Matematica e scienze

Il giorno in cui Galileo puntò il telescopio al cielo, la luce, «messaggera delle stelle», rivelò all’umanità centinaia di astri mai visti prima. Da allora, grazie a strumenti via via più sofisticati, colori sempre nuovi e invisibili a occhio nudo hanno dato forma alle meraviglie nascoste dell’Universo. Finché, con la scoperta dei raggi cosmici, ha avuto inizio una delle imprese intellettuali più emozionanti della storia della scienza. Queste particelle ad altissima energia segnalano la presenza di enormi acceleratori all’opera nello spazio: resti di supernove e buchi neri supermassicci, fenomeni tra i più violenti nell’Universo. I raggi cosmici sono attualmente al centro di una vera rivoluzione: osservati simultaneamente a neutrini e onde gravitazionali, hanno aperto il campo all’astrofisica multimessaggero, la prodigiosa scienza del XXI secolo che ha ristabilito – per la prima volta dopo Newton – l’unità tra fisica e astronomia. Attraverso un’esposizione rigorosa e appassionata, Alessandro De Angelis ripercorre la storia di questa impresa straordinaria che ha già messo piede nel futuro. Prefazione di Francis Halzen.

Quattro «grandi» della fisica moderna parlano a un pubblico di profani, cercando di evitare ogni oscurità tecnica. Con Heisenberg, uno dei fondatori della meccanica quantistica, sono Schrödinger, che ha posto le basi della meccanica ondulatoria, Born, caposcuola della fisica in molteplici campi, e Auger, scopritore in fotoelettronica dell'«effetto Auger». Dalle loro pagine emerge il quadro dei risultati raggiunti nella conoscenza della natura, e degli strumenti teorici che convergono o si fronteggiano nella spiegazione del mondo materiale. Alle relazioni di Heisenberg e di Schrödinger seguono due dibattiti in cui intervengono altri fisici, Rosenfeld e Compton, e studiosi di diverse discipline umanistiche. Le questioni affrontate sono avvincenti: la ricerca fisica, i suoi fondamenti filosofici, la sua storia. Le scoperte in questo campo sono tante e tali che gli scienziati non riescono più a coordinarle in modo da soddisfare quel desiderio di sintesi e di coerenza cui l'uomo non può rinunciare. Scienza e tecnica appaiono in questo libro non come una scelta che può essere messa in discussione, ma come un destino. Gli strumenti di cui dispone l'umanità hanno aperto problemi formidabili che, lungi dall'essere risolti, si ripropongono oggi in tutta la loro drammatica complessità.

Rigogliose o rinsecchite, isolate in un angolo poco illuminato di un grigio ufficio o protagoniste assolute e sfrontate dell’ingresso di casa nostra, le piante da interno oggi sono ovunque: negli appartamenti, nei negozi, nelle palestre, negli ospedali, nelle aziende. Da quando gli esseri umani hanno iniziato a trascorrere la maggior parte delle loro giornate in luoghi chiusi e urbanizzati esse rappresentano l’ambiente botanico con cui abbiamo il contatto maggiore, quello che più influenza direttamente o indirettamente la nostra idea di natura. Consapevole che nella loro storia ci sia un frammento importante della nostra identità individuale e collettiva, in “Piante domestiche” Mike Maunder ha voluto raccontare evoluzione, biologia e significati di questi esemplari «addomesticati» di flora, le cui radici affondano in luoghi remoti e in epoche distanti. Dalla regina egizia Hatshepsut, che nel XV secolo a.C. organizzava spedizioni per recuperare incenso da coltivare nei suoi templi, all’attuale mercato internazionale di piante recise, dal valore di oltre un miliardo di dollari, fino alle futuristiche (ma già reali) piante «bioniche» che si illuminano al buio, Mike Maunder ci conduce attraverso i secoli e le civiltà per scoprire i segreti di piante ormai per noi comuni – ma in origine molto rare, esotiche e costose – come l’orchidea o la monstera, il geranio o il ficus. Un’opera che attraverso etimologie e film di culto, canzoni pop e mode dimenticate ci porta a osservare da nuove prospettive queste nostre coinquiline in vaso, fino a rivelarci che forse, nonostante le loro fragili apparenze, siamo noi quelli che, per stare davvero bene, abbiamo più bisogno di loro.

«È molto importante approfittare dei primi anni di vita di un figlio per stargli vicino e aiutarlo a sviluppare capacità cognitive  ed emotive. Non si tratta di sottoporlo a complessi programmi di stimolazione precoce né di iscriverlo al miglior asilo del circondario. Ogni gioco, ogni pianto, ogni passeggiata e ogni biberon rappresenta un'occasione per educare e potenziare il suo sviluppo cerebrale». In questo libro il neuropsicologo Álvaro Bilbao affronta i temi principali del percorso educativo illustrando i meccanismi di funzionamento del cervello e offre strumenti e strategie da applicare nella vita di tutti i giorni, per coltivare nei propri figli tanto l'intelligenza emotiva quanto quella razionale, l'autocontrollo, la creatività, la memoria, l'empatia. Un prezioso manuale, profondo e affascinante, che a partire dai fondamenti della neuroscienza, spiega in maniera chiara come costruire un rapporto soddisfacente e duraturo tra genitori e figli, perché «educare non è altro che sostenere il bambino nel suo sviluppo cerebrale, affinché un giorno quel cervello gli permetta di essere autonomo, di raggiungere i suoi obiettivi e di sentirsi bene con se stesso».

Se per tutto il secolo scorso gli scienziati hanno indagato a fondo il ruolo del DNA nel determinare chi siamo, negli ultimi decenni lo sviluppo dell'epigenetica sta dimostrando quanto l'ambiente e il contesto psicosociale possano anch'essi rilevarsi fondamentali. Mappare il codice genetico di un organismo non è sufficiente per prevedere come si svilupperà, perché la funzione del nostro DNA è influenzata anche dagli stimoli esterni, come l'attività fisica e la dieta, le relazioni personali e le abitudini sociali. Questa prospettiva stravolge il paradigma riduzionista che ha caratterizzato lo studio della vita, per cui le cause delle malattie vanno ricercate sempre a livello molecolare, marginalizzando il ruolo della psiche e delle manifestazioni psicosomatiche nell'influenzare i processi biologici. Noi non siamo il prodotto di istruzioni fisse e invariabili, scritte nel nostro codice genetico: diventiamo chi siamo grazie all'interazione tra corpo e mente, individuo e ambiente. Sta dunque emergendo un approccio più olistico, in grado di spiegare l'effetto di fenomeni come l'isolamento sociale e lo stress, che molteplici studi correlano a esiti avversi sulla salute non solo mentale, ma anche fisica. Si fa così strada una nuova visione per la prevenzione e il trattamento delle malattie croniche che affliggono le società avanzate, dalla depressione al cancro. In un viaggio attraverso la storia e la filosofia della scienza, "Non tutto è scritto nel DNA" ci porta tra le pieghe della rivoluzione epigenetica e ci proietta nel futuro della medicina. Con l'auspicio che, grazie a un dialogo sempre più serrato tra discipline, «lo sguardo clinico si allarghi su orizzonti sempre più ampi e capaci di accogliere una nuova concezione della natura e della materia».

La natura è piena di misteri sugli esseri viventi che da sempre hanno affascinato il genere umano, che nel corso dei secoli ha cercato di trovare risposte attraverso l'osservazione scientifica. Dal mistero dell'esistenza di animali leggendari, come il gigantesco Kraken degli abissi, al segreto dell'eterna giovinezza delle aragoste; dalle formiche zombie come in un film horror, al nostro coinquilino Homo naledi; dalla discussione sull'effettiva vitalità dei virus al tentativo di riportare alla vita il Dodo ormai estinto; un viaggio affascinante, stimolante e divertente, attraverso l'avventura della scienza, che è ancora in corso. Con un linguaggio semplice, brillante e adatto a tutti e un ricco apparato di immagini.

“Qual è il titolo di questo libro?” trasmette sin dal titolo uno spirito divertito e sorridente: la chiave di volta per presentare la logica e le sue sottigliezze. Potete leggerlo dalla prima all’ultima pagina o cominciare un capitolo a caso e perdervi nei suoi indovinelli ed enigmi. Tra furfanti (che mentono sempre) e cavalieri (che dicono sempre la verità), scrigni di Porzia, personaggi tratti da Alice e dal suo paese delle meraviglie e altre storie bizzarre e misteriose, anche di famiglia, finirà che quasi senza volerlo farete amicizia con la logica perdendovi in una carrellata di paradossi e problemi fino a sfiorare le frontiere della logica moderna e la vetta del teorema di Gödel.

Gli argomenti di Algebra coprono l’algebra elementare: polinomi, numeri complessi, successioni, serie, interpolazione polinomiale, disuguaglianze ed equazioni funzionali. La trattazione teorica degli argomenti è affiancata dalla presentazione delle tecniche algebriche di problem solving e da numerosi esempi esplicativi tratti principalmente dalle competizioni matematiche. Il testo contiene un congruo numero di problemi proposti, tutti corredati di soluzione commentata, che consentono al lettore di esercitare le competenze acquisite grazie ai contenuti studiati nelle pagine precedenti. Algebra si rivolge agli studenti partecipanti a competizioni matematiche o che desiderano accrescere le proprie conoscenze di base anche in preparazione all’accesso alle Scuole Universitarie di Eccellenza, e ai loro docenti formatori.

In natura gli scarti sono davvero pochi; quasi ogni atomo è una risorsa per determinati organismi, così che tutta la materia disponibile rimane tale in un ciclo perpetuo. Al contrario, i sistemi di produzione di energia e di beni economici, nell'ambito delle società umane, sono lineari: si va dall'estrazione delle materie prime alle fasi di raffinazione, lavorazione e assemblaggio (spesso in località molto distanti fra loro), fino alla distribuzione dei beni e alla loro rapida trasformazione in rifiuti da conferire in discarica. In "Verso un mondo nuovo" Chris Forman e Claire Asher ci mostrano ciò che possiamo apprendere dall'efficiente circolarità degli ecosistemi, offrendoci una visione aperta, realistica e positiva di un futuro nel quale potremo combinare biologia e produzione industriale per risolvere i nostri problemi di spreco e inquinamento.

Gli esseri umani sono da sempre affascinati dall’idea di abbandonare la Terra e viaggiare nel cosmo: nel 1966, mentre il programma Apollo era in pieno svolgimento, negli USA andava in onda per la prima volta la serie tv Star Trek in cui la nave stellare Enterprise viaggiava alla ricerca di «strani, nuovi mondi». Lo stesso sogno è alimentato oggi dai nuovi imprenditori spaziali, proposto anche come possibile risposta ai cambiamenti climatici e ad altre minacce per la sopravvivenza dell’umanità. Ma – si domanda Amedeo Balbi, astrofisico e apprezzato divulgatore scientifico – è realistico pensare di fondare colonie umane su altri pianeti o satelliti? Quali sono le difficoltà tecniche da affrontare? Come ci si può adattare ai nuovi ambienti? E, soprattutto, ne vale la pena? In un affascinante e inedito percorso fra immaginazione e scienza, il libro – vincitore del Premio letterario Galileo per la divulgazione scientifica – analizza ogni aspetto delle sfide che andrebbero affrontate: dai tempi di viaggio alla disponibilità di risorse, dalle richieste energetiche ai rischi per la salute. E contemporaneamente invita il lettore a una riflessione profonda sul senso della scienza, sui limiti del progresso e sul rapporto fra l’universo e l’umanità.

Quanti bambini, a un certo punto, hanno sognato di diventare veterinari per "salvare gli animali"? Quasi tutti hanno poi preso altre strade, crescendo, ma non tutti: per esempio Giulia Corsini, che per lavoro, studio e passione ha frequentato gli ambienti molto diversi in cui veterinari e ricercatori operano, e ci accompagna così in un viaggio tra cliniche e giardini zoologici, riserve naturali e parchi cittadini, circhi e allevamenti. Ogni ambiente pone problemi pratici, etici e filosofici diversi: se lo scoiattolo grigio americano mette a repentaglio la sopravvivenza dello scoiattolo rosso europeo, che cosa bisogna fare? Si può salvaguardare il benessere animale anche in un allevamento da macellazione? Il boom degli animali da compagnia è solo un business che genera gatti stressati e cani depressi? E che cosa succederebbe davvero se chiudessimo tutti gli zoo e i circhi? Più in generale: siamo sicuri che le nostre idee comuni sugli animali, domestici o selvatici, corrispondano alla realtà? Nel corso del viaggio, non mancano naturalmente i veri e propri incontri con gli animali: un enorme elefante con le zanne ricoperte da placche metalliche; suini neri romagnoli salvati dall'estinzione (anche) da un pugno di allevatori; cani e gatti in quantità, ma anche ratti insospettabilmente affettuosi; pesci zebrati, bombi e api che sanno contare; l'ombra antica del lupo, che torna a dominare le montagne; cervi giapponesi che hanno invaso l'Inghilterra e gamberi di fiume che invece stanno scomparendo; pettirossi che scambiano un lampione per il sole; due femmine di orango che guardano le foto dal display di un cellulare... Alla fine di questo libro, rigoroso come un saggio e personale come un memoir, scopriremo che quell'idea infantile del veterinario non era poi così sbagliata: si tratta soltanto di capire che il rapporto tra uomini e animali è molto più complesso di quanto pensavamo, ricco di sfumature e contraddizioni. Ma se ci manteniamo liberi da schematismi e pregiudizi, se sappiamo metterci in discussione ogni volta, con le azioni e le idee possiamo ancora provare a Salvare gli animali.

Da bambina, Aimee Nezhukumatathil ha chiamato “casa” i luoghi più diversi: i terreni intorno a un istituto psichiatrico del Kansas, dove sua madre era medico; i cieli aperti e le alte montagne dell’Arizona, dove faceva escursioni con il padre; e i climi più freddi dello Stato di New York e dell’Ohio. Ma poco importa il luogo, poco importa quanto difficile sia stato l’adattamento o minaccioso il paesaggio: Nezhukumatathil è riuscita sempre a trovare una guida e un conforto nelle creature feroci e divertenti del nostro mondo. “Un pavone”, racconta, “è capace di ricordarti una casa da cui per tutta la vita non farai altro che scappar via per poi tentare di farvi ritorno”. E, a modo suo, l’axolotl ci insegna a sorridere, persino di fronte alla scortesia. La sensitiva, o Mimosa pudica, ci aiuta a scrollarci di dosso le avances indesiderate. Il narvalo ci mostra come sopravvivere in ambienti ostili. Sono molti i modi in cui la natura e i suoi abitanti possono darci insegnamenti, sostegno e ispirazione. Anche in ciò che è strano o sgradevole, l'autrice coglie incanto e affinità. Funziona così, con la meraviglia: dobbiamo essere abbastanza curiosi da guardare oltre le distrazioni per apprezzare appieno i doni del mondo. Appassionato, lirico e splendidamente illustrato, "Un mondo di meraviglie" è un libro che instilla gioia e stupore.