OPEN NETWORK FOR NEW SCIENCE
Primo CONVEGNO: COSMOLOGIA SCIENZA e CREATIVITA'
Firenze - Palazzo Strozzi - P.zza Strozzi, 1
Gabinetto Scientifico Letterario Viesseux (Sala Ferri),
11 novembre 2004 ore: 9.30-13.30 e 15.00-18.00
Programma
Approfondimenti:
-"Cervello e creatività" dell'On.le
Dorina Bianchi
REAZIONI CHIMICHE E
COSMOLOGIA di Paolo Manzelli LRE@UNIFI.IT
(chimica divulgativa per concezioni anticipative di nuove conoscenze)
Le
reazioni chimiche avvengono in stretta correlazione con la gravitazione
universale, infatti è noto che molte reazioni producono precipitati
chimici che, come la pioggia, cadono sul fondo della provetta dove si
fa avvenire la reazione.
Dato che le reazioni di precipitazione chimica a
volte stentano a produrre un precipitato e spesso la forma del precipitato
si differenzia qualitativamente in una struttura delle aggregazioni molecolari
di tipo ad es. Flocculento o Pulverulento, il Prof. Giorgio Piccardi,
ritenne dover indagare da cosa dipendessero tali fenomeni di cambiamento
qualitativo nel tempo e nella forma delle precipitazioni, le quali come
nella pioggia possono assumere varie note forme di liquido o di neve
strutturata nelle più fantastiche organizzazioni frattali
o di piu semplici chicchi di grandine.
Cosi come la neve ed il ghiaccio dei ghiacciai rappresenta uno dei più importanti
archivi delle variazioni globali della atmosfera della terra, che in ultima
analisi vanno a dipendere dalle condizioni cosmiche ed in particolare dalle
variazioni dei campi elettromagnetici e/o gravitazionali del sole; così Piccardi - su
scala temporale più breve - volle analizzare una registrazione accurata
delle variazioni qualitative della forma della velocità delle precipitazioni
di varie reazioni chimiche, durante le varie stagioni dell'anno, esplorando
giornalmente in modo sistematico la velocità di precipitazione e l'altezza
della sedimentazione, per un periodo che durò circa trenta anni,
convinto che la dimensione del tempo rimanesse inscritta nelle reazioni chimiche
in termini riconoscibili di informazione e quindi di memoria.
In particolare le ricerche di Giorgio Piccardi si focalizzarono sulla
precipitazione dell'Ossicloruro di Bismuto, che infatti può presentarsi
come un precipitato "flocculento" (similmente alla Neve) o "polverulento"
(simile alla Grandine).
Piccardi scopri una regolarità del cambiamento
di forma e della velocità di sedimentazione chimica dell'Ossicloruro
di Bismuto, che risultava strettamente dipendente dalle variazioni del
numero e la estensione delle macchie solari e probabilmente anche da altri
influssi cosmologici.
Di fatto dall'analisi dei cambiamenti osservati dalla precipitazione
effettuate nelle sue provette il Prof. Piccardi riusciva a riconoscere
ed anticipare quali fossero le variazioni osservabili sulle le macchie
solari, le quali, come gia aveva osservato Galileo Galilei, appaiono
più o meno scure per un effetto di contrasto di luminescenza; infatti le
macchie
solari
sembrano oscure
perché la loro temperatura è inferiore a quella fotosferica.
Questa correlazione tra precipitati chimici e influenza del campo elettromagnetico
e/o gravitazionale della stella più vicina a noi, riconoscibile
statisticamente dalle variazioni di forma e di velocità delle
precipitazioni chimiche, condussero il prof. Piccardi ad interessarsi
di altri fenomeni di reazione,
che si rendono direttamente visibili durante il processo dinamico prima
che la trasformazione
vada ad assumere un nuovo equilibrio, tra essi il Prof. Piccardi si
interessò agli
Storm-Glass, ed inoltre di tutta una serie di reazioni note
col nome di “Reazioni
Chimiche Oscillanti” e dei “Precipitati Ritmici”,
denominati Anelli di Liesegang.
Gli “Storm-Glass” sono
detti anche “Barometri Chimici”, e sono noti fin dai
tempi della Alchimia, ma ancora oggi privi di una semplice spiegazione
scientifica,
pur essendo
facilmente riproducibili; infatti si ottengono con una soluzione
Idro-alcolica di Canfora con aggiunta di nitrato di ammonio; tale
soluzione posta in una provetta
chiusa tenuta in ambiente a temperatura costante, mostra variazioni
di cristallizzazione della canfora che servono a prevedere le condizioni
climatiche.
Per Piccardi tutti i processi auto-catalitici ed in particolare quelli rappresentati
dalle reazioni di Belousov-Zhabotinskii, (questi ultimi erano scienziati
Russi a lui
noti per le sue ampie relazioni internazionali, ma che all'epoca
- attorno agli anni successivi della seconda Guerra Mondiale -
furono poco noti nell'ambiente
scientifico internazionale), sembrarono essere un anello molto
importante per correlare chimica e bio-chimica, come era nelle
stesse intenzioni
del chimico
Boris Belousov, il quale dalla osservazione di tali reazioni oscillanti
cercava di riprodurre in provetta un modello semplificato di sistema
chimico utile ad
approfondire la comprensione delle reazioni del piu' complesso
ciclo di KREBS; quest'ultime hanno una funzione biologica vitale
in quanto completano la scissione metabolica delle molecole provenienti
dalla alimentazione.
Infatti tali dinamiche non lineari di reazione sono comunemente note come “Reazioni
dell'Orologio”, proprio per il fatto che, se mantenute
in condizioni esterne di temperatura e pressione costanti, la trasformazione
da reagenti a
prodotti dura un periodo di tempo assai preciso che e caratteristico
di ciascun tipo di reazione.
In effetti la dinamica dei processi
di “auto-organizzazione
catalitica” delle reazioni chimiche oscillanti e pur sempre un
fenomeno assai complesso che indica la necessità di una
migliore concezione del “Tempo
come Coordinata di Informazione”.
Comunque al fine di evitare
un atteggiamento filosofico di cui non si sentiva troppo competente,
il Prof. Piccardi, preferì, limitarsi
a studiare sperimentalmente sistemi ancor più semplici,
quali sono le reazioni di precipitazione di cristalli periodici,
che avvengono con maggior lentezza, essendo incluse in un sistema
inerte (ed es: gel del tipo di quello utilizzato in fotografia), così che
le reazioni chimiche oscillanti generano delle strutture di
precipitazione periodica in forma di anelli dette Anelli di Liesegang,
dando quindi maggior visibilità alla dinamica
del processo di reazione.
Ricordo che Raphael Eduard Liesegang (1869-1947) era un chimico e fotografo
che per primo descrisse nel 1896 ciò che succedeva ad un precipitato in Gel
nelle reazioni fotochimiche.
Egli osservo’ infatti
che se provava a diminuire la concentrazione del Cloruro d’ Argento,
(che viene ridotto per azione fotochimica della luce in granuli
d’Argento,
i quali si depositano nelle foto in bianco e nero creando il
contrasto che rende visibile l’ immagine),
in tal caso il precipitato si polverizzava finemente,
creando un alone organizzato in anelli concentrici, che rendevano
molto sfumata l'immagine.
Successivamente con la microscopia elettronica si vide che
anche il granulo di argento di dimensione ottimale per la visibilità della
foto, ha pur sempre una struttura organizzata come una “Cipolla” per
strati sovrapposti. Pertanto la struttura del granulo condensato
si presenta come
se contenesse tutti gli anelli visibili nella polverizzazione
del deposito di argento, fossero successivamente sovrapposti
in una struttura compatta.
Altri studiosi hanno ritenuto che
quando il precipitato diviene molto pulverulento
e gli anelli si espandono, quanto sopra possa essere spiegato
in seguito alla interazione
tra i “moti browniani” delle particelle nel GEL
e le deboli onde gravitazionali che ne provocano precipitazione
ritmica; così mentre il granulo
più pesante non subisce effetti di tipo oscillatorio
tali da descrivere la disposizione del precipitato in anelli
concentrici, come può fare
un sasso nel generare le onde in un laghetto, altresì il
precipitato pulverulento si distribuisce secondo una probabilità indotta
dalla azione gravitazionale in una forma ritmica di deposizione.
Giorgio Piccardi, pur conoscendo ed avendo osservato tali fenomeni chimici
di precipitazione periodica sperimentalmente ben noti da tempo e facilmente riproducibili,
si rese conto che era necessaria una interpretazione non convenzionale
del significato del Tempo inteso come informazione e che ciò avrebbe generato
una rivoluzione del paradigma scientifico proprio della scienza contemporanea.
Egli trattò il
tema del “TEMPO COME COORDINATA di INFORMAZIONE” facendo
presente l'errore storicamente commesso dalla scienza
meccanica, piu’ propria
della societa’ industriale, nell'aver separato il “tempo
cronologico dal tempo biologico naturale”, diversamente
da come era stato concepito dal mondo rurale; ma purtroppo si
accorse di avere molte più critiche
che collaborazioni per delineare quel nuovo paradigma cognitivo
necessario per superare
le concezioni riduzionistiche del meccanicismo scientifico,
così da far avanzare ulteriormente la scienza come un fenomeno
universale innovativo di condivisione
del sapere.
Pertanto il Prof. Piccardi ritenendo che la
memoria storica, se letta come conservazione cognitiva, riesca
a falsare ogni percezione oggettiva
del reale, ritenne che la scienza necessiti di essere continuamente
riletta nei suoi fondamenti cognitivi, per poter prevedere
ulteriori soluzioni creative, e concluse che ciò è possibile
solo a partire dall'osservabile;
proprio per questo come già accennato, egli si limitò
con perseveranza e tenacia ad eseguire i cosi detti “TEST
PICCARDI”, della più semplice precipitazione dell'OSSICLORURO
di BISMUTO, allo scopo di dare una testimonianza il più possibile
sperimentalmente evidente, semplice e continuata di fenomeni
che purtroppo l'atteggiamento riduzionista
della scienza meccanica porta sistematicamente a trascurare ovvero
a non saper interpretare compiutamente.
Il
LRE/EGO-CreaNET è ancora oggi convinto, come lo fu Piccardi,
della necessità di attuare modificazioni profonde nel nostro stesso modo di 'pensare'
ai fondamenti
delle scienze sperimentali proprio al fine di comprendere i fenomeni
auto-catalitici che sono alla base della vita e della “materia pensante” che
risiede nel nostro stesso cervello, cosi da individuare le effettive coordinate
di informazione
utili ad uno sviluppo dinamico della memoria storica,
essenziali per modificare
gli sviluppi futuri di una scienza che abbia l'effettiva possibilità
di collocarsi in quella rinnovata dimensione sociale ed economica
della cosiddetta futura Società della Conoscenza.
Pertanto,
nel tentativo di perseguire gli insegnamenti del Prof. Giorgio
Piccardi, il LRE/EGO-CreaNET ha voluto divulgare
una concezione innovativa sulle relazioni di sviluppo che sussistono
in Natura tra ENERGIA, MATERIA ed INFORMAZIONE, che saranno
oggetto di una ulteriore relazione
al primo Convegno della Fondazione ON-NS ( Open Network for New
Science) che stiamo organizzando a Firenze (11 NOV. 2004 -ore
10.00-16.30) in palazzo Strozzi
a Firenze c/o Gabinetto Scientifico Letterario VIEUSSEUX (salaFERRI)
piazza Strozzi 1. nell' ambito delle Manifestazioni
per la Settimana Europea della Scienza.
NOTA
1: Preparazione di uno storm glass si ottiene mescolando 10
grammi di Canfora in 40 cm cubi di etanolo (alcool- puro)
, 2·5 grammi
di nitrato di potassio, 2·5 grammi di cloruro di ammonio
e 33 centimetri cubi di acqua distillata, ponendo la miscela
in un tubo di vetro chiuso.
Conviene
inizialmente raffreddare e scaldare leggermente il tubo perche’ si
avvii la cristallizzazione e decristallizzazione della canfora
, e poi e importante
tenere il tubo con la miscela, in un ambiente a temperatura costante.
NOTA
2: Il ciclo di Krebs, o ciclo dell’acido citrico è l’insieme
delle reazioni biochimiche che permettono di fornire una certa
quantità di
energia (in parte sotto forma di calore, utilizzato per mantenere
il corpo alla sua temperatura naturale, in parte come energia
chimica utilizzabile in molteplici
processi biochimici) bruciando, ossia ossidando ad acqua ed anidride
carbonica, i vari prodotti della alimentazione (zuccheri, grassi
e proteine)
NOTA: 3 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
da il simbolo di un orologio si generano una attività oscillanti di modulazione
catalitica della reazione che determina un progressivo andamento tra ordine
precedente, disordine e nuovo ordine molecolare, indicato in figura da:
+S //-S, rapporto quest’ultimo, che è correlabile alla 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 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.
BIBLIOGRAFIA
- La
Coordinata TEMPO: http://www.edscuola.it/archivio/lre/la_coordinata_tempo.htm
http://itis.volta.alessandria.it/episteme/ep6/ep6-picc.htm
- Storm-Glass:
http://chemistry.about.com/library/weekly/aa072301a.htm;
http://www.ambientweather.com/stormglass.html
- Boris Belousov:
http://boris-belousov.wikiverse.org/
- Raphael E. Liesegang:
http://histv2.free.fr/liesegang/liesegang.htm
- Ciclo di KREBS:
http://www.nonsolofitness.it/argomenti/biologia.asp?biologia=20
- CAOS, COSMOS, CRONOS:
http://www.cronologia.it/mondo08c.htm
- LUCE, ONDA, PARTICELLA:
http://www.edscuola.it/archivio/lre/luce.html
- Immaginario e percezione visiva: http://www.cronologia.it/temainfo/index24.htm
- "TEST-PICCARDI": Fondo Pubblicazioni - Biblioteca Chimica – Polo
Scientifico Sesto Fiorentino, Università Firenze.