Scienza e Sviluppo

Il ruolo fondamentale della ricerca scientifica di base

Progressi della fisica teorica come la meccanica quantistica, l'elettromagnetismo, la fisica atomica e nucleare, la fisica della materia condensata hanno rivoluzionato il XX secolo, con il loro enorme impatto su tecnologia, industria, economia e società, le applicazioni pratiche che influenzano la nostra vita quotidiana.

Si può affermare senza alcun dubbio che grandissima parte del nostro benessere e della nostra ricchezza deriva dalla ricerca scientifica di base, per puro amore della conoscenza, senza nessuno scopo di lucro o di applicazione diretta.

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graph LR
A[Ricerca <br /> di base] --> B(Bacino di <br />conoscenza)
B --> C[Ricerca <br /> applicata]
C --> D[Ricerca <br /> industriale]
D --> E[Nuove <br /> tecnologie]
E --> F[Produttività]
E --> G[Crescita <br /> economica]
E --> H[Benessere <br /> sociale]

Infatti tutti i grandi progressi tecnologici, e quindi la crescita della produttività e della ricchezza, sono l’effetto a lungo termine della ricerca fondamentale, come la teoria dell’elettromagnetismo di fine ottocento e le teorie quantistiche dell’inizio del novecento. Computer, Internet, GPS, risonanza magnetica, laser, touchscreene derivano da decenni di ricerca fondamentale, nella fisica teorica finanziata pubblicamente, spesso senza applicazioni commerciali immediate. Lo stesso per biotecnologie, fertilizzanti, diserbanti, farmaci che derivano da lunghe ricerche in chimica, biologia e genetica.

L’ albero dell’innovazione

L’ innovazione è come un albero, in cui la ricerca di base sono le radici, la ricerca applicata forma i rami, applicazioni pratiche e nuovi prodotti utilizzati da tutti sono i frutti.

1. La ricerca di base crea un “bacino di conoscenza” che espande le possibilità tecnologiche
2. La conoscenza viene gradualmente trasformata in tecnologia, prima attraverso la ricerca applicata, e poi nella ricerca industriale
3. Le nuove tecnologie generano produttività, crescita economica e benessere sociale

Purtroppo oggi la tendenza è di finanziare solo la ricerca industriale, coinvolgendo le aziende private nei processi decisionali e nello sfruttamento mediante brevetti delle conoscenze, tagliando i fondi pubblici per la ricerca pura di base, con risultati disastrosi a lungo termine per la società e l’intera umanità.

Praticamente si cerca di produrre frutti dall’albero dell’innovazione seccando le sue radici.

Infatti ammoniva il premio Nobel Carlo Rubbia¹, parlando della deriva del nostro paese:

_«Gli enti di ricerca vogliono fare solo ricerca applicata, mortificando sempre più la ricerca di base. Ma la ricerca di base è paragonabile alle radici di un albero: se si vogliono i frutti bisogna alimentare le radici. In Italia invece si tagliano le radici. E allora, secondo lei, quali frutti potrà produrre domani quell’albero?*»

Per un altro premio Nobel, tra i maggiori fisici teorici del secolo, Sheldon Glashow: «Se Faraday, Roentgen e Hertz si fossero concentrati sui ‘problemi reali’ dei loro tempi, non avremmo mai sviluppato i motori elettrici, i raggi X e la radio. E’ vero che i fisici che lavorano nella ricerca fondamentale si occupano di fenomeni ’esotici’ che non sono in se stessi particolarmente utili. E’ anche vero che questo tipo di ricerca è costoso. Ciò nonostante, io sostengo che il loro lavoro continua ad avere un enorme impatto sulla nostra vita. In verità, la ricerca delle conoscenze fondamentali, guidata dalla curiosità umana, è altrettanto importante che la ricerca di soluzioni a specifici problemi pratici.»²

Le idee possono essere utilizzate da molti contemporaneamente (“non rivalità”): «Se tu hai una mela, e io ho una mela, e ce le scambiamo, allora tu ed io abbiamo sempre una mela ciascuno. Ma se tu hai un’idea, ed io ho un’idea, e ce le scambiamo, allora abbiamo entrambi due idee»³ Quando il sapere è condiviso dei risultati della ricerca ne beneficiano tutti indistantamente (“difficile escludibilità”).

Per questo ricerca, sapere, conoscenza:

• scoraggiano gli investimenti privati che aspirano a ritorni certi

• entrano in conflitto con proprietà privata e libertà economica (brevetti, diritti di autore, …)

• languono nei regimi politici autoritari, che ostacolano la libera circolazione delle idee

• sopravvivono a stento nelle società in cui non sono riconosciuti sicurezza economica, incentivi, riconoscimenti e premi per i ricercatori, borse di studio e fondi adeguati per la ricerca. Per loro natura sono dei beni pubblici e democratici per eccellenza, patrimonio della collettività, che fioriscono in uno stato che ricompensa adeguatamente studenti e ricercatori, investe gran parte del suo PIL nella formazione avanzata e nel progresso scientifico. La ricerca di base è caratterizzata da:

• finanziamento pubblico e statale, ingenti ed a lungo termine (capitali “pazienti”) ⁴

• lunghissimi orizzonti temporali, da 30,50 fino a 100 anni ed oltre

• incertezza totale, altissimi rischi di non ritorno dell'investimento

• assoluta imprevedibilità dei risultati e dei possibili campi di applicazione

• condivisione totale, e completamente gratuita, di ogni risultato e conoscenza acquisita, tra tutti gli scienziati del mondo

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graph TD
    A[Ricerca di base] 
    B[Finanziamento <br /> pubblico]
    B --> E[Tempi <br /> Lunghissimi]
    B --> H[Incertezza <br /> totale]
    B --> I[Altissimi <br /> rischi]
    B --> J[risultati <br /> imprevedibili]
    B --> K[applicazioni <br />  imprevedibili]
    B --> L[Condivisione <br /> gratuita]
    E --> A
    H --> A
    I --> A
    J --> A
    K --> A
    L --> A

Uno stato sovrano si finanzia per questi grandi investimenti stampando moneta ad un livello in cui mantiene il controllo dell’inflazione, emettendo titoli pubblici acquistati sul mercato primario da una banca centrale, provocando un’inflazione moderata per stimolare investimenti ed occupazione, purgando adeguatamente creditori e risparmiatori, sfruttando le maggior entrate fiscali per la crescita a lungo termine indotta dallo sviluppo tecnologico.

Le scienze portano benefici di carattere generale, piuttosto che vantaggi specifici a determinati prodotti di qualche industria. Solo nelle ultime fasi, quando i risultati importanti sono stati ottenuti, il 95% del risultato è già stato ottenuto, e mancano solo i dettagli per le implementazioni tecnologiche, entrano in gioco capitali privati che finanziano la ricerca industriale, e la ingabbiano con brevetti e diritti di proprietà intellettuale.

Spesso si utilizzano “venture capital” che accettano grandi rischi ed usano la leva finanziaria, cioè fondi che derivano da prestiti decine di volte superiori alle garanzie fornite, garanzie che generalmente consistono in titoli od azioni spazzatura depositati in un paradiso fiscale da un fondo speculativo. In questo modo il settore privato (aziende, , imprenditori, dirigenti, professionisti, investitori, risparmiatori, …) può derubare la collettività del sapere e della ricchezza creati dalla spesa pubblica, in ricerca pura, ricerca applicata ed in alta formazione. Una vergognosa “socializzazione dei rischi e privatizzazione dei profitti”.

Nell’ultima fase di sviluppo tecnologico ed applicazioni commerciali si ottengono gli incrementi nella produttività che generano ricchezza, in ogni modello di sviluppo economico:

• il progresso tecnologico non è un fattore esterno ma endogeno (interno) al sistema economico (Paul Romer, premio Nobel 2018).⁵
• gli investimenti in ricerca e sviluppo, capitale umano e innovazione generano rendimenti economici crescenti
• la ricerca scientifica è il motore fondamentale della crescita economica a lungo termine e del benessere generale nella società

Infatti la crescita economica di lungo periodo è causata soprattutto da miglioramenti della produttività (rapporto tra valore prodotto e spesa per produrlo, per ora): “la produttività non è tutto, ma nel lungo termine è quasi tutto”, (Paul Krugman, premio Nobel 2008)

Il mondo è molto più ricco oggi rispetto a 100 o 200 anni fa non per il capitale o per imprenditori e lavoratori meglio istruiti, ma solo grazie alle innovazioni tecnologiche, con cui possiamo produrre più beni e di migliore qualità con lo stesso ammontare di fattori produttivi, anzi a costi molto minori.

Un secolo fa un artigiano (ciabattino) impiegavo almeno tre mesi per realizzare un paio di scarponi, e costavano sei mesi dello stipendio medio, oggi in una fabbrica automatizzata cinese le macchine producono diecimila scarponi al giorno ad un costo mille volte inferiore.

Non contano niente per la produttività oraria cose come lavorare più a lungo, lavorare duramente e faticosamente, con impegno e sacrificio, cioè “la mentalità degli schiavi in un mondo moderno che non ha bisogno di schiavi” denunciata dal filosofo Bertrand Russell in “Elogio dell’ozio". Conta anche molto poco l’investimento di imprenditori e risparmiatori, quando sfruttano il lavoro altrui per non innovare e guadagnare troppo rispetto al loro contributo. Può diventare più ricco chi lavora di meno se è più istruito (laureato STEM), e sa usare meglio le innovazioni tecnologiche dell’analfabeta, del diplomato o del laureato nella sottocultura umanistica.

I grandi incrementi nella produttività derivano da rivoluzioni tecnologiche, che a loro volta derivano dalle conoscenze scientifiche, dai progressi nella ricerca di base.

La combinazione di idee e beni economici genera la vera ricchezza: “le imprese non hanno bisogno di reinventare l’idea del computer ogni volta che viene costruita una fabbrica di computer. Lo stesso dettagliato set di istruzioni per l’assemblaggio di un computer può essere usato in ogni nuovo stabilimento perché è un bene non rivale. Se per gli input rivali (stabilimenti, lavoratori e materiali) i ritorni di scala sono costanti, l’insieme di input rivali e idee ha ritorni di scala crescenti: se raddoppi gli input rivali e la qualità o la quantità delle idee, la produzione totale aumenterà più che proporzionalmente”.⁶

Nonostante l’evidente contraddizione del funzionamento del capitalismo, dei mercati e della proprietà privata con la natura di bene pubblico del sapere e della scienza, e con i prezzi in regime di libera concorrenza, la crescita economica e lo sviluppo tecnologico si sono concentrati soprattutto nei paesi occidentali avanzati.

Paesi del cosiddetto “socialismo reale” o “marxismo asiatico” guidati dall’ex URSS hanno fallito nel produrre ricchezza da distribuire fino al loro crollo intorno al 1990. Per l’impossibilità di gestire in modo efficiente una economia pianificata prima del boom di Internet della fine del secolo. Cioè senza le odierne tecnologie per gestire grandi quantità di dati con potenti computer, reti di comunicazione ad alta velocità, algoritmi di intelligenza artificiale, era impossibile reperire e gestire centralmente tutte le informazioni necessarie e sviluppare la capacità di premiare con incentivi i miglioramenti di produttività ed efficienza.

Quando la Cina ha adottato un modello ibrido, che loro chiamano “socialismo con caratteristiche cinesi”, con enormi investimenti statali nella scienza e nella tecnologia più moderne, ha cominciato a crescere senza sosta, togliendo oltre 800 milioni di persone dalla povertà assoluta.

Per spiegare il progresso economico capitalista in USA , Europa, Giappone e Corea del Sud gli economisti liberisti hanno elaborato modelli di “concorrenza imperfetta” in cui le imprese innovano perché sono in grado di limitare l’uso delle loro idee mantenendole segrete o proteggendole con brevetti, alterando prezzi ed accesso ai mercati.

In questo modo (segretezza, brevetti, diritti):

• si introducono delle inefficienze nell’economia, portando il prezzo delle idee sopra al loro costo marginale, in contraddizione con la legge della domanda e dell’offerta dell’economia liberista,
• si danneggia la ricerca scientifica e lo sviluppo tecnologico, che hanno bisogno della condivisione gratuita delle idee e delle informazioni per crescere ed ottenere risultati

Ma è il prezzo da pagare per avere maggiore innovazione e crescita nei sistemi capitalisti, attirando investimenti privati in assenza di sufficienti investimenti pubblici, è così che le imprese innovatrici guadagnano le maggiori quote di mercato.

Un sistema che funziona fino ad un certo punto, tanto che stati e privati sponsorizzano ad esempio l’opensource (sviluppo di codice a sorgente aperto, spesso gratuito) altrimenti si bloccherebbe l’innovazione nel settore dell’informatica.

L ’eventuale ritorno economico di ricerche finanziate a lungo termine da tutti i cittadini non dovrebbe mai andare ad una singola impresa o imprenditore.

Il ruolo fondamentale è sempre giocato dallo Stato che:

• legifera sul sistema dei brevetti e dei diritti di proprietà intellettuale
• incentiva l'innovazione con aiuti alle imprese e benefici fiscali
• investe in istruzione e formazione superiore promovuendo l'accumulo di conoscenza
• lascia una certa libertà al settore accademico ed agli enti di ricerca autonomi
• investe a lunghissimo termine e con alti rischi nella ricerca di base

Teorie della crescita economica e ruolo della ricerca di base

Le teorie moderne della crescita economica evidenziano come lo sviluppo tecnologico sostenibile dipenda crucialmente dal finanziamento della ricerca fondamentale pubblica. Questo processo può essere paragonato alla nutrizione delle radici di un albero per ottenere frutti abbondanti.

Il fondamento teorico

La teoria della crescita endogena di Romer ha rivoluzionato la comprensione dello sviluppo economico, dimostrando che l’innovazione tecnologica non è un fattore esterno ma viene generata all’interno del sistema economico attraverso investimenti intenzionali nella creazione di conoscenza. La ricerca di base rappresenta le “radici” dell’albero dell’innovazione:

• Bene pubblico: La conoscenza fondamentale ha caratteristiche di bene pubblico (non rivalità, difficile escludibilità) che scoraggia investimenti privati adeguati
• Incertezza e orizzonte temporale: La ricerca di base comporta rischi elevati e tempi lunghi che il mercato privato tende a evitare
• Esternalità positive: I benefici della ricerca fondamentale si diffondono in tutta l’economia in modi imprevedibili

Il ciclo dell’innovazione

Come un albero trasforma i nutrienti assorbiti dalle radici in frutti, così l’ecosistema dell’innovazione trasforma la ricerca fondamentale in applicazioni pratiche:

1. La ricerca di base crea un “bacino di conoscenza” che espande le possibilità tecnologiche
2. Questa conoscenza viene gradualmente trasformata in tecnologie applicative attraverso la R&S industriale
3. Le nuove tecnologie generano produttività, crescita economica e benessere sociale

I casi storici confermano questo modello: internet, GPS, risonanza magnetica, laser, touchscreen e molte biotecnologie derivano da decenni di ricerca fondamentale finanziata pubblicamente, spesso senza applicazioni commerciali immediate.

Il paradigma di Mazzucato

Il modello dello “Stato innovatore” di Mazzucato rafforza questa visione, dimostrando che le rivoluzioni tecnologiche più importanti sono state possibili grazie a investimenti pubblici pazienti e orientati a missioni ambiziose, che hanno “nutrito le radici” dell’innovazione. Questi investimenti hanno creato ecosistemi fertili dove successivamente le imprese private hanno potuto sviluppare applicazioni commerciali.

Proprio come un albero non può produrre frutti senza radici sane e ben nutrite, un’economia non può generare innovazione sostenibile senza investimenti adeguati nella ricerca fondamentale che espande i confini della conoscenza umana.

Il modello dello Stato innovatore di Mariana Mazzucato

Il modello proposto da Mariana Mazzucato, economista italiana-americana, sfida la visione convenzionale del ruolo dello Stato nell’innovazione tecnologica. Secondo Mazzucato:

• Lo Stato non è solo un facilitatore passivo dell’innovazione privata, ma un attore chiave che assume rischi e investe in ricerca fondamentale a lungo termine
• Molte tecnologie rivoluzionarie (internet, GPS, touchscreen, algoritmi di ricerca, batterie al litio) sono nate da finanziamenti pubblici sostanziali e pazienti
• Il capitale privato e il venture capital tendono a entrare solo nelle fasi successive, quando i rischi maggiori sono già stati assorbiti dal settore pubblico
• Lo Stato ha una capacità unica di finanziare ricerca “mission-oriented” con orizzonti temporali lunghi e incertezza elevata
• C’è un problema di “socializzazione dei rischi e privatizzazione dei profitti” quando le aziende beneficiano di innovazioni finanziate pubblicamente senza adeguati ritorni per lo Stato

Mazzucato sostiene che riconoscere questo ruolo attivo dello Stato è fondamentale per costruire ecosistemi di innovazione efficaci e garantire che i benefici dell’innovazione siano distribuiti più equamente.

Il modello di crescita endogena di Paul Romer

Paul Romer, premio Nobel per l’economia nel 2018, ha sviluppato la teoria della crescita endogena che:

• Posiziona il progresso tecnologico come endogeno (interno) al sistema economico, non come fattore esterno
• Considera le idee come beni “non rivali” che possono essere utilizzati da molti contemporaneamente
• Identifica la conoscenza come motore fondamentale della crescita economica a lungo termine
• Sostiene che gli investimenti in ricerca e sviluppo, capitale umano e innovazione generano rendimenti crescenti
• Riconosce l’importanza dei diritti di proprietà intellettuale per incentivare l’innovazione

Secondo Romer, l’innovazione tecnologica crea esternalità positive che beneficiano l’intera economia. Politiche che promuovono l’accumulo di conoscenza (istruzione, R&S, protezione della proprietà intellettuale bilanciata) sono quindi cruciali per la crescita economica sostenibile.

Entrambi i modelli sottolineano l’importanza critica degli investimenti a lungo termine in ricerca e sviluppo, sebbene Mazzucato enfatizzi maggiormente il ruolo diretto dello Stato nell’assumere rischi pionieristici che il settore privato spesso evita.