Oggi "ho visto" un atomo. L'ho visto come un cieco riconosce le cose, cioè, "toccandolo". Esattamente come il cieco usa un bastoncino per "sentire" gli ostacoli, così muovendo una punta submicroscopica avanti e indietro su una superficie, ho urtato un atomo. Ho riprovato ed ho trovato un altro atomo vicino al primo, poi un altro ancora. Addirittura, una lunga fila di atomi che formavano una corda che improvvisamente si divideva in due. Stavo osservando un miracolo quotidiano della vita – una molecola di DNA che stava separando i suoi due filamenti.

L'emozione di quel momento ti invade e non puoi dimenticarla. Se anche gli olandesi si emozionano, allora anche Von Leeuwenhoek doveva sentirsi così tre secoli fa, quando, con un microscopio vide, per primo, un mondo inaspettato di organismi che guizzavano in una goccia d'acqua.

Nuove esperienze trasformano la nostra vita. Sia il microscopio che il telescopio hanno contribuito non solo al progresso della scienza, ma hanno anche cambiato il nostro modo di concepire il mondo. Sapere che siamo costituiti di atomi, e che c'è un mondo di creature microscopiche sul nostro pianeta, e forse anche altrove, ci fa modificare la prospettiva della nostra esistenza. Osservare le stelle lontane, e notare che anch'esse nascono, vivono e poi muoiono,

Il fisico è un curioso per natura e spesso inventa "ricette" molto stravaganti e quasi assurde. Nelle sue mani, anche qualcosa di apparentemente insignificante, come una calamita, può diventare un mezzo per produrre immagini. Per esempio, microscopici domini magnetici registrano i nostri programmi televisivi preferiti. Altri sono allineati nelle nostre carte di credito per formare linee e spazi che possono essere decodificati da un apposita macchina. Un'immagine ottenuta tramite risonanza magnetica (in breve NMR, da Nuclear Magnetic Resonance) sfrutta il comportamento delle molecole di acqua sottoposte a forti campi magnetici, per darci una visione del nostro corpo in funzione della varia quantità e combinazione dell'acqua nelle strutture complesse. L'NMR può fornirci informazioni su qualcosa di anomalo nel nostro corpo, ma può anche fornircene sull'uniformità di cottura di una pagnotta di pane.

La prima evidenza di particelle contenenti un quark "strano" (strange) fu ottenuta studiando foto di immagini prodotte con una camera a nebbia. Patrick Blackett - Premio Nobel per la Fisica 1948.

Le immagini di un oggetto possono anche essere indirette, come le tracce di vapor d'acqua lasciate in una camera a nebbia da frammenti di atomi rotti nel passaggio di una particella elementare (come un elettrone, un protone,...). Sono "scie di aerei a reazione" del mondo subatomico, e sono per noi l'evidenza principale dell'esistenza di quel mondo. Già oggi esiste un'applicazione pratica di questo metodo in campo medico, la cosiddetta tomografia a emissione di positroni (PET). Somministrando al paziente prodotti marcati con emettitori di positroni (elettroni con carica positiva, detti anche antielettroni) si può seguire il percorso dei prodotti durante il normale metabolismo.

Le immagini possono registrare un "positivo" o un "negativo". Dice l'autore: la mia spiaggia preferita in Australia è popolata principalmente da canguri. Non li ho mai visti, ma le loro tracce sono nella sabbia, e sono spazzate via ogni notte dalla marea montante. Alcune tracce sono persistenti, come quelle dei nostri antenati nella sabbia africana ora consolidate nella roccia. Queste immagini in "negativo" sono come le zone scure di un negativo fotografico. Sono indicatori di una presenza del passato.

Anche piccole differenze, dovute a un diverso angolo di visuale, possono svelarci caratteristiche interessanti. Nell'olografia si fa una doppia esposizione, della luce riflessa da un oggetto e della luce inviata contro l'oggetto. Poi, esponendo un film sensibile alla luce originale,  si evidenzia la differenza con la luce che ha colpito l'oggetto. Questo è un esempio di "interferenza". Un altro esempio si ha guardando le intelaiature che sorregono entrambi i lati di un ponte sospeso mentre si passa in auto su un'autostrada. Le due file, a destra e a sinistra, sono a diversa distanza dal nostro occhio, e così la spaziatura tra di esse sembra essere differente. Quella differenza appare come bande alternate chiare e scure, che si muovono mentre si passa. Provate anche ad osservare delle bolle di sapone: i colori, dovuti all'interferenza tra la luce riflessa dai due lati del sottile strato che forma ogni bolla, cambia rapidamente con lo spessore dello strato stesso. Oppure prendete un CD  e osservate come cambiano i colori quando lo inclinate, a causa dell'interferenza della luce riflessa dai due lati delle "piste" adiacenti.

Forse penserete che tutto questo sia un panegirico a favore dello sviluppo della tecnologia grazie alla scienza. Un evviva per gli scienziati! Però se chiedete loro una innovazione tecnologica, loro non la troveranno!

Se e quando succede, questo è dovuto solo al fatto che gli scienziati hanno come vera vocazione, quella di tentare di capire come funziona il mondo. È una vocazione che abbiamo in comune con gli scrittori, gli artisti, i preti, i filosofi, e in generale, con tutte le persone che pensano. L'unica differenza è che gli scienziati si concentrano sul mondo materiale e considerano solo una piccola parte di un quadro molto più generale. Così il compito è più circoscritto e, conseguentemente, più facile l'approfondimento. Bisogna dire che limitatamente ai suoi ambiti, la scienza è stata un'impresa di grande successo.

Come funziona il mondo? La scienza si propone di rispondere a questa domanda. Rontgen si è accorto della presenza dei raggi X mentre cercava di capire come fosse fatta la materia. Molta della tecnologia moderna è basata sull'interazione tra correnti elettriche e calamite (e viceversa) – un effetto scoperto da un uomo che tentava di dimostrare che, secondo il suo punto di vista, un tale effetto non poteva esistere. La tecnica della risonanza magnetica nucleare iniziò come verifica di un'ipotesi teorica, che si prefiggeva di osservare gruppi di molecole vicine in movimento. I lasers, che sono alla base dell'olografia e anche dei CD, furono sviluppati come prova sperimentale di una teoria che riguardava la natura della luce.

Le scoperte non possono essere programmate. Come si può progettare di scoprire quello che non si sa che esiste? È molto improbabile che i raggi x potessero essere scoperti da qualcuno che cercava di trovare un modo non-chirurgico per vedere fratture ossee o pallottole trattenute nel corpo. Qualche tecnica poteva essere escogitata, ma doveva essere basata su effetti conosciuti.  

Quali sono gli oggetti più piccoli di cui è costituita la materia? E a quali leggi ubbidiscono? Nei laboratori del CERN di Ginevra si cerca di dare risposte a queste domande. Per meglio collegare gruppi di fisici, di Università sparse in tutto il mondo che collaboravano in esperimenti di fisica subnucleare venne inventata WWW in internet. Il CERN è un laboratorio europeo che deve rendere pubblici tutti i suoi risultati. Se avesse potuto brevettare WWW, forse non avrebbe i problemi economici che ha attualmente.

Il centro di calcolo del laboratorio CERN di Ginevra.

La scienza ci ha fornito molte vie per osservare il mondo. Così procedendo, essa ha influenzato anche le nostre percezioni, per il meglio e per il peggio; la conoscenza porta con se la necessità di una valutazione. La scienza ci fornisce la possibilità di controllare il mondo fisico, di nuovo, nel bene e nel male. Questo comporta responsabilità.

Evviva gli scienziati. Ma noi continueremo ad avanzare se continueremo ad esplorare in modo scientifico nei vari settori, un mezzo tra molti per capire come funziona il mondo. È questo che ci sprona; è questo che conduce alle grandi scoperte. L'eccitazione di Leeuwenhoek nel vedere "animalucoli" sotto il microscopio, l'eccitazione nel vedere gli atomi, sono le vere forze che portano alle scoperte scientifiche. Senza quelle cesserebbero le scoperte.