Matematica e scienze

Attingendo alle conoscenze etologiche e a una lunga personale esperienza con i cani, Coren spiega al lettore in modo semplice e chiaro quali sono le “parole” e la “grammatica” che essi utilizzano nella comunicazione con i propri consimili e con gli esseri umani, fornendo tutti gli strumenti utili per migliorare la comprensione di ciò che il cane sente e pensa e di quali sono le sue intenzioni. Il testo è integrato con disegni e schemi esplicativi e Coren analizza in dettaglio le diverse tipologie e combinazioni di segnali che i cani utilizzano a seconda di ciò che intendono comunicare. Questi sono ricchi di sfumature che è necessario saper riconoscere per capirne, senza fraintendimenti, le reali intenzioni. "Capire il linguaggio dei cani" offre agli amanti dei cani le competenze di cui hanno bisogno per migliorare le loro relazioni con i loro animali domestici.

Ogni seme è un giardino nascosto, un racconto vivente dell'evoluzione. Ma anche il protagonista di storie e mitologie, ricerche scientifiche e suggestioni artistiche. Ogni seme, da quelli microscopici delle orchidee a quelli da venti chili delle noci di cocco delle Seychelles, nasconde una storia avvincente, spesso inaspettata. I semi raccontano l'evoluzione delle piante, degli animali e dell'uomo e la diversità della vita sul nostro pianeta. Jonathan Silvertown svela in un racconto vivido e appassionato l'importanza e la forza ispiratrice dei semi: protagonisti silenziosi del regno vivente, importanti testimoni della ricerca sull'evoluzione genetica, ma anche simboli affascinanti e universali, ispiratori di poesie e racconti, di miti e leggende, nell'arte e nella letteratura.

Giordano Bruno, Galileo, Huygens: è dalle loro storie che comincia il viaggio cosmico di Frank Westerman. Ogni volta che uno scienziato ha puntato il suo telescopio verso il cielo, l'universo si è allargato e gli esseri umani si sono scoperti più piccoli. Se non siamo al centro dell'universo, chi siamo? Una domanda che porta l'autore ai quattro angoli del globo, sulle tracce di chi il cosmo lo ha studiato o visitato di persona: in India, patria di un programma spaziale avveniristico, in Kazakistan, da cui partirono gli Sputnik, per poi tornare nei Paesi Bassi, dove per la prima volta è stato fotografato un buco nero. Con il conforto della scienza, l'umanità che oggi si affaccia sullo spazio parla di cooperazione e pace: così la stazione spaziale internazionale ha ospitato astronauti da tutto il mondo, e con le sonde Voyager è stato mandato nel cosmo un disco con la musica di Mozart, nella speranza che un alieno sia in grado di ascoltare, un giorno, di cosa siamo capaci. Eppure, quando l'uomo mosse i primi passi fuori dall'orbita terrestre, in piena Guerra fredda, il nostro piccolo pianeta era sull'orlo dell'armageddon nucleare, e nei Paesi Bassi uno dei radiotelescopi più potenti del mondo sorge sulle macerie di un campo di prigionia nazista. Dobbiamo aspettarci che presto ogni nazione rivendichi per sé un pezzetto di cielo? Con un fiuto infallibile che dalle storie più piccole lo porta a interrogarsi sui grandi temi del presente, Frank Westerman esplora i sogni e le contraddizioni della cosmonautica, cercando di capire se è vero che tra le stelle vorremmo trovare un mondo migliore, ma soprattutto se saremo in grado di costruirlo.

Nella sua incessante indagine sulle unità fondamentali che formano il mondo attorno a noi, la fisica si è spinta in regioni sempre più piccole della materia, e a partire dalla fine dell'Ottocento la matematica ha assunto un ruolo sempre più importante, offrendo la possibilità di costruire modelli della realtà attraverso oggetti rappresentabili soltanto matematicamente. Dagli atomi alle particelle elementari, giù fino agli ineffabili quark, ci siamo sganciati dai riferimenti sicuri dell'intuizione immediata e abbiamo abbandonato il sostegno di consolidate categorie filosofiche. Il visibile, scomposto nei suoi costituenti elementari, è diventato invisibile e per questo, paradossalmente, comprensibile. La rivoluzione della fisica del Novecento è quindi stata soprattutto una rivoluzione filosofica, sostiene Giuseppe Bruzzaniti, che in questo libro ci accompagna in un viaggio singolare nella storia della scienza, in cui incontreremo le stupefacenti proprietà degli atomi e dei quark, del vuoto quantistico ribollente di particelle virtuali, del bosone di Higgs e la sorprendente idea, usando le parole di Steven Weinberg, «che il nostro mondo solido di alberi e pietre possa essere fatto di campi quantistici e nient'altro».

Guadagnarsi la fiducia di un gruppo di scimpanzé liberi nel loro ambiente naturale e incontaminato. Questo l’obiettivo dell’anno che Steven Badà ha trascorso in una foresta della Costa d’Avorio in cui mai essere umano si era avventurato – salvo forse qualche bracconiere. Il biologo, nell’ambito di un progetto di ricerca dell’Università di Basilea nel parco nazionale di Tai, aveva il compito di registrare e interpretare le comunicazioni tra un gruppo di scimpanzé. In questi dodici mesi Steven Badà ha redatto un diario in cui ha raccolto avventure ed esperienze vissute, emozioni e sentimenti scaturiti in un ambiente primitivo, paure, successi e sconfitte. Quel diario è diventato, a molti anni di distanza, un libro che testimonia una sorta di «ritorno alle origini». "Un anno in foresta con gli scimpanzé" è il resoconto di uno studio etologico ma anche, e soprattutto, uno sguardo gettato su una realtà molto lontana da noi dove la natura regna ancora incontrastata e dove i rapporti umani si fanno tanto preziosi quanto rari.

A causa di un approccio d'insegnamento decisamente poco 'friendly' e di una radicata diffidenza, la matematica è la più odiata fra le materie studiate fin da ragazzi. Eppure è estremamente viva, esteticamente armoniosa e soprattutto utile, anzi essenziale, perché capace di librarsi tra le esigenze apparentemente opposte dell'applicazione concreta, quotidiana, e della speculazione astratta, concettuale. Ma allora perché i matematici non riescono a comunicare agli "altri" il senso e la bellezza della loro ricerca? Il libro di Vincenzo Vespri, con passione scientifica e ricchezza divulgativa, ripercorre la storia e le numerose sfaccettature della matematica – dall'antica Grecia alle intelligenze artificiali, da Galileo ai Bitcoin, dai filosofi arabi ai buchi neri – mostrando l'anima, anzi le molte anime, di questo magnifico linguaggio universale, l'unico con cui si può distinguere il vero dal falso e con cui è scritta la trama del reale, che sia la vita di tutti i giorni o le leggi profonde dell'universo. Prefazione di Rino Caputo.

La realtà è complessa e imprevedibile, eppure il nostro cervello non può arrendersi di fronte a questa complessità: come potremmo vivere in un mondo che sappiamo decifrare solo in piccolissima parte? La pandemia, le reazioni scomposte di una certa politica e la circolazione delle fake news hanno mostrato che solo ragionare in termini scientifici ci consente di comprendere i molti aspetti di un fenomeno complicato. Come ci spiega in questo volume il fisico e divulgatore Roberto Battiston, è oggi sempre più importante che la scienza, pur con i suoi limiti, venga pienamente accolta nella discussione pubblica, in modo che cittadini bene informati possano partecipare efficacemente alla vita democratica. Quali sono le domande giuste davanti a una cosa che non capiamo? Come si smaschera una fallacia in un ragionamento? Quali sono gli errori cognitivi che condizionano le nostre decisioni? Oggi più che mai abbiamo davanti a noi una nuova sfida in cui mettere a frutto la lezione che abbiamo imparato con la pandemia: la questione ambientale, un tema decisivo per il nostro futuro. Grazie alla scienza abbiamo gli strumenti per capire i problemi e risolverli: dobbiamo solo imparare a usarli nel modo più opportuno.

Com'è fatta la materia? Quali sono i suoi costituenti più piccoli? Per rispondere a queste domande il volume affronta tre grandi temi: gli acceleratori, i rivelatori e gli esperimenti. Descrive in modo semplice il funzionamento degli acceleratori che sono, in buona sostanza, i generatori di particelle ad alta energia. Partendo dalla generazione delle particelle ne segue il cammino – come si accelerano? come si deviano? – fino a giungere agli urti, per studiare i quali gli attori principali sono appunto i rivelatori. Quali sono i principi su cui si basano? Come si costruiscono? Infine gli esperimenti mettono insieme acceleratori e rivelatori per carpire la natura dell'infinitamente piccolo nella sua bellezza. Comprendere i segreti di questo mondo invisibile non è possibile senza uno sguardo approfondito all'elettronica e senza mettere a fuoco come si analizzano i dati.

Il libro comincia con il capitolo “Fantasia – Creatività – Pensiero laterale”. Il pensiero laterale è un modo di ragionare liberandosi dagli schemi precostituiti, abbandonando i pregiudizi e ragionando in modo alternativo. Prosegue trattando il “Metodo progressivo”, metodo classico applicato per ricavare formule o dimostrare teoremi, che consiste nel prendere in esame le ipotesi e, partendo da esse, effettuando una successione ordinata di ragionamenti coerenti, formalizzabili con il linguaggio della matematica, pervenire alla tesi. Sono esempi di metodo progressivo: la dimostrazione della proprietà invariantiva della divisione con resto, la deduzione di formule algebriche. In contrapposizione al metodo progressivo abbiamo il “Metodo regressivo”, solitamente trascurato nella Didattica della Matematica, che consiste nel procedimento a ritroso: partire dai dati finali per conseguire il risultato iniziale.

Questo volume presenta i concetti fondamentali del calcolo delle probabilità e le più importanti metodologie statistiche. Come nelle edizioni precedenti grande cura viene posta nella trattazione della teoria della probabilità, avvalendosi di alcuni strumenti di calcolo differenziale e integrale. L’enfasi, tuttavia, non è posta sull’aspetto matematico-formale, ma sul fondamento concettuale delle tecniche statistiche presentate, e in particolare sulle loro basi probabilistiche. L’esposizione procede dalla statistica descrittiva al calcolo delle probabilità, alle principali tecniche di statistica inferenziale (stima parametrica, verifica delle ipotesi, regressione, analisi della varianza, test di adattamento al modello e di indipendenza, test non parametrici), e si conclude con il controllo statistico della qualità e dell’affidabilità dei sistemi. Il testo è ricco di esempi concreti, tratti da ambiti applicativi diversi, dall’ingegneria alle scienze biologiche. La quarta edizione è stata riveduta e ampliata con nuovi argomenti e con l’aggiunta di numerosi esempi ed esercizi. Viene inoltre presentato e utilizzato R, software libero e gratuito, per l’analisi statistica. Sheldon M. Ross è Daniel J. Epstein Chair e Professor of Industrial and Systems Engineering presso la University of Southern California. L’edizione italiana è stata curata da Francesco Morandin, professore di Probabilità e Statistica presso il Dipartimento di Scienze matematiche, fisiche e informatiche dell’Università di Parma.

Se nel Mulino di Amleto ci ha introdotto al «pensiero arcaico», mostrandoci come il mýthos, che si vorrebbe contrapposto al lógos, sia invece a sua volta una «scienza esatta», qui Giorgio de Santillana si sofferma sull’impronta lasciata da quelle remote scaturigini sulla forma mentis tecnoscientifica. In questa cornice il «pensiero scientifico» delle origini, tra cesure e continuità rispetto a quello «mitico», assume connotazioni inedite, in un percorso millenario che va da Parmenide a Eraclito a Pitagora, dalla medicina della scuola ippocratica alla svolta fisicocosmologica di Leucippo e Democrito, dai sofisti e Gorgia alla grande cattedrale platonica e alla sintesi di Aristotele, per arrivare a Tolomeo e Plutarco. E alla fine del percorso risalterà nitidamente non solo come le conquiste della «scienza greca» siano state il punto di partenza della nostra scienza, ma anche come l’usurata contrapposizione tra sapere umanistico e scientifico costituisca, fin dalle origini, una prospettiva deviante e infondata.