La ricerca ed il ruolo
dello scienziato
Conoscere a priori la struttura geometrica e le proprietà di una molecola prima ancora di ricorrere a costosissime operazioni di sintesi e caratterizzazione, è di evidente importanza in una vasta area di applicazioni tecnologiche.

La comparsa nel mondo scientifico della teoria del funzionale della densitàDFT e di potentissimi programmi per calcolatori sempre più veloci ha aperto nuove frontiere alla progettazione al computer di nuove molecole, anche molto complesse, di interesse immediato per la farmaceutica, la catalisi, i nuovi materiali organici (polimeri) ed inorganici (ceramici, semiconduttori, superconduttori), le nuove molecole e supramolecole della chimica organica con specifiche proprietà.

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Professor Kohn, lei ha dato un notevole contributo alla teoria del funzionale di densità, studi per i quali l'anno scorso, ha ricevuto il premio Nobel per la Chimica. Qual è la sua opinione sul futuro della teoria stessa, così popolare per la modellazione di sistemi chimici complessi e di processi fisici?

Prevedo che rapidamente estenderemo le nostre conoscenze riguardo a processi chimici e catalitici complessi e la teoria potrà apportare contributi rilevanti. Nel secolo scorso sono stati fatti molti sforzi per arrivare alla conoscenza, a livello atomico e molecolare, dei materiali e dei composti chimici. Ora, oltre ad osservare ciò che accade in natura, ciascuno sperimentatore si crea la sua propria natura, creando i propri materiali con caratteristiche specifiche. Il ruolo della teoria del funzionale di densità è quello di indicare la via agli sperimentali, in modo che essi possano procedere nella giusta direzione ed eventualmente effettuare, in maniera mirata, esperimenti ad alta precisione che sono difficili e costosi.

Quale sarà, secondo lei, il prossimo sviluppo? Sarà dovuto a supercalcolatori, calcolatori paralleli, sviluppi teorici, nuovi funzionali, etc.?

Come diceva Niels Bohr: "È sempre difficile fare previsioni, particolarmente quando queste riguardano il futuro". Proverò comunque a fare qualche commento sul futuro. Ci sono settori molto vasti della teoria del funzionale di densità che non hanno ricevuto molta attenzione semplicemente perchè non ci sono state opportunità importanti. Ora però abbiamo una teoria del funzionale di densità che è in grado di trattare elettroni a basse temperature, per esempio nel magnetismo ed, in particolare, nei campi della superconduttività e dei superconduttori, ancora inesplorati dal punto di vista della dinamica degli elettroni. Credo che in futuro verrà compreso maggiormente il modo di applicare correttamente questa teoria o di estendere la teoria ad altre classi di sistemi di interesse pratico, anche se per questo occorrono ulteriori specializzazioni: c'è ancora molto da fare in questa direzione.

Che ne pensa di applicazioni nel campo delle scienze della vita? Pensa che ci saranno sviluppi interessanti in questo importante settore?

Sì, spero proprio di sì. Intendo dire che il contributo sarà molto importante soprattutto nella progettazione di farmaci, biomateriali, processi biologici, e questo non è che l'inizio. Ad esempio, all'ultima conferenza generale su questo campo di studi, a Vienna, sono stati presentati ottimi lavori condotti presso l'Istituto Nazionale di Sanità (NIH) degli USA da un gruppo che utilizza la teoria del funzionale di densità per lo studio del problema dell'HIV: sembra che la teoria possa dare contributi notevoli in questo settore.

Cosa pensa delle implicazioni industriali?

Per esempio, il lavoro del professore canadese Tom Ziegler, per la maggior parte, è stato finanziato dall'industria petrolifera, e non per un anno o due, ma per 20 anni. Ciò significa che ci deve essere stato un guadagno da parte dell'industria, in termini commerciali ed economici.

Un'altra applicazione che trovo molto interessante è portata avanti da una giovane ricercatrice di Bologna, Laura Gagliari, che si occupa di modellizzazione dello smaltimento di rifiuti nucleari.

Lei sa che gli USA sono probabilmente al secondo posto nella produzione di rifiuti nucleari (al primo posto c'è l'ex Unione Sovietica); è stato stimato che le operazioni di smaltimento costeranno una cifra dell'ordine di 1 trilione di dollari. Anche in questo si ha quindi a che fare con processi chimici riguardanti sistemi estesi; questa è una necessità irrinunciabile per trovare vie al trattamento di tali sostanze, che non dovrebbero mai essere state prodotte, in particolare quelle per uso militare. Quindi, stiamo parlando di un affare da 1 trilione di dollari.

Quali sono i suoi principali interessi attuali?

In genere lavoro su pochi problemi, come quelli che ho citato poco fa. Ho lavorato per diversi anni all'utilizzo della teoria del funzionale di densità nei materiali legati con forze di van der Waals e sono soddisfatto dei risultati ottenuti. Questa è una delle aree in cui sono coinvolto ed è particolarmente stimolante dal punto di vista teorico, per gli sviluppi metodologici, per le sue implicazioni pratiche, ad esempio nel mondo biologico.

Un altro problema del quale mi sto occupando, che è stato individuato forse 20 anni fa, è di carattere matematico, molto profondo e di base, relativo al problema della v-rapprensentabilità nella teoria del funzionale di densità. Questi sono due argomenti generali in cui si concentrano i miei interessi scientifici.

Sicuramente la ricerca odierna è internazionale e c'è una grande mobilità anche tra i ricercatori italiani. Ad esempio, solo nel mio gruppo di ricerca sono già programmati a breve termine periodi di ricerca in Australia, negli Stati Uniti e frequenti visite in laboratori europei. Qual è a suo parere il contributo della ricerca italiana nei campi a lei più vicini?

Rimpiango di non aver mai lavorato in Italia, eccetto che per periodi piuttosto brevi; due periodi di circa due settimane a Pisa, e brevi periodi a Trieste diverse volte. Pertanto, non conosco molto della ricerca in Italia, ma certamente conosco la grande tradizione scientifica italiana che ha origini secolari.

Tornando alla teoria del funzionale di densità, settore che conosco meglio, abbiamo i geniali quanto brillanti contributi di Roberto Car e Michele Parrinello, entrambi italiani, miei amici, ottime persone. Questi non sono gli unici, in Italia si sta facendo del lavoro molto buono in questo campo. Ma, se mi chiede di esprimere un giudizio sulla scienza in Italia in generale sarei superficiale, per cui non lo farò.

E, il futuro della scienza? Quale sarà, secondo lei, il ruolo della scienza e della ricerca nel terzo millennio?

Posso ragionevolmente affermare che il ventesimo secolo è stato dominato dalla scienza e dalla tecnologia, cosa che non è stata vera nel diaciannovesimo o nel diciottesimo secolo, o non è stata vera in passato. Secondo me è possibile aspettarsi che il terzo millennio veda una maggiore integrazione della scienza nella società rispetto ad ora. Infatti, attualmente, non esiste una corretta divulgazione della scienza e per questo non si può condannare l'opinione pubblica che spesso è molto sospettosa rispetto al lavoro dello scienziato. Semmai occorre che l'intera comunità scientifica riveda i propri comportamenti, perchè ritengo che la scienza corra un grave pericolo se non viene apprezzata, capita, valutata dal grande pubblico. Penso che questo, forse, sarà uno dei compiti più importanti per la scienza del terzo millennio, perchè il problema è mondiale.

La scienza è una cosa meravigliosa nella sua neutralità. Spesso però le sue applicazioni sono terribili per l'umanità (gas velenosi, bomba atomica, inquinamento, etc.) e, nonostante i notevoli progressi scientifici, non è riuscita a risolvere i problemi fondamentali come quello dell'alimentazione e del sovrappopolamento in alcuni paesi sottosviluppati. Se la gente non pensa che la scienza è meravigliosa, in qualche modo ha ragione. Ritengo che come scienziati abbiamo la responsabilità delle conseguenze.

Ho appena letto qualcosa di terribile in un'intervista dove veniva posta una domanda che mi interessa molto: gli scienziati hanno delle responsabilità sulle conseguenze delle loro scoperte? La risposta era "sicuramente no, gli scienziati fanno scoperte scientifiche ed è compito di altri decidere che farne". Sono in completo disaccordo con ciò; quello che mi stupisce è che questa intervista ha avuto una grande diffusione.