Matematica e scienze

Nel mondo contemporaneo, dominato dalla tecnologia e dal progresso scientifico, diventa sempre più necessario interpretare la realtà in termini logici e matematici. Una situazione cultura che è frutto di un processo di ricerca e di scoperta in continuo sviluppo, iniziato con la storia stessa dell'uomo. Ma come si è giunti alle straordinarie conquiste della mente cui assistiamo oggi? Anche le scienze, e in particolare la matematica, per essere comprese appieno, vanno inserite nella loro dimensione storica. È quello che fa Carl Boyer in questo volume ormai celebre, vera tappa miliare della storiografia scientifica. Come scrive nella prefazione il matematico Lucio Lombardo Radice: «Questa preziosa opera è sufficientemente analitica per chi vuole andare abbastanza a fondo, anche dal punto di vista tecnico, e nello stesso tempo sufficientemente sintetica per risultare leggibile anche a chi "tecnico della matematica" non è». Prefazione di Lucio Lombardo Radice.

Quest’opera, in due volumi separabili, è una raccolta di circa 300 esercizi che coprono i quattro grandi temi della Fisica Tecnica come impartita nei corsi di Ingegneria e Architettura: Termodinamica e Termocinetica (Vol. 1); Acustica e Illuminotecnica (Vol. 2). Sono esercizi graduati in ordine di complessità e orientati a lumeggiare sia gli aspetti fondamentali che quelli applicativi della materia, e pertanto destinati non solo agli studenti, ma anche ai professionisti del campo fisico-tecnico dell’ambiente costruito. Ma ciò che fa di questo libro un unicum nel suo genere è legato al fatto che tutti gli esercizi sono risolti con PTC Mathcad, un programma di calcolo matematico particolarmente versatile oggi in dotazione nei laboratori informatici di molti Dipartimenti universitari in Italia e nel mondo, e comunque scaricabile gratuitamente dal web in versione «light». Il testo degli esercizi è fruibile indipendentemente dalla conoscenza del programma, a meno di poche eccezioni spiegate all’occasione e comunque richiamate in un capitolo introduttivo. La peculiarità più rilevante del libro è la possibilità di attingere agli esercizi contenuti all’interno del volume in forma «nativa», ossia come fogli di calcolo PTC Mathcad, scaricabili dal sito dell’editore. Ciò consente al lettore interessato di ripercorrere l’esercizio in chiave critica, come nel caso in cui volesse esplorare qualche variante al problema: così sarebbe a suo carico il solo (nobile!) compito di stabilire il nuovo modello fisico-matematico, affidandone al programma l’onere computazionale. Il tutto con importanti benefici, in termini sia formativi e di approfondimento cognitivo, sia di acquisizione di uno strumento di calcolo all’altezza dei tempi, che, affrancandolo dalla «mentalità della calcolatrice», lo avvii a ragionare «per algoritmi» e non più «per formule». Il volume è corredato da Appendici dove si riportano diagrammi, tabelle e dati di frequente consultazione, oltre a pagine di approfondimento.

Domenico Laterza apre uno scorcio su un mondo di numeri, pensieri, ipotesi sul cosmo, sulla realtà a due, tre e quattro dimensioni. Seguiamolo nei ragionamenti e nelle teorie che prendono vita dall'osservazione della realtà stessa e dallo studio della fisica: ci stupiremo di come il cosmo e tutti noi siamo interconnessi a più livelli.

Il testo introduce il coding nella fisica, guida il lettore a una conoscenza operativa di Python3 e non richiede particolari prerequisiti. I temi trattati, a partire dalla cinematica fino alla meccanica quantistica, comprendono gli argomenti fondamentali della materia. L'approccio alla simulazione numerica dei fenomeni risulta graduale e include le leggi di Keplero, gli esperimenti di Rutherford e di Millikan, il caos deterministico, lo sviluppo delle epidemie. Nei programmi si privilegiano la semplicità e la chiarezza algoritmica. «Fisica con Python» è particolarmente consigliato nel triennio della scuola superiore ma è anche utile a chiunque voglia avvicinarsi alla modellizzazione matematica con il computer.

La matematica è una delle scienze meno comprese dal grande pubblico e probabilmente una delle più odiate. Che sia per le rimembranze di scuola o per mancanza di interesse, in pochi si avvicinano a questa materia quando non sono costretti… perdendo la possibilità di scoprirne la bellezza nascosta. Con questo testo, l'autore cerca di rendere la matematica non solo più semplice e avvicinabile ma soprattutto più vicina alla vita reale.

Ricerche sulle difficoltà diffuse di capire la fisica quantistica, le indicano come dovute fondamentalmente a stereotipi mentali e linguistici, e a idee sbagliate della scienza. Su tale base, il testo espone i presupposti indispensabili per evitare i travisamenti più frequenti, e precisa il significato che la fisica quantistica riveste rispetto alle concezioni della conoscenza e della realtà in generale. Sigfrido Boffi ha scritto di esso che è "una rassegna degli argomenti principali che gli studenti di fisica affrontano nei loro corsi di meccanica quantistica, e una riflessione sui pregiudizi dei quali liberarsi per evitare di fraintendere quella parte fondamentale della fisica attuale che è la meccanica quantistica. Di qui infatti viene il motivo portante di qualunque analisi scientifica in cui siano inseriti i concetti di realtà, di teoria, e della relazione tra realtà e teoria".

Questo libro vuole proporre una posizione filosofica all'interno del campo, sempre più dibattuto, dell'intelligenza artificiale. Per perseguire questo obiettivo, nella prima parte si prenderà in considerazione un campo circoscritto di AI, ossia le Moral AI e, nello specifico quello delle self-driving cars, indagando il prototipo dell'azienda informatica statunitense: la Google Driverless Car. Quest'ultima, difatti, verrà valutata da un punto di vista etico, inserita nello scenario di uno dei più celebri dilemmi etici, ovvero il Trolley Problem. Nella seconda parte, verranno trattati due sentimenti opposti che accompagnano la ricerca in questo campo: i tecnofobici ritengono come questo nuovo tipo di intelligenza non potrà mai replicare la complessità dell'intelligenza umana, i tecnoentusiasti, invece, affermano come non solo le macchine arriveranno a riprodurre completamente l'intelligenza dell'essere umano, ma ne esplicheranno meglio le funzioni. Come in molte delle rivoluzioni scientifiche del passato, la soluzione sta nel mezzo: vedere i vantaggi di queste tecnologie, tenendo sempre in mente la necessità di un potenziamento morale che ne orienti teleologicamente l'utilizzo.

Come ha fatto il lupo a diventare cane? Per quale motivo ha cominciato a collaborare con l’uomo, aiutandolo a cacciare, per poi convertirsi via via in un vero e proprio animale domestico, il compagno più fedele che possiamo vantare di avere? Sono stati forse la spiccata attitudine sociale e l’elevata disponibilità alla cooperazione a renderlo tale? In qualsiasi modo sia andata, l’evoluzione da lupi a cani è stato un processo lungo che ha richiesto la disponibilità e l’interesse di entrambe le parti in gioco: gli uomini si sono dovuti accordare con i cani e, nell’intento, temere pure di essere aggrediti, ben sapendo che ferite anche banali da morso di cane potevano causare il tetano e altre infezioni letali; i cani in qualche modo hanno accettato la disciplina, che poco per volta ha influenzato i loro atteggiamenti in un percorso durato moltissime generazioni, anche se è particolarmente difficile distinguere il comportamento appreso e impartito da una parte e quello naturale dall’altra. (Forse, però, per gli esseri umani è stato un po’ più facile, dato che non hanno dovuto imparare a riconoscere l’ululato dei lupi o le sfumature dei versi dei cani, per poter comunicare con loro...) Josef H. Reichholf torna dunque con un nuovo libro per raccontare, con competenza e passione, una delle relazioni più antiche dell’evoluzione: l’amicizia tra il cane e l’uomo. Un saggio documentato suddiviso in due parti: nella prima analizza dettagliatamente l’origine del cane con esiti provenienti dalla biologia evolutiva, dalla genetica, dall’epigenetica e dall’archeologia, nella seconda passa a una narrazione più emotiva per descrivere il rapporto con il cane che lui stesso ha cresciuto sin da quando era piccolo. Il cane, come vedremo, è un fenomeno, qualcosa di talmente unico che non sarebbe stato possibile inventarlo, una strana creatura che non si lascia incasellare facilmente. La storia di come il cane è diventato l’animale splendido che oggi conosciamo è davvero coinvolgente. E ci riguarda tutti, che ne possediamo uno oppure no.

Il volume raccoglie in una tetralogia le quattro opere più incisive dell'autore, nel campo delle scienze di confine. Le opere in questione, nell'ordine, sono: Fisica dell'informazione, L'esperimento di Afshar, Esperimenti sulle disuguaglianze di Bell e 1/137. La costante di struttura fine.

Sono trascorsi circa trent'anni dall'ultima edizione del libro "Lezioni di Meccanica Razionale" di Salvatore Rionero. Pur essendo passati molti anni dalla sua scrittura - la prima edizione risale al 1973 - esso, fatta eccezione per la veste grafica, non ha subito un processo, si direbbe, di invecchiamento; al contrario esso ha costituito, e continua attualmente a costituire, un prezioso strumento didattico per i corsi di base di Fisica Matematica e Meccanica Razionale. I contenuti sono rimasti immutati nella loro struttura e in questa riedizione appaiono in una nuova veste digitalizzata di più agevole lettura rispetto alla precedente versione dattiloscritta. Sono stati inoltre corretti i refusi precedentemente riportati nell'errata corrige, che appariva in appendice all'ultima edizione del 1988. Il pregio che caratterizza il volume è il suo approccio fondazionale alla Meccanica Razionale, nonché il suo carattere autoconsistente e di ampio respiro didattico. In questo spirito, il testo, passando attraverso una rigorosa analisi dello spazio fisico della Meccanica e per lo studio della Cinematica e della Dinamica, propone un'introduzione coerentemente contestualizzata alla meccanica dei continui, alla dinamica dei fluidi fino alla relatività ristretta.