Matematica e scienze

Cosa sappiamo dell’universo? Molto, moltissimo: la sua età, la sua struttura, cosa contiene e come ha fatto a evolvere in uno spazio disseminato di galassie, stelle, pianeti. Solo poco più di un secolo fa, non sapevamo quasi nulla di tutto questo. Il racconto di come la fisica moderna sia arrivata così avanti sulla strada della conoscenza del cosmo è il racconto di una straordinaria avventura scientifica, che Amedeo Balbi, astrofisico e divulgatore, ci aiuta a seguire passo dopo passo: dalla teoria della relatività di Einstein alla scoperta dell’espansione dell’universo, dall’osservazione della radiazione cosmica di fondo fino all’elaborazione del modello “classico” del Big Bang che oggi riteniamo la migliore descrizione dell’origine del cosmo. Allora, ormai sappiamo tutto dell’universo? Naturalmente no: se siamo sicuri dell’impianto generale, non abbiamo di certo definito con precisione tutti i dettagli. Balbi allora ci invita alla scoperta della terra di frontiera su cui si svolge la ricerca attuale, dalle conferme della teoria inflazionaria alla ricerca della materia oscura, alla spiegazione dell’accelerazione dell’espansione dell’universo. Ma anche alla frontiera della ricerca, siamo ben lontani dal trovare la risposta definitiva a domande basilari: l’universo è finito o infinito? Lo spazio e il tempo hanno avuto un inizio, e avranno una fine? Le leggi di natura potevano essere diverse? Esistono altri universi oltre il nostro? Per affrontare queste domande con gli strumenti della scienza bisogna spingersi oltre l’ultimo orizzonte, dove gli avvenimenti dei primordi sono nascosti al nostro sguardo da un muro di fuoco, dove le misurazioni che abbiamo fatto sull’universo potrebbero non valere più, dove potremmo scoprire che la fisica che abbiamo elaborato descrive solo un breve momento e un limitato spazio di un ben più ampio e irraggiungibile cosmo. Cosa sappiamo dell’universo?

Noi siamo il risultato di una serie di imperfezioni che hanno avuto successo

Nel 1969 i primi due uomini mettevano piede su un altro corpo celeste, la Luna. Era un passo storico che segnava il ventesimo secolo, esprimendo il lato buono dell’umanità in un periodo tormentato da grandi tragedie. Dopo cinque decenni ci si sta preparando al ritorno sulle sabbie seleniche, ma adesso per rimanerci costruendo una colonia dove gli esploratori del cosmo potranno vivere e lavorare. Gli uomini e le donne che hanno avuto l’intelligenza e l’ardire di affrontare l’uscita dalla Terra, volando oltre il cielo, sono i protagonisti di questo libro. Assieme ci sono coloro che hanno pensato e costruito i mezzi per affrontare le ardue sfide nelle quali spesso era in gioco la vita. Tutti parlano e raccontano direttamente le loro storie in queste interviste frutto di incontri straordinari avvenuti nei luoghi dove le imprese dello spazio si inventavano, prendevano forma o si controllavano. Il libro è una storia dello spazio raccontata dalla voce dei personaggi che l’hanno realizzata. Ed è stato meraviglioso ascoltare la passione, l’entusiasmo, la visione che animavano le loro parole spesso intrise da una sorprendente umiltà. Testimonianze preziose, che ci portano nel futuro volando dalla fantascienza alla realtà.

Un libro che spiega i meccanismi e le ragioni delle attività eruttive, un fenomeno naturale che rinnova di continuo la superficie del pianeta. L’autrice mostra la doppia natura dei vulcani, distruttiva e benefica al tempo stesso: da un lato cancellano terre nel giro di poche ore, dall’altro irrorano il pianeta di minerali e gas essenziali alla sopravvivenza delle forme viventi, compreso l’uomo. I vulcani sono classificati in funzione della collocazione geografica, dello stato di attività e dalla frequenza con cui si manifesta la capacità eruttiva. Ciò consente inoltre di spiegare come si muovano reciprocamente le zolle in cui è spezzettata la superficie del pianeta, con effetti spettacolari ed esplosivi.

Oggi sappiamo che le proprietà dei neuroni specchio non sono una bizzarria di una piccola porzione della corteccia, ma rappresentano un meccanismo fondamentale di funzionamento del nostro cervello. Rizzolatti e Sinigaglia ripercorrono qui gli studi che negli ultimi anni hanno chiarito natura e portata di tale meccanismo, mostrando come esso sia alla base della capacità di comprendere le azioni e le emozioni altrui. Si tratta di una comprensione particolare, che avviene dall’interno, poiché si basa sulla nostra stessa capacità di rappresentare quelle azioni o quelle emozioni. Quello di cui facciamo esperienza quando osserviamo gli altri agire o provare un’emozione non è poi così diverso da quello di cui facciamo esperienza quando agiamo o proviamo un’emozione in prima persona. E questo spiega perché siamo esseri intrinsecamente sociali.

Viviamo dentro una gabbia virtuale le cui sbarre sono i preconcetti e le false idee sul mondo e sul nostro rapporto con esso. Rinchiusi come siamo in questa prigione di illusioni, conduciamo un'esistenza inautentica e irrimediabilmente infelice. Ma è possibile liberarsi? E come? Esponendo i principi della fisica quantistica in modo chiaro e accessibile, Marrone ci aiuta a vedere la realtà  per quello che effettivamente è, proponendoci un percorso di riscoperta della nostra vera natura. Le tappe di questo percorso sono dodici, 12 Chiavi per uscire dalla gabbia, che ci permetteranno di cogliere il significato ultimo del tempo e dello spazio, di penetrare i meccanismi di creazione della realtà e di acquisire piena consapevolezza su chi siamo veramente e sull'immenso potere della nostra mente.

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, che è allegata a questo quarto volume. In questo quarto volume si esaminano i Gruppi critici, cioè i generi che richiedono un approfondimento in relazione alle singole specie, e si espongono le Chiavi analitiche delle 184 famiglie e dei relativi generi già descritti, oltre agli Addenda et corrigenda dei volumi già pubblicati. Per agevolare chi si sta accostando alla botanica sistematica e a completamento dell'opera, sono state raccolte delle Tavole sinottiche delle famiglie, con foto a colori. Nella "Flora digitale", sono presentate 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 permette di identificare in modo semplice e interattivo qualunque specie della nostra flora, come descritte nell'opera completa.

La biologia è in continua evoluzione: nuove ipotesi si traducono in nuove conoscenze, ma anche in nuovi spunti di ricerca e nuovi strumenti di insegnamento, e questo rende l’esigenza di restare aggiornati più urgente rispetto ad altre discipline. La quinta edizione italiana di Biologia raccoglie il patrimonio di informazioni, strumenti e prospettive accumulato negli ultimi anni e lo organizza partendo dall’idea che la biologia sia prima di tutto un sistema: quale che sia il livello di organizzazione che si vuole indagare, dalle molecole agli ecosistemi, i sistemi biologici sono interconnessi e complessi, e serve un approccio integrato. Questa constatazione legata allo studio della disciplina riflette il fatto che la popolazione umana è connessa in modo imprescindibile con le altre forme viventi. Questo libro porta lo studente a vedere la biologia come qualcosa che lo riguarda e che riguarda il suo futuro (anche di scienziato) e lo sprona, attraverso l’apprendimento attivo, a partecipare al processo di scoperta, ad acquisire abilità di gestione e interpretazione dei dati, a formarsi un pensiero critico e propositivo. Il metodo degli autori, incentrato su esempi reali e vivaci e su ricerche in corso, stimola lo studente alla scoperta attiva e lo fa attraverso rubriche che hanno una stretta coerenza reciproca.Un caso da vicino: una storia reale e una domanda, ad apertura di capitolo, con spunti di lavoro scaturiti da ricerche recenti; la risposta dettagliata alla domanda si trova a fine capitolo. L’esperimento: la descrizione della ricerca che sta alla base di Un caso da vicino. Lavorare con i dati: una proposta di lavoro sui dati reali dell’esperimento, nella quale lo studente è invitato ad analizzare i risultati da sé e a rispondere ad alcune domande. Prospettive future: nuove domande e opportunità di ricerca, sempre in rapporto a Un caso da vicino, a fine capitolo. Concetti chiave: sintesi di idee portanti all’inizio di ogni paragrafo. Ricapitoliamo: riassunto del paragrafo, con un elenco di abilità (Hai imparato a...) che lo studente deve aver acquisito, oltre a domande ed esercizi, in rapporto esplicito con i concetti chiave. I concetti in pratica: sintesi di una ricerca reale che verte intorno ad alcuni concetti chiave del capitolo, con una serie di domande.Infine, anche i contenuti multimediali sono stati pensati nell’ottica di un approccio integrato. Nel testo sono richiamate infatti attività, animazioni e media clip che sono disponibili sul sito e nell’ebook. Animazioni e media clip sono inoltre visualizzabili sullo smarthphone scaricando l’app Guarda!

Lo strumento per comprendere la Fisica di Base nelle Scuole di Ingegneria, problemi complessi per esplorare i concetti, consolidare l’apprendimento e prepararsi all’esame, più i richiami alla teoria e un ricco contributo di supporti didattici.

Cosa hanno da insegnarci organismi apparentemente tanto diversi da noi come una quercia, una pianta rampicante o un polpo? Quali dei loro segreti potrebbero aiutarci a costruire un futuro migliore e meno fosco di quello che oggi iniziamo a intravedere? La tecnologia sarà mai in grado di riprodurre la potenza nascosta e pulita del mondo vegetale? La risposta a tutte queste domande è racchiusa nel lavoro pionieristico della donna che ha inventato il primo robot della storia ispirato al mondo delle piante. Perfettamente adattate al loro habitat, le piante rappresentano un’alternativa evolutiva quasi speculare a quella del mondo animale: mentre uomini e animali si sono evoluti privilegiando caratteristiche legate al movimento e alla velocità, il mondo vegetale ha fatto della lentezza l’origine della propria resilienza. Se fino a ieri non avevamo dubbi su quale tra le due fosse la strategia di maggior successo, oggi qualche dubbio c’è, sollevato dalla crisi ecologica globale che abbiamo scatenato. Dal suo osservatorio di protagonista della rivoluzione tecnologica in atto Barbara Mazzolai ci conduce, con rigore scientifico e facilità divulgativa, in un’esplorazione della natura, tra bizzarri animali, piante dalle capacità misteriose, enigmi naturali che ancora oggi arrovellano gli scienziati. Il suo libro offre spunti e riflessioni illuminanti per capire meglio il presente, e un valido aiuto per iniziare a immaginare il futuro del nostro bel «pianeta azzurro».

Randall Munroe, con i suoi fumetti stilizzati sulla scienza, la tecnologia, il linguaggio e l’amore fornisce risposte dettagliate e documentate alle domande più strampalate, che spaziano dal semplicemente bizzarro all’assolutamente diabolico: E se facessi una nuotata in una piscina di combustibile nucleare esausto? È possibile costruire uno zaino-jet utilizzando mitragliatrici che sparano verso il basso? E se New York venisse colpita da un terremoto di magnitudo 15 della scala Richter? Che cosa accadrebbe se il DNA di una persona svanisse? Nel tentativo di trovare delle risposte, Munroe conduce simulazioni al computer, spulcia appunti di ricerca di progetti militari declassificati, si consulta con operatori di un reattore nucleare, misura con un cronometro il tempo delle scene di Star Wars, chiama sua madre e cerca su Google animali dall’aspetto inquietante. Le sue risposte sono perle di umorismo e illustrano in maniera accurata e divertente ogni cosa, a partire dalle vostre probabilità di incontrare l’anima gemella fino ai molti modi orribili in cui potreste morire costruendo una tavola periodica degli elementi. Quando è Randall Munroe a guidarvi, la scienza diventa piuttosto strana molto in fretta. Lanciare una palla da baseball a velocità prossime a quelle della luce può radere al suolo interi isolati cittadini. Una mole di talpe può soffocare il pianeta sotto una coltre di carne. Yoda può impiegare la Forza per ricaricare la sua Smart elettrica. Un tripudio di informazioni istruttive per chiunque ami ragionare per ipotesi.