Matematica e scienze

Aerei all'avanguardia che esplodono in volo perché hanno i finestrini quadrati, sofisticati microchip che non sanno fare le divisioni, navi che si spezzano in due nel porto, farmaci che diventano inefficaci, computer che perdono la cognizione del tempo ed esperimenti costosissimi andati in frantumi per un cavo allentato. In questo libro esuberante e ricco di contagiosa ironia, Devis Bellucci raccoglie una lunga sequela di errori e vere e proprie sciocchezze avvenute in ogni campo del sapere umano, dall'ingegneria alla medicina, dall'informatica alla fisica e alla matematica, fino alle criticità che emergono dall'Intelligenza Artificiale. Un viaggio attraverso cantonate imbarazzanti, compiute da persone per altri versi serie e scrupolosissime, tanto da indurre il lettore a chiedersi: «Ma non potevano accorgersene prima?». Il fatto è che spesso questo prima non esisteva, perché i responsabili dell'errore si stavano confrontando con l'insorgere di un problema del tutto nuovo ed erano privi di termini di paragone. L'autore mostra così quali strategie vengono messe in campo per evitare che la scienza inciampi nei lacci delle scarpe: si chiamano peer-review nella ricerca accademica, debugging nel mondo dei software, Trial Controllato Randomizzato in medicina e ridondanza strutturale in ingegneria, uno strumento fondamentale per progettare edifici più sicuri. Bellucci spiega soprattutto il vero punto di forza della scienza: non il metodo sperimentale, che di per sé non basta, bensì la natura corale dell'impresa scientifica, dove il sapere si costruisce attraverso la condivisione delle idee, il confronto serrato, la verifica incrociata delle osservazioni prima di elevarle al rango di scoperta. Perché nessuno fa scienza da solo.

Si comincia contando le mele e le pere e si finisce per calcolare derivate e integrali. È possibile da adulti ritornare sui propri passi, affrontare con calma il foglio a quadretti e cercare di venire a patti con la materia più ostica di tutte? Pietro Minto ha accettato la sfida: ha ristudiato da capo il programma di matematica del liceo scientifico fino a ripetere la famigerata seconda prova della maturità. In questo diario di bordo ci racconta la sua esperienza con un tono giocoso e brillante che riesce a esorcizzare i suoi peggiori incubi scolastici, e anche i nostri. Al liceo Pietro Minto odiava la matematica. O meglio: si sentiva odiato, perseguitato, escluso da quei simboli e quelle formule simili a rune misteriose. Come molti, ammettiamolo. E come molti, uscito dalla maturità con il proverbiale calcio nel sedere, è ben deciso a lasciarsi tutto alle spalle: numeri, problemi, conti che non tornano mai. Ma l’incontro mancato con la matematica rimane dentro di lui come una ferita non rimarginata, un tarlo che scava la sua via per uscire: ormai adulto decide allora di lanciarsi in un’impresa che ha qualcosa di folle, ma proprio per questo anche di esaltante. Rimettersi a studiare la matematica, rifare tutto il programma del liceo scientifico, dalla prima alla quinta, con lo scopo di ripetere e superare «la seconda prova» della maturità, quella di matematica appunto. Mentre affronta questa autentica «challenge», con l’aiuto del suo terribile professore del liceo, ricontattato via Facebook e trasformatosi per l’occasione in benevolo Virgilio, Minto intanto mostra al lettore che la matematica può essere piacevole, appassionante, divertente e addirittura salvifica. Lo fa attraverso una serie esuberante di aneddoti, curiosità e riflessioni, con cui restituisce alla materia quel volto umano che i libri di scuola sembrano fare di tutto per nascondere.

Dove siamo? E perché siamo proprio qui? Le nostre credenze, speranze e sogni hanno qualche significato là fuori nel vuoto? Il pensiero e le intenzioni degli uomini potranno mai accordarsi con una visione scientifica del mondo? Sean Carroll è considerato uno dei più importanti fisici teorici della sua generazione, in grado di affrontare la questione del bosone di Higgs e delle dimensioni alternative dell’universo insieme ai problemi fondamentali dell’esistenza dell’uomo. In questo libro mette a frutto i suoi studi scientifici per confrontarsi con il mondo della conoscenza, le leggi della natura e le domande più profonde sulla vita, la morte e il nostro posto all’interno del tutto.

Spesso si considera la scienza il regno della certezza e della verità. Invece, il dubbio e l’errore sono fondamentali per il progresso del sapere in ogni settore. E, come accade nella vita di ogni giorno, anche nella scienza l’errore si presenta sotto molteplici forme: c’è l’errore che è motore di nuove conoscenze, ma anche quello frutto dell’ideologia o della fretta. C’è l’errore riconosciuto e quindi fecondo, ma anche quello testardo. In questo libro scopriremo storie affascinanti di chimica, biologia, medicina e soprattutto di fisica, dal punto di vista di chi sbaglia. Incontreremo scienziati come Fermi, Einstein e Pauling e studiosi quasi ignoti. Scoprire che anche i grandi della scienza hanno sbagliato sarà una iniezione di ottimismo. Viviamo in un mondo che con l’errore ha un rapporto difficile. Oggi più che mai è importante rivalutarlo: lunga vita all’errore!

Questo libro intende offrire, a chi abbia voglia di fermarsi e riflettere con calma, dati e considerazioni pratiche sull’uso dei modelli animali nella ricerca scientifica. La nostra speranza – come medici e biologi coinvolti in prima persona sul campo della ricerca non meno che su quello del benessere animale – è che queste pagine aiutino ad affrontare il problema in modo razionale, senza lasciarsi sopraffare da ideologie o preconcetti, per giungere a conclusioni realistiche. Sarà che si sente all’apice di un’evoluzione ormai quasi bionica, ma si direbbe che, specie in Occidente, Homo sapiens stia elaborando una visione piuttosto innaturale della vita e della morte. Quest’ultima, soprattutto, con i suoi corollari di dolore e malattia, sembra assumere sempre più i contorni tutti virtuali del disagio prescindibile. Un virus sconosciuto minaccia di decimarci? Tranquilli, abbiamo già visto il film: prima del finale, «gli scienziati», per quanto poco simpatici siano di solito, troveranno di certo la cura, lo sappiamo. Essenziale è che lo facciano in fretta, come in fretta desideriamo dimenticarci di loro e del virus (o chi per esso), ormai virtualmente debellabile con un farmaco, una terapia, un vaccino. Il come «gli scienziati» li abbiano ottenuti poco importa, in emergenza. Salvo poi cominciare (o riprendere) subito a contestare la sperimentazione biomedica, perché – lo sappiamo – «fa del male» ad animali e piante; e ad aggredire, talvolta anche fisicamente, i ricercatori, che «vivisezionano» senza criterio forme di vita innocenti. Commuoversi o indignarsi di fronte a queste cose è, virtualmente, quasi un obbligo per l’Umano civilizzato, sappiamo anche questo. Ma lo sappiamo davvero? O meglio, che cosa sappiamo davvero della sperimentazione animale? Sappiamo, per esempio, che è soggetta a legislazioni ferree, recenti e in continua revisione? Che un Organismo preposto al Benessere animale è parte integrante di ogni staff di ricerca? Che i programmi di sostituzione delle cellule viventi sperimentali con modelli in vitro o in silico stanno facendo passi da gigante? Che l’apporto di un animale a un protocollo di ricerca può limitarsi a un piccolo prelievo di sangue? In questo libro, fuori dal cinema e dai copioni precostituiti, due ricercatori di lunga esperienza rispondono a queste e a molte altre domande sul loro mestiere. Con un approccio al problema più avvertito, più informato, più realistico e in fondo anche più ottimistico: un approccio virtuoso, insomma. E virtuoso e virtuale sono «falsi amici», non sinonimi, questo sì che lo sappiamo. Almeno per ora, attendendo il futuro.

Com’è cominciata la vita? Come si è evoluta per arrivare fino a noi? Come e perché è stata ricreata in laboratorio? La si può rendere immortale? Sono domande che non possiamo non farci. E a cui la scienza continua a dare risposte nuove e sorprendenti. Nel giro di pochi anni è cambiato tutto; oggi non solo il Dna si può estrarre e sequenziare con risultati assai affidabili ma questi studi aprono prospettive inimmaginabili. Cominciamo a capire chi erano davvero i nostri antenati e che rapporto c’era fra loro e i nostri cugini più prossimi, come si sono spostati da una parte all’altra della Terra, e come si sono incrociati. E come quelle migrazioni – così simili a quelle di oggi – ci abbiano consentito di prendere dai Neanderthal il buono (i geni capaci di difenderci da certi batteri e virus) e qualche volta il meno buono (la predisposizione a certe malattie). Sono solo alcune delle maggiori rivelazioni che negli ultimi anni stanno rivoluzionando la conoscenza dell’uomo, della sua storia e del mondo che ha popolato: dalla nascita della vita sulla Terra al sogno (impossibile) dell’immortalità. Tra geni e cellule, Covid e vaccini, creatività e studi sul cervello, uno dei maggiori rappresentanti della ricerca in Italia guida il lettore attraverso i più recenti e affascinanti sviluppi della scienza moderna spiegando come solo un rinascimento della ricerca possa contribuire a disegnare un futuro migliore per la nostra specie e il pianeta in cui viviamo.

Uno dei più importanti scienziati della nostra epoca ci aiuta a leggere il mondo per come è davvero e non per come ce lo raccontiamo. Quanto e perché è cresciuta l'altezza media della popolazione? Perché le auto elettriche non sono così risolutive quanto supponiamo? Mangiamo più pollo o più maiale, e perché? Che cos'è che rende felice la gente? Perché i vaccini sono il miglior investimento possibile? L'aspettativa di vita è arrivata al suo apice? Utilizzando dati, statistiche, studi scientifici internazionali, e spaziando tra i temi più disparati – dalla fertilità ai rifiuti, dall'alimentazione alla tecnologia, dai trasporti alla medicina – Vaclav Smil smonta certezze assodate, ribalta luoghi comuni e getta luce su aspetti meno noti della realtà. E ci invita, mescolando storia, scienza e grande arguzia, a sfidare le narrazioni più diffuse e a interrogarci su ciò che riteniamo vero in questi tempi significativi.

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.

Si crede che la scienza moderna sia stata inventata in Europa, esclusivo appannaggio di grandi menti come Copernico, Newton, Darwin ed Einstein. Ma non è così: le scoperte scientifiche più importanti sono da sempre il frutto dell'intreccio di culture e del concorso di scienziati di tutto il mondo. La storia della scienza non è, e non è mai stata, un'impresa unicamente europea. Copernico utilizzava tecniche matematiche prese in prestito dai testi arabi. Quando Newton stabilì le leggi del moto, si basò sulle osservazioni astronomiche fatte in Asia e in Africa. Darwin scrisse L'origine delle specie consultando un'enciclopedia cinese del XVI secolo. Ed Einstein, mentre studiava la meccanica quantistica, fu ispirato dal fisico bengalese Satyendra Nath Bose. "Orizzonti" si spinge oltre l'Europa, esplorando i modi in cui scienziati provenienti da Africa, America, Asia e Pacifico si inseriscono nella storia della scienza, sostenendo che essa va studiata come una storia di scambio culturale globale. Se oggi gli scienziati riconoscono senza difficoltà la natura internazionale del loro lavoro, per Poskett questa tradizione ha una storia ben più remota, tutta da scoprire.

Con questo libro, Sean Carroll, fisico teorico e tra gli scrittori di scienza più famosi al mondo, riscrive la storia della fisica del XX secolo. "Qualcosa di nascosto a fondo" dimostra che affrontare il principale enigma della meccanica quantistica significa trasformare completamente il modo in cui pensiamo allo spazio e al tempo. Carroll riconcilia la meccanica quantistica con la teoria della relatività di Einstein, e questo cambia davvero tutto. La maggior parte dei fisici non ha mai ammesso la spiacevole verità: la fisica è in crisi dal 1927. La meccanica quantistica ha sempre mostrato lacune evidenti, che semplicemente si è preferito ignorare. I divulgatori sottolineano quanto vi sia di misterioso e impossibile da capire. I professori scoraggiano gli studenti dall'inoltrarsi nel «vicolo cieco» delle basi della teoria quantistica. Carroll invece, con questo libro audace quanto plausibile, afferma che la crisi può trovare una sua fine. Dobbiamo solo accettare che ci sia piú di uno di noi nell'universo. Ci sono molti e molti Sean Carroll. Molti di ognuno di noi. Copie di ognuno di noi vengono generate migliaia di volte al secondo. In accordo con la teoria dei comportamenti quantistici dei molti mondi, ogni volta che si verifica un evento quantistico, un mondo si divide insieme a tutto ciò che contiene, a eccezione di quell'altro mondo in cui l'evento non si è verificato. Passo dopo passo e con lucidità, Carroll affronta le principali obiezioni a questa sorta di rivelazione ultraterrena, fino a quando la sua tesi non risulterà inesorabilmente dimostrata.

Se la letteratura nasce quando qualcuno urla al lupo e il lupo non c'è, e la fisica comincia quando qualcuno capisce come accendere il fuoco strofinando le pietre, la matematica quando nasce? La matematica nasce perché gli esseri umani sono impazienti. Torneranno i lupi, saranno più di noi? Quanto ci vuole per accendere il fuoco con i sassi? Gli esseri umani hanno bisogno di segnare il tempo, un prima un dopo. E per segnare il tempo si sono inventati i numeri: allineare sassolini uno dietro l'altro, annodare un filo, stabilire una successione. È questa la storia avvincente e vertiginosa che ci racconta Chiara Valerio, attraverso le vite di sette matematici - sei veri e uno finto. Perché la matematica è una forma di immaginazione che educa all'invisibile, e allora ripercorrere le vite di chi ha così esercitato la fantasia ci permette di capire quella grammatica che descrive e costruisce il mondo ricordandoci costantemente che siamo umani. Per capire come János Bolyai, matematico, abbia risolto il problema delle parallele, bisogna tornare indietro di una vita, a Farkas Bolyai, suo padre, matematico. Senza Mauro Picone, giovane matematico, sull'altopiano della Bainsizza - lo stesso di Emilio Lussu - l'esercito italiano non avrebbe mai potuto fare la guerra. Se Alan Turing, il risolutore di Enigma, desiderava ardentemente essere una macchina, Norbert Wiener, il padre della cibernetica, non avrebbe mai e poi mai voluto essere un bambino prodigio: entrambi tuttavia progettavano automi.

Una storia prima della Storia: dall'esplosione del Big Bang alla comparsa dell'essere umano. Quattro miliardi e mezzo di anni costellati di cataclismi e rinascite, raccontati come se fossero un appassionante romanzo di fantascienza. Siamo abituati ad associare l'esistenza della Terra a quella della nostra specie: Homo sapiens. Eppure gli esseri umani, benché lo abbiano modificato più di qualsiasi altro animale, abitano il pianeta da poche migliaia di anni, un lasso di tempo irrisorio se guardato dalla prospettiva del momento in cui tutto è cominciato. Di quello che è successo prima che i nostri lontani antenati comparissero non sappiamo molto, a parte qualche infantile ricordo in stile Jurassic Park il resto è oscuro. Si tratta invece di un periodo di cambiamenti entusiasmanti, tra esplosioni nucleari e glaciazioni, metalli pesanti che evaporano e altri che sedimentano nel nucleo e fondono, tra terre che emergono e si spostano e altre che vengono sommerse e spariscono per sempre. Una storia così lontana da apparire misteriosa e affascinante quanto un racconto inventato; fatta di creature dimenticate che a queste mutazioni si sono adattate, sopravvivendo per milioni e milioni di anni, resistendo a radiazioni, temperature estreme, inondazioni: evolvendosi. Una storia di cui non abbiamo alcuna memoria, ma che ha reso possibile il nostro improbabile avvento, e che ci rivela il fragile e meraviglioso equilibrio su cui si è sempre retta la vita