Scienziati ed ingegneri.

Avete mai avuto un'esperienza diretta che vi mostrasse quanto diversamente possono pensare uno scienziato ed un ingegnere. Io sì.
Viaggiando in autobus passo sempre sotto ad un grosso elettrodotto simile a quello in foto.

L'occhio immancabilmente mi cade sulla forma che assumono i fili tesi tra due tralicci.

Un giorno, seduto sul sedile accanto a me, c'era un ingegnere aeronautico con cui, qualche volta, avevo già scambiato qualche chiacchiera sulle leggi di Newton e sulla propulsione a razzo. Quando siamo passati nei pressi dell'elettrodotto gli ho detto: "Vedi quei cavi. La forma che assumo segue una legge del coseno iperbolico e viene detta catenaria." Il mio conoscente ingegnere, quasi immediatamente, mi ha detto: "È vero, e conoscendo esattamente questa legge si può determinare quanto lontano l'uno dall'altro devono essere posti due tralicci." Immediatamente ho pensato: "È vero! Non avevo mai pensato a questa possibile applicazione."
Qualche giorno dopo mi è ritornato in mente questo scambio di battute ed ho pensato: "Io (lo scienziato) vedevo solo la forma dei fili, mentre lui (l'ingegnere) vedeva solo la distanza tra i tralicci."
È chiaro che nessuno dei due modi di guardare all'elettrodotto è sbagliato, ma sono entrambi deficitari in aspetti fondamentali.

Matematica e Chimica.

Molti pensano che nello studio della chimica ci sia poca matematica. Questo può essere vero se lo studio della chimica si limita a questioni generali, che sono forse le meno interessanti. Negli aspetti più interessanti e moderni della chimica, invece, c'è moltissima matematica. Del resto la chimica in quanto scienza esatta deve essere basata sull'osservazione sperimentale e sulla matematica.

Sant'Agostino a riguardo dei matematici diceva che:” Il buon cristiano dovrebbe stare attento ai matematici e a tutti i falsi profeti. C'è il pericolo che i matematici abbiano stretto un patto col diavolo per annebbiare lo spirito, e mandare l'uomo all'inferno.”

Anche fra i chimici è abbastanza diffuso un certo ingiustificato odio per la matematica, probabilmente perché non la si capisce appieno e forse anche perché si sono avuti dei pessimi insegnati. Senza dubbio i buoni insegnati di matematica scarseggiano.

È ben noto a qualsiasi chimico di oggi che una reazione chimica consiste essenzialmente nella rottura e nella formazione di legami chimici. I legami chimici sono formati dagli elettroni degli atomi, quindi se si conoscessero le leggi seguite dagli elettroni nel loro moto negli atomi avremmo la chiave per spiegare i fatti più fondamentali della chimica. È capitato che queste leggi siano state scoperte e formalizzate nei primi decenni del 1900 e vanno sotto il nome di meccanica quantistica. La meccanica quantistica può senz'altro essere considerata la più grande scoperta scientifica dello scorso secolo ed alla sua costruzione contribuirono i migliori fisici di allora. 

Max Planck (1858-1947)

Niels Bohr (1885-1962)

Louis deBroglie (1892-1987)

 

Werner Heisenberg (1901-1976)

Erwin Schrödinger (1887-1961)

Paul Dirac (1902-1984)

Esiste tuttavia un problema quando si applica la meccanica quantistica alla chimica che può essere ben sintetizzato nella famosa frase dal premio Nobel per la fisica Paul Adrien Maurice Dirac: “Le leggi fondamentali necessarie per il trattamento matematico di una larga parte della fisica e di tutta la chimica sono quindi completamente note, e la difficoltà sta solo nel fatto che l'applicazione di queste leggi conduce ad equazioni che sono troppo complesse per essere risolte.”

Occorre dire che questa frase di Dirac è del 1929, ossia circa vent'anni prima della costruzione del primo computer. Da allora, grazie a computer sempre più potenti ed ai metodi di risoluzione approssimati messi a punto da generazioni di matematici, fisici e chimici, possiamo arrivare a trattare molecole anche abbastanza complesse come gli enzimi. Questo non significa che la frase di Dirac sia falsa. La complessità delle equazioni che sorgono nell'applicazione della meccanica quantistica a problemi chimici è tale da richiedere l'uso dei computer più potenti al mondo. È ragionevole tuttavia pensare che un giorno non molto lontano si arriverà addirittura ad una descrizione matematica del funzionamento di una cellula e quindi anche della vita!