Libri di Simonetta Frediani

L'autore di "L'universo elegante" e "La trama del cosmo" affronta la domanda delle domande: il nostro è l'unico universo? Un tempo, la parola universo significava tutto ciò che esiste. Ogni cosa. Ma negli ultimi anni le scoperte della fisica e della cosmologia hanno portato un certo numero di scienziati a concludere che il nostro universo potrebbe essere uno dei molti esistenti. Con una prosa cristallina e un uso ispirato dell'analogia, Brian Greene illustra il ventaglio delle proposte di "multi-verso" che emergono da teorie sviluppate per spiegare le sofisticate osservazioni delle particelle subatomiche e delle oscure profondità dello spazio: un multiverso in cui chi sta leggendo questa frase ha un numero infinito di doppi che leggono la stessa frase in universi distanti; un multiverso che comprende un vasto oceano di universi-bolla, dei quali il nostro non è che uno; un multiverso che nel corso del tempo attraversa lo stesso ciclo all'infinito, un altro che forse è sospeso a pochi millimetri da noi e tuttavia rimane invisibile, un altro ancora in cui ogni possibilità permessa dalla fisica quantistica prende vita. Da ultimo un multiverso, forse il più strano di tutti, fatto esclusivamente di matematica. Greene, uno dei più importanti fisici e scrittori di scienza, ci guida in un'esplorazione di questi mondi paralleli, che rivela quanta parte della vera natura della realtà potrebbe essere nascosta al loro interno.

L'universo è sorprendentemente vasto, eppure è governato da leggi matematiche semplici, eleganti, assolute. All'interno della linea temporale cosmica, la nostra èra risplende ma è fugace. Un giorno, il genere umano scomparirà. E l'universo farà la stessa fine... Brian Greene accompagnando i lettori in un viaggio mozzafiato, dal Big Bang alla fine del tempo, ci invita a riflettere sull'inimmaginabile vastità che ci circonda. Ci mostra come, a partire dall'ordine originario, l'universo si sia inesorabilmente spostato verso il caos mentre intanto si formavano i pianeti, le stelle e le galassie. E come poi i meccanismi biochimici, i neuroni e il pensiero si siano evoluti in una coscienza complessa, dando origine alle culture, ai miti, alla creatività artistica e alla scienza. Attraverso una serie di storie concatenate, che spiegano i diversi strati intrecciati della realtà, dalla meccanica quantistica ai buchi neri, queste pagine fanno luce sulla nostra origine, rivelandoci a che punto siamo arrivati e fin dove potremmo spingerci. Una prospettiva completamente nuova sul nostro posto nell'universo e su cosa significhi essere umani.

Un viaggio tra gli elementi essenziali della fisica quantistica, tra le storie degli esperimenti e dei protagonisti che hanno trasformato la nostra comprensione dell'universo. La fisica quantistica è la punta di diamante della scienza moderna. Da ormai un secolo, tuttavia, è anche una teoria estremamente problematica, attraversata da profondi disaccordi interni, strani paradossi e implicazioni spesso fantasiose. Che si tratti del gatto di Schrödinger, una creatura al tempo stesso viva e morta, o della credenza che il mondo non esista indipendentemente dalle nostre osservazioni, la teoria quantistica mette in dubbio i nostri assunti fondamentali sulla realtà. Ne "La rivoluzione incompiuta di Einstein", il fisico teorico Lee Smolin sostiene provocatoriamente che i problemi che hanno tormentato sin dall'inizio la disciplina sono irrisolvibili per la semplice ragione che la teoria è incompleta. Vi è molto altro che attende di essere scoperto. Il nostro compito deve essere quello di andare al di là della meccanica quantistica, arrivando a una descrizione sensata del mondo su scala atomica.

Si parla così tanto della minaccia rappresentata dalle macchine intelligenti, che sembra ormai inevitabile doversi arrendere ai «signori robot». Ma Junaid Mubeen non è ancora disposto a gettare la spugna. Per lui abbiamo un vantaggio creativo sulle macchine, frutto di un particolarissimo sistema di pensiero che gli esseri umani hanno sviluppato nel corso dei millenni. E sappiamo bene chi ce lo fornisce: la matematica, anche se spesso è insegnata male e la sua natura il più delle volte viene fraintesa. I computer sono bravi a far di calcolo, produrre schemi e a eseguire alla perfezione operazioni enormemente complicate. Non vi è dubbio, dove c'è da calcolare, le macchine regnano sovrane. Ma Mubeen identifica sette aree dell'intelligenza in cui gli esseri umani possono mantenere un vantaggio cruciale, ed esplorando tutte queste aree ci svela un mondo affascinante in cui possiamo sviluppare i nostri superpoteri, esclusivamente umani.

Il ghiaccio è tanto solido quanto sfuggente, può tramutare in polvere una montagna e affondare la più grande nave mai costruita dall’uomo, eppure basta che la temperatura della Terra si alzi ancora di qualche grado per farlo sparire per sempre dal mondo naturale. Max Leonard ci racconta la storia della civiltà attraverso un punto di vista che rischiamo di non poter più conoscere; un appassionato canto d’amore per quanto stiamo perdendo in questi tempi di stravolgimenti climatici: il freddo. Quand'è l'ultima volta che avete visto davvero del ghiaccio? Ormai di rado lo possiamo osservare nella gran parte delle nostre città, durante inverni sempre più caldi. Mentre dappertutto i ghiacciai stanno letteralmente scomparendo: esempio plastico e drammatico del cambiamento climatico. E il «semplice» cubetto che mettiamo in una bibita non lo notiamo neanche, lo diamo così per scontato da diventare invisibile; invisibile come il costo energetico che ha produrlo e conservarlo. Ma non c'è nulla di scontato nel ghiaccio: è anzi un elemento che definisce la civiltà umana tanto quanto il fuoco. Una sostanza curiosa e paradossale, che esiste e non esiste, e può diventare uno specchio attraverso cui vedere noi stessi da un'angolazione nuova e inaspettata. Il ghiaccio ha influenzato il nostro sviluppo dalle profondità della preistoria, ha accompagnato gli agricoltori e i pastori nomadi e ha iniziato a essere sfruttato come risorsa quando sono emerse le prime grandi civiltà. Senza il ghiaccio, la scienza non avrebbe fatto molti dei suoi passi in avanti, non potremmo nutrirci come facciamo oggi né sottoporci a molte delle terapie mediche che ci salvano la vita. Senza il ghiaccio, le metropoli, le campagne e gli oceani sarebbero molto diversi e i nostri musei e biblioteche non conserverebbero molti dei capolavori che più amiamo. Max Leonard traccia in queste pagine una storia culturale, naturale ma soprattutto umana. Sulla scia dei grandi scrittori di natura, intreccia i racconti delle esplorazioni avventurose dei primi pionieri della montagna, quelli delle spedizioni scientifiche e quelli delle opere d'arte e letterarie, accompagnando il lettore in un meraviglioso viaggio nello spazio e nel tempo.

La fisica quantistica è la punta di diamante della scienza moderna, la base della nostra comprensione degli atomi, della radiazione e di molto altro, dalle particelle elementari alle forze fondamentali e al comportamento della materia. Da ormai un secolo, tuttavia, è anche una teoria estremamente problematica, attraversata da profondi disaccordi interni, strani paradossi e implicazioni spesso fantasiose. Che si tratti del gatto di Schrödinger, una creatura al tempo stesso viva e morta, o della credenza che il mondo non esista indipendentemente dalle nostre osservazioni, la teoria quantistica mette in dubbio i nostri assunti fondamentali sulla realtà. Ne La rivoluzione incompiuta di Einstein, il fisico teorico Lee Smolin sostiene provocatoriamente che i problemi che hanno tormentato sin dall'inizio la disciplina sono irrisolvibili per la semplice ragione che la teoria è incompleta. Vi è molto altro che attende di essere scoperto. Il nostro compito – se vogliamo avere risposte semplici alle domande semplici che ci poniamo sull'universo in cui viviamo – deve essere quello di andare al di là della meccanica quantistica arrivando a una descrizione sensata del mondo su scala atomica.

Nel 1665 Londra viene colpita da una pestilenza che si porta via un quinto dei suoi abitanti. L'anno successivo un incendio devastante fa quasi altrettante vittime. Proprio in quei due anni Isaac Newton, un giovane scontroso, magro e allampanato, inventa il calcolo infinitesimale e calcola la forza di gravità della Luna, prima pedina della legge di gravitazione universale. Negli stessi, pochi anni, altri uomini, riuniti attorno alla neonata Royal Society, fanno scoperte che rivoluzioneranno per sempre le nostre vite. "L'universo meccanico" è la storia vera di quel pugno di uomini geniali, bizzarri e tormentati, che ha inventato il mondo moderno. Per metà narrazione e per metà divulgazione scientifica, è un ritratto di gruppo di alcune delle più grandi menti che siano mai vissute, alle prese con alcuni dei misteri più profondi della natura. Il mondo nel quale erano immersi Newton, Leibniz, Galileo e gli altri era fatto di incendi, guerre, malattie e sporcizia; ogni avversità era interpretata come un atto di punizione divina e la superstizione regnava sovrana. Eppure queste menti sognatrici e brillanti in pochi decenni hanno descritto un universo ordinato come un orologio, regolato da leggi matematiche precise, nel quale pianeti e atomi si muovevano seguendo percorsi prevedibili e meccanici. Sorprendentemente, avevano ragione.

Gli uomini sono diversi dagli animali, ma allo stesso tempo sappiamo bene che sono animali. E dunque in cosa consiste questa differenza, per noi tanto importante? Per rispondere a questa domanda, il grande naturalista e premio Pulitzer Jared Diamond aveva scritto uno di quei libri che si ricordano a lungo: Il terzo scimpanzé. Ascesa e caduta del primate «Homo sapiens», che è diventato un classico, un capolavoro di chiarezza espositiva e di serietà metodologica e scientifica. L'evoluzione dell'animale umano riprende quel libro e lo ripropone a un pubblico giovane; è un concentrato di sole 250 pagine, scritte in un linguaggio perfettamente accessibile, che ripercorre le ricerche del libro originale, le aggiorna ai dati degli ultimi anni e le rende immediatamente comprensibili anche a chi sia completamente digiuno di conoscenze scientifiche. Un'occasione d'oro per capire a fondo chi siamo e scoprire il nostro posto all'interno del mondo naturale.

La matematica affascina, ma accende anche paure. È «ostica», si dice, ma anche «sublime», e in molti pensano che sia una disciplina completamente svincolata dal mondo reale: vive e si sviluppa in un universo tutto suo, inaccessibile ai profani: un Iperuranio lontanissimo privo di contatti con la realtà. Chi leggerà questo libro di Zvi Artstein si convincerà dell'esatto contrario. Matematica e mondo reale è un libro per ognuno di noi, sia che amiamo la matematica, sia che la guardiamo con sospetto. È anche un libro sottilmente ironico, ricco di aneddoti che alleggeriscono una lettura al tempo stesso informativa e profonda. Artstein ripercorre l'intera storia della matematica, dalle origini neolitiche ai giorni nostri, mettendo al centro della sua analisi le connessioni che ogni concetto possiede col mondo reale, fino a giungere al cuore degli sviluppi matematici più moderni, dalla teoria della probabilità allo studio del comportamento umano, all'uso dei computer, che ha recentemente dato alla matematica contemporanea un potere inaudito. Il fatto che per molti la matematica sia percepita come una cosa «distante» non deve stupire, ci dice l'autore, anzi; succede proprio perché la sua struttura logica deduttiva è sostanzialmente in contrasto con gli schemi che l'evoluzione ha scolpito nelle nostre menti. La matematica è, in un certo senso, anti-evolutiva. «Se l'esperienza mostra che le tigri sono dei pericolosi predatori, la conclusione più logica è che se si incontra una tigre conviene scappare o nascondersi», scrive Artstein. Un tipico ragionamento matematico sosterrebbe invece che, benché tutte le tigri viste finora hanno divorato i nostri compagni, ciò non significa necessariamente che anche la prossima lo farà. Ma «sprecare tempo e energie in ragionamenti astratti per stabilire se quella particolare tigre ci divorerà o meno, difficilmente garantirà un successo riproduttivo apprezzabile».

Come siamo arrivati ad avere una mente? Anche se la nostra comprensione dei meccanismi interni delle proteine, dei neuroni e del dna si è approfondita, la questione dell'origine della mente è ancora in gran parte un mistero. La situazione sta cambiando, afferma Dennett. In "Dai batteri a Bach", la sua esplorazione più esauriente del pensiero evoluzionistico, mostra come una mente capace di comprendere possa essere emersa dai processi non intenzionali della selezione naturale. In parte thriller filosofico e in parte audace congettura scientifica, questa pietra miliare amplia temi che hanno sostenuto la leggendaria carriera di Dennett in posizione di primo piano nel pensiero filosofico. Nel suo stile inimitabile, in cui si mescolano arguzie ed esperimenti mentali affascinanti, Dennett spiega che un cambiamento cruciale avvenne quando gli esseri umani svilupparono la capacità di condividere memi, ossia modi di fare le cose non basati sull'istinto genetico. Il risultato, una mente che non solo percepisce e controlla, ma può creare e comprendere, fu quindi plasmato in gran parte dal processo di evoluzione culturale. Postfazione di Maurizio Ferraris.

Come è fatto l'Universo? Questa domanda, che l'umanità si pone almeno da quando è stata in grado di porsi domande, nasconde molti significati. Questo libro, però, la intende piuttosto alla lettera: "Che forma ha l'Universo"? La nostra galassia, la Via Lattea, ha circa 300 miliardi di stelle. Si fa già fatica a immaginare un numero così, ma Edwin Hubble scoprì anche che la nostra non è che una delle innumerevoli galassie presenti nell'Universo. Di fronte a numeri di questa impensabile enormità la mente vacilla, ma per Richard Gott non è che l'inizio della storia.Le galassie si allontanano tra loro e non risultano distribuite in maniera uniforme; sono raggruppate in ammassi intervallati da immensi spazi vuoti. Fritz Zwicky iniziò a parlare di polpette in un mare di spaghetti (gli americani gli spaghetti li mangiano così) o, fuor di metafora, zone molto dense intervallate da ampi squarci più rarefatti. La Guerra Fredda aveva diviso la comunità dei fisici in due metà che raramente comunicavano tra loro, per cui mentre negli Stati Uniti si pensava al cosmo in questi termini, in Unione Sovietica lo si vedeva invece come una specie di alveare geometrico, con le galassie poste ai margini di ampi spazi vuoti: più una gruviera coi buchi che un piatto di spaghetti con polpette.Ma il modello cosmologico inflazionario, proposto nei primi anni ottanta, che dava conto dell'espansione dell'Universo nei primi 10-35 secondi dopo il Big Bang, non era coerente con nessuna delle due strutture proposte. Fu proprio Richard Gott - l'autore di questo libro - a dimostrarlo. Gott propose un modello alternativo, la "ragnatela cosmica", una specie di gigantesca spugna fatta di ammassi di galassie connesse tra loro da sottili filamenti, e enormi buchi vuoti a loro volta connessi tra loro da tunnel cavi. Anni di eroiche osservazioni cartografiche del cosmo hanno cercato di dare un senso a questi modelli teorici, confrontandoli con il vero cielo stellato sopra di noi, con strumenti sempre più sofisticati. Alla fine aveva ragione Gott: l'Universo è davvero una gigantesca ragnatela e questa struttura ci aiuta anche a capire le sue origini e la sua evoluzione futura.

In natura esistono quattro forze fondamentali: la forza nucleare debole, la forza nucleare forte, la forza elettromagnetica e la gravità. Le prime due riguardano gli atomi e noi non le percepiamo direttamente; senza di loro non esisteremmo, né esisterebbe l’universo come lo conosciamo, ma noi non ne facciamo esperienza diretta. L’elettromagnetismo lo conosciamo grazie alla luce, ma sappiamo che comprende anche le onde radio, i raggi X e molte altre cose. L’unica forza di cui facciamo tutti esperienza quotidianamente è la gravità: è quella che – come vuole l’aneddoto legato a Newton – ci fa cadere le mele in testa. A. Zee – protagonista della fisica contemporanea e autore di una fortunata serie di manuali che hanno al centro proprio lo studio specialistico della gravità – ci immerge nei misteri di questa forza evanescente, che rifiuta di trovare un suo posto nel quadro generale della teoria fisica per via della sua sproporzionata debolezza. Anche se per i fisici la gravità rimane un rovello, però, è capace di dare anche enormi soddisfazioni: è lei che sta alla base della teoria della relatività generale di Einstein – ulteriormente confermata nel 2016 grazie al rilevamento dell’eco di un’onda gravitazionale emessa dalla fusione di due giganteschi buchi neri collassati a milioni di anni luce dalla Terra. Conciso, intriso del calore e della freschezza di stile di chi domina la materia con disinvoltura e ironia, "Gravità" inizia il suo racconto con la sorprendente scoperta delle onde gravitazionali, presenta l’idea di spaziotempo curvo e il principio d’azione, ed esplora argomenti d’avanguardia, tra cui i buchi neri e la radiazione di Hawking, fino ai misteri della materia e dell’energia oscura. Con questo libro Zee apre un percorso unico per comprendere la relatività e ottenere una visione profonda di questa forza difficilmente classificabile e alla base della comprensione del grandioso universo in cui viviamo.