Le scoperte che aprono il futuro

Non è sempre immediato capire i risvolti pratici delle scoperte scientifiche. Quali sono state quelle che hanno segnato il 2024?

Il futuro non è mai quello di una volta: spesso le previsioni proiettano in avanti circostanze e situazioni contingenti, destinate a cambiare per una diversa combinazione di fattori, e sottostimano quelli che al momento sembrano “rumori” e invece poi si rivelano “segnali” di ciò che succederà. Riuscire a captare questi “segnali deboli” è un misto di fortuna e allenamento: «Il caso favorisce le menti preparate» scriveva Pasteur, fondatore della microbiologia moderna e scopritore, tra l’altro, dei vaccini antirabbica e anticolera.

Senza conoscere i presupposti condivisi su cui si orienta la ricerca, è difficile inserire le proprie sperimentazioni in un quadro di senso. Altre volte, viceversa, è “dimenticando” quanto si sa che si riesce a riformulare le questioni in un modo inaspettato, così da poter arrivare a risposte differenti da quelle consuete. In entrambi i casi, arrivare all’“Eureka!” genera piacere: sia in chi lo formula sia in chi lo ascolta e può, a volte, già immaginarne gli effetti.

Dall’Eureka di Archimede ai paradigmi di Kuhn

Narra Vitruvio nel De Architectura che il primo “Eureka!” si debba al matematico Archimede: entrato nella propria vasca da bagno, notò come l’aumento del livello dell’acqua fosse uguale allo spostamento del volume del proprio corpo immerso. Con questa intuizione, avrebbe potuto risolvere un rompicapo postogli dal sovrano Gerone di Siracusa: dalla gioia, narra ancora Vitruvio, Archimede si mise a correre nudo per le strade della città a condividere la propria scoperta. Questo mito, che risale a fatti probabilmente accaduti intorno al 200 a.C., ha contribuito ad alimentare la convinzione che la scienza sia un lavoro solitario, guidato da intuizioni individuali geniali che si susseguono nel corso dei secoli. A metà del Novecento, il fisico ed epistemologo Thomas Kuhn ha invece spiegato come la scienza non si sviluppi per accumulazione di singole scoperte ma per il susseguirsi di paradigmi, insiemi di teorie e strumenti universalmente accettati che orientano le ricerche di intere comunità scientifiche.

Siamo abituati a pensare, ha scritto, che «scoprire qualcosa consista in un unico, semplice atto assimilabile al nostro abituale (ma anch’esso discutibile) concetto di vedere. È questa la ragione per la quale siamo convinti tanto facilmente che scoprire, come vedere o toccare, dovrebbe essere inequivocabilmente attribuito a un individuo o a un particolare momento del tempo».

«Ma […] scoprire un nuovo genere di fenomeno è necessariamente un evento complesso, che richiede che si riconosca tanto che c’è quanto che cosa è. […] la scoperta è un processo e richiede un certo tempo»¹.

La storia della scienza quindi per Kuhn si compone di periodi di scienza “normale”, in cui si segue un determinato paradigma, e periodi di “rivoluzione” in cui il paradigma di riferimento cambia, come, nel 1600, il passaggio dalla teoria geocentrica a quella eliocentrica. Il percorso della scienza è quindi tutt’altro che lineare, pieno di aspetti di teorie precedenti che vengono “rispolverate” e ricontestualizzate, reinterpretate in un prodotto di gruppo, in cui una dimensione fondamentale occupa la comunicazione tra individui.

Ne è un esempio il caso della scoperta della radiazione cosmica di fondo. Nel 1965, Arno Penzias e Robert Wilson, ricercatori dei Bell Laboratories, stavano lavorando con un’antenna a microonde per migliorare le telecomunicazioni satellitari. Notarono che il nuovo tipo di antenna a loro disposizione captava un rumore strano, non dovuto all’attrezzatura e dall’intensità costante: in qualunque direzione puntassero l’antenna, il rumore di origine ignota non diminuiva né aumentava. Chiesero aiuto all’astrofisico Robert Dicke che si rese conto come quel “rumore” non fosse altro che la radiazione cosmica di fondo, la “traccia” che è rimasta dal Big Bang, cioè dall’esplosione originaria da cui ha avuto origine l’universo. Questa radiazione era stata ipotizzata dall’astrofisico Gamow vent’anni prima e lo stesso Dicke la stava cercando: la comunità scientifica era quindi pronta a riconoscerla e a verificarne l’esistenza attraverso i calcoli opportuni. Penzias e Wilson, per averla trovata, ricevettero il Nobel per la fisica nel 1978.

Un paradigma scientifico non spiega mai tutti i fenomeni con cui ha a che fare: alcuni diventano i “rompicapo” da risolvere, e a volte ci si riesce solo modificando la domanda a cui rispondere, ovvero il paradigma stesso. È stato il caso di alcuni problemi della ricerca fisica dei primi del Novecento, come l’emissione del corpo nero e l’effetto fotoelettrico, inspiegabili secondo le leggi della radiazione elettromagnetica della fisica classica e descritti solo ipotizzando una trasmissione di energia “a pacchetti” che sarà alla base della fisica quantistica. Quello che sembrava un “artificio matematico” si sarebbe rivelata la breccia per il cambio di paradigma che avrebbe aperto la comprensione dell’infinitamente piccolo, le interazioni tra le particelle. E che, tra l’altro, ci consentono oggi di utilizzare il Gps, il laser, i pannelli solari.

Alcune importanti scoperte scientifiche del 2024

La rivista Science ha nominato come scoperta dell’anno 2024² un farmaco iniettabile, il lenacapavir, che sembra in grado di garantire una protezione semestrale dall’infezione da HIV, il virus dell’Aids.

Ancora una volta, il cambiamento che ha portato a questa soluzione è arrivato da una nuova comprensione dell’esistente: in questo caso, scrive Science, il capside del virus, la struttura proteica che ne protegge il nucleo e che fino a vent’anni fa non era considerata un possibile bersaglio farmacologico. Le nuove ricerche sul funzionamento di questa struttura hanno dimostrato come sia costituita da gruppi di cinque-sei molecole e quindi sia possibile bloccarne le interazioni con composizioni farmacologiche specifiche. Da lì, gli studi pubblicati quest’anno³ che hanno attestato un’altissima efficacia del lenacapavir contro l’infezione. Il farmaco, oggi in commercio come terapia di “salvataggio”, nel 2025 potrebbe essere approvato per uso in forma di Profilassi PreEsposizione (PrEP).

In biologia, sempre Science ha posto l’attenzione sulla scoperta dei nitroplasti⁴, organismi nati dall’unione di alghe marine e cianobatteri che sono in grado di fissare l’azoto nelle cellule delle alghe marine: una caratteristica che potrebbe essere utile all’agricoltura, visto che ad oggi l’azoto viene fornito solo dall’esterno delle piante, attraverso fertilizzanti o batteri.

Nella paleobiologia, la rivista segnala il “riapparire” della Qingshania magnifica, un fossile di alga multicellulare che era stato già rinvenuto nel nord della Cina decenni fa ma non aveva attirato sulle prime molta attenzione. Dal 2015, i ricercatori cinesi ne hanno analizzato altri 278 esemplari ed è diventato chiaro come “l’età” di questi fossili di alga, 1,6 miliardi di anni, ponga un problema: secondo i modelli attuali di datazione non dovrebbero esistere. La loro scoperta⁵ sembra quindi indicare che gli organismi eucarioti, ovvero dal DNA raccolto in un nucleo cellulare, siano esistiti almeno 600 milioni di anni prima di quanto pensassimo.

I conti non tornano neanche nello spazio: da due anni il James Webb Space Telescope, progettato per “guardare” la luce rossa che arriva dai primi miliardi di vita dell’universo, sta individuando più galassie e più grosse del previsto. Lo strumento riesce a rielaborare i segnali luminosi finora oscurati dalla polvere: uno studio⁶ pubblicato il 13 novembre scorso sulla rivista Nature ha individuato tre galassie ultramassicce, ciascuna quasi quanto la Via Lattea, che sono riuscite a produrre dal doppio al triplo delle stelle rispetto alle galassie delle epoche successive, crescendo molto più rapidamente di quanto si pensasse. Scoprire il perché è uno dei nuovi rompicapi dell’astronomia. Nuovi “occhiali” sul nostro Sistema Solare hanno anche consentito quest’anno di guardare per la prima volta tre “nuove” lune, una intorno ad Urano e due intorno a Nettuno, finora mai notate perché poco luminose⁷.

In archeologia, il 2024 sembra configurarsi come l’affermazione dell’utilizzo di nuovi strumenti tecnologici nella ricerca: la rivista National Geographic⁸ segnala il ritrovamento di insediamenti Maya in Messico e di due città medievali in Uzbekistan grazie al LIDAR, il telerilevamento laser, per la scansione delle aree dall’alto, e il deciframento di alcuni grumi di papiri carbonizzati durante l’eruzione di Ercolano grazie al lavoro congiunto di esseri umani e algoritmi di intelligenza artificiale. 

Proprio l’interazione tra esseri umani e algoritmi è uno degli “orizzonti di senso” che guiderà il 2025, il nostro prossimo viaggio intorno al Sole. Porteremo ancora con noi il piacere di stupirci e scoprire che «esistono più cose in cielo e in terra […] di quanto ne sogni la […] filosofia⁹» e quindi anche la scienza?

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La storia di cui parla questo articolo è stata individuata utilizzando un tool di intelligenza artificiale, Asimov, sviluppato da ASC 27 appositamente per Mangrovia. Il tool ci ha aiutato a scoprire la storia, ma il resto del contenuto che leggi e vedi è il risultato di processi creativi e sensibilità umane, e non è in alcun modo generato dall’intelligenza artificiale. Ecco perché usiamo l’intelligenza Artificiale in redazione!

1. Tratto da Kuhn, T. (1962), La struttura delle rivoluzioni scientifiche, Einaudi, pp. 78-79 ↩︎
2. Per l’articolo completo Science’s 2024 Breakthrough of the Year: Opening the door to a new era of HIV prevention. (2024, December 12). Science | AAAS. https://www.science.org/content/article/breakthrough-2024#section_breakthrough ↩︎
3. Per consultare alcuni degli articoli menzionati: Bekker, L., et al (2024). Twice-Yearly Lenacapavir or daily F/TAF for HIV prevention in cisgender women. New England Journal of Medicine, 391(13), 1179–1192. https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2407001; Kelley, C. F. et al. (2024). Twice-Yearly lenacapavir for HIV prevention in men and Gender-Diverse persons. New England Journal of Medicine. https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2411858 ↩︎
4. Per approfondire la conoscenza dei nitroplasti, Coale, T. H., Loconte, V., Turk-Kubo, K. A., Vanslembrouck, B., Mak, W. K. E., Cheung, S., Ekman, A., Chen, J., Hagino, K., Takano, Y., Nishimura, T., Adachi, M., Gros, M. L., Larabell, C., & Zehr, J. P. (2024). Nitrogen-fixing organelle in a marine alga. Science, 384(6692), 217–222. https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adk1075 ↩︎
5. Per approfondire la scoperta, Pennisi, E. (2024, January 24). Microbes that gave rise to all plants and animals became multicellular 1.6 billion years ago, tiny fossils reveal. Science | AAAS. https://www.science.org/content/article/microbes-gave-rise-all-plants-and-animals-became-multicellular-1-6-billion-years-ago ↩︎
6. Per lo studio menzionato, Xiao, M., Oesch, P. A., Elbaz, D., Bing, L., Nelson, E. J., Weibel, A., Illingworth, G. D., Van Dokkum, P., Naidu, R. P., Daddi, E., Bouwens, R. J., Matthee, J., Wuyts, S., Chisholm, J., Brammer, G., Dickinson, M., Magnelli, B., Leroy, L., Schaerer, D., . . . Wyithe, J. S. B. (2024). Accelerated formation of ultra-massive galaxies in the first billion years. Nature, 635(8038), 311–315. https://www.nature.com/articles/s41586-024-08094-5 ↩︎
7. Per approfondire l’argomento delle tre nuove lune, Ansa, A. (2024, February 26). Il Sistema Solare ha tre nuove lune – Spazio e Astronomia – Ansa.it. Agenzia ANSA. https://www.ansa.it/canale_scienza/notizie/spazio_astronomia/2024/02/26/il-sistema-solare-ha-tre-nuove-lune-_b4979e5f-28e7-49e1-9a77-35d345314ab1.html ↩︎
8. Per saperne di più sul LIDAR, 7 incredibili scoperte archeologiche del 2024. (n.d.). National Geographic. https://www.nationalgeographic.it/7-incredibili-scoperte-archeologiche-del-2024 ↩︎
9. Tratto da Shakespeare W., (n.d.) Amleto, atto I, scena V ↩︎