Matematica e scienze

Prendendo spunto dal teorema di Rolle, di cui viene offerta un'analisi storica ed epistemologica, questo lavoro esamina l'emergere di nuove prospettive didattiche. Imparare la matematica significa infatti anche imparare ad usarne lo specifico linguaggio, il suo tipico discorso che costruisce dal proprio interno i suoi oggetti. Il potenziamento delle capacità metalinguistiche degli studenti e l'acquisizione di una maggiore flessibilità tra diversi registri potrebbero in futuro rappresentare una significativa opportunità per ridefinire i processi stessi di insegnamento-apprendimento.

Come vive Apis mellifera allo stato naturale, quando non è nelle arnie, sottoposta alle condizioni di vita impostegli dall'uomo? Partendo da questa semplice domanda, che ha ispirato tutta la sua carriera scientifica T.D.Seeley, uno dei più grandi studiosi delle api di tutti i tempi, racconta tutto quello che ha scoperto in 50 anni di appassionata osservazione.

C'era una volta una bambina che guardava la Luna insieme a suo padre: osservava l'alternarsi regolare delle sue fasi, si emozionava davanti alla prima eclissi, costruiva un telescopio casalingo per scrutare meglio il cielo. Oggi quella bambina è diventata una celebre astrofisica; e, non dimentica del suo primo amore, ha scritto questo Libro della Luna: una guida per tutti gli osservatori, i curiosi e i lunatici del pianeta Terra che vogliono conoscere ogni aspetto della nostra compagna astrale più prossima. Maggie Aderin-Pocock ci guida all'esplorazione della Luna, descrivendo i modi e i periodi migliori per osservarla, le rocce e i minerali che la compongono, il suo paesaggio fatto di mari, crateri e cupole. Ci fa scoprire che questo astro, in apparenza stabile, in verità è soggetto a periodici terremoti o, meglio, «lunamoti» e che l'espressione «il lato oscuro della Luna», sebbene poetica, non è proprio corretta. Ci racconta che il nostro satellite esercita la sua attrazione gravitazionale sulla Terra regolando le nostre maree. Ci parla degli infiniti modi in cui la Luna ha attratto anche la nostra immaginazione, ispirando opere d'arte, poesie, romanzi, antiche costruzioni e moderni strumenti scientifici. "Il libro della Luna" scava nel passato del corpo celeste che amiamo di più, nei segreti della sua nascita e nei meccanismi che regolano la sua orbita. E si spinge a immaginarne il possibile futuro, quel tempo in cui forse torneremo a calpestarne il suolo e vi fonderemo le prime colonie; quando il candido astro dei poeti sarà la prima tappa di una nuova, grande avventura dell'umanità.

Come ormai tutti sanno, nel luglio 2012 il Large Hadron Collider (LHC) di Ginevra, il più potente acceleratore di particelle del mondo, ha finalmente svelato l'esistenza della più elusiva delle particelle subatomiche, il bosone di Higgs. L'impresa, davvero titanica, svolta dall'intera comunità scientifica europea presso il CERN ha ottenuto enorme risonanza nei media, ben oltre l'ambito scientifico di riferimento. Il motivo di tanto interesse sta nel fatto che il bosone di Higgs,la particella che per tanto tempo era sfuggita ai nostri strumenti, determina un campo che permea l'intero Universo, creando con esso la massa delle particelle elementari, che a loro volta creano tutto ciò che esiste al mondo. Senza il bosone di Higgs non esisterebbe nulla. La sua scoperta ha dunque fornito molte risposte in un colpo solo, ma come spesso accade nella scienza ha anche portato un'infinità di nuove domande. Usando un linguaggio semplice, spiritoso e comprensibile, Oltre la particella di Dio mostra in che modo tutti questi problemi stanno ora portando gli scienziati a scandagliare la materia sempre più in profondità, fino al cuore della trama stessa della natura. Per raggiungere questo obiettivo, Lederman e Hill – già autori di Fisica quantistica per poeti – ci spiegano come si è giunti – e perché – alla scoperta della «particella di Dio», per poi guidarci verso le frontiere più avanzate della conoscenza.

Il volume mostra come la reattività delle molecole organiche possa essere descritta in modo più unitario individuando quei principi fondamentali che regolano la vastità e la varietà delle reazioni organiche. L'analisi al centro della trattazione permette di interpretare la struttura e la reattività delle molecole organiche basandosi sull'energia degli orbitali implicati nella reazione indipendentemente dai gruppi funzionali e quindi di fare previsioni su una qualunque molecola messa in determinate condizioni di reazione. Nel volume sono presentati la strategia e gli approcci sperimentali per definire le ipotesi meccanicistiche, basandosi sulla differente influenza delle diverse "variabili di reazione" sulla cinetica delle reazioni in soluzione. Opera in due tomi indivisibili.

Per lo studio della fisica è necessario conoscere l'analisi matematica e la geometria, che sono gli strumenti di cui si fa uso. Ovviamente più è approfondita la conoscenza di queste materie e meglio è. Per poter eseguire gli esercizi proposti occorre conoscere i seguenti argomenti di matematica: 1.Trigonometria; 2. Derivate totali e parziali; 3.Integrali di una variabile (non sarebbe male se si conoscessero anche quelli a due o tre variabili); 4.Integrali di linea; 5.Vettori(occorre sapere che cosa sono, il loro prodotto scalare e vettoriale e il prodotto per uno scalare); 6.Superfici e solidi. Gli esercizi sono suddivisi per argomento ed occorre studiare la parte teorica prima di tentare di risolverli. Sono utili a capire ad approfondire la teoria. È opportuno cercare sempre la soluzione prima di confrontarla con quella proposta e successivamente ripercorrere il procedimento svolto capendone tutti i passi.

L'obiettivo minimo del presente testo è quello di fungere da supporto alle lezioni in aula di un primo corso di algebra lineare e geometria. È pensato, essenzialmente ma non solo, per gli studenti che frequentano e frequenteranno le lezioni del primo anno di ingegneria, specialmente, per quelli iscritti al Politecnico di Torino, in particolare, ma non solo, per quelli che seguono e seguiranno i corsi dell'autore, per i quali il libro è stato specialmente pensato e scritto.

Decima edizione in due volumi: il primo descrive gli scenari di riferimento di 9 settori produttivi, il secondo 105 tecnologie su cui le aziende italiane stanno investendo e il cui sviluppo porterebbe innovazione anche in settori diversi da quello di origine grazie alla trasversalità e all'integrazione delle singole tecnologie. Alla realizzazione dei due volumi hanno collaborato oltre 180 ricercatori dei più importanti gruppi industriali e delle istituzioni di ricerca pubblica che hanno preso in considerazione i settori Tecnologie Digitali, Microelettronica e Semiconduttori, Energia, Chimica, Farmaceutica e Biotecnologie per la Salute, Trasporti, Spazio, Beni Strumentali, Ambiente. Per ognuno, oltre al quadro generale (Vol. 1), ossia imprese, mercato, occupazione, tendenze e criticità, investimenti in R&S, sono presentate (Vol. 2) schede descrittive delle singole tecnologie sulle quali si riversano gli investimenti. L'Airi da oltre trent'anni periodicamente realizza questo strumento di lavoro e approfondimento rivolto non solo alle imprese, ma anche a ricercatori, economisti, Università, Enti Pubblici di Ricerca, Pubbliche Amministrazioni.

La più recente strumentazione ha permesso di arrivare a vedere quello di cui sono fatte le cose che ci circondano con un continuo maggior dettaglio, passando dal centinaio di micrometri al centinaio di nanometri per arrivare alla supervista con la capacità di localizzare con precisione quasi atomica gli oggetti. Attraverso un percorso sia storico (da Galileo all’Istituto Italiano di Tecnologia) sia tecnico (superrisoluzione, superocchi, intelligenza arti ciale), l’autore mostra come a partire dall’incontro della luce dell’arcobaleno con la materia attraverso un pezzo di vetro curvo si siano sviluppate tecnologie ad altissima sofisticazione che portano a soluzioni di grande efficacia per ricerche e diagnosi sempre più precise.

I veicoli a guida autonoma possono contribuire a ridurre il numero di vittime della strada, ma sono già stati coinvolti in gravi incidenti stradali. Le armi autonome possono attaccare obiettivi militari legittimi senza richiedere l’approvazione di un operatore umano, ma potrebbero colpire dei civili estranei al conflitto. Quali decisioni e azioni che incidono sul benessere fisico e sui diritti delle persone possono essere affidate all'autonomia operativa di una macchina? Quali responsabilità devono rimanere in capo agli esseri umani? Che peso dare alle limitazioni che affliggono la nostra capacità di spiegare e prevedere il comportamento di robot che apprendono dall'esperienza e interagiscono con altri sistemi informatici e robotici? Questi gli interrogativi etici affrontati nel libro, insieme ai dilemmi morali e ai problemi di scelta collettiva che da essi scaturiscono.