Matematica e scienze

La meccanica quantistica è con ogni probabilità la teoria più sconvolgente e per molti versi sconcertante sulla natura del mondo subatomico. Dal principio di indeterminazione di Heisenberg alla funzione d'onda probabilistica di Schrödinger, i concetti di cui la teoria è costituita sono spesso contrari al senso comune; in aggiunta, più le nostre conoscenze aumentano grazie a progressi ed esperimenti, più il mondo infinitamente piccolo diventa complesso e affascinante. Joanne Baker presenta i temi e i concetti fondamentali di questa affascinante teoria, senza trascurare alcuni risvolti applicativi di particolare interesse, come la superconduttività e la crittografia quantistica. Arricchita da cronologie e immagini esplicative, la narrazione è sostenuta da numerosi e aneddoti sulla vita dei protagonisti della fisica dei quanti, dalla fine del XIX secolo a oggi. Tra gatti vivi e morti allo stesso tempo, una forma di teletrasporto che non è più appannaggio esclusivo della fantascienza, antimateria, stringhe e idee forse avveniristiche su una coscienza quantistica, il lettore non avrà certo il tempo di annoiarsi.

Siamo davvero programmati per la velocità? Viviamo in un mondo veloce, dove il tempo sembra via via contrarsi: continuamente connessi, chiamati a rispondere in tempi brevi a e-mail, tweet e sms, iper-sollecitati dalle immagini, in una frenesia visiva e cognitiva dai tratti patologici. Dimentichiamo così che il cervello è una macchina lenta e, nel tentativo di imitare le macchine veloci, andiamo incontro a frustrazioni e affanni. Queste pagine esplorano i meccanismi cerebrali che guidano le reazioni rapide dell'organismo umano, di origine sia genetica sia culturale, con un invito a scoprire i vantaggi di una civiltà dedita alla riflessività e al pensiero lento.

Duemila anni fa un uomo guardò alla cultura del futuro, e ne anticipò una buona parte in un'opera visionaria e avveniristica: l'uomo era il poeta Lucrezio, l'opera il poema "De rerum natura". Tutte le grandi teorie scientifiche di oggi (l'atomismo fisico-chimico, il materialismo psicologico, l'evoluzionismo biologico) sono esposte e difese nei suoi canti. Tutte le grandi superstizioni umanistiche di ieri (la filosofia non epicurea, la letteratura non realistica, la religione non deista) sono criticate e attaccate nelle sue invettive. Il "De rerum natura" costituisce dunque, allo stesso tempo, un'opera di divulgazione scientifica e una testimonianza laica: esattamente le due chiavi di lettura del mondo alle quali ha legato il suo nome anche il "matematico impertinente" Piergiorgio Odifreddi. Ma allora chi meglio di lui potrebbe condurre il lettore nei meandri del poema antico, e mostrare che la scienza moderna è in larga misura una serie di postille a Lucrezio? "Come stanno le cose" affianca a una nuova traduzione in prosa del capolavoro di Lucrezio un commento illustrato di Odifreddi che ne mostra le connessioni ideali o fattuali con l'intera cultura, umanistica e scientifica. Si scopre così che le parole di un letterato classico e i pensieri degli scienziati contemporanei convergono nell'offrire una grandiosa visione del mondo.

Fondamenti di chimica generale presenta i concetti della chimica in un ordine logico pensato per favorirne la comprensione: si inizia con atomi e molecole (compresa la discussione della meccanica quantistica e degli orbitali molecolari) per fornire le basi che permettono di comprendere proprietà e modelli dei gas, dei liquidi e dei solidi; in secondo luogo l'esplorazione della termodinamica e dell'equilibrio permette di impadronirsi dei concetti di entropia e di energia libera. La cinetica illustra poi la natura dinamica della chimica e il ruolo decisivo dell'intuizione e della costruzione di modelli al fine di identificare i meccanismi di reazione. Il testo propone all'interno dei capitoli tre livelli di sostegno per la risoluzione di problemi: gli esercizi modello Come si fa? mostrano brevemente l'applicazione di una formula matematica o di un concetto; gli esempi svolti comprendono sezioni dedicate alle strategie di risoluzione e mostrano come organizzare le informazioni e risolvere problemi combinando i concetti appresi; si chiede allo studente di prevedere la soluzione anche da un punto di vista qualitativo, prima di risolvere il problema; in ogni capitolo vi sono coppie di autoesami che mettono gli studenti in condizione di valutare il proprio livello di apprendimento; il primo è accompagnato subito dalla risposta, quella del secondo si trova invece nel sito web del libro. I problemi di fine capitolo propongono quesiti a diversi livelli di difficoltà.

Cheryl ha la costante sensazione di cadere a causa di un deficit del suo apparato vestibolare; Barbara ha un cervello asimmetrico ed è considerata "ritardata"; Michael è un chirurgo oculare che a quarantaquattro anni subisce un ictus invalidante. Queste sono solo alcune delle storie alle frontiere della neuroscienza narrate in questo saggio: per loro e per molte altre tipologie di pazienti ora c'è una concreta possibilità di recupero e di completa guarigione. La scoperta che ha aperto la strada a questa fondata speranza è quella della neuroplasticità, ossia la proprietà del cervello di essere malleabile sempre, non solo nell'infanzia. Che il cervello fosse una macchina immutabile e che ogni sua parte non potesse essere sostituita o riparata era un assunto indiscutibile nel secolo scorso: una volta inceppato, il congegno perfetto sarebbe rimasto irrimediabilmente danneggiato. La tesi che ha scatenato la rivoluzione della neuroscienza, invece, ci dice che il cervello è in grado di cambiare se stesso e può funzionalmente riorganizzare ogni sua parte per sopperire alle carenze che si vengono a creare in seguito ai traumi o al lento processo di invecchiamento. Non solo. L'intera esperienza umana può essere spiegata esplorando le potenzialità del cervello malleabile: la creatività e l'amore, la dipendenza e l'ossessione. Si tratta di processi neurologici molto complessi, che sono indagati, anzi, vivacemente raccontati con semplicità e chiarezza espositiva.

Vi siete mai chiesti perché il mare è blu? O perché gli uccelli non restano fulminati sui fili dell'elettricità? E come mai una frusta deve produrre proprio quel particolare schiocco? Una serie di divertenti spiegazioni tanto di fenomeni in cui ci si imbatte tutti i giorni, come la gravità e l'acustica, quanto di fatti straordinari, perché la scienza è dappertutto e non occorre essere Einstein per farsi delle domande sul mondo che ci circonda. Il libro è costruito in modo da poter essere letto in più di cento modi a partire da una qualunque delle oltre cento domande cui Wolke dà risposta. Con l'aggiunta qua e là di qualche suggerimento di facili esperimenti domestici.

"Tradurre questo Atlante di anatomia microscopica delle piante è stata un'esperienza molto piacevole. Il libro è scritto bene e in forma concisa, con affascinanti fotografie a colori di eccellente qualità e corredate delle necessarie indicazioni schematiche per il riconoscimento. Pur trattandosi di una guida introduttiva che non si propone di affrontare analiticamente l'insieme della vastissima materia, l'Atlante ha un taglio molto didattico indirizzato allo studio della struttura dei vegetali, dal livello degli organuli subcellulari fino al livello dei tessuti e agli eventi riproduttivi, con esempi di impiego di tecniche microscopiche anche sofisticate. Esso non mancherà perciò di incontrare il favore degli studenti e dei docenti di Botanica nelle facoltà di Scienze e di Agraria, ma anche dei naturalisti curiosi che si dilettano di osservazioni microscopiche e che hanno bisogno di un filo conduttore per i loro primi passi tra i più classici preparati di vegetali, per estendere poi le loro ricerche ad ambiti più ampi: la varietà delle forme e delle strutture delle piante è senza uguali e il campo d'indagine è sconfinato, oltre che relativamente poco esplorato." (Paolo Pupillo, Università di Bologna)

Questo è il terzo libro della collana "Tecnologia Canina" e riguarda i meccanismi generali di trasmissione ereditaria con particolare attenzione alla genetica dei colori ma anche alla genetica del comportamento. Riporta dati aggiornati alle ultime scoperte scientifiche che in alcuni casi appaiono per la prima volta in un testo in lingua italiana.

Per secoli l'uomo si è rifiutato di affrontare il mare grigio, roboante e tempestoso che si estendeva al di là delle Colonne d'Ercole, abitato da mostri terrificanti come le Gorgoni e i Giganti Centimani o da razze bizzarre come i Cimmeri, gli Etiopi e i Pigmei; solo i Fenici, avidi e temerari, osarono sfidare quelle acque alla ricerca di un mollusco da cui estrarre il colore più ambito dalle élite di potere dell'età classica. Oggi l'Atlantico, nella percezione di molti, non è altro che un piccolo inconveniente, che dura giusto il tempo di un paio di film proiettati durante un volo intercontinentale. Fra questi due estremi sono intercorsi duemilacinquecento anni di esplorazioni, guerre, commerci e disastri, attraverso i quali l'oceano ha plasmato le ambizioni e la condotta di marinai, scienziati, mercanti e soldati, venendo visto, a seconda delle circostanze e della sorte, come un alleato o un nemico, una risorsa o un pericolo. Simon Winchester racconta l'ultra millenaria relazione fra l'Atlantico e gli esseri umani - predatori vichinghi e monaci irlandesi, cacciatori di balene e mercanti di schiavi, posatori di cavi e pirati -, mescolando storia e aneddoto, geografia e ricordi personali, scienza e affabulazione. Il risultato è un'epopea del "mare interno della civiltà occidentale" maestosa, sorprendente, burrascosa, cangiante - quasi quanto l'oceano stesso.

Roma, primi anni Venti. Nel vecchio istituto di fisica di Via Panisperna un gruppo di studenti, guidati da Enrico Fermi, nell'entusiasmo e nella spregiudicatezza giovanile, scoprono la chiave per violare i segreti del nucleo atomico. Quei ragazzi, tra cui Majorana, Amaldi, Pontecorvo, Segrè e Rasetti, diventeranno i protagonisti della nascita della fisica moderna e vivranno i momenti fondamentali che hanno segnato il secolo scorso: dal fascismo al boom economico, passando per la Seconda Guerra Mondiale e l'era atomica, fino ad arrivare alla Guerra Fredda. La banda di Via Panisperna non è solo il racconto di grandi scoperte scientifiche, di eventi che hanno segnato la nostra epoca, ma anche una storia di gioventù e amicizia, sogni e ambizioni, misteri e domande, a cui in alcuni casi non si è ancora trovata una risposta.

Siamo in grado di tracciare nettamente il confine tra mondo inanimato e mondo vivente? Attraverso quali meccanismi l'evoluzione ha prodotto la diversità della vita e quale ruolo rivestono in essi il caso e la necessità? Il compito di rispondere a domande come queste spetta alla filosofia della biologia. Il libro si struttura come un breve excursus accessibile a chiunque voglia avvicinarsi alla disciplina attraverso una trattazione agevole, ma aggiornata e rigorosa, dei temi principali attraverso i quali essa si articola.

Il volume di Sheldon Ross - il principale riferimento per l'insegnamento di questa disciplina in Italia - presenta in forma chiara e accessibile i concetti fondamentali della teoria delle probabilità. Il testo, adatto per facoltà scientifiche, ingegneristiche ed economiche, presuppone la conoscenza del calcolo in una e (solo per le variabili multidimensionali continue) più variabili. La terza edizione è stata interamente rivista e aggiornata: in particolare, sono stati integrati numerosi esempi ed esercizi e chiariti alcuni passaggi di particolare difficoltà nella parte teorica.