Materiali per un nuovo curricolo di scienze
Claudio Longo (docente di Botanica Università di Milano)
RACCONTARE LA SCIENZA
Per tradizione, Storia, storie e Scienza sembrano cose non molto compatibili. Nell’idea delle persone colte, la Storia è una cosa dignitosa e le storie invece sono spregevoli. Se si tratta della Storia della Scienza, allora va bene, ci sono i temi classici: Galileo, Pasteur…..…….
Quando però la Storia diventa più raccontata, allora perde di considerazione, ed è proprio in quell’istante invece che le cose riescono a prenderti di più. Pensiamo alle cose più grandi della tradizione dell’occidente: sono delle storie.
Quando racconto storie in università, non ho per niente davanti a me l’immagine dell’aula universitaria, ho un’immagine che forse non esiste, ma forse esiste in qualche momento remoto.
Immaginate un villaggio, una cittadina del Marocco, magari in montagna, d’inverno. Non c’è grande illuminazione, ma un enorme cielo stellato, magari nella piazza è acceso un fuoco e davanti al fuoco c’è un raccontatore di storie che è un vecchio signore barbuto e poi tutti in giro, c’è tutto il villaggio. E queste storie vengono un po’ raccontate, recitate, cantate, gestite, sceneggiate. Ci sono forme sempre uguali e poi c’è l’improvvisazione…E’ venuto una volta da noi un senegalese. Nel Senegal è vivissima questa storia del raccontare storie. Ci sono dei raccontatori di storie che sono lo scheletro dell’etnia, il ricordo, la memoria che collega una generazione all’altra. Ha proiettato una cassetta nella quale si parlava dei raccontatori di storie, delle cerimonie per far piovere ecc…; poi c’è stata qualche domanda più o meno imbarazzata, seguita da risposte imbarazzate, poi ancora qualche domanda...lui ci ha pensato un po’, poi…
- Adesso i genitori stanno dormendo?
- Sei sicuro?
- Sì, il papà russa……
- Allora andiamo fuori….. E nella piazza c’è il raccontatore di storie …quella del leone e del serpente furbo… e un po’ alla volta ci ha trasferiti dentro una favola con animali e cose del genere, così, gradualmente, senza avere l’aria di nulla. Per me, il raccontare storie è legato a questo, a creare un’atmosfera particolare.
LA TEORIA CELLULARE
Vi racconto una storia scientifica come la racconto ai miei studenti del primo anno.
|
MATTHIAS 1804 1810 THEODOR JAKOB BERLINO 1837 AMBROSE SCHLEIDEN 1882 1881 HUBERT SCHWANN |
Il tedesco Schleiden (1804-1881) è uno dei due inventori della teoria cellulare. Si può raccontare prima il momento dell’incontro di questi due tipi e dopo la vita di ciascuno dei due prima e dopo.
L’incontro: Berlino 1837, ottobre, in un ristorante, a pranzo.
Come immaginare Berlino in ottobre? Non farà tanto caldo, l’incontro probabilmente avverrà in un interno. I due saranno distinti signori: 33 e 27 anni. Non bisogna lasciarsi ingannare dall’età nel 1837: erano due distinti signori con barba e baffi, con colletti molto alti che consentono movimenti rigidi e dignitosi. Proviamo ad immaginare che cosa mangiano: mangeranno qualcosa di tedesco: potrebbe essere per esempio un’insalata di patate con dei pezzettini di aringa affumicata, poi ancora un arrosto come lo usano lì, molto brodoso nel quale tuffare qualcosa; se fosse nella Germania del sud, potrebbero essere gnocchini, qui probabilmente saranno ancora delle patate bollite. Poi ci sarà da parte una ciotolina con dell’insalata. Potrebbero mangiare un dolce, una torta di prugne e dopo il caffè, non espresso, alla tedesca. E poi si accendono i sigari.
Possiamo immaginare la corporatura; allora non si usava fare sport, probabilmente sotto quelle giacche ci saranno delle discrete pancette. Poi, avvolti in una nuvola puzzolente, incominciano a chiacchierare. Schleiden è più chiacchierone, più estroverso; Schwann è più timido.
Schleiden - …Senti, io ho guardato un po’ i tuoi articoli, quello che hai scritto negli ultimi tempi.
Ma sai che vediamo delle cose molto simili. Ho guardato anche i tuoi disegni.
Tu hai guardato molto al microscopio. Hai fatto dei disegni veramente bellissimi.
Ho notato che qualunque cosa tu disegni, un pezzettino di fegato o di muscolo, si
vedono sempre tanti piccoli spazi delimitati, non hai mai un materiale uniforme magari
con dentro fibre o puntini…. ma sempre tanti piccoli spazi chiusi, tante cellette
delimitate. Sai, io vedo la stessa cosa, guarda qui, ti ho portato dei disegni……..
Questo è un pezzo di una scaglia di cipolle, vedi……
Allora non c’erano fotografie. Quello che si vedeva al microscopio si disegnava con un’accuratezza e un tempo inverosimile.
Schwann - …Va bene, ma vedi qui, si vede appena appena questo contorno. Sei proprio sicuro?
Poi, le tue sono quadrate, le mie sono rotonde….
Schleiden -….Guarda, questa invece è la polpa di una mela, sono rotonde come le tue, vedi che
abbiamo la stessa cosa. Anche il mio materiale, tutti i materiali delle piante che ho
guardato, come i tuoi, sono sempre delimitati accuratamente, si vedono sempre
quelle cellette, quelle cose che tu chiami cellule e che anch’io chiamo cellule e allora
non sarà così?…Che magari qualunque essere vivente è fatto di cellule?
Schwann -….Ma, non so, però non sono sicuro….non si può dire…bisogna essere prudenti, non
ho guardato tutte le cose possibili…..
Schleiden - ….Beh, però non vorrai che sia un caso. Io ho guardato tutto il possibile e in tutto
quello che ho guardato ….le mele, le carote, i cavoli, il prezzemolo, foglie, radici, fiori,
in tutte c’era sempre questa divisione in cellule. Tu che hai guardato mezzo mondo
nell’anatomia hai mai visto una cosa uniforme, non tutta divisa?
Schwann - ….No, veramente no….
Allora l’impetuoso Schleiden pian piano, ragionando, trascina il più riluttante Schwann e, due anni dopo, esce la teoria cellulare che dice semplicemente: “TUTTI GLI ESSERI VIVENTI SONO FATTI DI CELLULE”. La cellula è la base di tutti, di qualunque essere vivente.
La cosa curiosa è che in realtà i due non si sono messi insieme: Schleiden ha scritto i suoi articoli scientifici, Schwann ha scritto i suoi citando ancora anche le piante, però l’idea che tutti gli esseri viventi sono fatti da cellule è nata in quel momento e a quel pranzo.
Ancora oggi la teoria cellulare porta il nome di Schleiden e Schwann.
Questo è stato il momento culminante. I due avevano fatto delle cose prima, hanno fatto altre cose dopo, però quello che veramente è stato il grande momento, una grande data della biologia è stato il momento del loro incontro a Berlino.
Proviamo ad immaginare …anche l’incontro non sarà stato facile, sarà stato probabilmente mediato da visite personali o, forse, dal mandare lettere perché nel 1837 il telefono non c’era.
Schleiden, la storia di prima….. Il padre decide che deve studiare legge.
A me è capitato tante volte di leggere biografie di scienziati, di poeti, di artisti che comincino così: il padre voleva... lui però… Ma Schleiden era un tipo molto passionale. Essendo costretto a studiare legge, decide di farla finita con la vita e si spara un colpo di pistola in testa. Poi non aveva preso la mira giusta: il colpo invece di entrare nel cervello, passa di lato e lui guarisce.
Si vede che il colpo di pistola persuade la famiglia e Schleiden si mette a studiare medicina, il passaporto per tutte le scienze biologiche. Oggi sembrerebbe stranissimo, può succedere, ma è più raro. Schleiden si appassiona alle piante.
Studiare le piante al microscopio dà soddisfazione. Per guardare qualcosa di animale al microscopio occorre avere un’infinita pazienza.
Schleiden non è il primo ad osservare le piante al microscopio, ma quello che si poteva osservare era quasi del tutto nuovo, era una terra inesplorata: potevi osservare, descrivere, pubblicare.
Dopo… Schleiden s’innamora di una ragazza che faceva la commessa da un pasticcere; il che fa pensare che probabilmente l’avrà incontrata in una pasticceria e che lui curava bene la sua pancetta… I genitori della ragazza si oppongono nel modo più deciso. Allora Schleiden ricorre come al solito ad un tentativo di suicidio. Anche questa volta va bene. Non ha però sposato quella ragazza. Ottiene una cattedra in università, in un posto piccolo piccolo: Jena. Qui insegna biologia, era un posto piccolo ma intellettuale. La Germania era piena di università anche per un motivo: fino a pochi anni fa c’era l’uso che lo studente fosse un vagabondo: faceva un semestre in un’università, un altro di là. I programmi erano molto liberi. Ha avuto nel suo cerchio di allievi uno che aveva delle capacità artigianali veramente eccezionali: riusciva con infinita pazienza, con della sabbia sempre più fine a molare delle lenti per costruire dei microscopi.
Schleiden osservava con i microscopi che gli costruiva il suo allievo: Carl Zeiss, il fondatore della casa (Carl Zeiss Jena, Carl Zeiss Stuttgart).
Nel frattempo ha avuto avventure sentimentali, amori di tutti i tipi che non si sono conclusi con altri tentativi di suicidio.
Schwann studia medicina e va in un istituto di anatomia. Studiare l’anatomia umana nei primi decenni dell’800, ma anche molto più tardi, voleva dire studiare tutto quello che si riesce a vedere ad occhio nudo o con una lente. Quindi, per esempio, seguire il decorso di un nervo fino alle terminazioni più fini, di una vena, di un’arteria. Ma Schwann si mette anche a lavorare al microscopio; era bravissimo nel costruire apparecchi di tutti i tipi per tagliare i suoi preparati che erano molto più difficili da tagliare rispetto a quelli di Schleiden. Tagliare ad esempio un pezzetto di fegato è impossibile, si schiaccia. Va indurito, incluso in un materiale che si lasci tagliare come la paraffina, che poi va tolta… insomma non è semplice. Per riuscire a tagliare a fette sottili non basta una lametta, occorre una macchinetta, il microtomo. Questo lavoro andava molto bene per
il carattere di Schwann, introverso, poco comunicativo, con la tendenza alla solitudine, ma con grande pazienza: un mestiere maniacale da certosino.
Viene da chiedersi come facesse Schleiden con il suo carattere; per Schwann andava benissimo.
Schwann va all’università cattolica di Lovanio (Belgio), diventa sempre meno scienziato e sempre più mistico; niente avventure di nessun tipo, assolutamente zitello, niente tentativi di suicidio.
Internet, enciclopedia della Biologia, è la fonte delle informazioni. Due diverse biografie di due autori diversi citano quel pranzo. Il resto è inventato.
Sui libri di Biologia per le medie superiori, per l’università, troviamo: teoria cellulare, 1839 con i nomi dei due personaggi; 1839: questa data impoverisce, è solo la data di pubblicazione di qualcosa che è maturato prima e si tratta solo di Schwann. Meglio sarebbe la data dell’incontro.
Poi c’è un’altra cosa che non viene mai detta delle teorie scientifiche e che in questo caso diventa enormemente evidente. Ci voleva proprio un tipo estroverso come Schleiden.
Senza di lui, anche se fosse stato a conoscenza delle cellule vegetali, Schwann non avrebbe mai osato fare la teoria cellulare perché era un azzardo, una generalizzazione al limite addirittura del cialtrone. In fondo, quante specie di piante Schleiden avrà visto? Avrà guardato radici, steli, foglie, frutti, fiori, petali di 20-30 specie diverse… sarebbe molto.
E Schwann, da parte sua: un organismo è talmente complicato, avrà visto al microscopio il fegato, il rene, l’intestino, il cervello, la retina,… dell’uomo,del topo,del coniglio, di un insetto, forse anche di un gatto. Già sarebbe molto se avesse osservato materiale di una decina di specie.
Quando in una teoria ha il coraggio di dire TUTTI gli esseri viventi sono fatti di cellule è un’estensione enorme e un’estensione a rischio. Sono passati 164 anni e tutto quello che puoi dire per ora è che la teoria cellulare ha funzionato. Poi, un giorno, magari succede che nelle più profonde fosse dell’oceano si scopra una bestia che è una massa gelatinosa, una specie di informe blob senza struttura cellulare.
E allora, diventa TUTTI (decine di milioni di specie codificate) meno uno… e questo meno uno ad una teoria che pretende sempre di accomodare tutto quello che esiste nell’universo dà un fastidio tremendo.
LE FUSA DEL GATTOCOSMICO
Questa storia incomincia con un oggetto: una gigantesca antenna radio che se ne sta nel New Jersey, dalle parti di New York. E’ girevole, si può rivolgere in tutte le direzioni per captare segnali; è l’equivalente in grande dell’antenna satellitare. Un’antenna e due nomi:
ARNO PENZIAS, tedesco ma trapiantato in America da molti anni;
ROBERT WILSON, americano.
Siamo nei primi anni ‘60, i due sono giovani intorno ai trent’anni, laureati in fisica, hanno fatto una specializzazione in astronomia. Era il primo grande progetto di comunicazione satellitare: l’antenna doveva servire per captare segnali che venivano mandati dai palloni che stavano nell’alta atmosfera; era il primo tentativo di mandare lontano dei segnali radio via satellite: mandi dei segnali a questi oggetti sospesi nell’alta atmosfera,questi li rimandano indietro e questa antenna girevole capta i segnali radio.
Quest’ultima diventa rapidissimamente una spesa inutile perché nei primi anni ‘60 gli americani lanciano un satellite e questo può servire per le telecomunicazioni.
Anche la storia del satellite è interessante. Alla fine degli anni ‘50, un giorno, su tutti i giornali ci sono dei titoloni: “Bip bip…” il primo satellite artificiale nella storia dell’umanità, lanciato dai russi – lo Sputnik – girava intorno alla Terra, lanciava segnali radio che venivano captati da queste antenne. Poco tempo dopo, i russi mandarono il secondo satellite con a bordo la cagnetta Laika.
Il governo americano parte di corsa per fare il suo primo satellite; i palloni aerostatici a 10 -15 000 metri di altezza sono completamente superati dai satelliti che girano a migliaia di km di altezza.
Anche l’antenna è disoccupata….Questa non era pubblica, era proprietà di un’azienda privata, la Bell Telephone, una compagnia di telecomunicazioni enorme che esiste ancora e che con quest’antenna si poneva lo scopo di trovare comunicazioni telefoniche che non passassero più dal cavo intercontinentale. Non so se ricordate che cos’era telefonare in America quando non c’era il satellite…….
Improvvisamente questo strumento gigantesco che doveva servire per uso pratico diventa disponibile per la scienza perché questo marchingegno non si userà più.
Allora Penzias e Wilson che erano stati assunti dalla Bell Telephone per occuparsi di telefono, invece hanno avuto la possibilità di fare il loro mestiere di astronomi, le ricerche di astronomia che consistevano nel puntare l’antenna, girandola, per raccogliere i segnali radio inviati dagli oggetti celesti. Dal tipo di segnale si capisce dove sta pressappoco, di che cosa è fatto: da un semplice segnale puoi capire molte cose.
I due astronomi scoprono che dovunque girassero quest’antenna, arrivava sempre un segnale a bassissima frequenza, a bassa energia. Tutti gli altri segnali dallo spazio erano direzionali: diversi secondo la direzione di provenienza. Questo restava sempre uguale dovunque si girasse l’antenna e gli altri segnali si sovrapponevano.
Prima idea: è New York! Sono le radiofrequenze che vengono dalla città. Allora provano a puntare l’antenna sulla città e giungono loro segnali di ogni genere, quelli di una città: canzoni, stazioni radio, notiziari, musica, parole e poi il solito segnale di fondo. Ma se non è New York, che cosa può essere?
Seconda idea: è qualcosa dentro l’antenna. Salgono e controllano: dentro l’antenna è pieno di uccelli e di guano. Allora si ripulisce l’antenna, ma il rumore di fondo è ineliminabile.
Terza idea: in quegli anni era di moda dare colpa di ogni cosa agli esperimenti nucleari… Allora si collaudavano bombe nucleari a tutto spiano. Si pensa che poiché gli esperimenti sono fonte di radiazioni, il rumore di fondo possa essere causato da questi. Ma i due astronomi avevano fatto vari esami di matematica e di fisica e sapevano che le radiazioni man mano si indeboliscono. E questo non accadeva. Sono andati avanti per quattro anni e la radiazione arrivava sempre uguale.
A questo punto Penzias e Wilson scambiano i dati con un gruppo di astronomi che fa capo a Robert Dicke che si occupa di radioastronomia.
L’astronomia si può fare con i telescopi che catturano luce dalle stelle e mostrano immagini, oppure con i radiotelescopi che catturano segnali radio dalle stelle e non vedi niente.
Allora i radioastronomi non erano tanti: Dicke era un radioastronomo ben noto, appassionato della teoria nuova del BIG BANG, dell’esplosione iniziale dalla quale è derivato l’universo.
Allora, come oggi, c’erano le due teorie in contrapposizione:
* L’universo si è formato da una grande esplosione… quando? Più o meno 15 miliardi di anni fa.
E prima? Il prima non esisteva… Allora pochissimi credevano a questa teoria.
* L’universo è sempre uguale, con tutto il mutamento si mantiene in uno stato di equilibrio e mai
cambierà. Questa era la teoria più seguita.
Oggi le teorie sono ancora le stesse, ma la situazione è rovesciata: sono di più quelli che credono al Big bang perché ci sono stati Penzias e Wilson.
Robert Dicke considera la radiazione di fondo una prova del Big bang: dimostra che l’universo si è formato da un’esplosione, che tutta la materia era concentrata in uno spazio infinitamente piccolo e poi esplode e si espande. L’universo si sta espandendo sempre di più: Penzias e Wilson ne hanno dato prova. I due non erano per niente convinti della teoria del Big bang, eppure la cosa era molto probante.
Immaginiamo questa grande esplosione e poi una quantità di energia tremenda che viene proiettata da tutte le parti. Man mano che l’universo si espande, questa energia che va sempre più lontano si diluisce, si diluisce, si diluisce, A noi arrivano degli echi debolissimi di questo momento lontano, quindi dagli estremi confini dell’universo arriva il messaggio di questa energia iniziale degradata, degradata perché si è sparsa su una superficie sempre più grande. Quindi quella che inizialmente era energia paragonabile ad un urlo isterico diventa questo basso basso basso ronfare di gatto, questa energia a bassissima frequenza.
C’è qualcosa che non torna: l’universo si allarga sempre di più, i confini si dilatano, quindi l’universo è come una sfera… Se vediamo allontanarsi, allora noi guardiamo da un centro, siamo noi al centro? Noi così importanti? E perché proprio noi?
Allora un illustre astronomo ha preso il modello panettone. Immagina un panettone che si gonfia continuamente. La Terra è un’uvetta e tu te ne stai su un’uvetta e guardi tutte le altre uvette e tutti gli altri canditi. Vedi che si allontanano sempre più da te, rispetto al tuo punto di vista. Ma se salti su un altro candito, vedi esattamente la stessa cosa. Quindi il fatto che qualcosa si allarghi e tu lo percepisci attraverso le onde radio non vuol dire che tu sei il centro. Tutti sono il centro, nello stesso momento.
Penzias e Wilson hanno scoperto il dato di fatto che ha reso estremamente probabile la grande esplosione dell’inizio dell’universo.
CONSIDERAZIONI DURANTE IL DIBATTITO
* Un tempo, nella cultura contadina, i vecchi erano preziosi, rappresentavano l’esperienza, la
tradizione, la continuità, oggi con il progresso tecnologico sono diventati completamente inutili,
da serenare con i tranquillanti, da chiudere negli ospizi , cercando di farli morire al più presto.
E’ clamorosamente sbagliato. Soprattutto in un tempo di cambiamento rapido, i vecchi più che
mai rappresentano il ricordo.
Allora, le cose dipendono spesso dall’intonazione di voce, prima ancora che tu abbia aperto
bocca. Vuoi raccontare una storia?
Se l’intenzione è recriminativa, già si capisce. Se invece racconti svincolato da qualunque
connotazione moralistica, allora il racconto diventa affascinante,come un mito degli antichi
Greci.
* La voglia di raccontare storie è qualcosa che ti aumenta con l’età, magari diminuiscono altri
desideri e abilità…L’ho visto in me stesso chiaramente. Di ogni età, prendi quello che ha di
buono e magari, anziché lamentarti, metti in gioco le risorse che hai.
* A proposito di Storia e di storie. Un discorso inventato può essere un concentrato più vero
della verità. Può darsi benissimo che Schleiden e Schwann non abbiano fumato dei sigari
facendo il loro discorso e forse non hanno neanche mangiato la torta di prugne, ma non
importa: tu puoi fare una cornice di fatti e una cornice di idee che è come un condensato
di tutta una civiltà che ha dei tipi di verità che superano persino quelli del singolo.
Se tu mantieni la fedeltà nei dati principali, nei nomi, nelle date, in quello che è successo,
nel dato scientifico, poi il resto, anche se in mancanza di un controllo, lo ornamenti un po’…
tutto ciò che non è proibito è permesso.
* Mi avete chiesto delle indicazioni bibliografiche… Per quanto riguarda la storia della
scienza fate riferimento alla Libreria dei ragazzi di Milano, si trova in v.Tadino ,53 angolo
v.Scarlatti, zona stazione Centrale; nel sito ci sono gli elenchi degli ultimi libri
Utile è anche servirsi di Internet con Google, prendendo però solo le prime voci.
Il Piccolo Teatro di Milano ogni anno propone uno spettacolo di storia della scienza;
seguire anche le proposte di Teatro e Scienza.
(testo tratto dalla registrazione di un incontro di formazione rivolto ai docenti)