Matematica e scienze

Compendio di Statistica

Che cosa succede nel cervello quando ascoltiamo musica o la suoniamo? Perché un ritmo ci fa muovere, una melodia ci emoziona, una canzone risveglia ricordi lontani? E in che modo tutto ciò modella i circuiti neurali? Il libro propone un viaggio tra psicologia e neuroscienze per scoprire come la mente percepisce, elabora e produce la musica. Dal cervello che ascolta a quello che suona, fino agli effetti del training musicale sulla cognizione, senza tralasciare le applicazioni in campo educativo e clinico: il volume racconta in modo scientificamente rigoroso, chiaro e coinvolgente, uno dei fenomeni più universali e misteriosi dell'esperienza umana.

L'esperienza di pre-morte (Near-Death Experience) è uno degli avvenimenti più toccanti che possa capitare a una persona. Molti considerano queste visioni e sensazioni particolarissime, che sembrano assolutamente reali e spesso generano un'emozione pura, di pace e gioia indescrivibili, una prova della vita oltre la morte o di una coscienza cosmica più vasta, ma cosa dice la scienza? Cosa accade esattamente nel cervello durante queste esplorazioni del limite, che siano stati di coma o di lesione cerebrale, e non solo? E c'è un modo per sapere cosa si prova nel momento in cui la vita finisce e si varca la soglia dell'aldilà? Il professor Laureys, neurologo di fama mondiale con anni di ricerca alle spalle, ha indagato senza pregiudizi né preclusioni ideologiche, con una speciale attenzione alla dimensione soggettiva, cosa succede al nostro corpo a tutti i livelli – fisiologico, psichico, mentale – e quali processi contribuiscono a questi stadi di coscienza unici. Da vero pioniere, si è spinto al limite, arrivando a sottoporsi lui stesso a esperimenti estremi. In questo libro, tanto chiaro e accessibile quanto sorprendente, raccoglie per la prima volta le conclusioni dei suoi studi. A rendere l'opera unica, la peculiare alleanza tra ricerca empirica e racconti intimi, in cui le testimonianze di migliaia di persone che hanno avuto una NDE – compresa la madre dell'autore – si uniscono a un approccio rigoroso, basato su prove scientifiche. Un viaggio intellettualmente stimolante ed emotivamente intenso che ci invita a riflettere sul mistero più grande, oltre i limiti di ciò che è conosciuto, e spalanca le porte alla comprensione della coscienza umana.

Carne coltivata e cocktail di meduse, Big data e intelligenza artificiale, aziende milionarie e sorveglianza, chirurgia da remoto e chip neurali, leggi anti-fake news e deepfake. L’Asia è ormai una potenza demografica, economica, culturale e militare, che cresce a un ritmo serrato e dove ciò che accade spesso è soltanto un’anticipazione di quel che accadrà nelle nostre società occidentali. Oggi in Asia si stanno discutendo, affrontando e in alcuni casi risolvendo temi e problemi di cui da tempo si dibatte anche da noi. Non è detto che il futuro asiatico debba essere il nostro, anzi. Ma superare quella «visione ferma nel tempo» che l’Occidente ha nei confronti dell’Asia, e che spesso distingue poco tra paese e paese, è un passo necessario. Spaziando dall’ordinata Singapore al Myanmar dei militari, Pieranni offre dunque uno sguardo approfondito su un continente che, tra conflitti sociali, novità tecnologiche e tendenze culturali, ci aiuta a immaginare il futuro che ci aspetta. Per trarne esempi, spunti, soluzioni. O semplicemente evitare di ripeterne gli errori.

In questo nuovo racconto, tra romanzo scientifico e diario filosofico, Gabriella Greison ci accompagna in un viaggio alla scoperta dell’essenza più intima della realtà: quella che non si lascia catturare da una sola forma, perché è sempre due cose insieme. Tutto parte da un’intuizione di Louis de Broglie, tra i più giovani creatori della fisica quantistica, premio Nobel nel 1929: l’idea che ogni particella abbia un’onda associata. Un’intuizione nata in solitudine, tra le stanze fredde di un palazzo parigino, e accolta inizialmente con scetticismo, ma che cambierà per sempre la fisica e il modo di pensare noi stessi. Perché quell’onda, oggi, è anche metafora della nostra esistenza. Lungo le pagine, si incrociano la storia del giovane de Broglie e quella di una donna di oggi che cerca nella fisica quantistica un modo per decifrare il caos del mondo e per riflettere sul significato della vita e sulla ricerca della felicità. È possibile vivere come un’onda? Significa fluire o significa perdersi? E se fossimo tutti fatti per oscillare tra due nature: razionali e poetiche, materiali e spirituali, corpuscoli e onde? Chi ha deciso che dobbiamo scegliere? E la coscienza che ruolo ha in tutto questo? Attraverso ricerche inedite, riflessioni esistenziali e viaggi reali (nei luoghi di de Broglie, nei laboratori, nell’intelletto), questo libro racconta la fisica quantistica come non è mai stata raccontata: non solo come scienza, ma come lente per guardare in modo nuovo l’esistenza. Perché la felicità, come una funzione d’onda, collassa solo quando la osservi. E nel momento in cui la fissi, smette di essere possibilità. Esiste finché resta libera.

Su cosa si regge un sistema globale in cui per fare arrivare un pollo in tavola è necessaria una quantità di energia pari a mezza bottiglia di greggio? Il mondo in cui viviamo consuma 370 milioni di tonnellate di plastica l’anno, 150 milioni di ammoniaca, 1,8 miliardi di tonnellate di acciaio e 4,5 miliardi di tonnellate di cemento. Il lavoro ormai decennale di Vaclav Smil, tra i massimi esperti di scienze ambientali, si fonda su una certezza incrollabile: per affrontare qualsiasi problema in maniera efficiente è necessario conoscere i fatti e partire dai dati. Accompagnati nell’esplorazione di principî e macrosistemi ci scopriremo di volta in volta sorpresi, indignati, fiduciosi. E, a lettura ultimata, certamente più informati e consapevoli.

I sistemi semplici si somigliano tutti, ogni sistema complesso è complesso a modo suo. Così, parafrasando l'incipit di "Anna Karenina", Giorgio Parisi - premio Nobel per la Fisica nel 2021 proprio «per contributi rivoluzionari alla teoria dei sistemi complessi» - introduce la sua visione della complessità, che non è una nuova scienza, ma «un modo nuovo e diverso di guardare la natura». In questo libro, Parisi mostra il cammino che, a partire dalla nascita della fisica statistica nell'Ottocento, e dunque dall'introduzione della probabilità nelle leggi fisiche, ha condotto allo studio e alla descrizione matematica dei «comportamenti collettivi emergenti», quelli cioè che compaiono solo se il numero di agenti coinvolti (elettroni, molecole, neuroni, individui...) è elevato, e quindi non è possibile capirli guardando al comportamento dei singoli elementi. È l'ambito di fenomeni come la magnetizzazione dei vetri di spin, leghe metalliche composte per esempio da una piccola percentuale di ferro diluita in oro. Le scoperte di Parisi in un campo così lontano dall'esperienza comune non solo gli hanno fatto vincere il Nobel, ma hanno condotto allo sviluppo di tecniche fondamentali nel mondo di oggi, per l'ottimizzazione delle risorse, per la gestione delle reti, e soprattutto nell'intelligenza artificiale, dalle prime reti neurali ai Large Language Models e oltre, a cui sono dedicati gli ultimi capitoli del libro. Il racconto di Parisi è una dichiarazione di fiducia nella scienza pura, guidata dalla pura curiosità: è giusto, è bello affrontare problemi scientifici per il gusto di farlo, non per le presunte ricadute pratiche (che magari ci saranno lo stesso, per le vie più impreviste). Ma la sua fiducia non è cieca: le pagine finali esaminano i tanti rischi dell'intelligenza artificiale, a partire da quello, molto concreto, del monopolio, e indicano alcune possibili vie per una scienza e una tecnologia al servizio dell'umanità.

Quali sono i problemi matematici che hanno spinto l'umanità a superare i propri limiti? Mauro Fiorentini racconta alcune delle sfide più affascinanti della storia della matematica, esplorando non solo le loro soluzioni, ma anche le domande e le idee che ne sono scaturite. Dall'antichità ai giorni nostri, la ricerca matematica ha sempre avuto un ruolo cruciale nel progresso della conoscenza: problemi apparentemente astratti hanno trovato applicazioni concrete nei contesti più inaspettati, come la crittografia durante la Seconda guerra mondiale o le moderne tecnologie di trasmissione dati. Fiorentini guida il lettore attraverso dieci problemi chiave, mostrando come la matematica non sia solo un esercizio teorico, ma un motore di innovazione e cambiamento. Con uno stile chiaro e coinvolgente, il libro rende accessibili concetti complessi, offrendo uno sguardo appassionante su una disciplina che, più di ogni altra, continua a stimolare la mente e a trasformare il mondo. Un libro ideale per appassionati di matematica, docenti e curiosi che vogliono scoprire il fascino delle idee che hanno fatto la storia.

Un viaggio di esplorazione nel segno della logica, per cogliere quanto l'essenza dei numeri permei anche l'arte, la poesia e la musica e tutto ciò che di misterioso c'è a questo mondo. Impertinente, in senso letterale, è chi «non appartiene», ad esempio a una politica o a una religione, e, non appartenendo, suscita i risentimenti e le stizze di coloro che, appartenendo, lo tacciano di arroganza o insolenza. Il matematico impertinente è una specie del genere, caratterizzata dal fatto di non appartenere non per partito preso ma per motivi mutuati dalla più pura razionalità esistente: quella matematica. E l'incarnazione del matematico impertinente è Piergiorgio Odifreddi, che nei saggi raccolti in questo volume – su politica, religione, letteratura, filosofia e scienza – dispiega l'arsenale della ragione per argomentare che non è affatto vero che non possiamo non dirci cristiani, o che siamo tutti americani, o che la cultura è solo quella mitologica e (pseudo) filosofica sulla quale vive l'informazione. Ed è invece vero che non possiamo non dirci tecnologici, che siamo tutti africani, e che la cultura è anche (o soprattutto?) quella matematica e scientifica che informa la vita.

Il suono è stato oggetto di studio fin da tempi antichissimi, uno tra i primi elementi in natura a cui l’umanità ha rivolto la propria attenzione nel tentativo di carpirne i segreti. Da Pitagora a Galileo, da Athanasius Kircher a Isaac Newton, le menti più brillanti della storia si sono cimentate con i misteri del suono, talvolta avanzando ipotesi fantasiose, ma sempre spingendo avanti, poco per volta, la nostra conoscenza del mondo sonoro. Che cos’è dunque il suono? Da dove nasce il suo legame con la matematica, su cui si regge tutta la musica occidentale? Perché le note musicali sono sette e cosa c’è di arbitrario nella loro scelta? Come si spiega che tutti gli strumenti melodici ricorrano sempre e solo a due meccanismi fondamentali? E quanto ancora ignoriamo del funzionamento dell’udito, un sistema così sofisticato che nessun algoritmo riesce a replicarne le prestazioni? Com’è cambiato, infine, il nostro rapporto col suono grazie alle tecnologie sviluppate in poco più di un secolo, dall’elettricità ai computer, passando per i sintetizzatori, i CD e gli MP3? Questo libro, appassionato e rigoroso, ci racconta la travolgente storia del suono, in cui scienza e musica si intrecciano senza soluzione di continuità, toccando spesso anche ambiti inaspettati, ma tutti influenzati, in un modo o nell’altro, dalle scoperte sulla natura del suono: dall’astronomia alla medicina, dalla tecnologia alla fisiologia, fino all’arte della guerra e all’architettura.