So, about three years ago I was in London, and somebody called Howard Burton came to me and said, I represent a group of people, and we want to start an institute in theoretical physics. We have about 120 million dollars, and we want to do it well. We want to be in the forefront fields, and we want to do it differently. We want to get out of this thing where the young people have all the ideas, and the old people have all the power and decide what science gets done. It took me about 25 seconds to decide that that was a good idea.
Circa tre anni fa mi trovavo a Londra ed una persona che si chiama Howard Burton venne da me e disse Io rappresento un gruppo di persone, desideriamo dare il via ad instituto di fisica teorica. Disponiamo di circa 120 milioni di dollari e vogliamo farlo bene. Vogliamo essere presenti nei campi di frontiera e vogliamo farlo in modo diverso. Ciò che vogliamo è uscire dallo schema in cui i giovani hanno tutte le idee, mentre gli anziani hanno tutto il potere e decidono quale ricerca scientifica viene realizzata. Mi sono serviti circa 25 secondi per decidere che era una buona idea.
Three years later, we have the Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Ontario. It’s the most exciting job I’ve ever had. And it’s the first time I’ve had a job where I’m afraid to go away because of everything that’s going to happen in this week when I’m here. (Laughter) But in any case, what I’m going to do in my little bit of time is take you on a quick tour of some of the things that we talk about and we think about. So, we think a lot about what really makes science work? The first thing that anybody who knows science, and has been around science, is that the stuff you learn in school as a scientific method is wrong. There is no method. On the other hand, somehow we manage to reason together as a community, from incomplete evidence to conclusions that we all agree about. And this is, by the way, something that a democratic society also has to do.
Tre anni dopo avevamo il Perimeter Institute per la Fisica Teorica in Waterloo, Ontario. E' il lavoro più eccitante che io abbia mai avuto. E' la prima volta che temo di allontarmi dal posto di lavoro per tutte le cose che vi accadranno durante la settimana in cui sarò qui. (Risate) Ad ogni modo, quel che farò nel poco tempo a mia disposizione è di condurvi in un breve tour su alcune delle cose di cui parliamo e su cui riflettiamo. Noi riflettiamo molto su questa domanda: cosa permette alla scienza di funzionare? La prima cosa che chiunque conosca la scienza e che in qualche modo ha avuto a che fare con la scienza è che la roba che a scuola impari essere il metodo scientifico è sbagliata. Non c'è alcun metodo. D'altronde, in qualche modo riusciamo a ragionare insieme come una comunità, partendo da prove incomplete per raggiungere conclusioni che tutti condividiamo. E questo è il procedimento che, incidentalmente, anche una società democratica deve seguire.
So how does it work? Well, my belief is that it works because scientists are a community bound together by an ethics. And here are some of the ethical principles. I’m not going to read them all to you because I’m not in teacher mode. I’m in entertain, amaze mode. (Laughter)
Dunque come funziona? Bene, io credo che funzioni perchè gli scienziati sono una comunità tenuta insieme da un'etica. Quindi ecco alcuni di questi principi etici. Non ve li leggerò tutti perchè non sono qui in veste d'insegnante ma per intratteneri, meravigliarvi. (Risate)
But one of the principles is that everybody who is part of the community gets to fight and argue as hard as they can for what they believe. But we’re all disciplined by the understanding that the only people who are going to decide, you know, whether I’m right or somebody else is right, are the people in our community in the next generation, in 30 and 50 years. So it’s this combination of respect for the tradition and community we’re in, and rebellion that the community requires to get anywhere, that makes science work. And being in this process of being in a community that reasons from shared evidence to conclusions, I believe, teaches us about democracy. Not only is there a relationship between the ethics of science and the ethics of being a citizen in democracy, but there has been, historically, a relationship between how people think about space and time, and what the cosmos is, and how people think about the society that they live in.
Uno di questi principi è che tutti coloro che fanno parte della comunità devo dibattere ed argomentare con tutte le loro forze per ciò in cui credono. Ma siamo tutti disciplinati dalla comune intesa che le sole persone che infine decideranno se io ho ragione o qualcun altro ha ragione saranno i membri della comunità della prossima generazione in 30 e 50 anni. Quindi è questa combinazione di rispetto per la tradizione e per la comunità di cui facciamo parte e della ribellione di cui la comunità ha bisogno per raggiungere un qualsiasi obiettivo che permette alla scienza di funzionare. E l'operare in questo processo, l'essere in una comunità che ragiona partendo da evidenze condivise per raggiungere delle conclusioni credo ci insegni qualcosa sullla democrazia. Non solo esiste una relazione tra etica della scienza e l'etica di essere un cittadino nella democrazia, ma, storicamente, è esitita una relazione tra come le persone riflettono sullo spazio ed il tempo, su cosa sia il cosmo e come le persone riflettono sulla società in cui vivono.
And I want to talk about three stages in that evolution. The first science of cosmology that was anything like science was Aristotelian science, and that was hierarchical. The earth is in the center, then there are these crystal spheres, the sun, the moon, the planets and finally the celestial sphere, where the stars are. And everything in this universe has a place. And Aristotle’s law of motion was that everything goes to its natural place, which was of course, the rule of the society that Aristotle lived in, and more importantly, the medieval society that, through Christianity, embraced Aristotle and blessed it. And the idea is that everything is defined. Where something is, is defined with respect to this last sphere, the celestial sphere, outside of which is this eternal, perfect realm, where lives God, who is the ultimate judge of everything.
Desidero parlare di tre fasi di questa evoluzione. La prima scienza della cosmologia che rassomigliasse in qualche modo alla scienza è stata la scienza Aristotelicia, che era gerarchica. Al centro c'è la terra, poi ci sono le sfere di cristallo il sole, la luna, i pianeti ed infine la sfera celeste in cui si trovano le stelle. Tutto nell'universo ha un posto. E la legge del movimento di Aristotle consisteva nel fatto che tutto si dispone nel suo posto naturale, il che ovviamente era la regola della società in cui Aristotele è vissuto e, fatto ancor più importante, della società medievale che attraverso la Cristianità abbracciò Aristotele e la benedì. E l'idea che tutto è definito. Dove esiste qualcosa, questa cosa è definita rispetto a quest'ultima sfera la sfera celeste, al di fuori della quale esiste un eterno perfetto regno, in cui vive Dio, che è giudice ultimo di tutto.
So that is both Aristotelian cosmology, and in a certain sense, medieval society. Now, in the 17th century there was a revolution in thinking about space and time and motion and so forth of Newton. And at the same time there was a revolution in social thought of John Locke and his collaborators. And they were very closely associated. In fact, Newton and Locke were friends. Their way of thinking about space and time and motion on the one hand, and a society on the other hand, were closely related.
Così sono sia la cosmologia Aristotelica sia, in un certo senso, la società medievale. Ora, nel 17° secolo è avvenuta una rivoluzione nel modo di riflettere sullo spazio, il tempo ed il movimento, e così via, ad opera di Newton. Allo stesso tempo si è avuta una rivoluzione nel pensiero sociale da parte di John Locke e dei suoi collaboratori. Ed erano strettamente associate. Infatti, Netwon e Locke erano amici. Il loro modo di riflettere sullo spazio ed il tempo ed il moto, da una parte, e sulla società, dall'altro, era strettamente legato.
And let me show you. In a Newtonian universe, there’s no center -- thank you. There are particles and they move around with respect to a fixed, absolute framework of space and time. It’s meaningful to say absolutely where something is in space, because that’s defined, not with respect to say, where other things are, but with respect to this absolute notion of space, which for Newton was God.
Lasciate che ve lo illustri. In un universo Newtoniano, non esiste un centro -- grazie. Esistono particelle in movimento rispetto ad un sistema di riferimento spazio temporale assoluto e statico. Quindi ha senso affermare assolutamente dove si trovi qualcosa nello spazio perchè si tratta di definirlo non riferendosi, ad esempio, a dove altre cose si trovino ma riferendosi a questa nozione assoluta di spazio, che per Newton era Dio.
Now, similarly, in Locke’s society there are individuals who have certain rights, properties in a formal sense, and those are defined with respect to some absolute, abstract notions of rights and justice, and so forth, which are independent of what else has happened in the society. Of who else there is, of the history and so forth. There is also an omniscient observer who knows everything, who is God, who is in a certain sense outside the universe, because he has no role in anything that happens, but is in a certain sense everywhere, because space is just the way that God knows where everything is, according to Newton, OK?
Ora, similarmente, nella società di Locke esistono individui che godono di certi diritti, proprietà in senso formale, che sono definiti con riferimento a nozioni assolute ed astratte di diritti, di giustizia e così via, che sono indipendenti da quant'altro stia accadendo nella società. E da chi altro esista, dalla storia e così via. C'è anche un osservatore onnisciente che tutto conosce, che è Dio che in un certo senso esiste al di fuori dell'universo perchè non ha alcun ruolo in qualunque cosa accada ma che in un certo senso esiste ovunque perchè lo spazio è solo il modo in cui Dio conosce dove tutto si trova, secondo Netwon, OK ?
So this is the foundations of what’s called, traditionally, liberal political theory and Newtonian physics. Now, in the 20th century we had a revolution that was initiated at the beginning of the 20th century, and which is still going on. It was begun with the invention of relativity theory and quantum theory. And merging them together to make the final quantum theory of space and time and gravity, is the culmination of that, something that’s going on right now. And in this universe there’s nothing fixed and absolute. Zilch, OK. This universe is described by being a network of relationships.
Quindi queste sono le fondamenta di ciò che, tradizionalmente, è chiamata teoria politica liberale e fisica Newtoniana. Ora, nel 20° secolo abbia avuto una rivoluzione che prese il via all'inizio del 20° secolo e che è ancora in corso. Fu iniziata con la scoperta della teoria della relatività e della teoria quantistica. E fonderle insieme per realizzare la teoria quantitisca finale dello spazio, del tempo e della gravità, ne è il culmine qualcosa che sta avvenendo proprio adesso. Ed in questo universo non c'è niente di fisso ed assoluto. Niente, OK. Questo universo è descritto come consistente di una rete di relazioni.
Space is just one aspect, so there’s no meaning to say absolutely where something is. There’s only where it is relative to everything else that is. And this network of relations is ever-evolving. So we call it a relational universe. All properties of things are about these kinds of relationships. And also, if you’re embedded in such a network of relationships, your view of the world has to do with what information comes to you through the network of relations. And there’s no place for an omniscient observer or an outside intelligence knowing everything and making everything. So this is general relativity, this is quantum theory. This is also, if you talk to legal scholars, the foundations of new ideas in legal thought. They’re thinking about the same things. And not only that, they make the analogy to relativity theory and cosmology often. So there’s an interesting discussion going on there. This last view of cosmology is called the relational view.
Lo spazio ne è solo un aspetto, quindi non ha senso affermare assolutamente dove si trovi qualcosa. Si può solo affermare dove qualcosa si trovi relativamente a dove tutto il resto si trova. E questo network di relazioni è in evoluzione costante. Quindi lo chiamiamo universo relazionale. Tutte le proprietà degli oggetti hanno a che fare con questo tipo di relazioni. E quindi, se siete inclusi in una simile rete di relazioni, il vostro modo di vedere il mondo ha a che fare con quali informazioni vi raggiungono attraverso la rete di relazioni. E non c'è spazio per un osservatore onnisciente o per una intelligenza esterna che conosce e crea tutto. Quindi questa è la relatività generale, questa è la teoria quantistica. Questo sono anche, se parlate con studiosi di diritto, le fondamenta di nuove idee nel pensiero legale. Stanno pensando alle stesse cose. Non solo, ma spesso effettuano analogie con la teoria della relatività e con la cosmologia. Dunque è in corso una discussione interessante. Quest'ultimo punto di vista sulla cosmologia è chiamato visione relazionale.
So the main slogan here is that there’s nothing outside the universe, which means that there’s no place to put an explanation for something outside. So in such a relational universe, if you come upon something that’s ordered and structured, like this device here, or that device there, or something beautiful, like all the living things, all of you guys in the room -- "guys" in physics, by the way, is a generic term: men and women. (Laughter)
Lo slogan principale è che non esiste nulla al di fuori dell'universo il che vuol dire che non esiste un posto in cui collocare una spiegazione per qualcosa di esterno. Quindi in un tale universo relazionale, se ti imbatti in qualcosa che è ordinato e strutturato come questo o quello strumento o in qualcosa di bello, come tutte le cose viventi, proprio come voi ragazzi in questa stanza "ragazzi" in fisica, peraltro, è un termine generico che include sia uomini che donne. (Risate)
Then you want to know, you’re a person, you want to know how is it made. And in a relational universe the only possible explanation was, somehow it made itself. There must be mechanisms of self-organization inside the universe that make things. Because there’s no place to put a maker outside, as there was in the Aristotelian and the Newtonian universe. So in a relational universe we must have processes of self-organization.
allora vuoi sapere, in quanto persona, vuoi sapere come è fatto. In un universo relazionale l'unica spiegazione possibile era che in qualche modo si è fatto da solo. Devono esistere meccanismi di auto-organizzazione in un universo che produce le cose. Perchè non c'è un posto esterno in cui mettere un creatore, come accadeva nell'universo di Aristotele ed in quello di Netwon. Quindi in un universo relazionale dobbiamo avere un processo di auto-organizzazione.
Now, Darwin taught us that there are processes of self-organization that suffice to explain all of us and everything we see. So it works. But not only that, if you think about how natural selection works, then it turns out that natural selection would only make sense in such a relational universe. That is, natural selection works on properties, like fitness, which are about relationships of some species to some other species. Darwin wouldn’t make sense in an Aristotelian universe, and wouldn’t really make sense in a Newtonian universe.
Ora, Darwin ci ha insegnato che esistono processi di auto-organizzazione sufficienti a spiegare noi e tutto ciò che vediamo. Quindi funziona. Ma non solo, se pensate a come funziona la selezione naturale, allora emerge che la selezione naturale avrebbe senso solo in tale universo relazionale. Ossia, la selezione naturale lavora sulle proprietà come l'adeguatezza, che hanno a che fare con la relazioni tra alcune specie ed altre specie. Darwin non avrebbe senso in un universo Aristoteliano, e non avrebbe realmente senso in un universo Newtoniano.
So a theory of biology based on natural selection requires a relational notion of what are the properties of biological systems. And if you push that all the way down, really, it makes the best sense in a relational universe where all properties are relational. Now, not only that, but Einstein taught us that gravity is the result of the world being relational. If it wasn’t for gravity, there wouldn’t be life, because gravity causes stars to form and live for a very long time, keeping pieces of the world, like the surface of the Earth, out of thermal equilibrium for billions of years so life can evolve.
Quindi una teoria della biologia fondata sulla selezione naturale richiede una nozione relazionale di quale siano le proprietà dei sistemi biologici. E spingendosi fino in fondo, in realtà, è molto sensato in un universo relazionale in cui tutte le proprietà sono relazionali. Inoltre Einstein ci ha insegnato che la gravità è il risultato del fatto che il mondo è relazionale. Se non ci fosse stata la gravità, non ci sarebbe vita, perchè la gravità causa la formazione delle stelle e la loro lunga vita mantenendo le parti del mondo, come la superficie della Terra, in disequilibrio termico per miliardi di anni, così che la vita possa evolvere.
In the 20th century, we saw the independent development of two big themes in science. In the biological sciences, they explored the implications of the notion that order and complexity and structure arise in a self-organized way. That was the triumph of Neo-Darwinism and so forth. And slowly, that idea is leaking out to the cognitive sciences, the human sciences, economics, et cetera. At the same time, we physicists have been busy trying to make sense of and build on and integrate the discoveries of quantum theory and relativity.
Nel 20° secolo, abbiamo osservato lo sviluppo indipendente di due grandi temi nella scienza. Nelle scienze biologiche, hanno esplorato le implicazioni della nozione che l'ordine e la complessità e la struttura sorgano in modo auto-organizzato. E' stato il trionfo del Neo-Darwinismo e così via. Lentamente, l'idea sta percolando nelle scienze cognitive, nelle scienze umanistiche, economiche, eccetera. Allo stesso tempo, noi fisici siamo stati occupati nel cercare di trovare un senso ed a sviluppare ed integrare le scoperte della teoria quantistica e della realitività.
And what we’ve been working out is the implications, really, of the idea that the universe is made up of relations. 21st-century science is going to be driven by the integration of these two ideas: the triumph of relational ways of thinking about the world, on the one hand, and self-organization or Darwinian ways of thinking about the world, on the other hand. And also, is that in the 21st century our thinking about space and time and cosmology, and our thinking about society are both going to continue to evolve. And what they’re evolving towards is the union of these two big ideas, Darwinism and relationalism.
Ciò che abbiamo elaborato , in realtà, sono le implicazioni dell'idea secondo la quale l'universo è costuito di relazioni. La scienza del 21° secolo sarà sospinta dall'integrazione di queste due idee: il trionfo del modo relazionale di riflettere sul mondo, da un lato, e dai modi di riflettere sul mondo auto-organizzativi o Darwiniani dall'altro. Inoltre, nel 21° secolo il nostro modo di riflettere sullo spazio, il tempo e la cosmologia e di riflettere sulla società, entrambi continueranno ad evolvere. E ciò verso cui evolvono è l'unione di queste due grandi idee, Darwinismo e relazionalismo.
Now, if you think about democracy from this perspective, a new pluralistic notion of democracy would be one that recognizes that there are many different interests, many different agendas, many different individuals, many different points of view. Each one is incomplete, because you’re embedded in a network of relationships. Any actor in a democracy is embedded in a network of relationships. And you understand some things better than other things, and because of that there’s a continual jostling and give and take, which is politics. And politics is, in the ideal sense, the way in which we continually address our network of relations in order to achieve a better life and a better society.
Ora, se riflettete sulla democrazia da questo punto di vista una nuova nozione pluralistica della democrazia sarebbe quella in cui si riconosce che esistono molteplici interessi diversi, molteplici agende diverse, molteplici individui differenti, molteplici diversi punti di vista. Ciascuno è incompleto, perchè fate parte di una rete di relazioni. Ogni attore di una democrazia è parte di una rete di relazioni. Alcune cose le comprendete meglio di altre e per tale motivo esiste una continuo scontro tra dare ed avere, che costituisce la politica. E la politica, nel senso ideale, è il modo con cui ci riferiamo continuamente al nostro network di relazioni in modo da ottenere una vita migliore ed una migliore società.
And I also think that science will never go away and -- I’m finishing on this line. (Laughter) In fact, I’m finished. Science will never go away.
Inoltre penso che la scienza non sparirà mai e -- Termino con questa frase. (Risate) Davvero, ho concluso. La scienza non sparirà mai.