Recenti avanzamenti scientifici, come la decodifica del genoma umano, hanno portato alla ribalta il ruolo sempre più importante del calcolatore nella ricerca. È quindi naturale chiedersi esattamente che cosa il calcolatore ci permette di scoprire in più, e se questo aiuto è essenziale per certi tipi di ricerche. Per capire esattamente la questione, dobbiamo dire che (semplificando assai una realtà ben più complessa), la ricerca scientifica (sia in discipline sperimentali come la fisica, sia in quelle esatte come la matematica) procede a fasi alterne di "congetture" e "verifiche". La congettura è la visione, spesso improvvisa e inaspettata, di una soluzione a un dato problema. È l'istante gioioso di sintesi in cui la luce squarcia le nebbie del dubbio in cui tesi e antitesi si dibattono. La verifica, d'altra parte, è la fase in cui la congettura viene confermata, o perfino felicemente verificata o, come spesso accade, mestamente confutata.

La fase di congetturazione è un processo genuinamente creativo. Si tratta di creare nuova informazione laddove non ve n'è, separare ciò che è rilevante da ciò che non lo è. Di conseguenza, in questa fase il calcolatore - macchina stupida e senza capacità creativa - può essere usato solo come strumento per amplificare i nostri sensi, ossia per permettere alla nostra mente di percepire meglio (più chiaramente, più rapidamente) le informazioni propedeutiche all'atto creativo, alla stessa stregua di un microscopio o uno spettrografo di massa. Alcuni esempi di queste applicazioni sono: i sistemi di information retrival e filtering, che permettono di individuare tra grandi quantità di informazioni quelle (sperabilmente) più pertinenti alla nostra ricerca; i sistemi di acquisizione dati, in grado di registrare in brevissimi intervalli enormi quantità di informazioni (come quelle risultanti da un esperimento particellare); i sistemi di visualizzazione e rappresentazione di strutture complesse (come la struttura molecolare di una proteina o appunto la tomografia sismica), e così via. È chiaro, comunque, che nessuna di queste attività ci indica direttamente la congettura "esatta",quella significativa e corretta. Per questo serve l'intelligenza umana, fallace perché creativa.

La fase di verifica, invece, può essere più meccanica. Il che non significa che sia più facile, anzi, spesso anche questa fase richiede grande inventiva e ingegno, ma anche qui il calcolatore può darci una mano. Uno dei punti a favore dei calcolatori, è che sono veloci. È quindi possibile sfruttare la potenza bruta di calcolo per individuare tra milioni di possibilità quella che soddisfa (o non soddisfa) la congettura.

In altre parole, in questo caso il calcolatore accelera delle tecniche di verifica già note ma che, per la loro complessità, non sono praticabili "con carta e matita". Questo è sostanzialmente il ruolo giocato dai calcolatori nei laboratori della Celera Genomics, dove i frammenti di DNA decodificati venivano reciprocamente comparati per determinare la posizione all'interno di ogni singolo cromosoma. Tra le scienze esatte, ricordiamo il Teorema dei Quattro Colori ("ogni mappa geografica può essere consistentemente colorata con solo 4 colori"), congetturato da Francis Guthrie nel 1852 e dimostrato solo nel 1976 da Kenneth Appel e Wolfang Haken i quali sono riusciti a ridurre tutti i casi possibili a qualche migliaio che sono poi stati verificati meccanicamente. E ancora, in informatica certi sistemi sono verificati andando a esplorare tutti gli stati in cui possono trovarsi (e possono essere milioni) alla ricerca di possibilità di errore o di pericolo.

Queste ricerche esaustive, però, non sono sempre possibili neanche con un calcolatore. Di fatto, i problemi che possono essere risolti ("decisi") automaticamente da una macchina sono pochissimi (e per fortuna, dice chi si intende di crittografia). Per la verifica di tutti gli altri, bisogna riappelarsi all'ingegno umano, creativo ma fallace. Ma anche qui, possiamo sfruttare i calcolatori grazie a un'altra loro caratteristica: non sbagliano. La loro ottusa obbedienza alle regole che noi gli imponiamo rimedia alla nostra tendenza a commettere errori e ommissioni. Infatti, mentre in generale creare una dimostrazione è "difficile" (leggi "non può essere fatto da un calcolatore"), controllare che una dimostrazione è effettivamente tale è "facile" e completamente automatizzabile. In questo caso, dunque, il calcolatore è un fedele assistente che verifica, passo passo, se la dimostrazione che stiamo conducendo è corretta e completa. Questi assistenti alle dimostrazioni sono già usati nelle scienze esatte, quali la matematica e l'informatica, ad esempio nella verifica di proprietà di sistemi mission-critical che non possono essere verificati automaticamente dal calcolatore.

In conclusione, il calcolatore si rivela, ogni giorno di più, un potente strumento per l'investigazione scientifica. Ma le sue caratteristiche intrinseche lo rendono complementare alle capacità umane. L'avanzamento scientifico si ha quando una nuova congettura viene individuata, e di seguito viene verificata (o confutata). Ma in generale, in entrambe le fasi l'intervento umano è essenziale: solo problemi veramente semplici possono essere risolti direttamente dal calcolatore. Sugli altri, il calcolatore ci può aiutare, ma non trovare la soluzione: bisogna pensarci.