Matematica e scienze

«Esiste una presenza, nell'oceano, che raramente cogli nelle ore di veglia, e che visualizzi meglio nei sogni. Mentre scivoli nel sonno, le tartarughe cavalcano la curva degli abissi, cercando respiro in superficie e ispirazione dal cielo». Fin dal rapinoso incipit melvilliano, il libro che Carl Safina ha dedicato alle tartarughe, osservandole e studiandole per anni in ogni mare e oceano, si rivela molto più di un trattato biologico-etologico. È una lunga, serrata narrazione visionaria, dove sin dalle prime pagine emerge una protagonista indiscussa, vera guida del viaggio: la Tartaruga Liuto, a un tempo l'esemplare più grande del suo ordine (può sfiorare la tonnellata) e tra quelli più antichi sotto il profilo evolutivo, che fa di lei «l'ultimo dinosauro» sulla Terra. Seguendo «il Leviatano delle tartarughe» nei suoi vertiginosi tragitti migratori – strappi anche di sedicimila chilometri, che riflettono una distribuzione amplissima, dai mari equatoriali alle acque artico-antartiche – Safina ne descrive le sorprendenti caratteristiche: morfologiche, a partire dal guscio «molle» a mosaico; anatomiche, in particolare il complesso sistema cardiovascolare, che armonizza polmoni piccoli e un cuore gigantesco da un battito al minuto; cognitivo-comportamentali, giacché l'intricata routine della stagione riproduttiva è guidata dall'attività ormonale e da un «riuscitissimo cervello da neanche novanta grammi». E alla fine, attraverso una prosa piena di incanto – ben più potente di ogni invettiva morale –, riesce ad elevare via via la sua ricerca ad appassionato memento ecologico: basterebbero le sequenze sulle Liuto uccise dalle plastiche (scambiate per meduse) o sui loro carapaci scheggiati dai machete dei pescatori, per cogliere nella cecità ambientale del Sapiens un ritratto spietato e dolente della sua (auto)distruttività.

Eretici, irresponsabili, visionari: gli eroi di questa “Storia stupefacente della scienza” di Alessandro Paolucci sono scienziati che hanno cercato di andare continuamente oltre la realtà apparente, superare il muro della percezione e svelare i misteri dell’universo. Per compiere questa incredibile impresa hanno fatto uso di sostanze allucinogene – oppio, hashish, ketamina, gas esilaranti, funghi – ogni volta che ne hanno vista l’utilità, affrontando enormi rischi e cacciandosi ripetutamente nei guai. Sempre consapevoli che nella scienza essere immacolati non conta affatto. Come in ogni storia di supereroi, infatti, iprotagonisti non sono mai tutti d’un pezzo. In queste pagine prendono i nomi di Avicenna, Benjamin Franklin, Kary Mullis, Francis Crick e Oliver Sacks: hanno dubbi, incertezze, tentazioni e per scoprire quello che ancora non è stato scoperto devono osare, arrivare fin dove non ci si può più fermare, e andare fino in fondo. Oltre ogni immaginazione.

Giunta all’età di quarant’anni, Len Howard sembra destinata ad assecondare il suo destino di talentuosa musicista, ma una svolta imprevista finisce per scombinare per sempre i suoi piani. Nel 1938 si trasferisce nell’East Sussex in un cottage circondato da un grande giardino, che si trasformerà col tempo – le finestre spesso aperte sono un attraente richiamo per uccelli di ogni specie – nello scenario di una delle avventure più affascinanti di tutta l’ornitologia moderna. A lungo gli studi pionieristici di Howard, qui radunati, verranno in realtà contestati dalla comunità scientifica, poiché in contrasto col metodo che validerebbe solo le osservazioni su soggetti ‘controllati’ in laboratorio. Eppure, da subito, l’autorevole biologo e genetista Julian Huxley ne coglie la portata innovativa, fondata proprio sull’osservazione degli uccelli in un habitat capace di liberarli dalla paura degli uomini, e di rivelarne così le autentiche – e spesso stupefacenti – facoltà affettive e cognitive. Pur analizzando e auscultando un gran numero di specie e illuminandone gli aspetti biologico-comportamentali (come nelle avvincenti pagine sul corteggiamento e il combattimento), Howard si concentra in particolare su alcuni protagonisti: come la cinciallegra Star, che manifesta spiazzanti capacità di conteggio e computazione, sporadiche applicazioni di un’intelligenza ben più vasta e multiforme. Alla fine ci renderemo conto di aver assistito a una sorta di apprendimento reciproco: quello dell’autrice dai suoi ospiti, e quello degli ospiti da lei. Ed è su questa corrispondenza che poggia il misurato lirismo di un racconto condotto con una grazia e un’esattezza che è raro trovare così felicemente accordate.

Quante cose hanno in comune gli scienziati più geniali della storia con il mondo presente? Moltissime. A partire dal fatto che, in modi diversi, sono stati tutti dei veri e propri influencer: hanno condizionato il pensiero della loro epoca (come ci insegna Leonardo Da Vinci), avevano follower (Stephen Hawking più di tutti) e hater (Marie Curie ve ne racconterebbe delle belle). E poi anche i grandi del passato, come moderni divulgatori, hanno sempre cercato di spiegare come e perché la fisica è in tutte le cose semplici della vita. È proprio pensando a loro che, dopo “ La fisica che ci piace”, Vincenzo Schettini, il prof più famoso del web, ha deciso di raccontare la sua materia attraverso le storie di chi ha fondato la fisica moderna. Con questo libro partirete per un viaggio incredibile attraverso lo spazio e il tempo alla ricerca dei fisici più WOW della storia: volerete con Leonardo da Vinci, cavalcherete fulmini con Nikola Tesla, vi farete attrarre da Isaac Newton, finirete in mezzo alle radiazioni con Marie Curie, costruirete ordigni nucleari con Enrico Fermi, scoprirete le leggi che regolano il cosmo con Albert Einstein e reciterete in The Big Bang Theory al fianco di Stephen Hawking... prima di una grande sorpresa finale. Un tuffo nel passato per andare a scovare curiosità impensabili, previsioni clamorose, scoperte inaspettate segreti, elementi pop e moderni nella vita di un gruppo di autentici geni. Di ciascuno di loro Vincenzo indagherà “la fisica che gli piace”, per scoprire quali leggi seguono le loro invenzioni o quali sono le teorie che li hanno resi celebri e che ancora oggi hanno un impatto determinante sulla vita di tutti noi. Ma soprattutto quanta umanità, imperfezione e vulnerabilità ognuno di loro ha saputo mostrare al mondo. Prefazione di Giorgio Parisi.

La robotica indossabile può migliorare la qualità della nostra vita, ma può rivelarsi fondamentale nella riabilitazione di chi ha subito danni cerebrali e deficit neurologici. Il sesto dito, per esempio, può potenziare la presa dei pazienti con paresi della mano, le cavigliere vibranti possono sostenere il cammino nei malati di Parkinson, e un dispositivo comandato da smertphone può aiutare nella terapia degli acufeni. La sfida di questa linea di ricerca è legata alle neuroscienze, fondamentali per capire come il cervello sia in grado di riadattarsi plasticamente a componenti del corpo del tutto nuove. È quindi imprescindibile che neuroscienze e ingegneria lavorino e crescano insieme, in una contaminazione produttiva. Due protagonisti della ricerca di frontiera raccontano in questo libro a che punto siamo, dove stiamo andando, cosa cambierà per le nostre vite nel prossimo futuro.

Un libro che, con dovizia di particolari e rigore scientifico, racconta tutto quello che sappiamo sui giganti ghiacciati Urano e Nettuno, mondi tanto misteriosi quanto affascinanti, situati nella gelida oscurità ai confini del Sistema Solare. Nel nostro Grand Tour planetario, seguiremo le orme delle sonde Voyager della NASA, protagoniste della missione di esplorazione spaziale più amata di sempre, l’unica finora ad aver raggiunto i pianeti ai limiti del Sistema Solare. Scopriremo poi le loro lune, corpi incredibili con croste di ghiaccio e intricate strutture criovulcaniche, oceani profondi e persino possibili luoghi abitabili. E proprio per cercare forme di vita su questi mondi estremi avremmo bisogno di saperne di più, perché svelando i loro segreti potremo capire meglio anche le nostre origini. Prefazione di Piero Bianucci.

Di tutte le storie che ci vengono raccontate, quelle che parlano delle nostre origini toccano le corde più profonde. Le scoperte della scienza hanno riscritto la storia del cosmo e la nostra stessa visione del mondo: dai nuovi studi sul Big Bang all'identificazione degli esopianeti, dagli interrogativi sugli universi paralleli alla formazione delle stelle, ogni passo in avanti ci ha rivelato che viviamo su un minuscolo granello cosmico di polvere, in orbita intorno a una stella dell'estrema periferia di una galassia comune, tra gli altri cento miliardi di galassie. Negli ultimi anni, raccontano gli autori, le risposte agli interrogativi sulle nostre origini cosmiche non sono arrivate solo dall'astrofisica. Alla domanda "da dove veniamo?" hanno provato a rispondere anche chimici, biologi e fisici delle particelle, e questo ha dato alla ricerca sulla natura dell'universo un'ampiezza e una profondità altrimenti impensabili. "L'esplorazione del cosmo non rivela solo la maestosità dell'universo, ma anche la nostra storia e il ruolo che in questa storia ci è stato assegnato."

La somma dei quadrati costruita sui cateti… A fronte di tante nozioni scolastiche imparate e poi dimenticate nel corso della vita, questa (o almeno il suo incipit!) è rimasta nella memoria della maggior parte di noi. Ma a cosa serve, nel quotidiano, il teorema di Pitagora? È solo una formula da ripetere meccanicamente o piuttosto, come ci racconta una studiosa che della comunicazione della matematica ha fatto la sua missione, una chiave magica per decifrare il mondo e aprire uno spazio di libertà mentale?

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I numeri, i teoremi e le teorie di cui si parla in questo libro sono quelli della matematica pura, concetti speculativi di cui i matematici si occupano indipendentemente dalla possibilità che vi siano o meno delle applicazioni. È la matematica più affascinante, l'unica davvero libera di esplorare mondi immaginari: una materia che può aspirare a definirsi la creazione più originale dello spirito umano. Lo studio dei numeri interi, per esempio, è un territorio vastissimo in parte ancora inesplorato. Immaginare la matematica pura, per un outsider, è un salto nel vuoto. Eppure questo libro riesce a raccontarla per quello che è: una grande storia della creatività umana, da Pitagora a Omero sino a Escher, Nabokov e Bertrand Russell; l'espressione massima della libertà del pensiero; un'esplorazione dei limiti della ragione.

Nel cuore della Via Lattea c’è un buco nero supermassiccio con una massa 4 milioni di volte maggiore di quella del nostro Sole. Un luogo dove spazio e tempo sono talmente deformati che la luce resta intrappolata se si avvicina a meno di 12 milioni di chilometri. Secondo Einstein, lì si trova la fine del tempo. Secondo la fisica del XXI secolo, la realtà potrebbe essere molto più bizzarra. I buchi neri si trovano dove una volta brillavano le stelle più massicce e al limite della nostra attuale capacità di comprendere. Sono oggetti di origine naturale, inevitabili creazioni della gravità quando troppa materia collassa in uno spazio insufficiente. Eppure, anche se le leggi di natura li predicono, non riescono a descriverli completamente. I buchi neri sono luoghi nello spazio e nel tempo in cui le leggi gravitazionali, la fisica quantistica e la termodinamica entrano in collisione. Dopo averli originariamente considerati così inquietanti da concepire tanto da negarne semplicemente l’esistenza, solo negli ultimi anni abbiamo incominciato a intravedere una nuova sintesi. Una profonda connessione tra gravità e teoria dell’informazione quantistica descrive un universo olografico in cui spazio e tempo emergono da una rete di bit quantistici e cunicoli di tarlo si estendono nel vuoto. In questo libro rivoluzionario i professori Brian Cox e Jeff Forshaw portano il lettore all’ultimo stadio della nostra comprensione dei buchi neri: un viaggio scientifico alle frontiere della ricerca attraverso un secolo di fisica, da Einstein a Hawking e oltre, fino alla sorprendente conclusione che il nostro mondo potrebbe funzionare come un gigantesco computer quantistico.

Nessuna opera meglio del Saggiatore ci aiuta a capire la visione della scienza di Galileo. Nato dalla disputa con il gesuita Orazio Grassi sulla natura delle comete apparse nei cieli europei nella seconda metà del 1618, Il Saggiatore va ben oltre l’oggetto della polemica scientifica: è a tutti gli effetti il manifesto di un nuovo modo di pensare, di una filosofia naturale destinata a dominare la scienza moderna. Pubblicata nell’ottobre 1623, l’opera esprime la piena consapevolezza della portata rivoluzionaria del nuovo sapere, inaugurato dallo stesso Galileo con le straordinarie scoperte telescopiche del 1610, quando aveva ridisegnato la geografia del mondo ed esteso i confini dell’universo. È nel Saggiatore che Galileo espone la sua celebre dottrina secondo cui la natura è dotata di un ordine e di un’armonia di tipo geometrico, e va quindi letta come un libro. Non un libro come quelli scaturiti dalla fantasia dei poeti, ma un libro scritto in linguaggio geometrico, che può essere compreso soltanto da chi è in grado di «conoscer i caratteri, ne’ quali è scritto» (triangoli, cerchi ecc.). Il Saggiatore è inoltre un capolavoro di scrittura, con una prosa scintillante che rappresenta una delle vette più alte della letteratura italiana del Seicento, dove la ricchezza del registro linguistico è sempre ancorata al rigore scientifico delle argomentazioni. Tutti elementi che, non a caso, saranno apprezzati da grandi scrittori come Leopardi e Calvino. Un’opera trasgressiva, colma di graffiante ironia, che continua a sorprenderci ogni volta che la leggiamo, nonostante siano passati quattro secoli dalla sua pubblicazione.