Matematica e scienze

A vent'anni dalla pubblicazione de "La singolarità è vicina", Ray Kurzweil torna ad anticiparci il futuro. Nel frattempo, molte delle sue previsioni si sono avverate con l'intelligenza artificiale e le biotecnologie ormai parte della nostra vita. In questo nuovo visionario libro, Kurzweil racconta i passi avanti fatti verso la singolarità, prevede che le AI raggiungeranno il livello umano entro il 2029 e che nel prossimo futuro l'umanità cambierà in maniera radicale. Si parla di intervenire sulla materia a livello atomico attraverso nanobot, di rallentare l'invecchiamento ed estendere la vita oltre il limite di 120 anni, di potenziare la mente collegando i nostri cervelli a computer in cloud, di utilizzare gli sviluppi esponenziali della tecnologia per la creazione di energie rinnovabili e per ridurre povertà e violenza. Non mancano però le riflessioni sui potenziali rischi, come l'impatto dell'AI sull'occupazione, la sicurezza delle auto autonome e la tecnologia afterlife, che mira a far rivivere virtualmente persone decedute attraverso una combinazione di dati e DNA. Culmine di sei decenni di ricerca, "La singolarità è più vicina" è il coronamento del contributo di Ray Kurzweil alla rivoluzione che l'umanità sta per affrontare. Prefazione di David Orban.

Le macchine prendono da tempo decisioni che impattano sulle nostre vite: approvano prestiti ipotecari, determinano se un tumore è maligno, influenzano gli sviluppi e le scoperte in chimica, biologia e fisica. Negli ultimi tempi, con l'entrata in scena delle cosiddette AI generative come ChatGPT, la loro importanza è cresciuta ancora. La rivoluzione dell'intelligenza artificiale non si arresta e per questo è necessario comprenderne capacità e limiti, indagandone le basi. Dietro alle macchine intelligenti ci sono idee matematiche relativamente semplici, alcune delle quali risalgono a secoli fa, per esempio l'algebra lineare e il calcolo. Ma ci sono voluti la nascita e il progresso dell'informatica e la crescita esponenziale della potenza di calcolo dei computer per innescare lo sviluppo dell'AI che conosciamo oggi. In questo libro illuminante, Anil Ananthaswamy spiega la matematica che permette alla macchine di imparare, suggerendo al contempo intriganti collegamenti tra intelligenza artificiale e umana: e se la matematica fosse la chiave di lettura per entrambe?

L'idea che una tesi scientifica o una legge di natura siano il frutto di un'evoluzione non è affatto scontato. La storia della scienza ci mostra in modo esemplare che queste non sono verità definitive, ma piuttosto il risultato di un percorso, iniziato in tempi in cui quelli che oggi riteniamo errori superati furono assunti e condivisi come conoscenza certa. Inoltre rende chiaro che, nel cammino della conoscenza, le false piste non sono meno importanti di quella che oggi appare come la retta via del sapere. Questo libro racconta oltre cinque secoli, dal Rinascimento alla seconda metà del Novecento, attraverso biografie, percorsi intellettuali, esperimenti, teorie e controversie. Storie di uomini e donne in un lungo itinerario dove le figure del filosofo naturale, del mago, dell'alchimista sono state via via sostituite dalla figura professionale dello scienziato. Sentieri spesso tortuosi, e per questo affascinanti, che hanno contribuito a definire le diverse forme dell'impresa scientifica e l'attuale conoscenza del mondo.

Diamo spesso i suoni per scontati. Sono come un sottoprodotto del visibile – alla magnificenza del fulmine, segue il rombo del tuono. E invece niente è scontato: non pensiamo mai, per esempio, che i suoni dipendono dalla composizione dell’atmosfera, e quindi la risata un bambino, la nostra canzone preferita, il rumore di un vetro infranto suonerebbero completamente diversi su Marte, Venere o una luna sperduta di Saturno. Da qui parte Caspar Henderson, che dopo averci raccontato le meraviglie del regno animale usa la dimensione sonora per raccontarci l’intero cosmo da capo, per una volta chiudendo gli occhi e spalancando bene le orecchie. Scopriremo che il sonar dei cetacei tesse una fitta rete di comunicazione nel profondo dell’oceano, che le basi dell’armonia musicale sono collegate all’equilibrio tra i pianeti, che la tribù degli ojibwe usa il suono dei tamburi per guarire, che l’aurora boreale crepita di sibili magnetici simili a sussurri umani, e molto altro ancora. "Cosmofonia" è un grande catalogo dei suoni dell’universo, dall’infinitamente piccolo all’infinitamente grande, dal gracidare di una rana in una notte d’estate all’esplosione di un vulcano, dal silenzio gelido del cosmo al battito del nostro cuore.

Quando pensiamo alle materie scientifiche, e alla fisica in particolare, ci vengono in mente calcoli complicatissimi o teoremi incomprensibili da imparare a memoria. Ma, come spesso succede, è tutta una questione di prospettiva. Parlare della materia di cui è innamorata e del perché la trovi così affascinante e la missione di Virginia Benzi che, sui social come Quantum Girl, spiega la fisica in modo chiaro ed efficace. Nel suo primo libro l'autrice ci invita a seguirla in un viaggio dall'infinitamente piccolo all'infinitamente grande e, con un linguaggio alla portata di tutti ma senza perdere l’accuratezza e il rigore scientifico, ci racconta come la fisica può aiutarci a capire la realtà. Scopriremo così cosa si nasconde dietro una semplice e oscura formula matematica, andremo alla scoperta dell’atomo e poi delle particelle elementari; proveremo a capire le affascinanti teorie che ruotano attorno ai concetti di gravità e spazio tempo e partiremo per un’avventura alla ricerca della famigerata Teoria del Tutto; senza dimenticare due capitoli interi dedicati alla tanto chiacchierata meccanica quantistica con le sue contraddizioni e le sue intuizioni geniali. "La scienza delle meraviglie" mostra come tutte le grandi e piccole cose che ci circondano, se raccontate con il linguaggio della fisica, possono diventare affascinanti e incredibili e quanto guardare la realtà da una nuova prospettiva può farci vedere anche il mondo e noi stessi con occhi nuovi e pieni di curiosità.

Quante sono le specie viventi che popolano la Terra? Il lettore di oggi potrebbe bollare questa domanda come un mero esercizio nozionistico o, al più, come una provocazione tesa a soddisfare una curiosità fine a sé stessa. L’appassionato di scienza potrebbe, invece, storcere il naso, ben sapendo che, a dispetto di tutti i progressi compiuti nel tempo, siamo ancora ben lontani dal poter anche solo ipotizzare una risposta vagamente sensata. Ma tre secoli fa, nell’Europa dei Lumi, l’interrogativo suonava più che legittimo: in fondo, si diceva, se Noè era riuscito a raccogliere tutti gli esseri viventi all’interno di un’arca, perché un naturalista abbastanza paziente non avrebbe potuto fare altrettanto all’interno di un’opera o di un sistema teorico? L’ambizione di comprendere la vita in ogni sua forma divenne così il motore che azionò una serie di meccanismi che da allora, passando per Lamarck, Cuvier, Darwin e Mendel, hanno plasmato la nostra attuale prospettiva sul mondo. Questo processo ha però due padri che, pur contemporanei tra loro, non avrebbero potuto essere più diversi: Carl Linneo, medico svedese con un’attitudine all’autopromozione, e Georges-Louis de Buffon, nobile e custode del giardino del re di Francia. Per gran parte del XVIII secolo, si sfidarono per completare un esaustivo censimento di tutta la vita sulla Terra. Un compito che consumò le loro esistenze alimentando una profonda rivalità reciproca. Entrambi intrapresero il proprio lavoro credendo che la Terra non contenesse più di qualche migliaio di specie, ma la sorpresa dovuta alla ricchezza della vita e alla sua inaspettata diversità li portò a sviluppare visioni «nettamente divergenti sull’ambiente, sul ruolo del genere umano nel plasmare il destino del nostro pianeta e sulla stessa umanità». E, mentre il comune obiettivo continuava a sfuggire, lasciarono dietro di sé eredità che si sono scontrate per secoli. E che si scontrano ancora oggi. Una prodigiosa moltitudine è la storia di due vite parallele «vissute all’ennesima potenza, nel tentativo di conoscere le verità fondamentali della nostra esistenza. Il desiderio di comprendere tutta la vita rappresentò un obiettivo impossibile da raggiungere, alimentato dal genio, dall’arroganza, dall’abbaglio di una fama immortale e dalla passione per la pura conoscenza del nostro mondo e di noi stessi. Non c’è mai stato un compito più umano».

Uova, latte e farina sono gli ingredienti fondamentali di una torta, ma sono anche il prodotto di milioni di anni di evoluzione e rappresentano in quel contesto una soluzione geniale al problema della riproduzione fuori dall'acqua. Per le uova, l'idea era circondare l'uovo fecondato con una piccola porzione di mare, arricchito di nutrienti, e chiudere il tutto in un guscio resistente alla disidratazione e alle infezioni. Anche il latte ha una storia analoga: è l'invenzione per eccellenza dei mammiferi, che avevano il problema di nutrire i loro piccoli senza poter deporre uova. La farina, infine, è l'equivalente vegetale dell'uovo: il sistema che hanno escogitato le piante per colonizzare la terraferma. Ogni cibo che mangiamo ha un'affascinante storia evolutiva alle spalle. A partire da questo, Jonathan Silvertown si diverte a illustrarci, tra un'infinità di storie affascinanti, uno strano menù evoluzionistico, composto di più portate. Nel viaggio incontriamo microbi, funghi, animali e vegetali, l'evoluzione del nostro senso del gusto e dell'olfatto, gli aromi che ci inebriano e quelli che ci repellono, sempre con la selezione naturale darwiniana a farci da bussola lungo il cammino.

Un fisico teorico del CERN di Ginevra torna in treno da un convegno, gli occhi fissi su un articolo di cosmologia quantistica. All’improvviso, la voce di una bambina interrompe le sue riflessioni. “Cosa stai leggendo?” “È la storia dell’universo.” “Se racconta tutta la storia dell’universo, parla anche di me?” Da questa domanda, e dall’urgenza di spiegare la storia del cosmo e delle teorie che lo descrivono, prende avvio questo libro: un viaggio attraverso l’evoluzione dell’universo che si snoda tra relatività generale e costante cosmologica, meccanica quantistica e geometrie non euclidee, principio di indeterminazione di Heisenberg e multiverso. Gian Francesco Giudice – direttore del Dipartimento di Fisica Teorica del CERN – ripercorre il dibattito che ha animato fisici e astronomi di fronte all’ipotesi e poi alla conferma del Big Bang: non l’“Inizio di Tutto”, l’ipotizzato evento all’origine dello spazio-tempo a cui spesso si collega questa espressione, ma il fenomeno fisico ormai assodato che segna l’avvento del cosmo descrivibile dalle leggi fisiche conosciute, “l’istante iniziale di una zuppa calda che contiene tutti gli ingredienti dell’odierno universo”. Una parabola affascinante e stimolante, che affronta concetti complessi con la fluidità del racconto e ci permette di comprendere meglio l’universo attorno a noi.

Se un gelato alla fragola fosse un gelato quantistico, siamo proprio sicuri che saprebbe ancora di fragola? Si può lanciare una moneta e pensare di fare testa o croce in un mondo quantistico? E cosa ci fa un cubo di Rubik sospeso a mezz’aria dentro un laboratorio quantistico? La fisica quantistica viene spesso spiegata attraverso paradossi assurdi, fenomeni controintuitivi perché le sue predizioni possono essere verificate e, quindi, comprese solo in un mondo microscopico misterioso fatto di particelle fondamentali. Tuttavia, noi stessi siamo formati proprio da questi atomi e particelle, quindi quello che davvero c’è da esplorare è il confine tra il mondo macroscopico della fisica classica e quello quantistico. È proprio questo confine, questa sottile linea d’ombra che il divulgatore scientifico Alberto Giannone e il fisico Matteo Fadel hanno deciso di esplorare in Se fosse tutto Quanto. Attraverso una storia assurda e due personaggi strampalati, tra esperimenti futuristici, paradossi in carne e ossa, spiegazioni intuitive, Giannone e Fadel costruiscono una storia ambientata in un laboratorio quantistico, ipotetico sì, ma scientificamente plausibile. Se fosse tutto Quanto riesce, quindi, a raccontare la realtà complessa della meccanica quantistica utilizzando concetti immediati, licenze narrative e iperboli scientifiche, senza appesantirla con tecnicismi o formule inintelligibili. Vi aggirerete in un laboratorio quantistico meraviglioso, districandovi attraverso i tanti aspetti misteriosi e apparentemente incomprensibili della fisica quantistica, che però una volta terminato questo libro non vi sarà mai stata così chiara. Per capirci, grazie a Se fosse tutto Quanto sarà finalmente facile comprendere com’è possibile che il gatto di Schrödinger sia contemporaneamente vivo e (quasi) morto.

Agosto 2015. Dopo venticinque anni di ricerche archeologiche in una piccola grotta nel sud della Francia, Ludovic Slimak rinviene i resti di un corpo. Nove denti e 1499 punte di selce attirano l’attenzione della sua squadra. Il corpo potrebbe essere quello di uno degli ultimi Neandertal, ma i risultati delle analisi scientifiche più avanzate lasciano perplessi i ricercatori. Équipe provenienti da tutto il mondo iniziano a interrogarsi su questa scoperta. A chi ci troviamo di fronte? Il sito è molto stratificato e la cronologia difficile da decifrare. Poco alla volta però le ipotesi, all’inizio azzardate, prendono forma. Il ritrovamento è destinato a riscrivere in modo radicale la storia degli ultimi Neandertal in Europa e, di riflesso, la comparsa di Homo sapiens sul continente. Ludovic Slimak, tra i massimi esperti mondiali di società neandertaliane, accompagna il lettore in un viaggio incredibile e inaspettato, tra avventure antropologiche (sembrerà di entrare con lui nella Grotta Mandrin e di “sentire” la presenza dei nostri antenati più remoti) e diari scientifici. Racconta, con tono lirico e appassionato, la bellezza della ricerca sul campo, le delusioni per un risultato inaspettato, l’azzardo e l’intuizione di una teoria che trova finalmente riscontro in laboratorio. "L’ultimo Neandertal" è un avvincente viaggio a ritroso nel tempo, sfida i limiti delle conoscenze attuali e ci porta a interrogarci sulle nostre origini e sulle ragioni di una delle più remote grandi estinzioni dell’umanità.

Possiamo riappropriarci della nostra salute. Siamo abituati a considerare il corpo come qualcosa di separato da noi: un organismo il cui “star bene” viene sempre più delegato a medici e specialisti di varia natura. Eppure, ricorda Enzo Soresi nel "Cervello anarchico", il nostro benessere non deve di necessità passare attraverso la medicalizzazione: «Assumersi la responsabilità della propria salute significa in primo luogo adottare uno stile di vita che innalzi il livello di resistenza alle malattie». Un invito, dunque, ad ascoltare con attenzione il nostro corpo, a riavvicinarsi alle sue esigenze e non trascurarne i segnali, siano essi di natura psichica o fisica. Come dimostrano le ultime scoperte della Psico-neuro-endocrino-immunologia, il nostro organismo è infatti un’unità, un insieme indiviso di mente e corpo la cui crescita armonica dipende dalla comprensione del legame fra eventi cognitivi, emotivi e fisiologici. E il cervello è il luogo dove tutti questi fattori si incontrano: nel suo sviluppo giocano un ruolo importante le nostre emozioni; pensieri e convinzioni si ripercuotono sulla nostra capacità di provare dolore; e anche lo stress psicologico, se da una parte ci aiuta a fornire prestazioni efficienti, è tuttavia in grado di determinare l’insorgere di varie patologie. Attraverso l’analisi di diversi casi clinici, raccontati con la passione e la competenza di un medico che da più di cinquant’anni è all’avanguardia nella ricerca scientifica, Enzo Soresi costruisce un libro rigoroso eppure coinvolgente, approfondito ma scorrevole, invitandoci a riflettere sulla complessa ed eccezionale macchina organica che ciascuno di noi, come individuo, costituisce.

Licheni e muschi, che sembrano condurre un’esistenza quasi nascosta e per questo spesso considerati appartenenti a un mondo di organismi “inferiori”, sono in realtà presenti in una grande varietà di habitat. Questa guida fornisce un'introduzione a entrambi i gruppi e prende in considerazione le specie più comuni e importanti. Comprende oltre 300 fotografie a colori e descrizioni dettagliate per ogni specie. Descrive in un sistema aggiornato circa 160 licheni e 130 muschi, comprese le specie simili fonte di confusione. Include due semplici chiavi di identificazione. Ordina le specie tramite criteri chiari, come habitat e substrato di crescita. Comprende interessanti informazioni su proprietà, usi e origine del nome.