Il guaio con la scienza

di Paolo Di Marco

1-La presbiopia dei sondaggisti

Iniziamo dal livello forse più basso dell’indagine scientifica, il sondaggio politico;

scoprendo però che anche qui valgono le regole base della logica su cui si fondano i pilastri della scienza, Matematica e Fisica, e chi non le rispetta lo fa a suo rischio e pericolo.

‘Quando gli viene chiesto da cosa è guidata l’economia molti americani hanno una sola e semplice risposta che viene loro in mente immediatamente: ‘L’avidità’. (greed) Ritengono che i ricchi e potenti abbiano progettato l’economia in modo da beneficiare loro lasciando agli altri troppo poco o niente del tutto.’ 

Katherine J. Cramer and Jonathan D. Cohen, Many Americans Believe the Economy Is Rigged, NYTimes, Feb. 21, 2024

Sappiamo che gli americani pensano questo perché gliel’abbiamo chiesto. Nel corso degli ultimi due anni un nostro (AAAS) gruppo ha condotto più di 30 conversazioni con piccoli gruppi di americani da ogni angolo del paese.

Mentre gli indicatori nazionali possono suggerire che l’economia è forte, gli americani con cui abbiamo parlato non sono in buone condizioni; non pensano che l’economia li sostenti. Piuttosto tendono a vederla come un ostacolo, un insieme di forze esterne fuori dal loro controllo che tuttavia controllano le loro vite. ‘Mi sento come un perdente che non riesce ad andare avanti, e dipende tutto da avidità e profitto’.’

Non è senza ragione che la maggioranza degli americani poveri veda nei democratici, da Hillary a Biden, l’incarnazione di questa avidità;

che è poi un riassunto ingenuo ma efficace delle critiche marxiane al capitalismo d’antan.

Anche se la frustrazione, non ancora rabbia, antisistema ha trovato in Trump il più improbabile dei paladini.

Ma tutti gli strateghi democratici vedono i fuscelli (anche grossini per la verità) nell’occhio di Trump ma non riescono a vedere questa trave nel proprio. E quindi sballano, sistematicamente, le previsioni.

Grazie ad un errore sistematico.

È un caso classico di presupposto nascosto, la causa principale delle fallacie in logica e matematica, e, con effetto valanga, nelle scienze sociali e in politica. E qui si parla dell’indicibile: del capitalismo e del profitto non come strade maestre per il grande sogno americano ma quali strumento di oppressione e sfruttamento anche sul suolo patrio.

2- Economia politica: sotto il vestito niente

Qualcuno si sarà stupito dell’ostinazione che corteggia il masochismo nel comportamento delle banche centrali, USA e in misura ancor maggiore BCE europea, nei confronti dell’inflazione. Anche una matricola della Bocconi, cioè per destino il peggio preparato degli economisti, si è probabilmente accorto che la causa prevalente dell’inflazione è stata la guerra: negli USA quella in Ucraina con la domanda di armi che ha saturato la capacità produttiva e fatto salire di conseguenza i prezzi; ma soprattutto quella alla Cina con l’Inflation Reduction Act (nome che al solito dice l’opposto del contenuto) che ha generato una fortissima domanda di beni informatici e altri a tecnologia avanzata, per legge da farsi in prevalenza negli USA, a fronte di una capacità produttiva bassa e lenta ad adeguarsi a cui va aggiunta ancora una forte domanda militare per le navi e le basi che fanno da cordone intorno alla Cina. In Europa la guerra in Ucraina ha interrotto la fornitura di energia a basso prezzo dalla Russia sostituita in buona parte dal 3 volte più caro gas di scisto americano, oltre anche qui alla sovradomanda di mezzi militari.

Ma imperterrite le banche centrali si sono comportate come se la causa fosse un eccesso di liquidità alzando di conseguenza i tassi di interesse. Col bel risultato di deprimere proprio quella capacità produttiva che era necessario risollevare. Ma anche qui la cecità è figlia del peccato originale delle banche centrali, il supremo baluardo della lotta di classe (dichiarazioni ufficiali anche nei recenti consigli di entrambe), che nell’inflazione vedono il pericolo di un aumento dei salari e si muovono frettolosamente per impedire non tanto un impossibile recupero del potere d’acquisto perso quanto che i lavoratori e i lumpen assimilati si prendano un pò di confidenza.

Ora questa non è tanto una forzatura politica della teoria economica, ma la struttura propria della teoria stessa; teoria nata come apologetica cent’anni fa e oggi dissolta in un torrente di formule semiempiriche ma stirabili in molte direzioni, come ci raccontano gli ultimi 3 fondamentali libri da poco usciti al proposito

(l’introduzione di Anna Carabelli agli scritti di Keynes,

il libro di Clara Mattei, ‘L’economia è politica’,

il libro di Paolo Di Marco e Franco Romanò: ‘La dissoluzione dell’economia politica’ sulle Lezioni di Sraffa sulla teoria neoclassica)

3- La Fisica perde l’innocenza, non trova le stringhe ma non prende i lacci

Dato che la scienza è come un cono (bisticcio voluto), con in cima la più dura e pura delle scienze, la Fisica, e man mano a scendere in rigidità e autorevolezza fino a Biologia e agli inferi di Economia e Sociologia, la crisi attuale, di cui portiamo la testimonianza di Rovelli, è la più preoccupante.

La Fisica è quella che in primis definisce la comunità scientifica: l’insieme dei ricercatori che compie ricerche, teoriche e sperimentali; ne pubblica i risultati, sia teorici sia sperimentali dopo un controllo da parte degli altri ricercatori (i pari, peers). Oggi per la Fisica il primo livello di confronto è anteriore alla pubblicazione su riviste, ma avviene in una palestra condivisa che è Arxiv, dove passano tutti i manoscritti e tutti possono leggerli e fare osservazioni. (Dal ‘19 anche in Medicina si è costituito un archivio online simile, Medxriv).

In questa comunità vale il criterio popperiano, comunemente accettato, di validazione di una teoria scientifica, che vede come fondamentale la falsificabilità per mezzo dell’esperimento.

Il guaio è che questo meccanismo è oggi in una crisi che viene da lontano ma si sta manifestando apertamente, e nel livello più alto: la Teoria Unificata (Teoria del Tutto) della Gravità Quantistica.

Il problema nasce dal fatto che le due teorie di maggior successo e anche maggiormente solide (verificate con altissima precisione), la Relatività Generale e la Meccanica Quantistica, funzionano a due scale diverse: la Relatività su grandi scale, i Quanti su piccole scale. Ma sono anche incompatibili: la Quantistica eredita la concezione di uno spazio fisso come palcoscenico su cui avvengono i fenomeni, la Relatività vede i fenomeni stessi che creano e modificano il proprio palcoscenico, lo spaziotempo.

Eppure le due teorie non solo parlano dello stesso universo, ma a certe scale si sovrappongono anche: quindi deve esistere una teoria di cui entrambe sono casi particolari. La Gravità Quantistica, o ‘Teoria del tutto’.

I due candidati più accreditati sono la Teoria delle Stringhe (String Theory, nasce con Veneziano poi Schwarz, Susskind, Nambu, Witten) dove le forze sono manifestazioni di stringhe (o membrane) vibranti (a molte (11) dimensioni) e la Gravità Quantistica a Lacci (Loop Quantum Gravity) (nasce con Smolin, Ashtekar, Rovelli) dove lo spaziotempo viene quantizzato a mò di grafo.

Per lungo tempo -fino quasi a oggi- elementi sperimentali per confermare/confutare queste teorie non ce n’erano; ed è così successo che ci sia stata una proliferazione di teorici delle stringhe che sono andati a occupare la gran parte delle cattedre disponibili; in una posizione che qualcuno maliziosamente potrebbe anche trovare comoda, dato che la mancanza di verifica sperimentale garantisce la cattedra da ogni scomoda confutazione. (v. il libro di Smolin, ‘the Trouble with Physics’).

Ma la teoria delle stringhe originaria prevedeva solo i bosoni, lasciando fuori metà delle particelle, i fermioni e la teoria allargata che li prevede si basa sull’esistenza di un fenomeno verificabile sperimentalmente: la supersimmetria. E qui casca l’asino, dato che gli ultimi esperimenti del CERN col Large Hadron Collider (cui ha partecipato anche Rovelli) hanno pressochè escluso la possibilità di supersimmetrie; epperò, almeno finora, la gran parte degli stringhisti han fatto orecchie da mercante….

A questo problema si aggiungono altri elementi di grande risonanza mediatica, come materia oscura ed energia oscura che assorbono molta parte dei bilanci di ricerca e però, con certezza almeno nel caso dell’energia oscura, non corrispondono ad alcun oggetto reale (come spiega Rovelli).

Carlo Rovelli, Considerations on Quantum Gravity Phenomenology, 15/11/21, Arxiv

Nel passato ci sono state numerose altre idee riguardo la verifica di ipotetici effetti quantogravitazionali ma -per quanto ne abbia potuto capire- nessuna considerata plausibile, ovvero un effetto effettivamente previsto dalle teorie quantogravitazionali correnti e credibili.

L’esperimento di ‘intrecciamento indotto dalla gravità’ fa proprio questo. Ritengo che questo sia un argomento generale. Trovo che ci sia una falsa impressione comune che, dato che la gravità quantistica è un problema aperto, allora ‘tutto è possibile’ e ogni speculazione la più gratuita può venir considerata un ‘possibile’ fenomeno quantogravitazionale. A mio parere questa non è buona scienza.

La gravità quantistica è un problema aperto perchè nessun effetto quantogravitazionale è stato ancora misurato, perchè ci sono poche teorie in concorrenza riguardo cosa accade esattamente alla scala di Planck, (lunghezza piccolissima, 1,6x 10^-35 m; Energia grandissima, 1,2×10 ¹⁹ GeV)

e perchè non abbiamo modo di verificarli sperimentalmente. Ma ci aspettiamo che tutte queste teorie diano le stesse indicazioni rispetto a quello che succede o non succede a scale inferiori. Come sempre nella scienza, a priori tutto è possibile, ma c’è un profonda differenza tra una speculazione implausibile e gratuita e le previsioni di una struttura plausibile e coerente.

A mio parere questa è una distinzione un pò troppo ignorata nella Fisica fondamentale di oggi.

Buchi bianchi e materia oscura

I buchi bianchi macroscopici sono instabili perchè possono facilmente ricollassare in buchi neri, ma quelli delle dimensioni di Planck sono stabili per effetto quantistico. I resti di buchi bianchi devono avere una vita lunga dato che l’informazione che contengono ha bisogno di un tempo lungo per uscire, sotto forma di radiazione a bassa frequenza. Questo scenario è attraente, difficile da falsificare ma anche difficile da confermare. ..Ma quello che voglio indicare è che potrebbe (benissimo) essere che stiamo già vedendo un massiccio effetto quantogravitazionale: la materia oscura.

La rottura dell’invarianza di Lorentz

La rottura dell’invarianza di Lorentz (invarianza delle grandezze rispetto alle trasformazioni relativistiche di coordinate di Lorentz) alla scala di Planck può semplificare la costruzione di una teoria quantistica della gravità, e questa osservazione ha -giustamente- acceso un vasto entusiasmo teorico un pò di tempo fa. Ma la bolla dell’entusiasmo è stata sgonfiata dai dati empirici: una grande campagna di osservazioni astronomiche non è riuscita a rivelare la rottura alla scala di Planck dell’invarianza di Lorentz in situazioni dove ce lo si sarebbe aspettato se questa traccia per capire la gravità quantistica fosse stata quella giusta. A questo punto c’è da fare un’osservazione metodologica importante: la falsificabilità popperiana è un criterio di demarcazione importante per le teorie scientifiche (ovvero, se una teoria non è falsificabile sarebbe meglio non chiamarla ‘scienza’); tuttavia la falsificabilità popperiana solo raramente è il criterio secondo il quale le teorie scientifiche guadagnano o perdono credibilità…ma è piuttosto un percorso Bayesiano di graduale aumento o diminuzione delle conferme positive o negative da parte dei dati empirici. Quando una teoria predice un nuovo fenomeno e scopriamo che questo è vero la nostra fiducia nella teoria aumenta, altrimenti diminuisce. Predizioni errate raramente uccidono una teoria definitivamente, perchè i teorici sono molto bravi a fare rammendi e adattamenti. Ma le previsioni sbagliate rendono assai meno probabile il successo di un programma di ricerca: perdiamo fiducia in esso.

Quindi è stato questo l’effetto di non trovare violazioni di Lorentz in astrofisica: possibili teorie quantogravitazionali che rompono l’invarianza di Lorentz potrebbero ancora essere accettabili in linea di principio, ma in pratica molte meno persone sono disposte a scommetterci.

Supersimmetria

Quello che ho scritto sopra è particolarmente rilevante per la spettacolare non-scoperta della supersimmetria all’LHC. Mentre in senso popperiano la mancata apparizione di particelle supersimmetriche alla scala di TeV non elimina tutte le teorie basate sulla supersimmetria, inclusa la teoria delle stringhe, in pratica il forte disappunto di non trovare quello che ci si aspettava conta pesantemente come una forte dis-conferma, nel senso Bayesiano, di tutte queste teorie.

Qualcuno ha scritto che la mancata scoperta della supersimmetria è una crisi per la fisica teorica. Questa è ovviamente una sciocchezza. È una crisi solo per quelli che hanno scommesso sulla supersimmetria e la teoria delle stringhe. Per tutti i programmi alternativi sulla teoria quantogravitazionale che non erano convinti dagli argomenti a favore della supersimmetria a basse energie, la non-scoperta non è una crisi: è una vittoria. Esattamente per la stessa ragione per cui la scoperta della supersimmetria sarebbe stata una conferma delle idee che sostengono la direzione di ricerca delle stringhe supersimmetriche, la non-scoperta della supersimmetria al LHC è una forte indicazione empirica contro la ricerca della gravità quantistica nella direzione delle teorie supersimmetriche e delle stringhe.

La Natura parla, e faremmo bene ad ascoltarla.

La costante cosmologica

Un caso simile ma ancora più forte riguarda il segno della costante cosmologica. La constante cosmologica è una delle costanti fondamentali della natura, parte (sin dal 1917) delle equazioni di Einstein, il cui valore non era stato misurato fino a poco tempo fa. Una intera comunità di ricerca ha lavolato a lungo, e ancora lavora, sulla base di ipotesi generali che implicano un segno negativo per il valore atteso della costante cosmologica (ndr: tutte le ricerche sulla ‘energia oscura’). Ancora oggi la grande maggioranza del lavoro teorico in quella comunità lavora con questa assunzione. Tranne il fatto che il segno della costante cosmologica non è negativo. È positivo, come le osservazioni hanno mostrato in modo convincente.

Ancora una volta questo conta come una forte smentita delle ipotesi su cui una grossa comunità ha lavorato in passato e ancora sta lavorando.

Finora manchiamo di evidenze dirette di fenomeni quantogravitazionali; tuttavia la mancata scoperta di violazioni di Lorentz alla scala di Planck, la mancata scoperta di particelle supersimmetriche al LHC, e la misurazione di una costante cosmologica positiva sono forti indicazioni che ci vengono dalla Natura a sfavore delle possibili teorie quantogravitazionali che implicano questi fenomeni.

La riluttanza ad abbandonare linee di ricerche sterili è probabilmente legata anche all’occupazione abnorme delle cattedre denunciata da Smolin: da noi si diceva ‘tengo famiglia’, qualcuno potrebbe ora dire ‘tengo cattedra’.

Ma questo problema ha anche un’altra dimensione: una volta in Fisica c’erano le scuole, da quella italiana di via Panisperna, con Fermi, Maiorana e gli altri a quella inglese di Penrose a quelle americane delle grandi università, prima con Wheeler e Feynmann, poi con tutti gli apporti dal resto del mondo dopo la guerra. Il nucleo della scuola erano uno o più grandi scienziati, cui si univano assistenti e dottorandi formando un gruppo in continua evoluzione e confronto. Ed era una conoscenza che cresceva e si consolidava nel tempo, costituiva una delle basi del patrimonio scientifico collettivo, non solo del paese.

Ma la concorrenza tra le diverse università ha portato negli USA a rubarsi l’un l’altra i professori più interessanti con offerte economiche quasi irresistibili, creando una girandola continua che rompeva la struttura delle scuole inficiando la crescita stessa del patrimonio; e la sua buona salute. Incluso quel rispetto della selezione Popperiana/Bayesiana di cui parla Rovelli.

fCondividi

Whatsapp