Castelvecchi: QBit

Perché l’erba è verde e il cielo è blu? Perché la sedia non si affloscia sotto di noi e la Terra non collassa in una particella minuscola? E che aspetto avrà il computer del futuro? A queste domande può rispondere solo la meccanica quantistica: la teoria che ci permette di esplorare l’infinitamente grande e l’infinitamente piccolo, fondamento di tutta la tecnologia moderna e, al tempo stesso, sfida radicale alla nostra intuizione. Un appassionato di formule, Frank Verstraete, e un’amante delle parole, Céline Broeckaert, raccontano l’insolita storia della fisica quantistica, dagli albori nei primi anni del Novecento alla sua consacrazione come rivoluzione epistemologica. Con uno stile vivace e accessibile, mettono al centro le idee e le scoperte più che i calcoli, trasformando ogni capitolo in una variazione musicale sul tema. Un viaggio che unisce rigore, creatività e leggerezza, in cui concetti come “indeterminazione” ed “entanglement” smettono di essere astrazioni e diventano strumenti per comprendere la realtà e scoprire la bellezza nascosta dell’universo

Albert Einstein non è soltanto uno dei massimi scienziati della storia: è un’icona universale, un modello di intelligenza e immaginazione. Figura insieme familiare e indecifrabile, continua a esercitare un fascino profondo sul grande pubblico, nonostante le sue teorie siano tra le più ardue mai concepite. La sua immagine è ovunque, ma la sua opera resta spesso inaccessibile. Edelstein e Gomberoff ripercorrono le «ore stellari» della sua vita con una narrazione avvincente, costellata di aneddoti che rivelano l’umanità di colui che ha rivoluzionato fisica e astronomia. La relatività generale, l’effetto fotoelettrico, l’equivalenza tra massa ed energia, la curvatura dello spazio-tempo: idee difficili ma non inavvicinabili, se ricondotte al contesto storico e intellettuale da cui sono nate. Ogni teoria nasce da un’intuizione, un conflitto, un’ossessione. Tra esperimenti mentali, lettere, viaggi e riferimenti letterari, affiora un Einstein inquieto e tenace, nemico del dogma, capace di mettere in discussione anche le proprie convinzioni. Dedicato «alle menti inquiete del nostro tempo», "Einstein per perplessi" è un atto di fiducia nella possibilità di comprendere ciò che ci sfugge. Perché dietro ogni grande equazione si cela un gesto profondamente umano: il desiderio di vedere più lontano.

«La scienza è costruita con fatti» scriveva Henri Poincaré, ma «una raccolta di fatti non è una scienza, più di quanto un mucchio di pietre sia una casa». Troppo spesso le notizie sulle ultime scoperte della fisica – e della scienza in generale – vengono divulgate in modo sensazionalistico, senza fornire gli strumenti per comprenderne il significato profondo. Eppure, si tratta di progressi fondamentali, frutto della passione di menti brillanti e di anni di ricerche, che rischiano di essere fraintesi, banalizzati o ignorati per mancanza di una solida cultura scientifica di base. “A spasso nella fisica moderna” nasce proprio per colmare questo vuoto: attraverso 29 voci – redatte con rigore e chiarezza – si raccontano le idee e i protagonisti più rilevanti della scienza moderna. Non un’enciclopedia, ma una mappa di percorsi possibili – ciascuno con un ritmo e una logica propri –, che rispecchiano la natura stessa della ricerca scientifica, non lineare e fatta di intuizioni, errori, ripensamenti e scoperte inattese. Dalla struttura della materia al caos, dai primi “computer umani” alle teorie della complessità, dall’atomismo di Democrito alle teorie cinetiche di Maxwell e Boltzmann, fino alla relatività di Einstein, ogni concetto porta l’impronta di chi lo ha formulato. Un viaggio attraverso la fisica e la matematica moderne che restituisce profondità e umanità alla conoscenza, aiutandoci a capire meglio il mondo in cui viviamo. Prefazione di Giuseppe Mussardo.

Cos’è la materia? Una domanda che ha affascinato e tormentato alcune delle menti più brillanti del XX secolo: Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born, Wolfgang Pauli e Paul Dirac si sono infatti interrogati, confrontati e spesso scontrati, tra equazioni ed esperimenti, nel tentativo di decifrare l’essenza della realtà fisica. Da questa impresa è nata la meccanica quantistica, una teoria che rivela un universo microscopico governato dalla probabilità. Esito inaccettabile per Einstein, che rifiutò dunque le sue implicazioni filosofiche. A un secolo dalla sua prima formulazione completa, Giuseppe Mussardo ripercorre la storia di questa rivoluzione scientifica attraverso i suoi protagonisti e i suoi luoghi: dai silenziosi college di Cambridge alle scogliere di Helgoland, tra biografie degne di un romanzo d’avventura e lettere infuocate. Un racconto coinvolgente che rende omaggio a una stagione irripetibile della scienza.

Cosa ci rende ciò che siamo? Quanto decidiamo davvero e quanto invece è già stato scritto nel nostro cervello prima ancora di nascere? Dick Swaab, tra i più autorevoli neurologi contemporanei, ci accompagna in un viaggio intimo e radicale all’interno della nostra mente. Dall’utero alla morte, passando per l’adolescenza, l’innamoramento, la vecchiaia e le malattie neurodegenerative, ogni fase della vita è scandita dall’attività incessante del cervello, quell’organo straordinario che non solo possediamo, ma che siamo. Attraverso casi clinici, esperimenti storici e ricerche d’avanguardia, Swaab racconta i meccanismi fondamentali che modellano la nostra esistenza, individuale e collettiva: come si forma la memoria, perché invecchiamo, come si sviluppano il comportamento morale, l’identità sessuale e persino la fede religiosa. Il cervello è il terreno in cui germogliano inclinazioni, limiti e desideri. Ma molto di ciò che chiamiamo libero arbitrio si rivela, alla prova dei fatti, una raffinata illusione. Anche questa macchina straordinaria può incepparsi: nei disturbi psichiatrici, nelle dipendenze, nei traumi o nelle malattie neurodegenerative. Indagare il cervello significa allora confrontarsi con domande profonde e talvolta scomode su coscienza, anima e identità. Non si tratta di cercare rassicurazioni, ma di cogliere il potenziale di ciò che siamo, anche quando non lo abbiamo scelto. È da questa consapevolezza che nasce una comprensione più autentica delle differenze che ci definiscono come individui e come specie

Elettrodomestici, sensori ambientali, robot collaborativi e smart city: tutto ciò che ci circonda sembra ormai intelligente, a modo suo. Dispositivi invisibili e pervasivi comunicano costantemente con gli esseri umani e tra loro. È l’Internet delle cose: un ecosistema digitale nato per migliorare le nostre vite mettendoci in connessione con l’ambiente che abbiamo creato. Se da un lato promette vantaggi concreti, come la riduzione degli sprechi, dall’altro rischia di trasformare i cittadini in semplici banche dati da monitorare e analizzare. Come realizzare allora la promessa originaria dell’Internet delle cose? Fu Mark Weiser, mente visionaria dello Xerox PARC di Palo Alto, in California, a porsi per primo questa domanda già negli anni Novanta. Nei laboratori d’avanguardia del centro – influenzato anche dalla lettura di Heidegger – Weiser concepì l’idea di una «tecnologia calma»: un insieme di dispositivi capaci di integrarsi nella quotidianità senza imporsi. Attraverso ricerche d’archivio e interviste a familiari e colleghi, John Tinnell ricostruisce la genesi di questo progetto ambizioso nato nel cuore della Silicon Valley. Ne emerge il ritratto di un uomo sensibile ed empatico, segnato da solitudine e incertezze, le cui riflessioni sono oggi più attuali che mai per immaginare un futuro in cui la tecnologia migliori davvero la vita delle persone.

La fisica assume una realtà fatta interamente di “cose” materiali in interazione tra loro. Come conciliare questa visione, in apparenza meccanicistica, con le grandi domande esistenziali dell’uomo? Marco Salvati avanza la sua risposta, rintracciando nell’unità profonda del reale il cuore della questione. Microcosmo e macrocosmo, osservatore e osservato si rivelano legati da un rapporto più intimo del semplice nesso causa-effetto: è l’entanglement, l’“intreccio”, come lo chiama la meccanica quantistica. Questo legame, sancito dalle simmetrie della natura, unisce passato, presente e futuro in un’unica trama: il mondo è, non diviene. In questa prospettiva, ogni individuo è intrecciato con ogni altro essere senziente, e la coscienza universale che ne emerge è forse ciò che i credenti chiamano “dio”. Con il saggio "Le equazioni più belle del mondo", Salvati arricchisce questa nuova edizione con una riflessione sulle formule che hanno trasformato la nostra comprensione del cosmo – e, quindi, di noi stessi.

Esistono onde che sfidano l’ordine prestabilito, che non si disperdono né si dissolvono, ma viaggiano intatte attraverso il tempo e lo spazio. Sono i solitoni, enigmatiche increspature dell’universo, capaci di emergere ovunque: nelle profondità degli oceani, nelle fibre ottiche, nei meccanismi più reconditi del nostro DNA. Onde ribelli che sono la chiave per comprendere fenomeni che spaziano dall’idrodinamica alla cosmologia, dall’elettromagnetismo alla biologia molecolare. Dalle prime osservazioni ottocentesche dell’ingegnere scozzese John Scott Russell fino alle moderne applicazioni nelle telecomunicazioni e nei sistemi quantistici, Auro Michele Perego esplora con finezza le connessioni sottili tra i solitoni e le leggi che regolano il divenire delle cose. Citazioni di Friedrich Schiller scandiscono il percorso, quasi a suggerire che dietro ogni equazione si nasconda un frammento di bellezza, e che tra le righe della scienza possa ancora annidarsi la meraviglia. Prefazione di Giuseppe Mussardo.

In che modo Enrico Fermi è diventato Enrico Fermi? Uomo goliardico prima ancora che studioso, la vita del grande fisico italiano è ripercorsa dalla moglie Laura Fermi attraverso tre decenni e due continenti, mescolando biografia intellettuale e storia sociale. Scorrono così in sequenza gli anni della formazione giovanile; l’ascesa nel sistema universitario durante il fascismo; le conversazioni con Einstein, Bohr, Oppenheimer e Pontecorvo; i momenti più intimi della vita familiare. A settant’anni dalla sua morte, questa biografia – pubblicata negli Stati Uniti quando Fermi era ancora in vita – racconta la sua figura sul filo dei ricordi, dal primo incontro romantico alla realizzazione di quel «giocattolo» che è il ciclotrone di Chicago, passando per il Nobel e l’esilio negli Stati Uniti. Una narrazione avvincente che è anche l’autobiografia di una donna testimone delle leggi razziali, dell’asservimento della scienza alla propaganda politica e all’industria bellica, della migrazione forzata di numerosi intellettuali, nonché della tragedia dei campi di sterminio nazisti, dove suo padre ha perso la vita. Prefazione di Adele La Rana. postfazione di Olivia Fermi.

«Spaccare l’atomo!»: così annunciava la fascetta promozionale che avvolgeva la prima edizione di “Alchimia del tempo nostro”. Quando il volume fece la sua comparsa nelle librerie, nell’estate del 1936, non esisteva alcun libro che raccontasse a un pubblico di non esperti il recente campo di indagine della fisica nucleare. Un argomento nuovo non solo per il panorama editoriale nostrano, ma anche per la letteratura divulgativa estera. A scriverlo furono due giovanissime autrici, testimoni privilegiate degli eventi, nel loro ruolo di mogli e compagne di vita di Edoardo Amaldi e di Enrico Fermi. Il testo fu in seguito ampliato dalla sola Ginestra e riedito nel 1943, quando i contatti tra le due autrici erano ormai interrotti a causa della guerra: Ginestra in Italia, nella Roma città aperta; Laura negli Stati Uniti, prossima a trasferirsi con il marito e i figli nel grande laboratorio segreto di Los Alamos. “Alchimia del tempo nostro” viene riproposto oggi in un’edizione arricchita, oltre che dalla prefazione del fisico Ugo Amaldi, figlio di Ginestra, da una nuova introduzione di Adele La Rana, che ne sottolinea il valore storico, e da una postfazione a firma di Luisa Bonolis, che ripercorre la storia della fisica nucleare dagli anni Trenta fino a oggi. Prefazione di Ugo Amaldi.

Nathalie A. Cabrol ha dedicato la propria esistenza allo studio di possibili forme di vita al di fuori del nostro pianeta. Dalle vette delle Ande, dove gli organismi resistono a condizioni estreme, fino agli oceani nascosti su altri corpi celesti, il suo viaggio autobiografico nella galassia è un racconto dell’età dell’oro dell’astrobiologia, la nostra: nel 1992 si osservavano i primi due esopianeti, oggi ne contiamo 5200. Per Cabrol non siamo mai stati così vicini a rispondere alla domanda “siamo soli nell’universo?”: ogni giorno scopriamo nuove possibilità di vita extraterrestre, e del resto, come diceva il suo maestro Carl Sagan, il contrario sarebbe «un terribile spreco di spazio». È sorprendente essere «allo stesso tempo l’esperimento e lo sperimentatore, la vita che si interroga sulla sua origine», ma è ricordando la propria essenza biologica che l’umanità può tornare a vedere l’ambiente che la ospita. “L’alba di nuovi orizzonti” è un esercizio a guardarsi da fuori, come gli astronauti che contemplano la Terra dallo spazio, «affinché la nostra epoca sia ricordata come quella in cui gli esseri umani divennero finalmente dei cittadini planetari».

Nell’estate del 1964, un giovane e solitario professore dell’Università di Edimburgo scrive due articoli scientifici che cambieranno la comprensione della natura dell’universo. Peter Higgs ipotizza l’esistenza di una particella elementare – oggi nota come “bosone di Higgs” – senza la quale non ci sarebbero atomi, persone, pianeti o stelle, ma solo particelle irrequiete che attraversano lo spazio in uno splendido isolamento. Per quasi cinquant’anni, alcuni dei più grandi progetti di fisica sperimentale hanno cercato di dimostrarne l’esistenza. «Scommetto 100 dollari che non esiste nessun bosone di Higgs», ha affermato una volta Stephen Hawking. La straordinaria smentita è arrivata nel 2012 dal CERN di Ginevra: la “particella di Dio” esiste. Insignito del Premio Nobel per la Fisica l’anno successivo, al momento dell’annuncio Higgs era introvabile, intento a «bere una pinta di birra artigianale» al porto di Leith per sfuggire al clamore mediatico. Collega e amico di Higgs, oltre che scrittore d’eccezione, Frank Close ripercorre la storia della fisica dell’ultimo secolo e le tappe di un’indagine scientifica senza precedenti che ha definitivamente eliminato l’ipotesi di un vuoto privo di materia. Una narrazione accurata, chiara e avvincente sullo scienziato scozzese la cui immaginazione ha ispirato generazioni di studiosi.