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Opinioni

La fisica della vita

Un punto di svolta epocale nella saggistica scientifica divulgativa. I due autori partono dal presupposto che la meccanica quantistica sia alla la base della realtà fisica, che la dualità onda-particella non sia un’idea astratta che appassiona esclusivamente i fisici nei loro laboratori, ma una cosa reale e normale
OPINIONI - La fisica della vita di Jim Al-Khalili e Johnjoe McFadden è probabilmente destinato ad essere un punto di svolta epocale nella saggistica scientifica divulgativa, un po’ come fu Il gene egoista di Richard Dawkins. “Questo libro dovrebbe essere letto quasi come se fosse un libro di fantascienza. Infatti è stato pensato per stimolare l'immaginazione del lettore”: questa la nota introduttiva di Dawkins, che si adatta perfettamente anche alla “Fisica della vita”.

Il libro infatti delinea un’ipotesi scientifica estremamente interessante, ed è scritto in maniera molto accattivante, accessibile senza perdere in precisione. Frutto della collaborazione dei due scienziati maggiormente coinvolti a livello internazionale in un nuovo, eccitante campo di studi, quello dei rapporti tra fisica e biologia. I due autori partono dal presupposto che la meccanica quantistica sia alla la base della realtà fisica, che la dualità onda-particella non sia un’idea astratta che appassiona esclusivamente i fisici nei loro laboratori, ma una cosa reale e normale, che caratterizza il mondo degli oggetti e degli esseri viventi, così come li percepiamo.

Tra i molti esempi, quello del pettirosso che migra per migliaia di chilometri orientandosi grazie al debolissimo campo magnetico terrestre, quello che fa ruotare l’ago della bussola. Anche il pettirosso ha la sua bussola,, ma la sua è molto particolare. Infatti, al posto di un ago ha il crittocromo, una proteina sensibile a un effetto quantistico, il cosiddetto entanglement di due elettroni. A scoprirlo nel 2000 non è stato un biologo, ma un fisico, Klaus Schulten. Forse anche la coscienza si basa su effetti quantistici: secondo alcuni scienziati (tra cui il fisico Roger Penrose) la differenza tra un computer e il cervello risiede proprio nella capacità di quest’ultimo di sfruttare la casualità del comportamento della materia.

Sulla base di recentissimi esperimenti stiamo forse cominciando a capire cosa succede nel profondo delle cellule viventi, e a spiegare fenomeni che per secoli erano parsi inspiegabili. L’incredibile forza della fotosintesi, ad esempio, sembra proprio dovere la sua inarrivabile efficienza al fatto che a un certo punto del processo le particelle subatomiche coinvolte si trovano contemporaneamente in due punti distinti, per via dei fenomeni quantistici. Anche il funzionamento degli enzimi, la base stessa del nostro essere in vita, deve la sua perfezione quasi miracolosa al fatto che ci sono particelle che “svaniscono” da un punto per “materializzarsi” istantaneamente in un altro nel corso di una reazione chimica. È l’effetto tunnelling quantistico, e pare giochi un ruolo essenziale per la nostra salute.

Lo strano mondo dei quanti e la complessità sfuggente della vita trovano in questo testo una prima sintesi accessibile. È un affascinante viaggio nei meccanismi alla base della vita, in gran parte ancora oscuri. Ma sempre più scienziati ritengono che per comprenderli sia necessario applicare alla biologia le leggi della meccanica quantistica, la teoria con cui, da Heisenberg in poi, i fisici indagano i fenomeni microscopici che coinvolgono particelle e onde elettromagnetiche.

I costituenti elementari della materia si comportano in modo “innaturale”. A causa dell’effetto tunnel, ad esempio, le particelle possono attraversare barriere energetiche, cosa che ai macroscopici oggetti quotidiani non è permessa. Il citato entanglement, invece, è la correlazione istantanea tra particelle anche molto lontane tra loro.

Una legge fondamentale della termodinamica descrive la tendenza della materia a aumentare il suo disordine: ma, sostengono Al-Khalili, McFadden e gli specialisti di “biologia quantistica”, l’evoluzione naturale ha favorito lo sviluppo di molecole e tessuti in grado di contrastare questo fenomeno.

Come spiegano nel capitolo introduttivo Al-Khalili e McFadden, questa teoria fu proposta per la prima volta all’inizio degli anni ’40 da Erwin Schroedinger, un altro padre fondatore della meccanica quantistica, che raccolse le sue conferenze su questo tema in un libretto dal titolo “Cos’è la vita”.

Ricordiamo anche gli studi che negli anni ’70 e ’80 hanno portato Ilya Prigogine a ricevere il premio Nobel per la chimica per le sue teorie riguardanti la termodinamica e la capacità di autorganizzazione dei sistemi viventi, studi che hanno cominciato a gettare un ponte tra la biologia, la fisica, la chimica e le scienze sociali, concepiti come sistemi tra loro interagenti.

Fino a poco tempo fa lo strano mondo dei quanti e la complessità sfuggente della vita sembravano due domini distanti, senza alcun punto di contatto. Ma la “biologia quantistica”– questa nuovissima scienza – inizia a intrecciare le cose, svelando antichi misteri, che questo libro spiega per la prima volta in maniera accessibile. Molti scienziati hanno affermato che i quanti sono alla base della realtà fisica, andando contro alle autorevoli opinioni di Einstein. Quello che Al-Khalili e McFadden ci raccontano qui in maniera esemplare è che studiando i meccanismi della vita si possono trovare applicazioni originali delle leggi della meccanica quantistica alla realtà in cui siamo immersi.
13/03/2016
Maria Grazia Caldirola - redazione@alessandrianews.it
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