Matematica e scienze

Come le piante navigano intorno al mondo, come portano la vita su isole sterili, come sono state in grado di crescere in luoghi inaccessibili e inospitali, come riescono a viaggiare attraverso il tempo, come convincono gli animali a farsi trasportare ovunque. Sono solo alcune delle incredibili cose raccontate nelle storie che troverete in questo libro. Storie di pionieri, fuggitivi, reduci, combattenti, eremiti, signori del tempo.

Possano i miei "Quadri della natura" fornire al lettore una parte del piacere che una mente ricettiva trova nella contemplazione della natura. E poiché tale piacere risulta moltiplicato dalla comprensione dell'intima connessione delle forze naturali, ad ogni saggio sono state accluse delle spiegazioni e delle aggiunte scientifiche». In queste parole, che accompagnano la prima edizione dei "Quadri della natura", scritti a Parigi dopo il viaggio in Centro e Sudamerica compiuto tra il 1799 e il 1804, risiede tutta la forza dirompente e innovatrice di questo libro e del suo autore. Esploratore, pensatore fuori dagli schemi, punto di riferimento della comunità scientifica del suo tempo, Alexander von Humboldt è stato il primo a osservare e descrivere l'ambiente come una rete globale in cui tutto è interconnesso, e a definire di fatto l'idea di natura che conosciamo oggi. Soprattutto gli viene riconosciuta l'invenzione del moderno concetto di paesaggio. I "Quadri della natura" rappresentano in questo senso un documento unico, un grande classico della letteratura scientifica — ma anche uno straordinario diario di viaggio — che rivive ora in una nuova edizione arricchita da splendide illustrazioni in bianco e nero e a colori.

Benché mammiferi e uccelli siano unanimemente considerati le creature più intelligenti, si va imponendo una diversa, sorprendente, evidenza: da un ramo dell'albero della vita assai distante dal nostro è nata una forma di intelligenza superiore, i cefalopodi — ossia calamari, seppie e soprattutto polpi. In cattività, i polpi sono in grado di distinguere l'uno dall'altro i loro guardiani, di compiere scorrerie notturne nelle vasche vicine per procurarsi del cibo, di spegnere le luci lanciando getti d'acqua sulle lampadine, di mettere in atto ardite evasioni. Com'è possibile che una creatura tanto dotata abbia seguito una linea evolutiva così radicalmente lontana dalla nostra? Il fatto è — ci rivela Peter Godfrey-Smith, indiscussa autorità in materia e appassionato osservatore sul campo — che i cefalopodi sono un'isola di complessità mentale nel mare degli invertebrati, un esperimento indipendente nell'evoluzione di grandi cervelli e comportamenti complessi. E probabile, insomma, che il contatto con i polpi sia quanto di più vicino all'incontro con un alieno intelligente ci possa mai capitare. Ma Godfrey-Smith tocca in questo libro un altro punto capitale: nel momento in cui siamo costretti ad attribuire un'attività mentale e una qualche forma di coscienza ad animali ben distanti da noi nell'albero della vita, dobbiamo anche ammettere di non avere certezze su che cosa sia la nostra coscienza di umani. E forse questa via è una delle migliori per arrivare a capirlo.

Gli alberi sono tra i più costanti ma anche più vari compagni dell'uomo. Dal sacro baniano dell'India al profumato cedro del Libano, offrono rifugio e ispirazione, oltre alle materie prime per fabbricare di tutto, dall'aspirina alle capsule spaziali. Ne "Il giro del mondo in 80 alberi", Jonathan Drori viaggia nel tempo e attraverso le culture usando la botanica più attuale per mostrare il ruolo che gli alberi giocano in ogni parte della vita umana. I racconti spaziano dai dettagli romantici a quelli incresciosi, illuminando le relazioni storiche tra la gente e le specie apparentemente familiari, come olmo e faggio, mentre altri sottolineano l'esotico e lo straordinario, come l'esplosivo albero dinamite o la singolare pianta della Polinesia che raccoglie metallo.

Oltre tre millenni di conquiste scientifiche in un unico, grande disegno: ecco l’ambizioso scopo di questo caposaldo della divulgazione, che ci conduce alla scoperta della vera natura di spazio e tempo attraverso la stupefacente armonia tra i dati fisici e le idee matematiche che li interpretano. Grazie a un’indiscussa capacità divulgativa, Penrose rende accessibili e intriganti i segreti dell’universo, permettendoci di contemplare in un quadro unitario gli elementi che regolano il delicatissimo equilibrio della nostra esistenza: i “mattoni costitutivi” della realtà. Con una scrittura accattivante, grande precisione e una dose di preziosa ironia, Penrose affronta i misteri della natura, da elementi microscopici quali i quark fino a fenomeni meno conosciuti dello spazio, come i buchi neri. Un’imperdibile introduzione alle leggi del mondo in cui viviamo, per ripercorrere la sfida intellettuale che ha dischiuso all’uomo i meccanismi dell’universo.

Cosa fa salire le sottili nuvole di vapore dalla vostra tazza di caffè bollente o le nuvole bianche che volteggiano in cielo? Perché più aspettate più le bollicine della vostra bibita gassata diventano grandi? Perché l'acqua del vostro dessert di gelatina non cola? Perché la vostra lingua si incolla a una superficie ghiacciata? Perché le vostre articolazioni non scricchiolano? Domande come queste sono rimaste senza risposta non solo perché sembravano complesse ma anche perché richiedono da parte degli scienziati il coraggio di avventurarsi in un campo "politicamente rischioso". Gli scienziati che cercano di comprendere il "comportamento sociale" dell'acqua lo fanno mettendo a repentaglio la propria reputazione perché la ricerca sull'acqua ha incontrato ripetuti fiaschi e gli scienziati sono stati spesso derisi. Gerald Pollack ci accompagna in un viaggio alla scoperta dell'acqua mostrandoci un mondo nascosto pieno di intensa attività fisica e in grado di darci risposte così semplici da risultare comprensibili a qualunque persona curiosa. Egli enumera una vasta serie di esempi che mostrano come certe teorie astruse abbiano portato fuori strada e offre una spiegazione estremamente semplice di come i cambiamenti nella struttura dell'acqua siano alla base della gran parte delle transizioni di forma e moto.

Tentare di comprendere l'uomo attraverso la sua storia è una delle sfide più affascinanti della conoscenza scientifica

È una nebbiosa serata invernale e con un gruppo di amici volete rilassarvi dopo una dura giornata di lavoro. Che fate? Andate al più vicino centro commerciale con annessa multisala per vedere l'ultimo successo di botteghino? C'è un problema: non esiste un cinema nel vostro paese e, a dirla tutta, in nessun posto sulla Terra. No, non siete in un futuro apocalittico. Voi e i vostri amici siete seduti in una taverna fumosa e poco illuminata, nel 1478, forse a Venezia, forse a Perugia, o magari a Milano. Come passate la serata allora, senza televisione, romanzi o discoteche? Potete giocare! Il capo brigata ha una serie inesauribile di bolzoni - giochi, trucchi, enigmi e passatempi - da proporre: sa bene che, attraverso i giochi, le meraviglie della matematica fanno breccia anche nelle «menti incolte». Questo libro è la raccolta, tradotta e commentata, dei giochi matematici che Luca Pacioli, figura fondamentale della matematica dei secoli XV-XVI, descrive in un manoscritto del Quattrocento sconosciuto al grande pubblico. Sono giochi antichi e attualissimi, sempre ricchi di fascino, soprattutto se si leggono nel volgare dell'epoca. Il libro solletica inoltre l'interesse del cultore di ricreazioni matematiche, descrivendo come si divertivano e come giocavano gli uomini alla fine del Medioevo.

Qual è l'origine della cultura? A che cosa si deve la diversità degli usi e costumi dei popoli della Terra? In che modo cambiano le tradizioni durante il tempo, e perché? Il volume illustra come la biologia evolutiva possa aiutarci a offrire una risposta soddisfacente a queste domande. Non solo essa ci permette, infatti, di comprendere le radici naturali dei nostri comportamenti sociali ma anche di capire meglio come questi cambiano nel tempo e perché. Poiché le culture sono dinamiche - e la teoria darwiniana è un eccellente strumento per comprendere i meccanismi che governano i processi storici - è possibile interpretarle come entità che evolvono durante il tempo. Questa lettura, adottata già da alcuni contemporanei di Darwin, sta finalmente iniziando a mostrare appieno il suo potenziale e a offrire un nuovo stimolo per la ricerca in psicologia, antropologia e sociologia.

Dopo 35 anni dalla prima, vede la luce la seconda edizione di Flora d'Italia che si compone oggi di quattro volumi cartacei di Sandro Pignatti e di una nuovissima "Flora digitale" realizzata da Riccardo Guarino e Marco La Rosa, con più di 90.000 immagini a colori organizzate in un sistema di riconoscimento a criterio multiplo, comprendente 88.000 foto di flora italiana e tavole esplicative, che sarà allegata al quarto volume dell'opera. In questo terzo volume si prendono in considerazione le Asteridi, Euasteridi, a partire dalle Cornaceae, passando per importanti famiglie come le Ericaceae, Rubiaceae, Gentianaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae s.l, Solanaceae, Apiaceae, Campanulaceae, per terminare con la corposa famiglia delle Asteraceae, rappresentata da ben 161 generi con quasi un migliaio di specie. L'ordinamento sistematico si spinge, attraverso superfamiglie, famiglie, generi, specie, sottospecie, sino alle varietà e alle forme di una stessa specie, ciascuna descritta nei minimi particolari. Ogni specie è inoltre illustrata da un disegno che ne evidenzia i particolari diagnostici.

La matematica è rivoluzionaria. Attinge alla dimensione della libertà umana per creare mondi diversi e opposti, negando un codice già affermato per strutturarne liberamente un altro. Affermazioni matematiche all'apparenza inutili o sbagliate preannunciano quasi sempre vere e proprie rivoluzioni del pensiero. Il teorema di Bayes, per esempio, da puro gioco intellettuale è diventato un pilastro della diagnostica medica, della scienza forense, delle neuroscienze e nelle ricerche sull'intelligenza artificiale. In un viaggio che dai filosofi greci ci conduce alla Ultimate Machine di Claude Shannon, l'autore ci mostra che la matematica è rivoluzionaria anche in un modo più profondo: ci mette in grado di capire il mondo e di partecipare alla costruzione della società; di sconfiggere il tiranno: quello vero, ma soprattutto quello generato dal nostro stesso pensiero. Tutti possiamo intervenire, decidere se un ragionamento è corretto o meno, e tutti possiamo accedere agli assiomi iniziali e alle regole usate per svilupparli. Nel mondo fantastico dei numeri e dei teoremi non ci sono limiti all'immaginazione e in questo esercizio di fantasia siamo tutti liberi e tutti uguali. Non c'è nulla di controverso. "Sire", spiegò ad Alessandro Magno il suo precettore Menecmo, "in geografia esistono strade per i re e strade per il popolo, ma in geometria c'è un'unica strada per tutti."

Il 27 dicembre 1831 un brigantino inglese, la Beagle, salpa da Devonport, al comando del capitano Fitz Roy, con a bordo Charles Darwin, a quell'epoca ventiduenne. Scopo della spedizione era completare il rilevamento della Patagonia e della Terra del Fuoco, ispezionare le coste del Cile, del Perù e di alcune isole del Pacifico ed eseguire una serie di misure di longitudine attorno al mondo. I cinque anni di viaggio sulla Beagle permettono a Darwin di accumulare un enorme quantità di materiale e di dati - sulla fauna, sulla flora, le formazioni geologiche e così via - che saranno alla base di una delle tappe fondamentali del pensiero umano e di uno dei più importanti contributi scientifici di tutti i tempi.