giovedì 25 agosto 2016

Sciacalli da terremoto, e il loro codazzo di creduloni.

Che cosa intendiamo realmente quando chiediamo che ci "prevedano un terremoto"?


Il terremoto che ha colpito Amatrice e le zone limitrofe ha di nuovo dato voce ai ciarlatani che affermano di poter prevedere un terremoto, ignorati dalla scienza che essi chiamano ufficiale. Sono quelle persone che nella vita fanno o hanno fatto tutt'altro, tipo - ne scelgo uno a caso - l'elettricista in pensione, e tuttavia si spacciano per esperti di sismologia ("...ero in America per lavoro quando ho avuto notizia della scossa..."  Per lavoro? Che lavoro?). Quelle persone che "dopo" lo avevano previsto, e "i dati parlavano chiaro". Quelli che sul loro sito riportano le misure dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) come se fossero le loro, condite da preziosi consigli molto umani del tipo "se c'è il terremoto state fuori di casa", oppure "potrebbero esserci altre scosse" (mavalà? E noi che credevamo che il terremoto era una roba da una botta e via!). Quelli che già all'Aquila lo avevano previsto, e poi si scopre che lo avevano previsto a Sulmona in un altro periodo, nonostante all'Aquila ci fossero già state numerose scosse, sbagliando quindi non solo il luogo ma anche la data, tanto che si sono pure beccati una denuncia per procurato allarme.

E poi c'è chi crede ai ciarlatani. Chi li ascolta e li ringrazia su Facebook come fossero dei santoni. Perché la caratteristica dei ciarlatani è sempre questa, qualunque sia il loro campo di azione: dalle cellule staminali al cancro, dalla fusione fredda al terremoto, si propongono al mondo come i paladini incompresi della Verità, i Don Chisciotte che lottano contro l'establishment, osteggiati dai potenti ma vicini al popolo che per questo li adora. Chi crede a questa gente pensa evidentemente che sia possibile che un'intera comunità scientifica si sbagli sulla previsione dei terremoti, e abbia invece ragione uno che nella vita ha sempre fatto tutt'altro. Suppongo quindi che questa gente se si deve operare di appendicite non vada dal chirurgo ma dall'amico commercialista che ha la passione della medicina, e il dente del giudizio se lo fa togliere dal postino, che ha studiato come fare sul sito viaidentifacilefacile.com.

E poi sulla previsione dei terremoti proviamo un attimo a collegare il cervello e ragionare. Chiediamoci innanzitutto che cosa intendiamo noi, popolo inesperto che discute su Facebook, quando parliamo di previsione di terremoti. Noi, gente che si indigna perché l'elettricista in pensione ci dice che lo sbuffo di Radon misurato 20 giorni fa è stato ignorato dagli scienziati, cosa chiediamo da una previsione di un terremoto? Quale caratteristica deve avere la previsione di un terremoto per lasciarci soddisfatti? Come dovrebbe essere per dire che la scienza ha fatto finalmente il suo dovere? Quanto precisa e circostanziata dovrebbe essere per non farci poi invece incazzare maggiormente e sfogare la nostra indignazione sui social network verso i politici e gli scienziati incapaci? Cosa avremmo voluto sapere quando ci lamentiamo che potevamo essere avvisasti dell'immane tragedia che stava per abbattersi?

Chiediamoci questo, e poi chiediamoci se quello che è capace di darci l'elettricista in pensione o chi per lui soddisfa le nostre richieste su quello che intendiamo per "previsione di terremoto".

Immaginiamo quindi che domani, accendendo la tv, ci dicano che nella nostra città accadrà un terremoto di magnitudo molto alta. Un terremoto potenzialmente devastante. Per prima cosa vorremmo sapere "quando" ci sarà il terremoto. E qui viene il punto.  Infatti siccome nessuno, nemmeno l'elettricista in pensione, può dire ora, giorno e luogo esatti, ma solo dare al massimo una probabilità entro un certo periodo di tempo che tipicamente è molto poco definito, quello che potrà succedere è che la gente se ne fregherà se la previsione ha grandi incertezze.

D'altra parte qualunque esperto (vero) di terremoti vi dirà che l''Appennino centrale e meridionale è un territorio ad alto rischio sismico, e se prendete una zona a caso, la probabilità che prima o poi vi avvenga un evento sismico importante è molto alta. In media in Italia avviene un terremoto di magnitudo superiore a 6 ogni 10-15 anni. Nonostante questo sia ben noto, e può essere inteso a tutti gli effetti come una previsione sostanzialmente certa, la gente continua a vivere in paesi che hanno la pistola puntata alla tempia, abitando in case che certamente non potrebbero resistere a un sisma di grande intensità. E continua a viverci senza nemmeno fare interventi di consolidamento delle costruzioni. In California, ad esempio, sanno del famoso "big one" che pende come una spada di Damocle, ma continuano a fare quello che fanno, come se niente fosse. Quindi questo vuol dire che una previsione generica di un evento sismico non è quello che noi chiamiamo "prevedere i terremoti", dato che, alla luce dei fatti, di queste previsioni ce ne freghiamo alla grande.

Quindi se non ti mettono il pepe al culo con una previsione più che precisa i fatti ci insegnano che non ti preoccupi più di tanto. Ovvero se la previsione non è più circostanziata di quella che fanno già gli scienziati, è inefficace. Benissimo, allora rendiamola più circostanziata!  Supponiamo che ti dicano che "entro due mesi ci potrebbe essere un terremoto". Certo, alcuni potrebbero preoccuparsi. Ma cosa credi che la gente smetta di lavorare, chiuda case, scuole, alberghi e negozi e vada alle Maldive in attesa del terremoto? Lasciando il paese in mano agli sciacalli, che quando tornano non ci trovano nemmeno lo zerbino? Una previsione del genere è garantito che non può indurre la gente a smettere di fare quello che fa e scappare. Al massimo metterà ansia, forse panico, ma poco altro, perché non è pensabile che la gente smetta di vivere per mesi in attesa di qualcosa che non si sa quando avverrà.

Allora diamo una previsione molto precisa, per far capire alla gente che non è una cosa da prendere sottogamba. Se sei uno che asserisce di saper prevedere i terremoti e hai migliaia di followers su Facebook puoi dire, se hai le palle e sei veramente convinto di essere nel giusto, che il gioro X più o meno qualche giorno ci sarà un grosso terremoto nella zona compresa tra i paesi Y e Z. Evvai! A questo punto se la gente non scappa è proprio scema!

Perfetto, questo sarebbe quello che in tanti intendono per "prevedere i terremoti". La gente probabilmente sarebbe presa dal panico, molti scapperebbero, spesso in modo disorganizzato con tutto quello che ne consegue, salvo quei pochi avventati che non credono agli elettricisti in pensione che si dilettano di sismologia. Se però avvenisse effettivamente il terremoto proprio in quella ristrettissima finestra spazio-temporale prevista, si salverebbero molte vite! Se avvenisse.

Ma se invece non succede niente? Come d'altra parte è molto probabile che accada, perché nessuno, nemmeno gli elettricisti in pensione con l'hobby della sismologia, sanno dare previsioni così circostanziate sugli eventi sismici, anche se lo danno a credere. In questo caso cosa farà la gente se passata una settimana dalla previsione del terremoto non è successo ancora niente?
Semplice, tornerà a casa. Perché mica siamo tutti mantenuti! Mica possiamo starcene senza fare niente in albergo per mesi senza lavorare perché qualcuno ci ha detto che ci sarà un terremoto che invece non arriva! E la volta dopo, quando il nostro eroe dirà "scusate, la volta scorsa mi ero sbagliato, non avevo valutato bene i dati, ma stavolta invece sono sicuro!", si fiderà molto meno della sua previsione.

E il risultato quale sarà? Sarà che se e quando arriverà la scossa, questa coglierà tutti nel sonno impreparati come se la previsione non fosse mai avvenuta. Perché, casomai non fosse chiaro, nemmeno gli elettricisti in pensione riescono a prevedere i terremoti in modo così infallibile e preciso come si richiederebbe da una "previsione di terremoto" che torni utile. Anche se hanno migliaia di followers su Facebook.

E quindi, cari previsori di terremoti che fate proseliti su Facebook, e cari quelli che gli credono e li osannano come santoni, lasciatemi dire che non avete proprio capito che cosa significhi fare prevenzione nel caso dei terremoti.

Perché vedete, la prevenzione non è prevedere il terremoto, dato che qualunque previsione sarà comunque affetta da incertezze enormi tanto da vanificarne in pratica l'efficacia. La vera prevenzione è costruire case che garantiscano sufficiente sicurezza qualora dovesse arrivare il terremoto, senza doversi preoccupare di quando arriverà. Case che permettano alla gente di vivere serena, di lavorare, di dormire, con la ragionevole certezza che, qualora dovesse arrivare un terremoto anche forte, quella casa non si sbriciolerà, ma al massimo potrà cadere qualche pezzo di intonaco o un cornicione, senza tuttavia uccidere nessuno. Oltre, eventualmente, a imparare come comportarsi in caso di scossa sismica, come fanno in Giappone e in altri luoghi dove la scala Richter è di casa.

Invece da noi si continua consapevolmente a vivere in zone in cui la probabilità di un evento sismico importante è notoriamente alta (questa è una previsione certa!), abitando in case assolutamente inadatte a resistere a scosse violente senza tuttavia effettuare alcun tipo di consolidamento alle strutture, nemmeno i più semplici, salvo poi chiedersi se si poteva prevedere il terremoto dopo l'ennesima strage. Ma il terremoto era già stato previsto!

Quindi, per favore, smettetela una volta per tutte di scassare la minchia dopo ogni terremoto lamentandovi che non era stato previsto, e sperare che la scienza sia capace di prevederveli per tempo. Smettetela perché voi per primi, come tutti gli altri, me compreso, non sapreste che farci della previsione dei terremoti se questa non fosse assolutamente certa. E siccome una previsione di un evento sismico non potrà mai essere assolutamente certa, perché prevedere il comportamento della crosta terrestre è un filo più complesso dei problemini di fisica delle superiori, dato che le variabili in gioco sono ennemila e la loro conoscenza è tutt'altro che perfetta,  per favore basta con questa storia tutte le volte, e incazzatevi piuttosto perché le case non sono costruite in modo sicuro!


PS: mentre scrivevo questo articolo ho appreso che il Codacons ha prontamente richiesto al presidente della Regione Lazio di aprire un'indagine immediata sulla protezione civile per:

"...accertare se prima di questa notte il centro sismologico e la Protezione civile regionale abbiano registrato movimenti sismici nelle aree interessate dal terremoto. Sembra infatti impossibile che un sisma di tale potenza non sia stato preceduto nei giorni scorsi da precisi segnali di allarme in grado di portare ad iniziative a tutela della popolazione."

Il Codacons chiede se prima ci sono state altre scosse. E gli sembra impossibile che non ci sia stata nessuna evidente avvisaglia tale da far evacuare la gente! Ma veramente il Codacons crede che "altre scosse" siano un indicatore di un terremoto disastroso imminente? Ha mai provato, il Codacons, a guardare quante scosse di terremoto ci sono ogni giorni in Italia e nel mondo? Ha mai provato a dare un'occhiata nella pagina dell'INGV, che pubblica questa lista giorno per giorno? Ha qualche vaga idea, il Codacons, di cosa sta parlando?

Metto qua sotto la schermata, tratta dal sito dell'INGV che ho indicato sopra, della lista degli eventi sismici nei giorni immediatamente precedenti l'evento disastroso di Amatrice. Se ne deduce che, secondo il Codacons, la protezione civile avrebbe dovuto allertare e magari far evacuare le popolazioni del Gargano, di Macerata, di Parma, della Calabria, di Palermo, di Ravenna, dell'Aquila, di Forlì, di Messina e del Tirreno meridionale. Eppure, sembrerà impossibile al Codacons, ma nei giorni precedenti non c'è stata nemmeno una scossa nella zona dove poche ore dopo si è scatenato il finimondo! Ma guarda un po' questi terremoti che dispettosi, che non si comportano come vorrebbe il Codacons! Sembra impossibile, eh?

Questo è quindi il comitato che dovrebbe difendere i consumatori?  Ma io voglio un comitato che mi difenda dall'incompetenza del Codacons, piuttosto!

 
Data e Ora (UTC) Magnitudo Provincia/Zona
2016-08-23 23:14:07 2.7 Costa Garganica (Foggia)
2016-08-23 18:48:19 2.0 Macerata
2016-08-23 11:42:07 2.3 Parma
2016-08-23 08:59:06 2.8 Isole Eolie (Messina)
2016-08-23 08:37:39 2.1 Potenza
2016-08-23 06:56:08 2.4 Palermo
2016-08-22 21:36:14 2.2 L'Aquila
2016-08-22 06:49:41 2.4 Ravenna
2016-08-22 05:05:30 2.1 Ravenna
2016-08-22 02:48:59 2.1 Costa Garganica (Foggia)
2016-08-21 21:27:42 2.3 Costa Calabra sud orientale (Reggio di Calabria)
2016-08-21 03:45:27 6.2 South Georgia & the South Sandwich Is. [Sea]
2016-08-20 21:47:28 2.3 Costa Marchigiana Fermana (Fermo)
2016-08-20 09:01:26 6.2 Off east coast of Honshu, Japan [Sea: Japan]
2016-08-20 09:00:20 2.7 Costa Calabra sud occidentale (Catanzaro, Vibo Valentia, Reggio di Calabria)
2016-08-20 07:10:23 2.2 Costa Marchigiana Fermana (Fermo)
2016-08-19 22:42:35 2.3 Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-19 16:41:52 2.1 Forli' Cesena
2016-08-19 13:23:30 2.7 Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-19 07:32:26 7.3 South Georgia & the South Sandwich Is. [Sea]
2016-08-19 07:20:25 2.9 Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-19 06:42:15 3.4 Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-19 01:33:11 2.1 Cosenza
2016-08-18 18:05:08 2.3 Tirreno Meridionale (MARE)
2016-08-18 05:30:42 2.2 Messina

venerdì 12 agosto 2016

Quando la statistica gioca brutti scherzi

Lo scorso dicembre 2015 la comunità dei fisici delle particelle, e in particolare quella che ruota attorno agli esperimenti di LHC del Cern, ha avuto un'iniezione di adrenalina come non avveniva da tempo. L'ultima era stata quando il bosone di Higgs aveva cominciato a manifestarsi come una timida gobbetta che spuntava dal rumore di fondo, primo indizio di una possibile futura importantissima scoperta, rivelatasi poi tale. Nel dicembre 2015 è successo che nei dati raccolti durante l'anno appena finito dai due esperimenti Atlas e Cms, corrispondente al primo periodo di presa dati alle energie massime raggiungibili a LHC (13 TeV nel centro di massa) c'erano indizi che ci potesse essere qualcosa di molto interessante e per certi versi completamente inaspettato. Infatti entrambi gli esperimenti osservavano un eccesso di dati rispetto al fondo atteso. Proprio come era già accaduto con l''Higgs.

Questo eccesso, che era visibile nel numero di coppie di fotoni prodotte, appariva come una piccola gobba emergente dal fondo, e aveva la caratteristica di avere una massa di circa 750 GeV. Tradotto in parole povere lasciava supporre che qualche misteriosa particella di massa pari a circa 750 GeV, circa 800 volte più pesante del protone, fosse prodotta nelle collisioni raccolte dagli esperimenti, e che si manifestasse producendo coppie di fotoni. La fine del 2015 lasciò i fisici di LHC nel dubbio, perché l'acceleratore aveva appena terminato il periodo di funzionamento previsto, e sarebbe stato riacceso soltanto a fine della primavera del 2016, dopo alcuni mesi di "technical stop" già pianificati in precedenza.
I risultati di Atlas e Cms della fine del 2015. Entrambi gli esperimenti osservavano, allo stesso valore di massa, un eccesso di eventi rispetto al fondo nella produzione di coppie di fotoni, come evidenziato dal cerchio rosso.

LHC è un acceleratore che accelera protoni fino a conferire loro un'energia molto elevata (13 TeV nel centro di massa, leggi qui per capire cosa vuol dire un'energia di 13 TeV) e poi li fa scontrare uno contro l'altro, 40 milioni di volte al secondo.  In ognuno di questi urti o collisioni (che i fisici chiamano anche con il nome criptico di "eventi"), i protoni dopo l'urto scompaiono come tali, e si trasformano in centinaia di altre particelle di vario tipo. La cosa è permessa dalla ben nota equivalenza tra massa e energia, E=mc2, che permette di trasformare l'energia cinetica iniziale dei due protoni in materia, letteralmente "creando" particelle che prima non esistevano, a partire da quell'energia iniziale.

Lo studio di questi processi e delle caratteristiche delle particelle che saltano fuori dopo ogni urto permette di carpire informazioni preziose su come si comporta la natura a scale spaziali estremamente piccole. Infatti maggiore è l'energia degli urti, più piccola è la zona dello spazio indagabile durante l'urto.  In pratica LHC è sostanzialmente un potente microscopio, e lo studio degli urti prodotti permette di "vedere in piccolo" all'interno della materia.

Fra tutte le particelle prodotte nelle collisioni potrebbero essercene di sconosciute. non ancora catalogate, che costituirebbero la manifestazione di qualche nuovo tipo di fenomeno che si instaura alle alte energie raggiunte da LHC.

Ci si aspetta in generale che queste eventuali particelle siano altamente instabili, come avviene praticamente per tutte le particelle elementari dotate di massa, esclusi i costituenti degli atomi, cioè i protoni e gli elettroni (e anche i neutroni, che sebbene di loro siano instabili, non riescono a decadere quando si trovano dentro un nucleo). Se le particelle che compongono gli atomi non fossero infatti stabili, non staremmo qui a raccontarci queste cose, perché la materia stessa non sarebbe stabile.

Dire che queste eventuali nuove particelle non sarebbero stabili significherebbe che, una volta prodotte negli urti, esse sopravviverebbero per un tempo brevissimo, troppo breve per lasciare una traccia del loro passaggio nell'apparato sperimentale, e si trasformerebbero ("decadono", in gergo) immediatamente in altre particelle più leggere e sufficientemente stabili da risultare direttamente osservabili. Dalle caratteristiche delle particelle che rappresentano i prodotti di decadimento della particella madre (che quindi risulta totalmente invisibile perché la sua vita sarebbe di gran lunga troppo breve) come la direzione e l'impulso, è possibile risalire alle proprietà della misteriosa particella originaria, e ad esempio misurarne la massa, tramite il calcolo della cosiddetta "massa invariante".

Tutto questo preambolo per dire che nei dati del 2015 Atlas e Cms osservavano entrambi il possibile indizio dell'esistenza di una particella di massa molto elevata (per lo standard delle particelle elementari) pari a circa 750 GeV (circa 4 volte più pesante della più pesante particella nota) che "decadeva", cioè moriva immediatamente trasformandosi in una coppia di fotoni. Questi fotoni sono analoghi a quelli della luce visibile, ma di energia molto maggiore, corrispondente a quella dei raggi gamma molto energetici. La cosa prometteva di essere molto interessante, perché avrebbe significato qualcosa di nuovo e inaspettato, che avrebbe aperto la porta a un nuovo tipo di fenomeni fisici non contemplati nelle teorie attuali.

La possibile esistenza di questa particella si manifestava in entrambi gli esperimenti come una piccola bozza, una sporgenza, un eccesso rispetto al fondo aspettato. In pratica questo poteva significare che, oltre al normale numero di casi previsto dalle teorie note in cui ci si aspetta di trovare coppie di fotoni (ovvero il fondo atteso), quando la massa di queste coppie di fotoni era di circa 750 GeV c'era qualcosa di più del fondo aspettato, che poteva lasciar presagire che, in un certo numero di casi, qualcos'altro di non previsto (altrimenti sarebbe rientrato nel fondo), avente grosso modo quel  particolare valore di massa, contribuiva al numero di coppie di fotoni prodotte.

Per inciso si vede dalle figure sopra riportate, che rappresentano i dati dei due esperimenti, che il fondo diminuisce drasticamente con il crescere della massa invariante dei due fotoni (le scale sono logaritmiche!). Questi significa che maggiore è la massa invariante delle coppie di fotoni prodotte, minore è la probabilità di produrle tramite processi noti.

Ma perché quello che si osservava non era nulla di certo, ma solo un "indizio"?  Il motivo era che questo "eccesso" rispetto al fondo non era affatto così significativo. Non sufficiente da poter dire che si stava effettivamente osservando qualcosa di anomalo. In pratica quello che ci si chiede in situazioni di questo tipo, quando si osserva un qualche tipo di deviazione dal fondo aspettato, è quanto vale la probabilità che una fluttuazione statistica casuale del fondo simuli quello che si osserva, ovvero quel tipo di bozzetta.

Facciamo un esempio: supponiamo di lanciare una moneta 10 volte, e osservare 7 volte testa e 3 croce.  Per una moneta non truccata, idealmente ci aspetteremmo 5 volte testa e 5 volte croce, ma questo è solo in base alle probabilità di uscita. Nella realtà sappiamo che ci possiamo aspettare fluttuazioni casuali a favore di testa o di croce. Prima di dire che la moneta è truccata ci chiediamo quanto vale la probabilità che, per caso, una moneta non truccata dia questo tipo di risultato. Questa probabilità si chiama in gergo "p-value".

Nel caso dell'eccesso di dati osservato, e corrispondente a una massa invariante pari a circa 750 GeV, il p-value non era così piccolo da far scattare l'allarme rosso (piccolo p-value significa bassa probabilità che il fondo dia quel risultato in seguito a una fluttuazione statistica). In particolare, se si teneva conto del "Look-Elsewhere Effect" (fonte), cioè sostanzialmente il fatto che un eccesso rispetto al fondo poteva verificarsi per qualunque valore di massa, dato che non c'era niente che a priori dicesse che doveva essere per forza attorno a 750 GeV, il p-value corrispondeva a meno di 3 sigma, cioè sotto il "livello di guardia" comunemente accettato dai fisici.  Quindi nessun fisico sano di mente avrebbe gridato alla scoperta in base a quelle gobbette tutto sommato abbastanza insignificanti che venivano fuori dal fondo, guardando separatamente i risultati dei due esperimenti.

E comunque in ogni caso un basso p-value di per sé non dice niente a favore di una eventuale ipotesi alternativa. Voglio dire che si può essere sfigati da osservare un p-value anche molto piccolo (ovvero una fluttuazione statistica a priori estremamente improbabile), ma se la spiegazione alternativa per giustificare la deviazione osservata rispetto al fondo è una teoria strampalata e fantasiosa, il basso p-value non le conferisce comunque alcuna autorità. Un caso per tutti: i presunti neutrini superluminali, che avevano un p-value molto piccolo, corrispondente a una probabilità su un milione o anche meno, se ricordo bene. Tuttavia, nonostante il p-value di quella misura fosse così piccolo, la possibilità che i neutrini fossero effettivamente superluminali restava comunque bassa. E infatti quel p-value così piccolo si rivelò essere dovuto a un banale errore, un effetto sistematico non correttamente tenuto in considerazione (la connessione ballerina di un cavetto!).

Quindi. nonostante il p-value non significativamente piccolo, la cosa che rendeva interessanti i risultati di Atlas e Cms era che entrambe queste gobbette, che prese singolarmente erano certamente poco significative, si manifestavano allo stesso valore di massa invariante. Certo, poteva essere una coincidenza, e tutti ne erano ben consapevoli. Ma era tuttavia sufficiente per far drizzare le antenne alla comunità dei fisici di LHC e invitarli a guardare con più attenzione a quella regione di massa invariante in quel particolare processo, non appena LHC sarebbe stato riacceso e nuovi dati sarebbero stati raccolti. In queste situazioni la cosa da fare è infatti raccogliere nuovi dati. Riprendendo l'analogia della moneta, se ci è venuto un numero di teste elevato in modo sospetto, l'unica cosa da fare è tirare la moneta molte altre volte, per vedere se, raccogliendo più dati, l'anomalia persiste o gradualmente scompare. Non restava quindi che aspettare i nuovi dati che sarebbero arrivati a partire da maggio 2016, con la riaccensione di LHC.

Nel frattempo le opinioni dei fisici si potevano riassumere in "sono scettico ma speriamo che sia vero". Anche io dicevo questo. Forse anche per scaramanzia, pochi si sbilanciavano. I fisici, nonostante calcolino i p-values e i livelli di confidenza, alla fine sono superstiziosi come tutti. "Speriamo che sia vero", dicevano, perché la presenza di una nuova particella di questo tipo avrebbe rappresentato qualcosa di assolutamente nuovo e imprevisto, e quindi l'inizio di nuove scoperte. E la scienza, si sa, vive di novità e scossoni, che ne sono il vero motore. Sai che noia se si dovesse sempre confermare le teorie già note! Ogni tanto ci vogliono gli imprevisti.

Il risultato era che in qualunque meeting interno dei vari gruppi di analisi, non appena qualcuno mostrava un grafico in cui in ascissa c'era una massa invariante di qualunque tipo, anche se non c'entrava niente con i due fotoni, tutti andavano con l'occhio al valore corrispondente a 750 GeV per vedere se c'era qualcosa di strano. Effetti dell'astinenza da nuova fisica...

Nel frattempo alla comunità dei fisici teorici tutto questo era piovuto come manna dal cielo, e in tanti si erano dedicati alla loro specializzazione: teorizzare sulle cose che potrebbero esistere ma non è detto che esistano. E quindi sono state pubblicate in pochi giorni alcune centinaia di articoli in cui essi spiegavano, o per lo meno ipotizzavano, che cosa poteva essere questa eventuale nuova particella, qualora la sua esistenza fosse confermata dagli esperimenti, e cosa avrebbe implicato per le misure future in termini di nuove scoperte.

Non c'è niente di strano in tutto questo, sebbene alcuni si siano scandalizzati affermando che non si dovrebbero pubblicare speculazioni teoriche basate su risultati sperimentali che sono ancora da confermare. E perché mai non dovrebbero farlo? Personalmente ritengo questa affermazioni una sciocchezza, senza mezzi termini. Basterebbe ricordare ad esempio gli ennemila lavori teorici sulle superstringhe, sulla gravità quantistica, sulla supersimmetria, sul modello inflazionario dell'universo primordiale, o sul comportamento delle ipotetiche particelle di dark matter, tutti fenomeni che sono ben lungi dall'avere conferme sperimentali solide (per usare un eufemismo).

Nel frattempo, nella primavera del 2016, LHC è stato riacceso. Dopo alcune settimane di test e di riadattamento alla vita (come gli umani appena svegliati, anche un acceleratore ha bisogno di un po' per riprendere la normale attività), gli esperimenti hanno iniziato a collezionare nuovi dati con un ritmo sempre maggiore, fino a raccogliere entro giugno del 2016 più dati di quelli raccolti in tutto l'anno precedente. A questo punto aveva senso controllare se il famigerato "eccesso" a 750 GeV era ancora lì.

Il 20 giugno 2016, ad un meeting interno della collaborazione CMS, di cui faccio parte anche io, era previsto il primo "unblinding" dei dati raccolti nel 2016. Unblinding vuol dire che i dati raccolti erano stati presi "in cieco", cioè non erano ancora stati guardati da chi aveva fatto l'analisi nell'intervallo di massa interessante per l'ipotetico segnale. Il motivo non risiede in particolari perversioni dei fisici, tipo quelli che si fanno bendare dall'amante, ma nel fatto che l'analisi dei dati voleva essere la più unbiased possibile, ovvero non influenzata da quello che si osservava nella zona di massa attorno a 750 GeV. In questo modo la selezione dei dati e i vari aspetti dell'analisi erano stati ottimizzati soltanto sul fondo adiacente alla zona di massa incriminata, senza correre il rischio di manipolare i dati e aumentare artificialmente, anche se involontariamente, l'eventuale significatività del segnale. Anche i fisici sono esseri umani, e per evitare di fare questi errori "si bendano".

Sono le 17 circa di lunedì 21 giugno quando al Cern Pasquale Musella, un ragazzo italiano responsabile del gruppo di analisi, si appresta a presentare i risultati al resto della collaborazione CMS. Sebbene sia un meeting interno all'esperimento, e quindi solo i membri di CMS possano assistere, l'auditorio del Cern è comunque pieno. Niente di strano, dato che in CMS siamo più di 2500. E diverse altre centinaia sono collegate via streaming da tutte le parti del mondo. I risultati, qualunque essi saranno, sono ancora preliminari, e quindi non saranno resi pubblici prima della conferenza ICHEP (International Conference on High Energy Physics) prevista a Chicago per i primi di agosto, dove verranno presentati ufficialmente. Il capo dell'esperimento chiede a tutti di rispettare la riservatezza, qualunque sia il risultato.

Pasquale descrive l'analisi nei dettagli, come è stata valutata la risoluzione sull'energia dei fotoni, i vari effetti sistematici, il fondo previsto etc etc. La gente frigge sulle sedie. E poi arriva al momento topico: "and now ladies and gentlemen... let's unblind the new data!". Rullo di tamburi, salivazione azzerata, sogni di gloria e grandi speranze attraversano le menti di tutti, compresa la mia. Pasquale spinge sul tasto invio della tastiera del computer, e sullo schermo appare il nuovo grafico. Gli occhi di tutti corrono alla zona dove nel 2015 c'era quella bozza di eventi in più, vanno avanti e indietro per essere sicuri di non aver sbagliato e.... non trovano niente! Nel nuovo grafico, ottenuto con i nuovi dati di LHC raccolti nel 2016, attorno a 750 GeV non c'è niente di diverso dal fondo. Niente altro che il fondo aspettato, nemmeno un accenno di eventi in più, neanche un'abbozzo di collinetta, un punto fuori posto, qualcosa che lasci sperare, qualcosa che ci dica che forse.... Niente! Un niente che non lascia appello.

Due ricercatori di Cms, disperati, si abbracciano piangendo dopo l'unblinding dei nuovi dati.
In sala c'è il crollo totale della libido. Ettolitri di adrenalina sprecati per niente. In un attimo appare chiaro a tutti che quell'ipotetico segnale che ci aveva fatto sognare non era altro che una fluttuazione statistica, che casualmente aveva assunto caratteristiche simili sia nei dati raccolti da CMS che in quelli di Atlas, l'esperimento concorrente. "Ci sono domande?" chiede lo speaker. Silenzio. "Outside Cern first?" Silenzio. "In the room?" Ancora silenzio. L'atmosfera è quella di un gruppo di amici-tifosi riunitosi con patatine fritte, birre e rutto libero per vedere la finale dei mondiali, subito dopo che la propria squadra ha appena perso ai rigori.

Fisico di Atlas disperato dopo la scomparsa del picco a 750 GeV, riceve il conforto dei colleghi mentre viene irriso da uno statistico Bayesiano.

Col senno di poi c'erano diversi indizi che rendevano sospetto questo ipotetico segnale. Ma anche senza il senno di poi, dato che ne eravamo tutti consapevoli. A parte la bassa significatività statistica osservata, c'era il fatto che Atlas osservava un segnale "largo", mentre Cms aveva un picco molto stretto. Certo, entro le fluttuazioni statistiche ci poteva stare, ma la cosa era stata notata, e non era un buon segno.

Poi c'era il fatto che questa ipotetica nuova particella, se reale, si sarebbe dovuta manifestare anche in altri modi, e non solo tramite l'emissione di 2 fotoni. Certo, essendo qualcosa di nuovo uno poteva immaginare di tutto, però siccome questa particella sarebbe comunque stata prodotta a partire dall'interazione nucleare forte fra i due protoni iniziali, sarebbe certamente dovuta decadere anche attraverso l'interazione forte, così come veniva prodotta. E nella fattispecie, oltre ai due fotoni, si sarebbe dovuta osservare anche come un eccesso di coppie di "jet", due spruzzate di particelle "adroniche", ovvero particelle aventi proprietà analoghe a quelle del protone. E invece niente.

Le esequie del picco in due fotoni a 750 GeV. Allo sconforto dei fisici di Atlas e Cms si contrappone l'atteggiamento giulivo del fisico teorico all'estrema destra, che sta trasmettendo al cellulare l'articolo in cui propone una nuova teoria che spiega perché non si vede alcun picco.
C'era anche un terzo indizio che contribuiva a rendere il tutto sospetto. E cioè che le distribuzioni delle caratteristiche dei due fotoni, tipo impulso, direzione, angolo relativo etc, ottenute nella zona di massa dove si osservava l'ipotetico segnale, erano del tutto simili, entro le incertezze statistiche, a quelle che si osservavano nelle zone adiacenti al picco, dove c'era certamente soltanto fondo. La cosa era sospetta, perché la presenza di una nuova particella dovrebbe in generale manifestarsi anche con effetti specifici sulle proprietà dei fotoni tanto da farli differire dai fotoni di fondo. E invece niente neanche in questo caso. Di nuovo, certamente la bassa statistica non era conclusiva, ma lasciava comunque suggerire che l'ipotetico segnale si comportava esattamente come il fondo. E se un ipotetico segnale si comporta esattamente come il fondo c'è il serio rischio che sia fondo!

Il cimitero delle presunte scoperte che differivano meno di 3 sigma dal fondo, in cui è stato tumulato il picco a 750 GeV osservato nel 2015 a LHC. 


Comunque, superato lo shock, i fisici hanno fatto il funerale al picco a 750 GeV, seppellendolo nel vasto cimitero delle scoperte annunciate al limite delle 3 sigma, e che poi con maggiore statistica si sono rivelate false. E asciugate le lacrime, sono ritornati al lavoro. Però adesso basta con queste fregature!





mercoledì 6 luglio 2016

Il vino quantistico e le nuove proposte del mercato quantico

Anticipazioni sulla nuova collezione quantica autunno-inverno



La meccanica quantistica è diventata una vera vacca da mungere per i cazzari. Se vuoi dare una veste scientifica a qualcosa che assolutamente non ce l'ha, mettici attaccato il termine "quantico" e i new agers ci si butteranno a pesce. E se si tratta di qualcosa che si vende, penseranno che per qualcosa di quantico vale anche la pena spenderci qualcosa in più, perché dietro c'è la ricerca, c'è la scienza!

E' il caso del vino prodotto "sfruttando i principi della meccanica quantistica". Ebbene sì, c'è anche il vino quantico. Questo qua sotto è il testo che ho trovato in rete che lo descrive. Si tratta di un'intervista al produttore (di cui mantengo l'anonimato per pietà nei suoi confronti, metti che qualcuno lo dovesse riconoscere) che descrive come si fa un vino secondo la meccanica quantistica.

Azienda nata da un’idea collettiva, unica e originale, di cinque “magnetici” buontemponi messisi insieme per fare un vino sfruttando i principi della fisica quantistica. Ovvero usando onde magnetiche studiate da Max Plank, lo scienziato che con i suoi studi sulla fisica dei quanti si guadagnò il premio Nobel nel 1918. Certo, lo scienziato, non avrebbe mai pensato che le sue osservazioni sui quanti un giorno sarebbero servite a fare del buon vino. E soprattutto a proteggere da parassiti e microrganismi nocivi, viti e vigneti. Almeno questo hanno scoperto i cinque ragazzoni tra lo stupore prorompente, quando si sono trovati alla fine del protocollo di vinificazione nella condizioni di non aver usato un sol grammo di solfiti.
Ma per capire meglio il protocollo occorre spendere due parole su cosa sia la fisica dei “quanti”. Per questo ci viene in soccorso XXX YYY uno dei cinque creatori. YYY, ha una laurea in medicina e chirurgia e ha sempre coltivato la passione per la matematica e la fisica: «La fisica quantistica – spiega - descrive il modo di agire della materia a livello microscopico e ne studia il rapporto con la sua frequenza elettromagnetica.
I ricercatori del ‘900 studiando questi campi magnetici hanno messo in piedi, con Plank, la dottrina secondo la quale l’universo è totalmente costituito da energia e materia. Il pensiero base è che ogni campo di forze si rivela sotto forma di particelle pesanti dette anche “quanti”. A sentir Plank, questi campi inoltre godono di tutte le informazioni necessarie alla costruzione di ogni creatura e guidano lo sviluppo degli uomini, degli animali e delle piante attraverso la comunicazione col Dna contenuta nelle cellule»
Le immagini di Max Planck su tutti i libri di fisica del mondo hanno simultaneamente pianto sangue dopo la pubblicazione di questa marea di cazzate. Un chiaro esempio di entanglement quantistico



Allora... che dire. Intanto ho faticato a mantenere la lucidità leggendo questa montagna di idiozie. Sicuramente le cose che ho pensato, le frasi che hanno attraversato la mia mente e che avrebbero voluto uscire dalle mie labbra, hanno severamente pregiudicato il mio eventuale futuro accesso alla vita eterna. Il mio primo istinto è stato quello di cercare sulle pagine gialle se esistono negozi che vendono lanciafiamme al dettaglio, magari anche quantistici, ma purtroppo non ne esistono.

Intanto non era Plank ma Planck, scritto sbagliato per 3 volte. Ma d'altra parte il viticoltore ha solo l'hobby della matematica e della fisica, e quindi è un errore che gli si perdona. Come confondere Einstein con Ėjzenštejn, quello della corazzata Potemkin. Può capitare! Magari è solo colpa dell'articolista, che in matematica e fisica veniva sempre rimandato, e in realtà l'intervistato gli aveva detto espressamente "mi raccomando, me lo scriva col ck, non mi faccia fare brutte figure coi fisici!"

Comunque i miei complimenti! Voglio dire, per avere solo la passione per la matematica e la fisica, concepire un metodo che addirittura applica la meccanica quantistica e che funziona pure, non è mica cosa da tutti! E' come se io, che a 13 anni pensavo di fare medicina e mi guardavo l'apparato circolatorio sull'enciclopedia Conoscere, inventassi così, sperimentando, un metodo innovativo per togliere le cistifellee senza aprirti la pancia. Che uno poi viene a intervistarmi e mi chiede: "ma è incredibile, ma come ha fatto?", e io rispondo: "sparecchiavo....".

In realtà non si sa da dove cominciare a confutare quello che c'è scritto. E' come la supercazzola di Tognazzi ("sparecchiavo", appunto!). E' una serie di frasi prive di senso. Planck, tanto per dire, non ha studiato nessuna onda magnetica, anche perché l'onda magnetica non esiste. Di certo Planck non solo non avrebbe mai pensato che i suoi studi potessero servire a fare un vino, come dice l'articolo, ma nemmeno che fossero usati per dire certe cazzate.

E poi, onestamente, mettersi a confutare riga per riga l'ammasso di sciocchezze che c'è scritto rischierebbe di conferire una seppur minima forma di autorevolezza a questo delirio. Si confuta quello che ha senso confutare. Se uno, tanto per fare un esempio, ti dicesse convinto che ha costruito un soppalco in garage applicando le leggi della selezione naturale di Darwin, che fai, gli stai a spiegare che tra le due cose non c'è nessuna relazione? No, gli dai una pacca sulla spalla e gli dici: "ah però!".

E poi, voglio dire: hai fatto un buon vino? Perché io non dubito che questo sia un buon vino. Ci credo! Però proponilo per quello che è, un buon vino, appunto! Non hai usato solfiti, verderame o quello che ti pare? Perfetto! Dì che non hai usati solfiti e verderame. Perché, invece, condirlo con questa accozzaglia di scemenze?

In realtà lo capisco il perché, ed è questo che mi fa incazzare. Il motivo è: per distinguersi! Perché ci sarà sempre qualche gonzo a dire (convinto questa volta): "ah però!". Perché di vini buoni ce ne sono tanti, ma di vini buoni e anche quantistici ancora non ci aveva pensato nessuno. E certa gente quando sente parlare di vibrazioni benefiche (le vibrazioni quantistiche sono sempre benefiche, mai che ci sia una vibrazione quantistica che fa male!) non capisce più niente. A certa gente quando gli parlano di frequenze e vibrazioni gli viene lo spirito critico di una lumaca quando decide di attraversare l'autostrada. Accetterebbe di tutto, se c'è dietro una vibrazione. E quindi magari non distingue un Brunello da un Tavernello, che già il nome simile confonde, ma se è un vino quantico allora deve essere speciale.

Aspettiamo a questo punto l'immissione sul mercato di tutta una serie di nuovi prodotti quantistici. Intanto vi do qualche modesto suggerimento, così magari qualche illuminato imprenditore ne approfitterà. Non voglio crediti ne soldi, non temete.

L'acqua quantica. Del tutto indistinguibile da una normale acqua, sfrutta in modo innovativo i principi della meccanica quantistica per legare assieme atomi di idrogeno e di ossigeno a formare un liquido trasparente e inodore dalle incredibili proprietà. L'acqua quantica è altresì estremamente adatta ad amplificare l'effetto dei prodotti omeopatici, moltiplicandone le frequenze vibrazionali autoctone.

Il water quantico. Del tutto indistinguibile da un normale water, grazie alla sua seduta ergonomica sviluppata applicando l'equazione di Dirac, permette di trasmettere a chi vi si siede le benefiche vibrazioni positive indispensabili per un sereno momento di introspezione. I suoi benefici si amplificano se poi si tira l'acqua quantica.

Lo scolapasta quantico. Del tutto identico a un normale scolapasta, grazie alla meccanica delle matrici di Heisenberg filtra l'acqua (preferibilmente quantica) in modo completamente naturale, lasciandola fluire attraverso i fori senza tuttavia depauperarla della sua forza vitale, e permettendo alla pasta di viverne il distacco senza traumi.

Pranzo della domenica quantico. Del tutto indistinguibile da un normale pranzo della domenica, consiste in bucatini all'amatriciana quantici, coda alla vaccinara (sempre quantica), contorno di parmigiana di melanzane (ovviamente quantiche), e a seguire quattro palle di profiteroles con cantucci e vinsanto, caffè e ammazzacaffè, tutti rigorosamente quantici. Le speciali vibrazioni apportate dal cibo, reso particolarmente naturale e consono all'organismo grazie alle sue caratteristiche onde sinusoidali magnetiche, conferirà in breve tempo quel piacevole torpore caratteristico dell'entanglement quantistico con il resto dell'universo. Si sposa bene con la visione di un Gran Premio Quantico.

Il martello pneumatico quantico. Del tutto indistinguibile da un normale martello pneumatico, emette tuttavia piacevoli frequenze vibrazionali positive che trasmettono benesse e sollievo quando si propagano dagli arti alla spina dorsale fino alle gengive e ai molari. Particolarmente adatto per i bambini, che possono usarlo anche in casa coi nonni e la tata.

Il pallone quantico. Del tutto indistinguibile da un normale pallone da calcio, sfrutta i principi della meccanica quantistica per realizzare tiri imparabili. In particolare l'impossibilità di localizzarne contemporaneamente posizione e velocità lo rende particolarmente adatto per i calci di rigore in caso di quarti di finale ai campionati europei.

Il calcio nei maroni quantico. Del tutto identico a un normale calcio nei maroni, trasmette tuttavia al corpo della vittima le speciali vibrazioni biodinamiche che instillano un'immediata sensazione di piacere che si propaga velocemente in tutto il corpo. Grazie al calcio quantico farsi dare calci nei maroni diventerà un piacevole e rilassante passatempo per grandi e piccini.

Il vaffanculo quantico. Del tutto indistinguibile da un normale vaffanculo, sfrutta tuttavia le vibrazioni delle frequenze quantiche per conferire sollievo a chi lo emette, amplificandone a dismisura il potere liberatorio. Ideale sul lavoro, a scuola, in famiglia, ai pranzi di Natale e alle riunioni di condominio, grazie ad esso mandare affanculo il prossimo farà provare una nuova inusitata sensazione di benessere.

L'azienda quantica. Questa, sembra incredibile, esiste già. Cercare con google per credere. Del tutto indistinguibile da una normale azienda, fallisce come una normale azienda, ma quando ti licenziano cercano di farti credere che sei disoccupato ma in perfetta simbiosi e sintonia con il resto del cosmo. Si abbina molto bene con il vaffanculo quantico.

Il profilattico quantico. Questo invece se fossi in voi lo eviterei. Certo, ci sono sempre le vibrazioni, che se qualcosa è quantico sono sempre di mezzo e mandano tutti in brodo di giuggiole, però in fisica quantistica c'è anche l'effetto tunnel, quel fenomeno che permette a una particella di passare attraverso una barriera anche se non ne ha l'energia sufficiente. E in questo caso la cosa potrebbe rivelarsi un filo controindicata per le finalità del prodotto. Oh, io ve l'ho detto, poi fate come vi pare.

Concludo ritornando al vino. L'intervista termina dicendo che:

"le basi si stanno consolidando, il vino ha corpo, finezza e tutte le caratteristiche del terroir (significa "territorio", ma in francese fa più figo, n.d.r.). Manca la consacrazione della stabilità nel tempo poiché tanta e tale è la curiosità che rimane impossibile riservare delle scorte per una verifica nel tempo."

Qui sfugge all'autore dell'articolo un punto importante: quello che ha evidenziato è un tipico comportamento quantistico! Non si riesce a dire come sarà il vino in futuro, ma solo a valutarne le probabilità, perfettamente in linea con la meccanica quantistica. Come il gatto di Schrödinger, prima che lo apri può essere sia un Amarone riserva che un avanzo di Ronco dei Punkabestia. L'hai voluto quantico? Mo' te lo tieni!

lunedì 4 luglio 2016

Il bello di essere unici: i concorsi per ricercatori in Italia.

 
Fra poco uscirà il bando per circa 70 posti da ricercatore presso un'ente pubblico di ricerca, l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Dopo anni di zero assoluto, finalmente un concorso con un numero elevato di posti.

In Italia funziona così, piace il reclutamento a fisarmonica. Per anni il nulla, in modo da accumulare un bel po' di precari e stressare la gente che vorrebbe lavorare serenamente, e poi all'improvviso si aprono un tot di posti, dove un numero di giovani e meno giovani molto maggiore dei posti disponibili si scanna per vincere. Poi per altri n anni il deserto dei tartari, per poi di nuovo, senza alcuna programmazione razionale, altri tot posti tirati fuori dal cappello da un giorno all'altro.

Forse al ministero si divertono perché sono dei sadici. Forse gli piace vedere gente tipicamente bravissima che si snerva e si massacra per dare uno straccio di futuro alla propria vita. Me li vedo, alla pausa caffè, che dicono "aoh, so' passati 5 anni, j'oo bandimo un antro concorsone da 30 posti, così se scanneno e fanno 'e 3 de notte pe' du' mesi a studià, che poi er giorno dopo c'hanno pure da lavorà?"

Per carità, dopo anni di magra 70 posti sono una manna dal cielo. Molto di più di quello che eravamo stati abituati. Però, porcaputtana,  invece di niente per 5 anni, poi tot posti tutti in una volta, poi di nuovo niente per altri 4 o 5 anni e così via, non si può fare una cosa più normale, tipo un po' di posti tutti gli anni? Magari, esagerando con le richieste, banditi in un periodo dell'anno prestabilito, sempre lo stesso tutti gli anni? Tipo che a settembre, tutti gli anni, si fa un concorso nazionale per 10 posti da ricercatore. Con un minimo di continuità e con un minimo di logica.

Perché vedete, carissimi del ministero, un "giovane", e ci metto le virgolette perché in questo caso il "giovane" ha minimo 30 anni e spesso è più vicino ai 40, vorrebbe poter programmare la propria vita. Non vuole che gli garantiscano il posto, non si sogna nemmeno di pretendere questo, ma vorrebbe sapere per lo meno che probabilità ha di avere un posto. Vorrebbe sapere ad esempio che negli enti pubblici di ricerca (l'università segue altri meccanismi, e anche lì ci sarebbe da dire...) ci sono n posti disponibili ogni anno, e poi farà i suoi conti. Vorrebbe saperlo per decidere se provarci una, due, tre volte, in modo da valutare se vale la pena insistere o lasciar perdere e trovarsi un altro lavoro prima di diventare troppo vecchio per qualunque cosa. Vorrebbe lavorare in pace sapendo che le scadenze per i concorsi sono fissate e conosciute con anticipo. Poi se queste possibilità sono poche e lui si ostina a provarci, saranno cavoli suoi, ma vorrebbe almeno saperlo.

Invece così ti tengono per il collo, facendoti vivere nel dubbio e nell'ansia. Non escono concorsi per anni, e ti obbligano a resistere e tenere duro, accumulando contratti su contratti, diventando straprecario, perché non si sa se e quando ci sarà il concorso, e se te ne vai prima, se magari, - esasperato - accetti un posto all'estero, rischi che dopo 3 mesi escono 70 posti e ti spareresti sulla tempia per non averci provato. Io la vedo innanzitutto come una questione di mancanza di rispetto verso questi "giovani", soprattutto dopo che ci si riempie la bocca ad ogni occasione sull'importanza fondamentale e imprescindibile della ricerca scientifica e dell'innovazione, e sulla necessità di investire sui giovani ricercatori, che rappresentano il vanto e il futuro dell'Italia etc etc.

Nel passato recente è perfino successo che gente che aveva vinto un concorso non poteva comunque essere assunta per i blocchi dovuti alla finanziaria, e è rimasta senza stipendio per anni. Che lo andavi a raccontare ai colleghi stranieri e ti guardavano dicendoti "ma in che cazzo di paese vivete?" Alcuni, pur avendo vinto il concorso, a queste condizioni se ne sono ovviamente andati a lavorare altrove, rinunciando al posto già vinto. Evidentemente credono, al ministero, che fare il ricercatore sia un hobby, una passione. Credono che un ricercatore non abbia le normali esigenze degli altri esseri umani, tipo mantenersi, mantenere un figlio, avere una vita normale. No, al ricercatore gli bastano i suoi protoncini e è felice, lui, e anche se non lo paghi per 4 o 5 anni a quel punto non gli interessa. 

Volete investire sui giovani? Ritenete che la ricerca scientifica sia importante? Bene, allora oltre a dirlo a parole fate i concorsi con scadenza regolare, in modo che un giovane ricercatore possa almeno sapere che possibilità ha di fare questo lavoro, ed essere lui a decidere se lasciar perdere o insistere. E' il minimo sindacale che si chiede se ti viene detto che la ricerca è fondamentale per il paese. Il minimo.

Ma poi veniamo all'aspetto tragicomico di questi "megaconcorsi occasionali": le modalità del concorso stesso. Essendo concorsi pubblici la normativa vuole che ci sia un esame. E l'esame consiste in due scritti e un orale, e gli scritti sono ovviamente determinanti: se non li passi niente orale.  Niente di male, uno penserebbe. E' giusto che ci sia un concorso per selezionare chi è meritevole e chi non lo è. 

Ma il punto è che quelli che partecipano a questi concorsi sono tutti "giovani" che hanno un dottorato di ricerca spesso acquisito all'estero, e lavorano nel settore da 10 anni se va bene. Non è gente laureata in fisica che faceva altre cose nella vita, tipo il barista o l'elettricista, e ha letto sulla Gazzetta Ufficiale che c'era un concorso per ricercatore all'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e si è detta "toh, quasi quasi ci provo, metti che mi vada fatta bene e mi sistemo!". Sono "giovani" già conosciuti nell'ambiente, hanno un tot di pubblicazioni su prestigiose riviste internazionali, hanno presentato i loro risultati a importanti conferenze, ma soprattutto hanno un bel po' di esperienza nella ricerca, maturata sul campo. O meglio, questi "giovani" sono normalmente quelli che mandano avanti la ricerca! Infatti contrariamente a quello che succede nella politica, la ricerca scientifica, come tutte le attività che richiedono ingegno, inventiva, velocità di ragionamento e immaginazione, è fatta dai giovani. E' sempre stato così, non c'è niente di nuovo in questo. Einstein aveva 25 anni quando ha sconvolto la fisica. E anche oggi la ricerca scientifica, in qualunque settore, sarebbe impossibile senza il contributo determinante dei giovani. Gli esperimenti di LHC non potrebbero funzionare senza questo esercito di geniali volenterosi 25-40enni entusiasti del proprio lavoro. Il bosone di Higgs e le onde gravitazionali non sarebbero mai stati  scoperti senza questi giovani, che spesso ricoprono ruoli chiave negli esperimenti, coordinano interi gruppi e sono responsabili di parti fondamentali dell'esperimento.


Però nonostante questo, nonostante tutti nel settore sappiano chi sono questi ragazzi, cosa facciano e quanto valgano, e nonostante nella vita di tutti i giorni tutti li trattino da colleghi, col rispetto che si riserva ai colleghi bravi, la procedura per decidere chi fra questi ragazzi è capace, e quindi degno di diventare ricercatore, non chiede di focalizzarsi sulla loro attività lavorativa, come il buon senso e la logica vorrebbero. Non chiede di informarsi dai colleghi e dal resto dell'esperimento in cui lavorano circa le loro capacità. Tutto questo per le normative che regolano i concorsi per ricercatori negli enti pubblici passa in secondo piano: per decidere chi è meritevole di diventare ricercatore bisogna invece accantonare ciò che i candidati hanno dimostrato di saper fare sul campo, e far fare loro due temini e risolvere qualche esercizietto di quelli che si facevano da studenti, uguali per tutti, indipendentemente dalla loro attività lavorativa e dal campo di specializzazione.

Demenziale vero? E' come se, per selezionare dei bravi medici esperti di cardiologia, immunologia, oncologia etc, si ignorasse tutto quello che essi hanno già dimostrato di saper fare sul lavoro nelle loro discipline in anni e anni di attività, e si chiedesse loro di fare un bel tema con un argomento scelto a caso, e come argomento potrebbe uscire qualunque cosa, tipo le dermatiti o l'osteoporosi. E' questo il modo migliore per fare una selezione? Come si fa a selezionare un bravo cardiologo chiedendogli di fare un tema sulla sciatica?

Poco conta, a quel punto, se nel lavoro hai dimostrato di essere bravissimo, se nell'esperimento ti cercano per fare le cose perché le sai fare meglio degli altri, se sei responsabile e risolvi problemi importanti che permettono all'esperimento di funzionare, e magari ti telefonano anche di notte quando c'è un intoppo, perché sanno che tu lo sai risolvere. Quello che conta a quel punto è come fai l'esercizietto o il temino, che magari per sfiga è su un argomento su cui non hai mai lavorato e che ti sei dimenticato di riguardare.

E quindi succede una cosa demenziale, se si guarda il tutto con l'occhio della ragione. Succede che questo esercito di scienziati, perché tali sono a tutti gli effetti, è obbligato a mettersi a studiare, nonostante sul campo abbia già ampiamente mostrato quello che sa fare nella ricerca. Però siccome spesso è gente che ricopre ruoli chiave negli esperimenti, e non solo, ma è anche gente coscienziosa e che ha la testa sulle spalle e non se la sente di abbandonare il proprio lavoro, non è che smette di lavorare per studiare, come richiederebbe chi ha ordito questa buffonata. Anche perché, se hai un contratto con il M.I.T., non è che puoi dire al tuo capogruppo americano: "sai, voi mi pagate per fare ricerca ma io smetterò di lavorare per 3 mesi perché devo studiare e fare esercizi per un concorso da ricercatore". Ti guarderebbero come se fossi scemo: "gli esercizi per un concorso da ricercatore?!?!" E quindi, siccome contrariamente a chi è convinto che questo sia il modo migliore per selezionare i ricercatori, questa è gente che ha cervello, questi "giovani" continuano a lavorare e, se possono, se ci rimane il tempo, studiano. E intanto si macerano l'animo, e si distruggono di ansia, perché c'è in gioco il loro futuro.

In questo modo di reclutare i ricercatori, in Italia siamo gli unici al mondo. In tutto il mondo i ricercatori si selezionano semplicemente con colloqui con i candidati e valutando il loro curriculum, come il buon senso vorrebbe. Ad esempio in Francia, tanto per non allontanarci troppo, i ricercatori si selezionano così:
"Ogni anno un numero di posti, che é più o meno lo stesso di anno in anno, viene bandito per ogni disciplina. Le domande per il concorso devono essere presentate da inizio dicembre ai primi di gennaio. La domanda consiste in un progetto di ricerca, scritto in francese o inglese, ed il CV. Una volta inviata le commissioni faranno una prima scrematura, ed i candidati selezionati dovranno fare una presentazione di 15 minuti + 5 minuti di domande davanti alla commissione verso aprile/maggio. In questa presentazione, che può essere fatta sia in inglese che in francese, il candidato dovrà mostrare a grandi linee il suo Curriculum Vitae ed il suo progetto di ricerca."

Quando all'estero vengono a sapere che invece in Italia i ricercatori si selezionano chiedendo loro di fare un tema e di passare un esamino da studenti, si mettono a ridere e ti guardano senza capire. Bel primato, non c'è che dire.


PS. Aggiungo una cosa importante, che non avevo scritto nell'articolo, anche se mi sembrava implicita. E cioè che, nonostante il sistema perverso con cui si selezionano i ricercatori, quelli che sono selezionati sono comunque in generale molto bravi e preparati. Questo perché il bacino da cui si pesca è comunque fatto di ricercatori capaci e già preselezionati da anni di lavoro sul campo. E la bravura dei nostri ricercatori ci viene ampiamente riconosciuta anche all'estero.

venerdì 24 giugno 2016

La matematica del liceo e il compito di maturità

Riflessioni sul compito di matematica alla maturità.


Mia figlia ha appena fatto la prova di matematica alla maturità del liceo, e quindi ho provato anche io a fare quel compito, cercando di immedesimarmi nei pensieri dello studente medio. Non quello eccellente, ma quello medio. Quello normale, insomma. E mi sono reso conto dello scollamento che esiste tra quelli del Miur che preparano le prove di esame, e la scuola reale. E siccome il Miur dovrebbe essere la scuola, questo potrebbe rappresentare un problema.

Il compito di matematica della maturità scientifica consiste in 2 problemoni e 10 quesiti. Tuttavia non bisogna fare tutto, ma soltanto 1 problema e 5 quesiti. Di più non serve, perché non ti viene comunque valutato, e quindi fare 10 quesiti a metà è assolutamente inutile. Il testo di quest'anno è visionabile qui.

Tra i due problemoni in questi ultimi anni è diventato di moda il "problema contestualizzato". Si tratta in pratica di un problema matematico che dovrebbe rispecchiare una situazione reale, suppongo con l'intento di far capire agli studenti che la matematica è importante non solo a scuola ma anche nella vita, e che serve ad affrontare problemi concreti.

Primo errore. Anzi, "primi" errori, plurale. Il primo, proprio terra terra, è che durante la prova di esame di tutto si interessa lo studente, meno che dell'essere educato in qualcosa. In quel momento i suoi interessi primari sono rivolti unicamente al fare il compito meglio che si può. E quindi è quantomeno refrattario e impermeabile a questi intenti didattico-educativi. Non in quel momento, per lo meno. Ma questo, da parte del Miur, è solo un peccato veniale.

Il secondo errore è che la matematica è innanzitutto fine a se stessa! Si può fare matematica anche chiudendosi dentro un bunker e privandosi di qualunque contatto sensoriale col mondo, e anzi, il bello della matematica è proprio questo. E' il trionfo della logica e del ragionamento, e la sua bellezza non risiede nell'applicazione pratica.

Comunque, a parte queste distinzioni da rompiballe precisino (lo ammetto), bisogna dire che la contestualizzazione dovrebbe però anche avere un senso! Dovrebbe avere un qualche aggancio con situazioni reali. Non deve essere una forzatura in modo da cacciarci dentro l'analisi matematica a tutti costi inventandosi situazioni assurde, che di reale non hanno niente! Allora tanto varrebbe lasciar stare la contestualizzazione e dare un bel problema di matematica e basta.

Nell'ultimo compito, ad esempio, il primo problemone parlava di un amministratore di condominio che deve progettare un serbatoio per il gasolio, e deve decidere la forma del tetto in base a tre parametrizzazioni in termini di funzioni matematiche, ognuna contenete un tot di valori assoluti, potenze, parametri incogniti etc.

A parte che uno si immagina subito cosa deve essere stata la riunione di condominio dove dovevano mettere ai voti la cosa. Già me lo vedo l'amministratore che dice ai condomini in ciabatte e tuta in acetato: "Allora, alzi la mano chi è a favore della prima funzione, quella con 1 + modulo di x tutto elevato alla 1 su k. Adesso voti invece chi preferisce l'opzione b, quella con la polinomiale di terzo grado".  Nessuno per l'opzione c, quella con il coseno di pi greco mezzi per x alla k? E poi, signori, vi ricordo che la sommità deve avere un punto angoloso di non meno di dieci gradi!".

Ma a parte questo, che razza di problema reale è? Per chiederti quale funzione approssima meglio un certo disegno hanno imbastito una pagina e mezzo di chiacchiere inutili sconfinanti nel demenziale, su una questione che mai e poi mai accadrà nella realtà. Non era meglio non contestualizzare, che inventarsi un problema del genere?

Ad esempio, sempre in tema di contestualizzazione, un po' di tempo fa avevano dato un compito (era una simulazione di prova d'esame) in cui un artigiano voleva costruire una scatola per scarpe di tipo universale, buona per tutti i numeri, e per questo aveva pensato che la scatola doveva essere (cito dal testo):

"a base rettangolare di dimensioni 20 cm per 30 cm e che l’altezza, procedendo in senso longitudinale da 0 a 30 cm, segua l'andamento così descritto: ad un estremo, corrispondente alla punta della scarpa, l’altezza è 4 cm, a 10 cm da questo estremo la sagoma flette e l’altezza raggiunge 8 cm, a 20 cm dall’estremo l’altezza raggiunge 12 cm, mentre all’altro estremo l’altezza è zero". 

E poi era in dubbio se usare un'esponenziale di polinomi, una somma di seni e coseni al quadrato, o piuttosto una semplice cubica. Il dilemma tipico dei costruttori di scatole di scarpe, insomma. A parte che non ci sarebbero comunque entrate le scarpe col tacco 12 e nemmeno i miei stivaletti pitonati, uno che legge, se ha un attimo di lucidità in quel momento di ansia, gli viene da dire: "Ma andatevene affanculo, voi, l'artigiano e tutta la matematica! Ma mi state prendendo in giro? Mi volete far credere che questo è il motivo per cui si studia la matematica al liceo? Per scegliere se progettare scatole di scarpe con la forma di una polinomiale cubica o una somma di esponenziali? Ma siete scemi?"

Quindi, mi permetto un consiglio personale agli esperti del Miur: se proprio volete contestualizzare i problemi di analisi matematica, date problemi che abbiano un senso, oppure - molto meglio - lasciate perdere la contestualizzazone e date problemi di analisi matematica e basta, evitando questa buffonata di farli apparire casi reali, che tanto non ci crede nessuno, e anzi fate solo incazzare, col risultato che uno vorrebbe conoscere quell'amministratore di condominio o quell'artigiano per dirgli in faccia che si trovino una donna, uno svago, un torneo di burraco, qualcosa insomma, ma che la smettano di scassare la minchia agli studenti.

A parte la contestualizzazione, però, i problemi e i quesiti proposti, in genere sono belli. Sono come dovrebbero essere, secondo me, i problemi e i quesiti di matematica. Sono problemi e quesiti in cui il ragionamento, l'arguzia e l'intuito contano molto di più della macchineria. Sono problemi dove saper intuire la strada giusta, quella più furba, ti trasforma spesso un esercizio apparentemente difficilissimo in una sciocchezza.

Il problema però sta che quello che si fa a scuola non è finalizzato ad affinare le capacità di ragionamento e arguzia, ma piuttosto la macchineria. Le verifiche date durante l'anno sono tipicamente una lotta contro il tempo: 20 limiti di funzione da calcolare in un'ora, poco più di qualche minuto per esercizio. Calcoli di derivate di funzioni che non entrano in due righe di foglio protocollo, tanto sono lunghe. Insomma, compiti dove devi far partire a manetta la macchineria e farla andare come un treno, senza errori, e dove soprattutto non puoi permetterti di fermarti a riflettere, perché perderesti tempo prezioso. Ultimamente questo genere di verifiche, da quello che sento in giro, va di gran moda. Non ci sarebbe niente di male se poi non ti dessero un compito di maturità dove il tempo a disposizione è veramente l'ultimo dei tuoi problemi (ci sono 6 ore di tempo), e dove il ragionamento gioca invece un ruolo fondamentale.

Ad esempio il secondo problemone della maturità di quest'anno non richiedeva praticamente calcoli, ma solo molto ragionamento, basato su tutto quello che si è appreso sulle derivate, gli integrali, e la matematica del liceo in generale. Il primo dei 10 quesiti, poi, basato sull'integrale della funzione Gaussiana, si risolveva in un minuto se uno sapeva cos'è la funzione Gaussiana e che forma ha il suo grafico (e non è argomento comunemente svolto nei programmi), e se si applicavano ragionamenti che niente hanno a che fare con la macchineria e l'applicazione delle regole. Altrimenti diventava un problema molto difficile, perché in genere di fronte a un integrale ti insegnano a risolverlo a testa bassa applicando le regole, e non a fermarti a riflettere su che forma ha la funzione da integrare, perché magari con quell'informazione il problema diventa banale. E guarda caso quell'esercizio lo hanno fatto in pochissimi.


Si potrebbe dire che è colpa degli insegnanti, dato che ormai lo sanno che al Miur da un po' di anni a questa parte propongono problemi di questo tipo. Certamente in parte lo è, perché a mio parere si potrebbe trovare un ragionevole compromesso tra l'apprendere a essere veloci nell'applicazione di meccanismi standard, e l'imparare a risolvere i problemi con tecniche non standardizzate, che richiedono innanzitutto ragionamento e una veduta di insieme della matematica che si acquisisce soltanto con l'abitudine a questo tipo di approccio.

Però il punto è che gli insegnanti si devono comunque confrontare con il dover completare un programma ministeriale che è diventato sterminato. In quinta liceo ai miei tempi ci si fermava agli integrali. Adesso in aggiunta si fanno, o si dovrebbero fare: il calcolo combinatorio e delle probabilità, le equazioni differenziali, i solidi di rotazione con relativi integrali e la geometria analitica nello spazio. Tutte cose importanti, non discuto, ma mi chiedo se veramente al liceo bisogna fare tutto questo, con l'evidente controindicazione di penalizzare la qualità dell'apprendimento, relegando il tempo per riflettere in secondo piano  in favore della semplice applicazione di regolette standardizzate. C'è poco da fare, se nelle stesse ore devi fare il doppio della roba, il tempo che ci puoi dedicare si dimezza. E anche quello che puoi realmente assimilare diminuisce. E' un esempio di contestualizzazione della matematica, no?

E lo stesso accade nel programma di fisica. Una volta a fisica al liceo non si facevano esercizi. Per lo meno era raro. Adesso invece si fanno soprattutto esercizi. Giusto, per carità, in fisica saper risolvere gli esercizi è importante.  Ma nel frattempo il programma si è centuplicato. Adesso in quinta si fa elettromagnetismo, teoria della relatività, fisica atomica, fisica moderna, etc etc. O per lo meno si dovrebbe fare. Tutto per forza di cose in modo superficiale, perché l'insegnante deve andare veloce, se vuole finire il programma. Di nuovo, essendo le ore sempre le stesse e contestualizando...

E il risultato è che fisica diventa, per gli studenti, per lo meno per la maggior parte degli studenti, una sterminata accozzaglia di formule da cui pescare quelle giuste per fare gli esercizi. E invece in fisica, se non comunichi la magia, il fascino di quelle formule, se non fai vedere che dietro quelle espressioni matematiche c'è il mondo vero (lì si che bisogna contestualizzare!), se non fai vedere che dietro certe cose all'apparenza aride o scontate ci sono problemi concettuali incredibili e magari irrisolti, il tutto rischia di diventare di una noia mortale.

Ma soprattutto dietro questa corsa a terminare programmi sterminati senza un attimo di tregua, penalizzando per forza di cose il ragionamento e la riflessione, si cela secondo me un problema di importanza molto più fondamentale e di grande impatto sulla società. E cioè che quelli bravi, quelli che hanno una marcia in più, non avranno comunque problemi, perché sono bravi di loro. Quelli ci sono sempre e emergeranno sempre, anche senza chiedere loro espressamente di risolvere 20 esercizi in 30 minuti, e non avranno comunque problemi nemmeno col compito di maturità, dove conta il ragionamento e la logica. Ma tutti gli altri, cioè quelli che nel bene e nel male costituiranno il cittadino medio, e quindi la società, rischiano di essere tirati su come polli in batteria, privati della bellezza di qualcosa che difficilmente avranno modo di imparare e apprezzare altrove, e cioè dell'importanza del riflettere di fronte alle cose.