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FISICA
MATEMATICA
MISTERI
I segreti del nuovo occhio sul cosmo
“Perché senza numeri non c’è futuro”
Scimpanzé e umani: che cosa ci divide?
Sta per partire: è un esperimento che cambierà il modo di concepire l’Universo.
Una «star» della matematica racconta le nuove frontiere della sua disciplina.
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Quanto cambia il Dna «nostro» e «loro»? Uno studio ribalta alcuni stereotipi.
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BECCARIA PAGINA 27
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TUTTOSCIENZE UN MANUALE DA ZERO A CINQUE ANNI: «ATTENTI A CIÒ CHE FATE. E’ QUESTO IL PERIODO DECISIVO CHE INFLUENZERÀ TUTTA LA LORO VITA»
Consigli per il cervello dei figli Analisi MAURILIO ORBECCHI
Emozioni e gelidi computer
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colori che rendono la nostra vita piena di bellezza non esistono in natura, ma sono il prodotto dell' interazione tra alcune lunghezze d'onda e il sistema occhio-cervello. Nonostante questo dato, qualunque fisico continua a rimanere incantato dai colori di una giornata d'autunno. Sapere che certi fenomeni sono differenti da come appaiono non intacca il modo di percepirli, perché il cervello umano funziona a moduli relativamente indipendenti. La conoscenza cognitiva riguarda, infatti, parti del cervello differenti da quelle coinvolte nella percezione, che continueranno a funzionare in modo sostanzialmente autonomo. Lenostre peculiarità si sono sviluppate a contatto con la natura percepita dall'Homo sapiens nel corso della sua evoluzione e rimangono le stesse nel mondo odierno, da allora enormemente mutato. Se perdessimo la dimensione psicologica che ci definisce, e che si è formata per le esigenze dei cacciatori-raccoglitori da cui ci siamo evoluti e adeguassimo il cervello alla tecnologia odierna, diverremmo simili a dei gelidi computer. In altre parole diverremmo disumani. Fortunatamente, per come è strutturato il cervello, la cosa non può avvenire. La cultura scientifica non può sostituire le sensazioni immediate. CONTINUA A PAGINA 28
TUTTOSCIENZE MERCOLEDÌ 27 APRILE 2011 NUMERO 1466 A CURA DI: GABRIELE BECCARIA REDAZIONE: GIORDANO STABILE tuttoscienze@lastampa.it www.lastampa.it/tuttoscienze/
Musica, emozioni e niente bugie: che cosa rivelano le ultime ricerche ELISA FRISALDI
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he cosa devo fare per proteggere lo sviluppo di mio figlio durante la gravidanza? Come ci si deve comportare di fronte a un bambino di quattro anni che racconta una bugia ogni due ore? Quali comportamenti devo seguire perché mio figlio possa essere felice? E anche intelligente? Gli scienziati iniziano a dare le prime risposte. Molte sono raccolte nel saggio «Naturalmente intelligenti», che rivela, attraverso aneddoti affascinanti e divertenti, le tappe dello sviluppo del cervello dalle prime settimane fino ai cinque anni e spiega come fare in modo che tutto avvenga senza intoppi. L'autore, John Medina, professore alla University of Washington, si occupa di biologia molecolare e dello sviluppo, è un appassionato di genetica dei disordini psichiatrici ed è il papà di Josh e Noah, due ragazzi alle soglie dell'adolescenza. LE PROVE. «Ciò che si fa nei primi cinque anni di vita di un figlio - e non solo nel primo anno - influenzerà profondamente il suo comportamento adulto», sottolinea. E a dimostrare quanto l'ambiente può essere importante nell'educazione dei bambini è l'«HighScope Perry Preschool Study», una ricerca cominciata nel 1962 che ha coperto quattro decenni di vita di 123 bambini del Michigan, a partire dall'età prescolare. Non si deve dimenticare, però, che nessun tipo di educazione potrà mai cambiare il fatto che il 50% delle potenzialità di un figlio sono il risultato della sua componente genetica. «La buona notizia è che, in veste di genitori, altro non si può fare se non del proprio meglio. Detto questo, sono convinto, anche come genetista, che si possa esercitare sul comportamento dei figli un' influenza molto maggiore di quanto in genere si pensi». Un compito impegnativo che ha radici inscritte nell'evoluzione. L’ESSERE BIPEDI. Torniamo indietro a quando l'Homo sapiens ha dovuto sviluppare un restringimento del canale pelvico per riuscire mantenersi in equilibrio su due gambe. Per le donne ciò ha significato parti dolorosi, spesso con esito fatale. Si è quindi rapidamente messa in moto, secondo quanto teorizzato dai biologi evoluzionisti, una sorta di competi-
zione tra l'ampiezza del canale pelvico e le dimensioni del cervello. Risultato finale? I neonati vengono alla luce con un cervello non del tutto sviluppato e quindi non possono sopravvivere in assenza di cure parentali attente e continue. Se la sopravvivenza rappresenta per il cervello la massima priorità, la sicurezza è l'espressione più importante di tale bisogno. Può essere sconcertante rendersene conto, ma i neonati tengono d'occhio il comportamento dei genitori sin dall'istante in cui vengono al mondo. «Qualcuno mi sta toccando? Qualcuno mi nutre? Chi sono i miei riferimenti?». I bambini hanno a disposizione una ristretta finestra temporale per creare dei legami sicuri e di dipendenza «produttiva» con le persone che in quel momento si prendono cura di loro. Se ciò non accade, possono subire danni alla sfera emozionale con effetti anche a lungo termine. «L'attaccamento alle figure di riferimento può avvenire nei confronti di qualsiasi adulto che soddisfi i bisogni di sicurezza del bambino - dice Medina -. Indipendentemente dal genere sessuale». L’INTELLIGENZA. Il professore ritiene siano ben cinque gli ingredienti fondamentali della
John Medina Biologo RUOLO: E’ PROFESSORE DI BIOINGEGNERIA ALLA UNIVERSITY OF WASHINGTON (USA) IL LIBRO: «NATURALMENTE INTELLIGENTI» BOLLATI BORINGHIERI
nostra intelligenza, nessuno dei quali misurabile dagli attuali test del QI: desiderio di esplorare, capacità di controllare i propri impulsi, creatività, comunicazione verbale e capacità di verbalizzare le emozioni. Grazie agli studi che lo psicologo Walter Mischel fece alla fine degli Anni 60, sappiamo che per un bambino la capacità di controllare il proprio desiderio di gratificazione, come resistere per 15 minuti alla ten-
tazione di assaggiare una dolce, è un fattore predittivo del futuro rendimento universitario, assai migliore del QI. Indica in che misura il bambino è in grado di filtrare i pensieri distraenti, concentrandosi invece sull'obiettivo principale. Inoltre, quanto prima un bambino impara a dare un nome alle emozioni che prova, invece di esserne sopraffatto, tanto più sarà in grado, da adulto, di stabilire relazioni empatiche e profonde con gli altri. Insomma, avrà una chance in più per essere felice. «Se i vostri figli sono circondati da persone che sanno parlare di ciò che provano, anche loro impareranno a verbalizzare le emozioni e questo si rivelerà utilissimo per voi quando loro entreranno nella pubertà!», confessa Medina. LA PRATICA. Ci sono suoni e odori che hanno un miracoloso effetto calmante su vostro figlio e possono diventare antidoti per le crisi di pianto. Probabilmente si tratta degli stimoli che il bambino ha percepito mentre era nell'utero e che quindi gli trasmettono protezione e sicurezza. Un’altra informazione preziosa riguarda le bugie. A quattro anni i bambini ne dicono una ogni due ore circa; a sei
una ogni 90 minuti. Il gioco inizia quando, intorno ai 36 mesi, si rendono conto che i genitori non sono sempre in grado di leggere nella loro mente. Con piacere (oppure orrore) scoprono di poter dare false informazioni senza che, necessariamente, papà e mamma se ne accorgano. «Non vedo niente di sbagliato nel riprendere un bambino che racconta bugie, ma questo rimprovero raggiunge la massima efficacia se gli adulti smettono di mentire», aggiunge lo studioso. LA PSICHE. Un altro suggerimento riguarda la psicologia: con la nascita di un figlio, per la coppia, è probabile sperimentare alcuni di quelli che il professore definisce i «quattro calici dell'ira»: carenza di sonno, isolamento sociale, carico ineguale di lavoro, depressione. Le coppie che hanno relazioni solide, connotate dall'empatia, hanno le più elevate probabilità di far crescere dei bambini intelligenti e felici. Infine, mettete da parte i soldi per pagare 10 anni di lezioni di musica: suonare uno strumento, cantare o ballare, purché la musica entri a far parte delle esperienze di vostro figlio. È dimostrato che questa pratica aiuta i piccoli a percepire le emozioni altrui.
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LA STAMPA MERCOLEDÌ 27 APRILE 2011
Surplus di dati
Intervista
L'esplosione del mondo globalizzato costringerà sempre di più aziende e governi a utilizzare gli strumenti della matematica
FRANCESCO VACCARINO POLITECNICO DI TORINO
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siste, soprattutto in Italia, una forte diatriba tra chi fa matematica «pura» e i matematici che si occupano di applicazioni e modellistica. Per quanto ridicolo dal punto di vista culturale, spesso i matematici «puri» assumono un atteggiamento di vaga superiorità nei confronti degli «applicativi». L'idea, più o meno, è che i teoremi, in una sorta di cosmogonia medievale, si trovino più lontani dalle lordure della terra che i modelli matematici, sviluppati ad esempio per studiare fenomeni naturali, sociali o biologici. Questa posizione - com’è noto - è priva di fondamento scientifico. I teoremi sono risposte a problemi posti internamente alla matematica, cioè sono applicazioni infradisciplinari, mentre i modelli sono risposte a questioni esterne, cioè sono prodotti inter e multidisciplinari. Sarebbe come dire che l'introversione è superiore all' estroversione. Chi conosce bene la questione è Bernd Sturmfels, professore a Berkeley, vincitore del Von Neumann Prize 2010: è considerato uno dei massimi matematici e si occupa di algebra, geometria algebrica, statistica, biologia e ottimizzazione. Professore, che cosa ci fa un'algebrista e geometra in mezzo a questioni «reali» come catene fosfolipidiche, inferenze e problemi di consegne della posta?
“Vivrete soltanto di numeri” Matematica. Le previsioni della “star” Sturmfels: un boom globale, dalle aziende ai governi “Le dimostrazioni teoriche non bastano, questa è l’era dei test realizzati con i supercomputer” struzione abbia senso è necessario che le probabilità soddisfino le equazioni di una “superficie” multidimensionale detta Grassmanniana tropicale. Ecco come geometria, filogenetica e statistica si combinano tutte insieme!».
«Io lavoro nel campo della geometria algebrica e della combinatoria. Mi occupo di enti definiti da sistemi di equazioni polinomiali e di problemi di conteggio di configurazioni complesse». Sembrano questioni astratte e invece non è così: che cosa hanno a che fare con la biologia o la statistica?
Una delle rivoluzioni degli ultimi decenni è stata la possibilità di realizzare esperimenti matematici grazie ai computer. Cosa ne pensa?
«Facciamo un esempio: consideriamo una serie di specie animali e il loro albero filogenetico. Siamo di fronte a una sorta di mappa in cui ciascuna specie è connessa solo con quella che gli è più vicina. Supponiamo, a questo punto, di dedurre tra due specie contigue la probabilità che una sia discendente dell'altra: perché questa co-
«Lo standard massimo della matematica è sempre stato la dimostrazione dei teoremi. Io ho una fiducia limitata in questa come verità assoluta. Gli umani fanno errori e, a volte, una dimostrazione viene presa per buona, ma, in realtà, nessuno ne ha controllato tutti i dettagli. Preferisco quindi un approccio in cui, usando il computer, si possano effettua-
Bernd Sturmfels Matematico RUOLO: E’ PROFESSORE DI MATEMATICA, STATISTICA E COMPUTER SCIENCE ALLA BERKELEY UNIVERSITY (USA) E VINCITORE DEL VON NEUMANN PRIZE IL SITO: HTTP://MATH.BERKELEY. EDU/~BERND/
Analisi MAURILIO ORBECCHI
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i limita ad aggiungersi alla nostra conoscenza di base ogni volta che gli studi ci forniscono risultati convincenti. Uno dei casi in cui la vita emotiva e la conoscenza acquisita possono entrare in conflitto è la valutazione del male, se sia in diminuzione o, come appare a molti, in aumento. Un cittadino che si guarda attorno non può che pensare che le cose stiano andando in modo pessimo: ragazze violentate e uccise, criminalità organizzata, abusi su minori, politici corrotti, nazionalismi, integralismi, guerre... Se da
re esperimenti per sostenere oppure rigettare un’ipotesi. Certo, le dimostrazioni rimangono, ma bisogna fare anche gli esperimenti».
che, invece, il XXI secolo sarà quello in cui il ruolo-chiave verrà preso dalla biologia e la matematica pura salirà verso nuove altezze».
Quale futuro spetta quindi alla matematica?
Qual è il consiglio che si può dare a un giovane che voglia avventurarsi nel mondo dei numeri?
«La matematica continuerà a crescere come disciplina, ma penso che vedremo dissolversi la tradizionale divisione tra matematica pura e applicata. L'esplosione di una civiltà globalizzata, caratterizzata da fenomeni e problematiche complesse, costringerà i governi e le grandi multinazionali ad usare sempre più risorse che abbiano competenze matematiche superiori». E la ricerca scientifica come verrà influenzata?
«A un giovane dico: segui l’istinto e rimani con la mente aperta. Non diventare il superspecialista di una sottodisciplina. Mantieni, invece, una prospettiva ampia e arriva alla massima profondità che puoi nel maggior numero di aree. Parla del tuo lavoro con scienziati, ingegneri, finanzieri, medici e con tutti quelli che sono ansiosi di sapere come la tua matematica potrà aiutarli».
«Nel secolo appena passato la matematica ha tratto grande spunto dalla fisica. Credo
C'è un problema che non ha risolto e che continua ad appassionarla o a ossessionarla?
L’evoluzione insegna l’ottimismo ragionevole una parte è vero che una sola violenza o un singolo omicidio è sempre di troppo, occorre però capire se le cose erano davvero migliori in altri tempi, o in altre culture. Anche qui, la conoscenza che si basa sulla ricerca ci dice che le cose sono molto differenti da come le percepiamo. Il motivo sta nel fatto che noi, in definitiva, siamo un po' autoreferenziali. Lo sviluppo di quest'atteggiamento nel passato ha aiutato la sopravvivenza dei nostri progenitori in un ambiente ostile. Per aggirare la parte egoista della nostra psicologia, che ci porta a pensare che gli altri stiano meglio, occorre dunque utilizzare indicato-
ri neutri e confrontarli con epoche ri culturali portano in questa dirediverse. zione: alfabetizzazione, numero Gli studiosi che fanno queste ri- dei diplomati e dei laureati, libri cerche trovano dati evidenti sul pubblicati, spettacoli di teatro e di fatto che gran musica, visitatori parte dell'umanidei musei e delle tà, oggi, vive memostre. glio che in qualunL'illusione che ci que epoca passafa credere che le cota: aspettativa di se vadano male ragRUOLO: E’ SPECIALISTA IN PSICOLOGIA giunge vita, malattie, nuprobabilCLINICA trizione, comfort IL LIBRO: MATT RIDLEY «THE RATIONAL mente il suo apice ambientale, serviOPTIMIST» - HARPER COLLINS quando abbiamo a zi igienici, potabiche fare con ciò che lità dell'acqua, sicurezza sociale, troviamo maggiormente disumano, soprusi politici, numero degli omi- ossia gli omicidi e le guerre. Eppure cidi e numero delle guerre, svilup- anche qui le ricerche ci mostrano po economico. Anche gli indicato- non solo che gli omicidi sono in co-
Maurilio Orbecchi Psicoterapeuta
«Quando ero studente di dottorato, il mio relatore, Victor Klee, mi spinse a lavorare sulla congettura di Hirsch sui politopi convessi. Era un problema molto famoso, nato negli Anni 50. Ci lavorai per un anno senza risultato. Era semplicemente troppo difficile per me. Ma, qualche mese fa, Francisco “Paco” Santos, un mio postdoc, ha trovato la soluzione: ha costruito un contro-esempio alla congettura in uno spazio a 43 dimensioni. Sono infinitamente felice per Paco: è stato più acuto di me e la sua ingegnosa costruzione ha dato una soluzione al problema che io non avevo risolto!». Non mi era mai successo che un famoso matematico mi parlasse del successo di un suo allievo là dove lui aveva fallito!
stante discesa, ma perfino che il decennio appena finito è stato quello con meno morti - percentualmente alla popolazione - di tutta la storia moderna, e molto probabilmente della storia dell'umanità. Se le curve di sviluppo manterranno l'andamento dell'ultimo secolo, ossia se le innovazioni tecnicoscientifiche non cesseranno e la libera circolazione delle idee e dei beni non sarà bloccata, è ragionevole supporre che anche la parte dell' umanità che non è ancora stata sufficientemente beneficiata dallo sviluppo, lo sarà nei prossimi decenni. Oggi la possibilità di comunicare istantaneamente le proprie idee e i propri risultati sembra imprimere un'ulteriore accelerazione al miglioramento della vita. Per questo, evoluzionisti come Matt Ridley, che presenta alcuni di questi dati nel libro «The Rational Optimist», (Harper Collins), di prossima pubblicazione in Italia da Rizzoli, invitano a guardare con ragionevole ottimismo al futuro.