Scienza e ricchezza Ricerca, innovazione e sviluppo dei popoli San Miniato, Scuola Normale Superiore 12 settembre 2005 Andrea Bonaccorsi Università di Pisa

Indice 1.La scienza è utile? 2.Lo sviluppo economico dipende dalla scienza? 3.Può la scienza ridurre il divario di sviluppo con i paesi poveri?

Noi abbiamo conquistato la realtà e perduto il sogno. Non stiamo più sdraiati sotto un albero a contemplare il cielo attraverso le dita dei piedi, ma lavoriamo e fatichiamo. È precisamente come se la vecchia inetta umanità si fosse addormentata su un formicaio; sicché da allora è costretta a compiere i moti più violenti senza potersi liberare da quella sordida smania di animalesca laboriosità. Non occorre davvero dilungarsi troppo sullargomento, giacché quasi tutti gli uomini oggi si rendono ben conto che la matematica è entrata come un demone in tutte le applicazioni della vita. Robert Musil, Luomo senza qualità

La scienza rappresenta il tratto distintivo dellepoca moderna e della organizzazione della vita economica e sociale dei paesi avanzati. Oggi tuttavia la scienza è oggetto di critica e scetticismo da parte di molti. Forse i benefici della scienza sono ristretti ad una èlite privilegiata che decide autonomamente su quali problemi investire, senza rispondere a nessuno? Se la potenza della conoscenza scientifica è così elevata, perché non viene messa a servizio di cause propriamente umane? Quali sono i ritorni economici della scienza?

La scienza è utile? Soltanto la scienza può risolvere i problemi della fame e della povertà, della mancanza di igiene e dellanalfabetismo, della superstizione e di un consumo e di una tradizione mortificanti, delle vaste risorse che vanno sprecate, di un paese ricco abitato da gente che soffre la fame… Chi in verità oggi potrebbe permettersi di ignorare la scienza? A ogni passo dobbiamo cercarne laiuto… Il futuro appartiene alla scienza e a coloro che se la fanno amica. Jawaharlal Nehru ( )

A. Produzione alimentare In India tra 1945 e 1981 la popolazione è aumentata da 300 a 750 milioni di persone. Nonostante questo, la quantità di cereali commestibili pro-capite è aumentata costantemente, al punto che il paese ha raggiunto la autosufficienza alimentare e ha scorte a sufficienza per i casi di inondazione e siccità. Il merito è da attribuire alla Rivoluzione Verde, un vasto processo di applicazione sistematica di conoscenze scientifiche alla produzione agricola. La produzione di riso è passata da quintali per ettaro a circa 60 quintali. Dopo la morte di Mao i raccolti di cereali in Cina sono aumentati del 7% lanno e la produttività per addetto allagricoltura del 12%.

PaeseVariazione (%) Indonesia5,2 Corea5,0 Pakistan4,3 Gambia- 0,3 Zambia- 2,2 Ghana- 2,4 Variazione media annua nella produzione di grano, Fonte: FAO

B. Salute Tavola della speranza di vita a Breslavia nel 1690 Su ogni 100 nati: - 51 erano ancora vivi alletà di 10 anni - 43 arrivavano a 30 anni - 28 arrivavano a 50 anni - solo 11 arrivavano a 70 anni e 3 a 80 anni Edmund Halley, astronomo, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1693

Malattia Polmonite16521,2 Meningite7,40,9 Tubercolosi1564,7 Poliomelite19,5*0,03 Mortalità annua in Germania per abitanti Dato al Fonte: Max Perutz, E necessaria la scienza?

Ma il criterio di verità della scienza non è lutilità È innegabile che una buona parte della matematica elementare (…) ha una considerevole utilità pratica. Questa parte della matematica in complesso è piuttosto noiosa ed è proprio quella che ha minore valore estetico. La vera matematica dei veri matematici, quella di Fermat, di Eulero, di Gauss, di Abel e di Riemann, è quasi totalmente inutile. Non è possibile giustificare la vita di nessun vero matematico professionista sulla base dellutilità del suo lavoro. Godfrey H. Hardy, Apologia di un matematico

Non ho mai fatto niente di utile. Nessuna mia scoperta ha aggiunto qualcosa, né verosimilmente aggiungerà qualcosa, direttamente o indirettamente, nel bene e nel male, alle attrattive del mondo. Giudicato secondo tutti i parametri pratici, il valore della mia vita matematica è nullo; e al di fuori della matematica è assolutamente insignificante. La sola difesa della mia vita (…) è dunque questa: ho aggiunto qualcosa al sapere e ho aiutato altri ad aumentarlo ancora.

Utilità della scienza Incerta Indiretta e differita Inappropriabile Non intenzionale Internet al CERN Casi di serendipity Teoria dei numeri Crittografia

Ritorno economico della ricerca Tutte le analisi economiche indicano che il tasso di rendimento dellinvestimento in ricerca è enormemente elevato: - rendimento dellinvestimento privato (propria ricerca e sviluppo): 20-50% - rendimento dellinvestimento effettuato da altri (spillover): 40-80% - total social return to R&D: % Fonte: Griliches (1992), Jones e Williams (1998),Nadiri (1992)

Lo sviluppo economico dipende dalla scienza? NO La scienza produce conoscenza (provvisoria) sulla realtà. Lo sviluppo economico si basa sulla applicazione della conoscenza ai bisogni, cioè sulla creazione di funzioni di uso. Ciò richiede la presenza di incentivi economici alla iniziativa imprenditoriale. Cfr. Russia e paesi dellEst Europa (Darwin, n.2/2004)

Lo sviluppo economico dipende dalla scienza? NO Sovente lo sviluppo di tecnologie è avvenuto senza una adeguata conoscenza scientifica dei fenomeni sottostanti. La tecnologia è una forma di conoscenza (relativamente) indipendente dalla scienza. La tecnologia precede la scienza. Cfr. motore jet Cfr. teoria fluidodinamica della turbolenza

Lo sviluppo economico dipende dalla scienza? NO Molte importanti innovazioni sono state introdotte da imprenditori creativi ma privi di una formazione scientifica compiuta: Steve Wozniak, fondatore di Apple was an undistinguished engineer at Hewlett-Packard Steve Jobs had just worked part-time at a video-game company and had not graduated from college Bill Gates had dropped out of Harvard to start Microsoft Michael Dell quit the University of Texas in his freshman year to start Dell Computers Fonte: Bhidé (2000)

Lo sviluppo economico dipende dalla scienza? NO Lo sviluppo economico dipende principalmente da altri fattori: Investimento in capitale fisico Investimento in capitale umano Istituzioni (stato di diritto, diritti di proprietà, sistema bancario, sistema giudiziario) In ultima istanza dipende da: Progresso tecnologico Fonte: Gordon (2004), Barro e Sala-i-Martin (1995), Jones (2002), Mokyr (2003)

Lo sviluppo economico dipende dalla scienza? SI Laumento della istruzione scolastica non è sufficiente perché un paese diventi in grado di generare e/o assorbire il progresso tecnologico. La qualificazione del capitale umano richiede che la istruzione (superiore e universitaria) sia associata alla soluzione di problemi scientifici originali (R&S pubblica) e alla esperienza pratica nella ricerca industriale (R&S privata). Cfr. Corea, Singapore, Taiwan, Cina, India Fonte:Easterlin (2003), Bonaccorsi (2003).

Lo sviluppo economico dipende dalla scienza? SI … è aumentato il contenuto di conoscenza dei prodotti che usiamo tutti i giorni … è aumentato il fabbisogno di conoscenza necessario per produrre beni e servizi … è diminuito il tempo necessario per passare da scoperte scientifiche ad applicazioni industriali … il confine tra ricerca fondamentale, ricerca finalizzata e sviluppo industriale si è fatto mobile e permeabile in numerose aree di punta (biotecnologie, scienza dei materiali, nanotecnologie, informatica e telecomunicazioni, semiconduttori).

140Mbit/s (1,920) Telefono o canali dati (1) 2Mbit/s (30) 34Mbit/s (480) Gerarchia digitale plesiocrona (1970) 10,000Mbit/ s (120,000) 622Mbit/s (7,560) 2500Mbit/s (30,000) Gerarchia digitale sincrona (1990) WDM (>9,500,000) Rete di trasporto fotonica (2000) DA: una singola telefonata su coppia in rame A: >9,000,000 di abbonati che parlano contemporaneamente sulla medesima fibra (lo spessore di un capello umano) Velocità di trasmissione nelle reti telefoniche

Historical Milestones of Technology and Mathematics Leading to Cellular Systems

Source: Bonaccorsi (2001) on TechLine data Intensità di conoscenza scientifica nella produzione industriale (citazioni a pubblicazioni scientifiche nei brevetti)

Source: Our elaborations from Techline

Source: Bonaccorsi (2001) on TechLine data Intensità di conoscenza scientifica nella produzione industriale (citazioni a pubblicazioni scientifiche nei brevetti)

Source: Our elaborations from Techline

SCIENCE LINKAGE - TOP 3 COMPANIES Source: Our elaborations from Techline

Il caso delle nanotecnologie Crescita esponenziale degli articoli scientifici, Principali paesi attivi nella ricerca scientifica Papers Share USA % Japan % Germany % France % China % United Kingdom % Russian Federation % Italy % Korea % Fonte: Glanzel et al. (2003)

Il caso delle nanotecnologie Su brevetti depositati, ben provengono da inventori che hanno anche pubblicato come autori sulle riviste scientifiche (scienziati-inventori) Su 413 fondatori di imprese nanotech, ben 144 sono anche autori di pubblicazioni scientifiche (scienziati- imprenditori) Il fenomeno è più forte in Europa che negli Stati Uniti: in Europa su 101 imprese identificate, 49 sono state fondate da scienziati. Fonte: Bonaccorsi e Thoma (2004)

Può la scienza ridurre il divario di sviluppo con i paesi poveri? Il paradosso della conoscenza La conoscenza scientifica è libera, circola senza restrizioni nella letteratura aperta (open science), può essere acquisita da chiunque. Allo stesso tempo per acquisire la conoscenza scientifica occorrono prolungati investimenti in istruzione superiore, istituzioni scientifiche di livello internazionale, continuità di investimenti. Il divario tra i paesi è aumentato, non diminuito.

Può la scienza ridurre il divario di sviluppo con i paesi poveri? Ragioni di aggravamento del divario con i paesi poveri Basso livello di risparmio pro capite (poverty trap) Distorsioni negli incentivi Carriere politiche, militari, legali vs. produttive Mancanza di investimenti complementari nella istruzione

Paesi Poveri Paesi Ricchi 75% della popolazione mondiale 25% della popolazione mondiale Diventeranno sempre più poveri Diventeranno sempre più ricchi

A partire dal 1980 si è avuto in circa quindici paesi uno spettacolare impulso alla crescita economica che ha rapidamente incrementato il reddito di gran parte di un miliardo e mezzo di persone, circa un quarto della popolazione mondiale. Al contrario un declino si è avuto durante lo stesso periodo in circa cento paesi nei quali è stato ridotto il reddito di quasi un miliardo e seicento milioni di persone, più di un quarto della popolazione mondiale. Dei 23 mila miliardi di PIL globale 18 appartengono ai paesi industrializzati e solo 5 ai paesi in via di sviluppo che rappresentano l80% della popolazione mondiale. Il 20% più povero della popolazione mondiale ha visto la propria quota di reddito globale declinare dal 2,3% all 1,4% nei passati trentanni. Per conto la quota del 20% più ricco è salita dal 70 all85%. Tutto questo significa un raddoppio del rapporto tra le quote dei più ricchi e dei più poveri: da 30:1 a 61:1. Il divario nei redditi pro capite tra il mondo industrializzato e il mondo in via di sviluppo è triplicato da 5,700 dollari nel 1960 a 15,400 dollari nel 1993.

Paesi ricchi Facciamo un esempio Nato nel 1980 in Nigeria, aveva al momento della nascita un Reddito Pro Capite di circa 164$ annui pari a 0,45$ giornalieri Nato nel 1980 in USA, aveva al momento della nascita un Reddito Pro Capite di circa 7300$ annui pari a 20$ giornalieri

Cos è cambiato dopo 24 anni? Nel 2004, sempre che sia stato fortunato cioè che la mortalità infantile del 12% non labbia colpito è giunto a metà della sua vita, economicamente il suo Reddito Pro Capite da 164$ di 24 anni prima è calato a 109$ che equivalgono a 0,3 $ giornalieri. Nel 2004 è a un terzo della propria vita, la mortalità infantile quasi sicuramente non lavrà colpito visto che è dellordine del1%, economicamente aveva al momento della nascita un Reddito Pro Capite di circa 7300$ annui ora sono aumentati a 13400$ che equivalgono a circa 36$ giornalieri.

Questo andamento non riguarda purtroppo solo la Nigeria ma tutta lAfrica Subsahariana e lAmerica latina. Andamento di crescita media dal 1980 in poi.

Distribuzione della popolazione mondiale (asse orizzontale) rispetto alla % di popolazione alfabetizzata (asse verticale). Fonte: grafico elaborato da Mariutti (2001) su dati UNESCO

Confronto tra reddito pro-capite al 1960 e 1990 rispetto agli anni di scolarizzazione Fonte: Integlia - Mariutti (2004)

Confronto tra reddito pro-capite al 1990 rispetto allindice di scolarizzazione terziaria al 1960

Reddito pro-capite al 1990 e indice di scolarizzazione terziaria al 1960

A Global Network has Emerged Source: Wagner (2002)

The Network has a Strong Core Source: Wagner (2002)

The Core has a inner core made by Western countries Source: Wagner (2002)

Conclusioni Il perseguimento della conoscenza scientifica è un bene in sé e merita tutte le energie possibili. Allo stesso tempo occorre essere consapevoli che il perseguimento della scienza è un privilegio consentito ad una minoranza di persone che vivono in paesi ricchi, in parte per i loro meriti e il loro talento, ma in parte anche senza alcun merito personale. Da ciò dipende una responsabilità universale verso gli altri. Occorre in un certo senso restituire quanto non dipende dai nostri meriti ma dalla sorte.

Molte sono probabilmente le ragioni, tutte degne del più grande rispetto, che possono indurre gli uomini a intraprendere una ricerca, ma tre di esse sono molto più importanti di tutte le altre. La prima (senza la quale le altre non contano nulla) è la curiosità intellettuale, il desiderio di conoscere la verità. Poi viene lorgoglio professionale, lansia, il bisogno di essere soddisfatti del proprio lavoro, la vergogna che prova qualsiasi artigiano rispettoso di se stesso quando la sua opera non è allaltezza del suo talento. Infine lambizione, il desiderio di una gloria che porti a occupare una posizione nella società… Godfrey H.Hardy, Apologia di un matematico

Sapete, sapete voi che senza linglese lumanità può ancora vivere, può vivere senza la Germania, può vivere anche troppo facilmente senza i russi, può vivere senza la scienza, può vivere senza pane, ma soltanto senza la bellezza non potrebbe vivere, perché non ci sarebbe più nulla da fare al mondo? Tutto il segreto è qui, tutta la storia è qui! La scienza stessa non sussisterebbe un momento senza la bellezza. Fedor Dostoevskij, I demoni