Matematica e scienze

Il libro di Roberto Buonanno racconta la storia dell'Osservatorio Astronomico d'Abruzzo. Vincenzo Cerulli, un giovane studioso teramano nato nel 1859, affronta il percorso della sua formazione scientifica e entra in immediata sintonia con Lorenzo Respighi che dirige l’Osservatorio del Campidoglio. Cerulli capisce subito tre cose: la prima è che l’astronomia moderna richiede strumenti osservativi di primo ordine, la seconda che questi strumenti sono costosi e, infine, che i vari Governi dell’Italia post-unitaria non sono in condizioni di fare investimenti nell'astronomia. L’unica soluzione per Cerulli è quella di costruirsi da sé un vero e proprio Osservatorio. Da qui parte una storia lunga un secolo che permette all’Osservatorio di Collurania di rimanere l’unico riferimento astronomico di tutta la fascia adriatica. Una storia che continua oggi con la nascita dell’Osservatorio d’Abruzzo.

La matematica è rivoluzionaria. Attinge alla dimensione della libertà umana per creare mondi diversi e opposti, negando un codice già affermato per strutturarne liberamente un altro. Affermazioni matematiche all'apparenza inutili o sbagliate preannunciano quasi sempre vere e proprie rivoluzioni del pensiero. Il teorema di Bayes, per esempio, da puro gioco intellettuale è diventato un pilastro della diagnostica medica, della scienza forense, delle neuroscienze e nelle ricerche sull'intelligenza artificiale. In un viaggio che dai filosofi greci ci conduce alla Ultimate Machine di Claude Shannon, l'autore ci mostra che la matematica è rivoluzionaria anche in un modo più profondo: ci mette in grado di capire il mondo e di partecipare alla costruzione della società; di sconfiggere il tiranno: quello vero, ma soprattutto quello generato dal nostro stesso pensiero. Tutti possiamo intervenire, decidere se un ragionamento è corretto o meno, e tutti possiamo accedere agli assiomi iniziali e alle regole usate per svilupparli. Nel mondo fantastico dei numeri e dei teoremi non ci sono limiti all'immaginazione e in questo esercizio di fantasia siamo tutti liberi e tutti uguali. Non c'è nulla di controverso. "Sire", spiegò ad Alessandro Magno il suo precettore Menecmo, "in geografia esistono strade per i re e strade per il popolo, ma in geometria c'è un'unica strada per tutti."

Il volume si rivolge a quanti abbiano la necessità di apprendere o rivedere in breve tempo i concetti basilari delle operazioni negli insiemi numerici, del calcolo letterale e della geometria euclidea. La trattazione sintetica non impedisce di approfondire sia la parte teorica, con le dimostrazioni degli asserti, sia la parte applicativa, con lo sviluppo di numerosi esempi di esercizi svolti e la presentazione di diverse tipologie di verifica alla fine di ogni capitolo. Tra gli argomenti principali: insiemistica; operazioni negli insiemi numerici; sistemi di numerazione; logica delle proposizioni; monomi e polinomi; frazioni algebriche; equazioni e sistemi di equazioni di primo grado; fondamenti della geometria euclidea.

Il volume si rivolge a quanti abbiano la necessità di apprendere o rivedere in breve tempo i fondamenti della meccanica. Per facilitare la comprensione dei concetti è stato volutamente utilizzato un linguaggio semplice e privo di eccessivo formalismo matematico. Tale scelta non ha tuttavia impedito una trattazione rigorosa dei contenuti. Di utile supporto, a fine capitolo, numerosi esercizi e test di verifica. Tra gli argomenti principali: grandezze fisiche e loro misura; cinematica; principi della dinamica; lavoro ed energia; fluidi.

I principi base della chimica inorganica, della chimica organica e della biochimica vengono descritti in maniera semplice e sintetica, facendo ricorso a schemi e illustrazioni che facilitano l’apprendimento dei concetti più complessi e a valide indicazioni per risolvere gli esercizi più comuni. Tra gli argomenti principali: dall'atomo alla molecola: modelli atomici, proprietà periodiche degli elementi, legami chimici e nomenclatura dei composti; reazioni chimiche: cinetica di reazione, calcoli stechiometrici, reazioni di ossidoriduzione e acido-base; la chimica del carbonio; le macromolecole biologiche: glucidi, lipidi, proteine e acidi nucleici.

La teoria quantistica, attraverso il suo sviluppo empirico e sperimentale, ha dimostrato che la dinamica ottico-gravitazionale in natura si manifesta sempre “istantanea”. I fenomeni EPR, di entanglement, e la sperimentazione del fenomeno di “interferenza della luce” sono la dimostrazione sperimentale della natura “istantanea” della dinamica ottico-gravitazionale. La comunità scientifica, pur consapevole dell’importanza della realtà fisica emersa in detti fenomeni, continua a “disquisire” senza affrontare il nodo del problema, che è un “nodo gordiano”. Questo atteggiamento di sudditanza reverenziale nei confronti della teoria della relatività costringe le attuali teorie fisiche, astrofisiche, cosmologiche, a restare impantanate in un “bivio epistemologico”. Infatti, se per “informazione” si deve intendere il tempo con cui la dinamica ottico gravitazionale si trasmette nello spazio, la comunità scientifica deve prendere atto che le due teorie fisiche attualmente dominanti – relatività e quantistica – sono in netta e insanabile contraddizione.

Continua la caccia al grande disperso nella scuola italiana: l’insegnamento della Geometria. Questo fascicolo lo insegue con alcuni percorsi che propongono esperienze di osservazione, di classificazione e di misura. Si vuol dare significato per un verso all’astrazione, intesa come lo strumento con cui la Matematica risolve i problemi, e per l’altro all’argomentazione intesa come strumento di validazione dei risultati ottenuti. Sono percorsi che si snodano lungo tutta la scuola pre-universitaria con alcuni temi fondamentali del pensiero geometrico. Sono presentati in questo numero di Alice&Bob nel rispetto della correttezza disciplinare e, insieme, dell’età e della motivazione degli studenti. Hanno l’ambizione di costituire un curriculum per condurre gli studenti ad avere un rapporto amichevole con la Matematica, in modo che questa diventi per loro uno strumento di cui servirsi con naturalezza nelle varie circostanze della vita.

Sintesi Vallardi: i libri che spiegano le complessità. Per capire, ricordare, ripassare Tutta la terminologia e i concetti chiave. Richiami storici che raccontano le tappe evolutive della disciplina. I possibili collegamenti di algebra e geometria con altre discipline (dalla fisica alla biologia, dall'informatica all'economia...). In ogni capitolo, box con utili applicazioni dei concetti e delle regole appena presentati. I contenuti: Insiemi; Numeri e operazioni; Numeri razionali, reali e complessi; Geometria; Potenze e radici; Esponenziali e logaritmi; Trigonometria; Equazioni; Funzioni; Geometria analitica; Funzioni reali; Limiti; Derivate; Integrali; Equazioni differenziali; Formulario

Fleming scoprì la penicillina perché, partito per le vacanze, aveva lasciato il laboratorio sporco. Newton, per studiare il funzionamento della vista, si infilò un ago in un occhio. Buzz Aldrin ha realmente preso a pugni un complottista che negava l’allunaggio. I benpensanti lo chiamerebbero pensiero laterale, approccio alternativo, intuizioni non convenzionali. Per noi a Roma la parola adatta è un’altra: coattanza, ovvero l’atteggiamento mentale e fisico di chi sa come imporsi nelle situazioni, nel bene e nel male, con arroganza, simpatia e un pizzico di bonaria ingenuità. E non siamo dunque noi a portarla nella scienza. C’è già. È quella che spinge gli scienziati a sezionare le cellule, a schiantare i protoni, a bombardare gli asteroidi, a costruire rilevatori lunghi chilometri per catturare onde gravitazionali infinitesimali. La coattanza è una delle tante, imperscrutabili e irrinunciabili vie che portano alla scoperta e al progresso. La più divertente, tra l’altro, e anche la meno raccontata. Noi la portiamo allo scoperto: la divulgazione tradizionale comincia solo a scoperta già avvenuta, con lo scienziato in giacca e cravatta che racconta la verità acquisita. Ma dietro c’è un processo che richiede tante altre qualità umane: perseveranza, cocciutaggine, faccia tosta. Ma anche imprecazioni, nottate in laboratorio, speranze taciute, angosce ed esultanze a squarciagola. Raccontiamo la scienza che si sporca le mani sperando così di renderla più vicina all'esperienza di tutti e, perché no, di strappare una risata.

Metti una sera, riuniti intorno a un tavolo, tre bizzarri personaggi: una maga moderna che, nonostante i modi volgarotti, si atteggia ad antica pitonessa; un pirata gallese del Seicento, ubriacone e un po' manesco; uno scienziato diffidente che, fronte aggrottata, osserva tutto, forse troppo. Che ci fanno insieme? Una seduta spiritica. Il volume tratteggia in maniera vivace e originale il rapporto tra scienza e spiritismo nell'Italia della belle epoque, ripercorrendo, a cento anni dalla morte, le vicende di Eusapia Palladino, la medium più celebre del tempo. Intorno a lei, un intero mondo di sostenitori e oppositori: manager, giornalisti, teologi, filosofi, ciarlatani, esperti di trucchi teatrali e prestigiatori. Ma soprattutto scienziati, come Cesare Lombroso, il quale, propugnatore del materialismo, negli occhi di Eusapia scorse i riverberi delle plaghe dell'occulto e si convertì allo spiritismo. Un viaggio "spiritoso" alla scoperta degli slanci e della fragilità della ragione, in compagnia di una donna analfabeta che riuscì a piegare i più brillanti uomini di scienza d'Europa. Con le proprie doti. Ma anche con qualche trucchetto.

Perché siamo più produttivi quando abbiamo molto da fare mentre nei momenti di relax ci pare di non riuscire a combinare niente? Perché ci sembra che la nostra prima storia d'amore sia durata molto più a lungo di quanto sia avvenuto in realtà? Possiamo in qualche modo controllare e plasmare la nostra percezione dello scorrere dei giorni, delle ore, dei secondi? E ancora, che forma ha il tempo? È una retta, come la freccia di Zenone e il suo tragitto impossibile? È un cerchio, come il ciclico calendario dei Maya? O ha il volto dell'astronauta Scott Kelly che, tornato sulla Terra dopo aver passato 520 giorni in orbita, era invecchiato 5 millisecondi in meno rispetto al gemello rimasto a casa? Alan Burdick ci invita a un curioso viaggio nel mondo del tempo: dalle meridiane e dalle clessidre ad acqua dell'antichità all'invenzione del secondo; dall'UTC, il Tempo Universale Coordinato, che regola tutti gli orologi del pianeta, alle scoperte sul ritmo circadiano, il nostro naturale orologio interno; dalle teorie di Einstein sulla dilatazione temporale al caso del musicista Clive Wearing che, persa d'improvviso la memoria, si ritrovò a vivere in un eterno presente. Con "Perché il tempo vola" il Saggiatore propone un'originale riflessione attorno alla dimensione che forse più di tutte influisce sulla nostra vita affettiva e lavorativa. Un percorso che attraversa la fisica, la filosofia e la letteratura, unendo sant'Agostino e Richard Feynman, il «presente specioso» di William James e i viaggi nel futuro di H.G. Wells, gli esperimenti di Michel Siffre - che trascorse più di duecento giorni in un laboratorio isolato sottoterra per indagare la percezione del tempo in condizioni di deprivazione sensoriale - e la lingua pirahà, quasi priva di riferimenti temporali. Per porre domande le cui risposte inevitabilmente aprono ad altri quesiti: perché se c'è una cosa sulla quale abbiamo sempre trovato il tempo di interrogarci è, per l'appunto, il tempo.