TUTTOSCIENZE 3 febbraio 99


SCIENZE A SCUOLA. LA LEZIONE / ANGELO SPALLANZANI Abate, scienziato e poeta Famose le sue lezioni all'Ateneo di Pavia
AUTORE: BUONCRISTIANI ANNA
PERSONE: SPALLANZANI LAZZARO
NOMI: SPALLANZANI LAZZARO
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA

SE due secoli fa fossero esistiti gli antivivisezionisti, Lazzaro Spallanzani non avrebbe potuto lasciare ai posteri i risultati delle sue ricerche. Sezionò e mutilò lombrichi, salamandre, chiocciole, uccelli e pipistrelli e mise i peggiori marchingegni nei loro stomaci. Nato a Scandiano, in quel di Reggio Emilia, nel 1729, fu avviato agli studi di giurisprudenza a Bologna, dove conobbe una cugina. Questa, appassionata delle scienze fisiche, per i suoi meriti aveva ottenuto un insegnamento all'Archiginnasio, una rarità per una donna di quei tempi. Il suo salotto era frequentato da molti studiosi, soprattutto matematici e naturalisti. Lo Spallanzani si appassionò alle loro materie. Abbandonò la giurisprudenza e si dedicò alle scienze contro il desiderio del padre, che lo voleva avvocato, ma non trascurò le lettere, tanto che di lui ci sono stati tramandati un carme latino con un epigramma greco, e un ditirambo in elogio dei vini di Scandiano. E' curioso che un secolo prima Francesco Redi, che aveva negato la generazione spontanea, ne avesse scritto uno dedicato ai vini toscani. Forse già questa era una premonizione degli studi che poi intraprese lo scienziato di Scandiano? Divenuto nel frattempo abate, lo Spallanzani insegnò a Reggio logica, metafisica e greco nel Collegio, l'antico seminario, e in seguito anche fisica e matematica nella neonata università. Nel 1763 si trasferì a Modena, dove insegnò greco e matematica al Collegio S. Carlo, e fisica e filosofia nell'ateneo. In quel periodo cominciò a studiare sperimentalmente la generazione spontanea, entrando in polemica con l'inglese Needham e col francese Buffon, convinti assertori di quella teoria. Per un decennio ripeté esperimenti nelle condizioni più varie; capì che nelle infusioni del Needham trattate col calore si sviluppavano animaletti "dal nulla" perché la temperatura era inferiore a quella dell'ebollizione: solo con quest'ultima si era certi di ottenere l'uccisione di tutte le forme viventi. Inoltre l'inglese non sigillava bene i recipienti, per cui l'aria esterna contaminava i liquidi in essi contenuti. Se gli esperimenti erano fatti in recipienti bolliti e ben sigillati gli animaletti non si "creavano". Fu questo un duro colpo alla teoria della generazione spontanea: già confutata dal Redi per gli insetti, cadeva ora per gli infusori. Un secolo dopo Pasteur la negò anche per i batteri. Contemporaneamente, lo Spallanzani si dedicò alla circolazione del sangue, dimostrando l'elasticità delle arterie e il ruolo del cuore, e alla ricrescita di parti mutilate negli animali. Si diede a tagliar zampe a rane, lucertole e salamandre, corna alle lumache. Vide che questi organi si riformavano per intero o in parte. Allora alle lumache passò a tagliare la testa. Anch'essa rinasceva, fornendo probabilmente ispirazione a un paio di versi della Chiocciola del Giusti. L'interesse dei contemporanei fu enorme: perfino Voltaire si diede a decapitar lumache. Nel 1768 una commissione di insigni studiosi confermò il gran prodigio. Tra di essi era Lavoisier: un quarto di secolo dopo egli, davanti alla ghigliottina, avrebbe dovuto rimpiangere che non potesse avvenire altrettanto negli esseri umani! La fama non tardò ad arrivare; chiamato da varie università, lo Spallanzani nel 1769 scelse la cattedra di scienze naturali in quella di Pavia, dove rimase il resto della vita. Alle sue lezioni partecipavano moltissimi ascoltatori, alcuni solo per vedere quel modo d'insegnare così coloritamente teatrale per cui era soprannominato il Buffon italiano, con un gioco di parole sul nome dello scienziato francese. A Pavia studiò la respirazione negli animali più vari. Dimostrò che il sangue trasporta l'ossigeno, indispensabile alla loro vita, dai polmoni in tutti i tessuti, dove ogni cellula respira. Si dedicò anche alla digestione, mettendo in evidenza il ruolo del succo gastrico, grazie a studi su moltissimi animali e perfino su se stesso. Praticò la fecondazione artificiale su rane e cani, dimostrò la natura animale dei coralli. Si occupo' di pipistrelli (osservando la loro capacità di orientarsi ed evitare ostacoli), delle migrazioni delle anguille e delle rondini, dell'elettricità nelle torpedini, di fossili e di geologia. Fu il primo a usare il microscopio nello studio di sezioni sottili di rocce. Negli Appennini fece ricerche sul gas naturale del sottosuolo (metano) consigliandolo come combustibile. Visitò molti vulcani, scendendovi addirittura dentro. A Pavia fu accusato ingiustamente di aver portato a casa propria campioni dal Museo di Storia Naturale. Scagionato, si vendicò con una tremenda beffa a uno dei calunniatori, il naturalista Scopoli: gli fece recapitare un campione accompagnato da una lettera che lo indusse a credere che si trattasse di una nuova specie animale, tanto che l'incauto ne diede notizia alla Società Reale di Londra. Quando si scoprì che non era altro che l'esofago di un pulcino, lo Scopoli si accorò tanto da morirne. Gli ultimi anni di vita dello Spallanzani non furono felici: Pavia passò in mano ai Francesi, con dolore dello scienziato, amico dei governatori austriaci. Inoltre per anni soffrì di un'infezione cronica alla vescica: questa, per sua volontà, dopo la morte (12 febbraio 1799), fu donata al Museo di Anatomia patologica di Pavia, dove è conservata. Da segnalare, infine, che nei giorni 11, 12 e 13 febbraio si terrà proprio a Scandiano (nel cinema Boiardo), un convegno dedicato allo scienziato. Informazioni: 059-366.188. Anna Buoncristiani


SCIENZE A SCUOLA. SCIENZA A CASA Bere il té pensando alla chimica
Autore: CAGNOTTI MARCO

ARGOMENTI: CHIMICA
LUOGHI: ITALIA

LA leggenda vuole che la caduta di un fiore nella tazza piena di acqua bollente di un imperatore cinese sia all'origine dell'abitudine di bere il té. Oggi la scienza ci consente di capire con precisione cosa succede quando prepariamo il té. La fragranza che emana dall'infusione è dovuta a più di 500 diverse molecole volatili contenute nelle foglie che lasciano la soluzione e si librano nell'aria. Molte di esse sono tipiche anche di aromi floreali come la rosa e la lavanda. Qualità di té particolarmente rinomate e ricercate, come l'indiana Darjeeling, possono contenere fino a 5 volte più aromi floreali dei té più comuni. Prima di essere essiccate, le foglie devono essere schiacciate, sbriciolate e lasciate fermentare almeno per qualche ora. Il colore caratteristico dell'infusione è dovuto ad alcuni pigmenti scuri che, nel corso della fermentazione, derivano dall'azione dell'enzima polifenolossidasi sulle sostanze fenoliche. Questi pigmenti sono debolmente acidi, e il colore della bevanda è dovuto ai loro ioni negativi sciolti nell'acqua. Il té verde assume una tinta caratteristica perché un'esposizione preliminare delle foglioline provoca la distruzione dell'enzima e blocca i pigmenti. Chi ama il té con il limone avrà osservato come farne cadere anche solo poche gocce nella bevanda faccia cambiare il suo colore: gli ioni positivi liberati in quantità dal limone neutralizzano quelli negativi dei pigmenti, e fanno sbiadire il colore. Dopo aver lasciato le foglioline in infusione per alcuni minuti leviamo il colino. Capita spesso che alcune foglioline rimangano nell'acqua, e girando il cucchiaino per sciogliere meglio lo zucchero noteremo che si raccolgono al centro della tazza. Succede perché il moto del liquido non è semplicemente rotatorio, ma risente di correnti dirette radialmente provocate dalle differenze di pressione nel recipiente. In effetti le molecole, per ruotare, devono subire una forza centripeta, causata da una diversa pressione all'esterno e nel centro. Sul fondo però la rotazione è più lenta per via dell'attrito con la tazza, e quindi la differenza di pressione è inferiore a quella nei pressi della superficie. Si innescano così le correnti secondarie, che nella regione centrale portano l'acqua in superficie, la fanno allontanare verso il bordo, poi scorrere verso il basso lungo la parete e infine tornare al punto di partenza. In queste correnti sono trascinate anche le foglioline di té che tuttavia, essendo più pesanti nell'acqua, una volta raggiunto il centro del recipiente, sul fondo, vengono lasciate indietro e lì rimangono. Lo stesso fenomeno è all'origine delle anse dei fiumi: basta un piccolo ostacolo per creare una leggera curva, nella quale ci sarà una differenza di pressione fra il lato esterno e quello interno, differenza che sarà maggiore in superficie e minore sul fondo. Si stabiliranno così correnti convettive che eroderanno di più il bordo esterno, accentuando gradualmente la sinuosità. Marco Cagnotti


SCIENZE FISICHE. ARCHITETTURA Città di Le Corbusier o di Utopia? Chandigarh, in India, a mezzo secolo dal progetto
Autore: RATTI CARLO

ARGOMENTI: ARCHITETTURA, PROGETTO, URBANISTICA
NOMI: ALEXANDER CHRISTOPHER, JENCKS CHARLES
LUOGHI: ITALIA, ASIA, INDIA, CHANDIGARH

HO progettato Chandigarh, la capitale del Punjab, una città completamente nuova su un pianoro ai piedi dell'Himalaya. Come architetto ho avuto carta bianca". Così scrisse Le Corbusier, probabilmente il più celebre (e controverso) architetto del Novecento. Non un incarico qualsiasi, come la costruzione di una tavernetta o la ristrutturazione di una mansarda. Ma il progetto di una città per 500 mila abitanti: il sogno di ogni professionista. I primi contatti con il governo del Punjab tuttavia non furono facili. Lo Stato indiano era alla ricerca di una nuova capitale dopo l'annessione della città di Lahore al Pakistan nel 1947. Ma disponeva di risorse limitate. Tanto che Le Corbusier, indispettito dal modesto compenso prospettatogli (poco più di un rimborso spese), sentenziò: "L'India possiede il tesoro di una ricca cultura, ma i suoi forzieri sono vuoti". Dal canto loro due funzionari indiani si recarono a visitare le opere del Maestro. Tra cui l'Unité d'Habitation di Marsiglia, indiscusso capolavoro del "Brutalismo". E davanti a 17 piani in calcestruzzo a vista esclamarono sconcertati: " Se quest'uomo costruisce cose del genere, meglio lasciar perdere". Invece trovarono un accordo. Grazie soprattutto all'entusiasmo di Nehru, primo ministro indiano all'inizio degli Anni Cinquanta, deciso a rilanciare il Paese liberandolo dai condizionamenti coloniali del passato. Ed a assecondare il modernismo radicale di Le Corbusier. Chi meglio dell'irruente architetto francese avrebbe potuto dare forma all'"Esprit Nouveau" (titolo della rivista fondata da Le Corbusier e Ozenfant nel 1920) della "nuova India"? Il piano regolatore di Chandigarh fu varato nel 1951, i cantieri iniziarono subito dopo. Le Corbusier concepì la città come un grande organismo. A Nord, proiettato verso l'Himalaya, si trova il Capitol (Campidoglio), centro dell'amministrazione e del potere. E' composto dal Parlamento, dalla Corte di Giustizia e dal Segretariato, edifici monumentali con una forte carica simbolica. In un certo senso la " testa" della città. Il "corpo" urbano si sviluppa invece verso Sud ed è organizzato in 30 settori, grandi isolati di 800 per 1200 metri (le dimensioni seguono il Modulor, un sistema di proporzioni brevettato da Le Corbusier e basato sul numero d'oro). Ciascuno di questi costituisce un'unità indipendente ad uso misto (abitazioni, negozi, scuole ecc.) ed è circondato da una fascia verde. Così come l'intera città è separata dal territorio circostante da un giro di parchi e aree protette. La rete stradale è gerarchica e segue il celebre sistema delle 7 V (7 voies). V1 sono gli assi di grande traffico, di importanza regionale. V7 i percorsi ciclabili e pedonali che, come in un grande organismo vivente, assicurano la distribuzione capillare dei cittadini fino all'interno delle abitazioni. Come scrisse Le Corbusier nel 1923: "Un progetto dispone organi secondo un ordine, creando così un organismo. Biologia! La grande novità dell'architettura e dell'urbanistica!". Fino a che punto funziona questo organismo? A cinquant'anni dall'ideazione della città ne hanno discusso qualche settimana fa a Chandigarh politici, docenti universitari, studenti, urbanisti e alcuni tra i maggiori protagonisti dell'architettura contemporanea. Narayanan, il presidente dell'India, ha difeso l'opera di Le Corbusier. " Chandigarh è la migliore città indiana per qualità della vita", ha dichiarato aprendo i lavori del convegno. E se avete visitato i sobborghi polverosi di Delhi o le baraccopoli di Calcutta e Bombay non potete dargli torto. In molti però si sono chiesti se sia lecito progettare in astratto una città come Chandigarh (o Brasilia, di pochi anni posteriore). Non dovrebbero essere piuttosto i cittadini, con un moto spontaneo, a guidare i processi di urbanizzazione? E' questa per esempio la tesi di Christopher Alexander, professore all'Università di Berkeley: "La storia recente dell'architettura e dell'urbanistica dà l'impressione erronea che solo architetti e pianificatori siano in grado di progettare una città. Gli ultimi due o tremila anni di storia dell'uomo dimostrano il contrario. Molti degli insediamenti più straordinari, oggi fotografati avidamente dagli architetti, non sono stati progettati dai tecnici ma dalla gente comune". Dal basso, con un lento processo accumulativo. Gli architetti, pensando la città come un organismo compiuto, rischiano di dimenticare aspetti fondamentali. Le Corbusier progettò Chandigarh per 500 mila persone e la delimitò con una grande fascia verde. Oggi la popolazione è quasi raddoppiata e l'amministrazione del Punjab non sa cosa fare. Anche il sistema stradale delle V7, estremamente soddisfacente dal punto di vista intellettuale, non si adatta al traffico indiano. I viali e le veloci giratorie sono invasi da pedoni, biciclette, risciò e - immancabilmente - dalle mucche. Come ha scritto Charles Jencks, professore alla Ucla, "è questa la tragedia di Chandigarh: una città costruita per l'automobile in un Paese in cui a molti manca ancora la bicicletta". Successo o fallimento, allora? Forse, a cinquant'anni di distanza, sono ancora valide le parole del primo ministro Neh ru: "Molti discutono di Chandigarh; ad alcuni la città piace, ad altri no. E' il più grande esempio in India di architettura sperimentale. E' un po' come ricevere un colpo in testa e iniziare a pensare. Magari lì per lì restate un po' storditi, ma avete cominciato a pensare; e se c'è qualcosa di cui l'India ha bisogno in molti settori è proprio ricevere un colpo in testa e cominciare a pensare.". Carlo Ratti Università di Cambridge, UK


IN BREVE Con "Oasis" video sulle Eolie
ARGOMENTI: ECOLOGIA, EDITORIA
ORGANIZZAZIONI: OASIS
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA

Con il numero di "Oasis" ora in edicola i lettori troveranno una videocassetta sulla splendida natura delle isole Eolie. Tra i servizi del mensile, il principale è dedicato ai giaguari.


IN BREVE Dinosauri caldi e freddi
ARGOMENTI: PALEONTOLOGIA
ORGANIZZAZIONI: SCIENCE
LUOGHI: ITALIA

Su Science un gruppo di ricercatori italiani e statunitensi annuncia nuove importanti conoscenze sui dinosauri: in essi il fegato, agendo sul diaframma, funzionava da pistone migliorando l'efficienza respiratoria. Il loro metabolismo, di conseguenza, differiva sia da quello dei rettili attuali sia quello degli uccelli e dei mammiferi.


IN BREVE Il peso delle idee
ARGOMENTI: METROLOGIA
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA, CAMPOGALLIANO, (MO)

Sul tema riciclaggio, il Museo della Bilancia (Campogalliano, Modena) bandisce la quarta edizione del concorso "Il peso delle idee" destinato alle classi quarta e quinta delle elementari, alle medie inferiori e alle superiori. Tel. 059-52.71.33.


L'aereo dei Wright in fotocopia Il primo volo, del 1903, simulato alla Nasa
Autore: BONANNI AMERICO

ARGOMENTI: TRASPORTI, AEREI
NOMI: WRIGHT ORVILLE, WRIGHT WILBUR, HAWK KITTY
ORGANIZZAZIONI: NASA
LUOGHI: ITALIA, AMERICA, USA, CALIFORNIA

FINO ad oggi la galleria del vento del centro di ricerche Ames della Nasa, in California, è servita per realizzare le più veloci e sofisticate macchine volanti mai costruite. Ma ora i tecnici affrontano un compito forse più difficile: riprodurre il volo del primo aereo della storia, quello dei fratelli Wright. Si tratta di provare un delicatissimo intreccio di legno e tela, mosso da un piccolo motore, che tra 4 anni dovrà volare a 48 chilometri all'ora per 12 secondi. Proprio ciò che Orville e Wilbur Wright riuscirono a fare il 17 dicembre 1903 con il loro velivolo. Il "Progetto Wright flyer 1903", portato avanti dalla sezione di Los Angeles dell'Istituto americano di aeronautica e astronautica (Aiaa), è partito nel 1979, quando un gruppo di circa trenta persone (tra le quali ingegneri e tecnici aeronautici di altissimo livello) ha cominciato a spendere gran parte del proprio tempo libero per progettare e costruire il fragile apparecchio che il 17 dicembre 2003 celebrerà il centenario del primo volo a motore della storia. Il pilota sarà Fred Culick, 63 anni, professore di aeronautica nel California Institute of Technology. "Secondo me - dice Culick - la nostra è la copia più fedele: perché il nostro obiettivo non è fare qualcosa di spettacolare, ma riprodurre con esattezza il volo dei fratelli Wright". Le ricerche storiche si sono basate sui disegni realizzati nel 1953 dallo Smithsonian Institute, dove è conservato il velivolo originale. Poi è venuto il lungo lavoro di progettazione e di reperimento dei materiali, nel quale i promotori sono stati aiutati da donazioni private per un valore di centomila dollari. Infine, per aumentare la sicurezza, il team del Wright flyer 1903 ha deciso di provare il velivolo in una galleria del vento, dove è possibile riprodurre le condizioni del volo reale su un apparecchio fermo. Poiché le prove dovevano essere eseguite non su un modellino, ma sull'aereo a grandezza naturale, i costruttori si sono rivolti alla Nasa, l'unica in America ad avere gallerie così grandi. Ora un Wright flyer disegnato specificamente per la simulazione si trova in un hangar del centro aerospaziale Ames, dove ha appena superato due settimane di test. Intanto è già iniziata la costruzione del modello destinato a volare sul serio. "La necessità di aumentare la sicurezza - dice ancora il pilota - ci ha spinti ad apportare alcune modifiche rispetto a quello dei fratelli Wright: oltre al motore, molto diverso dall'originale, abbiamo aumentato la stabilità generale. Inoltre nella versione del 1903 il pilota controllava l'aereo con dei movimenti del suo corpo, mentre noi lo faremo con una manopola". Culick si troverà sdraiato a pancia in giù sull'ala inferiore di un fragile biplano di legno e tela di cotone, la stessa precaria situazione in cui si trovò il primo pilota della storia. Ma è tranquillo: "Sarei preoccupato se non conoscessi così bene questa macchina. Ma le prove nella galleria del vento, e i test di volo reale che effettueremo ci daranno tutte le risposte di cui abbiamo bisogno per arrivare al 2003 con un velivolo sicuro". L'idea, naturalmente, è di farlo volare a Kitty Hawk, nella Carolina del Nord, nello stesso punto in cui cominciò l'avventura aeronautica. Nella lunga storia delle repliche del primo aereo dei Wright c'è da ricordare un risultato italiano, quello di Giancarlo Zanardo, di Conegliano Veneto. Dal 1991 ad oggi Zanardo ha volato diverse volte con una copia costruita interamente da lui: questa è oggi l'unica replica volante in perfetta efficienza. Americo Bonanni


SCIENZE FISICHE. OSSERVATORIO AMERICANO L'universo accelera, svolta in cosmologia Alla ricerca di prove sperimentali per la teoria del Big Bang inflattivo
Autore: LUCENTINI MAURO

ARGOMENTI: FISICA, ASTRONOMIA
NOMI: HAWKING STEVEN, GUTH ALAN
ORGANIZZAZIONI: UNIVERSITA' DI CHICAGO, FERMI NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY
LUOGHI: ITALIA, AMERICA, USA, ILLINOIS, CHICAGO

UN bilancio delle ipotesi sulla nascita e sul destino dell'universo alla luce delle ultime osservazioni è in corso in questi giorni all'Università di Chicago. La conferenza, presenti 14 dei maggiori cosmologi mondiali tra cui l'inglese Steven Haw-king e l'americano Alan Guth, è dedicata alla "teoria dell'inflazione", proposta 15 anni fa da Guth, l'unica che finora abbia fornito un quadro matematicamente inappuntabile dell'evoluzione dell'universo a partire dal Big Bang. Il problema è che la teoria non ha ancora conferma sperimentale. Ma negli ultimi mesi studiosi americani e inglesi hanno scoperto indizi che sembrerebbero suffragarla, e la scoperta più importante è avvenuta quest'anno, quando con l'aiuto del telescopio orbitante Hubble e di altri strumenti si è riscontrata nell'universo una misteriosa "forza repulsiva" che ha l'effetto di accelerare, anziché rallentare, l'espansione del cosmo. Scopo dell'incontro di Chicago è mettere insieme tutti i nuovi indizi e fare il punto della situazione, su cui poi basare i nuovi dati che la proliferazione degli strumenti e delle osservazioni spaziali, nonché l'inaugurazione di nuovi colossali telescopi al suolo, produrranno nel prossimo futuro. La teoria dell'inflazione afferma che immediatamente dopo il Big Bang l'espansione dell'universo assunse una velocità esponenziale, immensamente superiore a quella deducibile oggi dall'osservazione dello spettro luminoso delle galassie. Incominciata come fluttuazione quantistica al livello sub- atomico, l'espansione dovrebbe aver lasciato traccia nello sfondo di radiazione a micro-onde che pervade l'universo dal tempo del Big Bang, sotto forma di infinitesime variazioni di temperatura da un punto all'altro della volta celeste. Variazioni dell'ordine di milionesimi di grado sono appunto tra le ultime evidenze raccolte. Se la teoria è giusta, essa conduce ad un universo "piatto", non cioè destinato a ripiegarsi su se stesso per effetto della forza gravitazionale. La conferenza avviene nel quadro di un "Progetto Millennio" con cui la città di Chicago tenterà, attraverso manifestazioni scientifiche che si protrarranno per tutto il 1999, una riflessione sull'intero corso del pensiero scientifico nel primo millennio. E' promossa oltreché dall'Università, che è tra le più illustri d'America, dal Fermi National Accelerator Laboratory e dal celebre Planetario Adler di Chicago. Presso quest'ultimo si aprirà anche, tra breve, una speciale galleria delle scienze fisiche dedicata, dice un comunicato, "alla nostra comprensione dell'universo da Copernico fino alla teoria dell'inflazione". Dati sperimentali sull'inflazione cosmica e sulla materia invisibile (dark matter) che secondo le più recenti ipotesi costituisce la parte di gran lunga maggiore delle componenti dell'universo sono pervenuti finora, oltre che dalle osservazioni astronomiche e dai satelliti, da studi della radiazione a micro- onde condotti da posti d'osservazione in Antartide e dal lancio di palloni sonda dal Polo Sud. Nuovi dati, forse decisivi, sono attesi da due satelliti che andranno presto in orbita: il Microwave Anisotrope Probe della Nasa, che sarà lanciato nel 2000, e il Planck Surveyor progettato per il 2007 dall'Agenzia spaziale europea. Mauro Lucentini


SCIENZE DELLA VITA. LA MEMBRANA CHE RIVESTE I VASI SANGUIGNI Le mille funzioni dell'endotelio Le sue cellule preziose per la terapia genica
Autore: DI AICHELBURG ULRICO

ARGOMENTI: GENETICA, BIOLOGIA
NOMI: VANE JOHN, FURCHGOTT ROBERT
LUOGHI: ITALIA
TABELLE: T. I Nobel della circolazione

L'ENDOTELIO è la sottile membrana costituita da un unico strato di cellule appiattite formante il rivestimento interno dei canali - arterie e vene, i cosiddetti "vasi sanguigni" - entro i quali scorre il sangue. Tutto qui, ma l'importanza biologica è eccezionale: da qualche tempo l'esplorazione dell'endotelio occupa uno dei primi posti nella ricerca. L'endotelio non è soltanto un tappeto, con un'estensione pari a quella d'un campo di calcio, ma nella sua posizione strategica partecipa a tutti gli scambi reciproci di cellule e molecole fra il sangue ed i tessuti, sì che possiamo considerarlo un vero e proprio organo. Nel 1982 il Nobel fu assegnato a sir John Vane per la scoperta della prostaciclina, un prodotto dell'endotelio che dilata i vasi sanguigni e inibisce la coagulazione (o trombosi). Nello stesso anno l'americano Robert Furchgott (ha avuto il Nobel nello scorso ottobre) scoprì un altro prodotto dell'endotelio dilatante i vasi sanguigni, e lo battezzò Edrf (Endothelium-derived relaxing Factor). Nel 1987 Salvador Moncada (Honduras) precisò che si trattava d'una sostanza gassosa, il monossido di azoto o NO, la "molecola degli Anni 90" come fu definita. L'NO è infatti una molecola per molti versi unica, un messaggero gassoso (era la prima volta che si conosceva un fatto del genere) di ordini e contrordini nel sistema circolatorio nonché nel sistema nervoso ed in altri distretti, come risulta da ricerche in decine di laboratori in tutto il mondo. Via via si è visto che l'endotelio controlla la permeabilità ed il tono dei vasi sanguigni dilatandoli e restringendoli secondo le necessità, garantisce la fluidità del sangue e combatte le trombosi, partecipa a tutte le tappe dell'emostasi (arresto delle emorragie), regola il traffico dei leucociti nei tessuti aggrediti da fattori lesivi. Ancora l'endotelio controlla l'angiogenesi, ossia la generazione di nuovi vasi sanguigni (dal greco Angeion, vaso) indispensabile in molti processi fisiologici. In sostanza, in linea generale l'endotelio è essenziale per l'omeostasi, la facoltà dell'organismo di autoregolarsi, di mantenere un equilibrio interno stabile nonostante il continuo variare delle condizioni esterne. Esso partecipa a molte situazioni patologiche quali l'ipertensione, l'aterosclerosi, l'insufficienza cardiaca, le malattie emorragiche, le infiammazioni, il diabete, nonché, a quanto sembra, alla patogenesi di infezioni quali le rickettsiosi (febbre Q, tifo petecchiale, tifo murino ecc.), la malaria, l'Aids. Il sarcoma di Kaposi è un tumore vascolare caratterizzato da una trasformazione delle cellule endoteliali con angiogenesi. La malattia di Willebrand, una forma emorragica costituzionale, è conseguenza d'un deficit di vWF (von Willebrand Factor), una glicoproteina sintetizzata dall'endotelio, fondamentale per bloccare le emorragie. Sempre maggiore è il convincimento che sfruttare le funzioni dell'endotelio possa portare ad applicazioni terapeutiche di fondamentale importanza. Basti pensare che i medicamenti che bloccano la produzione dell'angiotensina II da parte dell'endotelio hanno trasformato la cura dell'ipertensione e dell'insufficienza cardiaca; che uno dei farmaci più utilizzati nel trattamento dell'infarto perché solvente dei trombi proviene dal TPA (Tissue Plasminogen Activator) prodotto dall'endotelio; che l'aspirina ha proprietà anti-trombi in quanto favorisce la formazione di prostaciclina da parte dell'endotelio; che la trinitrina, famoso farmaco ormai secolare contro l'angina pectoris, agisce liberando NO, la molecola prodotta dall'endotelio come abbiamo ricordato sopra. Stimolare l'angiogenesi è una strategia promettente nelle malattie ischemiche (insufficiente apporto di sangue) interessanti principalmente il cuore e gli arti inferiori: le speranze attuali si basano su Vegf e bFGF, due fattori che promuovono la moltiplicazione delle cellule endoteliali. Dell'angiogenesi si parla molto oggi anche a proposito della terapia dei tumori studiata da Judah Folkman, consistente nell'inibire l'angiogenesi bloccando così l'approvvigionamento sanguigno necessario per la crescita e le metastasi tumorali. Nell'attuale era della terapia genica, della terapia cellulare e dei biomateriali, le cellule endoteliali hanno una collocazione di scelta. Tappezzare le protesi vascolari e cardiache con cellule endoteliali per migliorarne la biocompatibilità non è più un sogno; manipolare il TPA e ricoprirne gli stents (piccole e sottili reti metalliche) impiantati per mantenere dilatate le coronarie non è più soltanto limitato alla sperimentazione negli animali; fare moltiplicare le cellule endoteliali in coltura per reimpiantarle dopo aver adattato i loro geni è oggetto di ricerca di parecchi centri di biotecnologia. Ulrico di Aichelburg


IN BREVE Materiale sempre asettico
ARGOMENTI: CHIMICA
ORGANIZZAZIONI: DUPONT
LUOGHI: ITALIA

La DuPont ha messo a punto un nuovo materiale chiamato Corian (R) AB progettato per ricoprire superfici solide che devono mantenersi asettiche. Il Corian contiene un agente antibatterico che permette di mantenere una perfetta igiene in ospedali e laboratori.


SCIENZE FISICHE Nella rete "Telema": forse le megalopoli lasceranno il posto a una vita paesana ma con una cultura planetaria
Autore: BIANUCCI PIERO

ARGOMENTI: ARCHITETTURA, PROGETTO, URBANISTICA
NOMI: COSTA LUCIO, NIEMEYER OSCAR, PIANO RENZO, CONTU IGNAZIO, ZEVI BRUNO, DEL GIUDICE DANIELE
LUOGHI: ITALIA

DA un miliardo di uomini agli imminenti sei miliardi, il nostro è stato il secolo dell'esplosione demografica e dell'urbanesimo. In Europa come in Asia, in America come in Africa, la popolazione delle città è esplosa. Risultato: megalopoli dalle immense periferie (dove, mancando un centro, anche la parola periferia diventa impropria), città storiche in crisi, perdita di identità dei luoghi urbani e di chi vi abita in affollata solitudine. E questo è il disastro creato da "caso e necessità", rubando l'espressione che Monod applicò all'evoluzione biologica. Ma anche dove il progetto c'è stato - la Brasilia di Lucio Costa e Oscar Niemeyer, o la Chandrigarh di Le Corbusier, trattata qui accanto - le cose non sono andate meglio. Si direbbe che la macrodimensione organizzativa della società moderna sia inconciliabile con la microdimensione della persona. Ora però è all'orizzonte un'inversione di tendenza: se il Novecento si lascia alle spalle le brutture di Giacarta, Città del Messico, Bombay, Lagos, il prossimo potrebbe essere il secolo che, grazie alle tecnologie telematiche, riporta a un ambiente paesano, coniugato però con una cultura planetaria. In fondo, oggi, rispetto alla metropoli virtuale di Internet, anche Los Angeles ci sembra un borgo di provincia. Il tema è al centro dell'ultimo numero monografico di "Telè ma", la rivista della Fondazione Ugo Bordoni diretta da Ignazio Contu. I contributi offrono le prospettive più varie. Cesare De Seta sostiene che non saranno i dati sulla popolazione o sulla produzione a indicare il nuovo modello di città ma la capacità di imporre una cultura. Bruno Zevi vede nel computer uno strumento di libertà quasi totale per l'architetto e l'urbanista. Renzo Piano, pur apprezzando le tecnologie informatiche, rivendica la priorità assoluta dell'Idea. Daniele Del Giudice vede le città virtuali della telematica come l'evoluzione delle città utopiche di Platone, Tommaso Campanella e Thomas More. Gerhard Schmitt mette l'accento sulla smaterializzazione indotta dall'elettronica, che giunge ormai a smaterializzare anche i luoghi fisici. Ciò che si intravede all'orizzonte è un nuovo medioevo fatto di borghi arroccati ai margini del mondo, ma capillarmente interconnessi da fibre ottiche e satelliti. La società del 2000 potrebbe avere una qualità della vita paesana e una mentalità cosmopolita immersa in un eterno presente, perché le telecomunicazioni hanno cancellato i fusi orari e dato al mondo la contemporaneità. E speriamo che abbia ragione Derrick de Kerckhove, l'erede di McLuhan, quando parla di una " intelligenza connettiva" che segna un salto di qualità rispetto all'intelligenza individuale. Piero Bianucci


SCIENZE A SCUOLA. L'ESPERIMENTO / LA PRESSIONE NEI FLUIDI Palloncini, pezzi di legno, una moneta Tre nuove dimostrazioni di fisica con materiali semplici
Autore: MAINA EZIO

ARGOMENTI: FISICA, DIDATTICA
LUOGHI: ITALIA
TABELLE: D.

IN un articolo precedente si è dimostrato che la pressione all'interno di un fluido diminuisce all'aumentare della velocità. Oggi vi proponiamo tre nuove dimostrazioni di questo principio. Sono esperimenti molto semplici, che richiedono tempi minimi di preparazione e utilizzano materiali estremamente comuni. Primo esperimento. Occorrente: due palloncini due pezzi di spago Esecuzione: gonfiate i palloncini e appendeteli agli spaghi in modo che siano alla stessa altezza e che fra di loro ci sia una distanza di circa cinque centimetri. Soffiate nello spazio fra i due palloncini da una distanza di una ventina di centimetri. I due palloncini si avvicineranno fra di loro. Secondo esperimento. Occorrente: un bicchiere piuttosto grande una moneta da dieci lire una matita Esecuzione: coricate sul tavolo il bicchiere appoggiandone il bordo sopra la matita in modo da lasciare circa un centimetro fra la superficie del tavolo e il bordo del bicchiere. Disponete la moneta sul tavolo, di fronte al bicchiere, a circa cinque centimetri dal suo bordo. Tenendo il viso a una diecina di centimetri di distanza, soffiate energicamente verso la faccia superiore della moneta. Questa salterà dentro il bicchiere. Potete presentare questa dimostrazione come una sfida ai vostri amici. Dopo aver disposto sul tavolo il bicchiere e la moneta, sfidateli a far entrare la moneta dentro il contenitore senza toc care nè la moneta nè il bicchiere. Terzo esperimento. Occorrente: una pallina da ping-pong un pezzo di spago il getto d'acqua di un rubinetto Esecuzione: assicurate la pallina da ping-pong ad una estremità dello spago con un pezzetto di nastro adesivo. Reggendo in mano l'altra estremità del filo avvicinate lentamente la pallina al getto d'acqua. Quando la distanza si riduce a qualche millimetro la pallina viene attratta dal getto. Potete anche allontanare la mano in modo che aumenti l'angolo fra il filo e il getto d'acqua senza che la pallina si stacchi. L'aria che circonda il getto viene trascinata dal liquido e messa in moto verso il basso. La differenza di pressione fra l'aria in movimento su un lato della pallina e l'aria immobile su quello opposto spinge la pallina verso il getto d'acqua. Ezio Maina Università di Torino


SCIENZE DELLA VITA. L'ITTIOSAURO DI PELLESTRINA Predatore fossile Vecchio di 150 milioni di anni
Autore: FABRIS FRANCA

ARGOMENTI: PALEONTOLOGIA
NOMI: REGGIANI PAOLO, BIZZARRINI FABRIZIO, TONIOLO ALESSANDRA
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA, PELLESTRINA, (VE)

E' un ittiosauro e non un coccodrillo, come si era ipotizzato in un primo tempo, il fossile trovato lo scorso anno a Pellestrina e ora conservato nel Museo Civico della Laguna Sud di Chioggia, a pochi chilometri da Venezia. Si tratta di un reperto rarissimo in Italia, dice Paolo Reggiani, paleontologo restauratore dell'Università di Padova. Un corpo dalla forma idrodinamica, simile ad un delfino, che gli consentiva un nuoto veloce, con una muscolatura adatta allo scatto. Solo la coda è verticale, come quella di uno squalo e non orizzontale come nei cetacei. Questo rettile, i cui resti fossili sono racchiusi in un masso di tre tonnellate, risale a circa 150 milioni di anni fa. Gli ittiosauri misuravano mediamente da uno a otto metri, anche se una specie europea si ritiene potesse raggiungere la lunghezza di 15 metri, dal momento che qualche cranio di questa aveva le dimensioni di due metri. Erano rettili il cui corpo, dal punto di vista morfologico, rappresenta il miglior adattamento acquatico mai realizzato. Avevano un cranio allungato, posteriormente globoso e anteriormente provvisto di un lungo rostro, dotato di numerosi denti conici acuminati, grandi occhi e, nella bocca, denti grandi e aguzzi. Gli arti erano trasformati in pinne pelviche e pettorali con funzione stabilizzante, formate da un elevato numero di falangi e talvolta di dita (iperfalangia e iperdattilia). Predatori avidissimi, si nutrivano di pesci e di cefalopodi, fra cui numerose ammoniti e nautili che sono stati rintracciati nello stomaco dei fossili. Partorivano prole viva, che però si sviluppava nel corpo materno, erano cioè ovovivipari e questo è confermato dal fatto che sono stati trovati, nel famoso giacimento di Holzmaden, in Germania, scheletri di femmine morte durante il parto e con gli embrioni ancora conservati nel ventre. Le numerose ferite riscontrate in costole rotte si ritiene fossero dovute soprattutto alle lotte per la conquista della femmina. In Italia è noto il giacimento di Besano in Lombardia, dove furono rinvenuti rettili che presentavano già caratteri di adattamento acquatico. Gli ittiosauri non furono i primi a tentare il mare; altri prima di loro avevano cercato di affrontarlo, ma furono essi che lo dominarono per oltre 100 milioni di anni e quello degli ittiosauri (sottoclasse ittiopterigi) è il più importante ordine di rettili che abbia mai popolato il mare, dal Triassico medio al Cretaceo. Si estinsero parecchi milioni di anni prima dei dinosauri, probabilmente perché sterminati dagli squali loro predatori. L'ittiosauro ritrovato è stato classificato come Ophthalmosaurus, un ittiosauro del Giurassico superiore, dagli occhi enormi, che conduceva vita notturna. Per saperne di più abbiamo chiesto a Fabrizio Bizzarrini, paleontologo conservatore onorario del Museo di Storia Naturale di Venezia, perché questo ritrovamento è importante. Che cosa ha di eccezionale? "I terreni giurassici e cretacei italiani - spiega Bizzarrini - sono tradizionalmente considerati poveri di resti fossili di Rettili. In particolare la presenza di Ittiosauri del Giurassico italiano era finora nota in due soli reperti di un certo interesse: un frammento di rostro lungo 12 cm rinvenuto nei Lessini nel 1881, di cui fino ad oggi non è stato possibile dare una classificazione attendibile e i resti di colonna vertebrale e di rostro rinvenuti 20 anni fa nel Comune di Genga presso Ancona. Anche di quest'ultimo ritrovamento non è stato possibile fornire una classificazione e una descrizione dettagliata. Di qui l'importanza dell'Ittiosauro di Pellestrina che appare più completo dei precedenti". Quanta parte di questo rettile si pensa di poter recuperare e ricostruire dal masso che lo contiene? "E' stato finora possibile evidenziare le ossa craniche, esclusa l'area occipitale, parte del cinto scapolare, le vertebre della regione cervicale, permettendo così una diagnosi sistematica del reperto all'interno delle Ophthalmosauridae. La località di provenienza poi è particolarmente interessante. Il masso proviene infatti dai livelli di Rosso Ammonitico di Sasso Asiago nell'Altopiano dei Sette Comuni, dove sono stati recentemente rinvenuti anche resti di coccodrilli marini e di pesci". Che risonanza ha avuto nel mondo paleontologico, in genere fra chi s'interessa di questi ritrovamenti, la scoperta? "Non ho ancora pubblicato alcuna nota su questo Rettile. Siamo perciò in una fase in cui domina la curiosità e l'attesa dei dati della ricerca più che una valutazione sulla sua importanza". Come e quando verrà esposto in modo definitivo nel piccolo Museo di Chioggia? Vista l'importanza del reperto, Alessandra Toniolo, direttrice del Museo, ha deciso di esporlo al pubblico appena terminata la prima fase di preparazione. Franca Fabris


SCIENZE DELLA VITA. I DATI DI TORINO Quali le aspettative di vita Cultura più bassa, mortalità più alta
Autore: VALPREDA MARIO

NOMI: COSTA GIUSEPPE, CARDANO MARIO, DEMARIA MORENO
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA, TORINO, (TO)
TABELLE: T. Durata media della vita per sesso, 1970 e 1990

MORTE e malattia discriminano da sempre tra le classi sociali: è una verità documentata in Europa fin dal XVII secolo quando a Ginevra si scoprì che le speranze di vita precipitavano dai 36 anni dei ceti più abbienti ai 18 anni dei poveri e diseredati. Una conferma, piuttosto scontata, arriva poi dall'Inghilterra dell'800, quando la rivoluzione industriale, attirando grandi masse nelle aree urbane, genera nuove condizioni di rischio sanitario: sovraffollamento, patologie occupazionali, inquinamento ambientale, contaminazione delle acque. Ed è la rimozione di questi fattori (salari più elevati, case più igieniche, fognature, miglioramento della rete idrica) la premessa per far progredire in modo straordinario gli indici di mortalità, adulta, materna ed infantile, a dimostrazione del forte impatto sanitario determinato da decisioni prese al di fuori del settore medico. Ma, oggi, con i complessi problemi gestionali che affliggono i sistemi sanitari pubblici e a fronte della sostanziale scomparsa della povertà intesa in senso tradizionale, qual è la situazione? Una risposta arriva da tre studiosi torinesi, l'epidemiologo Giuseppe Costa, il sociologo Mario Cardano e il tecnico informatico Moreno Demaria, che raccogliendo i frutti di 10 anni di ricerche documentano l'evoluzione delle diseguaglianze di salute a Torino. Incrociando i dati socio-demografici con alcuni indici sanitari, i tre studiosi hanno rilevato che il capoluogo piemontese è una città caratterizzata da differenze di mortalità profonde, intense e regolari. Qualsiasi gradino della scala sociale si analizzi si osserva che il livello inferiore presenta un profilo epidemiologico più sfavorevole di quello immediatamente superiore. Ad esempio sulla mortalità della popolazione maschile torinese risultano chiaramente riconoscibili gli effetti del lavoro faticoso: non solo aumento dei decessi per incidenti ed infortuni ma quelli per malattie respiratorie e per patologie, come tumori polmonari e cirrosi, collegate agli stili di vita ma anche e, soprattutto, alle esposizioni negli ambienti di lavoro. La classe che mostra i maggiori eccessi di mortalità generale è quella degli addetti non qualificati che raccoglie le occupazioni accomunate da un basso livello salariale e da situazioni di lavoro dannose per la salute. Ma le diseguaglianze nella mortalità emergono trasversalmente su tutte le dimensioni della struttura sociale esaminata: il rischio di morte è più alto per i meno istruiti, per chi abita in abitazioni meno confortevoli e per chi non ha occupazione stabile. Quest'ultimo dato conferma i risultati di un'indagine svizzera che ha evidenziato come il tasso di patologie di chi ha timore di perdere il posto di lavoro sia superiore del trenta per cento rispetto a chi ha la sicurezza dell'impiego. Analizzando la mortalità generale si osserva un significativo aumento del rischio per i nati nell'area del Nord-Est rispetto ai nati nel Sud e nelle Isole, dove si rilevano protezioni significative per le cause correlate all'alimentazione (tumori del colon retto), al fumo (tumore del polmone) e per le ischemie cardiache. Per le donne invece questo tipo di protezione legata all'area di nascita è più debole. Infine di notevole interesse è l'analisi della mortalità nel primo anno di vita, indicatore di salute di particolare significato perché i neonati sono i membri più vulnerabili di un gruppo sociale e la loro sopravvivenza riflette il livello di attenzione della società verso i più deboli. A Torino il rischio di morte nel primo anno di vita è diminuito considerevolmente negli ultimi 16 anni (da 15,27 a 7,01 per mille nati) ma tutti gli indicatori di mortalità infantile sono negativamente correlati con l'istruzione della madre: all'inizio degli Anni Ottanta i figli di madre con licenza elementare avevano un rischio di morte nel primo anno del 48% superiore a quelle con laurea o diploma. La differenza si riduce al 20% a metà degli Anni 90 ma tra le due categorie aumenta invece notevolmente (più86%) la mortalità perinatale. Mario Valpreda


AEREO INSOLITO Su "Proteus" un brivido da astronauti
Autore: G_RI

ARGOMENTI: TRASPORTI, AEREI
NOMI: RUTAN BURT
ORGANIZZAZIONI: NASA, PROTEUS
LUOGHI: ITALIA, AMERICA, USA, CALIFORNIA, EDWARDS

ANCHE l'aviazione ha i suoi "eretici", progettisti con la vocazione a seguire nuove strade nel campo dell'aerodinamica e della tecnica costruttiva. Il più famoso, probabilmente, è Burt Rutan. Profeta dei materiali compositi, deve la sua fama a un velocissimo aeroplanetto "Canard", realizzato in fibra di vetro e venduto in scatola di montaggio in tutto il mondo. Il nome, VariEze, si pronuncia come "very easy", che in inglese significa "molto facile", a sottolineare semplicità di montaggio e qualità di volo. Ideatore del "Voyager", primo e unico aereo ad aver fatto il giro del globo senza scalo e senza rifornimento in volo, impegnato - si dice - in alcuni black programs (programmi segreti) per conto del Pentagono, Rutan ha firmato anche "Proteus", un curioso velivolo che sta facendo i primi collaudi a Edwards. Spinto da due turbofan Williams Rolls-Royce FJ44 e dotato di una cabina pressurizzata per due piloti, l'aereo è progettato per volare a lungo (fino a 18 ore) a una quota di 18 mila metri. Come la divinità mitologica dalla quale prende il nome, "Proteus" è capace di assumere molte forme. Cambiando la sezione centrale della fusoliera, potrà ospitare la strumentazione per svolgere missioni scientifiche ad alta quota. Oppure per scagliare in orbita mini satelliti di 30-40 chili con un razzo a due stadi. Non è finita. Tra gli impieghi previsti, c'è il lancio di un veicolo a tre posti in una traiettoria sub-orbitale, simile a quella dei voli Mercury di Shepard e Grissom. A bordo potranno salire i primi turisti spaziali. Il prezzo del biglietto non sarà popolare (si parla di 75 mila dollari), ma basterà staccare un cospicuo assegno per provare l'emozione di raggiungere i 180 chilometri d'altezza, restando per qualche minuto in assenza di peso. (g. ri.)


IN BREVE Tempo silenzioso mostra ad Omegna
ARGOMENTI: METROLOGIA, MOSTRE
NOMI: RIGASSIO CARLO
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA, OMEGNA, (VB)

Fino al 30 marzo ad Omegna, in Parco Rodari 1, è aperta la mostra " Il tempo silenzioso" curata da Carlo Rigassio, affascinante rassegna dei sistemi per misurare il tempo ideati prima dell'avvento dell'orologio meccanico. Il 5 e 26 febbraio e il 12 e 19 marzo sono previste conferenze-dibattito. La prima la terrà lo stesso Rigassio. Informazioni: 0323-86.61.41.


SCIENZE A SCUOLA. LA STORIA DEL COMPUTER Tutto iniziò con una scatola nera Reti neuronali, imitazione del sistema nervoso
Autore: ODIFREDDI PIERGIORGIO

ARGOMENTI: INFORMATICA
NOMI: TURING ALAN, MCCULLOCH WARREN, PITTS WALTER, HEBB DONALD, VON NEUMANN JOHN, ROSENBLATT FRANK, MINSKY MARVIN, PAPERT SEYMOUR, HOPFIELD JOHN, LETTVIN JEROME
LUOGHI: ITALIA

FINO alla prima metà del secolo XX le macchine calcolatrici erano progettate e costruite per svolgere compiti specifici; ad esempio, il calcolo di un numero sempre maggiore di funzioni aritmetiche. Una data macchina poteva svolgere soltanto i compiti per i quali era stata pensata, e per potenziarne le capacità era necessario passare a macchine più complesse. La svolta rivoluzionaria avvenne nel 1936, con la tesi di laurea del ventiquattrenne Alan Turing. L'idea geniale di Turing fu che non era necessario costruire sempre nuove macchine: bastava costruire una sola macchina universale, che fosse in grado di obbedire ad ordini espressi sotto forma di programmi. Per eseguire un nuovo compito non era dunque più necessario costruire una nuova macchina: bastava scrivere un nuovo programma. Il lavoro di Turing era però essenzialmente teorico: egli descrisse il progetto di una macchina universale a partire da una scatola nera che fosse in grado di eseguire alcuni compiti elementari, quali scrivere e leggere simboli scritti su fogli quadrettati, e con una capacità rudimentale di memoria interna. La macchina universale sarebbe dunque rimasta sulla carta, fino a che non si fosse trovato il modo di realizzare fisicamente il suo nucleo di partenza. Il problema pratico della costruzione della scatola nera fu risolto nel 1943 dal neurofisiologo Warren McCulloch e dal matematico Walter Pitts, con le reti neuronali. Poiché si trattava di fornire alla macchina di Turing un "cervello" in grado di guidarla nell'esecuzione dei suoi compiti, essi proposero un modello astratto di sistema nervoso, basato su una semplificazione di quello umano, e mostrarono che lo si poteva sintetizzare mediante fili elettrici, le cui connessioni prendono il posto dei neuroni, e in cui il passaggio o meno di una corrente elettrica prende il posto della presenza o assenza di una risposta. Il computer, che non a caso agli inizi veniva chiamato cervello elettronico, non è altro che la realizzazione pratica del sistema composto dalla macchina di Turing e dalla rete neuronale di McCulloch e Pitts: quest'ultima fornisce alla prima un cervello in grado di eseguire le decisioni logiche più elementari, grazie al quale la macchina è in grado di effettuare tutti i compiti meccanici possibili, espressi sotto forma di programmi. Il modello di McCulloch e Pitts era estremamente semplificato: esso supponeva che i neuroni artificiali si attivassero o disattivassero istantaneamente, fossero a prova di errore, avessero una soglia sinaptica fissa, ed agissero in sintonia con gli altri neuroni della rete. Tali caratteristiche rendevano, allo stesso tempo, le reti neuronali pratiche da usare nell'ingegneria informatica, ma irrealistiche da proporre come modelli del sistema nervoso umano. Alcune delle semplificazioni vennero eliminate nel primo dopoguerra. Nel 1949 il neurofisiologo Donald Hebb propose un modello in cui la soglia sinaptica era variabile, e modificabile in base ad un meccanismo di stimolo e risposta: il che permise di fornire una rappresentazione della memoria a lungo termine. Nel 1956 John von Neumann propose invece un modello in cui i neuroni potevano commettere errori di risposta, e mostrò che la fallibilità delle componenti della rete poteva essere aggirata mediante una loro ridondanza: una soluzione che si rivelò essere proprio quella usata dal sistema nervoso. Le reti neuronali sembravano dunque destinate a svolgere un ruolo fondamentale nella modellizzazione del cervello, soprattutto nella versione elaborata nel 1958 da Frank Rosenblatt, con il nome di percettroni. Ma nel 1969 una vera e propria truffa intellettuale fu posta in atto contro di essi da Marvin Minsky; conscio del fatto che l'approccio mediante le reti neuronali era alternativo al progetto dell'Intelligenza Artificiale, di cui egli era uno dei padri fondatori, Minsky scrisse un libello con Seymour Papert contro i percettroni, in cui provava matematicamente le limitazioni di un tipo particolare, e traeva poi ingiustificate conclusioni negative sul tipo generale. Come disinformazione il libro ebbe un grande successo, e riuscì nell'intento di dirottare i finanziamenti di ricerca sull'Intelligenza Artificiale. Soltanto negli Anni 80, dopo il fallimento di quest'ultima, il progetto delle reti neuronali riprese vigore, soprattutto grazie ai generali modelli di John Hopfield: essi permettono ai neuroni artificiali di attivarsi o disattivarsi in maniera graduata, di essere fallibili, di avere una soglia sinaptica variabile, e di agire in maniera asincrona dagli altri neuroni della rete. Proprio grazie a questi realistici modelli il connessionismo può oggi sperare di ottenere una efficace descrizione del funzionamento del cervello umano, o almeno di alcuni suoi aspetti essenziali, in termini di reti neuronali. Piergiorgio Odifreddi Università di Torino


SCIENZE FISICHE. IN EDICOLA CON "ORIONE" Un atlante astronomico per guidarvi tra le stelle
Autore: P_BI

ARGOMENTI: ASTRONOMIA, DIDATTICA
NOMI: DONDI LAURA, FERRERI WALTER, BELLONE ENRICO, SANCISI RENZO, BERGIA SILVIO
ORGANIZZAZIONI: ORIONE, LE SCIENZE, UNIONE ASTRONOMICA INTERNAZIONALE
LUOGHI: ITALIA, EUROPA, ITALIA

IN edicola, con il numero di febbraio della rivista "Orione", i lettori trovano anche un bell'"Atlante astronomico", curato da Laura Dondi e da Walter Ferreri (che di "Orione" è anche il direttore scientifico). Per chi si diverte a osservare il cielo con un binocolo o con un telescopio, è davvero uno strumento pratico e di grande utilità. In venti carte sono riprodotte tutte le stelle fino alla settima magnitudine (a occhio nudo si raggiunge in teoria la sesta ma per via dell'inquina mento luminoso spesso è già difficile arrivare alla quarta). Sette mappe riproducono il cielo intorno al Polo Nord celeste, sei carte il cielo a cavallo dell'equatore e altre sette il cielo intorno al Polo Sud. E' una suddivisione molto giudiziosa: le mappe della zona equatoriale evitano infatti che costellazioni importanti come l'Aquila, la Vergine e Orione risultino spezzate in due carte il cui confine sia segnato dalla linea dell'equatore celeste. Ognuna delle 88 costellazioni delineate ufficialmente dall'Unione Astronomica Internazionale ha una breve trattazione che segnala gli oggetti più interessanti in essa contenuti. Al profano le centinaia di puntini sparsi sulle carte potranno apparire poco significativi. In realtà, il codice dei colori e gli accorgimenti grafici forniscono per ogni " puntino" molte informazioni: luminosità, natura doppia o multipla della stella, variabilità del flusso luminoso. I colori distinguono gli ammassi aperti, gli ammassi globulari, le nebulose planetarie e diffuse, le galassie. Sempre in tema di astronomia, consigliamo due ottime pubblicazioni che affiancano il mensile "Le Scienze" diretto da Enrico Bellone. La prima, nella serie "Quaderni", è dedicata alle galassie ed è a cura di Renzo Sancisi, astronomo dell'Osservatorio di Bologna. Contiene gli articoli più aggiornati su formazione, evoluzione e interazione gravitazionale delle galassie, sulla Via Lattea e sulla materia oscura, inclusi i buchi neri di grande massa che molto probabilmente occupano alcuni nuclei galattici. La seconda pubblicazione, nella serie "I grandi della scienza", è una biografia scientifica di Einstein scritta con grande equilibrio critico da Silvio Bergia. In queste pagine con ragione vengono molto valorizzati i contributi di Einstein alla meccanica quantistica (ancorché da lui stesso quasi esorcizzati) e la relatività generale, così importante nell'astrofisica e nella cosmologia di oggi. (p. bi.)


LA NASA LANCIA IL "CENTURION" Volare con il Sole Farà ricerche nella stratosfera
Autore: RIOLFO GIANCARLO

ARGOMENTI: TRASPORTI, AEREI
NOMI: MACCREADY PAUL
ORGANIZZAZIONI: NASA, CENTURION
LUOGHI: ITALIA, AMERICA, USA, CALIFORNIA, EDWARDS

ALLA base sperimentale di Edwards, nel deserto californiano del Mojave, è facile imbattersi in qualche aereo strano. Ma nessuno è inconsueto come il "Centurion": un prototipo senza pilota, dalle caratteristiche davvero sorprendenti. Leggerissimo - pesa appena 529 chilogrammi - ha un'apertura alare di 62 metri, due in più del Boeing 747. Privo di fusoliera e di impennaggi, è mosso da 14 motori elettrici, alimentati dai pannelli solari. Il velivolo, radiocomandato da terra, ha iniziato i primi collaudi alla fine dell'anno scorso, prima di tornare in fabbrica per ricevere alcune modifiche, in vista dei test successivi. Tra i miglioramenti, l'aumento dell'apertura alare, che raggiungerà i 74 metri. Capace di decollare a poco più di 20 chilometri l'ora, il "Centurion" può volare a oltre 30 mila metri, tre volte la quota di crociera di un jet di linea. Unico velivolo al mondo in grado di raggiungere quest'altezza e di mantenerla in volo orizzontale, verrà impiegato dalla Nasa per svolgere un programma di osservazioni scientifiche. Soprattutto, il "Centurion" servirà per sviluppare un futuro modello di aereo senza pilota, capace di restare sino a sei mesi in volo nella stratosfera, impiegando l'energia solare di giorno e quella fornita da pile a combustibile durante la notte. L'obiettivo è disporre di un mezzo economico, adatto a svolgere molti dei compiti oggi affidati ai satelliti artificiali, dallo studio dell'ambiente alla meteorologia, alle telecomunicazioni. Un velivolo di questo tipo, infatti, potrebbe volare in circolo ad altissima quota ed essere impiegato per ritrasmettere segnali radio inviati da terra. Proprio come una piattaforma in orbita, ma a un costo irrisorio. Il "Centurion" è nato dall'esperienza del Pathfinder, prototipo a energia solare, che nei mesi scorsi, nel cielo delle Hawaii, ha raggiunto l'altezza record di 24 mila metri. Entrambi sono costruiti per conto della Nasa da una piccolissima industria californiana: l'AeroVironment, fondata da Paul MacCready, mago dell'aerodinamica e padre di diversi aerei "impossibili". Suo il " Gossamer Albatross", aereo a pedali che nel 1979 attraversò la Manica spinto dai muscoli del pilota- ciclista Bryan Allen. E ancora suo il "Solar Challenger", che nel 1981 permise a Steve Ptacek di volare da Parigi all'Inghilterra con la sola energia fornita dai pannelli fotovoltaici. Aerei da primato, la cui tecnologia è stata impiegata con successo nella produzione di un piccolo e silenzioso velivolo radiocomandato a motore elettrico, usato dalle forze armate Usa per la ricognizione del campo di battaglia. Il segreto di questi modelli è lo stesso che permette al "Centurion" di volare consumando pochissima energia: la leggerezza, abbinata a una notevole efficienza aerodinamica. Come il predecessore Pathfinder, il nuovo velivolo tutt'ala impiega una struttura in materiali compositi (fibra di carbonio, grafite e kevlar), rivestita da una sottile pellicola di plastica trasparente. Il peso e la ridotta resistenza, permettono al prototipo di sollevarsi sino alla stratosfera con una potenza che, spingendo al massimo i 14 motori, raggiunge appena i 21 kW (28 Cv). La durata delle missioni dipende dalla luce solare, anche se il volo può proseguire al buio per altre cinque ore, grazie ad alcune batterie al litio. Per il successivo modello, che dovrebbe chiamarsi "Helios", è prevista una soluzione ingegnosa, capace di assicurare un'autonomia pressoché illimitata. Di notte, le celle a combustibile genereranno elettricità trasformando idrogeno e ossigeno in acqua. Durante il giorno, una parte dell'energia ottenuta dai pannelli fotovoltaici verrà impiegata per scindere nuovamente l'acqua nei due gas con un processo di elettrolisi. Con questo sistema a ciclo chiuso e una piccola riserva supplementare di ossigeno e d'idrogeno, "Helios" potrà restare in volo per mesi. Senza bruciare carburante e quindi senza inquinare. Giancarlo Riolfo