big science

Progetto di ricerca che richiede finanziamenti notevoli e distribuiti su lunghi archi di tempo, gruppi numerosi e coordinati di scienziati e tecnici, grandi laboratori dotati di apparecchiature spesso costruite appositamente per il progetto.

approfondimento di Piero Bianucci

Tre sono gli ambiti nei quali la big science può svilupparsi: la ricerca di base finanziata con denaro pubblico, la ricerca di base o applicata, svolta nell'ambito di potenti imprese multinazionali, e la ricerca in campo militare.

Origini della big science

In genere gli storici fanno nascere la big science con la Seconda guerra mondiale, e in particolare con il Progetto Manhattan (varato dagli Stati Uniti nel 1942-45) che, sotto la guida di J.R. Oppenheimer, concentrò a Los Alamos centinaia di fisici, chimici, ingegneri e tecnici altamente qualificati per realizzare la bomba atomica. Ma la figura dello scienziato che lavora da solo o in piccoli gruppi aveva cominciato a tramontare ben prima. Su una precedente proposta dell'astronomo E. Halley di migliorare la misura della distanza fra la Terra e il Sole approfittando dei transiti del pianeta Venere davanti al disco solare, nel 1761 partirono una missione francese verso l'isola di Pondicherry in India e due missioni inglesi, la prima diretta all'isola di S. Elena, la seconda all'isola di Sumatra. Altri scienziati osservarono il transito dall'Europa e dalla Siberia e iniziative simili, di osservazioni di gruppi organizzati di scienziati, si ripeterono per i transiti del 1769, del 1874 e del 1882. Si può considerare un pioniere della big science anche N. Bonaparte, che nel 1798 partì per la campagna d'Egitto con un folto gruppo di oltre 150 scienziati, tra i quali spiccava il matematico J. Fourier. Le stesse società scientifiche, sorte in varie nazioni a partire dal Seicento, prefigurano le collaborazioni interdisciplinari della big science. Un primo esempio moderno di iniziativa civile promossa in questo ambito fu l'organizzazione dell'Anno geofisico internazionale (1957-58).

Le missioni spaziali

L'esplorazione dello spazio annovera molte iniziative con caratteristiche da big science. Al lancio del primo satellite artificiale russo, lo Sputnik, avvenuto il 4 ott. 1957, gli Stati Uniti reagirono con il Programma Apollo, che portò allo sbarco di astronauti sulla Luna tra il luglio 1969 e il dic. 1972. Al Programma Apollo, costato ca. 25 miliardi di dollari dell'epoca, collaborarono migliaia di persone tra scienziati e tecnici. Quasi tutta l'esplorazione del Sistema Solare attuata da Stati Uniti, Russia ed Europa con navicelle automatiche (Pioneer, Venera, Voyager, Viking, Giotto, Galileo, Cassini-Huygens ecc.) si caratterizza come big science. Ne è espressione anche la stazione spaziale ISS (International space station), che nasce dalla collaborazione tra Stati Uniti, Canada, Europa, Russia e Giappone e resterà in orbita intorno alla Terra fino al 2015-20.

Le principali ricerche in fisica e astronomia

Dagli anni Settanta del 20° sec. la fisica ha assunto le caratteristiche di big science per eccellenza. La ricerca di base nucleare e subnucleare si è concentrata in pochi colossali laboratori: negli Stati Uniti quelli di Stanford, Berkeley e il Fermilab di Chicago; in Europa il CERN a Ginevra, i laboratori di Dubna e Novosibirsk in Russia. In questi centri operano migliaia di ricercatori e vengono utilizzate apparecchiature imponenti. La stagione dei grandi acceleratori di particelle è stata inaugurata dall'acceleratore lineare LINAC (Linear accelerator) di Stanford, lungo 3 km, completato nel 1966. Al CERN si sono susseguiti l'SPS (Super proton synchrotron), un anello di magneti lungo 7 km che nel 1983 permise a Carlo Rubbia, affiancato da un gruppo di ca. 400 fisici, di scoprire le particelle W⁺, W^- e Z⁰, il LEP (Large electron positron) per la collisione di elettroni e protoni, lungo 27 km, e l'LHC (Large hadron collider), dal costo previsto di 2 miliardi di euro, che sarà attivo dal 2007 o 2008 per la collisione di adroni. Al prossimo acceleratore, ILC (International linear collider), in progetto per il 2015, contribuiranno Stati Uniti, Europa, Russia e nazioni asiatiche. Anche la ricerca sulla fusione nucleare è approdata al progetto mondiale ITER (International thermonuclear experimental reactor), con sede a Cadarache in Francia, che sarà operativo tra il 2015 e il 2040 e comporterà investimenti per ca. 10 miliardi di euro. In astronomia sono imprese da big science supertelescopi come il VLT (Very large telescope) realizzato dall'Osservatorio dell'Europa meridionale, i due telescopi Keck di Mauna Kea (isole Hawaii) e i futuri supertelescopi da 30-50 metri in progetto per il 2020.

Gli ambiziosi progetti della biologia

Le scienze della vita, confinate fino gli anni Ottanta in laboratori relativamente piccoli, sono approdate alla big science con il Progetto genoma umano, che tra il 1990 e il 2001 ha permesso di realizzare la mappa completa del patrimonio genetico umano, consistente in ca. 3 miliardi di informazioni elementari e 30.000 geni. L'impresa, proposta da J.D. Watson e R. Dulbecco, è stata realizzata indipendentemente da un consorzio pubblico internazionale (International human genome sequencing consortium) e dalla società privata statunitense Celera genomics. Un'iniziativa con i connotati della big science sarà anche la fase successiva, inerente la proteomica, volta allo studio delle ca. 100.000 proteine che costituiscono l'organismo umano.

Aspetti critici

La big science è quasi un percorso obbligato in discipline come la fisica e la ricerca spaziale, ma suscita anche molte perplessità. Tra i critici si è distinto il fisico teorico statunitense F. Dyson (n. 1923), che ha fatto notare come ogni progetto di big science, assorbendo enormi risorse, impedisca di realizzare decine di progetti minori, spesso più creativi e promettenti. In futuro bisognerà quindi cercare ragionevoli compromessi tra iniziative di ricerca grandi, medie e piccole. Inoltre nei paesi democratici la big science dovrà sempre più spesso cercare il consenso dei cittadini per ottenere finanziamenti, un aspetto che rischia di deformare obiettivi e risultati della ricerca.