Matematica e scienze

Il presente volume costituisce un trattato di meccanica lagrangiana e hamiltoniana, e completa la rassegna sui sistemi dinamici iniziata nel primo, di cui è la naturale continuazione. Il testo è rivolto a studenti di un corso di laurea triennale in matematica o in fisica, ed è al contempo di potenziale interesse per studenti di un corso di laurea magistrale o di dottorato, nonché per ricercatori intenzionati a lavorare nel campo. Il testo è corredato di un ampio numero di esempi illustrativi, di applicazioni e, alla fine di ogni capitolo, di un'ampia scelta di esercizi, per la maggior parte dei quali è fornita la soluzione.

Questo testo di fisica, redatto dall’ingegnere nucleare Giampaolo Servi, vuole essere un veloce e rapido ripasso delle nozioni di base che ci sono state impartite nei corsi scolastici ed anche universitari con qualche semplificazione e sorpresa che dovrebbero facilitare l’avvicinarsi alla fisica di un più ampio pubblico rispetto a quello degli specialisti. Pur con i limiti di una trattazione sintetica, tutte le informazioni date risultano certificate e corrette.

Questo libro ha l’andamento lento di una passeggiata dove i colori guidano, come un filo di Arianna, nel labirinto di fenomeni naturali che ci sono consueti, ma che qui vengono indagati con gli occhiali che oggi la scienza ci offre. Ogni capitolo, dedicato a un colore, si apre con un’immagine pittorica da cui prendono le mosse suggestivi percorsi di conoscenza. Così, il bianco della perla del famoso quadro di Vermeer diventa occasione per una riflessione sulla natura chimica della calcite, e sul modo in cui si sono formate nei tempi geologici le montagne calcaree; il verde di Parigi dei paesaggi di Cézanne apre il discorso sugli effetti tossici dell’arsenico e dei suoi derivati; il blu egizio della Galatea di Raffaello spalanca lo sguardo sul meraviglioso mondo dei minerali… Accostando temi diversi guardati attraverso un caleidoscopio multiforme, l’intento è quello di mostrare come la cultura umanistica e quella scientifica siano due volti inseparabili della stessa medaglia e come le conoscenze scientifiche siano ai giorni nostri fondamentali per una comprensione profonda dell’Universo e di noi stessi che lo abitiamo.

Il celebre intervento di Boris Hessen al Secondo Congresso Internazionale di Storia della Scienza di Londra del 1931 sulle radici sociali ed economiche della meccanica di Isaac Newton: ormai ritenuto un classico, questo testo rappresenta una tappa fondamentale per gli studi interdisciplinari sulla scienza, sia dal punto di vista storiografico sia da quello metodologico. Indagando il rapporto d’interconnessione fra il piano economico, i relativi sviluppi tecnologici e le scoperte scientifiche, Hessen mostra la stretta corrispondenza fra le parti di cui si compongono i “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” di Newton e i nuovi bisogni dell’emergente borghesia inglese. Saggio introduttivo di Gerardo Ienna e Giulia Rispoli; Postfazione di Pietro Daniel Omodeo.

La concezione del tempo, vista e analizzata con l’ottica della fisica, fornisce un modello interpretativo dei fenomeni studiati che va oltre quello che i bambini e gli adulti possono immaginare. Con questo libro, i giovani lettori, riusciranno a scavalcare in modo semplice e divertente il muro che separa il senso comune dalla realtà scientifica attraverso un viaggio unico che parte dalla vecchia concezione del tempo che tutti conosciamo, per arrivare all’attuale conoscenza della fisica contemporanea, che lo ripresenta come un ente plurimo e allo stesso momento universale. Basterà iniziare la lettura di questo volume per diventare passeggeri del treno del tempo, che sarà trascinato dalla ingenuità, dalla saggezza, e dalla sana comicità dei suoi personaggi. Ora vi saluto, con la consapevolezza che questa originale esperienza sarà un tempo ben trascorso e che essa servirà a ravvicinare il presente dei piccoli e degli accompagnatori che, in un battere d’occhio, scopriranno d’essere stati catapultati nel cuore di questa arricchente e stuzzicante avventura.

L’AI ha la capacità di processare informazioni alla velocità della luce e rimanere concentrata senza distrazioni su ciò che deve fare. L’AI vede nel futuro, può prevedere effetti e conseguenze e osservare negli angoli più bui del nostro mondo fisico e virtuale. L’AI impara da sola, ed è di gran lunga più intelligente degli esseri umani nel compiere azioni specifiche come giocare a scacchi, guidare una macchina, monitorare sistemi di sicurezza. Le macchine parlano già tra loro in modi per noi incomprensibili e molto presto arriverà il momento in cui non si tratterà più di gestire un milione di macchine smart, ma un’unica intelligenza non-biologica, talmente superiore alla nostra che non saremo più in grado di prevedere come si comporterà. La storia della tecnologia ci mostra che il suo progresso non è lineare, ma esponenziale: nel Ventunesimo secolo vivremo l’equivalente di ventimila anni di progresso, se continuerà a svilupparsi al ritmo di oggi. È per questo che Mo Gawdat, con un’esperienza trentennale in grandi aziende tech come Microsoft e Google, che lo ha portato anche alla direzione del mitologico laboratorio di innovazione Google [X], desidera inserirsi nel dibattito sull’intelligenza artificiale con questo libro, in cui apre una strada illuminante: per evitare che l’AI faccia del male, ma soprattutto perché ci aiuti a fare il bene, dovremmo dotarla di consapevolezza di sé, di emozioni e di etica. D’altronde le emozioni non sono una delle modalità di intelligenza più evoluta che noi umani abbiamo a disposizione? Un libro di straordinaria attualità, che naviga uno dei temi più importanti del prossimo secolo senza allarmismi ingiustificati o ottimismi eccessivi, raccontandoci l’avventura del progresso umano dal punto di vista di chi lo sta vivendo in prima persona.

Lucio Rossi, fisico di fama internazionale, ci conduce attraverso il vasto mondo della ricerca scientifica. Partendo dalla sua esperienza al CERN con l’acceleratore LHC, culminata con la rivelazione del bosone di Higgs, l’autore ci racconta di come ogni scoperta abbia, prima o poi, applicazioni concrete nella vita di ogni abitante del pianeta, non solo fra una ristretta élite di studiosi. Si tratta di conquiste che possono incidere profondamente sullo scacchiere geopolitico, come quelle legate alla superconduttività, uno dei grandi settori d’indagine nel campo degli acceleratori di particelle, che presenta forti connessioni con il problema energetico. Con questa consapevolezza, ripercorrendo la propria vicenda professionale – i successi, gli errori, le ripartenze –, l’autore suggerisce che i binomi scienza e tecnica, teoria e pratica, avventura e razionalità rappresentano solo in apparenza strade alternative. In realtà, i veri scienziati operano sapendo che ogni ricerca è un tassello nella costruzione di un grande mosaico a più dimensioni: quello del futuro di tutta l’umanità.

Cosa costituisce la materia che ci circonda? Come si è formato il pianeta 11 Terra? Come si evolve l'Universo? Tre luminari, un fisico subatomico, un astrofisico e un geofisico, affrontano la sfida di spiegare la realtà dal microcosmo al macrocosmo. Un libro che tratta dalle particelle elementari alle stelle: per mostrarci che nella struttura della materia non c'è nulla di casuale e che il nostro mondo è un punto infinitesimo negli spazi abissali dell'Universo, tra miliardi di stelle. Il tutto impreziosito dagli ultimi risultati delle ricerche: l'esperimento Borexino ha infatti trovato la spiegazione alla millenaria domanda sul perché il Sole e le stelle brillano, tanto da essere nominato nel 2014 e nel 2020 fra i dieci più importanti risultati del mondo e da ricevere il premio Cocconi dalla Società europea di Fisica. Con prefazione di Roberto Battiston, fisico inserito nella Hall of Fame della Federazione Astronautica Internazionale.

Dai banchi di scuola alla vita di tutti i giorni, la Chimica sembra incutere sempre un certo timore, eppure, Chimica è tutto ciò che ci circonda: dall'aria che respiriamo, all'acqua che beviamo, ai vestiti che indossiamo, alle medicine che ci aiutano a stare meglio… Un interessante saggio che mette in luce quanto la Chimica possa essere affascinante, divertente e soprattutto utile da conoscere nella quotidianità.

Anche gli esseri umani – come molti animali – quando nascono sono in grado di contare solo fino a tre. Il nostro cervello, in presenza di più di tre oggetti, non si preoccupa di specificare la quantità: un neonato che vede quattro mele registra quella visione come «molti». Lasciati alla nostra propensione naturale, noi conteremmo così: uno, due, tre... molti. La matematica è la disciplina che ci ha portato nel regno incantato di quei molti, ce lo ha fatto scoprire, e con questo ci ha dischiuso le porte del mondo. Forse ci ricordiamo di aver studiato a scuola geometria, algebra, trigonometria e analisi. Ma raramente ci siamo resi conto – raramente ci è stato insegnato – che stavamo affrontando le radici stesse dell'arte, dell'architettura, del governo e di quasi ogni altro aspetto della nostra civiltà. La matematica dei triangoli ha permesso agli esploratori di viaggiare attraverso i mari e agli astronomi di mappare i cieli. L'analisi ha fatto vincere agli alleati la Seconda guerra mondiale e ha fermato le epidemie. I numeri immaginari, poi, sono risultati del tutto essenziali per la nostra vita digitale di abitanti consapevoli del ventunesimo secolo. Senza matematica tutto questo non esisterebbe. Per questo è importante apprezzare la grandezza della sua struttura. Dagli antichi sacerdoti egizi agli astronauti, dagli esattori delle tasse babilonesi ai robot, Michael Brooks racconta un eccentrico cast di personaggi e con le loro storie ci fa capire come la matematica ha plasmato il mondo che ci circonda in maniera molto più profonda di quanto siamo soliti credere.