IL LINGUAGGIO CHIMICO NELLA STORIA DELLA CHIMICA.  IL LINGUAGGIO DELLA CHIMICA NEL XX SECOLO TRA SPECIALISMO ED UNIFICAZIONE DEI LINGUAGGISCIENTIFICI

 

Aldo Borsese, Vito Dolcetto

Istituto di Chimica Generale, Università di Genova

 

Già alla fine del secolo scorso è evidenziabile un accelerato sviluppo dell’attività di ricerca chimica secondo le due grandi linee:

1) studio approfondito del legame chimico e della sua natura, della struttura più intima delle sostanze;

2) studio dei meccanismi delle trasformazioni chimiche e del modo di governarle.

Il tutto associato ad un sempre maggior affinamento degli strumenti e delle tecniche di ricerca.  La disciplina trainante è la fisica e di riflesso l’attenzione dei chimici punta soprattutto nel settore della chimico-fisica, sia organica che inorganica.  Con Bohr e la meccanica ondulatoria si dà impulso al nascere di sempre nuove concezioni sul legame chimico, sulla struttura atomica, si reinterpreta il sistema periodico semiempirico di Mendeleev, cui i suoi contemporanei attribuivano il compito empirico di classificazione degli elementi.  Si sviluppa l'analisi conformazionale organica e la chimica dei complessi metallorganici e da questi la biochimica.  Con il contributo degli studi sul legame chimico e dell’affiancamento alla termodinamica classica della termodinamica statistica, la stereochimica, che aveva caratterizzato lo sviluppo chimico dell'ultima parte del XIX secolo, assume carattere dinamico; si incentra cioè lo studio sui modi e sulle condizioni di formazione e trasformazione delle strutture.  Si arriva così al chiarimento, ad esempio, della inversione di Walden (Ingold 1935) celebre caso di anomalia stereochimica dei primi del novecento (SN2).

 

Il chimico del XVIII e della prima parte del XIX secolo privilegiava la descrizione degli elementi chimici, dei composti e della loro composizione; pur facendo uso di teorie ne sottovalutava l’importanza rispetto all’esperienza pratica, all’accumulo di informazioni concrete.  Tant’è vero che fino al 1860 la questione se era lecito e positivo per la scienza ammettere in quanto ipotesi e non fatto certo l’ipotesi atomica era tutt’altro che conclusa.  Nella seconda metà dell’ottocento e soprattutto nella prima parte di questo secolo si ha una rivalutazione del modo di pensare teorico con il riconoscimento, come dice Ramsay nel 1903 che «la fantasia ha un suo valore positivo.  Se le esperienze non fossero precedute dalle idee, non sarebbe possibile alcun progresso per la scienza».  Quindi le metodologie di ricerca si ampliano a sistemi logico-deduttivi.  Per visualizzare chimicamente la situazione si potrebbe affermare rispetto all’ipotetica equazione:

A—A + B—B  2 A—B

 

il chimico dell’ottocento si sarebbe limitato a descrivere la sostanza A2, B2 e AB con le relativa informazioni stechiometriche e di resa, nonché ad ottenere dall’esperienza il massimo numero di enunciati del tipo di quello da noi scritto.  Il nuovo chimico invece punta la sua attenzione su quel trattino posto tra gli atomi ad indicare il legame e sulle frecce che indicano modalità e condizioni della trasformazione.  Il simbolo che Kekulé e Cooper avevano introdotto ad indicare la saturazione della valenza tra due atomi di carbonio dopo le teorie sul legame assume il significato di elettroni condivisi (insieme al simbolo di Morozov: di legame direzionale tipo z s  p).  Cosi che il linguaggio di Lavoisier, Berzelius, Dumas, Kekulé, Van’t Hoff (elaborato allo scopo di descrivere quasi fotograficamente quanto si osservava, costruito con il criterio, se pur poco, rispettato di non dipendere da ipotesi teoriche) non poteva evidentemente esprimere e comunicare la nuova realtà della scienza, le nuove concezioni, scopi, tecniche i cui caratteri sono essenzialmente dinamici.

 

Vediamo ora schematicamente quello che è il riflesso sul piano linguistico della nuova realtà della scienza ed in particolare della chimica.

1) abbiamo detto che gli studi principali di questo secolo sono soprattutto il legame; cinetica, termodinamica chimica; nuovi simboli caratterizzano questa situazione.  Nell’equazione stechiometrica al segno = di Lavoisier che stava ad indicare la conservazione della massa, si era sostituita, con gli studi del Malaguti e di Guldberg e Waage sull’equilibrio chimico, la doppia freccia ad indicare la possibilità di inversione del senso di reazione o «reversibilità» della reazione.  Per completare i significati si introducono i simboli  per reazioni non reversibili a  per reazione che non avviene.  Al simbolo chimico si associano altre indicazioni oltre al peso atomico, quale carica ionica, numero atomico, numero di atomi nello stato molecolare standard.  Le moderne tavole periodiche basate sulla struttura atomica e sulla correlazione periodica di un numero vastissimo di proprietà assume un potenziale di previsionalità riguardo al comportamento degli elementi vastissimo.  Mano a mano che si accrescono le acquisizioni teoriche della chimica il simbolo si arricchisce di significato.  Non variano le regole di scrittura ma si moltiplicano i modi di interpretarlo e leggerlo.  Con un uso razionale delle formule di struttura e del simbolismo ora visto è possibile trascrivere in maniera chiara e semplice un gran numero di informazioni, nonché usare lo stesso simbolismo come modello schematico della situazione chimica di grande capacità interpretativa e previsionale (i matematici direbbero «euristico»).

 

2) il linguaggio chimico si caratterizza nel suo complesso ancor più per quella che viene detta la sua progressiva «fisicalizzazione» cioè il ricorso al linguaggio fisico-matematico ed ai relativi strumenti di indagine.  Già del significato metodologico-linguistico della misura numerica del grafico, dello strumento matematico abbiamo parlato all’inizio del presente scritto, qui ci basta notare come a cominciare dalla fine del secolo scorso si inizia a realizzare l'antico sogno dei chimici di raggiungere nei loro lavori la chiarezza e la coerenza logica della fisica e della matematica.  Se si scorrono i moderni trattati di chimica-fisica non si ritrovano differenze linguistiche di rilievo rispetto ai trattati di fisica.  La reazione chimica si astrattizza, diventa un generico A2 + B2 = D + C; l’atomo posto a fondamento della realtà materiale diventa una complessa funzione matematica manipolabile non più con reagenti o strumenti tecnici, ma con ipotesi teoriche, funzioni, calcolatori elettronici.  Alla formula di struttura, all’equazione stechiometrica, alla misura numerica, si associano nel linguaggio del chimico una molteplicità di variabili, proprietà e di relazioni tra di esse, dotate di un proprio simbolismo.

 

3) nel dopoguerra la chimica si caratterizza per uno scopo ben preciso; la sintesi finalizzata di nuove sostanze e di materiali aventi proprietà precedentemente determinate.  Dal 1940 al 1970 sono stati scoperti e preparati circa 1.500.000 nuovi composti, per lo più organici.  Sul terreno economico ciò corrisponde alla rapida espansione della industria chimica di sintesi legata alle carenze quantitative e tecniche dei prodotti naturali per le «esigenze» (parole da leggersi in termini economici) di consumo e di benessere dell’uomo moderno.  Complementare a questo l’affermarsi di una ideologia della scienza intesa come superiorità dell’uomo sulla natura, come capacità della scienza stessa di emancipare l’uomo dal bisogno o comunque di trovare soluzioni tecniche ai problemi.  Certo tutto questo negli ultimi anni viene rimesso in discussione con la crisi economica e con le disastrose conseguenze ambientali di molti processi e prodotti chimici, tuttavia anche per questi problemi ci si affida alla scienza per ritrovare una soluzione.  Con la chimica di sintesi quello che viene richiesto alla teoria è di dare informazioni quantitative, non tanto per la previsionalità, quanto per la progettualità delle trasformazioni.  La complessità delle correlazioni reattività-struttura, condizioni del sistema, il dover manipolare dati relativi a milioni di composti, ha reso indispensabile l’uso del calcolatore elettronico.  Questo richiede perciò che la conoscenza chimica venga tradotta nel linguaggio astratto del calcolatore ed è questo l’ultimo tipo di linguaggio cui il chimico moderno tende a far ricorso; un esempio sono le formule di Wiswesser ed i lavori di E.J. Corey in cui vengono simulate con un calcolatore appositamente programmato reazioni di sostituzione organica.

 

4) lo specialismo.  Un secolo fa i chimici erano circa 2.000, oggi sembra ammontino a circa 200.000; se negli anni 20-40 del secolo XIX Berzelius, Liebig, Dumas nelle loro rassegne annuali potevano dare un resoconto completo non solo delle notizie, ma anche delle valutazioni critiche di tutte le ricerche più importanti, oggi questo, con il moltiplicarsi, intrecciarsi, approfondirsi dei settori di ricerca, non è più possibile.  Ogni chimico, in parte per necessità, in parte per un processo degenerativo, partecipa allo sviluppo di una piccola frazione della scienza chimica ed adotta un proprio linguaggio particolare.  In svariati settori il sovrapporsi del discorso chimico con quello più propriamente fisico, matematico, logico, tecnico, l’attualizzarsi di ricerche interdisciplinari porta ad una ulteriore specializzazione e complicazione dei linguaggi, alla creazione di tanti tipi quante sono le diverse ottiche con cui si possono affrontare i problemi.  Lo specialismo, se moltiplica la capacità di intervento, se permette di conseguire risultati sempre più ambiziosi, provoca non solo una settorializzazione della scienza in ambiti incomunicanti tra loro ma una frattura fra l’operatore scientifico e la scienza nel suo complesso, fra ricerca ed uso della ricerca, fra addetto ai lavori e pubblico.  In particolare la frattura fra scienza e filosofia, anche se positiva sotto certi aspetti, ha portato alla rinuncia della scienza stessa alla riflessione su di se, sul suo sviluppo storico, sul suo rapporto dialettico con la società.  Lo scienziato ha cosi delegato all’epistemologo o al politico la critica del proprio lavoro.  Un segno tutt’altro che secondario di ciò, si ha con la scomparsa dai testi chimici della tradizionale introduzione storico-critica per far posto alla sola trattazione logico-sistematica, con le motivazioni dell’estraneità di tali argomenti alla scienza, che prima occorre possedere appieno una disciplina per poterla criticare, che non c’è materialmente il tempo di fare entrambe, ecc.  Come ricorda Einstein: è vero che lo scienziato moderno è un mediocre filosofo, ma vengono momenti in cui egli non può fare a meno di una analisi critica del proprio lavoro, poiché solo lui sa «dove la scarpa fa male».

 

Due conseguenze dell’approfondirsi degli specialismi sono da un lato il sorgere di una categoria di mediatori scientifici con il compito di coprire il vuoto tra scienza, tecnica ed economia, tra scienza e società, tra addetti ai lavori e pubblico, dall’altro l’attribuzione di un ruolo centrale al problema della informazione.  Quando si dice problema dell’informazione non ci si riferisce solo al problema interno della scienza e della bibliografia internazionale.  Oggi la scienza si pone come modello e «conditio sine qua non» per lo sviluppo delle capacità di intervento intellettuale e pratico nelle attività umane, fino al caratterizzarsi della nostra civiltà come «civiltà scientifica».  Il risultato della ricerca o «conoscenza scientifica», trasferibile sotto forma di informazione, costituisce nella società moderna fattore produttivo, bene di consumo, strumento di potere economico e sociopolitico.  Produzione, immagazzinamento, trasferimento, commercializzazione dell’informazione scientifica sono settori cui ogni paese dedica una fetta sempre maggiore dei propri bilanci.  La vecchia ricerca localizzata principalmente nelle sedi di insegnamento, sponsorizzata da mecenati od autofinanziata non esiste più, oggi occorrono per essa grandi mezzi e grandi capitoli.  Su di essa si fondano le prospettive di sviluppo economico e sociale delle nazioni, ma anche i rapporti di subalternità e di sfruttamento tra paesi detentori dei migliori strumenti tecnico-scientifici e gli altri.

 

 

Pubblicato originariamente su La Chimica nella Scuola, 1982, 1, 32-35. Riprodotto con l'autorizzazione del Prof. Pierluigi Riani, direttore di CnS.