Zanichelli: Chiavi di lettura

La tavola di Mendeleev si può esplorare "dall'alto", come se fosse una variegata nazione di cui ogni elemento chimico costituisce una regione. I territori di questo Regno periodico hanno caratteristiche diverse tra loro, ma anche radici comuni e parentele. E i rapporti e gli scambi tra le regioni sono fondamentali per lo sviluppo della nostra tecnologia. Con la metafora del Regno Atkins racconta in modo originale le proprietà degli elementi chimici, la loro rilevanza nella vita quotidiana, la storia della loro classificazione e i principi che governano le reazioni chimiche.

Con il metodo scientifico, non con le terapie alternative: solo così possiamo sconfiggere il cancro. Dalle frontiere della ricerca sono in arrivo farmaci a bersaglio molecolare, vaccini, immunoterapie e terapie geniche. La trasformazione di una cellula sana in una cellula tumorale è irreversibile: una volta avviata, la cellula non torna più indietro. Grazie alle conoscenze sulle basi molecolari del cancro, oggi possiamo riconoscere le cellule tumorali, tracciarne l’identikit genetico e scegliere terapie personalizzate. Possiamo leggere il DNA alla ricerca delle mutazioni che provocano il cancro e sviluppare farmaci che colpiscono solo le cellule malate. Agiamo sul nostro sistema immunitario e lo rendiamo capace di riconoscere e aggredire i tumori. Arruoliamo virus e batteri per attaccare e uccidere le cellule cancerogene. Le cure alternative sono invece una minaccia. Omeopatia, cristalloterapia, diete miracolose a base di cartilagine di squalo o bicarbonato sono trappole mortali. La ricerca scientifica è l’unico investimento sicuro per curare il cancro.

Batteri ingegnerizzati che mangiano il diossido di carbonio e ne ricavano preziose molecole. Bioraffinerie che trasformano rifiuti agricoli e urbani in plastica, combustibili ed elettricità. Fotosintesi artificiale che sfrutta la luce del Sole per produrre composti utili a partire da acqua e CO2. Questa è la Chimica verde 2.0: come la natura, meglio della natura. Gli scienziati stanno percorrendo diverse strade per riciclare il diossido di carbonio, ma la diffusione su larga scala di queste innovazioni può avvenire solo se ripensiamo il modo di produrre i nostri beni di consumo. I nostri sistemi produttivi devono diventare circolari, in modo che gli scarti di un’attività siano la materia prima di un’altra. Ci sono altri modi per fare a meno del petrolio. E il diossido di carbonio, una delle cause del cambiamento climatico, non sarà più un rifiuto ma una risorsa.

Tutti usiamo energia, spesso senza accorgercene, in ogni istante della giornata. Il libro aiuta a capire che cos’è l’energia e quali conseguenze ha il suo uso sull’ambiente, sulla salute, sull’economia e sulle guerre. La terza edizione contiene dati aggiornati: la scena energetica globale, i tentativi di accordi internazionali per la salvaguardia del clima, il petrolio e il gas «non convenzionali», il declino dell’energia nucleare e i formidabili progressi delle energie rinnovabili. La transizione dai combustibili fossili alle fonti rinnovabili richiede un uso razionale delle limitate risorse minerali dell’astronave Terra e nuove tecnologie a elevato «ritorno energetico». Ma per vincere questa sfida bisogna anche limitare i consumi nei Paesi più ricchi, passare dall’economia lineare a un’economia circolare e ridurre le disuguaglianze. Vincitore del premio letterario Galileo per la divulgazione scientifica.

Un tempo c'era solo la discarica. Oggi la filiera dei rifiuti parte prima e sempre più spesso, dopo la raccolta differenziata con i trattamenti biologici dell'umido, l'estrazione di ulteriori materiali riciclabili e il recupero dell'energia nei termovalorizzatori, in discarica non ci arriva proprio. Per capire cosa succede ai nostri rifiuti, partiamo dai problemi quotidiani di una famiglia che potrebbe essere la nostra - dove butto la carta di un cioccolatino che ha dentro del metallo? - e arriveremo a una panoramica su tutto il ciclo dei rifiuti: termovalorizzatore, discarica, fino al problema delle scorie radioattive. Ciò che buttiamo cambia nel tempo e non solo in quantità. Basta pensare agli scarti dell'elettronica, inesistenti fino a poco fa. Il miglior rifiuto è quello che non si produce, ma arriveremo mai a rifiuti zero? Forse no, ma possiamo prevenire la produzione di scarti con il design ecologico e l'aiuto della tecnologia.

In farmacia ci sono 13 000 tipi di medicine: dall'aspirina che i Sumeri estraevano dal salice alle molecole uscite da laboratori avveniristici. Come si testa un farmaco? Perché è necessaria la sperimentazione animale prima degli studi nell'uomo? Chiediamo farmaci sicuri al 100%, ma è possibile raggiungere un tale livello di sicurezza? E se una malattia diventa curabile al prezzo di alcuni effetti collaterali? Non siamo tutti uguali e non c'è farmaco privo di rischi. Oggi la sfida è progettare medicine costruite su misura degli individui e delle loro malattie. Ma progettare un farmaco costa e a ripagare i costi della ricerca serve il brevetto: come funziona? Quanto dura? E cosa accade quando scade? Non ogni pillola è un farmaco: integratori, prodotti omeopatici e varie sostanze "naturali" spesso non sono testati e perciò non sappiamo che cosa contengono, né se fanno bene o male.

Come si costruisce un robot che esplora la superficie di Marte e come lo si fa atterrare? Là deve resistere per anni all'atmosfera marziana e muoversi su un terreno accidentato. Con quale energia lo si fa funzionare e con quali istruzioni di guida? Marte ci affascina da quando osserviamo il cielo, ma è solo da pochi anni che siamo riusciti a mandarci dei robot. L'ultimo nato è Curiosity, un rover guidato da Paolo Bellutta nel laboratorio JPL della NASA a Pasadena, negli Stati Uniti. Perché a spingerci verso Marte è soprattutto la curiosità scientifica, al di là della sfida ingegneristica: qual è la storia geologica del pianeta? C'è stata l'acqua? Ci sono i materiali organici tipici della vita? Il compito di Curiosity è provare a rispondere a queste domande. Paolo Bellutta fisico e informatico, è uno dei 16 rover driver del JPL (Jet Propulsion Laboratory), il laboratorio della NASA al Caltech di Pasadena da cui si guidano i veicoli robotici che esplorano Marte. Attualmente è membro della squadra di sbarco del Mars Science Laboratory e sviluppa sistemi visivi per veicoli spaziali e per missioni non umane di veicoli a terra, come i rover marziani. Di recente ha messo a punto un metodo per valutare la traversabilità dei rover sulla superficie di Marte e ha contribuito alla selezione del sito di atterraggio di Curiosity.

I robot di oggi sono assai diversi da quelli immaginati nei vecchi film di fantascienza e all'uomo assomigliano poco. Ce ne sono di brutti ma utili, che lavorano nelle case e nelle fabbriche; di belli ma (per ora) poco utili, usati per lo più nella ricerca scientifica; e di ispirati a forme e funzioni già inventate dalla natura. Il mondo ha problemi nuovi come i rischi ambientali, una popolazione invecchiata e bisognosa di assistenza, industrie che cercano manodopera a basso costo, ma istruita. Occorrono forme di intelligenza artificiale che portino ad automi capaci anche di improvvisare, per esempio quando occorre decontaminare ambienti inaccessibili come quelli radioattivi. Ma di chi sarà la responsabilità se un automa sbaglia? Robot come le auto che si guidano da sole, i treni automatici o gli aerei senza pilota sono già fra noi. Se non li usiamo ancora su grande scala è perché le leggi non sono pronte. La tecnologia sì.

La storia dei pigmenti che i pittori hanno avuto a disposizione nelle diverse epoche, dal Paleolitico all'arte contemporanea, mostra come il progresso della tecnologia abbia influenzato la creatività degli artisti. Per secoli le sostanze coloranti, estratte in remote miniere o ricavate da piante e animali esotici, hanno viaggiato come preziosa mercanzia fino alle botteghe degli artisti. Soltanto di recente abbiamo imparato a fabbricare in laboratorio tutti i colori che siamo in grado di percepire. Si è passati così dai dipinti preistorici realizzati con due soli pigmenti, ai gialli di Van Gogh sintetizzati dalla chimica dell'Ottocento, fino al moderno colorificio che, con la sua tavolozza sconfinata, è luogo di delizia tanto per il pittore quanto per il chimico.

Il cancro è una malattia che sfida la scienza e il coraggio umano. Ogni cellula malata racchiude una storia di mutazioni, resistenza e adattamento. Ogni terapia nasce da anni di ricerca, dedizione e innovazione. Dalle intuizioni dei medici dell'antichità alle rivoluzioni dell'intelligenza artificiale, questo libro ripercorre le tappe fondamentali che ci permettono oggi di affrontare il cancro con strumenti sempre più precisi. Possiamo decifrare il DNA per individuare le mutazioni responsabili della malattia, sviluppare farmaci mirati, personalizzare le cure e persino addestrare il sistema immunitario a combattere i tumori. Questa seconda edizione si addentra nelle ultime frontiere della ricerca: il ruolo determinante del microambiente tumorale, l'ecosistema che circonda e modella il cancro, il rapporto tra microbiota e tumori e le straordinarie potenzialità dei sistemi di apprendimento automatico, capaci di accelerare la scoperta di farmaci e aprire nuove vie nella medicina. Solo attraverso la conoscenza e il metodo scientifico possiamo affrontare il cancro: le cure alternative e le false promesse non sono una soluzione, ma un pericolo. La scienza resta il nostro alleato più potente nella lotta per salvare vite e immaginare un futuro in cui il cancro sarà finalmente sconfitto.

Immunoterapie contro il cancro, trattamenti per ridurre il colesterolo, antivirali contro l?epatite C sono solo alcuni esempi di cure che hanno migliorato la salute di milioni di pazienti nel mondo negli ultimi decenni. Le novità sono state possibili grazie alla ricerca biomedica di base, alle biotecnologie e, più di recente, ai progressi dell?intelligenza artificiale. Anche i farmaci più innovativi non funzionano al meglio se le diagnosi sono tardive, possono avere effetti collaterali e la loro efficacia può svanire se insorgono resistenze. Per superare questi ostacoli è necessario continuare a sperimentare rimedi contro le malattie umane. Da anni di studi e ricerche emergono composti progettati su misura sulle caratteristiche molecolari degli individui e delle malattie. Si cerca di offrire benefici al maggior numero di pazienti, ma i prezzi sono spesso troppo alti per servizi sanitari in affanno. Come evitare che pochi possano beneficiare delle innovazioni e che la maggior parte dei pazienti riceva cure più economiche, ma obsolete e meno efficaci? Integratori, prodotti omeopatici, fiori di Bach: non ogni pillola è un farmaco e non ogni informazione pescata in rete è affidabile. Quando si tratta di prendere una medicina, è più prudente chiedere al medico che rivolgersi ai social.

Editing genetico, cambiamenti climatici, intelligenza artificiale, medicina personalizzata sono solo alcune delle scoperte su cui le nostre società sono chiamate a prendere decisioni che influenzeranno il futuro. È importante considerare le ricadute etiche delle scoperte scientifiche, ma è altrettanto indispensabile capire come funziona la scienza che le ha prodotte. Nell'etica come nella scienza, infatti, servono metodo e senso critico per giungere a conclusioni sensate. Armati di logica, cominciamo a costruire la nostra «cassetta degli attrezzi» del buon ragionare e, con l'aiuto della storia e della filosofia, riordiniamo le idee. Capiamo che l'etica entra in gioco ben prima delle scoperte e delle loro applicazioni. Perché le procedure con cui la comunità scientifica corregge i propri errori non sono perfette. A partire da queste premesse ragioniamo sulle implicazioni etiche delle scoperte. Allo stesso tempo la politica spesso impone restrizioni a ricerche su basi etiche, ma senza confrontarsi con esperti né con la cittadinanza. La democrazia deliberativa ci offre una via di uscita: un modo innovativo per intervenire nei dibattiti etici in modo informato e consapevole.