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Nobel per la Fisica a Giorgio Parisi

Il comitato per il premio Nobel 2021 ha voluto premiare le ricerche sulla complessità in fisica. Metà del premio è stata assegnata a Syukuro Manabe e Klaus Hasselmann per la loro modellizzazione del clima terrestre in cui diventa possibile quantificare la sua variabilità e la attendibilità delle predizioni sul riscaldamento globale. L'altra metà è invece andata a Giorgio Parisi per le sue scoperte sull'interazione tra disordine e fluttuazioni nei sistemi fisici dalla scala microscopica a quella macroscopica.

(di Sergio Caracciolo)

Il premio

Nella sua relazione il comitato per il premio Nobel 2021 sottolinea come nella scienza non esistano posizioni che non possano essere messe in discussione come verità assolute e che la nostra comprensione del mondo passa attraverso la costruzione di modelli matematici, che nel metterci nelle condizioni di comprendere i comportamenti dei sistemi, ci permettono anche di valutare la loro variabilità.

Questo per chiarire come in questa circostanza il premio non sia stato dato per una specifica scoperta scientifica ma a coloro che hanno contribuito allo formulazione ed allo sviluppo di nuovi approcci nello studio di sistemi particolarmente complessi.

Nel caso di Giorgio Parisi che è universalmente riconosciuto come uno dei padri fondatori della teoria dei sistemi disordinati, ci si sperde dinanzi alla varietà ed alla copiosità dei suoi contributi fondamentali. Basterà qui ricordare la sua soluzione assolutamente originale ed imprevedibile del puzzle che si era venuto a formare intorno alla teoria di campo medio per i vetri di spin, con la comprensione della transizione di fase associata. Imprevedibile perché, contrariamente ad i sistemi studiati nella Meccanica Statistica ordinaria, in cui il concetto stesso di fase termodinamica si basa sulla invarianza per traslazione e le transizioni di fase sono studiate in termini di un parametro d'ordine che è in grado di mettere in evidenza la rottura spontanea di una simmetria del sistema, nei sistemi disordinati l'invarianza per traslazione può realizzarsi solo in media sul disordine e non vi è nessuna simmetria a cui appellarsi. Per questi casi Parisi ha suggerito un parametro d'ordine con infinite componenti, ovvero una funzione, e ha mostrato come questa serva a capire il modo in cui le fluttuazioni termiche e del disordine si combinino per generare effetti macroscopici. La presenza del disordine comporta in questi sistemi l'apparizione di una infinità di stati metastabili che rendono la termalizzazione del sistema problematica. Diventa cosí molto difficile comprenderne la dinamica.

La soluzione fornita da Giorgio Parisi ad un problema apparentemente marginale si è invece dimostrata eccezionalmente fertile perché generalizzabile ad una pletora di sistemi in cui la presenza del disordine è essenziale ed i possibili stati di quasi-equilibrio, in cui il sistema può restare intrappolato, molteplici: si va dallo studio delle reti neurali, e dunque al cuore dei recenti sviluppi nel campo della Intelligenza Artificiale, ai problemi di Ottimizzazione Combinatorica e dunque ad un approccio nuovo allo studio della complessità computazionale e perfino al calcolo variazionale, dalla comprensione della struttura delle proteine ai modelli per il sistema immunitario, dalla teoria delle reti allo studio del volo degli stormi di uccelli.

Vogliamo qui anche ricordare come le idee di Giorgio Parisi fossero cosí innovative ed originali che hanno fatto fatica ad essere pienamente comprese e dunque accettate da tutta la comunità scientifica. Il processo che ha portato alla diffusione dei metodi generali da lui introdotti è stato lento ma ha costantemente continuato a farsi strada.

Questo enorme successo ci deve far riflettere su come una ricerca che viene sospinta essenzialmente dalla curiosità, ma portata avanti con coraggio, intraprendenza e capacità, possa finire per avere conseguenze ben più rilevanti di tanti sforzi che ci si immagina di voler pilotare verso temi di sicuro impatto.

Non possiamo che essere orgogliosi che a distanza di tantissimi anni dall'assegnazione nel 1938 ad Enrico Fermi, il premio venga assegnato ad un fisico teorico italiano, per ricerche sostanzialmente sviluppate in Italia, contrariamente a tutti i premi assegnati successivamente ad italiani, aprendo un nuovo capitolo della Meccanica Statistica con ambizioni e potenzialità ancora in parte da scoprire.

Lo scienziato

Come ben sa chi si occupa di fisica, Giorgio Parisi ha lasciato la sua impronta anche su temi lontani dai sistemi disordinati. Citerò qui quelli che personalmente, dunque arbitrariamente, ritengo abbiano avuto un maggiore impatto. Si deve a lui un approccio al gruppo di rinormalizzazione per studiare gli esponenti critici nelle transizioni di fase fatto a dimensione fissa e non utilizzando il prolungamento analitico nella dimensione come fatto da Kenneth Wilson, che ottenne per questo il premio Nobel nel 1982. Nel campo della cromodinamica quantistica, con Guido Altarelli ha dato nome all'equazione di evoluzione del modello a partoni che regola le collisioni di adroni ad alte energie. Poi, ha dato numerosissimi contributi allo studio delle teorie di gauge nella versione regolarizzata su un reticolo regolare, proposta anche questa da Kenneth Wilson, contribuendo allo sviluppo di metodi numerici ed anche, in particolare con Nicola Cabibbo, ma anche con tanti altri, alla realizzzazione di un computer dedicato allo studio di questi sistemi, nel progetto APE dell'INFN. Con Nicolas Sourlas ha fatto vedere come la supersimmetria giochi un ruolo nella fisica della materia e ha avanzato l'idea suggestiva di dimensioni negative. Con Yong-Shi Wu ha introdotto il metodo di quantizzazione stocastica che, in particolare, permette di quantizzare le teorie con invarianza di gauge senza dover rompere questa simmetria.

Giorgio Parisi and Nicolas Sourlas

L'uomo

Giorgio Parisi è un professore universitario che ha dedicato la sua vita oltre che allo studio ed alla ricerca anche alla formazione di una scuola in cui le sue idee hanno potuto proliferare e svilupparsi. È uno dei rari casi che io conosca di uno studioso italiano che ha fatto della sua Università un vero polo di attrazione anche per i piu brillanti giovani ricercatori anche stranieri che hanno visto largamente ripagata la loro scelta di recarsi a Roma.

Tutti hanno visto il suo impegno per ottenere finanziamenti alla scienza di base, in una ottica di grande respiro, consapevole della importanza della diffusione sul territorio di centri di ricerca messi nelle condizioni di operare adeguatamente, così come il suo spendersi per una corretta divulgazione delle conoscenze avanzate e la sua partecipazione attiva nella lotta alla pandemia fatta su solide basi di analisi e conoscenza. Infatti Giorgio Parisi ritiene fondamentale la necessità di un rapporto intenso con la società civile in modo da aiutare a sviluppare una consapevolezza che si traduca poi nel sostegno della conoscenza scientifica tutta.

Con i suoi toni pacati e la sua cortesia estrema, Giorgio Parisi dovrebbe diventare un modello di una nuova Università: è stato veramente singolare vedere in questi giorni la reazione entusiastica, all'assegnazione del premio, di tutta l'Accademia, capace per una volta di mettere da parte invidia e rancore, e di unirsi osannanti agli studenti, perfino in cori che siamo abituati a sentire solo in occasione di vittorie calcistiche, al grido di “Giorgio, Giorgio” dimostrando come sia possibile colmare il distacco tra le due componenti essenziali della vita degli Atenei.

Considerazioni personali

Vorrei concludere con qualche nota personale visto che ho avuto la fortuna di conoscere, collaborare e frequentare Giorgio da piú di 40 anni oramai.

Ricordo che, benché lui abbia solo pochi anni piú di me, il mio relatore di tesi, Pietro Menotti a Pisa, mi propose quale tema di ricerca un approfondimento di uno dei lavori di Giorgio, che era giovane ma già conosciuto. Proponeva, in poche paginette, un argomento molto suggestivo basato su argomenti di teoria della probabilità per spiegare come non fosse possibile avere una teoria interagente di campi scalari rinormalizzabile in quattro dimensioni. Non fu l'argomento della mia tesi ma questo divenne un tema su cui ho poi lavorato in seguito. Feci la tesi invece sulle teorie di gauge definite su reticolo utilizzando un metodo di gruppo di rinormalizzaione nello spazio reale. Giorgio era interessato anche lui a questi temi, infatti diede poi negli anni dei contributi molto importanti e così le nostre strade cominciarono ad incrociarsi.

Lavorare con Giorgio è sempre stato piacevole. Sciorina le sue idee, non sempre facilmente assimilabili, con semplicità e senza stancarsi di provare a spiegarsi. Meticoloso ed apparentemente disordinato, proprio lui campione della teoria dei sistemi disordinati. Ricordo come fosse capace di stupirmi nel momento in cui cercava una sua nota scritta in un mucchio di carte, sparse sulla scrivania o nella sua sua cartella sempre ricolma: riusciva ad estrarre il foglio giusto, sfilandolo con due dita, come neanche un prestigiatore sarebbe capace di fare.

Nonostante l'impressione di una persona con la testa fra le nuvole è anche dotato di senso pratico. Ricordo che tanti anni fa, doveva venire a Pisa perchè avrebbe dovuto partecipare ad una discussione di tesi in qualità di relatore. All'ultimo momento un imprevisto lo constrinse a rinunciare al viaggio. In un tempo in cui non c'erano possibilità di far viaggiare i documenti invece delle persone, consegnò, di prima mattina, la sua relazione al conduttore di un treno cha partendo da Roma sarebbe passato da Pisa, chiedendogli di consegnarmela alla sosta del treno a Pisa. Io non ci sarei arrivato. Problema risolto.

Ma la sua nota più caratteristica è senza dubbio la curiosità, rivolta agli argomenti più svariati. Una conversazione con lui non è mai noiosa. Con l'aiuto di un sorrisino ironico è sempre capace di accendere l'attenzione verso nuovi ed inaspettati temi. Da argomenti letterari ed artistici (ricordo che quando la Scuola Normale produsse un CD contenente tutta la letteratura greca antica mi telefonò a Pisa perché era desideroso di averne subito una copia) a ricette di cucina, da mete di viaggio alla sua passione per il ballo. Sa assolutamente tutto sui balli popolari greci, che si differenziano da paese e paese e da cerimonia o occasione di festeggiamento.

Lavorare con una persona estremamente brillante può per i poveri mortali risultare difficile anche sul piano psicologico individuale. Posso affermare che con Giorgio è veramente difficile provare invidia. Personalmente io nei suoi confronti ho sempre solo provato ammirazione e stima. Tutte le persone che lo conoscono gli vogliono bene e sono convinto che siano felici per questo importante traguardo che ha raggiunto e che ci rende ancora una volta fieri di averlo tra noi.

12 ottobre 2021
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