Dalla rivista Science et Foi n° 43 – I trimestre 1997

LA SCIENZA IN CAMMINO - parte 1 - vai a parte 2

Guy Berthault

Dire che la scienza è in cammino è per tutti un'evidenza, a giudicare dalle scoperte che si fanno nel tempo in tutte le discipline. Al punto che la scienza tende a divenire il credo del mondo, relegando nel passato filosofie e religioni. Tuttavia la scienza, che è la conoscenza dei fatti, ha i suoi limiti, soprattutto nelle scienze della natura in cui il nostro sapere resta limitato sia nel tempo che nello spazio.

Ma in questo dominio delle scienze della natura, la scienza contemporanea pretende di spiegare tutto con delle cause prime naturali, in particolare la genesi del cosmo e della vita, rigettando qualsiasi possibilità di causa soprannaturale. Questo è un pregiudizio che la porta fatalmente ad aderire, anche senza prove, alla teoria dell'evoluzione che integra le scienze della natura (astronomia, chimica, biologia, geologia) perché non c'è altra spiegazione naturalista delle origini. In conseguenza di ciò la scienza, in questi domìni, perde la sua obiettività. Essa non parte più dal fatto obiettivo per elaborare un'ipotesi spiegando la causa dei fatti, alla quale si può sostituirne un'altra, nè da altri fatti che la giustificano.

Essa si fonda sul suo pregiudizio che diviene teoria. Con il pericolo che solo i fatti che verranno in suo appoggio saranno presi in considerazione. Questa deriva delle scienze della natura è iniziata nel Medio-Evo, quando la Chiesa ha fondato numerose università. Vi si insegnava allora l'astronomia geocentrista ispirata dalla teoria di Tolomeo, secondo la quale la terra era al centro del mondo, e le stelle, il sole e i pianeti, giravano attorno ad essa(1). Benché il racconto della Genesi non dica che la terra è al centro del mondo, la teologia che aveva preso piede nel Medio-Evo considerava che il Cristo non avrebbe potuto operare la Redenzione che al centro dell'Universo. Fernand Crombette ne ha largamente parlato in "Galileo aveva torto o... ragione?"

Alla teoria geocentrista rispose la teoria eliocentrista formulata inizialmente da Aristarco di Samos e ripresa da Copernico nella sua opera: "De revolutionibus orbium coelestium", pubblicata nel 1543. Il sole diveniva il centro del mondo attorno al quale ruotavano tutti i pianeti ivi compresa la terra. Le osservazioni di Tycho Brahe, poi di Keplero, consegnate nell'opera di quest'ultimo, "Astronomia Nova", pubblicata nel 1609, confermano la rotazione dei pianeti attorno al sole, salvo per la terra, giacché le apparenze dei movimenti relativi dei pianeti in rapporto al sole sono gli stessi sia che il sole ruoti attorno alla terra che viceversa. É nel 1633 che avvenne il processo a Galileo in cui furono condannate le proposizioni di rotazione della terra su se stessa e attorno al sole.

Di conseguenza, i filosofi condannarono in una maniera velata ciò che essi consideravano come una posizione dogmatica della Chiesa. A questa posizione dogmatica, essi risposero con un'altra posizione dogmatica. Il processo di Galileo doveva simbolizzare questa rottura tra la Chiesa e la filosofia che andava a marcare la scienza moderna. Il "Discorso del Metodo" di Descartes, pubblicato nel 1637, ne è il risultato. In astronomia, l'opera fondamentale è il "De Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" di Isaac Newton, pubblicato nel 1687, che formula la legge di gravitazione universale a partire dalla quale egli calcolerà la massa del sole come essente 330.000 volte quella della terra. Da questo fatto, il centro di gravità del sistema solare si trova, secondo lui, al centro del sole. Dunque il sole è il centro attorno al quale ruotano tutti i pianeti, compresa la terra, giustificando l'eliocentrismo e condannando al contempo, sul piano scientifico, la posizione geocentrista della Chiesa che sarà abbandonata da Benedetto XIV nel 1757.

Fu dunque ammesso, dal 1687, che la terra girava effettivamente attorno al sole a 30 km/sec. Il che ha fatto sì che, quando Bradley scoprì il fenomeno dell'aberrazione astronomica (che è un movimento ellittico apparente delle stelle che si coniuga con un altro movimento ellittico, la parallasse delle stelle, replica apparente del movimento annuale della terra) egli spiegò l'aberrazione come la coniugazione della velocità della luce proveniente dalle stelle, con la velocità della terra attorno al sole a 30 km/sec.

Ne rese conto in una comunicazione alla Società Reale d'Inghilterra nel 1728. Egli supponeva tuttavia che la luce stellare non fosse trascinata dal movimento della terra. Poi Fresnel, nel 1846, scoprì il fenomeno delle interferenze luminose, il che portò a considerare la luce come un fenomeno di onde spostantesi in un mezzo immobile, l'etere. Nel 1851, Foucault installò al Pantheon il suo pendolo, le cui variazioni azimutali furono considerate come la prova assoluta della rotazione della terra su se stessa. Si poteva dunque considerare che quella posizione della Chiesa che aveva ispirato la condanna di Galileo (cioè che essendo la terra al centro del mondo tutti gli astri le giravano attorno, e che non aveva movimento di rotazione) era definitivamente invalidata, benché ci si fosse sempre affidati alle apparenze.

L'Astronomia era allora una scienza senza problemi. Tuttavia quest'ipotesi di Bradley: "la luce stellare non è trascinata dalla terra", o, il che è lo stesso, secondo Fresnel: "l'etere è immobile", restava da dimostrare. Nel 1887, il fisico americano Michelson, utilizzando un interferometro per produrre delle interferenze luminose permettenti di valutare la velocità della terra in rapporto all'etere, osservò effettivamente queste interferenze, ma il calcolo diede una velocità di 8,8km/sec che non corrispondeva ai 30km/sec attesi. Stokes spiegò lo scarto come un effetto del trascinamento parziale dell'etere da parte della terra. Ma questo risultato, che rimetteva in causa la spiegazione dell'aberrazione, considerata come una prova fondamentale del movimento della terra, turbava i fisici, che preferirono ignorare i risultati di questo esperimento che pur era stato ripetuto varie volte, tanto da Michelson che da altri, e in particolare da Miller.

Essi considerarono che l'esperienza non aveva messo in evidenza lo spostamento della terra in rapporto all'etere e cercarono una spiegazione teorica di questa interpretazione. Lorentz, per primo, immaginò una contrazione dello spazio nel senso del movimento della terra; il tempo, assoluto, divenne relativo al movimento. Il che si tradusse nelle equazioni di Lorentz che sono alla base della teoria della relatività ristretta, formulata inizialmente da Poincarè, e ripresa da Einstein nella sua opera "Dell'elettrodinamica dei corpi in movimento", pubblicata nel 1905.

Nel 1929, Hubble interpretò lo spostamento sistematico verso il rosso delle galassie come un effetto dell'espansione dell'universo. Ciò portò il belga G. Lemaitre, nel 1931, ad architettare la teoria del Big-Bang, elaborata successivamente nel 1948 da Gamow. Ecco la storia, molto abbreviata, dell'astronomia fino ai giorni nostri. Si pone allora la domanda: "dov'è la verità". Domanda alla quale mi è impossibile rispondere. Mi sarà più facile mettere in luce gli errori possibili, nel dominio scientifico.

Che la Chiesa abbia potuto ingannarsi nel dominio scientifico, che non è il suo dominio proprio, è possibile, particolarmente in Astronomia. Tolomeo era un greco, non cristiano, che non si è riferito alla Bibbia per elaborare la sua teoria geocentrista. Fernand Crombette ha studiato questa questione in "Galileo, aveva torto o... ragione?" ed ha sostenuto il geocentrismo, ammettendo però la rotazione della terra su se stessa. Ma egli non ha potuto dare una spiegazione valida per l'aberrazione, compatibile con il geocentrismo. Io stesso ho dato, in "Galileo aveva torto", una spiegazione che si è poi rivelata errata.  Detto ciò conviene, senza pregiudizi, verificare se l'astronomia si è costruita solamente a partire da osservazioni ed esperimenti o se, in certi momenti della storia, essa ha integrato delle interpretazioni discutibili alla base dei suoi ragionamenti. Ne abbiamo appena visto un esempio con l'esperienza di Michelson. Vi ritornerò.

Questo processo mi ha portato a ricercare più lontano tali interpretazioni nell'astronomia eliocentrista. Non a partire da Keplero, le cui leggi risultano da osservazioni, ma a partire da Newton che, per primo, ha preteso apportare una prova dell'eliocentrismo. Leggendo i "Principia Mathematica", io ho costatato che Newton non faceva riferimento a Keplero, ma fondava il suo ragionamento, in filosofia, sulle definizioni e le leggi che formulava. Il mio amico E. Broens, su mia richiesta, ha fatto un esame critico dei "Principia" di Newton, apparso in "Science et Foi" n° 39, da cui risulta che Newton ha preteso dimostrare la sua legge n° III, detta dell'uguaglianza dell'azione e della reazione tra due astri distanti, introducendo un astro fittizio tra i due, per riportarsi al caso del contatto diretto tra due corpi.

E. Broens fa giustamente rimarcare che un'attrazione a distanza non è della stessa natura della pressione di un corpo su un altro. Di conseguenza, la legge n° III non è dimostrata. Ora, è lei che giustificava l'introduzione delle masse nella legge di Newton. Ne risulta che il calcolo delle masse e la dimostrazione dell'eliocentrismo che io ho citato sopra, non sono affatto dimostrati, come ho appunto sottolineato in un'aggiunta all'articolo di Broens. Resta allora l'osservazione astronomica come prova dell'eliocentrismo. Ora, l'abbiamo visto, gli esperimenti di Michelson e di Miller hanno invalidato l'ipotesi di Bradley-Fresnel di un "vento di etere" di 30km/sec, condizione della spiegazione classica dell'aberrazione. Ma la teoria della relatività ristretta ha saputo giustificare l'aberrazione a partire dalle formule di Lorentz.

A questo proposito, il mio amico Maurice Allais, preludendo all'uscita del suo libro L'anisotropia dello spazio, ha fatto apparire ne Il Bianco e il Nero (nov. 1995), un articolo intitolato Gli esperimenti di Dayton C. Miller 1925-1926 e la teoria della relatività, di cui ecco il riassunto: "Gli esperimenti di Dayton C. Miller 1925-1926 si caratterizzano per una notevole coerenza, indipendente da ogni effetto perverso. Essi dimostrano che la velocità della luce non è la stessa in tutte le direzioni. Dimostrano la possibilità di mettere in evidenza il movimento della terra sulla sua orbita a partire da esperimenti puramente terrestri. Con ciò stesso, il fondamento della teoria della relatività si trova invalidato".

Siamo dunque lontani dalle verità stabilite dell'astronomia. Quanto al Big-Bang, se c'è in suo favore l'irradiazione di fondo del cielo individuata nel 1965 da Penzias e Wilson, così come l'abbondanza, nell'universo, dell'idrogeno e dell'elio, questi potrebbero ben essere responsabili dello spostamento verso il rosso dei raggi dello spettro delle galassie, nella misura in cui queste sono attorniate da questi gas. Come si vede, vi sono in astronomia delle osservazioni, ma anche delle interpretazioni, che possono giustificare i fatti in modi del tutto diversi.

Per chiudere questo capitolo, vorrei indicare che la nostra equipe, che ha operato durante l'eclisse di sole del 3 novembre 1994 in Brasile -composta da 10 membri di cui 7 specialisti in gravimetria (2 belgi dell'osservatorio del Belgio, 2 russi dell'Istituto di Astronomia di Russia, 2 brasiliani dell'Università di Paranà e uno di informatica italiano) con 43 strumenti misuranti in luoghi diversi la gravità, la temperatura, la pressione, l'igrometria, l'intensità luminosa- ha rilevato sui relativi gravimetri un aumento di 1,53 µGal della gravità, durante l'eclisse, allorché avrebbe dovuto diminuire, e questo dopo l'eliminazione di tutti i fattori parassiti, quali variazioni di temperatura, pressione, ecc...  É abbastanza per dire che vi è ancora un campo sperimentale molto vasto nel dominio della gravimetria che può modificare la concezione iniziale newtoniana.

Vengo adesso all'altra scienza: la geologia storica o stratigrafica. Essendo i "Principia Mathematica" divenuti la "Bibbia" dei filosofi(2), questi, a nome dei "luminari", non hanno avuto tregua nel demolire l'insegnamento della Chiesa in altri domìni, in particolare sull'origine della vita. Se la Genesi lascia qualche dubbio sulla situazione della terra nello spazio, non ne lascia affatto sull'origine della vita. Dio ha creato ciascuna pianta, ciascun animale, secondo la sua specie, e l'uomo a Sua immagine, e ciò circa 6.000 anni fa, stando alla cronologìa della Bibbia. Nella sua 34a lettera a Voltaire, d'Alembert gli chiede di ricevere a Ferney un geologo di cui dice: "Io vi prego di ricevere il sig. Demarets. Egli si riconosce nelle pietre. Sarebbe capace di rovesciare la cronologia di quel vecchio buon uomo di Mosè".

É in questo clima pre-rivoluzionario che è nata la stratigrafia. Poi, sulla stratificazione delle rocce sedimentarie, si è fondata la scala dei tempi geologici. Nel 1783, l'Abate Giraud-Soulavie ha illustrato il principio di base della stratigrafia sull'esempio dei depositi orizzontali stratificati della piana del Vivarais annunciandola così: "Gli strati, essendosi depositati in orizzontale e gli uni sugli altri, ogni strato è più giovane di quello che ricopre". Primo principio, al quale si aggiunge il principio di continuità: "Ogni strato è della stessa età in ogni punto".

Il fatto che in geologia si impieghi indifferentemente la parola "banco" o la parola "strato", prova che i geologi fondatori hanno preso, senza discussione, i banchi sovrapposti per degli strati sedimentari successivi. Io tornerò su questo punto fondamentale. Le correlazioni tra terreni stratificati sono dunque state stabilite secondo quei due princìpi ai quali si aggiungeranno più tardi il principio di identità paleontologica e il principio dell'attualismo. Ne è risultata la scala dei tempi geologici in cui le specie, succedendosi, inducono l'evoluzione delle specie. Ecco perché gli evoluzionisti parlano del fatto dell'evoluzione delle specie, che essi puntellano su delle esperienze di mutazioni e di selezione di specie che, in sè, non provano l'evoluzione.

Il Papa stesso, in un discorso del 23 ottobre scorso, ai membri dell'Accademia Pontificia delle Scienze, ammette che l'evoluzione delle specie è "più che un'ipotesi" e che "la convergenza, non ricercata o provocata, dei risultati dei lavori condotti indipendentemente gli uni dagli altri, costituisce da sola un argomento significativo in favore di questa teoria". É abbastanza per dire a quale livello questa teoria, che ha trovato il suo cantore in P. Teilhard de Chardin, abbia penetrato la Chiesa. Ora, da oltre 20 anni, io ho studiato questa scienza di base, la stratigrafia, che mi ha condotto ai risultati che di seguito presenterò.

I miei lavori risultano da una riflessione che mi ero fatta sulla validità dei fondamenti della scala dei tempi, che identifica i banchi rocciosi sovrapposti a degli strati sedimentari successivi, da cui risulta il principio di sovrapposizione.

La lettura dei resoconti della campagna di perforazioni sottomarine della nave americana "Glomar-Challenger", determinò il mio interesse per la sedimentologia; in particolare per i lavori di uno dei suoi fondatori, Johannes Walther, sui sedimenti del golfo di Napoli, che lo condussero a formulare la sua legge: "le faccie sovrapposte in una serie geologica, erano giustapposte nel paesaggio al momento del loro deposito". Essa è alla base della stratigrafia sequenziale, praticata oggigiorno dai sedimentologi, e che è stata l'oggetto, nel dicembre 1995, di una seduta specializzata della Società Geologica di Francia e dell'Associazione Paleontologica di Francia (SGF: Lettre semestrielle - dicembre 1995).

Fin dall'enunciazione, questa legge contraddice il principio di superposizione. Essa mi ha portato a pormi, per ciò che riguarda la formazione delle lamine del banco, la questione della loro identificazione a degli strati sedimentari.

Ebbi allora l'idea di prelevare un gres debolmente cementato. Ridussi il campione nelle sue particelle di sabbia, che feci scolare di continuo in un recipiente di vetro. La stessa laminazione (stratificazione di debole spessore) osservata nel campione, apparve nel deposito, a secco o nell'acqua.

Nel 1986, il Prof. George Millot, Docente dell'Università di Strasburgo, Presidente della Società Geologica di Francia, membro dell'Istituto, ne prese conoscenza e mi propose di farne una nota di resoconto all'Accademia delle Scienze. Il che fu fatto. Una seconda nota apparve nel 1988, che mostra appunto che un deposito, su una pendenza a 15°, presenta una laminazione parallela alla pendenza, il che invalida l'inizio del principio di superposizione secondo il quale le falde si sarebbero depositate in orizzontale. Dopo questa pubblicazione, il Docente Millot mi fece ammettere come sedimentologo alla Società Geologica di Francia.

Avendo terminato le mie esperienze sulla laminazione, volevo realizzarne su una stratificazione di maggior spessore. Per questo bisognava operare su un canale a pareti trasparenti, percorso da una corrente d'acqua ricircolante carica di sedimenti che si depositassero nel canale; le variazioni della velocità della corrente dovevano comportare una selezione della taglia delle particelle depositate, creando nel deposito una classificazione verticale, caratteristica della stratificazione. A questo scopo, conclusi nel 1990 un contratto con il laboratorio di idraulica dell'Università del Colorado. Pierre Julien, professore di idraulica e di sedimentologia, realizzò gli esperimenti.

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Il risultato fu pubblicato nel bollettino n° 5 - 1993 della Società Geologica di Francia. Si legge nella conclusione: "Pertanto, l'identificazione dei banchi rocciosi con degli strati sedimentari successivi, e i princìpi che ne risultano, cioè i princìpi di sovrapposizione e di continuità, si sono dimostrati erronei sperimentalmente".

Gli esperimenti mostrano in effetti che uno strato, definito come la massa sedimentaria depositata in due istanti consecutivi, ricopia gli strati sovrapposti, di modo che delle parti dei differenti strati appartenenti allo stesso banco sono della stessa età e non si succedono, e che ciascun strato, depositandosi progressivamente nel senso della corrente da monte a valle nel canale, è della stessa epoca in tutti i punti. I fondamenti della scala dei tempi geologici sono dunque invalidati.

Questi esperimenti sono stati riprodotti su più vasta scala nel 1993, e filmati per realizzare una videocassetta intitolata "Esperienze fondamentali di stratificazione". Essa è stata presentata al III° Congresso francese di sedimentologia nel 1993; in Congresso internazionale nel 1994, europeo nel 1995, così come in un Atelier organizzato dal gruppo di ricerche europeo del CNRS animato dal prof. P.G. de Gennes, premio Nobel di Fisica, e contemporaneamente compariva, fuori-serie, in "Science et Foi" del settembre 1995, nella videocassetta "Drame dans les Roches".

Poiché i nostri esperimenti hanno mostrato che lo scorrimento non uniforme di una corrente carica di sedimenti produce i letti stratificati, abbiamo intrapreso un nuovo programma sperimentale per determinare le relazioni funzionali tra condizioni idrauliche e stratificazione.

Oltre a ciò che apportano i nostri esperimenti, io citerei ad esempio un resoconto di Rubin e Mc Culloch in Sedimentary Geology, 26 (1980) 207, 231: "La determinazione delle condizioni idrauliche nelle quali esistono i depositi osservati, indica che la configurazione dei depositi, in ogni sito della baia (di S. Fransisco), è funzione della velocità locale della corrente, della taglia delle particelle e della profondità".

La conoscenza di queste relazioni funzionali, uscita da tali osservazioni, deve permettere, reciprocamente, di determinare, a partire dalla configurazione degli strati rocciosi, le condizioni idrauliche che hanno presieduto alla loro formazione.

Si tratta dunque di sostituire a un'interpretazione teorica errata della stratificazione, un metodo scientifico empirico fondato, oltre che sulle osservazioni in geologia, sulle osservazioni e le sperimentazioni realizzate in sedimentologia. Da questo fatto, si rimette in discussione la scala dei tempi geologici e la successione delle specie. Si può ugualmente rimettere in discussione la cronologia assoluta determinata dalla datazione radioattiva.

Io ho fatto recentemente datare una "dacite" proveniente dall'eruzione del vulcano St. Helens (USA) del 1986. I dati qui riportati rendono conto dei risultati (da 340.000 a 2.800.000 anni, secondo il minerale). É rimessa in causa l'ipotesi ammessa che la lava viene "degasata" al momento dell'eruzione, di modo che l'Argon sarebbe derivato dal potassio radioattivo solo dopo la cristallizzazione. Darymple cita 5 altri casi similari. John Woodmorappe ha stabilito la lista di discordanze manifeste, per più di 350 campioni di rocce, tra età stratigrafica e datazione radioattiva.

In conclusione di questi lavori, e per ciò che concerne la teoria dell'evoluzione delle specie che si fonda sulla scala dei tempi geologici, si vede l'estrema importanza dell'infirmazione dei metodi di datazione, tanto stratigrafici che radiocronologici. Delle specie marine in successione nella scala, possono allo stesso modo corrispondere, se la superposizione è reale in un bassofondo, a una ripartizione ecologica in profondità o a una ripartizione ecologica nello spazio marino. Fino a quando non si saranno messe le cose a posto, non si potrà scientificamente dir nulla sull'evoluzione.

In conclusione finale citerei questa massima di Fènelon:

"La maggior parte degli errori degli uomini non viene tanto dal fatto che essi ragionano male a partire da princìpi veri, ma piuttosto perché ragionano giusto a partire da princìpi falsi o da giudizi inesatti".

La scienza, per restare sul cammino della verità, deve sempre partire da fatti osservati e sperimentati per elaborare delle ipotesi, e non partire da leggi o princìpi formulati a priori dall'uomo, giacché la natura non deve nulla ai nostri concetti.


1 - I lavori recenti di storia delle scienze su questo periodo, mostrano che il sistema di Tolomeo era abitualmente discusso in seno alle università. Ma Galileo ebbe il torto di volersi immischiare in teologia ed esegesi senza esservi preparato.
2 - Fu il marchese di Châtelet, l'amico di Voltaire, che tradusse in francese e popolarizzò dunque i "Principia".