Matematica e scienze

Pensavamo di sapere che le cellule del nostro corpo sono espressione del DNA, il codice che definisce l’unicità di ciascuno di noi e in definitiva la nostra identità. Ora stiamo però scoprendo che questa idea di “io” è ingannevole. Da qualche anno gli studiosi stanno infatti indagando il microchimerismo, un fenomeno biologico che indica la presenza di un certo numero di cellule con patrimonio genetico diverso da quelle del resto dell’organismo che le ospita. Queste cellule estranee comunicano con le nostre, partecipano al funzionamento dei nostri organi, aiutano a riparare i tessuti danneggiati e possono contribuire a combattere le infezioni. Si tratta di una scoperta che travalica l’ambito puramente scientifico e si dimostra in grado di sollevare interrogativi esistenziali: i confini della persona sono costantemente messi in discussione e la definizione del sé si fa provvisoria. Le cellule vagabonde racconta la storia di una rivoluzione in atto che apre la porta a una vertiginosa varietà di futuri, le cui forme stanno appena iniziando a definirsi.

Il mondo di oggi sta attraversando la più rapida trasformazione ambientale nella storia dell’umanità. Scienziati, etnobotanici, popoli indigeni e collettivi di ogni tipo stanno studiando attentamente gli alberi e la loro biologia per capire come e perché funzionano individualmente e collettivamente nel modo in cui lo fanno. Dodici alberi ci accompagna in un viaggio mozzafiato passando per i laboratori di coltivazione delle piante, i giardini botanici, le collezioni dei musei, per arrivare sulle cime degli alberi più alti e sott’acqua tra i sistemi radicali più insoliti, nei deserti dell’Ovest americano e nelle fitte giungle del Perù, per offrirci una prospettiva globale sull’impatto cruciale che gli alberi hanno sul nostro pianeta. Quando un albero un tempo comune si estingue in natura ma sopravvive in un giardino botanico, cosa succede? Come fanno gli scienziati a ricostruire genomi e habitat perduti? Come riesce un albero a immagazzinare migliaia di litri d’acqua o a restituire insetti perfettamente conservati risalenti a milioni di anni fa? Come può un albero di 5000 anni sopravvivere e cosa possiamo imparare da lui? Daniel Lewis ci mostra che studiare la scienza degli alberi vuol dire andare al di là del presente: è una storia del mondo e del suo passato, un romanzo biostorico che guarda al futuro. Dai dati pollinici si possono ricostruire paesaggi di ere remote; gli anelli degli alberi ci parlano del clima di epoche recenti e antiche; gli alberi fossili ci raccontano il lungo arco dell’evoluzione. Il pino dai coni setolosi, la sequoia sempreverde, la sophora di Rapa Nui, il pino palustre, l’albero del sandalo dell’India orientale, l’ebano dell’Africa centrale, l’eucalipto, l’olivo, il baobab africano, il cipresso calvo, l’albero preistorico estinto Hymenaea protera, il possente kapok: dodici esempi per raccontare che gli alberi sono simbionti, lavorano insieme a un esercito di altri organismi per costruire la biodiversità e sostenere la vita sul pianeta. Sono essenziali per la vita di tutti noi e hanno bisogno del nostro aiuto. La salvezza degli alberi può essere la salvezza degli esseri umani.

Federico Faggin, padre del microprocessore e di altre invenzioni che hanno rivoluzionato la tecnologia e il mondo in cui viviamo, stravolge ancora una volta il nostro modo di vedere i computer, la vita e noi stessi. Dopo anni di studi e ricerche avanzate ha concluso che c’è qualcosa di irriducibile nell’essere umano, qualcosa per cui nessuna macchina potrà mai sostituirci completamente. Il pioniere della rivoluzione informatica arriva così a mettere radicalmente in discussione la teoria che ci descrive come macchine biologiche analoghe ai computer e che tralascia di considerare tutti quegli aspetti che non rispettano i paradigmi meccanicisti e riduzionisti. Irriducibile è un saggio entusiasmante, capace di tenere assieme rigore scientifico, visionarietà tecnologica e afflato spirituale, che suggerisce un’irrinunciabile e inedita fisica del mondo interiore. Cristallino nelle sue parti divulgative (meccanica quantistica, coscienza, teoria dell’informazione…), illuminante nelle nuove connessioni che propone e, infine, esaltante nell’idea che promuove di come essere davvero, profondamente, umani.

La curiosità insaziabile di Ashley Ward per tutto ciò che riguarda il mondo animale ci guida in questo libro alla scoperta delle interazioni sociali nelle più diverse specie: ma molto di quello che emerge riguarda anche noi. È un viaggio eccezionale che attraversa giungle, deserti, savane, oceani polari; e l'autore dedica la stessa passione ai grandi felini e al krill, ad api, formiche, termiti ed elefanti, scimpanzé e balene... Nulla è troppo piccolo o troppo grande o banale, la meraviglia si trova dappertutto. Ward ci rivela, fra aneddoti personali, con umorismo e una scrittura sempre brillante ed emozionante, come la cooperazione e l'interazione sociale siano fondamentali per il successo evolutivo; non è affatto vero che la ferocia e il cinismo dominano il mondo animale: la socialità è una strategia vincente per la sopravvivenza. Funerali di elefanti, solidarietà fra ratti, ghiandaie che istituiscono asili collettivi per i piccoli, termiti che coltivano orti di funghi, stormi di uccelli e banchi di pesci capaci di muoversi in gruppi di migliaia come un unico corpo: la nostra visione della natura si espande in maniera rivoluzionaria leggendo queste pagine sorprendenti e bellissime.

In natura simbiosi e cooperazione sono la regola, non l'eccezione. Nessun individuo vive davvero da solo: ogni specie è intrecciata alle altre, ogni individuo interagisce con i suoi simili, tutti fanno parte di una comunità in continuo scambio. Le simbiosi tra specie diverse e la cooperazione tra individui della stessa specie hanno plasmato la storia della vita sulla Terra. Per molti versi si tratta di relazioni inevitabili per tutti gli organismi in ogni angolo del mondo naturale. A lungo considerate espressioni di menti visionarie e spiegate al pubblico solo superficialmente, sono invece uno dei motori dell'evoluzione. In questo libro, due tra i più autorevoli e brillanti scienziati e filosofi della scienza italiani, ci raccontano la storia avventurosa di questa scoperta: dalle intuizioni geniali dell'inquietante Constantin Merejkovski nella Russia di inizio Novecento, alla determinazione rivoluzionaria di Lynn Margulis, la «portavoce» del microcosmo che negli anni Settanta cambiò per sempre il nostro modo di vedere l'evoluzione. E poi Pëtr Kropotkin, George Price e altre figure, che intuirono il ruolo della cooperazione in natura. Queste unioni per la vita, sospese tra conflitto e collaborazione, ci fanno riflettere anche sulle complessità delle relazioni umane. Ne nasce un racconto emozionante, dove biologia, etica e filosofia si incontrano per rivelare che l'evoluzione non è mai stata un assolo, ma una sinfonia di convivenze.

Per moltissimo tempo internet e il web sono sembrati il più formidabile strumento di progresso dell’umanità dai tempi dell’invenzione della carta stampata o dell’elettricità. Dovevano servire ad «abbattere muri e costruire ponti», motivo per cui si iniziò a parlare di «tech democracy», di una nuova stagione della democrazia potenziata proprio da internet, aperta alla partecipazione diretta dei cittadini e al loro controllo. Era la nuova terra promessa, quella in cui saremmo stati tutti felici, finalmente. E invece, ormai è chiaro, la rete si è trasformata nel più insidioso strumento per picconare le democrazie. In vent’anni di vita social ci siamo persi per strada un’idea condivisa di futuro, inteso come un mondo migliore dove arrivare tutti assieme. Quand’è, precisamente, che la storia è cambiata? Quando i bambini hanno smesso di sognare di essere astronauti e hanno iniziato a voler diventare influencer e creator? E perché? Ci siamo illusi o qualcuno ha truccato le carte del mazzo con cui stavamo giocando? Riccardo Luna pone queste e altre domande sull’identità del web oggi, e lo fa andando a ritroso fino alla sua nascita, quando non era ancora compromesso dall’eccesso di narcisismo alimentato dalla digital economy; e quando gli algoritmi non favorivano le fake news «perché fanno più traffico». Un viaggio che ricostruisce l’epopea della Silicon Valley, da quando gli imprenditori tecnologici sembravano tutti buoni fino al patto di Big Tech con la Casa Bianca di Donald Trump e alla tragica vicenda di Gaza, in cui l’uso dei social dal basso ha consentito di sconfiggere la censura e avviare una mobilitazione globale. Un segnale, forse, che nulla è del tutto compromesso e che siamo ancora in tempo per cambiare il futuro.

Il libro racconta l’affascinante storia delle grandi idee matematiche, sviluppate nel corso dei secoli, che sono alla base della moderna intelligenza artificiale. L’autore si propone di rispondere a una domanda cruciale: come e soprattutto perché funziona il cuore dell’IA? Come fanno queste potenti idee matematiche a interagire tra di loro e dare vita a macchine capaci di imparare, prevedere, pensare? Attraverso una narrazione che alterna storia e matematica, Alessandrini rivela come grandi menti del passato, come Cardano, Cartesio, Newton, Bayes, Grassmann e Levi-Civita, abbiano gettato le fondamenta teoriche della moderna IA.

Se ci immaginiamo la Terra milioni di anni fa, la vediamo popolata di dinosauri feroci o lanosi mammuth (in base all’era geologica), ma ben prima di loro, nelle acque sterminate degli oceani, si era già instaurato Il regno millenario degli squali. Gli squali odierni infatti sono animali preistorici giunti fino a noi, che portano nel patrimonio genetico una storia lunghissima e impareggiata, testimonianza vivente, spaventosa e mirabolante di tutte le apocalissi che si sono abbattute sul pianeta. Immaginatevi allora uno squalo di nove metri: apre le fauci e dalla mandibola vedete spuntare una specie di sega circolare dentata. Subito dopo ecco un altro mostro della stessa grandezza, capace di rastrellare molluschi larghi un metro e ridurli in poltiglia con i suoi denti piatti. E poi un’ombra li copre entrambi, gigantesca: il terribile megalodonte, venti metri di lunghezza, una macchina di morte con enormi mascelle zeppe di denti lunghi una quindicina di centimetri. Sono tutti e tre estinti – per fortuna, direbbe qualcuno che ha visto troppi film, e sbaglierebbe. Gli squali rivestono infatti un ruolo essenziale nella regolazione della catena alimentare oceanica trasportando o riciclando sostanze nutritive da una zona all’altra, e favorendo l’equilibrio naturale necessario allo sviluppo di tutte le forme di vita, dal microscopico plancton alle gigantesche balenottere azzurre. Senza di loro, le nostre risorse marine si ridurrebbero e gli oceani morirebbero. Paleontologo e ricercatore, John Long studia gli squali da tutta la vita. Affronta il difficile presente, occupandosi delle minacce ambientali (e non solo) alla loro sopravvivenza; e ricostruisce quel glorioso passato, girando per il mondo a caccia di fossili vecchi di milioni di anni. In questo libro, il frutto del lavoro di decenni, ha raccolto ciò che finora sappiamo di questa storia lunghissima, che però ancora contiene molti segreti e misteri: se riusciremo a decodificare l’evoluzione degli squali, maestri dell’adattamento, avremo forse la chiave per sopravvivere anche noi come specie.

Le emozioni permeano tutta la nostra vita. Ci guidano, ci ispirano, spesso ci tormentano, coinvolgono mente e corpo in un'intricata rete di percezioni che ci lega all'ambiente, agli altri e al nostro sé. Sono una forza silenziosa e invisibile, come il vento che scuote le cime degli alberi e può rendere instabili anche i fusti con le radici più salde. Daniela Perani, tra i neuroscienziati italiani più conosciuti a livello internazionale, ci conduce in un viaggio affascinante all'interno del cervello e all'origine delle emozioni, ne svela la complessità e, grazie alle più avanzate tecniche di neuro-immagine e a esperimenti sulla musica, il linguaggio, l'empatia e la teoria della mente, ne mostra il funzionamento - e il malfunzionamento - nelle diverse età della vita. Dalle emozioni innate della prima infanzia alla tempesta ad alta intensità dell'adolescenza, dalla maturità emotiva dell'età adulta alle sfide dell'invecchiamento, ogni stagione della vita ha il suo peculiare paesaggio emotivo, che questo libro ci insegna a esplorare con maggiore consapevolezza: solo conoscendo a fondo come funziona il nostro cervello emotivo possiamo comprendere meglio il nostro mondo interiore e imparare a regolarlo per costruire una vita emotiva più ricca ed equilibrata.

Il volume offre oltre 7000 quiz sugli argomenti del nuovo syllabus delle tre discipline ed è un valido strumento di allenamento alla tipologia di esame, ripasso e verifica. Ogni capitolo include tre tipologie di quiz: 1) 1000 quiz a risposta multipla commentati, che riepilogano i concetti chiave e favoriscono l’apprendimento attivo; 2) 4000 quiz a risposta multipla non commentati, ideali per esercitarsi in autonomia; 3) 2000 quiz a completamento, che richiedono l’inserimento di una parola mancante e permettono di consolidare il lessico scientifico e i nuclei tematici essenziali.

Sottovalutato e dato per scontato, cos’è successo al tatto, l’atto più semplice e antico dell’umanità? Il tatto nasconde un mondo: è un linguaggio universale, un dialogo tra cervello e pelle, un atto di cura e una forma di resistenza in un’epoca in cui i corpi si allontanano. Centrale nei miti dell’Odissea e indagato dalla filosofia fin da Aristotele, il tatto è finalmente studiato dalle neuroscienze, che ne mostrano l’essenza: dalle carezze che alleviano il dolore nelle cure palliative alle fibre nervose che trasformano un massaggio in benessere; dalla fragilità di chi si chiude al contatto alla fame di pelle che genera disagio mentale. Nella società il tatto riflette visioni diverse del corpo, dell’identità e della cultura: la pelle sintetica della robotica, il tocco sociale, l’evoluzione dei saluti, le manipolazioni mediche, le politiche no-touch nelle scuole, fino alle ricerche sui canali Piezo del premio Nobel Ardem Patapoutian e alle fibre C-tattili del tocco affettivo. Sono questi i tasselli del mosaico che la neuroscienziata e divulgatrice Marta Paterlini ricompone in "La pelle che pensa", mostrando come il tatto sia oggi sospeso tra tabù e necessità, paura del contatto e disperato bisogno di connessione. Perché toccare è curare, parlare, esistere.

Nel 1915 Einstein ha rivoluzionato il modo di pensare alla realtà dimostrando che la gravità non è una forza di attrazione tra oggetti massivi, ma l'effetto della curvatura geometrica dello spaziotempo. Per farlo, ha dovuto ricorrere agli studi di molti matematici, tra i quali Marcel Grossmann, che lo introdusse alla comprensione della struttura geometrica su cui si fonda la teoria della relatività. E questo è solo un esempio di come la matematica possa dirigere, e talvolta anche anticipare, le scoperte della fisica: dai buchi neri alle onde gravitazionali, al Big Bang. Ma perché le affermazioni matematiche, derivate esclusivamente dalla logica, forniscono le migliori descrizioni del nostro mondo fisico? Se lo chiedono in questo volume uno dei maggiori matematici viventi e un apprezzatissimo divulgatore scientifico. Raccontando come fisica e matematica si siano unite per darci la teoria della gravità e la vertiginosa gamma di idee e intuizioni che ne sono derivate, mostrano come la matematica non sia soltanto il linguaggio delle scienze, ma l'impronta digitale stessa della natura. E come la sua portata, ugualmente a quella della gravità, si estenda fino ai confini dell'universo.