“CAPIRE
LA CHIMICA: sincronie catalitiche e creatività scientifica”
Brevi rimembranze dagli insegnamenti di Giorgio Piccardi (Firenze
-1895-1972)
Abstract
della Relazione Di Paolo Manzelli : <LREUNIFI.IT>
al Convegno ON-NS - Firenze - c/o VIESSEUX Palazzo Strozzi- 11/11/2004
- Firenze
Paolo
Manzelli - LRE/EGO-CreaNET
http://blu.chim.unifi.it/group/education/index.html
http://www.edscuola.it/lre.html
“Capire
come chimica governi l'andamento delle reazioni di trasformazione
dei Reagenti in Prodotti non e cosi semplice proprio in quanto
sarà necessaria una più adeguata conoscenza del
divenire dei processi temporali irreversibili che assumono un
carattere evolutivo nel procedere delle relazioni tra energia
e materia,….” ciò era quello che ci diceva il Prof.
Piccardi proprio all’inizio della sue lezioni . Gli schemi ed
i modelli interpretativi della chimica-fisica sono infatti alquanto
riduttivi rispetto alla reale complessità delle dinamiche
di reazione chimica.
Pertanto l’atteggiamento migliore per capire la chimica è
insito nella curiosità di scoprire le ragioni e le correlazioni
reciproche insite nelle dinamiche di trasformazione di tutto ciò
che esiste in natura. La chimica quindi, va compresa in termini
semplici, ma pur sempre problematici nel tentativo di creare un
linguaggio ed una metodologia cognitiva universale capace di interpretare
al meglio l’ evoluzione chimica e bio-chimica dell’Universo.
Il compito e certamente arduo ma non impossibile
procedendo per gradi nell’ampliare l’osservabile e precisare più
puntualmente l’osservato. Quindi procedendo in tal senso, vediamo
come il profilo della reazione tra Reagenti (R) e Prodotti (P)
possa essere facilmente indicato da una curva, dove in ordinate
si inserisce la Energia Potenziale ed in ascisse la cosiddetta
“Coordinata di Reazione”. (vedi Figura).
Notiamo subito che negli studi di Cinetica di Reazione, in ascisse,
i chimici “non” pongono il “tempo cronologico” per analizzare
la velocità di reazione, ma la “Coordinata di Reazione”.
Quest’ultima infatti non indica solo la misura del tempo convenzionalmente
definita dalla osservazione cronometrica , ma qualcosa di più
complesso che è diretta conseguenza del fatto che l’andamento
effettivo della reazione non è lineare.
Una reazione chimica viene infatti ad essere accelerata e/o decelerata
in modo oscillante dalla azione di uno o più catalizzatori,
cosi che l’altezza ed il profilo della curva tendono a variare
dinamicamente nel corso della reazione. La coordinata di reazione
pertanto non rappresenta semplicemente il tempo misurato da un
orologio, ma indica contemporaneamente l’informazione sull’effettivo
percorso seguito dalla interazione tra Energia e Materia durante
l’ andamento della reazione.
Il concetto di “tempo come coordinata”, pertanto si dilata includendo
sia la memoria che la direzione della evoluzione delle trasformazioni
e cioè le due componenti effettive del tempo presente,
come traccia mnemonica e come anticipazione futura dello sviluppo.
La durata del tempo nel contesto di una trasformazione chimica
, può essere considerata quindi come un indicatore di Informazione,
che definisce l’effettivo sviluppo del flusso energetico, conducendo
progressivamente la trasformazione dall’equilibrio caratteristico
dei Reagenti a quello della realizzazione dei Prodotti.
Diversamente dalla fisica, che sostanzialmente tratta di fenomeni
reversibili nel tempo, la chimica si trova nelle necessita di
comprendere eventi irreversibili, proprio in quanto le trasformazioni
non sono riconducibili esclusivamente alle dinamiche del moto
nello spazio come lo sono gli eventi interpretabili meccanicamente,
basari su una concezione lineare del tempo come sequenza di istanti
successivi.
La catalisi infatti genera progressivamente ordine dal disordine
entropico della trasformazione stabilizzando il sistema di reazione
mediante una attività sinergica di risonanza, che indirizza
e la direzione effettiva del cammino di reazione. Tale orientamento
corrisponde a tutti gli effetti ad una informazione “anticipativi”
della direzione di sviluppo della reazione , cosi’ che la catalisi
chimica ha la funzione che per analogia assume un bravo direttore
di orchestra il quale anticipa l’ organizzazione delle diverse
tonalità e frequenze degli strumenti per combinare in maniera
non dissonante e casuale i ritmi ed armonie della musica.
Il Prof. Piccardi ,parlando a noi studenti,
proponeva una riflessione assai saggia che ancor oggi colpisce
per la sua semplicità ed immediatezza; diceva infatti la
reale irreversibilità del tempo si associa alla effettiva
irripetibilità dei percorsi di reazione delle trasformazioni
chimiche, le quali contengono come memoria una traccia di informazione
catalitica della trasformazione; pertanto la effettiva irreversibilità
delle trasformazioni è indotta dal fenomeno catalitico
(o auto-catalitico) associato a ciascuna reazione, in quanto la
catalisi agisce nel generare l’ informazione necessaria a porre
all’ unisono la co-azione interattiva delle trasformazioni di
materia ed energia necessaria per in produrre coincidenze spazio-temporali
irreversibili che producono un nuovo ordine molecolare relativamente
stabile.
Con queste premesse il Prof. Piccardi proseguiva
le sue lezioni sottolineando la necessità contemporanea
di superare la “visione meccanicistica dell’Universo”, già
profondamente minata dal “Principio di Indeterminazione” (HEISENBERG
1927) , quest’ultimo considera il fatto che quando si focalizza
una maggior ' precisione la velocità (ndr. considerando
il tempo istantaneo e non come durata), più aumenta l'incertezza
sulla posizione e viceversa.
Quanto sopra sembra porre
un limite invalicabile alla conoscenza a causa della imprecisione
della misura relativa dello spazio/tempo. Pertanto a seguito di
una tale convinzione, la “meccanica quantistica” ha accettato
l’indeterminazione delle misure su scala atomica o inferiore come
fatto reale e non come limite cognitivo del paradigma interpretativo
della scienza. A tal proposito il Prof. Piccardi ci ricordava
sempre che Albert Einstein asseriva “DIO NON GIOCA A DADI CON
LA NATURA”, volendo dire che la effettiva limitatezza risiedeva
nell’acquisire come reale un modello interpretativo probabilistico
della evoluzione naturale dell’Universo, nel tentativo di risolvere
i problemi della scienza in modo contraddittorio, ammettendo una
probabilità non nulla che un evento accada anche se del
tutto improbabile.
Il Prof Piccardi pertanto fu un critico del modo concettuale di
procedere della chimica-fisica a lui contemporanea , e di conseguenza
fu per molti aspetti del suo indagare sui “Fenomeni Fluttuanti”,
fu fortemente incompreso dalla scienza accademica; comunque egli
restò convinto che la permanenza del paradigma scientifico
proprio della fisicameccanicista, avrebbe accentuato in futuro
la difficoltà di espressione intellettuale creativa della
scienza , ormai necessaria al fine di comprendere i sincronismo
tra i ritmi biologici e cosmologici, di cui la chimica avrebbe
dovuto doveva essere l’anello di comprensione, proprio a partire
dalla puntuale osservazione delle dinamiche di sviluppo delle
reazioni chimiche oscillanti , per poi procedere nella comprensione
più ampia dei fenomeni da lui denominati “Fenomeni Fluttuanti”
che includono elementi di interazione di origine elettromagnetica
e gravitazionale.
Pertanto ancor oggi, presentando queste personali memorie tratte
dagli insegnamenti di Giorgio Piccardi, nell’ambito della Prima
Riunione del “Open Network for New Science” (11/NOV/2004- FIRENZE
c/o Vieusseux, Palazzo Strozzi in Firenze) ritengo che, proprio
alla luce di questa nuova chiave di lettura del “Tempo come Coordinata
di Informazione”, divenga effettivamente possibile iniziare a
promuovere una interpretazione scientifica innovativa, finalizzata
verso la comprensione di nuove importanti tematiche relative al
sincronismo dei ritmi biologici e cosmologici, aprendo in tal
modo la strada a più ampie e profonde riflessioni, che
non riguardano solo gli eventi di trasformazione tra energia e
materia in una provetta, ma che si estendono comprensione delle
sincronie delle reazione biochimiche ivi comprese quelle che avvengono
nel nostro cervello, dando vita allo sviluppo concettuale del
pensiero scientifico in una attività sinergica con la co-evoluzione
creativa della nostra mente cosciente.
Dalla
precedente figura che rappresenta la variazione di Energia di
Trasformazione sulla Coordinata di reazione chimica, si nota che,
nella fase di transizione della trasformazione chimica, nella
quale si verificano fenomeni oscillanti (Clock Reactions), avviene
un cambiamento di segno dell'Entropia del sistema, da positiva
(+S), in Neg- entropia (-S). I processi catalitici di attivazione
ed inibizione accompagnano la transizione tra il vecchio ordine
molecolare dei reagenti (R) al nuovo, relativo ai prodotti della
reazione (P).Nella transizione indicata in figura dove è
il simbolo di un orologio si generano attività oscillanti
di modulazione catalitica della reazione che determina un progressivo
andamento tra ordine precedente, disordine e infine nuovo ordine
molecolare, indicato in figura dalla variazione: +S //-S.
Quest’ultimo rapporto è correlabile al flusso di informazione
che circola nel sistema di trasformazione. Tale variazione oscillante
di Entropia da positiva a progressivamente negativa, a cui sono
associate sensibili variazioni di temperatura e pressione , viene
infatti recepita da ricettori catalitici, come un segnale di informazione
agente nella modulazione dell’andamento della reazione oscillante,
in modo da indirizzare la cinetica delle trasformazione chimica
da un sistema divergente (+S) ad un sistema convergente (-S) e
quindi direzionare la trasformazione dei Reagenti verso una nuova
organizzazione molecolare ad equilibrio stabile dei Prodotti
Firenze
10/09/2004
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Director
of LRE // EGO-CreaNET - PAOLO MANZELLI
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Education Research Laboratory / EGO-CreaNET
Firenze - Italia
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