Il Novecento è finito ormai da 16 anni, ma i cambiamenti che ha introdotto nella storia dell’umanità plasmano ancora la nostra vita quotidiana. Guardiamo la televisione, usiamo i cellulari e il web, lavoriamo al computer, ci curiamo con gli antibiotici, usiamo energia ricavata dall’atomo, guardiamo gli astronauti compiere viaggi nello spazio. D’altronde, il ‘900 è stato un secolo di grandi e prodigiose scoperte.
A voler essere precisi, l’epoca delle innovazioni travalica un singolo secolo e si pone a cavallo tra ‘800 e ‘900, all’incirca tra il 1870 e la Seconda guerra mondiale. È in quella lunga fase che la scienza subì la sua seconda, grande rivoluzione.
È in quella fase che – molto più che altre volte – le scoperte trovarono una precisa applicazione pratica. È in quella fase che, forse per la prima volta, gli scienziati divennero eroi anche per la gente comune, perché ne migliorarono le condizioni di vita. Ma, limitandoci per ora solo al ‘900, quali sono state le scoperte più importanti del secolo?
Indice
La relatività di Einstein
La rivoluzione nella fisica
Dal punto di vista delle scoperte e della fisica, il secolo si aprì nel migliore dei modi. Nel 1905 Albert Einstein visse il suo cosiddetto annus mirabilis, pubblicando tre articoli fondamentali per la storia della sua disciplina. Il primo riguardava il concetto di quanto e l’effetto fotoelettrico.
Il secondo si concentrava sul moto browniano. Il terzo espose la teoria della relatività ristretta. Una teoria, quest’ultima, che colpì l’immaginario degli scienziati ma anche della gente comune, e che fu completata dieci anni dopo con l’elaborazione della teoria della relatività generale.
Con la prima di queste elaborazioni teoriche Einstein propose una soluzione al problema del far conciliare la relatività galileiana con le equazioni delle onde elettromagnetiche.
Il punto di partenza erano due postulati: che le leggi della meccanica, dell’elettromagnetismo e dell’ottica fossero le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali e che la luce si propagasse nel vuoto a velocità costante.
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Le conseguenze furono varie. Da un lato, il tempo perdeva definitivamente il suo valore assoluto, variando a seconda delle velocità. Dall’altro, si stabiliva l’equivalenza tra massa ed energia nella celebre formula E=mc². Con la relatività generale, infine, ridefiniva l’interazione gravitazionale con la nuova visione dello spazio-tempo.
2. La penicillina
Il primo antibiotico scoperto da Alexander Fleming
Se la rivoluzione einsteiniana fu sconvolgente dal punto di vista teorico, quella operata da Alexander Fleming nel 1928 fu straordinaria soprattutto per le sue applicazioni pratiche. Lo studioso britannico aveva già scoperto, nei primi anni ’20, l’enzima lisozima, che aveva capacità battericide.
Questo enzima, però, riusciva a distruggere i batteri innocui, ma perdeva efficacia su quelli patogeni. La sua ricerca per trovare un mezzo per contrastare i batteri quindi proseguì fino a quel fatidico 1928. In quell’anno, Fleming notò che una particolare muffa lasciata su una sua capsula di laboratorio aveva dissolto le colonie batteriche.
Era stata così scoperta la penicillina, che Fleming si affrettò a presentare al Medical Research Club, ottenendo però scarsa approvazione. La sua scoperta fu infatti messa subito da parte, perché non ne fu compresa l’efficacia.
Fu la Seconda guerra mondiale, paradossalmente, a dargli una mano, a quasi 15 anni di distanza. Arruolato come patologo di settore, nel 1942 provò a curare un amico affetto da meningite (e dato per spacciato) con la sua penicillina, guarendolo miracolosamente.
Subito la stampa e il governo si interessarono alla cosa, e appena un mese dopo Fleming cedeva gratuitamente il primo antibiotico alle industrie farmaceutiche, per la produzione bellica.
3. Il DNA
Il lungo cammino della genetica
Oggi tutti conosciamo il DNA, e quale peso abbia nell’identità nostra e dei nostri simili. Eppure, all’inizio del Novecento ancora non si sapeva cosa fosse quest’acido nucleico, e quale funzione avesse.
Nel corso del secolo scorso, comunque, una serie di scoperte ha portato gli scienziati a comprendere e analizzare sempre più a fondo il contenitore del nostro corredo genetico.
Il DNA era stato isolato per la prima volta già nel 1869, senza comprenderne la funzione. Nel 1919, poi, il lituano Phoebus Levene aveva scoperto che era composto da base azotata, zucchero e fosfato.
L’articolo del 1953
Fu solo nel 1943, però, che i canadesi Oswald Theodore Avery e Colin Munro MacLeod, assieme all’americano Maclyn McCarty, elaborarono un celebre esperimento che riuscì a dimostrare che il trasporto dell’informazione genetica si doveva proprio al DNA.
Una conferma ancora più decisiva arrivò poi nel 1953, con un esperimento condotto questa volta dai genetisti americani Alfred Hershey e Martha Chase. Infine, la scoperta più nota fu quella fatta registrare sempre nel 1953: sulla rivista Nature comparve l’articolo che proponeva un modello di struttura a doppia elica per il DNA.
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L’articolo era firmato da James Watson e Francis Crick, che avrebbero ricevuto poi il Nobel. In realtà, però, gli esperimenti risolutivi furono condotti dall’inglese Rosalind Franklin, che sarebbe morta meno di dieci anni dopo a causa di un tumore probabilmente provocato dall’esposizione ai raggi X usati nel suo esperimento.
4. Il transistor
Dall’interruttore alla Silicon Valley
Concludiamo con altre due invenzioni dalle forti implicazioni pratiche: il transistor e l’informatica. Il primo è un dispositivo a semiconduttore che è stato usato in una miriade di applicazioni elettroniche a partire dalla metà del Novecento.
Il suo nome deriva dall’unione delle parole inglesi transconductance e varistor ed è stato progettato per la prima volta nel 1925. Il suo autore, il fisico Julius Lilienfeld, però non pubblicò il risultato dei suoi studi, e così il brevetto fu registrato quasi dieci anni dopo, nel 1934, dal tedesco Oskar Heil.
Per ottenere il primo prototipo funzionante si dovette attendere però il 1947, ad opera di tre ricercatori dei laboratori Bell. Ricercatori che rispondevano ai nomi di Walter Brattain, John Bardeen e William Shockley, insigniti nel 1956 del premio Nobel.
All’interno di un circuito elettronico, al transistor spettano in genere due compiti, cioè quello di amplificare un segnale in entrata e di fare da interruttore. Il suo primo utilizzo su vasta scala arrivò nei primi anni ’50, col proliferare delle radio “a transistor”, che resero popolare il nuovo termine.
Proprio in quegli anni, tra l’altro, si cominciò ad utilizzare il silicio come suo principale elemento, dando vita a quella rivoluzione che avrebbe investito tutta l’elettronica di consumo del secondo dopoguerra. Basti pensare che oggi la principale zona di sviluppo tecnologico del mondo, la Silicon Valley, prende il nome proprio da questo elemento.
Lì hanno oggi sede aziende come Hewlett-Packard, Xerox, Apple, Intel, Oracle, Adobe, Google, Yahoo e Facebook, tutte aziende figlie di quella rivoluzione.
5. L’informatica
Alan Turing e gli altri padri della nuova scienza
Se il transistor e i suoi derivati hanno aperto le porte alla microelettronica, c’è però da dire che senza il versante software la Silicon Valley non sarebbe mai diventata ciò che è. E che la scoperta – o l’invenzione, che dir si voglia – che ci sta letteralmente cambiando la vita negli ultimi anni è l’informatica.
La scienza, cioè, che si occupa del trattamento delle informazioni tramite procedure automatizzabili. È ovvio che, se questa è la definizione, il computer è solo una delle molte applicazioni della scienza informatica.
E che l’idea di una scienza che procede per algoritmi è di molto antecedente all’introduzione dei PC che ormai tutti abbiamo in casa.
È però ben difficile individuare una precisa data e un autore di questa invenzione. L’informatica, per come la conosciamo oggi, è il frutto di aggiunte successive, di nuove definizioni e di riformulazioni. Ciononostante è possibile individuarne alcuni “padri putativi”.
I tre più importanti sono stati probabilmente l’americano Vannevar Bush, il britannico Alan Turing e l’ungherese John von Neumann. Al primo si deve l’invenzione di calcolatori analogici per le equazioni differenziali, un importante analizzatore differenziale e il concetto di ipertesto, anticipato già nel 1945.
Turing è famoso per la sua vita e la sua opera di crittografo, ma anche per aver inventato la cosiddetta Macchina di Turing. A lui si deve, infatti, la formalizzazione del concetto di algoritmo e l’idea dell’intelligenza artificiale. Infine von Neumann sviluppò le intuizioni di Turing collaborando alla creazione del primo software.
E voi, quale scoperta scientifica del ‘900 preferite?
