazione della superficie ha inoltre aperto la strada al possibile utilizzo dei nano dots nel campo delle energie rinnovabili e in particolare nello stoccaggio e nella conversione di energia solare. Le dimensioni ridotte e l’ampia area superficiale li rendono adatti come materiali utilizzabili negli elettrodi delle batterie Litio-Zolfo, mentre la capacità di accumulare grandi quantità di carica fa si che siano interessanti da utilizzare nei super condensatori o ancora nel processo fotocatalitico di conversione dell’acqua in idrogeno tramite l’energia solare.

Insomma, le applicazioni, presenti o future, già accertate o forse possibili, dei quantum dots sono molteplici e spaziano in campi anche molto diversi fra loro, dalla medicina pura ai dispositivi che quotidianamente utilizziamo per guardare una serie tv o un film. Quando si parla di meccanica quantistica, troppo spesso si tralasciano gli aspetti più pratici per entrare nel campo del teorico, persino del filosofico, ma i quantum dots sono la dimostrazione che anche aspetti della scienza apparentemente senza alcun fine pratico possono invece essere determinanti nello sviluppo di nuove tecnologie all’avanguardia. E valere un Nobel.

Moltissimi gli studi che in vari modi lo certificano. L’ultimo, in ordine di tempo, è il rapporto Il ruolo dell’Ecosistema dell’Innovazione nelle Scienze della Vita per la crescita e la competitività dell’Italia, presentato a settembre di quest’anno dalla Life Science Community di The European House/Ambrosetti. Qui l’Italia si piazza al secondo posto dopo la Germania per numero di pubblicazioni in ambito biomedico; addirittura potrebbe essere il primo paese europeo in base a un altro criterio di classificazione, ossia il numero di citazioni dei paper scientifici. Un dato straordinario, soprattutto se si considera l’esiguità del capitale umano dedicato alla ricerca nelle scienze della vita (l’indicatore aggregato di Ambrosetti colloca l’Italia al 12° posto in Europa) e la scarsità delle risorse a disposizione dei ricercatori (secondo un altro indicatore aggregato saremmo al 9° posto in Europa). Possiamo essere soddisfatti. Siamo infatti in presenza di una efficacia altissima dei ricercatori italiani, eccellenti anche secondo altri indicatori, come il numero di grant ottenuti dallo European Research Council (ERC): 136, secondi solo dopo la Germania.

Il quadro cambia completamente quando si guarda al numero di brevetti europei (circa il 25% di quelli ottenuti in Germania) o al numero di imprese create. Qui ci collochiamo in una mesta media classifica europea, molti distanti dai brillanti piazzamenti della ricerca. In sostanza: in quest’ambito non siamo capaci di trasferire adeguatamente i risultati della ricerca scientifica dai laboratori al mercato e alla società.

I motivi sono molti, di natura culturale e organizzativa, e il dibattito è incessante, così come i tentativi di porre rimedio a questo gap. Negli ultimi anni il “trasferimento tecnologico” è diventato di moda; giustamente, università, enti e ospedali di ricerca si sono dotati di strutture dedicate; le iniziative messe in campo sono veramente numerose e ingenti le risorse assegnate, per esempio dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy attraverso ENEA Tech e Biomed o dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) che ha messo a disposizione 5,9 miliardi di euro allocati in 5 centri nazionali, 11 ecosistemi dell’innovazione, 49 tra infrastrutture di ricerca e infrastrutture tecnologiche, 14 partenariati estesi. Cassa Depositi e Prestiti ha dato vita anche a un Fondo Nazionale Innovazione, che sta intervenendo a fianco dei venture capital privati nel finanziamento di start up. La strategia complessiva sembra essere ancora confusa, anche per la quantità di attori in campo, ma non si può dire che non ci si stia provando.

Tra i soggetti incaricati di favorire il trasferimento tecnologico nelle scienze della vita c’è anche Human Technopole (HT), la fondazione di ricerca creata dal Governo italiano nel 2018 con sede a Milano nell’area Mind (ex EXPO). Oggi Human Technopole occupa quasi 400 persone, ha attivato centri di ricerca in genomica strutturale, genomica di popolazione, neurogenomica, biologia strutturale, biologia computazionale e health data science. Nelle prossime settimane prenderanno avvio le piattaforme nazionali che mettono a disposizione della comunità scientifica italiana infrastrutture e apparecchiature tecniche avanzatissime nelle aree genomica, editing genomico, biologia strutturale, microscopia ottica, gestione e analisi dei dati.

Per quanto riguarda il trasferimento di tecnologie biomediche, già in passato HT aveva promosso iniziative di formazione e sensibilizzazione dei giovani scienziati, ma per il prossimo fine ottobre Human Technopole ha dato vita, insieme alla rivista Nature, a un incontro molto particolare, dedicato sempre ai neoricercatori, dal titolo Future Trends in Translational Medicine. Si tratta di un esercizio collettivo di “forecasting tecnologico” riferito alla medicina traslazionale, ossia di analisi dei settori di ricerca biologica e medica che in un futuro più o meno prossimo potrebbero luogo ad applicazioni pratiche e cliniche. L’obiettivo dichiarato è di spingere chi sta muovendo i primi passi in laboratorio a guardare con interesse non solo la ricerca di base ma anche quella applicata. Per farlo sono stati scelti quattro temi che verranno approfonditi con comunicazioni da parte di top scientist internazionali: terapia genica (dove la ricerca italiana eccelle e dove sono state anche avviate imprese dedicate) e utilizzi terapeutici dell’RNA, genomica e big data, uso dell’intelligenza artificiale nella ricerca biomedica, creazione di organoidi per la messa a punto di farmaci e la medicina personalizzata.

Sono aree di ricerca in piena ebollizione, dense di potenziali applicazioni, scelte come esempio dei fruttuosi e virtuosi incroci che si possono realizzare tra scienza pura e ricadute sociali e di mercato. L’incontro vorrebbe rappresentare anche una occasione di dialogo e coordinamento tra i diversi attori che si stanno occupando di trasferimento tecnologico per le scienze della vita in Italia, con l’obiettivo di provare a mettere a sistema risorse e competenze per superare le barriere che ancora impediscono alla ricerca italiana di vedere realizzate i suoi considerevoli risultati.

La notizia ha subito scosso la comunità scientifica, che da sempre sogna di produrre un materiale con queste caratteristiche.

Lo stato dell’arte dei superconduttori

La superconduttività a oggi è ottenibile solo a temperature estremamente basse e le applicazioni tecnologiche devono prevedere raffinate operazioni di raffreddamento. I pochi superconduttori utilizzati in tecnologie commerciali lavorano alla temperatura dell’elio liquido, come nel caso dei dispositivi per la risonanza magnetica che sfruttano magneti a base di niobio e titanio mantenuti a circa -268°C. La tecnologia di raffreddamento è cruciale in questo caso, e infatti l’impegno per migliorarne le prestazioni supera di gran lunga l’impegno per trovare nuovi materiali superconduttori.

Per rendere meno impattante questa necessità, da decenni la ricerca è concentrata sulla produzione di materiali che diventino superconduttori a condizioni il più possibile vicine a quelle ambiente: la produzione di energia, la mobilità sostenibile, le tecniche diagnostiche sono solo alcuni esempi di tecnologie che gioverebbero di superconduttori facilmente utilizzabili. La strada per arrivare a tale risultato è ancora lunga e tortuosa: combinando alcuni elementi nel gruppo delle terre rare tra loro e con l’idrogeno oppure unendo vari metalli pesanti, alcuni gruppi di ricerca hanno ottenuto materiali che diventano superconduttori a circa -70°C mentre altri ottimi risultati sono stati ottenuti alzando la pressione ad alcune migliaia di atmosfere.

Figura 1. Un riassunto grafico dei più importanti materiali superconduttori. Crediti immagine: PJ Ray/Wikimedia Commons. Licenza. CC BY-SA 4.0

Come si può notare dal grafico, le condizioni operative anche dei superconduttori più innovativi rimangono molto lontane da quelle che permettono la vita sulla Terra: circa 25°C e 1 atmosfera. In questo contesto, è facile comprendere la domanda ricevuta da Larbalestier e il generale scetticismo di tutta la comunità scientifica di fronte all’annuncio.

La bufala smentita

Meno prevedibile è stato invece l’impatto mediatico dei due articoli, che sono diventati virali nel giro di poco tempo: il passaparola ha avuto particolare successo su Twitter anche grazie a un breve video in cui gli autori mostrano un piccolo pezzo di LK99 sollevarsi quando appoggiato su un magnete. La notizia è quindi arrivata anche a pubblici non specializzati e l’entusiasmo è divampato, con varie testate generaliste in giro per il mondo che hanno ripreso la vicenda. Anche il New York Times ha pubblicato un approfondimento incentrato sul lavoro della comunità scientifica che si è subito adoperata per smentire o confermare la scoperta. La facilità di produzione, infatti, ha permesso a svariati laboratori di mettersi a lavoro per replicare gli esperimenti dei sudcoreani mentre altri gruppi di ricerca specializzati in fisica computazionale hanno azionato i loro calcolatori per mettere alla prova l’impianto teorico discusso nei due articoli.

Questo processo di revisione è stato oggetto di una tavola rotonda aperta a tutti organizzata in occasione della Conferenza Europea sulla Superconduttività Applicata (EUCAS 2023) che si è tenuta a Bologna dal 3 al 7 settembre 2023: con la moderazione di Paola Catapano, comunicatrice in forza al CERN, alcuni dei ricercatori più esperti nel campo hanno spiegato tutto il lavoro di peer review svolto nell’arco di due mesi e discusso i risultati definitivi delle ricerche su LK99.

Gli interventi hanno smontato con chiarezza cristallina i risultati sperimentali, l’apparato teorico e tutti i proclami dei ricercatori sudcoreani. Per fare un esempio: i creatori di LK99 hanno dichiarato che il loro materiale potrebbe portare una rivoluzione nel quantum computing. Anna Grassellino, direttrice del Superconducting Quantum Materials and Systems al FermiLab di Chicago, ha chiarito che la realtà è molto più complessa: i computer quantistici lavorano a temperature prossime allo zero assoluto per mantenere stabile l’informazione che manipolano, non perché costretti dalle caratteristiche dei materiali di cui sono composti. L’utilizzo di un superconduttore a temperatura ambiente darebbe enormi grattacapi ai ricercatori impegnati nel quantum computing senza fornire soluzioni ai problemi che oggi affrontano. Tsuyoshi Tamegai, dell’Università di Tokyo, ha invece discusso i risultati sperimentali: i suoi grafici e le sue spiegazioni portano a concludere che sicuramente LK99 non  solo non è un superconduttore ma è addirittura un isolante elettrico senza caratteristiche metalliche. Questa è anche la spiegazione più semplice ed efficace al video circolato sui social media. Lilia Boeri , de La Sapienza Università di Roma, ha infine raccontato come calcoli computazionali sui modelli proposti dai creatori di LK99 dimostrano che questo materiale non ha una temperatura critica al di sotto della quale diventa superconduttore.

La quantità di prove atte a smentire l’articolo dei sudcoreani lascia pochi dubbi.

La scienza al suo meglio

Questa breve ma significativa esperienza permette anche una riflessione sull’efficacia della revisione tra pari (peer review) e sulle opportunità di pubblicare articoli in portali come arxiv.org, dove una revisione pre-pubblicazione non esiste. A domanda diretta sulle opportunità e i rischi di questa procedura, Larbalestier fornisce una risposta che sottolinea gli aspetti positivi di tutta la vicenda: la pubblicazione aperta a tutti degli articoli su LK99 ha reso pubblico, trasparente e molto rapido tutto il lavoro di revisione e controllo sui dati e ha dimostrato come la comunità scientifica sia capace di autocorreggersi in poco tempo: nel giro di un mese gli scetticismi sono stati confermati e la bolla di entusiasmo è scoppiata.

Larbalestier ha inoltre sottolineato che eventi di questo genere sono i benvenuti, perché riportano l’attenzione dei decisori e degli stakeholder sulla tematica di ricerca: dove c’è attenzione mediatica, c’è anche attenzione politica e quindi accesso a fondi indispensabili per continuare il lavoro.

Non smettere di cercare

Proprio l’attenzione mediatica generata da annunci mirabolanti fornisce momenti di grande visibilità ai ricercatori, come successo agli scienziati sudcoreani. Nei decenni, però, sono state pubblicati varie rivendicazioni sui superconduttori a temperatura ambiente, tutte poi rivelatisi infondate: per descrivere questa tendenza, Koichi Kitazawa è arrivato a coniare l’acronimo USO, sigla che sta per Unidentified Superconductive Objects. Un po’ come gli UFO, anche gli USO sono avvistamenti straordinari di superconduttori a temperatura ambiente che non superano i test a cui sono sottoposti dalla comunità scientifica: come le visite di alieni anche gli USO intrigano, affascinano, generano speculazioni e ci ricordano che i superconduttori a temperatura ambiente sono da qualche parte nell’infinito universo formato da tutte le possibili combinazioni tra gli elementi della tavola periodica.

L’entusiasmo del pubblico e degli stakeholder intorno a LK99 prova che la comunità scientifica non deve arrendersi di fronte ai risultati deludenti ottenuti negli anni e continuare a esplorare per vincere la prossima grande sfida.

Ma a Oppenheimer è toccata una sorte speciale: dopo aver creato e guidato per tre anni la città laboratorio di Los Alamos, dove è stata fisicamente creata la bomba, in piena Guerra Fredda ha osato mettere in dubbio la strategia americana della corsa agli armamenti, e in modo particolare alla bomba a idrogeno. Tanto è bastato perché i suoi scrupoli morali, le sue posizioni politiche, il suo aperto sostegno ai negoziati di controllo della proliferazione delle armi nucleari nell’America Maccartista, lo facessero precipitare dalle stelle alle stalle, dai vertici degli apparati scientifico-militari USA al sospetto di collusione con l’Unione Sovietica, da eroe della nazione all’esclusione dall’accesso alle informazioni più segrete e sensibili. Verrà riabilitato anni dopo, solo quando una commissione del Senato avrà chiarito la strumentalità delle accuse mossegli. Ma nel frattempo sarà stato umiliato: il Prometeo americano, colui che ha rubato l’energia atomica agli Dei per consegnarla nelle mani dell’uomo, avrà subito il suo supplizio.

Il percorso personale di Oppenheimer è ben noto ed è stato raccontato da diverse biografie; è una vicenda controversa, piena di luci e di ombre e, come tutto il Progetto Manhattan, ancora materia di discussione per gli storici della fisica. Mi guardo bene dal voler esprimere un parere a riguardo. Come spettatore appassionato di scienza, voglio invece esprimere un’opinione sul film che il regista inglese Christopher Nolan ha recentemente tratto dal libro di Kay Bird e Martin Sherwin, vincitore del Premio Pulitzer nel 2006. È semplice: andatelo a vedere! Credo che sia destinato a rimanere nella storia del cinema, anche perché ha il coraggio di trattare una vicenda storica di grande attualità, come quella legata alla produzione e all’uso degli ordigni atomici, rendendola al tempo stesso archetipica e profondamente umana. I temi sullo sfondo sono gli stessi che agitano il pensiero dalla “scoperta” del fuoco: l’ambizione e la frenesia della conoscenza, l’imbrigliamento della potenza naturale, l’uso del superpotere che ne deriva, la lotta per il controllo, le angosce della responsabilità. Temi che risuonano nella contraddittoria personalità di Oppenheimer, resa in maniera magistrale dal regista e dall’attore che lo interpreta, Cillian Murphy.

Il film è diviso in tre parti, che – come sempre accade nella cinematografia di Nolan – non si svolgono in serie, ma in parallelo. I tre tempi della vita del fisico americano (dalla formazione accademica in Europa, all’introduzione della meccanica quantistica negli Stati Uniti, all’edificazione di una scuola di fisica avanzata negli USA, alla bomba; la messa in stato di accusa nel ‘54; la riabilitazione a opera di una commissione senatoriale nel ‘58) si intrecciano e come in un thriller disvelano lentamente la verità. Tre ore di tensione, di passione, in cui si incontrano le compagne e i compagni di vita del fisico, le sue aspirazioni intellettuali, le sue debolezze, ma anche molti protagonisti della scienza del secolo scorso, i fisici che l’hanno resa grande, come Einstein, Born, Bohr, Heisenberg, Szilard, Fermi. Come in un improbabile corto circuito, Nolan riesce a portare il grande pubblico a vivere l’avventura della scienza e le preoccupazioni che ne derivano, nel caso specifico quelle che hanno condotto i fisici del 900 prima a promuovere le ricerche sull’utilizzo bellico dell’energia nucleare, per scongiurare il rischio di un dominio tecnologico del Nazismo, e poi a chiedere di non utilizzare quella prima bomba contro il Giappone, o addirittura a cercare il bando assoluto.

Devo ammettere la mia ammirazione. Nolan, regista e autore, riesce a non banalizzare le domande della scienza, anche le più complesse e di difficile comprensione (come i buchi neri o i paradossi spazio-temporali), rendendole fruibili e appassionanti per tutti, in alcuni casi addirittura poetiche, come in Interstellar. Gli attori, i più importanti, corrono a recitare nei suoi film, rendendo interpretazioni indimenticabili, come a mio parere è quella di Robert Downey Jr. in Oppenheimer. E in questo suo ultimo film riesce a dar dignità alla supposta naïveté dell’etica della responsabilità, che qui fronteggia e sfida la hybris scientifica e tecnologica e la logica spietata della lotta per il potere, in una dialettica difficile, contraddittoria, non lineare, dall’esito non scontato. La settima arte, quella della cinematografia, con Nolan tratta alla pari la scienza e l’etica.

Se potessimo trovare la stessa consapevolezza nei protagonisti della storia contemporanea, governi e grandi imprese tecnologiche, il dialogo sulle questioni del momento – come il cambiamento climatico e l’intelligenza artificiale – forse potrebbe essere meno banale e più risolutivo.

Alcuni anni fa, in un’intervista al Sole 24 Ore, Pierdomenico Perata, all’epoca rettore della Scuola S. Anna di Pisa, così si esprimeva in proposito: «I premi Nobel sono importanti ma sono dei premi, assegnati con criteri soggettivi. Teniamone conto». Perata invitava a considerare il “peso specifico” dell’onorificenza, a partire dalla sua origine: una selezione svolta da una fondazione di diritto privato, con soldi e criteri propri. Aggiungeva: «Va detto che è raro che i Nobel “sbaglino”, almeno nelle discipline scientifiche, ma per le altre non è sempre vero: quante polemiche ci sono state su letteratura o per i premi alla Pace?».

Pregl ottenne il Nobel 1923 «per l’invenzione del metodo di microanalisi delle sostanze organiche». Ricordiamo che il termine “microanalisi” si riferisce all’identificazione e all’analisi quantitativa di piccolissime quantità di sostanze chimiche (generalmente < 10 mg o 1 mL) oppure piccolissime superfici (generalmente < 1 cm²) . La motivazione del premio a Pregl non sembrava mettere in dubbio il fatto che egli non condividesse con altri il merito dell’invenzione. La scelta di Pregl quale unico destinatario del riconoscimento fu probabilmente una semplificazione, anche se occorre ricordare che fino al 1966 i Nobel per la Chimica non furono mai condivisi tra più vincitori.

A dire il vero, può darsi che in seno allo stesso Comitato per la Chimica la questione fosse stata sollevata se Olof Hammarsten (1841-1932), chairman dello stesso, pronunciando il discorso introduttivo alla cerimonia del 10 dicembre 1923, sentì il bisogno di affermare che il lavoro di Pregl non era una scoperta nuova, aggiungendo che si trattava essenzialmente di una revisione e di un miglioramento dei vecchi metodi. Naturalmente, prima di esprimere tale giudizio, Hammartsen aveva opportunamente ricordato che «un miglioramento fondamentale di un metodo precedentemente noto può, in certi casi, essere di grande valore per ulteriori ricerche e per lo sviluppo della scienza, quanto una nuova scoperta scientifica». Dello stesso avviso, peraltro, era stato lo stesso Alfred Nobel quando istituì il premio.

Ma chi poteva essere l’autore “trascurato” dai giudici svedesi? Le opinioni convergono su Friedrich Emich (Graz, 1860-1940) che, a detta di alcuni, dovrebbe essere considerato il vero pioniere e il fondatore della microchimica quantitativa, perché Pregl non fece altro che adottare e perfezionare i metodi che il collega di Graz aveva messo a punto.

Ma a proposito di malumori passati alla storia, sentiamo in proposito Herbert K. Alber (già collaboratore di Emich) al quale fu affidata la parte di microchimica per il volume History of Chemistry di H. A. Laitinen, G. W. Ewing (Publisher, Division of Analytical Chemistry of the American Chemical Society, 1977). «Emich … merita il riconoscimento come fondatore della microanalisi quantitativa sia in chimica organica che inorganica. Tuttavia, il premio Nobel è stato assegnato a Pregl, che ha adottato le tecniche di Emich». Questa puntualizzazione un po’ acida di Alber, riportata da Ferenc Szabadvary nella sua History Of Microchemistry Till 1945, che vi rilevava una sorta di “leggera indignazione” era accompagnata da questo commento: «Nella storia della scienza, tuttavia, è una caratteristica comune che tutti adottino qualcosa da qualcun altro, e altri adotteranno e miglioreranno tutte le conquiste precedenti. Preg adottò le sue tecniche non solo da Emich, ma anche da Liebig e da Dumas. L’assegnazione dei premi Nobel è invece soggettiva, come accade per tutti i premi. Non discuto che avrebbe potuto essere assegnato a Emich, ma è certo che Pregl se lo meritava molto, perché il suo metodo ha segnato una nuova epoca in molte discipline scientifiche».

Più tardi, la discussione intorno al mancato riconoscimento a Emich coinvolse anche altri illustri scienziati, come per esempio R. Belcher (1909-1982), autorevole chimico analitico britannico. Belcher scrisse che il riconoscimento congiunto sarebbe stato una decisione giusta ed equa. Come non essere d’accordo con lui?

Tutto comincia  il 14 giugno 2023, quando al congresso annuale dell’International Society for Stem Cell Reaserch, Magdalena Zernicka-Goetz, ricercatrice dell’università di Cambridge e del California Institute for technology (Caltech), annuncia di aver messo a punto il modello di embrione umano sintetico mai sviluppato fino a oggi, e rilascia un’esclusiva al giornale britannico the Guardian in cui racconta parte dei risultati ottenuti. «Possiamo creare modelli simili a embrioni riprogrammando cellule staminali embrionali» spiega, e aggiunge che il loro modello è il primo a presentare determinate strutture e caratteristiche embrionali umane. Il Guardian poi esplicita la controversia: «C’è una significativa domanda, ancora senza risposta, rispetto alla potenzialità, teorica, che queste strutture si sviluppino in esseri viventi». 

La comunità scientifica però non si sbilancia, prima vuole vedere i dati, così il giorno dopo, il 15 giugno, Zernicka-Goetz pubblica i risultati completi sotto forma di preprint, la versione di un articolo scientifico non ancora controllata da una commissione di pari. Peccato che in quello stesso giorno venga pubblicato anche un altro preprint, dal laboratorio di Jacob H. Hanna del Weizmann Institute of Science in Israele, che mostra risultati simili, se non addirittura più avanzati. «Crescere modelli di embrioni a stadi sempre più avanzati di sviluppo sta diventando una gara altamente competitiva, provocando discussioni sul merito effettivo delle dichiarazioni fatte» avverte Philip Ball, scrittore e giornalista scientifico, in un editoriale della rivista Nature. Una gara accademica e commerciale, che avanza a colpi di brevetto, visto che molti ricercatori attivi nello sviluppo di modelli embrionali da cellule staminali (Zernicka-Goetz e Hanna compresi), hanno domande di brevetto aperte per le tecniche e i protocolli utilizzati. Dichiarazioni rivoluzionarie a parte quindi, che cosa sono effettivamente questi modelli embrionali umani? 

Come si crea un modello embrionale umano in laboratorio

Il 27 giugno la rivista scientifica Nature ha pubblicato la versione definitiva dei risultati di Zernicka-Goetz: il gruppo di ricerca ha usato cellule staminali embrionali pluripotenti, quindi in grado di differenziarsi in tutti i tessuti del corpo umano, prelevandole dalla massa interna (una popolazione di cellule che si svilupperanno nel corpo dell’embrione e solo in alcuni tessuti extraembrionali ) di embrioni naturali, derivati dall’unione di uno spermatozoo con una cellula uovo, donati alla ricerca dai centri di fecondazione assistita in quanto non adatti all’impianto in utero. Una volta prelevate, parte di queste cellule sono state riprogrammate geneticamente in maniera da indirizzarne il differenziamento verso le due linee cellulari che, sviluppandosi, formano i tessuti extra embrionali, quali la porzione embrionale della placenta e il sacco vitellino. I ricercatori hanno poi messo insieme queste tre tipologie di cellule (i precursori dei tessuti extraembrionali e le staminali embrionali non trattate che formano l’embrione vero e proprio) e ne hanno osservato il comportamento. Le cellule si sono spontaneamente aggregate e organizzate a formare una struttura tridimensionale molto simile a un embrione umano all’ottavo giorno di sviluppo, quindi poco dopo l’impianto, saltando gli stadi precedenti ed esprimendo alcuni geni distintivi delle popolazioni cellulari e dello stato differenziativo tipici di quella fase. Procedendo con lo sviluppo, gli aggregati di cellule seguivano alcuni processi tipici dell’embriogenesi, fino, in alcuni – rari – casi, alla rottura della simmetria, quel momento fondamentale in cui il futuro embrione specifica quale parte sarà il sopra, quale il sotto e quale estremità sarà il davanti e quale il dietro del corpo. Secondo i ricercatori, queste strutture lasciano intravedere parte dei vari processi di transizione che affronta l’embrione umano durante lo sviluppo. 

I risultati di Jacob Hanna sono ancora più avanzati: Bailey Weatherbee, prima autrice del lavoro di Magdalena Zernicka-Goetz, ammette al Guardian che loro non sono arrivati ad avere le strutture presenti nei risultati di Hanna. Il laboratorio di Israele ha impiegato una tecnica simile, usando cellule staminali embrionali umane, ma senza modificarle geneticamente. Il gruppo ha indotto l’espressione transitoria di alcuni marker per indirizzare parte di queste cellule verso destini extraembrionali e dopo averle lasciate aggregare spontaneamente, ha ottenuto delle strutture tridimensionali che ricapitolano l’organizzazione spaziale di tutti i compartimenti dell’embrione al settimo giorno post-fecondazione (subito dopo l’impianto), seguendone poi lo sviluppo fino al quattordicesimo, limite oltre il quale, per legge, non è possibile coltivare embrioni umani nei paesi in cui è consentita la sperimentazione. Gli aggregati hanno mostrato diversi segni distintivi dell’embriogenesi umana, come la rottura della simmetria, qui ottenuta nella maggior parte dei casi, la formazione del disco bilaminare e l’espressione di diversi geni che hanno validato la composizione e l’identità delle popolazioni cellulari in via di differenziamento. L’obiettivo, chiariscono i ricercatori nella discussione del paper, è quello di costruire un modello che mostri le principali strutture e i processi fondamentali dell’embriogenesi, non creare qualcosa che sia uguale a un embrione. E questo è il punto fondamentale. 

Cosa distingue un modello da un embrione 

Viste le incredibili somiglianze tra le strutture ottenute dai due laboratori e un embrione umano vero e proprio, ci si potrebbe chiedere invece: quanto sono diversi? Tanto. 

Per riassumere, secondo la visione piuttosto critica, espressa su twitter e al Science Media Center di Alvaro Martinez Arias, biologo dello sviluppo dell’università Pompeu Fabra di Barcellona, quelle di Magdalena Zarnicka-Goetz sono «strutture debolmente organizzate di cellule diverse» e  «non c’è nulla in quei risultati da poter considerare analogo all’embrione. È un lavoro iniziale». Critica drastica a parte, vero è che l’articolo scientifico stesso evidenzia i limiti dei risultati: le strutture mancano di alcune popolazioni cellulari, altre hanno un’espressione molto diversa dei geni e nella maggior parte dei casi, l’epiblasto, una struttura cellulare da cui derivano il sacco amniotico e il corpo dell’embrione, si differenzia solo in sacco amniotico. «Mancano ancora molte informazioni» commenta Carlo Alberto Redi, professore all’università di Pavia e presidente del comitato etico della Fondazione Umberto Veronesi, «Non sappiamo nulla dei marker epigenetici per esempio», le modificazioni del DNA che contengono diverse informazioni per il differenziamento cellulare. Anche il gruppo di Hanna chiarisce che le strutture ottenute ricapitolano solo parte delle caratteristiche e dei processi dell’embrione umano. 

Ulteriori conferme di queste differenze provengono dai dati nel mondo animale: nel 2022, sia il laboratorio di Hanna che quello di Zernicka-Goetz hanno pubblicato i risultati di modelli di embrioni di topo ottenuti con tecniche analoghe alla versione umana, che però hanno potuto lasciar sviluppare per più tempo. In entrambi i casi, le cellule staminali di partenza si sono autoassemblate a formare strutture simil-embrionali e sono andate incontro a una prima organogenesi. I modelli presentavano delle formazioni cerebrali precoci (prosencefalo e mesencefalo), una struttura pulsante simile al cuore, il tubo digestivo e i somiti. Lo sviluppo però non è progredito oltre gli 8,5 giorni (equivalente alla terza settimana di sviluppo nell’uomo), nonostante il sistema di coltura avesse provato di poter mantenere un embrione di topo fino all’undicesimo giorno di sviluppo. Inoltre, parte delle cellule presentavano un’espressione genetica aberrante, così come parte delle strutture, per esempio i proto-cuori avevano dimensioni anomale. 

I modelli animali hanno permesso inoltre di testare l’impianto. Le strutture di Hanna e di Zernicka-Goetz rappresentano una fase dello sviluppo embrionale post-impianto, ma vi sono altri modelli di embriogenesi integrata (ovvero che hanno tutte le popolazioni cellulari iniziali per poter costituire, in potenza, un embrione completo) che simulano l’embrione in una fase pre-impianto (blastocisti) e con cui quindi si può testare questo processo. I risultati più recenti arrivano dalla scimmia: lo scorso aprile, il gruppo di Zhen Liu dell’Accademia Cinese delle Scienze di Shanghai, ha ottenuto dei blastoidi, modelli di blastocisti, da cellule staminali embrionali di macaco, e le ha lasciate sviluppare per venti giorni. Al diciassettesimo giorno, la maggior parte delle strutture (481 su 485) si erano disgregate e quelle impiantate al sesto giorno in otto femmine avevano indotto dei primi sintomi di gravidanza in tre esemplari, scomparendo però dopo una settimana dall’impianto, senza mai svilupparsi oltre. Visti i dati, è d’obbligo domandarsi se il termine “embrione sintetico” non sia piuttosto prematuro.

Nonostante gli apparenti fallimenti è chiaro però che la comunità scientifica è alla ricerca di un modello, umano o animale, che pur non essendo uguale a un embrione, ne simuli parte dei processi di sviluppo e ci fornisca degli indizi su come un essere vivente si costituisce. E la motivazione è semplice: ne abbiamo bisogno. 

Perché abbiamo bisogno di modelli embrionali 

Il 60% delle gravidanze fallisce nella seconda settimana dopo l’impianto nell’utero e la metà degli embrioni non riesce neanche a impiantarsi. Comprendere le cause degli aborti spontanei è solo una delle ragioni che motivano la ricerca scientifica a cercare un modello che simuli i meccanismi dell’embriogenesi. Al settimo giorno dalla fecondazione, l’embrione si impianta nell’utero e gli scienziati rimangono al buio: la “scatola nera dello sviluppo”, così viene chiamato il periodo che segue l’impianto, soprattutto superato il quattordicesimo giorno, quando inizia la gastrulazione, il processo che disegna i primi schemi corporei dell’embrione, e quando, per legge, non è più possibile coltivare embrioni umani nei Paesi che consentono la sperimentazione. 

Il guadagno di conoscenze che deriverebbe dall’ “aprire” questa scatola permetterebbe di studiare l’impatto di diverse malattie genetiche manipolando i geni, e testare la sicurezza di farmaci o determinare quando e a quali concentrazioni è meglio somministrare sostanze come l’acido folico, fondamentale per il corretto sviluppo del sistema nervoso in gravidanza. E non solo: «Vedere questi meccanismi dispiegarsi ci darebbe indizi importanti sulla formazione degli organi» spiega Jacob Hanna in un’intervista al Washington Post, «Stiamo affrontando delle difficoltà nel fare gli organi, e per capire come far diventare cellule staminali degli organi, dobbiamo capire come li fa l’embrione»,  accelerando così la ricerca nella medicina rigenerativa. Allo stesso modo, ne beneficerebbero le tecniche che impiegano cellule staminali adulte: «Aumentare le nostre conoscenze sui processi differenziativi aiuterebbe a ottimizzare i protocolli esistenti per il lavoro con le staminali» commenta Redi «E in modo collaterale, capire i meccanismi di pluripotenza fornirebbe indizi utili per comprendere e rispondere ad alcuni comportamenti delle cellule tumorali». 

La controversia etica

Anche se per ora sono solo modelli, lo sviluppo di queste strutture simil-embrionali obbliga tuttavia a una riflessione: per quanto diversi da un embrione, questi modelli ne possiedono, o possederanno, determinate caratteristiche, sufficienti forse a dotarli di un proprio status morale? Riflessione che a sua volta rialimenta l’annosa questione dello statuto dell’embrione: quando un aggregato di cellule che lavorano in modo coordinato diventa una vita umana individuale? Cosa definisce un embrione: lo stadio di sviluppo, l’origine da gameti o la possibilità di svilupparsi in un essere umano? È evidente come non ci sia una singola risposta unanime e «Questo si riflette su una legislazione internazionale a macchia di leopardo, dove ogni stato definisce e tutela l’embrione a modo proprio» evidenzia Demetrio Neri, professore emerito di bioetica all’università di Messina e membro della Consulta di bioetica, con sede a Torino. 

Una corrente di pensiero vede lo statuto morale di un’entità vivente aumentare al progredire dello sviluppo, così permettendo di delineare dei limiti, morali e legali, entro i quali per esempio, condurre la ricerca scientifica. La regola dei 14 giorni ne è un risultato: negli anni ’80, dopo la prima fecondazione in vitro, c’era la necessità di regolamentare la conservazione e l’impiego degli embrioni non adatti all’impianto. Viene proposto un limite di 14 giorni, oltre il quale non è permesso tenere in coltura un embrione umano. La scelta, arbitraria, ricade sul quattordicesimo giorno perché coincide con la formazione della stria primitiva, una struttura embrionale che segna l’inizio alla gastrulazione: i distretti del corpo iniziano a formarsi, l’embrione non può più dividersi in due gemelli, né due gemelli possono fondersi in un unico embrione; è un’entità definitivamente individuale. Ma tanto al tempo nessuno era riuscito a coltivare un embrione per più di cinque giorni: il problema non si dava. 

Oggi, non solo la tecnica non è più limitante, ma sono apparse nuove entità biologiche che necessitano di essere definite e regolamentate. Seppur intesi come modelli, i laboratori devono rispettare la regola dei 14 giorni? Ha senso applicare questa regola se queste strutture non seguono un’embriogenesi canonica, saltando determinati stadi di sviluppo, potenzialmente bypassando la formazione della stria primitiva? Nel 2017, alcuni professori di Harvard esplicitavano questi dubbi, suggerendo che la regola dei 14 giorni venisse rivista e proponendo che i limiti di sviluppo venissero decisi collettivamente, dalla comunità scientifica e dall’opinione pubblica, in base a strutture o caratteristiche che i modelli mostrassero di acquisire, definite “moralmente problematiche”: per esempio, la formazione di un circuito funzionale nervoso di percezione dolorosa.  Nel 2021, l’international Society of Stem Cell Research ha pubblicato le nuove linee guida, in cui invita ad allentare la restrizione a 14 giorni con la proposta di valutare gli esperimenti sui modelli integrati caso per caso, lasciando il divieto di impianto di qualsiasi modello umano. 

La biologia sintetica obbliga a porci nuove domande, inimmaginabili fino a poco tempo fa: «La scienza progredisce più veloce della legge. Dobbiamo ripensare l’immagine del corpo umano, perché quella a cui siamo abituati non funziona più» commenta Neri. Le nuove tecnologie hanno bisogno di essere accompagnate «per una politica che non limiti la scienza, ma la indirizzi e la governi». Certo è che l’Italia taglia la testa al toro, impedendo qualsiasi tipo di sperimentazione sull’embrione umano che non sia mirata alla salute dello stesso. Peccato che al contempo, non definisca mai cosa è un embrione.

In un articolo uscito lo scorso giugno su Nature Communications, Lara Aleluia Reis, Zoi Vrontisi, Elena Verdolini, Kostas Fragkiadakis e Massimo Tavoni provano a rispondere a questa domanda. Nello studio forniscono degli approfondimenti che mirano a orientare la scelta degli investimenti pubblici in tecnologie a basse emissioni e a indicare con quali tempistiche andranno messi in atto per aumentare la probabilità di limitare il riscaldamento globale nei prossimi decenni.

La ricerca analizza due scenari: a seconda che si miri a rimanere entro 2°C di aumento o entro 1,5°C è necessaria un’implementazione di investimenti che va dal 19% al 64%. Queste possibilità vengono messe a confronto con uno scenario di riferimento (REF) che considera la situazione nella quale non vi sia una variazione di investimento nelle tecnologie a basso impatto. Nei i loro studi, ricercatrici e ricercatori hanno utilizzato un modello matematico (WITCH) per identificare gli investimenti in R&D in cinque tecnologie chiave per la decarbonizzazione: energia solare, energia eolica, biocarburanti, efficientamento energetico e batterie per veicoli elettrici. In più, sono state considerate le strategie di recupero e stoccaggio del carbonio che potrebbero essere messe a punto rapidamente ma allo stesso tempo potrebbero avere costi di manutenzione elevati a lungo termine.

Il modello si fonda su due assunti: il primo è che un maggior investimento in R&D consente di ottenere un risultato ottimale anche dal punto di vista economico rispetto a uno scenario a investimento invariato. Questo non significa che sia impossibile ottenere gli obiettivi anche senza, ma che probabilmente non conviene. Il secondo è che il costo di queste tecnologie diminuisca nel tempo grazie all’aumento dei fondi forniti: in altre parole maggiori sono gli investimenti, maggiore sarà lo sviluppo della tecnologia e quindi maggiore sarà la sua diffusione e il suo utilizzo e questo ne farà diminuire il costo (secondo il principio learning by doing). In effetti questo è quello che si è verificato per l’energia solare ed eolica e con le batterie per veicoli elettrici. Alcune tecnologie non vengono prese in considerazione perché ancora troppo poco applicate e quindi impossibili da inserire all’interno di un modello che si basa su dati pregressi (è il caso, per esempio, dell’idrogeno), oppure perché i costi di mantenimento aumentano nel tempo, invece di diminuire (come nel caso del nucleare).

Dallo studio emerge che investimenti ottimali dovrebbero finanziare una gamma diversificata di tecnologie, anche se le batterie per veicoli elettrici e l’efficientamento energetico dovrebbero essere i maggiori beneficiari dei fondi. Per le tecnologie più mature, come solare ed eolico, la condizione ottimale non coincide con un maggiore finanziamento cumulativo, ma piuttosto con finanziamenti anticipati. Secondo le autrici Lara Aleluia Reis ed Elena Verdolini, «È necessario fare tutto ciò che è in nostro potere: investire repentinamente nelle tecnologie che abbiamo e allo stesso tempo investire in nuove tecnologie ancora da sviluppare. Per raggiungere l’obiettivo di stare al di sotto dei 2°C vanno modulati questi due canali».

Figura 1. a) mostra gli investimenti globali cumulativi in R&D entro il 2050; b) mostra gli investimenti globali per tecnologia dal 2020 al 2050; c) mostra gli investimenti in R&D a basso impatto di carbonio nelle varie regioni a seconda dello scenario di aumento della temperatura. Crediti immagine: Nature Communications. Licenza: CC BY 4.0

I grafici mettono a confronto gli investimenti necessari a seconda degli scenari di aumento di 3,5°C (REF), 2°C e 1,5°C. La figura c mostra in particolare quanto dovrebbero aumentare gli investimenti a seconda dei paesi; più il paese risulta scuro sulla mappa, maggiori dovrebbero essere le somme destinate a R&D. I paesi più industrializzati (in Europa e America) sono quelli per i quali il modello prevede i maggiori investimenti. Questo sia perché in questi paesi le opzioni più economiche sono già state messe in atto o si stanno attuando, sia perché nei paesi in via di sviluppo la richiesta di energia è minore.

L’articolo discute anche l’eventuale finanziamento in R&D di tecnologie a basso impatto attraverso le entrate derivanti da una tassazione del carbonio (Carbon Tax). Autori e autrici suggeriscono che questo approccio potrebbe essere efficace per attuare il principio “chi inquina paga”, consentendo anche alle regioni più povere di garantire una transazione dai settori inquinanti a quelli delle tecnologie pulite.

Un altro aspetto importante che emerge dallo studio riguarda gli effetti sul PIL delle principali economie mondiali. Gli investimenti in ricerca e sviluppo portano a un guadagno del PIL nel 2030 e nel 2050 che si fa più pronunciato nello scenario più rigoroso di +1,5°C.

Infine, attuando un piano di investimenti mirato e tempestivo, crescono i livelli di occupazione poiché, nel complesso c’è un aumento delle attività economiche. Le strategie ottimali di investimento nelle tecnologie a basso impatto, quindi, non solo aumentano la fattibilità degli obiettivi climatici, ma risultano avere anche un effetto positivo sul PIL e sull’occupazione globale.

È importante specificare che i modelli non tengono in considerazione i tassi di interesse dei finanziamenti, che, soprattutto nei paesi in via di sviluppo, sono altissimi. Si assume che tutti i paesi siano sullo stesso piano e che un’eventuale carbon tax sia uguale per tutti. Gli scenari quindi si attuano, per così dire, in un mondo ideale, che si discosta dalla realtà dei fatti. Perché, allora, perdere tempo a effettuare le analisi in un mondo perfetto, che non esiste? Per rispondere con le parole di Elena Verdolini, «Questi scenari aiutano a tracciare una via. Sappiamo che l’obiettivo è spostarsi da una situazione A di elevate emissioni di carbonio, a una situazione B in cui queste vengono abbattute. Questi studi aiutano a tracciare la strada per raggiungere questo obiettivo».

Come si sottolinea nel resoconto pubblico, a emergere è stata, appunto, l’esigenza di lavorare sin dalla fase di progettazione a partenariati capaci di adattarsi tanto ai bisogni di ricerca emergenti quanto alla diversificazione delle fonti di finanziamento. Di governance adattiva per i progetti di ricerca si parla d’altronde da diversi anni. Una forma di conduzione che permetta sia di mediare agilmente tra le esigenze interne al progetto, legate spesso alla diversità di prospettive culturali e scientifiche di cui i diversi partner sono portatori, sia di far fronte ai mutamenti sempre più rapidi, in termini economici e sociali, che caratterizzano i fenomeni su cui i progetti si propongono di impattare.

Adattabilità e collaborazione

Come si può costruire questo grado di adattabilità in un progetto collaborativo di ricerca come quelli sostenuti da Horizon Europe? Secondo Lucio Pisacane e Serena Tagliacozzo, che lavorano nel corpo di ricerca dell’Istituto di ricerche sulla popolazione e le politiche sociali (IRPPS) del CNR, un primo necessario passo in questa direzione è ripensare la fase di valutazione, come propongono nel loro recente articolo “A relations-based evaluation framework to support collaborative research and innovation (R&I) networks”, pubblicato su Innovation: The European Journal of Social Science Research.

Oggetto della valutazione, secondo questo framework, non sono i risultati delle collaborazioni (gli output), quanto le dinamiche e i meccanismi relazionali che sono alla base del funzionamento dei consorzi di ricerca stessi, considerati come sistemi complessi e in continua evoluzione. Creare ponti tra i membri della rete, aiutando a definire obiettivi condivisi e promuovendo un clima di equità e correttezza è lo scopo della valutazione relazionale, un lavoro funzionale anche alla creazione di legami con gli stakeholder esterni, oltre che a una maggiore flessibilità rispetto ai cambiamenti.

Si tratta di compiti e obiettivi che rientrano tradizionalmente tra quelli del gruppo di coordinamento ma che, sottolineano gli autori, richiedono attività specifiche di negoziazione che non sempre questo ha modo, tempo e competenze per svolgere e che quasi sempre finiscono per essere lasciate alla buona volontà dei partner del progetto. Per questo, il framework prevede investimenti su un team interno al progetto ma esterno al coordinatore che possa svolgere le attività valutative dopo essere stato specificamente formato. Il framework interessa la valutazione sia interna che esterna e si costruisce secondo modalità sia formali che informali, mirate a fornire feedback in tempo reale. Gli strumenti sono molteplici e attingono alle metodologie qualitative e quantitative (questionari, focus group, network analysis…), volti a comprendere il grado di collaborazione e adattabilità così come gli spazi di advocacy e la pertinenza e comprensibilità delle evidenze scientifiche prodotte per gli stakeholder.

Se nella internal evaluation il valutatore si pone come mentore e facilitatore, in quella esterna assume il ruolo di interprete e supervisore imparziale.

Le partnership al centro

Nonostante sia un elemento chiave per determinare il successo del progetto, la dimensione relazionale delle reti collaborative di R&I è rimasta largamente trascurata e scarsamente affrontata sia dalla letteratura scientifica che dalle analisi di valutazione formale, affermano Pisacane e Tagliacozzo.

È un aspetto interessante, soprattutto considerando che le partnership sono centrali nelle politiche della ricerca a livello europeo in generale e, in particolare, nel Programma Quadro Horizon Europe. Questo è infatti passato da un approccio basato sul progetto a uno basato sulla mission, che punta a orientare gli investimenti in Ricerca e Innovazione verso obiettivi specifici, mirati e concreti che affrontino grandi sfide sociali, ed è pensato per favorire sperimentazione e cross-apprendimento.

Di questa centralità delle partnership dà conferma l’impegno della Commissione europea che, all’alba dell’avvio del Programma Quadro corrente, ha incaricato un Expert group di pensare strumenti per processi di coordinamento più coerenti, aperti e strategici. Il lavoro del gruppo è condensato in una serie di raccomandazioni che riguardano le fasi di monitoraggio, di raccolta dati, gli strumenti di policy e i temi per il mutuo apprendimento.

In particolare, il primo report dà indicazioni per armonizzare e semplificare i diversi framework di monitoraggio (che in maniera stretta è legata a quella di valutazione). Gli indicatori individuati afferiscono a 7 aree di interesse, che interessano il livello di singola partnership e il livello generale di tutte le partnership afferenti ad ERA e incrociano le diverse fasi di vita dei progetti: addizionalità (come si evolve il quadro dei finanziamenti e degli attori coinvolti), coerenza e sinergia (tra partenariati e tra i partenariati e le attività del Programma quadro, altre azioni dell’UE e azioni nazionali), direzionalità (rispetto alla visione espressa dal Parlamento europeo), flessibilità (nell’adeguamento di obiettivi, attività e risorse alle mutevoli esigenze del mercato e delle politiche), visibilità internazionale, preparazione all’auto-sostenibilità economica, trasparenza e apertura (verso gli stakeholder e verso gli enti).

Secondo il gruppo chiamato dalla Commissione, un monitoraggio siffatto apporterebbe valore sia all’interno delle partnership, migliorando le motivazioni dei membri, sia all’esterno, supportando la “licenza sociale a operare”.

Monitoraggio e valutazione rientrano dunque in quell’insieme di strumenti e amministrativi e di outreach che servono a delineare un funzionamento più efficace, agile e flessibile dei partenariati. Per affrontare la sfida lanciata dalla Commissione, come ha rilevato lo stesso gruppo esperto, è fondamentale identificare fonti di dati affidabili, di alta qualità e disponibili tempestivamente e distinguere tra dati a livello di progetto e a livello di partenariato. Preziosa può apparire in questo contesto l’apporto della prospettiva recente di un framework relazionale, che prevede il finanziamento e la formazione di figure ad-hoc, in grado di muoversi tra il livello interno ed esterno dei partenariati, contribuendone al miglioramento.

In altri termini, l’applicazione delle tecnologie digitali alla pubblica amministrazione disegna un nuovo modo di amministrazione e un nuovo modello di amministrazione, obbligando interprete e operatori a doversi confrontare, più in generale, col modello di amministrazione disegnato dalle disposizioni costituzionali. In questa sede non possono essere adeguatamente sviluppate tutte le implicazioni connesse alla digitalizzazione ma, comunque, si cercherà di fornire una chiave di lettura idonea a inquadrare e a ricondurre nel quadro costituzionale i molteplici profili problematici connessi all’uso delle tecnologie informatiche nelle pubbliche amministrazioni.

Intanto, occorre analizzare il piano dei contenuti di diritto positivo, cioè dei mezzi individuati dal legislatore per declinare i valori costituzionali sul tema, potendone evidenziare almeno due approcci: uno funzionale e l’altro economico. Il primo riflette la concezione tradizionale per cui le tecnologie dell’informazione e della comunicazione sono state viste come strumento atto a garantire migliori performance dell’amministrazione, non solo in termini di efficienza o risparmi di spesa ma anche di efficacia o incremento della soddisfazione dei cittadini. Grazie allo sviluppo delle ICT, accentuatosi in modo esponenziale dagli anni Novanta, si è diffuso un medium di comunicazione di gran lunga più efficiente di tutti quelli sino ad allora noti. La traccia di tale pensiero la ritroviamo ancora scolpita nella legge sul procedimento amministrativo (art. 3 bis, l. n. 241/1990, come introdotto dalla l. n. 15/2005) ove le amministrazioni pubbliche sono sollecitate ad agire mediante «strumenti» informatici e telematici «per conseguire maggiore efficienza nella loro attività».

Successivamente, con l’adozione del Codice dell’Amministrazione Digitale (Cad), il legislatore è intervenuto per meglio governare la ricaduta di questi nuovi strumenti sul diritto amministrativo in generale, dettando una disciplina più organica e articolata che tenesse conto di quella “evoluzione” dei rapporti giuridici e di servizio tra il privato e il sistema amministrativo che ormai era già in atto. Con il Cad il legislatore compie un ulteriore step, introducendo un approccio di tipo economico. Infatti, le informazioni sono sempre state un bene prezioso, oltre che spesso sensibile, per aziende, stati e cittadini. I dati sono diventati una risorsa essenziale per la crescita economica, la creazione di posti di lavoro e il progresso sociale. I servizi che si basano sulla data analysis sono in forte crescita nell’Unione europea e nel mondo. Un mercato unico efficiente e senza barriere in questo settore creerebbe «opportunità significative per la crescita e l’occupazione» (Commissione al Parlamento europeo, Costruire un’economia dei dati europea, 2017). È una tendenza mondiale che presenta potenzialità enormi in vari campi: sanità, sicurezza alimentare, clima, uso efficiente delle risorse, energia, sistemi di trasporto intelligenti e città intelligenti.

In questo scenario giocano un ruolo fondamentale i dati pubblici, vale a dire quelli posseduti o generati dalla pubblica amministrazione nell’esercizio della sua funzione istituzionale. Il patrimonio informativo pubblico rappresenta una fonte preziosa per la nuova economia, sia per la notevole consistenza che la caratterizza sia per la naturale gratuità che le si attribuisce. È stato così naturale concepire la condivisione e il riutilizzo dell’informazione detenuta dal settore pubblico tra gli assi portanti su cui basare la recente strategia politica, anche sulla scia dei movimenti sull’Open Government Data che promuovono la liberazione delle informazioni pubbliche. Ebbene, alla pubblica amministrazione è stato riconosciuto un ruolo di grande player per la generazione, acquisizione e distribuzione di dati, introducendo una disciplina strutturata in materia di riuso del dato pubblico, formato aperto, interoperabilità, cloud e regole di sfruttamento.

La strategia di modernizzazione delle amministrazioni attraverso l’ausilio di strumenti digitali che incoraggino e favoriscano il riuso dell’informazione del settore pubblico si regge sulla convinzione che la condivisione del patrimonio informativo pubblico possa contribuire ad accelerare la trasformazione digitale dell’economia, dell’industria e della società europee. Tuttavia, l’apertura verso l’esterno di questo asset, con il relativo diritto di riuso anche a fini commerciali, non è più importante del ruolo che il sistema pubblico deve occupare per lo sviluppo della persona e la garanzia dei diritti fondamentali, utilizzando in chiave costituzionale le innovative soluzioni che la tecnologia moderna offre. Detto altrimenti, il riuso del patrimonio informativo pubblico non può rappresentare un orizzonte così finito nella strategia per la digitalizzazione delle pubbliche amministrazioni. Come si accennava all’inizio, la pubblica amministrazione dovrà esser prima di tutto coerente al suo progetto costituzionale, rivolto non soltanto al perseguimento degli interessi pubblici che fanno capo allo Stato ma, soprattutto, alla creazione delle condizioni concrete che consentono ai cittadini di esercitare i diritti e le libertà.

Ebbene, se gli open data, nell’ambito del più ampio processo di transizione digitale, muovono prevalentemente verso un nuovo approccio organizzativo della pubblica amministrazione, al fine comprensibile di promuovere e sostenere lo sviluppo dell’economia dei dati, occorre assicurare il concetto di “buon andamento dell’amministrazione” (art. 97 della Costituzione) nella sua poliedrica essenza, tanto come principio ma soprattutto come pretesa nei confronti degli apparati statali. Tale prospettiva resta ancor più solida alla luce del parametro europeo del “Diritto ad una buona amministrazione”, consacrato dall’art. 41 della Carta dei diritti fondamentali dell’Unione Europea (CDFUE) come un diritto fondamentale dei cittadini dell’UE.

E così, la sfida della transizione digitale conduce gli attori pubblici, tanto il legislatore quanto l’apparato amministrativo, a doversi confrontare con le tecnologie dell’informazione e della comunicazione nella loro dimensione di strumenti certamente innovativi per l’organizzazione e la funzione amministrativa, ma pur sempre da orientare verso la realizzazione dei diritti e, in definitiva, la rimozione degli «ostacoli di ordine economico e sociale, che, limitando di fatto la libertà e l’eguaglianza dei cittadini, impediscono il pieno sviluppo della persona umana» (art. 3, co. 2, Cost.).

D’altro canto, con la proclamazione dell’art. 2 della Costituzione, il “principio personalista” diviene il «punto fermo della regolazione del nuovo rapporto individuo-comunità statale» e la persona «diviene titolare di quei diritti fondamentali costituenti il patrimonio irriducibile della dignità umana che la Repubblica s’impegna a salvaguardare».

Un esempio, sul piano pragmatico, può meglio contribuire a chiarire l’idea. Nel 2010 il governo portoghese ha introdotto il programma di “tariffa energetica sociale” con l’obiettivo di alleggerire il costo delle bollette energetiche per le famiglie a basso reddito o in condizioni di vulnerabilità. Tuttavia, l’adesione all’iniziativa è rimasta bassa, vuoi per la scarsa conoscenza circa la sua adozione vuoi perché molti consumatori erano scoraggiati dall’onere amministrativo derivante dalla presentazione di una specifica richiesta di riduzione tariffaria. Per far fronte al basso tasso di utilizzo, nel 2016 è stata sviluppata l’ASET (Automatic Social Energy Tariff), una piattaforma nazionale di interoperabilità che automatizza il processo di applicazione delle tariffe, controllando i dati di diversi enti governativi per identificare i consumatori che hanno diritto alla ASET. In tal modo, il governo verifica in modo proattivo l’ammissibilità al beneficio e attribuisce automaticamente una tariffa sociale per garantire a tutte le famiglie bisognose un sostegno finanziario per i propri servizi energetici.

Dall’esperienza portoghese possiamo trarre alcune prime osservazioni. Un primo dato riguarda la relazione persona-potere pubblico: l’onere procedimentale si è spostato dall’individuo all’amministrazione, la quale si è fatta carico dei bisogni delle famiglie a basso reddito di accedere alla riduzione, realizzando un servizio inclusivo, equo e proattivo. Una semplice automazione, una digitalizzazione “light”, fatta di interoperabilità e condivisione di dati tra diverse pubbliche amministrazioni ha consentito di restituire dignità ai soggetti più bisognosi, senza che questi fossero onerati di esternare il proprio bisogno attraverso l’attivazione e partecipazione ad un procedimento amministrativo. Secondo le valutazioni fornite, l’automazione della tariffa energetica sociale ha visto un aumento del numero di beneficiari dal 4% a circa il 20% di tutte le famiglie in Portogallo.

Un secondo aspetto che può esser messo in risalto è che le informazioni inerenti ai bisogni delle persone sono presenti nei dati pubblici e la loro veicolazione, ai fini della rispettiva soddisfazione, non necessita di istanze, moti o impulsi di parte, né di complesse procedure amministrative dacché le nuove tecnologie rendono immediata la conoscibilità del patrimonio informativo pubblico. In questa esperienza possiamo trovare conferma di quell’approccio che vede nella transizione digitale la sfida posta alla pubblica amministrazione per assicurare la centralità della persona e la garanzia dei diritti fondamentali rimuovendo gli ostacoli al «pieno sviluppo della persona umana» (nel 2020 la piattaforma dell’ASET è stata insignita dell’UN Public Service Awards).

In definitiva, se l’evoluzione della società dell’informazione e della conoscenza porta alla liberazione della persona dai propri limiti cognitivi dobbiamo ritenere che anche la “cognizione” delle istituzioni ne risulta enormemente ampliata. E così, nel rapporto tra amministrazione e amministrati assistiamo alla creazione di una dimensione nuova, una dimensione in cui la disponibilità di soluzioni innovative e tecnologiche rende evidente il divario tra l’essere e il dover essere delle istituzioni, una dimensione in cui il principio di buon andamento è sempre più riconoscibile come una pretesa nei confronti dello Stato.

La forte spinta delle nuove tecnologie – big data e intelligenza artificiale in primis – non lascia più alibi a situazioni di inefficienza della pubblica amministrazione che, in coerenza al modello costituzionale, dovrà non soltanto provvedere alla cura degli interessi pubblici che fanno capo allo Stato ma, soprattutto, alla creazione delle condizioni concrete che consentono ai cittadini di esercitare i diritti e le libertà.

È un nuovo episodio che si inserisce nella querelle sugli sviluppi della vicenda dell’open access (OA): sorto come rivendicazione di possibilità di accesso all’informazione scientifica anche da parte di istituzioni e singoli che non possono permettersi gli esorbitanti costi degli abbonamenti, ha preso poi strade diverse, e come accade in questo nostro mondo, il profitto è rapidamente diventato il primum movens. Sono nate riviste “predatorie” che accettano articoli anche di bassa qualità in cambio di costi di pubblicazione elevati, garantendo così con il meccanismo OA maggiore visibilità e possibilità di essere citati (il numero di citazioni e l’impact factor della rivista su cui si pubblica sono oggi uno dei criteri di valutazione principali per la carriera dei ricercatori, anche se le cose stanno lentamente cambiando). Ma anche le riviste più consolidate si sono buttate su questo nuovo mercato: in alcuni casi l’autore può scegliere fra il meccanismo OA (e paga, ma confida che il suo articolo sarà più letto e più citato) oppure pubblicare alla vecchia maniera (e il suo articolo sarà letto solo dagli abbonati); in altri, l’opzione non esiste, e tutti gli articoli sono OA a pagamento.

Per le riviste al centro del caso, i costi di pubblicazione per articolo sono di 3.450 dollari per Neuroimage e di 900 - ora portati a 1.800 per Neuroimage:Reports. La casa editrice sostiene che i costi corrispondono alle spese necessarie per la pubblicazione e che altre riviste chiedono dei contributi ben maggiori: The Lancet Neurology: 6.300 dollari; Nature Neuroscience: 11.690 (per inciso, c’è da chiedersi che senso abbia tutto ciò). I dimissionari sostengono che le cifre non corrispondono ai costi diretti di pubblicazione, e che non è etico fare profitti su una ricerca che non si è finanziato.

Hanno deciso di fondare una nuova rivista, edita da MIT Press, la casa editrice del Massachusetts Institute of Technology, che ha appoggiato la loro scelta. Si chiamerà Imaging Neuroscience e sarà non profit: i costi di pubblicazione sono stimati attorno a 1.600 dollari per articolo (la metà di quello di Neuroimage), e comprendono gli sconti e la gratuità per i ricercatori dei paesi a basso reddito, che non posso pagare queste cifre. Gli editor non prenderanno compensi finché non raggiungeranno il ritmo di 500 articoli all’anno. Più di 1.000 scienziati si sono già dichiarati disponibili a fungere da reviewer, e nella prima settimana sono arrivati 20 articoli. L’obiettivo è di creare una rivista che superi in prestigio scientifico quella di Elsevier, e MIT Press si dice fiduciosa che questo esempio potrà essere seguito da altri.

La vicenda ha attirato l’attenzione anche della stampa non specialistica. Un interessante articolo su The Nation riporta come Elsevier abbia un bilancio annuale di più di 6 miliardi di dollari, e con un margine di profitto del 40% rivaleggiando con Apple e Google. Come dice uno dei senior editor dimissionario, il problema non sono più forse le compagnie definite predatorie, ma i colossi dell’editoria che hanno imparato da loro. L’industria dell’editoria scientifica ha un giro di affari di 25 miliardi di dollari.

Le ricerche pubblicate su queste riviste sono il prodotto del lavoro di gruppi che in genere sono sostenuti da finanziamenti pubblici, cioè dalle tasse dei cittadini, ma i risultati vanno a finire nei profitti privati. I conti fatti dagli editor di Neuroimage stimano che costi di produzione siano meno di 1.000 dollari per articolo, e i compensi per gli editor sono 1.500-2.000 dollari all’anno, per cui le cifre richieste non sono giustificabili. La risposta è che il prestigio (cioè l’impact factor) si paga. Ma il “prestigio” è costruito sul lavoro, sostanzialmente gratuito, di editor e referee che leggono, criticano e selezionano gli articoli inviati, non su un qualche magico meccanismo di mercato.

E alla lunga, le magagne cominciano ad affiorare. La spinta a pubblicare di più, perché così aumentano i profitti, è presente anche nelle riviste “per bene”, e ha portato al fatto che la banca dati globale Web of Science abbia tolto dagli elenchi più di 50 riviste – anche delle case mainstream – per mancanza di requisiti di qualità, nel frattempo aumentano gli articoli ritirati perché segnalati come scorretti. Come ha detto uno degli editor dimissionari, “questo non è promuovere la scienza, è un attacco alla scienza”.

La storia non è del tutto nuova. Nel 2012, un folto gruppo di scienziati cercò di organizzare un boicottaggio di Elsevier, e raccolse più di 20.000 firme; già nel 2016 il 38% aveva abbandonato la campagna, e intanto i costi sono ancora aumentati.

Il potere è forte, ed è difficile scalzarlo. È una storia da seguire.

Intanto si deve fare una collezione di quasi-sinonimi, che rende arduo seguire la terminologia usata (Anna Meldolesi ne ha già scritto). Io mi appiglio al temine genome editing come a un’ancora, perché mi sembra uno dei termini più neutri, ma fioriscono le terminologie parallele. Si va dalle NGT (new genomic techniques) alle NBT (new breeding techniques), al genome editing (correzione delle bozze), alla mutagenesi sito-diretta (site-directed mutagenesis), alle italianissime TEA (Tecniche di evoluzione assistita), ma talvolta si sentono anche termini come piante “crispate”. Osservo che si vuole includere lo scopo dell’intervento nella sigla: la mutazione, l’incrocio oppure l’evoluzione. Quello che accomuna tutte queste definizioni è che stabiliscono una distanza lessicale dai reietti OGM (organismi geneticamente modificati) e scelgono tutte un termine femminile al posto del maschile di OGM: quasi a dire che le “metamorfosi” o il rimescolamento di caratteri tra vertebrati siano leciti al femminile (si pensi alla sensualità di una sirena), mentre nella versione maschile sono orrendi, mostruosi e perversi (basti l’esempio del Minotauro). Ma forse sono solo io a vederci questi pregiudizi.

Le avvisaglie si erano già percepite alla fine della scorsa legislatura con due iniziative dei rispettivi presidenti delle Commissioni agricoltura di Camera e Senato (Gallinella, M5S e Vallardi, Lega) che si erano pubblicamente esposti a favore delle tecnologie del genome editing, cui si unisce ora la più complessa “cisgenesi”.

Dopo quasi un anno d’incubazione, tra il 31 maggio e il 9 giugno, l’articolo 9bis del Decreto Siccità apre la strada a 18 mesi (dico diciotto) di sperimentazione di piante da genome editing. Ricordo che, per una prova di campo, sarebbe opportuno fosse ripetuta per tre anni di fila. Leggendo il testo è arduo capire cosa sia davvero mutato: come dicevo il clima, ma anche qualche dettaglio che può essere discriminante. L’articolo 9bis incide su una legge penale italiana, la 224/2003, che inizialmente stabiliva tre anni di reclusione per chi piantava piante OGM senza autorizzazione, ma dovendo rispettare un iter scritto apposta per essere impossibile da esaudire.

Le unghie a quella legge sono state tagliate dal coraggio, dalla perseveranza, dall’ostinazione alla disobbedienza civile di tre agricoltori friulani: Giorgio Fidenato, Silvano Dalla Libera e Duilio Campagnolo. Fidenato ha piantato mais OGM (il tipo Bt, Mon 810, l’unico mais modificato autorizzato per la coltivazione in tutta Europa) e quindi si è autodenunciato nel 2010. Si è così innescato un processo penale contro di lui, che rischiava oltre alla reclusione fino a 100.000 euro di multa. Il giudice penale, ascoltando i vari testi (io ero uno dei periti a difesa delle scelte di Fidenato), ha capito che la materia esorbitava dalle sue competenze e ha chiesto un’opinione alla Corte Europea di Giustizia che ha dato pienamente ragione a Fidenato. Quindi la Commissione Europea ha scritto alla Presidenza del Consiglio dei Ministri osservando che le leggi italiane 212/2001, 224/2003 (appunto) e la legge Regionale del Friuli n.5 del 2011 non erano state mai né notificate né approvate da Bruxelles, come devono fare tutte le normative degli stati nazionali che interferiscono col trattato costitutivo sul libero scambio delle merci all’interno dell’Unione. L’Italia ha così scoperto di aver legiferato in nero, abrogando parte delle tre leggi. Nel 2013, Silvano Dalla Libera ha lecitamente piantato mais Bt nel suo campo, raccolto (io stesso ero sulla mietitrebbia) sotto gli occhi attenti di Polizia, Carabinieri e Guardia Forestale, venduto con tanto di fattura con l’IVA, e per quel mais ha ovviamente ricevuto i soliti contributi comunitari per la coltivazione di un qualunque mais. Per una brevissima stagione si era ristabilita la legalità.

Oggi l’articolo 9bis incide su quella legge attenuata 224/2003, ma chi non ricorda quella guerra di religione di vent’anni fa stenta a capire cosa sia cambiato. Quello che è cambiato sono i numeri: prima c’era il simbolo numerico di “infinito”, ora i numeri sono 10 più 45 più 10 uguale 65. Sì, ora si parla di 65 giorni tra il deposito della richiesta di sperimentazione e la risposta degli organi competenti: questa a me pare una profonda, significativa e positiva differenza a favore della speranza di poter sperimentare per scopi di ricerca e di conoscenza le piante frutto di genome editing, quello che invece è stato impedito ai classici OGM.

Dico “infinito” perché nelle vecchie normative erano previsti tre passaggi chiave: il primo era quello di superare il vaglio di una commissione ostile che badava solo a evitare che un singolo granello di polline di pianta OGM potesse sfuggire al lager dove le piante OGM andavano coltivate. Poi si dovevano identificare dei siti regionali di sperimentazione di piante OGM: a oggi il 90% delle regioni non li hanno identificati e tra poco saranno vent’anni. Ma, soprattutto, per poter sperimentare piante OGM si dovevano rispettare dei cosiddetti protocolli sperimentali che definivano per ogni pianta quali erano le modalità, le restrizioni, le reti, le distanze da altre piante, i sistemi di controllo e monitoraggio di roditori, vermi del terreno, insetti e uccelli che potevano venire in contatto con piante macchiate dal peccato originale indelebile di essere OGM.

Dopo 18 anni da quei testi (la legge sulla coesistenza n. 5 del 2005), elaborati durante il ministero Alemanno all’agricoltura, non esiste ancora un solo protocollo approvato per una qualunque pianta OGM. Per questo indico il termine infinito per le procedure da assolvere per i classici OGM sintetizzabili in “fine pena mai”. Ora ci sono 65 giorni al massimo tra la presentazione della domanda e la risposta delle commissioni competenti: vedremo che criteri adotteranno le commissioni.

E vedremo anche se gli scienziati potranno descrivere le modalità agronomiche e sperimentali di messa in campo di piante da genome editing prescindendo dai mitologici “protocolli sperimentali”. Solo all’atto pratico si capirà come hanno intenzione di agire le nuove commissioni di valutazione delle piante da genome editing. Altrettanto dicasi per le piante derivanti da cisgenesi, ossia che derivano dallo scambio di materiale genetico con piante della stessa specie. Si potrà preparare e purificare il DNA della specie donatrice per poi introdurlo nella varietà ricevente? Con o senza un sistema di selezione? Insomma dettagli tecnici che, se prevale la scelta di superarli, saranno facilmente superati.

Salta anche la valutazione del rischio per l’agrodiversità, che non vuol dire che non si facciano valutazioni d’impatto ambientale, ma che essendo le parcelle di sperimentazione limitate a pochi metri quadri, non valgono le stesse norme che si applicano quando le coltivazioni si estendono per milioni di ettari. Ancora un piccolo segnale di moderazione e apertura alla ricerca scientifica.

Anche a livello europeo, in queste ore, ma soprattutto il 5 luglio, si capirà se lo stillicidio in corso dal 2016 a proposito del blocco in gattabuia delle coltivazioni da piante da genome editing potrà infine vedere la luce. In queste ore si dibatte in Europarlamento su un testo che viene così presentato:

Newsletter - 12-15 giugno 2023 - Sessione plenaria di Strasburgo
Garantire la sicurezza alimentare e un’agricoltura dell’UE resiliente

In un dibattito martedì e una votazione mercoledì, i deputati dovrebbero invitare l’UE a rafforzare la sua sicurezza alimentare e la sua autonomia strategica. Alla luce della guerra di aggressione russa contro l’Ucraina e dell’impatto della pandemia di COVID-19, il progetto di testo chiede l’utilizzo delle scorte alimentari strategiche dell’UE, una strategia per le proteine e i mangimi per consentire agli agricoltori di diventare meno dipendenti dai paesi terzi, nuove tecniche di incrocio (new breeding techniques) per ridurre l’uso di fertilizzanti sintetici e pesticidi e investimenti nelle tecnologie digitali in agricoltura. Richiede inoltre un programma UE specifico per la gestione dell’acqua, la riduzione degli sprechi alimentari e la reciprocità nel commercio di prodotti agricoli con i paesi terzi. I deputati sono inoltre pronti a chiedere garanzie per garantire che l’attività agricola nell’UE sia mantenuta durante l’attuazione del Green Deal. Codici procedurali 2022/2183(INI)

Quindi il genome editing per combattere i rischi delle crisi delle derrate causate dalla guerra, le conseguenze di Covid-19, i cambiamenti climatici e per aumentare l’autonomia dell’Europa dalle importazioni riducendo agrofarmaci e fertilizzanti. Come a dire che, dopo aver affamato i biotecnologi agroalimentari per un quarto di secolo, ora non gli si dice solo “alzati e cammina”, ma andate a fare la gara del Triathlon degli Ironman: 3.800m di nuoto, 180km di ciclismo e una maratona da 42km195m. Tutto fatto solo schiacciando il bottone del voto elettronico.

Auguriamoci che il 5 luglio si intraprenda la strada della ragionevolezza agroalimentare. Sarebbe un sollievo dopo decenni di lotte mediatiche, giuridiche, legislative e quasi mai scientifiche. Ne sognavo già 16 anni fa redigendo l’editoriale del mio blog sugli OGM, salmone.org. Senza sapere quando e quale nuova generazione di biotecnologi potesse sostituirci, mi era però già chiaro che la partita degli OGM era irrimediabilmente persa, ma peggio sarebbe stato alzare bandiera bianca. Ho riesumato quelle frasi per il bel libro ispirato da Diego Breviaro Life in Science, Springer 2023, in cui provavo a spiegare perché avevo scelto il salmone come simbolo per il mio blog: «Il “salmone” è un animale fragile e indifeso, ma determinato come pochi. Nel momento più importante della sua vita, quando risale i fiumi, è esposto all’aggressione di predatori famelici e impietosi che senza rischiare nulla ne fanno strage, mentre lui nuota ostinatamente controcorrente per arrivare alla sua meta. Anche i pochi che giungono alla meta moriranno, ma lo fanno per dar vita a una nuova generazione».

L’augurio è che le uova dei salmoni della passata generazione possano schiudersi e la nuova generazione di biotecnologi del genome editing possano finalmente nuotare in acque limpide.

La meccanochimica è un ramo della chimica che si basa sul principio che le molecole reagiscano quando si scontrano tra loro in assenza di solvente: a differenza della chimica tradizionale che si basa su soluzioni e varie tecniche di agitazione, la meccanochimica schiaccia le molecole insieme utilizzando strumenti come i mulini a sfere o gli estrusori. Questi dispositivi, comunemente impiegati in settori come la produzione di plastica, sono eccellenti nel macinare, schiacciare e comprimere materiali insieme.

Le possibilità della meccanochimica sono al centro di IMPACTIVE, un progetto europeo finanziato dalla Commissione Europea con 7,7 milioni di euro tramite il programma Horizon. Evelina Colacino, professoressa di Chimica organica e Green Chemistry all’Università di Montpellier, in Francia, è alla regia del progetto: «L’applicazione della meccanochimica nella produzione farmaceutica presenta un enorme potenziale. Sfruttando la forza meccanica, generata da impatti, compressioni, sfregamenti, alcune reazioni chimiche possono essere facilitate senza la necessità di solventi, riducendo gli sprechi e la tossicità. Inoltre, i metodi meccanochimici spesso richiedono tempi di reazione più brevi e presentano rese più elevate rispetto agli approcci tradizionali a base di solvente, contribuendo a una produzione potenzialmente più efficiente ed economica».

In uno studio pubblicato sulla rivista ACS Sustainable Chemistry and Engineering, che ha rappresentato il punto di partenza di IMPACTIVE, il gruppo di ricerca guidato da Colacino ha confrontato il metodo di sintesi tradizionale per la produzione del principio attivo della nitrofurantoina (un antibatterico), a base di solventi, con quello della meccanochimica mediante estrusione reattiva. Il metodo che utilizza solventi è risultato produrre un quantitativo di 603 kg di CO₂ per ogni kg di principio attivo prodotto. Grazie all’applicazione della meccanochimica, questa emissione è stata drasticamente ridotta a soli 74 kg di CO₂ per chilogrammo di prodotto. Esiti simili sono stati osservati per quanto riguarda l’ecotossicità terrestre, che comprende l’inquinamento dell’acqua, del suolo e dell’aria.

Questi cambiamenti positivi sono stati principalmente attribuiti a una sostanziale riduzione della quantità di reagenti utilizzati (il processo non richiede reattivi in eccesso) e all’eliminazione completa di solventi. Per stimare le potenziali emissioni annuali di gas serra per la produzione commerciale di nitrofurantoina, i ricercatori hanno calcolato un’impressionante riduzione dell'87% se si utilizzasse la meccanochimica. Inoltre, hanno riscontrato una significativa flessione dei costi, con una diminuzione delle spese annuali da 162.000 dollari utilizzando il metodo basato sui solventi a soli 19.000 dollari con la meccanochimica. Allargando la prospettiva per considerare i costi di produzione e vendita di vari prodotti farmaceutici, le implicazioni di questo studio sono profonde.

Il progetto IMPACTIVE rappresenta una collaborazione di rilievo tra diversi paesi europei, tra cui Francia, Germania, Italia, Olanda, Belgio, Irlanda, Estonia, Spagna, Portogallo, Svizzera e Israele. Coinvolge istituti di ricerca prestigiosi come il BAM di Berlino, il Max Planck Institute di Mülheim e il Consorzio Interuniversitario per lo Sviluppo dei Sistemi a Grande Interfase (CSGI), con sedi a Cagliari, Firenze, Parma e Salerno. «Applicheremo la meccanochimica nella sintesi di sei farmaci già commercializzati, tra cui trattamenti antitumorali, farmaci per il diabete e antipertensivi», spiega Colacino. «L’obiettivo finale è quello di sviluppare prototipi che le grandi industrie farmaceutiche possano adottare. Abbiamo scelto di sviluppare principi attivi di farmaci (e anche i cosiddetti intermedi chiave per arrivare alle molecole finali) per i quali ci sono problemi di sviluppo in soluzione. Questi problemi possono essere di diverso tipo, per esempio di natura chimica, regolatoria, di sicurezza o legati alla natura stessa della molecola. Se noi possiamo ridurre l’impatto ambientale o aumentare la sicurezza dei processi cambiando il modo in cui queste molecole sono realizzate, sicuramente c’è un guadagno in termini di sicurezza, in termini di tempo, di ottimizzazione delle risorse, di abbattimento dei costi energetici, di costi per lo smaltimento dei rifiuti, perché ci sono meno rifiuti».

Se il progetto avrà successo, rappresenterà un’opportunità per mantenere la produzione di principi attivi in Europa: «L’Unione Europea sta chiedendo soluzioni per fare in modo che ciò che attualmente viene realizzato all’estero per problemi di costi venga invece realizzato in Europa. Il nostro progetto potrebbe dare un contributo in questo senso».

Uno degli obiettivi principali del progetto è fornire risultati che possano essere facilmente implementati dall’industria farmaceutica. Per garantire la scalabilità e la fattibilità dei risultati del progetto in un contesto industriale, due importanti aziende europee, Merck e Novartis, sono attivamente coinvolte nel consorzio. «Novartis è partner di un programma di lavoro specifico di IMPACTIVE, che riguarda il ciclo di vita, la sicurezza e la valutazione del rischio», spiega Wojciech Nowak, Senior Director Global Public Affairs di Novartis. «Questo gruppo si propone di realizzare farmaci ecologici, analizzando l’intero ciclo di produzione, monitorando da vicino tutti i processi, per tenere conto degli impatti ambientali, sanitari e sociali. La nostra azienda si è impegnata a contribuire fornendo supporto per le metriche del programma. L’obiettivo condiviso del gruppo rimane lo scambio di informazioni, finalizzato a comprendere se la tecnologia rappresenti un’opzione valida in tema di sostenibilità. Negli ultimi mesi ci sono state crescenti e forti aspettative, grazie a un buon slancio e a un alto livello di energia nel gruppo, insieme alla necessità urgente di ridurre rapidamente l’impronta ambientale dei nostri processi, ma lo sforzo collettivo attuale e a medio termine costituirà al massimo una prova di concetto, in modo più realistico. Solo in caso di esito positivo, si potrebbe ipotizzare una penetrazione rapida e incisiva della tecnologia. I nostri esperti coinvolti in questo programma considerano la meccanochimica una tecnologia potenzialmente molto interessante, che potrebbe portare a un significativo miglioramento della sostenibilità e risparmi di CO₂, specialmente rispetto alla chimica classica. Al momento non possiamo dire di più, poiché stiamo assistendo e cercando di agevolare i primi tentativi di collegamento tra la ricerca accademica e un’applicabilità più concreta di questa tecnologia ai nostri composti».

Nonostante la necessità di ulteriori ricerche e di affrontare sfide tecniche, il progetto IMPACTIVE sulla meccanochimica cerca di stendere le basi per una nuova era di produzione farmaceutica sostenibile, che potrebbe avere un impatto significativo sul settore e rispondere agli obiettivi richiesti dall’Unione Europea.

Il titolo rende esplicito l’affanno di chi si spende in contesti di per sé ad elevata complessità e incertezza, quali per esempio le questioni sanitarie o socio-ambientali, ma per le quali è urgente prendere decisioni. Anche il punto di domanda è voluto, a sottolineare l’apertura del tema a un confronto critico e ad altre prospettive. Ma qui si rileva ugualmente l’osservazione di un altro elefante, il pachiderma della favola indiana citata dal filosofo Silvio Funtowicz, ideatore – insieme a Jerome Ravetz - della scienza post-normale (PNS), di cui si è parlato anche su Scienza in rete. Cinque uomini ciechi cercano, intorno a un elefante, di indovinare che cosa stanno toccando. Ognuno di loro si forma un’idea in base alla propria parziale percezione: la zampa sembra un albero, la proboscide un serpente, la coda una corda; solo un osservatore esterno può formarsi un’idea esatta della situazione. Ma quando non vi è alcun osservatore esterno, un risultato simile, o almeno paragonabile, può essere conseguito solo mettendo insieme le osservazioni di tutti, creando cioè un lavoro di squadra.

Alla scienza post-normale è dedicato il primo volume della Collana, Scienza, politica e società: l’approccio post-normale in teoria e nelle pratiche, un approccio che si offre quando si verificano quattro condizioni: fatti incerti, presenza di diversi interessi o valori dei soggetti coinvolti, poste in gioco elevate e decisioni urgenti. Tutte condizioni, queste, che rendono problematico il ricorso alla sola evidenza scientifica per prendere decisioni o predisporre politiche regolatorie. Davanti a quali e quanti elefanti restiamo oggi ciechi o invece riusciamo, insieme, a cogliere dei tratti distintivi?

Davanti a problemi complessi sono necessari più punti di vista. Il volume propone riflessioni e studi di caso partendo dalle comunità estese di pari, realtà in cui i cittadini entrano a pieno titolo tra i produttori e revisori di conoscenza. Un progetto per la definizione di un piano di mitigazione del rischio da frana di una città nell’entroterra campano, per esempio, presentava aspetti problematici e divergenze di interessi; al progetto hanno contribuito un team di ricerca interdisciplinare insieme ad alcuni residenti, e ciò ha consentito di mettere a fuoco oltre alle soluzioni iniziali un’ulteriore soluzione, elaborata sulla base delle priorità condivise, come soluzione di compromesso. Secondo un approccio post-normale, a un problema complesso, la qualità non risiede tanto in una verità, per sua natura incerta, ma nella ricerca di un compromesso, da ottenere attraverso una procedura basata su regole consensualmente accettate e condotta in modo trasparente. Si guardi, dunque, non tanto alla soluzione migliore, quanto al metodo per trovarla.

Le riflessioni nel volume proseguono entrando nello specifico di emergenze ambientali e sanitarie, affrontate prevalentemente in Italia, che hanno messo in evidenza l’urgenza delle decisioni. Sono illustrate poi le necessità di educare alla post-normalità, e pratiche di partecipazione e co-creazione. Infine, vengono fatti emergere i nodi politici della scienza post-normale e vengono richiamate le principali iniziative europee in cui sono presenti riferimenti a questo approccio, per esempio nella Agenzia Europa per l’Ambiente (EEA) o nel Centro di Competenza sulla Democrazia Partecipativa e Deliberativa della Commissione Europea. Il volume raccoglie esperienze e riflessioni di oltre 50 tra autori e autrici, con due articoli introduttivi e 38 articoli di approfondimento e studi di caso, in italiano, con un linguaggio e uno stile di scrittura pensato per un vasto pubblico. È scaricabile gratuitamente dal sito del CNR, qui, unitamente a un compendio di tutti i riassunti in inglese.

L’affanno del titolo della Collana è temperato dal sollievo che possiamo provare nel leggere i vari contributi, esperienze condivise da altri ricercatori e ricercatrici, testimonianze autentiche su sfide cruciali e attualissime.

Come prima cosa, ritengo utile fare alcune riflessioni sulla natura di ChatGPT. Per quanto la sua capacità di generare testi coerenti sia sorprendente, il modo in cui arriva a farlo è basato su concetti piuttosto standard in machine learning. Sostanzialmente, ChatGPT si limita a suggerire la prossima parola in una frase basandosi sul contesto precedente (incluso il prompt che noi gli forniamo), esattamente come tutti noi facciamo quando qualcuno si inceppa in una conversazione. La scelta della parola successiva si basa esclusivamente su considerazioni correlative e non ha un intento comunicativo. Dunque, ChatGPT non può essere considerato uno strumento affidabile in termini di veridicità. Incorre infatti in cosiddette allucinazioni: falsità enunciate coerenti con i dati visti in precedenza, come nel celebre caso del politico australiano “accusato” di corruzione da ChatGPT.

Un altro aspetto molto discusso di ChatGPT, che ha portato molti a proclamare la nascita dell’IA generale, è che il software mostra delle capacità che i suoi creatori non si aspettavano. Ad esempio, nessuno si aspettava che il modello di ChatGPT fosse capace di ragionamenti matematici, mentre si dimostra in realtà molto bravo a risolvere problemi di matematica di livello universitario. Questi aspetti di ChatGPT sono sicuramente impressionanti, ma attribuirli a una nuova forma di intelligenza nasconde una mancanza di comprensione di come il significato della parola “modello” si sia evoluto nel gergo del machine learning. Il concetto di modello è una pietra angolare della scienza: un’astrazione del sistema che permette sia di comprendere le interazioni tra i suoi componenti, sia di predire il comportamento del sistema in nuove condizioni. Quindi un modello comporta l’identificazione delle componenti essenziali di un sistema e delle loro modalità di interazione. La formulazione del modello è l’apoteosi della creatività scientifica, l’atto che unifica le “sensate esperienze e necessarie dimostrazioni” di Galileo.

Questo concetto epistemologico classico subisce però una mutazione fondamentale quando viene esteso al machine learning. Nessuno pensa sia possibile o desiderabile definire quali sono le interazioni, per esempio, tra i pixel di un’immagine. Pertanto, il modello di machine learning, invece di designare un’ipotesi scientifica, indica una classe di possibili relazioni statistiche che riassumano al meglio le correlazioni osservate nei dati. Questa classe in generale è amplissima, tant’è che gli algoritmi di reti neurali sono approssimatori universali nello spazio delle funzioni. In altre parole, il modello in machine learning non rappresenta una sintesi dell’intuizione degli scienziati, bensì un contenitore vuoto e immensamente flessibile che si adatta ai dati usati per “addestrare” il modello. Ne consegue che parlare del “modello” ChatGPT non ha senso, si può solo parlare del modello in congiunzione con i dati che sono stati usati. Nessun ingegnere di OpenAI ha inserito in ChatGPT l’abilità di fare matematica; semplicemente, l’architettura infinitamente flessibile di ChatGPT si è adattata ai dati di modo da riuscire ad avere coerenza (ma non creatività) anche in ambito matematico.

Siamo quindi di fronte a strumenti potenti che possono generare testi coerenti con conoscenze scientifiche avanzate, ma senza intento comunicativo né capacità creativa, e senza una nozione di verità fattuale. Le implicazioni per la comunità scientifica di un uso diffuso di questi strumenti sono potenzialmente enormi. A titolo di esempio, vorrei illustrare come potrebbe cambiare il modo con cui gli scienziati comunicano tra loro attraverso le pubblicazioni.

Nel mio mondo ideale, la missione fondamentale di chi fa ricerca è la diffusione e l’avanzamento della scienza a beneficio dell’umanità. Il veicolo principale per questo sono le pubblicazioni, e negli ultimi anni la comunità si è sempre più impegnata a rendere queste pubblicazioni consultabili da tutti tramite il modello dell’open access. Questa vasta letteratura scientifica aperta è alla base della capacità di ChatGPT di conversare con competenza di materie scientifiche. Ma certamente non era intenzione dei ricercatori creare il data set di addestramento ideale per i software sviluppati dalle grandi aziende tecnologiche. Come del resto i milioni di contributori a Wikipedia sicuramente erano (e sono) animati da un desiderio di diffondere la conoscenza, e non di contribuire (gratis) allo sviluppo dei prodotti Microsoft.

E ora, proprio le pubblicazioni scientifiche potrebbero essere tra le prime vittime dei modelli generativi, come ChatGPT. Infatti, questi strumenti hanno la capacità di moltiplicare la produttività dei ricercatori quando usati bene (ad esempio, per migliorare la forma di un documento), ma soprattutto quando usati in maniera eticamente discutibile (ad esempio, per scrivere sezioni intere di un articolo). Ma gli autori sono solo uno dei pilastri del modello di pubblicazione scientifica; il lavoro successivo dei revisori e degli editor sta nel valutare la rilevanza, la correttezza e il grado di originalità di ogni pubblicazione, un compito essenziale che certamente non può essere delegato a strumenti software proni ad allucinazioni.

Il risultato prevedibile sarà un collo di bottiglia che rischia di far saltare il sistema delle pubblicazioni scientifiche. Se e come questo si verificherà, dipenderà in buona parte dall’onestà e integrità della comunità scientifica, ma in un mondo dove gli incentivi alla pubblicazione sono sempre crescenti si tratta certamente di un pericolo reale.

Quindici anni fa, Chris Anderson scriveva su Wired che l’avvento dei Big Data avrebbe portato alla fine della teoria, poiché i dati, interrogati da algoritmi intelligenti, avrebbero fornito direttamente tutte le risposte necessarie all’umanità. Questa profezia si è rivelata fallace, mentre è invece assai concreto il rischio che la teoria finisca perché i ricercatori annegheranno in un mare di articoli fabbricati dall’ IA generativa. Plausibili, coerenti, ma intellettualmente vuoti.

Naturalmente, l’IA in generale pone sfide enormi a tutta la società umana. In fondo a questo articolo, riporto una lista di contributi che ho trovato stimolanti, scritti da pensatori molto più autorevoli di me. Sono tutti in lingua inglese, ma questo oramai non è più un problema, grazie a un beneficio tangibile dell’IA.

Ringrazio Roberto Trotta per aver organizzato uno stimolante incontro alla SISSA, e la Scuola ed il gruppo di Teoria e Scienza dei Dati di cui faccio parte per il supporto.

Spunti di riflessione

• Timnit Gebru, Eugenics and the promise of Eutopia through Artificial General Intelligence, intervento alla 1st Conference on Secure and Trustworthy Machine Learning (2023).

• Emily Bender et al., On the Dangers of Stochastic Parrots, Proceedings of the FAccT ‘21 (2021). Si veda anche You are not a parrot su Intelligencer del New York magazine (2021).

• Tim Snyder, And we dream as electric sheep, Eurozine (2019)

• Tristran Harris and Aza Raskin, The AI dilemma, lezione per il Center for Humane Technology (2023).

I fatti: nell’ottobre 2022 la Commissione europea propone una nuova direttiva con soglie di inquinati più restrittive, anche se ancora lontane dei valori più precauzionali suggeriti dell’Organizzazione mondiale della sanità (qui la documentazione). Solo per ricordare i cambiamenti principali, per il PM₁₀ si passerebbe da una media annua di 40 µg/m³ a 20 (OMS suggerisce 15); per il PM_(2,5) si passerebbe da 25µg/m³ a 10 (OMS suggerisce 5) e per il biossido di azoto da 40 µg/m³ a 20 (OMS dice 10).

PM10, PM2,5 e biossido di azoto - Confronto tra limiti Direttiva 2008/50/CE, valori guida OMS e limiti Nuova Direttiva da raggiungere entro 1/1/2030

Il passaggio dalle soglie della direttiva del 2008 e le nuove dovrebbe avvenire entro il 2030, lasciando tempo anche alle regioni più inquinate come la Pianura Padana di adeguarsi ai nuovi valori, confidando anche sulle misure di decarbonizzazione che andrebbero comunque prese per contrastare il cambiamento climatico.

Le reazioni: secondo molte società scientifiche europee i nuovi standard proposti dall’Europa sono un passaggio obbligato, anzi si dovrebbe essere più severi anche per mitigare in modo consistente i circa 50mila morti annuali attribuibili all’inquinamento atmosferico in Italia. Opposta la reazione delle regioni padane più inquinate (Veneto, Lombardia, Piemonte ed Emilia Romagna) che preparano una dichiarazione contro la nuova direttiva, prevista per domani 24 maggio a Bruxelles. Sempre il 24 si terrà la conferenza Clean Air for All - che si può seguire anche in streaming - organizzata dalla European Respiratory Society, Health Effect Institute e da International Society for Environmental Epidemiology (ISEE).

A sostegno della direttiva intervengono con una lettera aperta rivolta alle autorità nazionali ed europee diversi medici, ricercatori e associazioni scientifiche italiane. Anche una macroregione certo non favorita dalle condizioni meteo come la Pianura Padana - argomentano i firmatari - è perfettamente in grado di restare nei nuovi limiti entro il 2030 adottando da subito alcune misure radicali, così riassumibili: 

• Potenziare il trasporto pubblico, velocizzare la transizione verso la mobilità elettrica e dolce
• Sostituire il riscaldamento a legna e gas con fonti sostenibili (es. pompe di calore) 
• Ridurre le emissioni di ammoniaca e altri precursori del particolato nei settori dell’agricoltura e allevamenti e nei trasporti con tecnologie già esistenti

«In sintesi, il tema dell’inquinamento atmosferico nella Pianura Padana ha una sua diagnosi precisa, le conseguenze dell’inazione sono ben note, le soluzioni sono individuate. Si tratta solo di non perdere altro tempo», concludono i firmatari, fra cui medici ed epidemiologi quali Francesco Forastiere e Paolo Vineis.

Leggi qui la lettera (anche in versione inglese) e le relative fonti scientifiche che ne sostengono gli argomenti.

Le registrazioni delle conferenze si possono trovano ai seguenti link: 13 maggio 15 maggio 16 maggio

PLANCKS è organizzata dall’IAPS, cioè l’Associazione Internazionale degli Studenti di Fisica, nata nel 1987 dopo un paio d’anni di gestazione tra Budapest e Debrecen, in Ungheria. Il bello è che tutto è organizzato interamente da studenti, come anche l’edizione italiana dei giochi, che è stata allestita dall’Associazione Italiana Studenti di Fisica e il comitato dell’Università Statale. L’iniziativa ha goduto del patrocinio della Società Italiana di Fisica, della Società Italiana di Ottica e Fotonica e dell’Unione Internazionale di Fisica Pura e Applicata, ma anche del sostegno della Società Europea di Fisica e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

Dopo l’apertura da parte di Maria Pia Abbracchio, prorettrice vicaria alla Statale, tra i primi incontri a cui abbiamo assistito c’è stata la lectio magistralis di Tiziano Camporesi, fisico delle particelle che ha contribuito alla scoperta del Bosone di Higgs al CERN. Con lui si è ripercorsa un po’ tutta la storia della fisica alle alte energie, partendo dai primi esperimenti dal carattere – come dicono i fisici – molto “esotico”. Nei primi progetti, come quelli che prevedevano la collisione di elettrone e positrone, erano coinvolte una manciata di persone. Col tempo si è consolidato il carattere tipico della cosiddetta big science. Dall’esperimento DELPHI con il Large Electron-Positron collider, primo esperimento frutto di una collaborazione ufficiale, a CMS e ATLAS con il Large Hadron Collider, si è passati da centinaia a migliaia di scienziati coinvolti, da un paio di decine a centinaia di pubblicazioni all’anno.

Il CERN, inoltre, è nato senza internet, con tutte le conseguenze del caso a partire dalla macchinosa comunicazione interna. Nel tempo sono cambiati anche i linguaggi di programmazione informatici, si pensi che quando c’era Fortran per fare l’aggiornamento di 32 kilobyte bisognava sborsare 12 milioni di dollari! Camporesi ha ricordato che, nonostante ora il CERN si sia allargato a tutto il mondo, e non alla sola Europa, il suo budget è diminuito del 40% dal 1980. Allo stesso tempo è aumentato il numero di donne: oggi sono il 25% del totale, che però lavorano soprattutto in area amministrativa. In questo senso, speriamo che sia di buon auspicio il doppio mandato (mai successo prima) di Fabiola Gianotti come direttrice generale.

Nella lectio si è ovviamente sottolineato come la ricerca al CERN abbia e abbia avuto ricadute anche in altri ambiti disciplinari, soprattutto in quello biomedico. Molto è stato fatto e molto è ancora da fare. La scoperta stessa del Bosone di Higgs – quella particella che “dà massa” alle altre – ha paradossalmente messo in crisi il Modello Standard che ne prevedeva l’esistenza. E come connettere la fisica delle particelle con la teoria della gravità? Qual è l’origine della massa del neutrino? Materia e antimateria? Insomma, una carrellata di spunti che non poteva che terminare con una gradevole cattiveria (sollecitata da una domanda dal pubblico): «i fisici affrontano i problemi, gli ingegneri affrontano solo quelli che sanno di poter risolvere».

Tra gli altri ospiti anche Marco Liscidini, Claudia Pasquero, Federico Faggin, Paolo Milani, Alessandro Curioni, Stefano Forte. Inoltre, gli organizzatori hanno ben pensato di far provare l’ebrezza di un concerto in Sala Verdi del Conservatorio di Milano. Molti neofiti tra i giovani fisici alle prese con i movimenti del Concerto per pianoforte e orchestra op.15 n.1 di Beethoven e i bis del pianista («fermi tutti, non è finito ancora», si sente dire nelle poltrone di dietro). Musica e fisica sono molto collegate, dicono gli organizzatori con il Direttore del Conservatorio e la Vicesindaca di Milano (lei laureata in fisica). È vero, basti pensare alla sola fisica acustica.

Le rappresentanze istituzionali in Sala Verdi del Conservatorio Giuseppe Verdi di Milano (foto dell’autore)

L’altro incontro sicuramente degno di nota è stato quello con Didier Queloz, premio Nobel per la fisica 2019 per la scoperta nella Via Lattea di un esopianeta orbitante attorno a una stella simile al Sole. L’hanno chiamato 51 Pegasi b, visto che è stato individuato nella costellazione di Pegaso.

Anche lui ha raccontato una storia, non quella del CERN: quella di tutto l’Universo. Diciamo subito che pure la relazione di Queloz ricorda come la ricerca fisica curiosity-driven, fine a sé stessa, ha inevitabilmente ricadute altrove, in altre scienze e nella società, gli esempi toccano la meteorologia e varie applicazioni tecnologiche, tra le altre cose. Il racconto va dal Big Bang al sistema solare, passando dalla spiegazione per cui i pianeti si allineino su un disco (a partire dal disco protoplanetario di qualche miliardo di anni fa): c’entra la conservazione del momento angolare.

Fino ad arrivare ai pianeti. Queloz mostra una diapositiva che spiega come sia possibile individuare un pianeta guardando la stella attorno alla quale dovrebbe orbitare (guardare il pianeta non aiuterebbe, essendo troppo piccolo). In parole povere, quando il pianeta è davanti alla stella la oscura, quando è dietro non succede niente, quando è di fianco la sua luminosità si somma a quella della stella. Facendo i debiti calcoli si ottengono i parametri relativi al pianeta. È un metodo più recente, che sembra promettente, rispetto a quello cosiddetto delle “velocità radiali” grazie al quale ha vinto il Nobel.

Didier Queloz alle prese con il metodo fotometrico di individuazione di esopianeti (foto dell’autore).

Queloz racconta come la fibra ottica e l’uso dei computer siano stati cruciali per migliorare le tecniche di individuazione di pianeti extrasolari. E probabilmente non riusciamo a trovare un pianeta come la Terra più per limiti tecnologici che altro: quelli finora individuati sono forse troppo caldi per ospitare la vita. Ecco il nocciolo della questione, la vita nell’Universo, che secondo lui, ovviamente, è presente. Ci sono troppe galassie e troppe stelle per non immaginare che ci sia, anche in forme lontane dalla nostra. Tra l’altro, forse la vita può essere esistita molto più vicina a noi di quanto pensiamo, come su Marte, su cui pendono vari interrogativi, che nel primo miliardo di anni aveva probabilmente un’atmosfera simile all’attuale terrestre (e sembrerebbe anche Venere, ora troppo piena di gas serra).

Molti gli stimoli, considerando che nelle giornate di PLANCKS gli studenti hanno potuto visitare anche i laboratori dell’Istituto Fondazione di Oncologia Molecolare e dello Human Technopole a Rho Fiera. E dalle storie Instagram sembra anche che siano state organizzate sessioni di pasta italiana fatta in casa. Il comitato organizzativo del prossimo anno sarà all’altezza di quanto messo in piedi dagli studenti milanesi?

Diverse tipologie di dati sono fondamentali per la gestione di un focolaio epidemico: (i) i dati genomici dei patogeni servono per identificare l’agente causale di un’infezione, tracciare le mutazioni e studiare le reti di trasmissione e diffusione geografica di una malattia; (ii) i dati clinici sono utili per comprendere la gravità della malattia, sviluppare la definizione dei casi clinici, valutare e monitorare gli esiti degli interventi farmaceutici; (iv) i dati sierologici sono importanti per caratterizzare l’immunità di un individuo e le sue risposte anticorpali; (v) i dati epidemiologici, che vanno dal conteggio aggregato dei casi a informazioni dettagliate sul tracciamento dei contatti, sono fondamentali per caratterizzare parametri di base come il numero di riproduzione (R0), cioè il numero medio di persone che sono contagiate da ciascuna persona infetta, e le distribuzioni temporali chiave (dall’insorgenza dei sintomi all’ospedalizzazione).

Negli ultimi anni, l’uso dei dati aperti, comunemente chiamati con il termine inglese Open Data, è stato fondamentale per: (i) condurre un’analisi della situazione in tempo reale, rintracciare i contatti e fare diagnosi precoci e tempestive per un contenimento efficace del contagio; (ii) facilitare il coordinamento e la collaborazione tra i governi nazionali e locali; (iii) garantire la fiducia del pubblico nei confronti dei decisori politici attraverso una maggiore trasparenza; (iv) contrastare la disinformazione; (v) identificare e affrontare le vulnerabilità e le esigenze particolari di determinate fasce della popolazione raccogliendo dati disaggregati; e (vi) sostenere una gestione efficace delle forniture e delle richieste di attrezzature mediche.

Le sfide legate all’analisi dei dati riguardano l’intero ciclo di vita di un’epidemia. Nelle fasi iniziali, è necessario acquisire conoscenze fondamentali sulle caratteristiche epidemiologiche di una nuova infezione, dal potenziale di trasmissione alla storia naturale. Ciò richiede l’uso di test diagnostici e il sequenziamento genomico, oltre a una rapida valutazione dell’impatto clinico e una condivisione aperta dei primi risultati. Con la crescita dei focolai, è necessario prevedere le dinamiche della malattia, stimare il carico potenziale e valutare l’efficacia degli interventi per ritardare o appiattire la curva epidemica. Nelle fasi successive, l’attenzione si rivolge alla stima dell’efficacia del vaccino e al monitoraggio dei focolai e delle dinamiche evolutive. Ciò può includere l’analisi di una serie di dati a lungo termine, come gli studi di coorte che possono fornire approfondimenti sui processi epidemici nell’arco di mesi o addirittura anni.

L’emergenza coronavirus ha rivelato le debolezze nel modo in cui i paesi raccolgono, gestiscono e usano le informazioni, ma ha anche posto le basi per la prevenzione e il controllo delle future pandemie, utilizzando il cosiddetto modello delle 3M: Monitoring, cioè monitorare l’evoluzione dell’epidemia e valutare l’efficacia delle contromisure adottate; Modelling, cioè modellare e prevedere la diffusione dell’epidemia; e Managing, cioè prendere decisioni tempestive per gestire, mitigare e sopprimere il contagio. La recente pandemia può essere un’opportunità per rinnovare l’attenzione sul miglioramento della qualità, della tempestività e della completezza dei dati sanitari prodotti dai governi, rafforzando le pratiche di gestione delle informazioni esistenti.

Il successo delle iniziative sui dati aperti richiede lo sviluppo di processi in grado di garantire che gli standard di de-identificazione delle informazioni siano rispettati, assicurando la pubblicazione di metadati completi, impegnando risorse per la manutenzione continua e rendendo la condivisione dei dati aperti una funzione governativa di routine. Tuttavia, la pubblicazione di dati liberamente accessibili sul web non è sufficiente. Sono necessarie politiche proattive per stimolare un insieme di attori reciprocamente interdipendenti con ruoli e funzioni diverse, come dimostrato dall’uso creativo dei dati aperti su COVID-19 da parte di giornalisti, ricercatori e sviluppatori software.

Un portale di sorveglianza

Il continuo rilascio e mantenimento di dati aperti di qualità è una sfida cui il progetto pilota del nostro portale open source di sorveglianza epidemiologica (risultato anche degli studi condotti durante il mio dottorato di ricerca) cerca di rispondere, ponendosi l’obiettivo di diffondere e promuovere la cultura Open Data e Open Science nell’ambito della ricerca sanitaria. Il progetto ha lo scopo di sviluppare una rete sempre più numerosa di professionisti e ricercatori per affrontare le sfide della condivisione e della valorizzazione dei dati in un quadro di One Health basato sulla collaborazione intersettoriale per supportare il rilevamento, il monitoraggio e la valutazione del rischio per le malattie infettive emergenti e riemergenti in Europa.

Con un’interfaccia utente user-friendly e dal design minimalista, è possibile accedere direttamente ai dati grezzi, documentarsi sulla tipologia di dataset, visualizzare  in anteprima i campi di interesse, e infine scaricare in locale i file necessari per le proprie analisi. Gli argomenti trattati - vaiolo delle scimmie (o Mpox), febbre del Nilo (o West Nile Virus), influenza stagionale e aviaria, epatite acuta a eziologia sconosciuta in età pediatrica - hanno dimostrato la flessibilità del sistema, fornendo dati epidemiologici affidabili, pronti per l’uso e ben definiti a seconda del periodo e del relativo interesse della comunità scientifica.

Sulla base dei dati raccolti dalle fonti ufficiali di monitoraggio sanitario (Organizzazione Mondiale della Sanità, Centro europeo per la prevenzione e il controllo delle malattie e Istituto Superiore di Sanità) e lo sforzo collaborativo di virologi, medici, statistici, data scientist, ingegneri informatici e bioinformatici è stato possibile: (i) contribuire a comprendere le origini e le dinamiche di trasmissione della recente epidemia di Ebola in Uganda; (ii) stimare parametri epidemiologici chiave nelle prime fasi di Mpox; (iii) implementare modelli predittivi per seguire e prevedere la diffusione di COVID-19 in tempo reale; (iv) sviluppare un’applicazione web che raccoglie, confronta e analizza le informazioni epidemiologiche e virologiche dell’influenza stagionale. In quest’ultimo caso, la condivisione dei dati è stata fondamentale anche per promuovere iniziative di comunicazione e sensibilizzazione, come nel caso del Sole24Ore e del bot automatico @influbot sul social network Mastodon, che attraverso un report settimanale, aggiorna i propri lettori sull’andamento influenzale.

Lo scopo principale del progetto è accelerare il lavoro di ricercatori e funzionari della sanità pubblica per prepararsi, rispondere e ridurre il peso delle future emergenze sanitarie, colmando le criticità di raccolta dei dati durante le prime fasi di un’epidemia, come dimostrato con Ebola, e supportare le indagini epidemiologiche per risalire alla fonte dell’infezione, come fatto con le epatiti di origine sconosciuta nei bambini.

L’esperienza maturata negli ultimi anni ha permesso di integrare gli attuali flussi di dati con i recenti eventi epidemiologici riguardanti l’influenza aviaria che continua a diffondersi in tutto il mondo, uccidendo uccelli selvatici e pollame in massa, e causando sporadiche infezioni negli uomini. La morte di una bambina di 11 anni il 22 febbraio 2023 in Cambogia, a seguito del contatto con animali infetti, ha riacceso i riflettori sui rischi di una possibile nuova pandemia. Spostandosi lungo le rotte migratorie degli uccelli verso l’Europa e le Americhe, un nuovo ceppo di influenza H5N1 si è insediato negli uccelli selvatici e nel pollame domestico, portando a un record di 58,6 milioni di volatili abbattuti negli Stati Uniti e a nuovi focolai in America Latina e nei Caraibi. Lo scorso ottobre il virus si è probabilmente trasmesso tra visoni d’allevamento in Spagna e potrebbe essersi diffuso tra i leoni marini in Perù all’inizio di quest’anno.

Tutti questi episodi dimostrano come l’aviaria sia un agente patogeno altamente mutevole e soggetto a drastici cambiamenti genetici. Per sostenere gli sforzi di sorveglianza globale del virus è stata creata una line list ad hoc, organizzata come un foglio di calcolo con righe e colonne, per fornire informazioni affidabili e sintetizzate sui casi confermati in laboratorio e descritti nei rapporti ufficiali dell’OMS e da testate giornalistiche online attendibili (per esempio BNO News). Ogni riga rappresenta un caso e ogni colonna descrive una variabile epidemiologica chiave come: le date di insorgenza dei sintomi, di ospedalizzazione e di eventuale morte del paziente; le informazioni demografiche (età e sesso del paziente) e geografiche (nazione, provincia, città del paziente); qualsiasi informazione aggiuntiva in grado di descrivere con il maggior grado di accuratezza possibile l’infezione (sintomi, fonte di esposizione ed esito clinico del paziente). Inoltre, viene data la possibilità di consultare e usare i principali dati ufficiali sui focolai di influenza aviaria ad alta patogenicità (HPAI) in formato machine-readable, per consentire una rapida e coordinata pianificazione delle misure di prevenzione e controllo più adatte a ciascuna realtà geografica.

Le fonti ufficiali di notifica delle positività utilizzate per la creazione del database sono: il portale Avian Flu Data Portal, sviluppato dal Laboratorio europeo di riferimento sull’Influenza aviaria e la Malattia di Newcastle (EURL AI/ND) dell’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie (IZSVe); i rapporti trimestrali pubblicati congiuntamente dall’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA)/ECDC/EURL; il sito web del dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti d’America (USDA); il sito istituzionale GOV.UK.

Un esempio di uso dei dati è mostrato in figura 2, che attraverso una visualizzazione interattiva Google Maps descrive i focolai segnalati in Italia da settembre 2021 al 20 aprile 2023.

Figura 1. Situazione epidemiologica dell’influenza aviaria in Italia per i virus ad alta patogenicità (HPAI). Fonte dati: https://www.izsvenezie.com/reference-laboratories/avian-influenza-newcas…, consultato il 20 aprile 2023

In futuro la piattaforma avrà l’obiettivo di migliorare le attività di routine (monitoraggio e valutazione del rischio epidemico, aggiunta di nuovi flussi di dati, ecc.) coinvolgendo direttamente esponenti delle autorità nazionali di salute pubblica e creando un feedback loop tra esperto e utente. È necessario che iniziative simili siano un esempio per sviluppare una politica lungimirante in grado di mettere i professionisti nelle condizioni di lavorare e fare analisi sui dati per provare a comprendere le dinamiche evolutive di una malattia. Occorre fare in modo che i diversi sistemi di sorveglianza non solo gestiscano i medesimi processi, ma lo facciano parlando la stessa lingua attraverso l’utilizzo di standard condivisi. La grave situazione di crisi emergenziale degli ultimi anni ha aumentato il senso di coesione e la percezione che i comportamenti altrui finiscono per influenzare la vita di ognuno di noi, per cui sarà fondamentale uno sforzo corale per il raggiungimento di obiettivi strategici condivisi.

Usare i dati per prevenire lo spillover in quattro mosse

Decenni di ricerche di epidemiologia, ecologia e genetica suggeriscono che una strategia globale efficace per ridurre il rischio di spillover dovrebbe concentrarsi su quattro azioni.

1 È necessario proteggere le foreste tropicali e subtropicali. Diversi studi dimostrano che i cambiamenti nelle modalità di utilizzo del territorio potrebbero essere il principale motore delle malattie infettive emergenti di origine zoonotica a livello globale. La fauna selvatica che sopravvive al disboscamento o al degrado delle foreste tende a includere specie che possono vivere accanto all’uomo e che spesso ospitano agenti patogeni in grado di infettare l’uomo. Per esempio, in Bangladesh, i pipistrelli portatori del virus Nipah, che può uccidere il 40-75% delle persone infettate, ora si trovano in aree ad alta densità di popolazione umana, perché il loro habitat forestale è stato quasi interamente disboscato. Tuttavia, le foreste possono essere protette anche mentre si aumenta la produttività agricola, a patto che ci siano la volontà politica e le risorse sufficienti. Lo dimostra la riduzione del 75% della deforestazione in Amazzonia nel periodo 2004-2012 (rispetto al decennio 1996-2005), grazie soprattutto a un migliore monitoraggio, all’applicazione delle leggi e alla concessione di incentivi finanziari agli agricoltori.

2 I mercati commerciali e il commercio di animali selvatici vivi che rappresentano un rischio per la salute pubblica devono essere vietati o strettamente regolamentati, sia a livello nazionale che internazionale. Ciò sarebbe coerente con l’appello lanciato dall’OMS e da altre organizzazioni nel 2021 affinché i paesi sospendano temporaneamente il commercio di mammiferi selvatici catturati vivi e chiudano le sezioni dei mercati che vendono tali animali. Diversi paesi hanno già agito in questo senso: in Cina, il commercio e il consumo della maggior parte della fauna selvatica terrestre sono stati vietati in risposta a COVID-19; analogamente, il Gabon ha vietato la vendita di alcune specie di mammiferi come cibo nei mercati.

3 È necessario migliorare la biosicurezza quando si tratta di animali da allevamento. Tra le altre misure, questo obiettivo potrebbe essere raggiunto attraverso una migliore assistenza veterinaria, una maggiore sorveglianza delle malattie animali, il miglioramento dell’alimentazione e degli alloggi degli animali e le quarantene per limitare la diffusione dei patogeni. Le cattive condizioni di salute degli animali d’allevamento aumentano il rischio di contrarre l’infezione da agenti patogeni e di diffonderli. Inoltre, quasi l'80% degli agenti patogeni del bestiame può infettare più specie ospiti, compresi gli animali selvatici e gli esseri umani.

4 Occorre migliorare la salute e la sicurezza economica delle persone. Le persone in cattive condizioni di salute, come quelle che soffrono di malnutrizione o di infezione da HIV non controllata, possono essere più suscettibili agli agenti patogeni zoonotici. Inoltre, alcune comunità, soprattutto quelle delle aree rurali, utilizzano le risorse naturali per produrre beni o generare reddito e questo li porta a entrare in contatto con la fauna selvatica o con i suoi derivati. In Bangladesh, per esempio, la linfa delle palme da dattero, consumata come bevanda in varie forme, viene estratta incidendo il tronco della palma, a cui viene fissato un contenitore per raccogliere il liquido che fuoriesce dall’incisione. Il contenitore può essere, però, contaminato con urina o saliva dai pipistrelli infetti. Un’indagine del 2016 ha collegato questa pratica a 14 infezioni da virus Nipah nell’essere umano, che hanno causato otto decessi.

È fondamentale fornire alle comunità opportunità educative insieme a servizi di assistenza sanitaria e di formazione su tecniche di sostentamento alternative, come l’agricoltura biologica. Per esempio, gli interventi progettati dall’organizzazione non governativa Health in Harmony nel periodo 2007-17 nel Borneo indonesiano, hanno contribuito a ridurre del 90% il numero di famiglie che dipendevano dal disboscamento illegale per il loro principale sostentamento. Questo, a sua volta, ha ridotto la perdita di foresta pluviale locale del 70%. Anche la mortalità infantile è diminuita del 67% nel bacino di utenza del programma educativo.

In termini di monitoraggio e risposta alle epidemie, COVID-19 ha evidenziato alcuni sviluppi promettenti nell’integrazione e nell’analisi dei dati, ma ha anche lasciato in eredità alcune sfide chiave.

Standardizzazione. L’acquisizione di dati epidemiologici provenienti da tutto il mondo presenta notevoli difficoltà, soprattutto a causa della diversità dei formati con cui i dati vengono raccolti, sintetizzati e diffusi. Pertanto, un passo fondamentale per facilitare la condivisione dei dati tra diversi paesi è quello di definire un formato standard che sia comune a tutti i diversi sistemi di reporting sanitario.

Qualità. La qualità dei dati può variare in modo sostanziale tra i diversi flussi di informazione, soprattutto nelle prime fasi di un’epidemia quando sono spesso meno strutturati. Pertanto, mentre i ricercatori devono valutare autonomamente la fattibilità di dati specifici per supportare i risultati dei loro studi, è indispensabile disporre di un modello decentralizzato, in cui volontari e membri di team di diverse regioni eseguono la convalida delle informazioni, come dimostrato dal COVID Tracking Project. Per le epidemie future, sarà importante dunque automatizzare i processi di convalida dei dati attraverso finanziamenti stabili e approcci flessibili, perché ogni focolaio è diverso dall’altro. Inoltre, poiché tutti i focolai di malattie infettive rischiano di diventare globali, un database completo a livello mondiale sarà utile per guidare risposte coordinate.

Sostenibilità. Il volume e la diversità delle informazioni generate durante la pandemia COVID-19 sono stati senza precedenti. Per elaborare e analizzare questi insiemi di dati, gli scienziati hanno implementato nuovi strumenti e aggiornato software esistenti. Tuttavia, l’emergenza sanitaria ha messo in evidenza la necessità di avere una visione più ampia dello sviluppo e della manutenzione delle risorse, poiché i dati e i software open source di successo necessitano di un continuo monitoraggio per rispondere rapidamente alle mutevoli esigenze delle loro comunità di utenti. In futuro, la collaborazione di partner diversi come università, organizzazioni sanitarie e gruppi del settore privato potrebbe consentire lo sviluppo di una rete multidisciplinare e multisettoriale, capace di coinvolgere in un’ottica “One Health” non solo medici ma anche le altre figure professionali che possano contribuire alle attività di prevenzione, previsione, rilevazione e risposta alle minacce sanitarie globali.

Equità. I recenti eventi storici hanno ricordato al mondo quanto sia fragile e al tempo stesso interconnesso. Ciò che minaccia alcuni può presto minacciare l’intera comunità. La raccolta, l’integrazione e la diffusione di dati tempestivi dovranno seguire delle linee guida che impediscano l’utilizzo delle informazioni per rafforzare i pregiudizi esistenti o la discriminazione nei confronti di popolazioni specifiche in base al sesso, all’età o all’ubicazione. È inoltre fondamentale che in futuro, dati e codice software siano open source per consentire una rapida integrazione tra più gruppi di ricerca e governi nazionali. Una piattaforma veramente aperta può aiutare gli utenti a superare le barriere geografiche, organizzative e sociali esistenti per l’accesso alle informazioni e consentire una grande responsabilizzazione e democratizzazione della salute pubblica.