Sarà capitato a tutti almeno una volta di subire il fascino di alcune forme naturali di simmetria, osservando, per esempio, la geometria di una stella marina, il battito di ali di una farfalla o le increspature dell'acqua in un lago.
Queste sono tra quelle forme che conosciamo e impariamo a capire già sui banchi di scuola, attraverso la biologia, la cristallografia o la chimica, grazie alla quale oggi siamo in grado di ricostruire e rendere visibili i modelli teorici di atomi e molecole. Si può provare un fascino forse anche maggiore scendendo più in basso nella scala del visibile, negli anfratti più nascosti della materia, attraverso le suggestioni offerte dalle particelle subatomiche scoperte nell'ultimo secolo.
Queste espressioni di regolarità sono però solo una manifestazione macroscopica e il risultato di simmetrie più profonde, che coprono in modo più vasto il mondo della fisica e garantiscono che le leggi di natura e le loro formulazioni matematiche rimangano invariate, anche in presenza di perturbazioni dall'esterno.
Cos'è che ci attrae così tanto verso i meccanismi di regolarità e ripetizione naturale?
"L'ordine del mondo. Le simmetrie in fisica da Aristotele a Higgs" di Vincenzo Barone, professore di Fisica all'Università del Piemonte Orientale, è un saggio che prova a rispondere a questa domanda, raccontando l'evoluzione del concetto di simmetria attraverso i secoli, da prima della nascita del metodo scientifico, fino ai primi assaggi di una formulazione totalizzante della natura in tempi moderni, con la teoria della Relatività di Einstein, passando per contaminazioni con altre forme di sapere e conoscenza - "Il sistema periodico" di Primo Levi, per esempio, ovvero la letteratura che incontra la regolarità della chimica.
La prima tappa di questo viaggio è il rapporto tra idea di simmetria ed estetica: "Le leggi della fisica devono essere dotate di bellezza matematica".
Sono queste le parole che Paul Dirac, premio Nobel per la Fisica e tra i padri della meccanica quantistica, scelse nel 1956 in visita all'Università di Mosca per sintetizzare la sua idea di pensiero scientifico. Ed è con questo episodio che Barone - esperto del tema dopo aver curato la prima edizione italiana degli scritti di Dirac, "La Bellezza come metodo" - sceglie di aprire il suo saggio.
Ma come va interpretata la bellezza di una teoria fisica? I pareri possono essere anche discordanti, se si pensa alla sua completa dimostrabilità piuttosto che al contributo che può dare a livello prettamente teorico. E' il caso, per esempio, proprio del bosone di Higgs che, per alcuni è la soluzione ideale per definire alcuni passaggi del Modello Standard delle particelle, mentre per altri è solo una particella introdotta ad hoc. Anche se non è possibile però trovare una "formula della bellezza", ci sono casi in cui delle teorie riescono a imporsi all'attenzione dei fisici esattamente come alcuni capolavori dell'arte: le equazioni di primo grado della meccanica classica, l'equazione di Schroedinger che descrive il mondo dei quanti, o, ovviamente, la popolare E=mc2 .
Tra la divulgazione di fisica teorica (in altri contesti spesso eccessivamente distante per il grande pubblico) e la storia della scienza, nel saggio di Barone scopriamo che quasi tutti gli scienziati più celebri, e non solo, si sono imbattuti in qualche forma di simmetria, filosofica o sperimentale: Aristotele, Socrate, Carnot, Galileo, Leibnitz, viene citato James Joyce col suo Finnegans Wake, per arrivare alla truppa di fisici che ha dato inizio alla rivoluzione della simmetria subatomica, ancora in via di definizione: Bohr, Heisenberg, Higgs, Abdus Salam, senza dimenticare il gruppo di italiani, Enrico Fermi, Giulio Racah, Ettore Majorana, tra gli altri.
Dopo quasi duemila anni, "quello che oggi chiamiamo simmetria è qualcosa di diverso dalla summetria di Euclide o dalla symmetria di Vitruvio", per dirla con le parole dell'autore. Ma avvicinandoci in tempi recenti, la ricerca non è certo chiusa. A ben vedere, gli esperimenti condotti proprio nei laboratori del LHC di Ginevra, nel loro complesso, continuano ad avere come obiettivo quello di descrivere l'universo sulla base di nuove e più complete simmetrie, nonostante il successo della particella di Dio. Il Modello Standard soffre ancora di alcune lacune rispetto alla bellezza di 'sintesi' cercata: perché le famiglie di fermioni misurano masse così diverse? Perché materia e antimateria non esistono in quantità simmetriche? Sarebbe utile che il Modello potesse rispondere anche a queste domande. C'è bisogno quindi di nuovi sforzi, con una spinta intellettuale non dissimile da quella dei pionieri di inizio '900, ampliando, se non inventando, nuove simmetrie. GTU, Supersimmetria e Teoria delle Stringhe sono tra i tentativi della fisica contemporanea, che deve anche cercare di spiegare come mai a livelli di energia piccolissima o enorme (su scala atomica e cosmica), vediamo il caos, non più la simmetria.
Rimane aperto l'interrogativo, più filosofico che fisico: "Perché la natura è simmetrica?"
Non per questo però diventa meno forte il fascino percepito della bellezza intrinseca dell'Universo, grande abbastanza per continuare la ricerca.
