Matematica e scienze

Dell’infinitamente grande e dell’infinitamente piccolo si sono occupati scienziati e filosofi sin dai tempi più remoti. Ci sono domande che emergono in tutti noi dinanzi a quantità molto grandi o molto piccole. Nel mondo moderno queste osservazioni diventano ancora più quotidiane: manovre economiche miliardarie, record temporali impercettibili, i Big Data o la dimensione delle particelle elementari. Questo libro torna alle semplici domande dei singoli, stupiti dalla misura del microcosmo e del macrocosmo, e lascia la risposta a grandi scienziati del passato. Così Archimede racconta di distanze siderali ed Emmy Noether spiega il mondo quantistico. Un avventuroso percorso per misurare il numero di pagine di una biblioteca e lo spessore dei microprocessori, sentire il tempo che passa tra i secoli e gli orologi atomici, immaginare partite di scacchi e sequenze di numeri primi, senza tralasciare statistiche demografiche e variazioni di temperatura. Per un pubblico curioso e pronto alla narrazione giocosa.

La vita degli scienziati non è segnata solo da teorie ed esperimenti, ma anche e soprattutto da incontri, sogni e avvenimenti inaspettati che amplificano l’inesauribile desiderio di conoscenza da cui ogni esplorazione verso l’ignoto è animata. Antonio Ereditato, dopo aver lavorato e coordinato progetti di ricerca nei maggiori laboratori del mondo per scoprire i misteri dell’universo, ha deciso di raccogliere i frutti della sua esperienza e di raccontare cos’è la scienza, chi sono gli scienziati, quali le invenzioni più importanti del nostro tempo e le formidabili sfide che ancora ci attendono. “Lettera agli scienziati del futuro” parte dai suoi anni al CERN e ci rivela i segreti dietro la scoperta del bosone di Higgs, l’invenzione della rete internet, il funzionamento degli acceleratori e lo strano comportamento delle particelle elementari. Quello che ne viene fuori, più che la restituzione di una vicenda individuale, è il ritratto di una storia collettiva in cui l’azione di ciascuno scienziato contribuisce in piccola parte a ogni scoperta che abbiamo fatto o che faremo. Perché è su questa grande comunità di menti che poggia il futuro del nostro pianeta.

Preparata dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e pubblicata per la prima volta nel 1957 dalla Commissione per l'Energia Atomica degli USA (poi rieditata con grande successo nel '62 e nel '77), "Gli effetti delle armi nucleari" è l'opera cardine su cui si è basato il calcolo dei danni di una detonazione atomica e, più in generale, la conoscenza stessa che si ha intorno all'utilizzo degli ordigni nucleari. Un libro divenuto fondamentale per gli storici della Guerra Fredda, scritto con estremo dettaglio scientifico, che nei decenni ha rappresentato una lettura obbligatoria per chiunque fosse impiegato nella sicurezza nazionale e nei servizi di emergenza, ma che torna oggi più attuale che mai per tutti coloro che vogliono approfondire il tema “nucleare”. Dal linguaggio chiaro, ma al tempo stesso estremamente dettagliato e ricco di formule, il testo è in grado di soddisfare chiunque voglia sapere cosa accadrebbe dopo lo sgancio di una bomba atomica. Prefazione di Tito Franzini.

Da che cosa si sente minacciato chi mette in discussione i principi della selezione naturale? La schiera degli oppositori al darwinismo integrale è piuttosto variegata, e accanto a presenze scontate, come i creazionisti, vi si incontrano insospettabili spiriti laici, mossi da scetticismo verso l'ortodossia evoluzionistica, quando non asserragliati in una bellicosa ostilità. Daniel Dennett, una delle voci più autorevoli della filosofia della scienza, non arretra di fronte né ai demolitori né ai perplessi né agli evoluzionisti «dimezzati» o scadenti. Accetta, anzi, ogni sfida. Riesce a maneggiare– in una maniera che ha fatto scuola nei dibattiti scientifici – quel «solvente universale, capace di incidere nel profondo ogni cosa visibile» che è l'idea pericolosa di Darwin, e a smontare le tesi di avversari illustri come Stephen J. Gould, Noam Chomsky e Roger Penrose. Che il ramificatissimo albero della vita si sia generato da sé secondo un processo algoritmico, nella lentezza abissale del tempo, è ben lontano dal nascondere «terrificanti implicazioni». Dennett ne è convinto: «l'applicazione corretta del pensiero darwiniano alle questioni umane – i problemi della mente, del linguaggio, della conoscenza e dell'etica, per esempio – le illumina in modi che hanno sempre eluso le impostazioni tradizionali, dando nuova forma ad antichi problemi e indicandone la soluzione».

Le dinamiche di potere pervadono ogni aspetto della vita sociale degli animali – cosa mangiano e dove, con chi si accoppiano, dove vivono, quanti cuccioli mettono al mondo – e sono molto più raffinate e complesse di quanto possiamo immaginare; più simili a un thriller che a un incontro di boxe. In alcuni casi il potere può addirittura cambiare il sesso di un animale. Lee Alan Dugatkin ci accompagna in un viaggio intorno al mondo, alla scoperta del comportamento di trenta specie diverse in cinque continenti. Le nostre guide saranno studiosi e ricercatori che hanno scoperto che dalle iene ai delfini, dai bonobo ai topi di campagna, dai ciclidi alle seppie, dai serpenti testa di rame ai corvi e dai suricati alle manguste, il potere ruota attorno allo spionaggio, all’inganno, alla manipolazione, alla formazione e alla rottura di alleanze, a complesse valutazioni dei potenziali avversari, alla costruzione di reti sociali e altro ancora. Le dinamiche di questo melodramma così magnificamente intricato non risparmiano nemmeno gli esseri umani: i racconti di Dugatkin sono pieni di trappole inaspettate, colpi di scena, serendipità e pura gioia della scoperta scientifica.

Zhuangzi e Hui Shi passeggiavano sul ponte sopra il fiume Hao. Zhuangzi osservò: «Quei pesciolini che si aggirano rilassati e senza fretta, sono pesci felici!». Al che, Hui Shi obiettò: «Tu non sei un pesce; come fai a sapere come sta un pesce?». «Quando hai detto “come fai a sapere come sta un pesce?”, sapevi che lo sapevo. Lo sapevo, qui, sopra il fiume Hao.» Il dialogo che apre e dà il titolo a questo libro proviene da uno dei grandi testi dell’umanità, lo Zhuangzi, l’opera del «Maestro Zhuang», figura centrale del taoismo. La sua forza sta «nella capacità di mettere in dubbio ciò che appare ovvio, ribaltare punti di vista e aprire prospettive». Anche Keplero, per «convincere un’umanità esterrefatta che la Terra non è il centro del cosmo e gira velocemente su sé stessa», procede a un ribaltamento di prospettiva: nel suo Somnium, racconta di un islandese e della madre, portati sulla Luna dal «più mite e innocuo dei demoni», che osservano la Terra, il Sole e il cosmo da un corpo celeste in movimento; e mentre leggiamo ciò che descrivono ci rendiamo conto che anche noi, sulla Terra, stiamo osservando l’universo da un corpo in movimento... «Cambiare punto di vista, cambiare prospettiva»: è questo l’esercizio intellettuale, morale e civile che Carlo Rovelli, dopo "Ci sono luoghi al mondo dove più delle regole è importante la gentilezza", propone nel suo nuovo libro, una raccolta degli articoli scritti negli ultimi anni. È un viaggio affascinante da Saffo e Aristotele a Heidegger, dal cosmo di Brunetto Latini e Dante a quello di Galileo, tra storia della scienza e filosofia, musica e cinema, ricordi personali e battaglie ideali, pacifismo e guerra alle diseguaglianze. Contro pigrizia e ipocrisia.

Siamo fatti della materia di cui son fatti…? I sogni, certo, ma anche «gli animali, le piante, le rocce, i pianeti e i buchi neri» ci ricorda Marco Martinelli, risvegliando in noi un meraviglioso senso di appartenenza all'universo. Perché sono la bellezza della diversità e dei cambiamenti a rendere la chimica così simile agli esseri umani e così «queer». Perciò, realizzato che «tutto è chimica» e messi da parte il terrore e la diffidenza che spesso accompagnano questa branca del sapere, l'autore ci conduce a padroneggiare le sue leggi, offrendoci uno strumento in più per risolvere le incombenze quotidiane e comprendere il funzionamento di apparecchi complessi. Che siamo amanti della materia, studenti alle prese con verifiche e interrogazioni o interessati che faticano a venirne a capo, in questo libro troveremo le basi teoriche insieme a consigli utili e curiosità: dal magico potere delle estrazioni per smacchiare una maglietta al legame tra Alessandro Volta e i pannelli solari. Potremo fabbricare un simpatico slime viscido e sicuro, scoprendo al tempo stesso come funziona il fantastico mondo dei polimeri. E riusciremo a impedire che la maionese impazzisca al pranzo di famiglia, scegliendo la modalità giusta per affrontare questa emulsione di olio e tuorlo d'uovo. Il tutto aiutati da speciali QR code che ci catapulteranno nei video degli esperimenti di Martinelli. Materia atomica è un manuale che spiega in modo intuitivo e divertente la chimica che abbiamo tutti i giorni sotto il naso. Ci fa scoprire quanto ha da insegnare il rapporto così fuori dagli schemi fra elementi, miscele, sostanze e composti a una società in cui l'inclusione e la diversità stentano a trovare spazio. Ci fa apprezzare la dedizione di ricercatrici e ricercatori che, sordi ai pregiudizi, hanno dato il via a mirabolanti progressi negli ambiti più disparati. Dimostrando come in chimica non esista un buono e un cattivo assoluto, ma soltanto un modo buono o cattivo di utilizzare le conoscenze a nostra disposizione.

«L'isolamento fisico, lo spostamento sul territorio, le espansioni e le migrazioni sono stati fattori chiave dell'evoluzione umana. A partire da due milioni di anni fa le specie del genere Homo cominciarono a diffondersi fuori dall'Africa a più riprese, andando a comporre il mosaico della nostra diversità. La giovane specie Homo sapiens, nata per ultima in Africa e poi diffusasi in tutto il mondo, è uno dei protagonisti di questa partitura a più voci. L'appassionante viaggio dell'umanità è raccontato in questo primo Atlante geografico del popolamento umano della Terra». (Telmo Pievani)

"Il cambiamento climatico è una bufala, e lo è anche il Coronavirus". "I vaccini sono pericolosi per la nostra salute". Al giorno d'oggi, molte persone rifiutano le competenze scientifiche, preferendo le ideologie ai fatti. Non sono semplicemente disinformate ma assimilano cattiva informazione. E citano prove scelte ad arte, affidandosi a falsi esperti, confidando nelle teorie complottiste. Come possiamo, allora, convincere i negazionisti della scienza? Come possiamo persuaderli a cambiare idea, ad accettare i fatti, quando ne rifiutano l'evidenza? Lee McIntyre dimostra che ognuno di noi può combattere il negazionismo e che è fondamentale farlo. Altrimenti ci porterebbe alla rovina. Attingendo alla propria esperienza personale e alla letteratura scientifica, McIntyre rivela e delinea le strategie tipiche e comuni ai diversi negazionismi: dalle campagne di disinformazione delle multinazionali del tabacco negli anni '50, inventate per contrastare le evidenze scientifiche dell'azione cancerosa delle sigarette, ai no vax dei giorni nostri. Descrive i faticosi tentativi, dopo essersi "infiltrato" a una convention sulla Terra piatta, di convertire iFlath Earthers; le singolari discussioni con i minatori dei giacimenti di carbone; le conversazioni con l'amico scienziato sulla presenza di OGM negli alimenti. Offre, soprattutto, una serie di strumenti e tecniche per comunicare la verità e i valori della Scienza, sottolineando che il modo migliore per avvicinarsi ai negazionisti è quello di mettersi in gioco, avere il coraggio di incontrarli di persona e confrontarsi sempre con estrema calma e rispetto.

C’è chi dice che la nostra specie non andrebbe chiamata Homo sapiens bensì Homo ludens, perché è la capacità di giocare – più che quella di pensare – ad aver avuto un ruolo cruciale nella nostra evoluzione. Gli uomini da sempre esplorano mondi immaginari e testano strategie nell’ambiente sicuro del gioco, che risponde a regole definite ed è separato dalla nostra vita ordinaria da precisi limiti spaziali e temporali. Il gioco è infatti, nelle parole di Roger Caillois, «un’occasione di puro spreco: spreco di tempo, di energia, di abilità, di ingegnosità e spesso anche di denaro»; e proprio perché è un’attività slegata da interessi materiali e dalla quale non si può ricavare alcun profitto, sa donare un impareggiabile senso di libertà anche agli adulti. I giochi esistono da che esiste l’uomo, e lo stesso si può dire della matematica: insieme a Marcus Du Sautoy, celebre matematico e qui guida d’eccezione, scopriremo che la matematica e i giochi sono indissolubilmente connessi, che la matematica è alla base del modo in cui costruiamo i giochi, li giochiamo e li vinciamo, e che in tutto il mondo i giochi parlano il suo linguaggio universale e meraviglioso. Sulle orme di Phileas Fogg faremo un giro attorno al mondo in ottanta giochi, dai più celebri ai più sconosciuti, per conoscere la loro storia e i meccanismi su cui si fondano, e anche in che modo ognuno di essi sia parte integrante della cultura in cui è nato, un’espressione non meno sofisticata di un’opera d’arte che riflette una particolare visione della vita. Fra giochi di fortuna e sfide di strategia, giochi d’ispirazione religiosa e simulazioni belliche, viaggeremo per i cinque continenti e attraverso i millenni, sorprendendoci di fronte a ciò che ci distingue e ciò che ci accomuna quando vogliamo divertirci.

Questo libro intende offrire, a chi abbia voglia di fermarsi e riflettere con calma, dati e considerazioni pratiche sull’uso dei modelli animali nella ricerca scientifica. La nostra speranza – come medici e biologi coinvolti in prima persona sul campo della ricerca non meno che su quello del benessere animale – è che queste pagine aiutino ad affrontare il problema in modo razionale, senza lasciarsi sopraffare da ideologie o preconcetti, per giungere a conclusioni realistiche. Sarà che si sente all’apice di un’evoluzione ormai quasi bionica, ma si direbbe che, specie in Occidente, Homo sapiens stia elaborando una visione piuttosto innaturale della vita e della morte. Quest’ultima, soprattutto, con i suoi corollari di dolore e malattia, sembra assumere sempre più i contorni tutti virtuali del disagio prescindibile. Un virus sconosciuto minaccia di decimarci? Tranquilli, abbiamo già visto il film: prima del finale, «gli scienziati», per quanto poco simpatici siano di solito, troveranno di certo la cura, lo sappiamo. Essenziale è che lo facciano in fretta, come in fretta desideriamo dimenticarci di loro e del virus (o chi per esso), ormai virtualmente debellabile con un farmaco, una terapia, un vaccino. Il come «gli scienziati» li abbiano ottenuti poco importa, in emergenza. Salvo poi cominciare (o riprendere) subito a contestare la sperimentazione biomedica, perché – lo sappiamo – «fa del male» ad animali e piante; e ad aggredire, talvolta anche fisicamente, i ricercatori, che «vivisezionano» senza criterio forme di vita innocenti. Commuoversi o indignarsi di fronte a queste cose è, virtualmente, quasi un obbligo per l’Umano civilizzato, sappiamo anche questo. Ma lo sappiamo davvero? O meglio, che cosa sappiamo davvero della sperimentazione animale? Sappiamo, per esempio, che è soggetta a legislazioni ferree, recenti e in continua revisione? Che un Organismo preposto al Benessere animale è parte integrante di ogni staff di ricerca? Che i programmi di sostituzione delle cellule viventi sperimentali con modelli in vitro o in silico stanno facendo passi da gigante? Che l’apporto di un animale a un protocollo di ricerca può limitarsi a un piccolo prelievo di sangue? In questo libro, fuori dal cinema e dai copioni precostituiti, due ricercatori di lunga esperienza rispondono a queste e a molte altre domande sul loro mestiere. Con un approccio al problema più avvertito, più informato, più realistico e in fondo anche più ottimistico: un approccio virtuoso, insomma. E virtuoso e virtuale sono «falsi amici», non sinonimi, questo sì che lo sappiamo. Almeno per ora, attendendo il futuro.

Un’osservazione accurata dell’universo, un percorso che parte dalla vista a occhio nudo e arriva fino ai radiotelescopi passando dai telescopi ottici. Il progressivo avanzare della tecnologia ha permesso l’utilizzo di apparati a raggi ultravioletti, X e gamma, fino al ricorso alle microonde per giungere infine agli strumenti che studiano l’universo intercettando particelle sfuggenti (i neutrini) o percependo increspature nello spazio provocate da eventi di inimmaginabile energia, come fusioni tra buchi neri o stelle di neutroni. Questa edizione aggiornata presenta una parte dedicata alle più recenti scoperte effettuate grazie al James Webb Space Telescope e alle spettacolari fotografie che questo straordinario telescopio spaziale ha catturato, riuscendo tra l’altro a individuare il buco nero più antico mai osservato sino ad ora.