Bollati Boringhieri: Saggi. Scienze

Siamo ossessionati dalla fine del mondo. I millenaristi di ogni tipo ci ricordano che siamo sempre, potenzialmente, sull'orlo del baratro. "II Libro dell'Apocalisse" elenca profezie raccapriccianti sulla distruzione della Terra, entrate ormai nel nostro Immaginario comune; ma il mondo nel frattempo è progredito e di cause di distruzione ne sono emerse moltre altre, e ben più tangibili. Alcune catastrofi potrebbero essere causate dall'uomo stesso, altre da forze naturali immense, che sono quasi al di là della nostra comprensione, altre dal caso. Il giovane giornalista Alok Jha elenca in questo libro ben cinquanta apocalissi: cinquanta possibili catastrofi che potrebbero mettere la parola "fine" all'umanità intera, o alla vita sulla Terra, o persino alla Terra In quanto tale. Si tratta di un manuale che, più che spaventare (solo un pochino), insegna. C'è molta scienza nell'apocalisse. Ci sono le estinzioni di massa, l'esito disastroso di una guerra cibernetica o una possibile crisi alimentare globale. C'è anche l'impatto di un asteroide, una definitiva e inappellabile tempesta solare o l'esplosione di un supervulcano. C'è il dottor Stranamore con la sua "bomba fine di mondo" e ci sono molte tecnologie umane potenzialmente pericolose. Possiamo farci qualcosa? In certi casi sì, in altri, francamente no.

L'uomo sta creando una "specie" completamente nuova, in parte materiale e in parte digitale. La robotica moderna non si occupa più di androidi identici agli esseri umani, come avviene nei film: la tecnologia è lanciata a creare macchine indiscutibilmente superiori agli uomini, per certi aspetti, in grado di fare cose che noi non potremo mai fare, e con le quali dovremo sicuramente condividere il nostro mondo. Sarà allo stesso tempo un nuovo problema e un'incredibile opportunità. Senza dubbio una rivoluzione dalle conseguenze difficilmente prevedibili. Illah Nourbakhsh - uno dei leader mondiali della ricerca robotica - ci racconta in questo libro dei "bot" del futuro prossimo e di quelli che verranno appena un po' più in là: ce ne spiega il funzionamento, ce ne racconta le caratteristiche, ci mostra i problemi che si troveranno ad affrontare i nostri figli con queste macchine: robot pubblicitari interattivi in grado di individuare i clienti, giocattoli robotici volanti guidati dagli sguardi dei bambini, robot multimodali che ci consentiranno di essere in più luoghi nello stesso momento completando automaticamente per noi i comportamenti più prevedibili, e persino nanorobot in grado di assumere forme fisiche diverse. Sembra fantascienza, e del resto è quasi impossibile tracciare una linea netta di demarcazione tra fiction e non fiction quando si parla di robotica.

I gemelli identici non sono affatto identici e i nostri geni non determinano affatto il nostro destino. Questo è il messaggio centrale di questo libro, scritto con mano sicura e ricco di storie vere, tratte dal più grande studio sui gemelli che sia mai stato fatto e che Tim Spector conduce in Gran Bretagna da oltre vent'anni. Se siete a disagio ogni volta che leggete sul giornale che è stato trovato "il gene dell'alcolismo" (o del cancro, o della felicità, o dell'omosessualità ecc.) e se vi sembra riduttivo pensare a voi stessi come ad automi guidati ineluttabilmente dal DNA, con una condanna scritta nelle cellule da cui è impossibile sfuggire, allora questo libro vi offrirà una via di fuga inaspettata. La nuova disciplina si chiama "epigenetica" e sta rivoluzionando quello che sappiamo sui geni e sull'eredità biologica, aprendo campi di ricerca che erano considerati tabù solo pochi anni fa. Lo studio dei gemelli ha infatti convinto Tim Spector che la cosa più interessante sono le differenze, non le somiglianze, e che queste differenze sono il risultato di un dialogo continuo tra ambiente e DNA, in parte ereditabile. Ciò che fino a poco tempo fa la biologia considerava anatema, oggi non lo è più: i nostri comportamenti e le nostre esperienze modificano il nostro patrimonio genetico e sono in parte ereditati dai nostri figli e dai nostri nipoti.

Nel IX secolo il califfo abbaside di Baghdad, Abù Ja'far Abdullah al-Ma'mun, creò uno dei centri di studio più imponenti che la storia umana abbia mai conosciuto, noto col nome di Bayt al-Hikma, La casa della saggezza. Jim Al-Khalili ci svela i nomi dei protagonisti di questa avventura meravigliosa: Abu Rayhan al-Biruni, Ibn al-Shatir, al-Khwàrizmi, Ibn al-Haytham, al-Ràzi ed altri ancora. Dietro a questi nomi, per noi quasi sconosciuti, si nascondono le vite e le opere di scienziati che hanno di fatto posto le basi del mondo moderno. L'autore ricostruisce con straordinaria perizia la storia di un'epoca nella quale menti geniali spinsero le frontiere della conoscenza così in là da plasmare le civiltà che seguirono, fino ai giorni nostri. Il suo libro è anche un tentativo di reintrodurre in Occidente un pezzo fondamentale di una cultura a lungo ignorata e in buona parte ancora da esplorare. Il pensiero scientifico e culturale occidentale è in debito, ben più di quanto comunemente si pensi, con ciò che realizzarono mille anni fa gli scienziati e i pensatori del mondo islamico, in un periodo che fu elusivamente descritto come una lunga Età Oscura, una penosa parentesi posta tra la grande civiltà classica greco-latina e il Rinascimento europeo. Si omette così, troppo spesso, di dire che per 700 anni la lingua internazionale della scienza fu l'arabo.

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.

Albert Einstein è da tempo diventato l'icona dello scienziato geniale, colui che vede più lontano degli altri, l'eletto in grado di porre le basi di una rivoluzione scientifica fertile e duratura. La svolta della relatività, iniziata nell'annus mirabilis 1905 e proseguita con la formulazione della teoria della relatività generale nel 1915, offre però moltissimo materiale per indagare più a fondo e in maniera meno ovvia le ragioni e le modalità di un cambiamento tanto epocale nel nostro modo di intendere il mondo. Einstein certamente poggiava, come si usa dire, "sulle spalle dei giganti" che lo avevano preceduto (da Galileo a Newton), ma per Jürgen Renn la scienza non progredisce in modo lineare, per semplice e lento accumulo di nozioni; più spesso di quanto si pensi all'impresa scientifica partecipano anche molti "nani", che contribuiscono in maniera decisiva a determinare le grandi scoperte. Si tratta di personaggi spesso dimenticati e secondari, di amici, persino di semplici artigiani il cui sapere diffuso gioca un ruolo fondamentale nell'avanzamento delle conoscenze. Questo è il contesto nel quale si muove il lavoro di Renn, frutto di un'indagine corale, svolta all'Istituto Max Planck di Berlino per oltre vent'anni, sulla base di un'abbondanza di fonti disponibili che hanno permesso di ricostruire la storia della teoria einsteiniana in modo completo e dettagliato.

"La matematica ha una storia lunga, gloriosa, ma per certi versi trascurata, e l'influsso della disciplina sullo sviluppo della cultura umana è stato immenso". Così lan Stewart racconta la sua impresa temeraria di raccontare in poco più di 350 pagine l'intera storia della matematica, la disciplina umana forse più pervasiva, necessaria eppure costantemente temuta. Stewart non è il primo e non sarà certo l'ultimo a cimentarsi in un compito del genere, ma dalla sua ha ormai decenni di esperienza nel campo della comunicazione della matematica e moltissimi libri che attestano la qualità della sua scrittura e la dote, davvero rara, di saper esporre in modo comprensibile concetti molto complessi. Per questo "Domare l'infinito" è rapidamente diventato un classico della buona divulgazione, un libro che accompagna il lettore nei meandri del pensiero matematico, dall'invenzione stessa dei numeri, nella più remota antichità, ai più recenti sviluppi della moderna teoria del caos. Per scrivere una storia così variegata e così intimamente legata alla storia stessa dell'umanità non ci si può fermare alla superficie, lasciando intendere che solo gli addetti ai lavori possono apprezzarne davvero i contenuti. Proprio il contrario: Stewart ci vuole dimostrare che con un po' pazienza e di buona volontà chiunque può godere dell'universo che la matematica ci ha svelato.

L'"ignota quantità" è lei, l'incognita, la x che abbiamo incontrato alle medie quando ci siamo cimentati con le equazioni di primo grado. Allora ci è stata rivelata l'esistenza di una parte della matematica che calcola con le lettere, invece che con i numeri. Forse non ne eravamo consapevoli fino in fondo, ma stavamo facendo un bel passo avanti sulla strada dell'astrazione concettuale. Di certo non potevamo sapere che la disciplina in questione, l'algebra, ha l'"ignoto" anche nel suo certificato di nascita. La comparsa del pensiero algebrico, tra il XVIII e il XVII secolo a. C, infatti non è preceduta da una fase di transizione documentabile che la colleghi all'aritmetica precedente. Chi ci racconta adesso questa storia plurimillenaria parla, a proposito delle sue origini avvolte nell'oscurità, di un "anello mancante". È bravo, John Derbyshire, a trovare gli snodi che dai tempi arcaici a oggi hanno scandito lo sviluppo irregolare e incostante dell'algebra. Grazie a lui si compiono atti di giustizia: figure ritenute minori sono restituite alla loro importanza, vengono tolti alcuni galloni proprio a lei, alla nostra x. Pare che solo banali motivi tipografici abbiano fatto cadere la scelta su quella lettera nel 1637, per le equazioni di un libro di Cartesio. Un piccolo colpo di scena tra i molti che movimentano una vicenda intellettuale di enorme portata, ora finalmente spiegata a tutti.

Dinamica non lineare, modellizzazione complessa, intelligenza artificiale, autorganizzazione: temi ostici - ma di straordinaria rilevanza per le sfide attuali della scienza - che Bertuglia e Vaio presentano a un lettore non necessariamente specialista, delineando un panorama ampio, variegato e interdisciplinare dei fenomeni complessi, delle tecniche proposte per la loro descrizione e dei modelli che sono stati realizzati, sia nelle scienze della natura sia in quelle della società. Con un linguaggio chiaro e rigoroso ma nel contempo alieno dalle asperità di un eccessivo formalismo matematico, essi ripercorrono il cammino che ha portato dalla teoria dei sistemi dinamici e dagli studi sull'instabilità di fine Ottocento alla comparsa della teoria del caos, fino agli sviluppi odierni della complessità a partire dagli anni settanta del Novecento. Entro questa cornice di carattere storico, speciale attenzione viene rivolta alle tecniche di modellizzazione complessa - le reti neurali, gli automi cellulari, la programmazione ad agenti - e alle loro applicazioni, in particolare nell'ambito delle scienze cognitive e delle nuove economie. Infine, lo studio di due casi di fenomenologia complessa particolarmente rilevanti - la turbolenza nei gas reali e il comportamento dell'agente economico caratterizzato da imperfetta razionalità -introduce a una delle questioni cruciali della complessità: la sua definizione formale. Prefazione di David A. Lane.

La storia delle nozioni di spazio e di tempo costituisce per Benci e Freguglia il banco di prova per dare una solida base alla loro riflessione sui fondamenti epistemologici delle scienze fisico-matematiche e mettere in discussione l.assolutezza di teorie comunemente accettate, quando non dogmatizzate. Attraverso una serrata analisi di alcuni modelli di spaziotempo, gli autori mostrano come nel successo (mediatico) della teoria relativistica einsteiniana abbia giocato una forte componente ideologica. In effetti, secondo Benci e Freguglia, alla concezione einsteiniana è possibile contrapporre altri modelli alternativi, anch.essi in perfetto accordo con i dati sperimentali. Di qui la loro provocatoria conclusione: anche nelle discipline scientifiche la storia, almeno in una certa misura, viene scritta dai "vincitori".

Invitato a spiegare a un pubblico di non specialisti che cosa è la vita di un ricercatore, come si articola giorno per giorno, Dyson ha steso il suo racconto autobiografico con spirito di testimone e da umanista convinto che la poesia debba ispirare la tecnica (il titolo riprende un verso di Eliot). Il libro tocca temi come la corsa agli armamenti nucleari, la costruzione della bomba al neutrone, le prospettive della guerra batteriologica, la battaglia per il disarmo, le sfide dell'ingegneria genetica, la ricerca di fonti alternative di energia, ma si avventura anche in una serie di ipotesi, tanto brillanti quanto rigorose, sulle utilizzazioni dell'energia solare, su un nuovo impiego delle piante, sulla colonizzazione dello spazio. Alla base, una visione utopica della vita in cui la scienza e la tecnologia si mettono al servizio dell'umanità per rendere il nostro davvero il migliore dei mondi possibili. In questa nuova edizione una Postilla 2010 aggiorna e integra il quadro presentato, soprattutto in rapporto ad alcune questioni ecologiche e ambientali di bruciante attualità (riscaldamento globale, innalzamento del livello dei mari, possibile arrivo di una nuova era glaciale), oltre che su temi più "politici" come la funzione sociale e scientifica degli eretici e delle eresie nel campo della ricerca, il conflitto tra etica umanistica ed etica naturalista o il prossimo "declassamento" degli Stati Uniti come nazione guida sulla scena planetaria.

Nel 1994 John Nash vinse il premio Nobel per l'economia per una ricerca pionieristica pubblicata negli anni cinquanta su un nuovo settore della matematica noto come teoria dei giochi. All'epoca di questi primi rivoluzionari lavori di Nash, la teoria dei giochi ebbe un breve periodo di notorietà tra alcuni matematici e tra gli analisti della guerra fredda, ma continuò a essere poco conosciuta fino agli anni settanta quando i biologi evoluzionistici cominciarono ad applicarla nei loro studi. Negli anni ottanta iniziarono ad adottarla anche gli economisti. Da allora essa si è estesa con successo ai più diversi campi di applicazione, diventando - come scrive Siegfried -"l'arma preferita nell'arsenale degli scienziati in una gran varietà di frontiere di ricerca collegate al comportamento umano". Oggi i neuroscienziati scrutano il cervello dei giocatori per scoprire come le loro strategie rispecchino motivazioni ed emozioni diverse, i biologi usano i giochi per spiegare l'evoluzione o l'origine dell'altruismo e i matematici li sfruttano per comprendere meglio le reti sociali. Il filo comune che lega molte di queste indagini è la loro relazione con l'antica ricerca di un "codice della natura" che descriva le "leggi" del comportamento sociale umano, nello spirito della "psicostoria" immaginata da Isaac Asimov nella sua "Trilogia della Fondazione".