Matematica e scienze

"Ogni cosa è collegata. E lo dimostrerò scientificamente." Ci sono parole che nascondono un mondo bellissimo, che sembrano precise come termini medici, eppure vengono usate da chiunque e nei momenti più disparati per affermare concetti spesso lontani dal contesto in cui queste parole sono nate. Prendiamo il termine "sincronicità", per esempio, che usiamo solitamente per indicare quegli eventi che si verificano nello stesso istante. Ci sono scienziati che hanno timore a usare questa parola, perché evoca concetti mistici o terreni troppo scivolosi. Ma la scienza non è a favore o contro concetti sincronici: semmai lo sono gli scienziati. Infatti c'è un fisico, che è andato contro tutto e tutti, a cui questa parola non faceva paura. Anzi, si è messo a indagarla. E lo ha fatto insieme allo psicanalista in attività più famoso del mondo, colui che quella parola l'aveva creata. Questa è la storia di un fisico così talentuoso che a trent'anni (anzi, meno) è stato collocato esattamente tra Einstein e Maxwell nella classifica dei fisici più importanti del ventesimo secolo: Wolfgang Pauli. Ma anche del personaggio più criticato, sbeffeggiato, deriso di tutto il mondo scientifico. Soprattutto per la sua seconda vita, che Pauli ha scelto di trascorrere nei quartieri più malfamati delle grandi città, girando per bordelli, bevendo whisky, prendendosi a botte con la gente più strana, e tornando sempre a casa alle prime ore del mattino. Ma, come se non bastasse, c'é un altro colpo di scena. Wolfgang Pauli andava in analisi da Carl Gustav Jung, il quale aveva chiesto una sola cosa in cambio: che Pauli gli spiegasse la fisica quantistica. Questa è una storia di inquietudine. Una storia in cui viene messo in discussione un modo di ragionare che ci è proprio, e che diamo per scontato. Quella raccontata in questo libro è la vera, incredibile storia di Pauli e Jung, della fisica quantistica e della sincronicità, della mente e dell'amore, e di come tutto sia straordinariamente legato insieme.

Uno dei più importanti scienziati della nostra epoca ci aiuta a leggere il mondo per come è davvero e non per come ce lo raccontiamo. Quanto e perché è cresciuta l'altezza media della popolazione? Perché le auto elettriche non sono così risolutive quanto supponiamo? Mangiamo più pollo o più maiale, e perché? Che cos'è che rende felice la gente? Perché i vaccini sono il miglior investimento possibile? L'aspettativa di vita è arrivata al suo apice? Utilizzando dati, statistiche, studi scientifici internazionali, e spaziando tra i temi più disparati – dalla fertilità ai rifiuti, dall'alimentazione alla tecnologia, dai trasporti alla medicina – Vaclav Smil smonta certezze assodate, ribalta luoghi comuni e getta luce su aspetti meno noti della realtà. E ci invita, mescolando storia, scienza e grande arguzia, a sfidare le narrazioni più diffuse e a interrogarci su ciò che riteniamo vero in questi tempi significativi.

«Il futuro non si risolve come un'equazione, e nessuna mirabolante tecnologia a venire oggi concepibile illuminerà di un millimetro le incognite ultime degli sviluppi sociali e politici dei prossimi millenni, se ci saranno. Nessuna soluzione tecnologica guiderà perfettamente lo sviluppo della civiltà umana, consentendo di predirlo scientificamente. Non c'è risposta giusta a un problema posto nei termini errati». Con queste parole, Fabio Chiusi mette in chiaro, fin dall'introduzione, che questo non è l'ennesimo libro in lode di Elon Musk, il «Tony Stark in carne e ossa», l'uomo (quasi) più ricco del mondo, l'acclamato miliardario eccentrico e altruista che vuole salvare l'umanità, il geniale ideatore di SpaceX, Tesla, Starlink, Neuralink, e ora anche padrone di Twitter. Questo libro è un'operazione differente e più articolata. Attraverso l'analisi del pensiero di Musk e di quello dei suoi eroi personali, Chiusi indica la matrice culturale e filosofica di riferimento del tycoon sudafricano e ce ne mostra le debolezze e, soprattutto, la pericolosità. Perché una cosa è certa, Elon Musk non opera solo per massimizzare il proprio profitto: ha un progetto a lungo termine e ha i mezzi per realizzarlo. E questo progetto ci coinvolge tutti, per cui conviene conoscerlo, anche perché – e qui sta il punto – le sue azioni hanno la tendenza a sfuggire a un reale controllo pubblico, critico e su base democratica.

Kurt Fischer racconta di aver scoperto la relatività da ragazzo, grazie ai libri della biblioteca della sua città natale. Quei libri, però, erano stati anche fonte di frustrazione: alcuni erano troppo semplici e superficiali, altri offuscavano il significato fisico della teoria in un intrico di simboli matematici incomprensibili. Relatività per tutti nasce dal desiderio di colmare questo divario con un libro capace di spiegare in modo chiaro la teoria einsteiniana senza rinunciare a una trattazione rigorosa: pochi concetti fondamentali – luce, energia, massa, spazio e tempo – sono usati per ripercorrere l’approccio fisico-geometrico adottato da Einstein.

Una leggenda narra che la prima ambasceria dell'impero romano in Cina portasse in dono all'imperatore celeste carapaci di tartarughe, pietre preziose, stoffe e… un trattato di astronomia. La conoscenza scientifica è stata sempre utilizzata dalle società anche come strumento per relazionarsi con le altre comunità, e dalla seconda metà dell'Ottocento scienza e politica internazionale si sono sempre più legate in un rapporto tanto complesso quanto simbiotico. In "Ragione di Stato, ragione di scienza" Giacomo Destro ripercorre i grandi temi globali in cui la scienza si intreccia con le relazioni tra le nazioni, come le questioni ambientali ed energetiche e i confini etici della ricerca. E lo fa raccontando storie di scienziati che spiano e vengono spiati, di diplomazia spaziale e neocolonialismo, di crimini efferati e cooperazioni internazionali. Un viaggio avventuroso e suggestivo che ci porterà nei luoghi più significativi della diplomazia scientifica, per capire come questo tema sia molto più vicino alle nostre vite di tutti i giorni rispetto a quanto si possa immaginare.

Il nucleo è un minuscolo puntino materiale al centro dell'atomo, del quale possiede pressoché tutta la massa. Un puntino apparentemente insignificante che cela in realtà un intero mondo. Per esempio, la sua struttura e le interazioni che in esso avvengono sono all'origine dei tre tipi di radioattività che possiamo osservare e misurare. Inoltre, mentre nei processi chimici gli elementi si ridistribuiscono, nei processi nucleari gli elementi vengono invece trasformati gli uni negli altri, quasi riecheggiando sul piano scientifico quella che era una delle idee centrali dell’alchimia: la trasmutazione della materia. Lo studio della fusione nucleare, cui si deve l'enorme ammontare di energia prodotta nel Sole, ci svela come nascono, evolvono e muoiono le stelle. Infine, l'esistenza stessa del carbonio, l'elemento alla base delle molecole organiche, poggia sulla struttura del nucleo. Giorgio Chinnici esplora questi e altri temi, che si intrecciano con le storie delle grandi personalità della ricerca nella fisica, e ci conduce alla scoperta dei segreti del nucleo, colmando un vuoto nel panorama della divulgazione scientifica.

Il testo offre una trattazione completa della meccanica e della termodinamica; la sua struttura ne permette l'adattamento a diversi Corsi di studio. Con la nuova stesura del testo è cambiato l'ordine di presentazione di alcuni argomenti, sono stati introdotti il capitolo 10, sulla propagazione delle onde meccaniche, e il capitolo 11, in cui sono confluite tutte le considerazioni di meccanica relativistica. È stato inoltre realizzato il nuovo capitolo 12, in cui si forniscono elementi di meccanica analitica e di meccanica quantistica. Novità della terza edizione: una nuova veste grafica; aggiunta di nuove immagini e figure disegnate in quadricromia; aggiunta di un nuovo capitolo; un Riepilogo dei concetti principali posto alla fine di ogni capitolo; un elenco di Quesiti, mediante i quali lo studente può mettere alla prova il proprio grado di apprendimento; raccolta di Problemi proposti a fine capitolo, la cui soluzione è riportata nell'Appendice D.

«Per ventitré secoli gli Elementi di geometria di Euclide hanno plasmato il mondo e hanno attirato lettori verso uno sterminato universo di bellezza astratta e idee pure. Il viaggio nella geometria euclidea è di un fascino assoluto». Gli Elementi hanno attraversato la nostra cultura influenzando non solo la matematica e la geometria, ma anche la filosofia, l'arte e la letteratura. Wardhaugh ci accompagna in un viaggio nel tempo attraverso la nascita dell'Antica Grecia, le botteghe medievali di Baghdad, il Rinascimento fiorentino fino ai giorni nostri, rivelando i segreti del successo di questo libro straordinario sotto molti punti di vista, da quello matematico a quello filosofico, da quello archeologico a quello artistico. Un saggio su un'opera dell'ingegno umano che è diventata un monumento al sapere universale.

«Chiara Zagonel ha la rara capacità di saper coniugare un tema tanto ricco e articolato, con un linguaggio semplice e diretto, in grado di portare concetti complessi alla portata di tutti, rendendoli non solo ben comprensibili, ma anche radicandoli nella nostra vita quotidiana». Ajad M. Carrodano. La fisica quantistica è stata sviluppata a partire dal mondo microscopico e descrive perfettamente il comportamento delle particelle che vi appartengono. L’estensione delle leggi della fisica quantistica al nostro livello quotidiano risulta essere una grande opportunità per comprendere meglio noi stessi e le leggi dell’Universo. In questo libro troverai degli spunti preziosi per effettuare un profondo cambiamento nella visione della realtà, una vera e propria rivoluzione di pensiero perfettamente in linea con le filosofie orientali e con la spiritualità dei popoli nativi. Con questo libro scoprirai: i principi e i fenomeni fondamentali della fisica quantistica; come i principi della quantistica possono modificare la tua vita personale; come la teoria dei quanti conferma l’antica sapienza delle filosofie orientali; … e molto altro ancora.

Le acque del Mar Mediterraneo e dell’Atlantico nord-orientale ospitano una straordinaria varietà di squali, razze e chimere. Questa guida innovativa, completa e facile da usare comprende tutte le 146 specie presenti. Ricca di illustrazioni e di descrizioni dettagliate di ogni specie, con tratti distintivi, habitat, biologia e stato di conservazione, questa indispensabile guida da campo include anche chiavi dicotomiche illustrate che consentono identificazioni precise fino al livello di specie, tavole di comparazione tra specie simili, illustrazioni delle capsule ovigere e tavole dentarie. Una risorsa essenziale anche per la gestione della pesca, la regolamentazione dei commerci e la conservazione degli squali in questa regione.

Cosa contraddistingue gli esseri viventi? C'è un disegno intelligente dietro la presenza della vita nell'universo? Dio, sempre che esista, gioca a dadi, o è un "grande orologiaio"? Pubblicato nel 1970, quando il codice genetico era stato appena decifrato, "Il caso e la necessità" affronta temi tuttora di scottante attualità ed è stato il libro che, dopo "L'origine delle specie" di Darwin, ha suscitato il più vasto dibattito scientifico e filosofico. In queste pagine Monod offre una teoria generale degli esseri viventi dall'ampio respiro culturale, nella quale un ruolo decisivo hanno il "caso", la mutazione iniziale, l'evento fortuito che dà origine a una forma di vita, ma anche la "necessità" che traduce in miliardi di copie quel carattere, replicato secondo le ferree leggi della duplicazione genetica.

Il suo acronimo (lqg) suona come uno dei tanti, criptici e intimidatori, che gremiscono la fisica contemporanea. In realtà, la «gravità quantistica a loop» – oggetto del nuovo libro di Jim Baggott – è una delle declinazioni più promettenti nell’ambito della «teoria quantistica della gravità». La quale, a sua volta, è uno dei tentativi più accreditati di rispondere a una sfida senza precedenti nella storia della fisica: l’armonizzazione di due teorie di grande successo ma tra loro inconciliabili. La prima è la relatività generale di Einstein, che descrive il comportamento della materia su larga scala in uno spazio-tempo curvo: base del modello standard cosmologico del big bang, ha avuto una delle conferme più spettacolari nella recente scoperta delle onde gravitazionali. La seconda è la meccanica quantistica, che descrive invece le proprietà e il comportamento della materia alle scale più piccole: sotto forma di teoria dei campi, è alla base del modello standard della fisica delle particelle, e in questo ambito l’ultima convalida sperimentale è stata la scoperta del bosone di Higgs. Il punto è che il «doppio trionfo» delle due teorie – costruite su interpretazioni incompatibili dello spazio e del tempo – è servito solo a far apparire l’universo ancora più elusivo e misterioso, se non più bizzarro. Compito della lqg è dunque inventare un nuovo, comune tessuto teorico. Ricostruendo i termini della sfida, Baggott si sofferma a lungo sugli scienziati che più si sono adoperati (e continuano ad adoperarsi) per vincerla, come Lee Smolin e Carlo Rovelli; e, pur senza nascondere fino a che punto sia ardua, ne sottolinea l’importanza fondamentale grazie a un pensiero di Laozi: «Anche un viaggio di mille miglia comincia con un primo passo».