Matematica e scienze

La Terra pullula di stimoli diversi: immagini, suoni, vibrazioni, odori, sapori, campi elettrici e magnetici sono ovunque. Ma ogni animale, compreso l’uomo, è racchiuso all’interno della propria bolla sensoriale e perciò riesce a percepire solo un minuscolo frammento dello sconfinato mondo che ci circonda. Ed Yong si spinge, e ci porta, oltre i limiti dei nostri sensi, permettendoci di cogliere le nuvole di odori, le onde elettromagnetiche, gli impulsi e i cambi di pressione attorno a noi. In questo affascinante racconto incontriamo scarafaggi attratti dal fuoco, tartarughe in grado di tracciare i campi magnetici della Terra, pesci che riempiono i fiumi di messaggi elettrici ed esseri umani che utilizzano sonar come i pipistrelli. Scopriamo che la faccia squamosa di un coccodrillo è sensibile come la punta delle nostre dita, impariamo cosa vedono le api nei fiori, cosa sentono gli uccelli nelle loro melodie e cosa odorano i cani per strada, mentre continuiamo a interrogarci sui tanti misteri del mondo animale che rimangono tuttora irrisolti. Un mondo immenso è un libro documentato, rigoroso e divertente, che fa provare la gioia della scoperta e ci conduce in quello che per Marcel Proust era “l’unico vero viaggio”, quello fatto non per visitare terre sconosciute, ma per poter vedere con altri occhi.

Capire come il cervello produce la coscienza è una delle grandi sfide delle neuroscienze, della biologia e della filosofia contemporanee, un territorio ancora inesplorato e apparentemente impenetrabile. Dall'Inghilterra arriva oggi il libro-manifesto che porta per la prima volta all'attenzione del grande pubblico una tesi che da anni circola nella comunità scientifica e filosofica: la scienza non sarà in grado di integrare la coscienza nel proprio quadro teorico fin quando non si lascerà alle spalle quello che Philip Goff chiama provocatoriamente l'errore di Galileo, «consistito nel volerci convincere ad adottare una teoria della natura che riteneva la coscienza un fatto essenzialmente e inevitabilmente misterioso». Come superare allora il rigido dualismo del fisico pisano, che vede gli oggetti fisici da una parte, con le loro proprietà matematiche misurabili, e le menti incorporee dotate di coscienza dall'altra? Un punto di svolta, sostiene il filosofo della Durham University, è cambiare approccio: forse la coscienza non è un "qualcosa" di indefinito prodotto dal cervello dell'uomo, bensì una qualità inerente a tutta la materia. Prefazione di Emanuele Coccia.

Un viaggio alla scoperta delle vere origini dell’homo sapiens. Le origini della vita sulla Terra e in modo particolare dell’essere umano sono argomento di discussione di due scuole di pensiero dominanti, da sempre contrapposte: tenaci sostenitori dell’evoluzionismo da una parte e altrettanto irremovibili seguaci della tradizione religiosa creazionista dall’altra. Liberato da quella chiave di lettura teologica forse mai appartenuta agli antichi autori biblici, il libro della Genesi ci racconta una storia molto diversa da quella comunemente tramandata. Una storia tutta fisica in cui la presenza dell’essere umano sulla Terra potrebbe non ripercorre i sentieri di un divino atto creazionistico né quelli di un naturale processo evolutivo ma quelli di una “terza via” che collega le nostre origini a ciò che oggi definiremmo un “interventismo biogenetico”. In questo saggio l’autore analizza il dibattuto tema cercando di sintetizzare in modo logico l’insieme di informazioni bibliche portate a sostegno dell’interventismo biogenetico con diverse acquisizioni scientifiche a noi contemporanee, in modo da esplorare eventuali relazioni tra questi due mondi apparentemente così distanti.

«È un libro che non parla solo di chimica e di sistema nervoso, ma di arte, di psicologia, di memoria, di comportamento e anche di leggende metropolitane [...] che unisce scienza e cultura, curiosità e aneddoti, tecnologia e arte della cucina. Una trattazione a “doppio binario” che combina la divulgazione e gli approfondimenti scientifici, per chi ne vuol sapere di più. È soprattutto un’esplorazione di tutte quelle situazioni in cui odori, sapori, profumi e quant’altro stimolano le nostre sensazioni, i nostri ricordi, le nostre emozioni». (Piero Angela). Noi percepiamo il mondo esterno attraverso gli organi di senso. Olfatto e gusto sono gli unici due “sensi chimici”, derivanti cioè da un’interazione con le molecole di ciò che annusiamo o assaggiamo. Entrambi hanno un ruolo fondamentale per la nostra sopravvivenza e possono procurarci sensazioni paradisiache o disgustose. Il volume, tra divagazioni storiche, curiosità e rigorose ricerche scientifiche, accompagna il lettore in un affascinante viaggio nella chimica delle sensazioni ed emozioni.

La curiosità dell'umanità è stata un potente motore dello sviluppo della conoscenza. Fra le più importanti e durature questioni che si sono sviluppate nei tempi sono quelle che riguardano l'infinitamente piccolo e l'infinitamente grande. Parlate con un bambino e vi chiederà: ma se continuo a tagliare, per esempio, un biscotto, cioè lo taglio in due, poi prendo uno dei due pezzi e lo taglio di nuovo e così via, cosa troverò alla fine (a parte farsi male alle dita)? Dopo che ho tagliato in due per miliardi di volte? Oppure vi chiederà cosa c'è oltre le stelle? Ma dove finisce il tutto? Dove finisce l'Universo? Queste semplici domande hanno arrovellato la mente umana da sempre. In questo libro si ripercorrono in modo semplice le conquiste del pensiero umano nel rispondere alla prima delle due domande, e cioè: cosa si trova andando sempre di più dentro la materia, o, detto in modo un po' più preciso, "qual è la struttura della materia?". Dalla visione dell'atomo che ne avevano gli antichi greci arriviamo ai modelli per le particelle subatomiche che oggi formulano i fisici, il tutto con una grande attenzione alla dimensione sperimentale della disciplina.

Da sempre misuriamo il mondo. Per conoscerlo ed esplorarlo, per viverci, per interagire con i nostri simili. L’umanità misura per conoscere il passato, comprendere il presente, progettare il futuro. Ci sono voluti però millenni perché due rivoluzioni, quella scientifica iniziata con Galileo e quella francese, avviassero il percorso per rendere il sistema di misura condiviso e non più basato su deperibili artefatti umani, ma su elementi invariabili e universali della natura. Un cammino poco noto che è però una delle principali conquiste scientifiche e sociali dell’era moderna. Oggi con solo sette unità di misura fondamentali – metro, secondo, chilogrammo, kelvin, ampere, mole e candela – misuriamo e cerchiamo di comprendere la complessità e le meraviglie della natura, dal microcosmo delle particelle elementari ai confini dell’universo. Queste unità fondamentali sono protagoniste di sette affascinanti racconti che, insieme ai grandi della scienza e a tanti inaspettati personaggi, conducono il lettore in un viaggio alla scoperta della fisica – da Galileo a Einstein, dalla meccanica di Newton alla quantistica – e di come la scienza aiuti a costruire un futuro sostenibile e rispettoso dell’ambiente. Con un finale a sorpresa.

Esiste un tempo dell'esperienza, scandito dalla memoria e dal desiderio. Esiste un tempo delle grandi distanze cosmiche. Ed esiste un tempo dell'infinitamente piccolo. Chrónos è un mistero, e non solo per i fisici. Lo era per i primi uomini e continua a esserlo per noi oggi. Ma da sempre chi comprende le leggi dello scorrere del tempo domina il mondo. Da Newton ad Amleto, da Einstein a Dalí, il tempo è stato protagonista di metamorfosi vertiginose, affascinanti e mostruose. Esiste? Si può fermare? E se ne può invertire il corso? Guido Tonelli ci guida lungo la tortuosa via d'accesso alla comprensione di una realtà molto diversa da come crediamo che sia. In cui il ritmo regolare del nostro tempo, la sua periodicità quasi perfetta, nasce da un insieme intricato e complesso di zone turbolente, fenomeni caotici, immani catastrofi, interi sistemi solari sbriciolati da esplosioni di supernove, galassie devastate da nuclei galattici attivi. Quei mondi lontani sono una sfida alla nostra immaginazione, così come lo sono le particelle elementari, con le loro esistenze effimere e le loro vite eterne. Quando le distanze sono così vaste o guardiamo all'infinitamente piccolo, il concetto di "adesso" e l'idea della simultaneità perdono qualunque consistenza. Il tempo è uno strumento formidabile per sopravvivere nel nostro ambiente, ma ci inganna appena cerchiamo di capire come funziona il mondo al di fuori del nostro piccolo pianeta. E toccare con mano questa impossibilità ci turba profondamente. Ne nasce un viaggio che ci costringe ad abbandonare ogni certezza, e per il quale dovremo fare ricorso alla fantasia non meno che alla ragionevolezza. Un viaggio in cui il mito, l'arte e la filosofia ci soccorreranno dove la mente vacilla.

La prima è Ipazia, astronoma e studiosa eclettica nella dotta Alessandria tra il IV e il V secolo, rimasta vittima di un pogrom ante litteram. Poi vengono Ildegarda, la visionaria che intuì l'importanza del corpo (idea pericolosamente controcorrente nel Medioevo), Madame de Chatelet, compagna di Voltaire, e Sophie Germain, amica di Gauss, entrambe amanti della scienza e donne anticonformiste nell'Età dei Lumi. Questo è solo l'inizio di una meravigliosa sfilata femminile, anch'essa controcorrente. A essere presentate in "Il genio delle donne" non sono infatti le classiche top models ma menti brillantissime che dovrebbero essere considerate "vere modelle" da ambo i sessi. È una sfilata che, per fortuna, diventa sempre più numerosa man mano che passa il tempo, grazie alla graduale caduta degli stereotipi sessisti e degli ostacoli nell'accesso agli studi scientifici. Con maschile ammirazione, Odifreddi ricostruisce i percorsi di vita, le difficoltà affrontate, i colpi di genio, la dedizione assoluta e la libertà di pensiero di figure quali Rita Levi Montalcini e Maryam Mirzakhani (prima Medaglia Fields in rosa), Marie Curie e l'astronauta Judith Resnik, l'imbattibile scacchista Judit Polgár e la farmacista cinese Tu Youyou, Nobel per la Medicina. La lettura di questo libro è un viaggio nella versatilità della mente femminile, capace di raggiungere le massime vette in tutte le discipline portando avanti il cammino dell'umanità. Al tempo stesso può servire da sprone alle ragazze di oggi, affinché finalmente si affaccino agli studi scientifici senza un ingiustificato senso di inadeguatezza.

Forse avevano davvero ragione i Greci, che in principio era il caos. Molte osservazioni della fisica moderna sembrerebbero confermarlo. Ma cos'è successo nei primi istanti di vita dell'universo? Davvero la scienza del XII secolo fa ritornare d'attualità il racconto di Esiodo, che racchiude l'origine del tutto in un verso splendido e fulminante: "All'inizio e per primo venne a essere il caos"? E oggi l'universo è il sistema organizzato e affidabile che ci appare o è dominato ancora dal disordine? Per rispondere, ogni giorno schiere di uomini e donne esplorano gli angoli più reconditi della materia, usano i grandi telescopi o i potenti acceleratori di particelle per ricostruire in dettaglio i sottili meccanismi attraverso i quali la meraviglia che ci circonda ha acquistato caratteristiche che ci sono così familiari, per cercare di capire quella strana singolarità che ha dato origine all'universo e raccogliere indizi sulla sua fine. Dunque possiamo dirci che gli acceleratori di particelle oggi, come il racconto dei Greci ieri, stanno cercando di rispondere alla più antica tra tutte le domande? E allora si vede come costruire una cosmogonia non sia più affare per specialisti e il mito e la scienza abbiano in fondo la stessa funzione: permettere all'essere umano di trovare il proprio posto nell'universo, "consentire a tutti di fare proprio il grande racconto delle origini che la scienza moderna ci consegna, per capire le nostre radici più profonde e trovarvi spunti con i quali affrontare il futuro".

Frutto della lunga esperienza degli autori nell'insegnamento e arricchito da due nuovi capitoli, il libro è un mix di rigore e semplicità. Privo di dimostrazioni di teoremi lunghe o troppo "tecniche", il manuale fa seguire a ogni argomento esempi significativi, che permettono di chiarire meglio i concetti esposti. Tutti i capitoli sono corredati da numerosi esercizi, sempre con il risultato, e, spesso, anche con un suggerimento per il loro corretto svolgimento.

Questo libro parla di passioni e di sogni: le passioni e i sogni di un fisico, Carlo Rovelli, alla ricerca di idee nuove e di una prospettiva ampia e coerente, in cui la scienza si intreccia e si integra con molti altri interessi. Questo libro parla di buchi neri e telescopi capaci di guardare nell’occhio il «mostro» (il buco nero Sgr A* al centro della nostra galassia, a 26.000 anni luce da noi), di onde gravitazionali, di gravità quantistica del Big Bang e della nascita del tempo. Soprattutto parla di scienziati come Stephen Hawking, Roger Penrose, Kip Thorne e l’astrofisico e sacerdote Georges Lemaître, di filosofi da Aristotele a David Lewis, per il quale esistono asini che volano, di poeti come Lucrezio, Dante e Leopardi, la migliore dimostrazione che «la grande scienza e la grande poesia sono entrambe visionarie, e talvolta possono arrivare alle stesse intuizioni». Parla di viaggi (anche psichedelici), di una generazione, quella dell’autore, troppo giovane per il Sessantotto ma non per il Settantasette, di università, di politica e «dell’importanza politica di promuovere, ascoltare e usare la scienza», di ateismo, della natura della mente e della coscienza (anche di quella dei polpi). È un libro che raccoglie articoli di giornale, comparsi tra il 2010 e il 2018 sul «Corriere della Sera», sul supplemento domenicale del «Sole 24 Ore» e su altri quotidiani italiani e stranieri, ed è una sorta di diario delle avventure intellettuali di un fisico teorico che crede nell’impegno civile e nella necessità di una seria divulgazione, e sogna un mondo in cui, più delle regole, conta la gentilezza.

La possibilità di fecondare l’uovo di una donna al di fuori del suo corpo ha aperto una scatola nera il cui meccanismo era stato per millenni impossibile da forzare, o anche solo da immaginare. Adesso l’ovulo si può vedere, toccare, scambiare, vendere. Come funzionano davvero la donazione di sperma e di ovociti, la gravidanza per altri? Cosa sarà possibile scrutare e cosa modificare, nelle poche cellule di un embrione in vitro, in un futuro che è già quasi presente? Come sta cambiando, e come potrebbe ancora cambiare, il concetto di maternità e paternità? Il racconto pragmatico, politicamente scorretto e a tratti spassoso di una scienziata-scrittrice su tutto quello che davvero accade e su quello che potrebbe accadere tra poco, dentro e fuori dall’utero: per amore, per ostinazione, per denaro o, come più spesso succede nelle umane cose, per tutte queste ragioni insieme.