Matematica e scienze

Lo scopo di quest'opera, di natura divulgativa, è quello di presentare argomenti di fisica poco trattati e approfonditi nei corsi scolastici. Il volume si addentra, altresì, in questioni scientifiche che non sono ritenute scienza ufficiale, in quanto non ci sono delle prove empiriche a loro supporto, ma si reggono su ineccepibili strutture matematiche, come ad esempio la teoria delle stringhe, altrimenti nota come teoria del tutto. Il costituente ultimo della realtà fisica che ci circonda sarebbe composto, secondo questa teoria, da minuscoli anelli di energia vibrante, che con i loro differenti modi di vibrazione, conferirebbero alle particelle della materia le loro peculiarità fondamentali, quali massa e carica. Il libro spazia dal mondo dell'infinitamente grande al mondo dell'infinitamente piccolo, descrive le bizzarrie della meccanica quantistica, coglie dei significati spirituali che si nascondono dietro alle moderne teorie scientifiche.

Il volume è dedicato all'esposizione di alcuni argomenti riguardanti polinomi e funzioni speciali, seguendo uno schema espositivo sperimentato in alcuni corsi svolti dall'autore presso il dipartimento di matematica "Istituto Guido Castelnuovo" della Sapienza Università di Roma. Nel primo capitolo vengono presentati i polinomi di Bell e alcune loro applicazioni, nel secondo capitolo vengono introdotti i polinomi di Lucas di prima e seconda specie, infine il terzo capitolo è dedicato ad un'esposizione introduttiva dei metodi operazionali.

Nel presente studio si è indagata la variazione d'espressione di CD49d (VLA-4), CD11a (LFA-1) e CD62L (L-selectina) in cellule staminali progenitrici da midollo osseo (HSPC) correlandola ad uno stato infiammatorio acuto polmonare indotto in un modello murino mediante somministrazione intratracheale di LPS. I risultati indicano che l'infiammazione acuta polmonare induce in HSPC una variazione dell'espressione di molecole d'adesione suggestiva di una loro mobilizzazione dal midollo osseo.

Il legame tra teoria musicale e conoscenza scientifica si presenta nel suo sviluppo storico come un affascinante dialogo tra due saperi che nel corso dei secoli si consolidano separatamente, ma nello stesso tempo si collegano in modo sempre più stretto. Questo dialogo, questa invenzione a due voci, si trasforma poi gradualmente in una polifonia a quattro voci, perché intervengono anche altri due ambiti a lungo esclusi dalla relazione tra musica e scienza: il mondo della musica suonata, cantata, danzata e il mondo della liuteria, della creazione e del perfezionamento degli strumenti musicali. Gli incontri e gli scontri tra queste quattro voci sono l'oggetto del libro.

Chi fu, veramente, Isaac Newton? Piergiorgio Odifreddi risponde alla domanda con questo libro strutturato in due parti: la prima dedicata all'uomo, con le sue asperità di carattere, dove non mancano i riferimenti alla vasta aneddotica fiorita intorno alla sua figura; la seconda allo scienziato e all'impressionante lavoro da lui compiuto, quasi sempre in perfetta solitudine, nei più svariati campi del sapere. L'autore ce lo presenta quasi fosse un segreto compagno di viaggio, che osservi la sua mente al lavoro da un angolo della stanza al Trinity College, dove Newton visse gran parte della vita. Lo fa sembrare quasi un nostro contemporaneo, con le ossessioni e il metodo implacabile di un genio assoluto, probabilmente il più grande di ogni tempo. E così, anche le più ardue equazioni riguardanti le leggi del moto, la gravitazione universale, le orbite dei pianeti e il calcolo infinitesimale parranno al lettore meno impervie. Come scrive Odifreddi, «brancolare fra le sue realizzazioni ci costringerà a riconoscere modestamente che di fronte ai Principia e all'Ottica, e al loro autore, si può solo ascoltare e tacere». Con 20 fotografie fuori testo.

Lo scienziato che lavora utilizzando una teoria e un ambito di sperimentazione e di ipotesi, non può tenere sott'occhio le condizioni che gli permettono di procedere teoricamente e sperimentalmente nella ricerca. Non si chiede cioè perché sta procedendo in quel modo anziché in un altro. Ma la circostanza sempre possibile e auspicabile - di imbattersi in un caso non spiegabile dalle sue teorie e non confermato dai suoi esperimenti, lo costringe a prendere coscienza delle condizioni e delle ragioni che gli permettevano il suo lavoro pratico. E allora il "caso" empirico trasforma la teoria.

Le presenti note, quasi un paradigma, trattano della teoria maxwelliana dei fenomeni elettromagnetici e del suo impiego nella formalizzazione della transizione campi-reti. La presentazione delle equazioni, propria di un approccio di seconda lettura, avviene secondo il metodo logico, cioè tramite opportuni postulati di definizione. Tali riflessioni, preliminari alla successiva transizione campi-reti, hanno il carattere di un paradigma: elaborare una struttura mentale ed operativa capace di tradursi in un insieme di nozioni consolidate e pur tuttavia suscettibili di una rilettura, e dunque di un rinnovamento, continui.

Il Novecento è stato il secolo della fisica. Albert Einstein, Niels Bohr, James Clerk Maxwell, Michael Faraday: le scoperte di questi scienziati hanno cambiato il modo in cui guardiamo all'universo e alla nostra posizione al suo interno. I semi della loro curiosità intellettuale - che li ha spinti a mettere radicalmente in discussione le certezze della fisica newtoniana germogliano oggi in una rivoluzione tecnologica senza precedenti, alle cui stupefacenti conferme sperimentali succedono teorie sempre più radicali e sofisticate, destinate ad abbattere i nostri preconcetti in merito alla natura delle stelle, alla materia oscura, ai buchi neri e soprattutto all'origine dell'universo. È proprio dal tentativo di capire cosa accadde al momento del Big Bang che Neil Turok parte per raccontare non solo le sfide, gli ostacoli, i traguardi della scienza degli ultimi cento anni, ma anche la storia di una fascinazione senza tempo: quella che, dagli albori della civiltà, ha spinto l'uomo ad alzare gli occhi verso le profondità stellate; quella che Turok stesso, bambino in un Sudafrica lacerato dall'apartheid, ha avvertito guardando il cielo e scambiandolo per una sconfinata volta dipinta. Fin da Archimede e Anassimandro, comprendere l'universo significa capire ciò che siamo, ciò che dovremmo aspirare a essere, e dalle scoperte di questi ultimi discende una rinnovata fiducia nell'uomo e nelle sue capacità.

Alzare gli occhi al cielo e restare ammirati e sgomenti: cosa pensare dell'immensità dello spazio e degli astri? Dai primordi dell'umanità all'avvento della scienza moderna le risposte sono state ora fantasiose, ora ponderate in senso religioso e scientifico. In questa sintesi, operata dal punto di vista dello studioso di letterature antiche, si riportano le visioni più significative con precisi riferimenti testuali, cui si aggiunge in qualche caso la possibilità di interpretarle in modo nuovo alla luce delle geometrie non euclidee, quasi che pensatori come Lucrezio e Dante, in particolare, avessero avuto intuizioni per l'epoca loro inimmaginabili. Questa panoramica si ferma quando, nel Seicento, la scienza fisico-matematica, intesa in senso moderno, s'impadronisce del campo, in cui ancora oggi scopre particolari sempre più infinitesimali.

Ben prima della luce, a un decimillesimo di secondo dal Big Bang, i neutrini sono apparsi nell'universo. Dopo un secondo il brodo primordiale si era raffreddato abbastanza da consentire loro di muoversi liberi e ancora oggi, dopo quasi quattordici miliardi di anni, sono numerosissimi. Ma che cosa sono i neutrini? Elusivi come fantasmi, camaleontici, viaggiano indenni attraverso la materia arrivando dritti sino a noi dagli angoli più remoti e nascosti dell'universo. Per saperne di più seguiremo i fisici che li studiano in laboratori sotterranei o in luoghi estremi come i ghiacciai polari o le profondità marine.