Matematica e scienze

Quando è apparso per la prima volta (1979) "Gaia" ha rivoluzionato l’ecologia e gli studi sull’ambiente offrendo finalmente una prospettiva nuova, equidistante dalle ottiche catastrofiste e da quelle improntate a eccessivo ottimismo. Secondo Lovelock la Terra è Gaia, un unico organismo vivente capace di autoregolarsi e di rispondere a tutti quei fattori nuovi e avversi che ne turbano gli equilibri naturali. La materia vivente non rimane passiva di fronte a ciò che minaccia la sua esistenza: gli oceani, l’atmosfera, la crosta terrestre e tutte le altre componenti geofisiche del pianeta si mantengono in condizioni idonee alla presenza della vita proprio grazie al comportamento e all’azione degli organismi viventi, vegetali e animali. Lovelock offre così un’alternativa alle concezioni di chi vede la natura come una forza primitiva da sottomettere o conquistare; o di chi considera la Terra come una nave spaziale impazzita, che ruota senza meta nel cosmo.

La pandemia da Covid-19 ha trasformato in modo profondo le nostre vite a livello individuale e collettivo. Per sua natura, infatti, ogni pandemia colpisce sempre una comunità nella sua interezza, o direttamente attraverso l'esperienza della malattia, o indirettamente attraverso la paura, le restrizioni alla libertà personale, le misure sanitarie decise dalle istituzioni e le conseguenze economiche, politiche e sociali. In questo scenario, è evidente che il significato della più grande campagna vaccinale nella storia contemporanea non può essere compreso in relazione alla sola dimensione medico-sanitaria. Con l'arrivo dei vaccini, infatti, si apre una nuova e importante fase al centro della quale si trovano alcune domande fondamentali che interrogano in modo diretto la nostra forma di vita attuale e i rapporti che legano tra loro politica, scienza, comunicazione pubblica ed etica. Quali valori, principî e procedure dovrebbero guidare lo sviluppo e la distribuzione di una risorsa scarsa e potenzialmente salvavita come un vaccino? Quali responsabilità e doveri abbiamo nei confronti di noi stessi, degli altri e della società in un momento di profonda crisi sanitaria ed economica? Contributi di: Evandro Agazzi, Marco Annoni, Enrico M. Bucci, Carlo Casonato, Lorenzo d'Avack, Alberto Giubilini, Manuela Monti, Telmo Pievani, Carlo Alberto Redi, Angela Santoni, Marta Tomasi.

Nel corso dei secoli gli Orti botanici sono stati via via aule di insegnamento e farmacie en plein air per gli studenti di Medicina, giardini di acclimatazione e studio di piante esotiche, Wunderkammer botaniche per stupire i visitatori, luoghi di divulgazione scientifica e conservazione della biodiversità: sempre e comunque spazi in cui si amano le piante. Espressione del genio italico rinascimentale, tra le icone dell'identità italiana, gli Orti botanici racchiudono l'eco di avventurosi viaggi e pionieristiche scoperte. L'itinerario si snoda, da Torino a Palermo, alla scoperta di questi luoghi magici che custodiscono le meraviglie del mondo vegetale, esotiche ed indigene, ospitate nello straordinario tessuto colturale e culturale italiano, tra storie e leggende, curiosità e rarità, fantasmi e misteri.

A cosa serve parlare di "scienza senza maiuscola", e perché farlo proprio ora? Per Daniela Ovadia e Fabio Turone, giornalisti scientifici esperti di etica della ricerca, è il momento giusto, perché negli ultimi anni la produzione scientifica e la competizione per i fondi sono aumentate a dismisura, mentre i meccanismi di controllo interni al sistema hanno mostrato la corda. Il libro è costruito attorno ai principi che ispirano le buone prassi scientifiche: onestà, valore, affidabilità, giustizia, principio di beneficenza, rispetto, fair play, confronto tra pari, lealtà, decoro professionale, trasparenza, obbedienza alla legge, confidenzialità. Un libro ricco di storie che esplora una disciplina, quella dell'etica della ricerca scientifica, attraverso la cronaca di "uomini (e donne) che sbagliano" più che attraverso la teoria. Ne emerge un ritratto della scienza come opera essenziale ma intrinsecamente umana e, come tale, soggetta a tutti gli errori e a tutte le distorsioni di ogni umana attività, bisognosa di strumenti di autocontrollo più efficaci e di un'attenta vigilanza esterna, per fare al meglio possibile l'interesse dei cittadini e della democrazia. E in fin dei conti della scienza stessa.

La fisica è, per antonomasia, la scienza che studia i fenomeni naturali: lo dice il nome stesso, derivato dal greco (physis = natura). È una scienza relativamente recente: nata nel Seicento con gli studi di Galileo Galilei, si avvale del metodo sperimentale ideato dal grande toscano per descrivere in termini matematici ciò che si osserva in natura. È stata la prima disciplina che, nella storia, è arrivata a interpretare gli eventi per mezzo di leggi basate sulla quantificazione matematica delle osservazioni: è la disciplina fondante della scienza moderna e, come tale, può essere considerata il "nocciolo" di tutte le scienze naturali, a cui fornisce strumenti e tecniche d'indagine. La fisica, con i suoi metodi, le sue misure e le sue leggi, trova applicazione ovunque: dallo studio di una reazione chimica a quello di una cellula, dall'interpretazione delle osservazioni astronomiche all'ideazione di un nuovo strumento per la produzione energetica o per l'analisi di nuovi dettagli del nucleo atomico. In questo libro, ricco di immagini e di schemi chiarificatori, di approfondimenti sui principali punti di contatto con altre scienze - come la chimica, la geologia, la biologia - si riassumono in modo chiaro e sintetico i principali ambiti di studio della fisica: dalla "fisica di base", con argomenti quali la meccanica, la termodinamica e l'elettromagnetismo, agli studi più recenti della fisica nucleare e della fisica delle particelle elementari. In una rassegna d'idee geniali e di stupefacenti applicazioni, passeremo dalle moderne teorie della relatività e della meccanica quantistica a quelle della fisica dei sistemi complessi, passando per le proposte quasi fantascientifiche dell'attuale cosmologia. Un viaggio vertiginoso al centro della mente umana, attraverso il tempo e lo spazio.

Le rette numeriche quadratiche sono delle strutture matematiche che trovano il loro punto di nascita (corrispondente al punto zero della retta) ciascuna in un diverso quadrato perfetto, cosicché, essendo i quadrati perfetti infiniti, infinite sono anche le rette quadratiche che da essi si formano. La loro funzione, strettamente connessa a quella delle stanze quadratiche, è quella di filtrare delle ordinate sequenze di numeri, tutti posti a distanze quadratiche dal rispettivo punto zero, i cui divisori Mm, partendo da ciascun quadrato perfetto, si succedono in perfetto ordine scalare da N (con N avente valore corrispondente alla radice del quadrato perfetto) fino a 0. Dal che si deduce che Stanze quadratiche, divisori Mm e Rette numeriche quadratiche, entità matematiche elementari finora ignote, sinergicamente consentono di ricavare i divisori di tutti i numeri composti che fanno parte di ciascuna "stanza quadratica" e di conseguenza, per esclusione, anche dei numeri primi. Inoltre, essendo ciascun numero naturale parte di un solo insieme denominato "Stanza quadratica", si deduce che la sinergia delle tre entità consente la automatica fattorizzazione di ciascun numero naturale.

Piero e Alberto Angela invitano i lettori a un grande viaggio nel Cosmo a bordo della Noos (che in greco antico significa "intelletto"), un'astronave immaginaria che si sposta alla velocità del pensiero. Il viaggio della Noos si basa sulle più recenti conoscenze acquisite dall'astronomia e dall'astrofisica: il veicolo spaziale si posa sulla Luna, su Marte, sorvola i pianeti del nostro Sistema solare, scende su asteroidi e comete, entra fin dentro il Sole per scoprire la sua struttura interna. Poi esce dal Sistema solare per esplorare stelle e galassie, avvicinarsi a supernovae, pulsar, quasar e buchi neri, fino agli estremi confini del Cosmo. Un'esperienza straordinaria, resa possibile dalla fantasia, eppure rigorosamente scientifica.

Dopo la conquista dell'uomo dello spazio circumterrestre, oggi popolato da costellazioni di satelliti, e le diverse sonde lanciate oltre i grandi pianeti gassosi, gli obiettivi più immediati delle missioni spaziali sono Marte e alcuni asteroidi e comete, disseminate nel nostro Sistema Solare. Il volume narra i viaggi interplanetari compiuti dall'umanità con sonde automatiche, alla ricerca di tracce di vita al di fuori della Terra, sonde che, in un futuro non lontano, ci permetteranno di estrarre e sfruttare le risorse esistenti soprattutto nei corpi minori, come gli asteroidi del tipo NEO (Near Earth Objects). Un'avventura iniziata qualche decade fa con le sonde Voyager che, dopo aver oltrepassato l'eliopausa, hanno intrapreso un viaggio che le porterà verso l'ignoto.

La ricerca sul sonno sta rivelando moltissime cose sorprendenti su quel terzo della nostra vita che attraversiamo a occhi chiusi (o, qualche volta, aperti), soprattutto per quanto riguarda la qualità del sonno (possono esserci centinaia di micro-risvegli inconsapevoli, ogni notte), le mille cause dell'insonnia e l'azione dei farmaci (che molto spesso vengono usati in modo improprio). Anche dei sogni si cominciano a individuare i meccanismi neurologici (ben diversi da quelli che ipotizzava Freud). "I misteri del sonno" è una minuziosa e affascinante esplorazione di questa "zona buia" della nostra vita. Piero Angela ce la descrive svelandoci, con la consueta chiarezza espositiva, i meccanismi complessi che la regolano, e informandoci in modo dettagliato sulle ultime e più sorprendenti scoperte scientifiche.

Cos'è l'esobiologia? È la ricerca della vita nell'universo attraverso le attuali conoscenze scientifiche e le più recenti scoperte in ambito astronomico. Il testo approfondisce questa affascinante e giovane materia analizzandone tutti gli aspetti in essa coinvolti. La sua storia, la connessione e l'interdipendenza con altre scienze, la visione religiosa e il punto sulle conoscenze e le prospettive future. Questo libro vuole essere una guida all'esobiologia (più recentemente definita anche astrobiologia), in cui vengono anche affrontati i risvolti teologici e soprattutto politici. Uno sguardo a 360 gradi in cerca di un indizio che ci aiuti a rispondere alla domanda più importante per l'umanità, siamo soli nell'universo?

Il mondo fisico è infinitamente complesso, eppur la maggior parte di noi riesce a orientarsi. Camminiamo lungo strade sconosciute, mantenendo il senso della direzione, prendiamo delle scorciatoie su sentieri che non abbiamo mai percorso e ricordiamo per molti anni luoghi che abbiamo visto una volta sola: sono tutti fatti notevoli. In "Il cervello trova la strada" Michael Bond spiega com’è possibile: in che modo il nostro cervello elabora le “mappe cognitive” che ci permettono di orientarci anche in luoghi sconosciuti; in che modo ci poniamo nello spazio e come la nostra visione del mondo esterno influenza la nostra psiche e i nostri comportamenti. La concezione dello spazio fisico è un elemento cruciale nella nostra evoluzione: la capacità di muoversi su lunghe distanze in età preistorica ha dato all’Homo sapiens un vantaggio sul resto degli ominidi. I bambini sono istintivamente degli esploratori e appena incominciano a muoversi acquisiscono una comprensione dello spazio. E ciononostante, oggi pochi di noi fanno buon uso delle facoltà ereditate dai nostri avi peripatetici. E la maggior parte di noi non capisce cosa stiamo perdendo.

Spesso gli adolescenti vengono descritti ricorrendo a luoghi comuni e con una superficialità preoccupante. Tuttavia, il comportamento scostante tipico dei teenager non è irragionevole e non ha a fuori dall'ordinario. Ed è così per un motivo. Fino a circa vent'anni fa, il lato spiacevole del comportamento adolescenziale veniva attribuito agli ormoni impazziti e ai cambiamenti che i giovani affrontano a scuola e nella vita sociale. Oggi invece sappiamo che il loro cervello va incontro a uno sviluppo sostanziale e che questo contribuisce probabilmente all'insorgere dei comportamenti tipici dell'età adolescenziale. E dunque che cosa accade a livello neurale, dentro il cervello dei ragazzi? Nel corso dell'adolescenza irrompe un processo fondamentale chiamato pruning, «potatura» o «sfoltimento sinaptico», che rinforza certe aree e ne elimina altre; le sinapsi usate in un determinato ambiente vengono conservate, tutte le altre vengono «sfoltite», dando infine forma alla struttura definitiva del cervello adulto. Frutto di un lavoro di ricerca decennale e degli studi pionieristici compiuti in prima persona da Sarah-Jayne Blakemore, "Inventare se stessi" è una guida essenziale per comprendere meglio i processi evolutivi del cervello adolescente.