La Chimica, la scienza centrale

Spesso ci si domanda quale sia la disciplina scientifica più importante, quella con il maggior numero di connessioni con le altre o la maggiore influenza nello sviluppo della ricerca e il maggior impatto nel progresso scientifico, e la “competizione” tra gli addetti ai lavori talvolta raggiunge livelli degni del più becero squadrismo calcistico, fortunatamente però non dobbiamo denunciare la presenza di riottosi ultrà!

Un tema che scalda gli animi, come per i fisici del blog di arXiv, che dedicano un pezzo alla dimostrazione appassionata dei motivi per i quali la vita è fisica, non chimica, sconfessando la visione ottusa di quei biologi che asseriscono l’esatto contrario. Secondo loro, i chimici rimarrebbero sbalorditi da quel fenomeno emergente che si chiama superconduttività, la quale potrebbe essere assimilata alla vita stessa, dato che questa proprietà della materia comprenderebbe la chimica e gli atomi!

Secondo Nigel Goldenfeld e Carl Woese (University of Illinois) infatti, l’evoluzione è un processo fisico fondamentale che da origine ai fenomeni biologici, una deduzione che affonda le radici addirittura tra i concetti della materia condensata, come prospettiva utile nella biologia evoluzionistica. La mancanza di apprezzamento diffuso per il processo evolutivo, nonché della sua comprensione, ha probabilmente frenato lo sviluppo della biologia come scienza principale, con conseguenze disastrose per le sue applicazioni nella medicina, nell’ecologia e per l’ambiente.  Golfrnfeld è un fisico che studia le biocomplessità, mentre Woese, fisico e microbiologo, è una delle figure rivoluzionarie nel campo della biologia. Nel 1970, definì un nuovo regno, la Archaea, a cui appartengono quegli organismi procariotici in precedenza considerati parte dei Batteri, inoltre sviluppò una teoria dell’origine della vita detta ipotesi del mondo ad RNA, alla quale deve molta fama o notorietà, a seconda dei punti di vista.

L'ordinamento parziale delle scienze proposto da Balaban e Klein. Imagecredit: Wikimedia Commons

Ma facciamo un piccolo passo indietro. La chimica sostiene un ruolo fondamentale e indiscusso per le sue connessioni con le scienze fisiche, con le scienze della vita e quelle ivi applicate, come la medicina e l’ingegneria. La natura di queste relazioni è uno dei principali argomenti della filosofia della chimica, che considera la metodologia e le ipotesi alla base della chimica, e della scientometria, che si occupa della misurazione e dell’analisi della scienza e delle produzioni scientifiche. La frase nel titolo è stata resa popolare dal suo utilizzo in un libro di testo scritto da Theodore L. Brown e H. Eugene LeMay, intitolato Chemistry: The Central Science, un volume pubblicato la prima volta nel 1977, che vanta ben dodici edizioni, e di cui l’ultima verrà pubblicata nel 2011, l’anno internazionale della chimica.

Il ruolo centrale della chimica può essere visto nella classificazione sistematica e gerarchica delle scienze di Auguste Comte, in cui ogni disciplina fornisce un quadro più generale per l’area che precede (matematica → astronomia → fisica → chimica → fisiologia e medicina → scienze sociali). Balaban e Klein hanno recentemente proposto un bel diagramma che mostra un ordinamento parziale delle scienze, in cui la chimica si trova in un nodo tanto essenziale da poter sostenere il titolo de “la scienza centrale”, in quanto prevede un livello di ramificazione essenziale e significativo.

Nel formare queste connessioni, il campo inferiore non può essere completamente ridotto a quello dei superiori, per il principio di irriducibilità, che in filosofia stabilisce che la descrizione completa di un’entità non è possibile utilizzando livelli inferiori di spiegazioni. E’ altresì riconosciuto che i campi inferiori sono caratterizzati da idee e concetti emergenti che non esistono nei settori superiori delle scienze.

Così la chimica è stata costruita sulla comprensione delle leggi della fisica che governano le particelle, come atomi, protoni, elettroni, la termodinamica, ecc., anche se è stato dimostrato che non può essere “completamente ‘ridotta’ alla meccanica quantistica.” Alcuni concetti come la periodicità degli elementi e i legami chimici sono emergenti nella chimica in ciò che è qualcosa in più che le semplice e implicite forze di base definite dalla fisica.

Allo stesso modo la biologia non può essere completamente ridotta alla chimica, nonostante il fatto che i meccanismi responsabili della vita sono riconducibili solo alle molecole. Ad esempio, gli ingranaggi dell’evoluzione possono essere descritti da termini chimici dalla comprensione che si tratta di un mutazione nell’ordine delle coppie di basi genetiche nel DNA di un organismo. Tuttavia la chimica non può descrivere pienamente il processo in quanto non contiene alcuni concetti, come la selezione naturale, che sono responsabili dei percorsi evolutivi. La chimica però è fondamentale per la biologia poiché fornisce la metodologia per lo studio e la comprensione delle molecole che compongono le cellule.

Le virtuose connessioni mediate dalla chimica sono formate attraverso numerose sotto-discipline e scienze ibride che sfruttano i concetti sviluppati da più discipline scientifiche. La chimica e la fisica sono entrambe necessarie nei settori derivati come la chimica-fisica, chimica nucleare, e chimica teorica. La chimica e la biologia si incrociano nei settori della biochimica, chimica farmaceutica, biologia molecolare, chimica biologica, genetica molecolare, e immunochimica. La chimica e le scienze della terra si intersecano in settori come la geochimica e idrologia.

Ecco quindi che nonostante tutti gli sforzi, si ritorna al concetto primordiale delle scienze dure, quelle che si basano su dati sperimentali, quantificabili o che applicano il metodo scientifico, focalizzandosi sull’accuratezza e l’oggettività. Un concetto che prevede una perfetta sinergia e complementarietà, ma stabilisce un’altra dicotomia con le scienze molli, espressione spregiativa che inquadrerebbe scienze caratterizzate da un minor rigore nella ricerca e nelle basi teoriche.

Personalmente  ritengo questa una pratica essenzialmente controproducente e questo tipo di isolamento di carattere competitivo non genera gli effetti positivi di un progresso sostenibile, ma rende gli scienziati vittime di inutili dissidi e carenti della giusta ottica panoramica per una buona ricerca. A meno che non si tratti di goliardate …

Ogni singola scienza è un delicato e prezioso ingranaggio al servizio dell’uomo e della sua evoluzione culturale, e la condivisione delle informazioni dovrebbe essere la vera energia che genera progresso, ma anche un potente talismano che serve a mantenere la cattiva scienza confinata nel rango che le spetta, cioè quell’esclusivo appannaggio di irriducibili masse di stolti e ingenui.

In qualunque caso vi poniate, W la chimica siempre!

Fonti: arXiv blog, Wikipedia