
GIUSEPPE
ARCIDIACONO: UN VERO SCIENZIATO
Giuseppe
Arcidiacono, nato nel 1927 e recentemente scomparso nel 1998, è
stato uno dei più geniali studiosi italiani di Fisica Matematica
del secondo dopoguerra. Il suo più importante contributo
riguarda un metodo generale per la costruzione di teorie
unificate dei campi in Fisica. Come è noto anche ai profani, in
Natura si osservano gli effetti prodotti da vari tipi di campi
di forze: elettriche, magnetiche, gravitazionali, nucleari, ecc.
Una delle domande fondamentali che da sempre i fisici si sono
posti è se i vari tipi di forze non siano altro che
manifestazioni differenti di un unico tipo di forza. Da qui la
ricerca di teorie unificate dei campi di forze, che ha impegnato
i più grandi ingegni della fisica, da Einstein a Dirac, da
Weinberg e Salam a Stephen Hawking. Le conseguenze pratiche di
tali teorie sono enormi, in quanto esse potrebbero fornirci i
metodi per trasmutare un tipo di forza in un altro. La
possibilità concreta che ciò avvenga è stata già messa in luce
dalla teoria elettromagnetica di Maxwell, formulata fin dalla
seconda metà dell'Ottocento. Questa teoria è il primo esempio di
teoria unificata dei campi, in quanto unifica campo elettrico e
campo magnetico in un'unica entità: il campo elettromagnetico.
Inoltre essa prevede, come conseguenza, le trasmutazioni
reciproche di campo elettrico in campo magnetico, i cui effetti
pratici dominano la nostra vita quotidiana, consentendo
l'esistenza di radio, televisione, telefoni, motori elettrici e
via dicendo.
Fin da
allora i fisici hanno cercato, senza grande successo, di
ripetere l'impresa di Maxwell, cercando una teoria unificata
unica e definitiva, che avrebbe dovuto fondere in una singola
entità, oltre al campo elettrico e al campo magnetico, tutti gli
altri campi noti in fisica, da quello gravitazionale a quello
nucleare. La grande idea di Arcidiacono, a questo proposito, è
stata quella di rinunciare a priori alla ricerca di una teoria
unica e definitiva, per concentrarsi, invece, sui metodi di
costruzione di un'intera classe di teorie unificate, disposte in
ordine gerarchico, in modo tale che ogni teoria rappresenti la
generalizzazione, o il perfezionamento, di quella immediatamente
precedente. Il metodo di costruzione da lui proposto è stato
ottenuto tramite una profonda analisi logica del processo di
passaggio dalla meccanica classica di Newton alla Relatività
Ristretta di Einstein. Questo metodo gli ha consentito di
costruire due successive generalizzazioni della Relatività
Ristretta, note come Relatività Proiettiva e Relatività
Conforme. Nella prima il campo elettromagnetico viene unificato
con il campo idrodinamico, mentre nella seconda si ha
l'unificazione del campo elettromagnetico, di quello
idrodinamico e di quello gravitazionale.
Queste
teorie hanno due aspetti interessanti: quello puramente
matematico e quello fisico. Sul piano matematico esse ricorrono
ad una rappresentazione ausiliaria (cioè effettuata al solo
scopo di semplificare i calcoli) che fa uso di spazi a più di 4
dimensioni (precisamente 5 nella Relatività Proiettiva e 6 nella
Relatività Conforme). In questo modo recuperano e valorizzano
formalismi matematici che fino ad allora erano stati considerati
come privi di qualsiasi utilità pratica. Sul piano fisico tali
teorie hanno una estesa serie di conseguenze sperimentalmente
verificabili, il cui studio è tuttora da portare a termine. Nel
corso della sua carriera Arcidiacono si è occupato
principalmente delle conseguenze di carattere cosmologico. Ciò
per due ragioni: innanzitutto, almeno per ciò che riguarda la
Relatività Proiettiva, le deviazioni previste rispetto alla
Relatività Ristretta sono piccolissime, se ci limitiamo a
piccole scale spaziali e temporali, e, in secondo luogo, egli
era profondamente affascinato dalla cosmologia e
dall'astrofisica, alle quali aveva rivolto il suo interesse fin
dai tempi della sua laurea.
I
contributi apportati da Arcidiacono alle discussioni
sull'origine, l'evoluzione e il destino finale dell'Universo
sono stati molti e importanti. Ciò nonostante, si è occupato
anche di altre questioni a carattere più "locale", come dei
fenomeni magnetoidrodinamici e termoidrodinamici e, soprattutto,
di come i sistemi complessi possano evolvere spontaneamente
verso stati di maggiore organizzazione. A tale proposito, si è
dedicato, insieme al fratello Salvatore, a perfezionare la
teoria proposta dal suo maestro Luigi Fantappié, secondo la
quale nei fenomeni, accanto ad una tendenza "entropica"
(caratterizzata da cause agenti nel passato e da un'evoluzione
verso stati di maggiore disorganizzazione) esisterebbe una
tendenza "sintropica" (caratterizzata da cause agenti nel futuro
e da un'evoluzione verso stati di maggiore organizzazione). A
questa teoria, in grado potenzialmente di unificare fisica e
biologia, Arcidiacono ha offerto il sostegno di argomentazioni
di carattere cosmologico. Nella sua mentalità, infatti, i
fenomeni su scala cosmologica e quelli su scala locale erano
visti come casi particolari di un unico schema teorico. Va
menzionato che, oltre alle ricerche di carattere
fisico-matematico, Arcidiacono si è dedicato anche a lavori di
matematica pura in senso stretto, come quelli sulla teoria dei
gruppi di rotazioni e quelli sulla generalizzazione delle
operazioni aritmetiche. Questi ultimi aprono, in particolare, un
intero nuovo campo della matematica che attende ancora di essere
esplorato.
Ai fini
di un inquadramento delle ricerche di Arcidiacono nel loro
contesto storico-scientifico, va ricordato che esse erano nate
come proseguimento di quelle intraprese dal suo maestro Luigi
Fantappié. Quest'ultimo, uno dei più brillanti matematici
italiani del Novecento, era stato a sua volta allievo di Vito
Volterra. Il nome di Volterra è noto anche al di fuori della
cerchia degli specialisti, per aver dedicato la sua attività
alla creazione di nuovi strumenti matematici adatti a
modellizzare fenomeni reali, come ad esempio quello della
competizione tra specie biologiche (il celebre modello di
Lotka-Volterra). Fantappié, seguendo le orme del suo maestro,
aveva arricchito questa impostazione di ricerca di nuovi
contributi ed aveva finito, quindi, con l'interessarsi di
questioni di fisica e dei rapporti tra fisica e biologia.
D'altra parte Fantappié, data la sua formazione, era incapace di
passare dal piano delle formulazioni astratte a quello delle
previsioni concrete. Cosa che invece Arcidiacono, grazie al suo
profondo intuito fisico, riuscì subito a fare, dando così
origine ad una linea di ricerca fruttuosa e suscettibile di uno
sviluppo potenzialmente illimitato.
La morte
prematura di Fantappié, avvenuta nel 1956, ebbe pesanti
conseguenze sul piano accademico. L'impostazione, rivolta alle
applicazioni, che lui rappresentava, fu eliminata con la forza
dai sostenitori di una matematica astratta e avulsa dalle
questioni del mondo. Questi ultimi conquistarono il potere
accademico e i discepoli di Fantappié furono dispersi, con
ripercussioni assai pesanti sui futuri sviluppi scientifici
della matematica italiana, fino a tempi recenti. Arcidiacono
ebbe inizialmente a soffrire di questa situazione, ma le sue
considerevoli capacità gli consentirono di trar vantaggio
dall'indipendenza che veniva così ad acquisire nei confronti del
mondo universitario. Così potè sviluppare le sue idee e
proseguire le sue ricerche, in modo tale da ottenere dei
risultati, che successivamente gli consentirono anche di
intraprendere una prestigiosa attività accademica come docente
di Meccanica Superiore all'Università di Perugia. A questo
proposito va rilevato come egli, anche dopo aver ottenuto il
successo, non sia mai riuscito a diventare un "barone"
universitario nel senso comune del termine. Era una persona
troppo buona e generosa per riuscire a concepire giochi di
potere, per quanto limitati. Tutti coloro che lo hanno
conosciuto sono rimasti colpiti dalla sua genialità, dalla sua
capacità di inventare continuamente nuove idee, sempre
originalissime e profonde, nel giro di pochi minuti, dal suo
intuito, capace di afferrare istantaneamente il lato profondo ed
essenziale delle cose, magari dietro valanghe di formule
incomprensibili. Aveva istintivamente l'abilità, poco frequente
nel mondo accademico, di rendere facile ciò che è difficile, di
spiegare la struttura fondamentale di una teoria, di uno schema
concettuale, in modo chiaro, immediatamente comprensibile, tanto
da farlo apparire ovvio. Queste doti erano appaiate ad una
straordinaria umanità e bontà, nonchè ad un entusiasmo per la
ricerca e per tutto ciò che nella vita c'è di bello e di buono,
entusiasmo che egli sapeva trasmettere immediatamente a chiunque
entrava in contatto con lui. Era sempre allegro e di buon umore,
un inguaribile ottimista sempre giovane di spirito nonostante i
problemi della vita. Ora che è scomparso, la sua costruzione e
le sue idee attendono di essere sviluppate ed ulteriormente
esplorate. Esse costuiscono comunque una guida importante per la
costruzione della scienza del futuro.
ELIANO PESSA
Docente
di Intelligenza Artificiale
Università di Roma "La Sapienza"