Innovare: scienza, tecnologia e crescita economica nel mondo occidentale

Un’indagine sul rapporto tra scienza, tecnologia e crescita economica nel mondo occidentale, basata principalmente sugli scritti di Rosenberg, Birdzell e Giannetti:

  • Nathan Rosenberg, Luther E. Birdzell (1988), La relazione fra scienza e ricchezza, in “Come l’Occidente è diventato ricco”, Bologna, Il Mulino, pp. 298–330.
  • Renato Giannetti (2006), Tecnologia e sviluppo economico, in “Lo sviluppo economico moderno”, a cura di Pier Angelo Toninelli, Venezia, Marsilio Editori, pp. 253–300.
  • Renato Giannetti (1998), Tecnologia e sviluppo economico italiano 1870–1990, Bologna, Il Mulino.

Introduzione

Si ritiene che la crescita del reddito sia attribuibile ai fattori produttivi (dimensione della forza lavoro, stock di capitale, risorse naturale) e al progresso tecnologico.
Se i fattori produttivi sono facilmente misurabili dal punto di vista quantitativo, altrettanto non si può dire del progresso tecnologico, che spesso viene identificato come la somma di fenomeni qualitativamente diversi, come il numero di brevetti registrati, il livello medio di istruzione, l’investimento in attrezzature e quello in ricerca e sviluppo.
Nelle varie epoche storiche, si è solitamente distinto un paese leader nella crescita. Nel XIV secolo, ad esempio, questo ruolo fu dell’Italia, nel XVI secolo dell’Olanda, nel XIX secolo del Regno Unito e, successivamente, degli Stati Uniti d’America.
Diverse sono le motivazioni che hanno portato un paese a “correre” più velocemente degli altri, ma l’aspetto tecnologico ha assunto un’importanza crescente.
Se la crescita dell’Olanda era dovuta quasi esclusivamente al settore agricolo e al commercio con l’estero, la crescita del Regno Unito era dovuta, in parte, anche al progresso tecnologico.
Quest’ultima caratteristica sarà l’elemento distintivo della leadership statunitense.
Le ragioni del successo tecnologico del mondo occidentale sono da ricercarsi nella scienza, e in particolar modo nella dimensione e nell’organizzazione della ricerca scientifica, che, riuscendo a spiegare i fenomeni naturali, ha gettato le base per la loro utilizzazione pratica e per la crescita economica che ne è derivata.
Ma è solo dalla seconda metà del XIX secolo che l’industria ha cominciato sistematicamente a prestare attenzione alla scienza.
Benché la Grecia antica avesse “prodotto” pensatori quali Aristotele e Platone, ancora oggi ampiamente studiati e citati, e influenzato il pensiero scientifico fino e oltre l’età medioevale, le speculazioni filosofiche non avevano forse ottenuto alcun reale impatto sulla vita delle persone comuni.
D’altro canto è ben difficile pensare che potesse essere un’idea o un’intuizione a cambiare la quotidianità di persone che trascorrevano (e questo vale almeno per la maggior parte degli europei fino al XIX secolo) la totalità della loro esistenza nel luogo in cui erano nati.
D’altro canto, le innovazioni nel campo dei trasporti (e successivamente della produzione industriale) mutarono notevolmente, e all’inizio anche drasticamente, lo stile di vita di intere popolazioni.

Il metodo “galileiano”

Fino al Rinascimento la scienza si basava ancora sul metodo deduttivo, a sua volta basato sul ragionamento e sulla logica.
Intorno al 1600 Galileo Galilei (in qualche maniera anticipato da Francis Bacon) introdusse il “metodo scientifico”, basato sull’osservazione, la misurazione e l’esperimento, con cui vagliare le ipotese e le teorie formulate.
Grazie all’osservazione, ad esempio, Galileo studiò la caduta dei gravi (confutando, tra l’altro, l’assioma aristotelico che considerava la velocità di caduta di corpo proporzionale al suo peso). Inoltre, non separando nella sua concezione l’applicazione pratica dalla scienza pura, Galileo fornì un importante contributo che venne utilizzato anche nel campo dell’industria bellica per calcolare l’angolo di tiro dei cannoni.
Dopo Galileo la scienza naturale si suddivise in numerose specializzazioni, principalmente fisica, chimica, astronomia, biologia, matematica e, grazie a un metodo di indagine comune (quello galileiano, appunto) si gettarono le base per la creazione di una vera e propria comunità scientifica.
Questo tipo di organizzazione della ricerca scientifica, derivante dall’adozione di metodologie comuni e condivise, si contrapponeva a quanto era accaduto nella Grecia antica, quando ogni pensatore adottava una propria modalità di indagine.
Lo sviluppo e il diffondersi della stampa, inoltre, agevolò l’accumulazione, la conservazione e la condivisione e del patrimonio di conoscenze.
Albert Einstein, ad esempio, quando stava lavorando alla sua teoria della relatività generale, ricorse alla matematica non euclidea (lo “spazio curvo”) sviluppata decenni prima da Bernhard Riemann e rimasta fino ad allora senza utilità reale.
E, ai giorni nostri, il sistema “GPS” (sistema di posizionamento e navigazione satellitare che viene utilizzato sia a scopi militari che a scopi civili, soprattutto nei trasporti) sfrutta le teorie di Einstein per garantire un livello di errore nelle rilevazioni estremamente contenuto.

Dagli artigiani agli scienziati

Il Medioevo, caratterizzato da un’Europa nella quale i poteri politici e religiosi erano piuttosto frammentati (e da ciò deriverebbe l’autonomia della quale ha goduto la crescita della tecnologia occidentale), probabilmente fu un periodo favorevole al graduale sviluppo di una mentalità innovativa (che spesso è anche individualista), che in altri paesi in cui il potere era maggiormente accentrato, come la Cina, sarebbe stata più facilmente osteggiata.
L’impulso del nuovo metodo scientifico alla ricchezza non fu comunque immediato. Non decollò né col Rinascimento, né tantomeno immediatamente dopo gli insegnamenti di Galileo.
Fino alla secondo meta del XIX secolo, infatti, l’aspetto “artigianale” della tecnologia prevaleva su quello scientifico.
L’architettura e le costruzioni navali, ad esempio, si basavano su nozioni legate alla tradizione e su regole empiriche. La conoscenza era specialistica e comunque scarsamente interdisciplinare.
Molte scoperte avvennero senza che fosse possibile spiegarne chiaramente il fenomeno, come, ad esempio, la tecnica di conservazione del cibo riposto in bottiglie immerse nell’acqua bollente e chiuse ermeticamente, a opera del pasticciere parigino Nicholas Appert (un artigiano, quindi).
Le conoscenze che gli artigiani avevano e si tramandavano circa la meccanica, la lavorazione dei metalli, l’architettura furono utili in molti rami dell’industria, da quella edile a quella militare.
Si potrebbe citare anche Johann Gutenberg, che viene considerato l’inventore dalla stampa moderna a caratteri mobili (o quantomeno del moderno processo di stampa). Egli, inizialmente, lavorò come apprendista orafo e addetto al conio delle monete.
L’importanza dell’approccio “artigianale” all’innovazione cominciò a diminuire quando si passò dall’osservazione del mondo “visibile” a quella del mondo “invisibile”.
Il mondo “invisibile” degli atomi, degli elettroni e dell’elettromagnetismo assunse una determinata importanza verso il 1875 (gli storici collocano l’inizio della secondo rivoluzione industriale tra il con congresso di Parigi del 1856 e quello di Berlino del 1878).
Il campo di indagine degli scienziati poteva variare da quello “infinitamente grande”, con l’invenzione e il miglioramento del telescopio, a quello “infinitamente piccolo”, con l’introduzione del microscopio.
Gli studiosi dediti alle scienze, dopo Galileo, avevano studiato e in parte risolto i problemi legati a diversi fenomeni naturali, quali l’elettricità, le onde elettromagnetiche, i processi chimici.
Il loro lavoro spesso si basava su teorie già provate da altri “colleghi” e quindi ritenute affidabili senza dover essere nuovamente messe in discussione.
Il loro linguaggio comune era solitamente la matematica, che aveva subito un notevole sviluppo dopo la scoperta (che alcuni ritengono un’invenzione) del calcolo infinitesimale da parte di Isaac Newton e Gottfried Leibniz.

Il “sistema per l’innovazione”

La distanza che esisteva tra mondo scientifico e mondo economico venne notevolmente ridotta introducendo un vero e proprio “sistema per l’innovazione”, basato sui laboratori di ricerca industriale (funzione “ricerca e sviluppo”) e sulla proposta al consumatore (funzione “marketing”). Un’impostazione rimasta valida fino ai giorni nostri.
Va rilevato che l’organizzazione dell’attività degli scienziati non fu mai paragonabile a quella di altri apparati burocratici.
In genere ogni scienziato si posizionava nel campo in cui si sentiva più competente, e questo portò comunque a una naturale divisione del lavoro, senza che venisse per forza imposta.
Anche il sistema di ricompense e sanzioni, cosi pure come la disputa delle controversie, venne gestito sempre all’interno del sistema stesso.
James Watson e Francis Crick, ad esempio, erano scienziati giovani e piuttosto sconosciuti quando risolsero la struttura del DNA battendo sul tempo il ben più famoso ricercatore Linus Pauling, già premio Nobel. Un avvenimento che difficilmente sarebbe potuto accadere in altri ambienti.
Inizialmente il ruolo dello scienziato nell’industria fu quello di affiancare l’attività produttiva occupandosi dell’analisi di processi e prodotti già esistenti.
I primi laboratori di ricerca industriale sorsero negli Stati Uniti d’America, nella prima metà del XIX secolo. E solo successivamente in Europa (inizialmente in Germania).
Fino alla fine del XIX secolo uno scienziato, per potersi sostenere e contemporaneamente continuare la propria attività, doveva trovarsi un mecenate disposto a sovvenzionarlo oppure ottenere un incarico governativo. Questo, ovviamente, se non era già ricco di suo.
In seguito, nel mondo occidentale, furono gli stati nazionali (attraverso finanziamenti pubblici diretti o indiretti), le istituzioni private (università, fondazioni) e le imprese a sostenere l’attività scientifica.
Inizialmente il ramo della scienza più esplorato e più utile dal punto di vista dell’applicazione industriale fu quello della chimica, che già era stato campo di interesse fin dall’epoca medioevale con l’alchimia (alla quale si interessò, e in maniera non occasionale, anche Isaac Newton).
L’analisi chimica consentiva di valutare materiali che venivano utilizzati dall’uomo anche da centinaia di anni, e quindi anche di migliorarne l’efficienza.
Due esempi su tutti:

  • il cemento: già noto ai tempi dei Romani, venne migliorato in resistenza e durabilità determinando le migliori combinazioni dei vari elementi che lo compongono e fornendo un elemento di sviluppo all’industria delle costruzioni;
  • il ferro: alle sue caratteristiche chimico/fisiche erano interessate diverse industrie, tra cui quelle ferroviarie (per migliorare, ad esempio, la durata di vita dei binari). Secondo la testimonianza del magnate dell’acciaio Andrew Carnegie, l’analisi chimica gli consentì di ribaltare il suo giudizio qualitativo sulle miniere che sfruttava e, pertanto, di acquisire un notevole vantaggio competitivo sulla concorrenza.

Successivamente, nel corso del XX secolo, la chimica (organica) si evolse da strumento di analisi dell’esistente a fonte di invenzione di materiali nuovi da introdurre sul mercato.
L’importanza della fisica venne rilevata successivamente alla chimica. Le scoperte riguardanti le proprietà conduttive di alcuni materiali erano note già da tempo.
Da una parte teorici come Clark Maxwell unificarono il mondo dell’elettricità con quello del magnetismo, dall’altra inventori sfruttarono queste intuizioni per derivarvi delle applicazioni commerciali (su tutti valga l’esempio di Guglielmo Marconi).
Thomas Edison, banalmente conosciuto come l’inventore della lampadina, in realtà fu uno prolifico innovatore e fondò, nel 1876, il laboratorio di ricerca Menlo Park, istituito con il preciso scopo di produrre innovazione tecnologica.
Nel corso della sua esistenza Edison registrò più di mille brevetti e approntò un sistema di produzione e trasmissione dell’illuminazione a uso domestico.
Da sottolineare come i laboratori di ricerca consentissero di ridurre il ritardo tra la scoperta scientifica e la sua applicazione commerciale.
Rosenberg e Birdzell citano come esempio proprio Marconi, che utilizzò il principio delle onde hertziane a soli nove anni di distanza dalla loro scoperta, rispetto al tempo molto più lungo che passò tra la scoperta dell’induzione elettromagnetica (Michael Faraday, 1831) e la sua applicazione industriale, avvenuta circa cinquant’anni più tardi.
Secondo alcuni studiosi, tra cui Giannetti, l’innovazione tecnologica più importante del XIX secolo fu il cosiddetto american system of manufacturing, un sistema di produzione basato sulla standardizzazione del prodotto e sull’intercambiabilità dei suoi componenti.
Questo implicò, tra l’altro, la necessità di produrre componenti uguali l’uno all’altro.
Successivamente anche il fordismo rappresenterà una modifica ai sistemi di produzione precedenti, e consentirà un notevole incremento della produttività.

Scienza e industria

Analizzando il modo in cui il mondo occidentale organizzò il proprio rapporto con la scienza, si possono individuare tre aspetti principali:

  • la selezione: l’obiettivo è portare il prodotto/servizio al consumatore finale. L’innovazione è un processo che va indirizzato, consci del fatto che i costi di realizzazione, così come la risposta dei consumatori, non sono prevedibili in anticipo. L’iniziativa privata spesso ha maggior successo, nel proporre l’innovazione, delle grandi industrie già posizionate;
  • gli incentivi: un sistema aperto e concorrenziale tende a “punire” le imprese che non innovano. Un’impresa che innova non deve risarcire alcunché alle imprese concorrenti che vengono “danneggiate” dai nuovi prodotti o servizi immessi nel mercato. Il sistema occidentale premia l’innovazione e non l’idea, pertanto i profitti vengono assorbiti dalle imprese e non dai singoli individui;
  • la diversificazione: la nascita di numerosi e differenti laboratori di ricerca è dovuta a molteplici fattori (desideri di mantenimento dello status quo da parte delle imprese, attenzione su prodotti/servizi specifici, varietà della tecnologia).

Risulta evidente che i costi dovuti all’innovazione possono essere assorbiti solo avendo un grande mercato a disposizione. E una massa di persone ben disposte verso l’utilizzo dei prodotti dell’innovazione.
Va ricordato, infatti, che spesso lo sviluppo di una innovazione non gode di una immediata fortuna commerciale, anche a causa del mancato riconoscimento del reale valore dell’innovazione stessa.
Nel mondo dell’informatica gli esempi sono numerosi. Primo tra tutti (riportato anche nella sua biografia ufficiale, benché fosse un fatto noto ben da prima), viene ricordato il “furto” dell’interfaccia grafica a icone da parte di Steve Jobs ai danni dello Xerox Parc (successivamente implementata con successo nei computer Macintosh della Apple e in seguito praticamente nella maggior parte dei computer di qualsiasi produttore).
È piuttosto difficile trovare la cause che hanno consentito, nel mondo occidentale, di utilizzare e guidare la tecnologia ai fini di una crescita economica che non ha altri paragoni nella storia.
Si può comunque individuare come gran parte dei processi innovativi siano dapprima iniziati con modalità spesso discontinue, per poi proseguire con uno sviluppo più armonioso.
A supporto di questa tesi si possono citare la costruzione di navi in grado di affrontare gli oceani (e, quindi di scoprire le Americhe), lo sviluppo dei motori a vapore, il processo di meccanizzazione dell’industria tessile.
La macchina a vapore, la cui invenzione viene attribuita a James Watt, ad esempio, non fu altro che un (pesante) miglioramento della macchina di Thomas Newcomen, a sua volta basata sulle teorie del fisico Denis Papin e sugli esperimenti di Evangelista Torricelli.
Altre invenzioni, come l’automobile, e pure la bicicletta, furono la combinazione di elementi innovativi già introdotti in precedenza.
L’innovazione “occidentale” sembra configurarsi, quindi, come un insieme di scoperte e di invenzioni che poggiano su quelle immediatamente precedenti (sia dal punto di vista della conoscenza tecnologia accumulata, sia dal punto di vista dell’investimento di capitale).
Ciò non significa, comunque, che l’innovazione e quindi anche la crescita economica che ne deriva siano in qualche maniera prevedibili.
Un esempio che spesso viene fatto è che quasi nessuno, neppure gli scrittori di fantascienza (neppure un scrittore-scienziato come Isaac Asimov) fu in grado di prevedere Internet.

Il sistema scolastico

Rivolgendo brevemente l’attenzione al sistema scolastico, sappiamo che l’istruzione è considerato un fattore indispensabile per la crescita economica, in quanto, ad esempio, la forza lavoro istruita è in grado di utilizzare correttamente le strumentazioni tecnologiche.
Proprio il sistema educativo sarebbe alla base della leadership tecnologica statunitense del XX secolo: già dal 1850 era disponibile un’istruzione tecnica con diversi indirizzi specialistici.
Fino alla fine del XIX secolo i programmi scolastici della scuola secondaria europea erano basati principalmente sulle materie classiche, la legge, la matematica, la teologia, la medicina.
La Germania fu la prima ha modernizzare i propri programmi di studio, con conseguente aumento degli studenti iscritti alle scuole tecniche.

Conclusioni

Vorrei concludere con un cenno al recente libro del ricercatore Michael Nielsen (Le nuove vie della scoperta scientifica, Torino, Einaudi, 2012).
L’autore, che può osservare il mondo scientifico da un prospettiva privilegiata, nota come l’attività dello scienziato, nonostante Internet, sia tutto sommato ancora legata a una visione piuttosto “conservatrice”.
Fenomeni come Wikipedia (una sorta di catalogazione globale della conoscenza umana) e GenBank (un enorme database di informazioni genetiche ad accesso libero) non sono espressioni diretta della comunità scientifica, ma sono nati, piuttosto, da intuizioni di appassionati.
Nielsen parla apertamente di un fenomeno che sta “reinventando la scoperta scientifica”.
Concetti quali “intelligenza collettiva” si riferiscono all’attività di una comunità in grado di cooperare dal punto di vista intellettuale, consentendo di ottenere risultati con una rapidità e una qualità che non sarebbero attualmente possibili con altri mezzi.
Per comprende se questa nuova maniera di intendere la ricerca scientifica, e quindi l’innovazione, possa o meno influire sulla crescita economica, credo che sia da menzionare il caso del sistema operativo Linux, progetto iniziato con una e-mail del 26 agosto 1991 da parte dall’allora studente finlandese Linus Torvalds («…sto creando un sistema operativo gratuito…») al quale si unirono programmatori da ogni parte del mondo, e in seguito anche molte società di software (la Red Hat Software venne creata appositamente, nel 1995, per gestire una delle prime distribuzioni commerciali di Linux e, dal 1999, è quotata a Wall Street).
Al giorno d’oggi Linux è il sistema operativo fondamentale per l’attività di molte grandi società (Google, Amazon, Pixar, ecc.), ma è anche incluso (“embedded”) in moltissimi apparecchi elettronici, quali smartphone, televisori, decoder, navigatori, stampanti 3D, ecc.
Gli scritti di Rosenberg, Birdzell e Giannetti si fermano, come analisi, alla fine degli anni ’80 del secolo scorso. Può essere perciò interessante leggere quanto scritto dalla rivista The Economist (n. 16 del 21 aprile 2012), che ha pubblicato un lungo articolo intitolato “A third industrial revolution”.
In buona sostanza gli autori prevedono importanti cambiamenti dovuti all’introduzione delle stampati 3D (speciali utensili sviluppati anche grazie agli studi sulle nanotecnologie), le quali sono in grado di “creare” oggetti solidi (principalmente di plastica, ma anche di altri materiali), partendo da un modello tridimensionale creato con un apposito software di progettazione (CAD).
L’utilizzo di questi strumenti, che già ora può ridurre i rischi economici legati all’immissione di nuovi prodotti sul mercato (in quanto non è più necessaria la produzione in grosse quantità per contenere i costi medi), potrebbe, in un futuro prossimo, condizionare pesantemente il processo di produzione dei manufatti, consentendo una maggiore personalizzazione dei prodotti e anche una ri-localizzazione dell’attività manifatturiera nei paese occidentali.