Matematica e scienze

Un’indagine rivoluzionaria sulle nuove prove scientifiche che mettono in relazione i benefici per il corpo e la mente quando i nostri sensi si connettono con il mondo naturale. Tutti diamo per scontato che stare nella natura ci faccia sentire meglio. Ma se foste uno scettico in cerca di prove scientifiche concrete a sostegno di questa idea, dove le cerchereste? Kathy Willis si è imbattuta in uno studio che ha radicalmente cambiato il suo modo di vedere il mondo naturale mentre contribuiva a un progetto internazionale volto a esaminare i benefici sociali delle piante. Lo studio rivelava che i pazienti ospedalieri in fase di recupero da un intervento chirurgico miglioravano tre volte più velocemente quando dalla finestra potevano osservare degli alberi piuttosto che dei palazzi. Negli ultimi dieci anni, c’è stata un’esplosione di evidenze che ha dimostrato come l’interazione sensoriale con il mondo naturale abbia effetti incredibili sul nostro corpo e sulla nostra mente. In questo saggio, Kathy Willis accompagna il lettore in un viaggio alla scoperta degli esperimenti condotti in tutto il mondo che, messi in connessione con i nuovi dati raccolti tramite satelliti e biobanche, hanno provato che avere un vaso di fiori sulla scrivania o una parete verde in ufficio ha un effetto misurabile sul benessere; che toccare il suolo organico migliora la salute del nostro microbioma; che il paesaggio naturale favorisce il recupero dallo stress, migliora l’attenzione e la memoria, e può persino ridurre la pressione sanguigna; che il canto degli uccelli e il fruscio delle foglie hanno effetti rilassanti e riducono l’ansia; che toccare il legno ci fa sentire più calmi (e più è nodoso, meglio è). Un libro con indicazioni pratiche – le scuole dovrebbero lasciar giocare i bambini nella natura per migliorare la loro salute e concentrazione; le strade urbane dovrebbero essere piene di alberi – che porta la più recente ricerca scientifica nelle nostre case e nei nostri luoghi di lavoro, dimostrando come la natura possa ridurre i costi dell’assistenza sanitaria e come, integrandola nelle nostre città, possa creare un ambiente migliore, più felice e più sano.

La consapevolezza della caducità dell’esistenza è una caratteristica esclusivamente umana, così come la capacità di elaborare strategie che affranchino dal pensiero ossessivo della morte. Quelle concepite sinora – la resurrezione, il paradiso, la reincarnazione –, tuttavia, oggi non ci bastano più, né ci basta il pensiero di continuare a vivere attraverso la nostra discendenza biologica o le opere che lasciamo dietro di noi. Resta un’unica opzione, un’idea folle che si sta trasformando in un preciso disegno: la conquista dell’immortalità grazie alla scienza. Solo nell’ultimo decennio sono apparsi più di trecentomila articoli sull’invecchiamento e l’estensione della vita, e oltre settecento aziende emergenti hanno investito complessivamente decine di miliardi di dollari nell’impresa. Ma quanto è realistico tale mirabolante sogno? Quali sarebbero le implicazioni etiche di trattamenti o manipolazioni volti ad aumentare indefinitamente la durata della vita? E quali le conseguenze sociali, economiche e politiche? Domande incalzanti, e capitali – ora che la risonanza di queste ricerche e le aspettative, spesso illusorie, da esse suscitate sono al culmine –, alle quali Ramakrishnan cerca di rispondere attraverso un’analisi approfondita della fisiologia dell’invecchiamento e delle tecniche allo studio per contrastarlo, gettando luce nel contempo sulla realizzabilità della più avveniristica delle sfide: far sì che «tutti muoiano giovani – dopo molto, molto tempo».

L'uomo è fondamentalmente buono o cattivo? Richard Wrangham affronta una delle domande più antiche e profonde della storia umana, e lo fa da una prospettiva evolutiva. La sua risposta – solida, innovativa e ben documentata – è che la combinazione di bontà e malvagità nell'uomo non sia una novità della modernità, ma qualcosa che esiste da centinaia di migliaia di anni. Le società di cacciatori-raccoglitori e le tracce archeologiche mostrano che, fin dal Pleistocene, gli esseri umani erano capaci di atti di altruismo ma anche di estrema violenza: comportamenti che sono quindi naturali e non il frutto di influenze culturali recenti. Wrangham distingue tra due tipi di violenza: quella «reattiva», istintiva, a caldo, e quella «proattiva», pianificata, a freddo. Noi umani siamo poco reattivi istintivamente, e dunque molto più tolleranti tra di noi di altre specie, ma siamo anche in grado di pianificare freddamente guerre e atti efferati di ogni tipo. L'autore propone una teoria affascinante: l'uomo si sarebbe «autodomesticato» nel tempo, similmente a come il cane si è evoluto dal lupo. Abbiamo selezionato la mansuetudine, ma mantenendo intatta la capacità di compiere una violenza proattiva e pianificata. Basandosi su studi comparativi con i nostri cugini più stretti, come gorilla, bonobo e scimpanzé, Wrangham getta nuova luce sul nostro carattere, offrendo una lettura sorprendente e convincente della storia naturale di Homo sapiens. Un libro che scuote le convinzioni tradizionali e apre nuove prospettive sulla nostra natura.

"Charles Darwin era un uomo complicato, coraggioso ma timido, ispirato ma travagliato, con una mente brillante e un cuore tenero. Se fosse stato più unitario e trasparente, non sarebbe stato altrettanto interessante". Sulla teoria dell'evoluzione e sul suo creatore sono state scritte montagne di libri e articoli, dai più divulgativi ai più specialistici, eppure ancora oggi il pensiero di Darwin non è compreso da tutti. La selezione naturale è un'idea che, osservata sul nascere, con la totalità delle sue implicazioni, è al contempo fenomenale e scioccante. David Quammen parte dal dato biografico del naturalista inglese per intrecciarlo con il percorso intellettuale e scientifico che lo portò a pubblicare - dopo anni di letture, approfondimenti, ricerche e tentennamenti - il testo che avrebbe posto le basi della biologia contemporanea: L'origine delle specie. Il risultato è il ritratto a trecentosessanta gradi di un uomo che dalla tranquilla campagna inglese stava preparando una rivoluzione culturale che ancora oggi non ha esaurito il proprio vigore.

La fisica quantistica è probabilmente la più profonda rivoluzione della scienza e del pensiero moderni. Frutto di uno sforzo corale permeato di umanità, ci ha costretto ad abbandonare solide certezze tanto da farsi rinnegare da alcuni tra coloro che l’avevano pensata. La quantistica ci ha permesso di superare i limiti della fisica classica nello spiegare l’infinitamente piccolo e ha schiuso una finestra su un panorama di conoscenze che dà brividi ed emozioni, conducendoci al cuore del mondo. Questo libro non ha la pretesa di trasformare lettrici e lettori in donne e uomini di scienza (fosse così facile!) ma permetterà di stupirsi e godere della meraviglia di una tra le più affascinanti conquiste dell’intelletto umano, attraverso cinque idee fondamentali che sono alla base della rivoluzione dei quanti: discontinuità, identità, futuro, indeterminazione, relazione. Cinque idee intrise di umanità, perché poche branche della fisica sono riuscite a coinvolgere tanti aspetti del nostro vivere in una delle costruzioni più geniali dell’intelletto. In cinque atti unici, alla portata di tutti e di tutte, scopriremo i capisaldi dell’architettura quantistica, che danno forma a tante applicazioni che hanno cambiato e cambieranno il mondo e miglioreranno l’ambiente, dal laser alla medicina, dai computer quantistici alle celle solari.

La domanda oggi è cambiata: non è più se le macchine possono essere intelligenti, ma se possono eguagliarci e superarci. Dopo «La scorciatoia» e «Machina sapiens» il terzo episodio dell'avvincente trilogia sulla nuova era delle macchine pensanti. L'intelligenza artificiale sta ormai raggiungendo le prestazioni umane  su molti dei compiti cognitivi in cui eccelliamo. Ma cosa avverrà dopo? Stiamo entrando in un'epoca in cui le macchine saranno in grado di capire cose per noi incomprensibili? Nessuna intelligenza è illimitata, nemmeno la nostra, e quindi ci chiediamo: cosa si trova al di là dei limiti umani? Ma mentre investiamo grandi capitali per costruire una macchina in grado di competere con noi, ci rifiutiamo di accettare che questo sia possibile. Desideriamo e al tempo stesso temiamo quell'incontro. In questo nuovo, visionario libro di Nello Cristianini vedremo le intelligenze artificiali superare con successo esami difficilissimi, fino all'ultima prova, in cui si cimenteranno su territori impervi anche per i nostri migliori esperti. Riusciremo a capire cosa giace oltre i limiti della nostra intelligenza?

Alan M. Turing, il geniale logico, matematico e filosofo inglese, pubblica “Macchine calcolatrici e intelligenza” nel 1950. È il testo che ha aperto la discussione moderna sulla possibilità dell’intelligenza artificiale, oggi più che mai attuale per via delle prestazioni sorprendenti dei sistemi di IA generativa come ChatGPT. Turing si domanda se le macchine, di lì a non molto, sarebbero state capaci di pensiero, e risponde affermativamente, analizzando e respingendo varie obiezioni. Le analisi di Turing, al confine tra filosofia e informatica, hanno posto problemi di cui stiamo ancora cercando una soluzione. Diego Marconi, che cura il volume, in un saggio conclusivo ci aiuta a comprendere questo testo fondamentale e a inserirlo nell’attuale dibattito sull’intelligenza artificiale.

Il nostro rapporto con la Luna è sempre stato sospeso tra scienza e leggenda; gli antichi da un lato intuivano e studiavano il suo ruolo all’interno di fenomeni terrestri come le maree e, dall'altro, si lasciavano sedurre immaginando i suoi influssi magici e le creature fantastiche che la abitavano. E ancora oggi, malgrado i potentissimi telescopi e le missioni spaziali, a chi non è capitato di indulgere in fantasticherie osservando la Luna splendere di luce riflessa nel buio della notte? “La Luna” ci accompagna in un viaggio tra i miti, che dalle origini dell’umanità ha ispirato l’astro più vicino al nostro pianeta, e le conquiste scientifiche che nel corso degli ultimi sessant’anni ci hanno permesso di esplorarlo e conoscerlo più a fondo. Un viaggio che parte dagli antichi Egizi e, passando tra suggestioni astrologiche, arte, letteratura e cinema arriva ai robot che oggi portano avanti la ricerca spaziale; un itinerario da percorrere accompagnati dalle mappe originali elaborate in preparazione della missione Apollo del 1969.

Le ricerche condotte con i grandi acceleratori di particelle, come l'LHC di Ginevra, hanno lo scopo di verificare una concezione del mondo fisico fondata su una delle più importanti e straordinarie idee della scienza contemporanea: l'idea di simmetria. Le simmetrie, princìpi di invarianza delle leggi di natura, stabiliscono – per dirla in modo intuitivo – che «tutto rimane com'è anche se cambiamo qualcosa». È un'affermazione paradossale, che sorprendentemente ha implicazioni scientifiche di enorme portata. Lo si è scoperto nel corso del Novecento, con la teoria della relatività, la meccanica quantistica e la fisica subnucleare, grazie a figure geniali come Albert Einstein, Paul Dirac, Hermann Weyl e molti altri. Oggi sappiamo che le simmetrie organizzano l'intero universo: determinano le entità fondamentali che lo compongono, le loro proprietà e le loro interazioni. Inoltre – ed è molto importante – conferiscono «bellezza» alle teorie fisiche, rendendole semplici e coerenti. Questo è "L'ordine del mondo", un libro che illustra le simmetrie e la loro funzione nella fisica, ripercorrendo un'avventura intellettuale affascinante che, dai primi filosofi-scienziati dell'Antichità fino ai protagonisti della fisica contemporanea, ci ha avvicinato sempre di più alla comprensione della natura.

Siamo abituati a pensare che lo sguardo che la scienza getta sulla realtà provenga da una sorta di occhio di Dio. A partire dall’Illuminismo, l’umanità ha chiesto alla scienza di dirci chi siamo, da dove veniamo e dove stiamo andando, inducendoci a pensare perfino all’universo prescindendo dalla nostra posizione all’interno di esso. Ma trascurare il ruolo che l’esperienza umana ricopre nella conoscenza comporta gravi pericoli. In questo libro, sulla base di una rigorosa strumentazione storica, filosofica e scientifica, un astrofisico, un fisico teorico e un filosofo dimostrano tutta l’urgenza di una rivoluzione teoretica, in virtù della quale la scienza includa, invece di ignorarla o tentare di rimuoverla, l’esperienza vissuta dell’uomo come parte imprescindibile dei nostri tentativi di pervenire a una verità oggettiva. Secondo gli autori, la scienza, lungi dall’essere volta alla ricerca di una verità assoluta, non è altro che una forma raffinata e in costante evoluzione dell’esperienza umana. Da qui il monito rivolto agli scienziati a ripensare il modo in cui essa opera in una partita dove è in gioco il futuro del genere umano a fronte della crisi climatica dell’intero pianeta e dell’onda montante delle forme più triviali di negazionismo scientifico.

Per essere piante serve una straordinaria creatività biologica. Vivono e prosperano radicate in un luogo, ma hanno sviluppato metodi ingegnosi per sopravvivere e diffondersi. Circa cinquecento milioni di anni fa conoscevano già la tecnologia per ricavare ossigeno dall’anidride carbonica e col tempo resero abitabile la superficie terrestre da landa desolata e ostile che era. Di recente si è scoperto che sanno anche udire i suoni, contare, comunicare, riconoscere i propri parenti, aiutarsi… "Le mangiatrici di luce" è un viaggio incantato nella complessità della vita verde, che sfida il nostro concetto di intelligenza. Perché che cos’è la vita intelligente se non una rampicante che fa crescere le foglie imitando quelle dell’arbusto a cui si aggrappa? O un fiore che si conforma esattamente al becco del suo impollinatore? Zoë Schlanger ci conduce in giro per il mondo, in compagnia degli scienziati che dedicano le loro ricerche a queste creature stupefacenti, per offrirci una nuova comprensione della vita sulla Terra.

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.