Matematica e scienze

La fisica è fatta di pensiero ma anche di esperimenti. I fisici lavorano con carta e penna, e con computer superveloci, ma si sporcano anche le mani inventando strumenti e mettendo continuamente alla prova le intuizioni più ardite. Fisica teorica e fisica sperimentale si parlano di continuo e nel corso dell'ultimo secolo hanno completamente rivoluzionato quello che credevamo di sapere, ideando e costruendo strumentazioni sempre più sofisticate per interrogare l'universo. In "Dodici esperimenti che hanno cambiato il mondo", Suzie Sheehy ci presenta le persone che, attraverso una combinazione di genio, caparbietà e fortuna, hanno allestito gli esperimenti più rivoluzionari degli ultimi cento anni: dalla fortuita scoperta dei raggi X in un laboratorio tedesco alla corsa internazionale per la scissione del nucleo atomico, dalla scoperta dei raggi cosmici, dell'antimateria, del neutrino, del quark e tutte le particelle più infinitesimali, fino allo sforzo di portata mondiale che ha dimostrato solo recentemente al CERN l'esistenza del bosone di Higgs. Sheehy – fisica sperimentale con la grande capacità di coinvolgere e divulgare – ci fa vedere quanto questi esperimenti hanno avuto ricadute che hanno cambiato in modo radicale anche la nostra vita di tutti i giorni. La radio, la televisione, i microchip nei nostri smartphone, la TAC e la PET, le microonde, internet, sono tutti risultati derivati dalla ricerca pura di pionieri visionari che hanno messo il loro talento e la loro determinazione al servizio dell'umanità. La ricerca, e la conoscenza che ne deriva, non avrà mai fine.

Secondo un sondaggio condotto in otto Paesi europei, Italia compresa, il 39% delle persone vorrebbe vivere in un mondo senza sostanze chimiche. «Chimica», in effetti, è una brutta parola. Eppure, l'aria che respiriamo, l'acqua che beviamo, tutto ciò che vediamo, tocchiamo, odoriamo è fatto di chimica. Persino noi. Dunque che fare di fronte a questa paura irrazionale? Ruggero Rollini ha provato a disinnescarla nel modo più semplice, ovvero mostrando al lettore che i fenomeni che ci circondano sono un universo tutt'altro che ostile, animato dalle stesse leggi che fondano la natura. Supportato dalle ricerche sul campo, passa in rassegna le applicazioni più comuni della chimica nella quotidianità, dalla gestione del calcare ai digestivi fai-da-te, dall'immeritata sfiducia nell'acqua del rubinetto alla celebrazione acritica delle borracce, dal funzionamento di saponi e detersivi al potere disinfettante del cloro, fino alla saliva umana – agente pulente da premio IG Nobel – e all'invenzione casuale e rivoluzionaria del post-it. Così, mettendo in connessione ricercatori universitari e tecnici industriali con l'antica sapienza babilonese, senza tuttavia rinunciare all'ironia e al paradosso, Rollini ci svela come alcuni «rimedi della nonna» funzionino, mentre altri non trovino riscontro. Il tutto con un duplice obiettivo: da un lato accompagnarci nei segreti della materia per renderceli familiari, consegnandoci gli strumenti per riconoscere alleati là dove vedevamo solo nemici, dall'altro aiutarci a smitizzare il patrimonio di antiche credenze, nelle quali troppo spesso amiamo rifugiarci per paura dell'ignoto. Questa documentata e brillante esplorazione ci consegna uno sguardo nuovo sulla realtà che ci circonda. Perché l'approccio scientifico non toglie la poesia nascosta nelle cose, anzi, «riflettere sulle microscopiche interazioni che si nascondono nelle onde del mare, nelle vette delle montagne, in una foglia al sole, nel nostro respiro» ha un fascino sorprendente. Riuscire a trasmetterne anche una minima parte è l'ambiziosa sfida lanciata da queste pagine.

Piero della Francesca è universalmente noto come sommo pittore, meno noto come matematico, anche se è autore di tre libri di matematica, il Trattato d’abaco, il Libellus de quinque corporibus regularibus e il De prospectiva pingendi, che hanno lasciato una traccia importante nella storia della disciplina. Il Trattato è degno di nota per alcuni interessanti risultati nella risoluzione delle equazioni di grado superiore al secondo, che costituivano allora argomento di punta della ricerca matematica; il Libellus riprende e approfondisce il tema dei poliedri regolari e archimedei; il De prospectiva costituisce il primo tentativo di sistemare assiomaticamente la pratica della prospettiva. Il testo di Enrico Gamba e Vico Montebelli è diviso in due sezioni autonome. La prima – Formazione e percorso – cerca di individuare nella misteriosa vita di Piero i contesti, gli incontri e gli stimoli artistici che hanno favorito la sua formazione matematica. La seconda sezione – Approfondimenti – entra nei dettagli matematici delle sue opere: tratta il rapporto di Piero con Euclide e Archimede, la sua avventura algebrica nel misurarsi con i problemi più avanzati del tempo, analizza le sue tecniche prospettiche anche con interpretazioni moderne e infine evidenzia la grande eredità che ha lasciato nel campo dei poliedri e della prospettiva.

Questo volume è un valido allenamento guidato e graduale allo svolgimento degli esercizi di Chimica. Nei capitoli è offerto un ripasso della teoria rilevante unitamente alla sua applicazione pratica in un'ampia collezione di esercizi svolti. Ciascun problema è affrontato esplicitando tutti i passaggi logici e i relativi calcoli, con un corredo di spiegazioni e riferimenti. In particolare, specifici passaggi del testo e risultati degli esercizi sono affiancati da fumetti che li mettono in relazione con concetti studiati. A conclusione di ciascun capitolo sono presenti un congruo numero di problemi da risolvere - in totale più di 480 - ricchi di circostanze tipiche della pratica quotidiana di un laboratorio scientifico. Infine, l'Appendice riporta i valori tabulati di grandezze utili per la risoluzione dei problemi.

Nel 1731, dopo anni di collezionismo, Seba commissionò l’illustrazione accurata e spesso articolata di ogni suo esemplare e utilizzò questi meticolosi disegni per la pubblicazione di un catalogo in quattro volumi, che conteneva la sua intera collezione: dalle piante esotiche a serpenti, rane e coccodrilli, dalle conchiglie ai coralli, dagli uccelli alle farfalle, fino a includere creature oggi estinte. Questa riproduzione è tratta da un raro originale a colori. L’introduzione contribuisce a collocare l’opera nel suo contesto storico e sociale offrendoci informazioni riguardo l’affascinante tradizione dei gabinetti delle curiosità in cui si inserisce la collezione di Seba.

Che cos’è un oggetto? La risposta consueta, quella del senso comune (anche quella di molta filosofia che pretende d’essere realista), è che un oggetto è qualcosa che “sta là fuori”, indipendentemente dal modo in cui lo conosciamo e – eventualmente – lo nominiamo. In questo libro, un classico della filosofia della scienza (uscito in prima edizione nel 1986), Giuliano Toraldo di Francia, a partire da una magistrale analisi dell’ontologia delle sfuggenti entità subatomiche, propone un modo meno semplicistico di rispondere a questa domanda fondamentale: è il caso di parlare, più che di oggetti, della procedura tecnico-scientifica della “oggettuazione”, attraverso la quale si arriva a individuare in qualcosa un determinato oggetto. In questo processo occupa un ruolo fondamentale il linguaggio. Ci interessano i fatti, non le parole, tutti ripetono; ma come si individua un “fatto” se non ne determiniamo la natura attraverso una serie di azioni, pratiche e linguistiche, che lo individuano, appunto, come un fatto? In questo modo il caso delle entità subatomiche non è più un caso eccezionale; al contrario, diventa il modello per intendere tutti gli oggetti, anche quelli dell’esperienza comune. Il libro è impreziosito da una prefazione di Maria Luisa Dalla Chiara, logica, filosofa della scienza, studiosa della logica quantistica, che ha a lungo collaborato con Giuliano Toraldo Di Francia.

Le neuroscienze sono il mezzo o il fine? Sebbene possa sembrare una domanda banale, la risposta nasconde l’essenza stessa di cosa sono le neuroscienze traslazionali: una branca scientifica nata negli ultimi anni con lo scopo di creare nuovi ponti tra la scienza di base e l’industria e permettere la realizzazione di sistemi, procedure e servizi all’avanguardia utili per la salute mentale. Il libro, dopo aver collocato storicamente questo ramo disciplinare inedito, fornisce un modello teorico di riferimento per le future generazioni di ricercatori che dovranno trasformarsi in un’auspicata forma “ibrida” di neuroscienziato. Inoltre, vengono presentati i settori più innovativi in cui le neuroscienze potranno aiutare i clinici con risultati più consistenti per la medicina di precisione.

Di algoritmi si parla molto oggi con riferimento ai computer, a Google, alla profilazione degli utenti dei social e all'avvento dell'intelligenza artificiale. Ma la loro storia è molto più antica: la necessità di risolvere problemi matematici con opportune regole computazionali ha sempre accompagnato la vita dell'uomo, a partire da esigenze molto concrete come distribuire i prodotti agricoli, dividere un'eredità, misurare un terreno e permettere ai mercanti di svolgere con profitto la loro attività. Il Medioevo, in particolare, fu un periodo di grande evoluzione della cultura, grazie alla riscoperta delle fonti culturali e scientifiche, greche e ai matematici arabi, che nel IX secolo diffusero nel Mediterraneo il sistema di numerazione indiano, cambiando radicalmente il modo di fare i calcoli. Le figure di Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi (da cui deriva il termine algoritmo), dei monaci spagnoli che tradussero in latino le opere dei matematici arabi, del pisano Fibonacci, mercante e matematico, dei tanti «maestri d'abaco» che insegnarono il calcolo ai figli dei mercanti, nonché dei matematici umanisti come Piero della Francesca e Luca Pacioli, spiccano in questo libro corale il cui protagonista è una società che nel Medioevo stava gettando le basi della nostra contemporaneità.

This textbook is designed to back beginners’ classes in Mathematics in all curricula of scientific nature where mathematical tools are a significant part of the education. It reflects a two-decade teaching practice during which it was employed with major returns. The criterion adopted is to present the subject matter in a clear and immediately applicable way, without renouncing the exposition’s rigour or reducing to a mere collection of recipes and formulas. The fundamental concepts and techniques regarding limits, continuity, differential and integral calculus for functions of one real variable are presented with the primary intention to train students to use them effectually and at the same time critically.

«L'intelligenza in sé non ha nulla di speciale, ogni persona la possiede a modo suo. In fondo, altro non è che il complesso di facoltà psichiche e mentali che ci consentono di pensare, comprendere o spiegare i fatti o le azioni. Fa parte della natura intrinseca degli esseri umani: il nostro cervello si è sviluppato perché potessimo adattarci, sopravvivere, comunicare con gli altri, insomma per essere intelligenti. Ma quindi, cos'è che rende scienziati, artisti, inventori così speciali? Qual è la caratteristica che permette loro di pensare o immaginare cose che prima di allora nessuno aveva mai pensato? Be', semplice: la curiosità. Se ci pensate, in effetti, quante persone realmente curiose avete conosciuto nella vita? Quante persone che adorano scoprire sempre qualcosa di nuovo, studiare per il puro gusto di farlo e perdersi nei meandri di libri e, perché no, di internet, e assorbire come spugne qualsiasi informazione trovino? Rispondo io per voi: poche. Questo perché la curiosità richiede fatica e a nessuno piace farla. È come se il cervello (e quindi la nostra intelligenza) cercasse di rinchiudere la curiosità in un angolo buio per potersi così concentrare sul suo passatempo preferito: fare quello che ha sempre fatto. Siamo così intelligenti che invece di cercare esperienze nuove, preferiamo starcene a poltrire sul divano. "Meglio curiosi che intelligenti" è un viaggio pieno di aneddoti, esercizi e informazioni attraverso le vite di persone che non si sono limitate a essere intelligenti, ma hanno osato fare qualcosa di più. Da Einstein a Beethoven, da Irène Curie a Samantha Cristoforetti, da Feynman a Escher e molti altri; artisti, scienziati e pensatori che non si sono accontentati di essere intelligenti ma hanno trascorso la vita nello stimolare continuamente la loro curiosità, finendo per cambiare il mondo per come lo conosciamo.» (Alberto Giannone)