Matematica e scienze

"La divulgazione scientifica è essenziale non per renderci tutti degli scienziati, ma per farci capire meglio il mondo in cui viviamo. Quando avrete terminato la lettura di Fisica semplice per menti curiose probabilmente non riuscirete a calcolare con precisione (o anche senza precisione) il moto dei pianeti intorno al Sole, ma in compenso avrete capito in che modo i pianeti ruotano intorno al Sole. Ed è già un bel risultato! In sostanza questo libro è indirizzato a quanti vogliono sapere perché Einstein è un genio e cos'è la relatività, ristretta o generale; a quanti vogliono comprendere l'importanza dell'errore nella ricerca scientifica e apprezzare la bellezza della tavola degli elementi; a quanti vogliono anche capire perché si spengono le luci in cabina un quarto d'ora prima di un atterraggio notturno. E tutto questo senza possedere particolari conoscenze matematiche. Una proposta allettante, non trovate? Basta prendersi un po' di tempo per pensare..." (Bruce Benamran)

Tutto ciò che vive prima o poi è destinato a morire. È una delle poche certezze che abbiamo, probabilmente l'unica. Sappiamo anche che la durata della vita non è identica per tutti gli esseri viventi. Negli esseri umani la sua variabilità è altissima, nemmeno lontanamente comparabile con quanto accade negli altri animali, la cui aspettativa di vita pare avere maggiore uniformità. E quindi perché alcuni esseri viventi sono tanto più longevi di altri? Studiandoli, possiamo imparare qualcosa riguardo al nostro invecchiamento? Possiamo senz'altro, e molta strada è stata fatta di recente dalla scienza. Nella specie umana la vita si è allungata sensibilmente nell'ultimo secolo e l'evidenza ci dice che la durata della vita è mutevole e può essere alterata da diversi fattori come la dieta, i geni che ci sono toccati in sorte, il tipo di vita che conduciamo, tutti aspetti che vengono analizzati minuziosamente in questo libro. Possiamo imparare molte cose dalla scienza dell'invecchiamento, ed è questo che si propone di fare Jonathan Silvertown, spiegando in modo accessibile e coinvolgente i complessi meccanismi biologici che determinano la durata della vita di tutti gli esseri viventi.

Questo testo tratta i concetti fondamentali della meccanica classica newtoniana e lagrangiana, in vista delle applicazioni all'ingegneria meccanica e civile. Si introduce lo studente allo studio del moto del punto materiale e dei sistemi di punti materiali con particolare riguardo alla dinamica e alla statica dei corpi rigidi e dei sistemi composti da più parti rigide. L'esposizione teorica è accompagnata da innumerevoli esempi e applicazioni tratti dall'esperienza didattica dell'autore. Il testo è inoltre contraddistinto da numerosi esercizi disponibili sul sito web.

Il presente volume, piuttosto che essere un vero e proprio libro di testo, è pensato per essere utilizzato come un suo "complemento" (o completamento), utile per l'approfondimento specifico di alcuni argomenti, o anche come uno strumento per un rapido ripasso durante la preparazione di un esame universitario di “Fisica Generale”. Le varie parti sono trattate in modo da essere per lo più indipendenti tra loro, per cui il libro può servire anche da supporto per un Corso Avanzato di Fisica di un Liceo Scientifico. Sono inclusi anche numerosi esempi ed esercizi svolti che possono aiutare lo studente a chiarire ulteriormente quanto esposto nel testo.

Albert Einstein (1879-1955) è il simbolo più imponente della scienza del Novecento nell'immaginario collettivo; ha formulato la teoria della relatività ristretta e generale, contribuito alla teoria dei quanti e gettato le basi della cosmologia contemporanea. Il volume "Cosmic Religion with Other Opinions and Aphorisms", qui tradotto per la prima volta in italiano - insieme a una conversazione sulla religione con Rabindranath Tagore (1861-1941) -, è dedicato a un aspetto meno conosciuto del pensiero di Einstein: la proposta di una religione cosmica. Religione cosmica significa reverenza per tutto l'universo e compassione per tutti gli esseri viventi, perché per Einstein Dio e universo coincidono. Una prospettiva affine a quella di Spinoza, al punto che Einstein scrive: "Noi seguaci di Spinoza vediamo il nostro Dio nell'ordine meraviglioso e nella pienezza della legge di tutto ciò che esiste e nella sua anima come si rivela negli esseri umani e animali".

Competenza scientifica e appassionata pertecipazione per scoprire il Madagascar con la sua fauna esuberante, i paesaggi strepitosi: un laboratorio naturale su conservazione ambientale e biodiversità.

Il 25 aprile 1953 una breve paginetta sulla prestigiosa rivista «Nature» firmata da James Watson e Francis Crick chiariva definitivamente la struttura a doppia elica del DNA, la sostanza chimica che funge da messaggero della trasmissione genetica. Un passo decisivo per comprendere il funzionamento della molecola che racchiude il segreto della vita; una scoperta che ha posto le basi di nuove discipline come la genetica e la biologia molecolare, divenute oggi i settori più innovativi della ricerca scientifica. Quindici anni dopo, nel 1968, uno dei due autori di quell'articolo, insigniti nel 1962 del Nobel per la medicina, scandalizzò la comunità scientifica narrando in modo vivace e provocatorio i retroscena dell'avventura intellettuale che aveva portato alla clamorosa scoperta. Per la prima volta il mondo della ricerca scientifica appariva nella sua cruda realtà: pieno di luci e ombre, di simpatie e odi profondi, di rivalità e inganni. Questa edizione della "Doppia elica" ripropone lo «scandaloso» testo originale con una rassegna delle più interessanti reazioni che suscitò nel mondo scientifico.

Per gli antichi egizi le rane nascevano direttamente dal Nilo. La cosa era data per scontata e non creava scandalo alcuno. In effetti il "mistero" dell'origine della vita nel mondo antico non era poi così misterioso: i vermi nascevano dal terreno e gli insetti dai tronchi marcescenti, tanto che Aristotele dava per scontato che la vita provenisse spontaneamente dalla materia inanimata. Creare la vita dalla non-vita divenne un problema (anche teologico) solo in tempi relativamente recenti, dopo che Francesco Redi, nel XVII secolo, aveva dimostrato che ciò che è vivo deriva esclusivamente da ciò che è già vivo, negando risolutamente, e sperimentalmente, la generazione spontanea. Tutto deve nascere da un uovo, Omne vivum ex ovo. E allora com'è nata la vita all'inizio dei tempi? Nel corso dei secoli il tentativo di rispondere a questa domanda si è intrecciato con alcuni dei progressi scientifici più rivoluzionari, tra cui la scoperta del microscopio di van Leeuwenhoek, la teoria dell'evoluzione di Darwin, la ricostruzione della struttura del DNA da parte di Watson e Crick e la creazione dei primi composti organici in laboratorio ad opera di Stanley Miller. Oggi, in un'epoca di grande sviluppo dell'ingegneria genetica e delle esplorazioni spaziali, alcuni scienziati pensano di essere sul punto di poter creare la vita a partire da elementi non viventi.

Solo noi possediamo lo strano oggetto biologico chiamato «linguaggio». Noi e nessun'altra specie animale, compresi i primati non umani, visto che uno scimpanzé non sfiora neppure le capacità sintattiche di un bambino di tre anni. Il linguaggio è l'unicità più intrigante ed enigmatica in cui si sia mai imbattuto chi studia l'animale uomo, quella che ha avuto effetti incalcolabili sulla nostra vicenda. Da lungo tempo stuoli di scienziati delle più varie discipline e dei più diversi orientamenti sono alla ricerca delle sue origini; un'avventura intellettuale in cui si incrociano spade e si mettono in campo saperi sofisticati, sempre di nuovo riarmati in una tenzone senza fine. Un vero rovello soprattutto per l'evoluzionismo, alle prese con un «salto» che ne sfidava la tradizionale impostazione gradualistica. Oggi però molto è cambiato, perché negli ultimi venticinque anni abbiamo appreso sulle basi neurofisiologiche e genetiche del linguaggio più che nei secoli precedenti, mentre i biologi evoluzionisti sono approdati, con matematiche avanzate, a interpretazioni stocastiche del cambiamento evolutivo. Dall'analisi di queste risultanze ripartono Noam Chomsky, supremo teorico della grammatica universale innata, e il linguista computazionale Robert Berwick, tra i maggiori studiosi dell'apprendimento vocale negli uccelli canori. La loro tesi, insieme evoluzionistica e discontinuistica, è un punto di arrivo nel dibattito sull'argomento: il linguaggio sarebbe un'acquisizione recente, ossia databile all'incirca a 80000 anni fa, quando, in una stretta finestra temporale, un gruppo di ominidi africani subì un piccolo ricablaggio del cervello che consentì le operazioni fondamentali del pensiero, in seguito esternalizzate attraverso il sistema sensomotorio. Come strumento interno per il pensiero, dunque, e non per necessità di comunicazione – ritenuta insufficiente a esercitare un'adeguata pressione selettiva – avremmo prodotto la strabiliante capacità di assemblare gerarchicamente la struttura sintattica, esclusiva di noi umani.

E' convinzione tra gli studenti che gli argomenti trattati all'interno di un primo corso di Analisi Matematica siano quelli in assoluto più difficili perché, a detta loro, bisogna ragionare molto e non c'è sempre una tecnica risolutiva standard. Questa consapevolezza ha spinto gli autori a preparare un testo di esercizi che accompagni lo studente nel ragionamento e ricordi le regole da usare. I commenti e la motivazione della scelta del metodo risolutivo da applicare sono importanti, essere preparati non significa aver risolto meccanicamente tanti esercizi. Di fronte a un qualsiasi quesito si deve avere chiara la sequenza dei passi da compiere onde evitare partenze che poi inevitabilmente si bloccano.Questo è lo spirito con il quale è stato preparato questo libro, che si avvale dell'esperienza pluriennale degli autori all'interno dei corsi di Analisi Matematica e di Matematica specifici per l'Ingegneria, per l'Architettura e l'Economia.