Libri di S. Frediani

Nel 1992 un gruppo di neuroscienziati dell'Università di Parma annunciò la scoperta di una nuova classe di cellule nella corteccia motoria dei macachi. Queste cellule, in seguito battezzate «neuroni specchio», rispondevano allo stesso modo sia che la scimmia compisse in prima persona un'azione motoria, sia che osservasse un'altra scimmia compiere quell'azione. Si affacciò subito l'idea che questi neuroni avrebbero permesso alle scimmie di comprendere le azioni dei loro simili simulando nel proprio cervello le azioni che vedevano compiere, cioè in qualche modo «sentendole», come se fossero loro stesse, effettivamente, a compierle. Col tempo l'idea si è dimostrata talmente seducente che presto i neuroni specchio hanno abbandonato i macachi e sono approdati nella testa degli uomini, causando una vera tempesta tra gli scienziati di tutto il mondo. Un fiume in piena di studi ha da allora invocato queste cellule miracolose per spiegare praticamente ogni cosa: l'evoluzione del linguaggio, lo sviluppo dell'empatia umana, le basi neurologiche dell'autismo, e poi la schizofrenia, l'abuso di droghe, l'orientamento sessuale, la contagiosità dello sbadiglio e molto, molto altro. Forse troppo. Gregory Hickok riesamina criticamente l'intera vicenda. Muovendo da un corpus imponente di osservazioni, dagli studi sul comportamento animale fino alle moderne tecniche di neuroimaging, Hickok sostiene che le basi teoriche dei neuroni specchio in realtà non reggono di fronte all'evidenza sperimentale. Ci sono altre possibili interpretazioni, che l'autore espone con competenza e semplicità, che sembrano più promettenti. "Il mito dei neuroni specchio" fornisce una storia molto istruttiva su come procede l'indagine scientifica e ci regala intuizioni profonde sull'organizzazione e le funzioni del cervello umano e sulla natura della cognizione e della comunicazione.

L'autore di "L'universo elegante" e "La trama del cosmo" affronta la domanda delle domande: il nostro è l'unico universo? Un tempo, la parola universo significava tutto ciò che esiste. Ogni cosa. Ma negli ultimi anni le scoperte della fisica e della cosmologia hanno portato un certo numero di scienziati a concludere che il nostro universo potrebbe essere uno dei molti esistenti. Con una prosa cristallina e un uso ispirato dell'analogia, Brian Greene illustra il ventaglio delle proposte di "multi-verso" che emergono da teorie sviluppate per spiegare le sofisticate osservazioni delle particelle subatomiche e delle oscure profondità dello spazio: un multiverso in cui chi sta leggendo questa frase ha un numero infinito di doppi che leggono la stessa frase in universi distanti; un multiverso che comprende un vasto oceano di universi-bolla, dei quali il nostro non è che uno; un multiverso che nel corso del tempo attraversa lo stesso ciclo all'infinito, un altro che forse è sospeso a pochi millimetri da noi e tuttavia rimane invisibile, un altro ancora in cui ogni possibilità permessa dalla fisica quantistica prende vita. Da ultimo un multiverso, forse il più strano di tutti, fatto esclusivamente di matematica. Greene, uno dei più importanti fisici e scrittori di scienza, ci guida in un'esplorazione di questi mondi paralleli, che rivela quanta parte della vera natura della realtà potrebbe essere nascosta al loro interno.

"Oggi quasi tutto ciò che facciamo lascia briciole digitali in qualche database. [...] Certo, l'esistenza di queste registrazioni solleva questioni enormi legate alla privacy, un problema di estrema importanza. Ma crea anche un'opportunità storica, offrendo per la prima volta dati oggettivi con un livello di dettagli senza precedenti sul comportamento non di un singolo, ma di milioni di individui. Negli ultimi anni questi database sono finiti in laboratori di ricerca di vario genere, dove informatici, fisici, matematici, sociologi, psicologi ed economisti hanno potuto analizzarli con l'aiuto di potenti computer e di una vasta schiera di nuove tecnologie. Le conclusioni sono mozzafiato: i dati dimostrano in modo convincente che la maggior parte delle nostre azioni è guidata da leggi, schemi e meccanismi che in quanto a riproducibilità e capacità predittiva uguagliano quelli individuati nelle scienze naturali. [...] Seguendo le tracce di queste scoperte arriveremo a considerare i ritmi della vita come segni di un ordine più profondo che caratterizza il comportamento umano, ordine che può essere esplorato, previsto e senza dubbio sfruttato. [...] Più a fondo le esamineremo, più sarà evidente che le azioni umane seguono schemi semplici e riproducibili, governati da leggi di vasta portata. Dimenticate il lancio dei dadi e le scatole di cioccolatini come metafore della vita. Pensatevi come un robot sognante guidato dal pilota automatico e sarete molto più vicini alla verità".

"L'universo non è più quello di un tempo e non è ciò che sembra". Frank Wilczek decide di iniziare cosi questo suo libro, una folgorante carrellata di domande e di possibili risposte sulla struttura ultima dei componenti basilari dell'universo. Usando costantemente un'ironia sottile e facendo uso di metafore, Wilczek - Premio Nobel per la fisica, grazie ai suoi studi sulla cromodinamica quantistica - pone domande spiazzanti. Cos'è la materia? Cos'è lo spazio? Le risposte, benché ancora parziali, rappresentano quasi una sfida al senso comune: "La massa è l'energia contenuta nei componenti più elementari, in sé privi di massa"; "Lo spazio vuoto è un mezzo complesso, brulicante di attività spontanea". La fisica contemporanea, presentata qui nel racconto di uno dei suoi massimi esponenti, indaga la struttura dell'essere grazie a sofisticati esperimenti e a eleganti costruzioni matematiche, cercando di inglobare in una teoria unitaria anche la gravità la più elusiva e flebile delle forze della natura - in un quadro coerente, nel quale anche la bellezza gioca un ruolo importante. Wilczek ci restituisce cosi un mondo nuovo, immaginario ma suscettibile di verifica sperimentale, una possibilità che sarà più vicina quando l'LHC, il nuovo acceleratore di particelle del CERN, a Ginevra, entrerà pienamente in funzione.

Un saggio che arriva al cuore della fisica moderna, che solleva dubbi sul maggiore contributo di Einstein (il continuo dello spaziotempo) ma che propone anche una soluzione a uno dei più grandi paradossi della scienza contemporanea: la distanza tra la fisica classica e la fisica quantistica. Barbour sostiene che l'unificazione della relatività generale di Einstein con la meccanica quantistica può determinare la fine del tempo. Il tempo non avrà più un ruolo centrale nei fondamenti della fisica. In questo testo rivoluzionario si aprono squarci affascinanti sui misteri dell'universo: i mondi multipli, i viaggi nel tempo, l'immortalità e, soprattutto, l'illusione del moto. Prima edizione nei "Saggi", 2003.

Un saggio che arriva al cuore della fisica moderna, che solleva dubbi sul maggiore contributo di Einstein (il continuo dello spaziotempo) ma che propone anche una soluzione a uno dei più grandi paradossi della scienza contemporanea: la distanza tra la fisica classica e la fisica quantistica. Barbour sostiene che l'unificazione della relatività generale di Einstein con la meccanica quantistica può determinare la fine del tempo. Il tempo non avrà più un ruolo centrale nei fondamenti della fisica. In questo testo rivoluzionario si aprono squarci affascinanti sui misteri dell'universo: i mondi multipli, i viaggi nel tempo, l'immortalità e, soprattutto, l'illusione del moto.

Essere soli è diverso dallo stare da soli o dal sentirsi soli. Il dolore cronico della solitudine è una ferita lacerante che può alterare il nostro equilibrio fisiologico. È un giogo che trasforma il bisogno insoddisfatto dell'altro in sensazioni, pensieri e comportamenti ostili. La solitudine non è una sensazione ineffabile, è qualcosa di ben radicato nella nostra biologia, che coinvolge il corpo in maniera totale, dalla circolazione del sangue alla trasmissione degli impulsi nervosi. Le immagini del cervello ottenute con le nuove tecniche di neurovisualizzazione mostrano che le sensazioni di emarginazione sociale e il dolore fisico condividono lo stesso meccanismo fisiologico. Ma per comprendere perché la solitudine ci fa soffrire bisogna scoprire il passaggio evolutivo dal gene egoista all'essere sociale. Perché l'Homo sapiens si è evoluto come specie superiore? John T. Cacioppo trova la soluzione nel "terzo adattamento": i fattori decisivi del successo riproduttivo dell'uomo si fondano sull'empatia, sulla cooperazione e sui legami sociali. Privarsi dello scambio con gli altri provoca uno strappo nel tessuto genetico che si espande nel nostro essere fino a pervadere le emozioni. In "Solitudine", neuroscienze, genetica e psicologia evoluzionistica convergono, proponendo al lettore le acquisizioni più avanzate della ricerca per la diagnosi e la cura di una delle più diffuse malattie del nostro tempo.

Che cos'è il tempo? Questa domanda solo apparentemente semplice è il problema di per sé più importante che la scienza fronteggia nella sua esplorazione dei fondamenti dell'universo. Tutti i misteri affrontati dai fisici e dai cosmologi - dal Big Bang al futuro dell'universo, dagli enigmi della fisica quantistica all'unificazione delle forze e delle particelle - si riducono essenzialmente al problema della natura del tempo. La realtà del tempo può sembrare ovvia. Facciamo esperienza ogni giorno del passare del tempo osservando gli orologi che ticchettano, i bambini che crescono o aspettando un treno in ritardo. Ma la maggior parte dei fisici, da Newton a Einstein e ai teorici quantistici di oggi, ha sempre considerato la questione in modo diverso, costringendo il tempo in una dimensione astratta, illusoria. Ma se le stesse leggi della fisica non fossero atemporali? E se potessero evolvere? Lee Smolin sostiene che è arrivato il momento di una rivoluzione del pensiero scientifico, è necessario adottare la concezione per cui il tempo è reale. Anzi, la realtà del tempo potrebbe essere la chiave del prossimo grande progresso della fisica teorica. "La rinascita del tempo" presenta un approccio radicalmente nuovo alla cosmologia, che accetta la realtà del tempo e dischiude tutto un nuovo universo di possibilità. Un libro che spiega con una prosa chiara e vivace gli effetti sul nostro mondo della vera natura del tempo.

È solo negli ultimi tre secoli che la formidabile macchina per la creazione di conoscenza che chiamiamo scienza moderna ha trasformato il nostro modo di vivere e la nostra visione dell'universo, ben duemila anni dopo l'invenzione della legge, della filosofia, del teatro e della matematica. Perché abbiamo impiegato così tanto tempo a inventare la scienza? E perché è così potente? La macchina della conoscenza offre una risposta radicale, mostrando come la scienza inviti da sempre gli scienziati a fare qualcosa di apparentemente irrazionale: devono spogliarsi di tutte le conoscenze precedenti - come convinzioni teologiche, metafisiche o politiche - per poi indirizzare tutte le loro energie nell'osservazione e nella sperimentazione, abbracciando dunque un metodo di ricerca irragionevolmente circoscritto e ben delimitato, ma che dai tempi di Newton e Bacone è la vera forza del successo della scienza. In un'epoca di cambiamenti climatici, nuove malattie e tecnologie in vertiginoso progresso, secondo Strevens abbiamo più che mai la necessità di cogliere il funzionamento interno della nostra macchina della conoscenza. «Un'indagine elegante e accessibile sulla natura del metodo scientifico». Nigel Warburton «Come nel caso de La struttura delle rivoluzioni scientifiche di Kuhn, la concisione e la semplicità di questo testo non possono nascondere l'audacia della sua concezione, la straordinaria portata della sua ambizione. È un libro molto importante, forse addirittura un grande libro». David Wootton

A giudicare dall'interesse che continuano a suscitare in un pubblico vastissimo, i dinosauri si direbbero i più vivi tra gli animali estinti. Raccontate da uno studioso che lavora sul campo, le conoscenze scientifiche sui dinosauri hanno il magnetismo di un giallo preistorico. "La rinascita dei dinosauri": così i paleontologi definiscono la fiammata di curiosità che negli ultimi decenni ha accolto le risultanze di vaste esplorazioni di siti in ogni parte della terra. Se le si interroga nel modo giusto, come solo scienziati esperti sanno fare, le orme fossili dicono tantissimo, non solo sul comportamento individuale e sociale dei dinosauri, ma anche sul loro habitat, e sono quindi preziose per la ricostruzione del paleoclima e della paleogeografia. Attraverso quelle impronte lasciate sulle rocce sedimentarie tra 230 e 65 milioni di anni fa, entriamo in contatto con un mondo altrimenti perduto. In un saggio rivolto a un pubblico largo, Martin Lockley fornisce lo strumento per comprendere la preistoria: la mappa dei ritrovamenti fossili, il loro significato, la loro classificazione e le fondamentali deduzioni di carattere biologico. E si diverte a sfatare alcune leggende. Una guida per tutti gli appassionati.

La storia delle riflessioni umane sul cosmo, dall'astrologia babilonese alla rivoluzione quantistica: un racconto avvincente sulla nascita della scienza moderna e su come la fisica fondamentale stia regredendo alle sue radici prescientifiche. All'inizio del Seicento, Galileo si liberò dal giogo dell'antica filosofia platonica e aristotelica. Affermando che la comprensione della realtà si sarebbe dovuta basare su ciò che possiamo osservare e non sul pensiero puro, Galileo rivoluzionò drasticamente la nostra visione del mondo naturale. In questo modo inventò quella che è stata chiamata scienza e preparò il terreno a Keplero, Newton ed Einstein. Ma all'inizio del Ventesimo secolo la scienza inizia a cambiare rotta. Quando la fisica quantistica condusse in regni sempre più lontani da ciò che si poteva osservare direttamente, i teorici furono costretti ad affidarsi alle virtù estetiche della matematica per sviluppare la loro concezione della realtà fisica. Per molti fisici, il potere della matematica iniziò a sostituire le intuizioni scientifiche su cui si erano basati i predecessori. Questo processo, però, rese le loro teorie sempre piú resistenti all'esame sperimentale e all'osservazione. Di conseguenza, oggi gran parte della fisica teorica è ancora una volta più simile alla filosofia di Platone che al modello secolare di scienza da cui ha avuto origine. Ma la scienza che ha perso ogni collegamento con i fenomeni misurabili, si chiede David Lindley in questo libro, è ancora scienza? «Immaginare che la fisica potesse rendere conto di ogni singolo dettaglio della costruzione e dei contenuti del nostro universo era senza dubbio esagerato, ma ora la ricerca sembra essere finita all'estremo opposto. Secondo l'ipotesi del multiverso, la risposta a quasi ogni domanda su come o perché il nostro universo ha l'aspetto che ha è che una risposta non esiste. Nel nostro universo le cose hanno questo aspetto, ma in qualche altro universo ne hanno uno diverso. È un bel passo indietro rispetto alle stravaganti speranze di qualche decennio fa. In più, ne deriva una domanda provocatoria: esattamente, che cosa stanno cercando di ottenere oggi gli studiosi di fisica fondamentale? Se le loro teorie non hanno uno specifico potere esplicativo riguardo al nostro universo in particolare, a quale domanda più generale, se ne esiste una, stanno cercando di rispondere? Questo nuovo libro è la mia esplorazione di quella domanda e giunge ad alcune conclusioni che pochi fisici che si occupano di questioni fondamentali o cosmologiche saranno felici di sentire».

Non c'è più un luogo sulla Terra rimasto intoccato dall'uomo. È qualcosa che, ben oltre fenomeni drammatici quali lo scioglimento dei ghiacciai o la scomparsa di specie viventi, prova l'ingresso dell'uomo in una nuova era geologica. Secondo Christopher Preston la cosa più sorprendente della nostra epoca non è l'enorme impatto dell'uomo sul pianeta, ma il grado di consapevolezza con il quale egli ha stabilito di trasformarlo. Le tecnologie emergenti ci promettono di sostituire alcune delle funzioni fondamentali della Natura. Non stiamo semplicemente lasciando l'Olocene per entrare nell'Antropocene: ci stiamo congedando per sempre dall'epoca in cui il cambiamento del pianeta era solo l'esito inatteso di un'industrializzazione incontrollata. Un mondo progettato da ingegneri e tecnici implica la nascita della prima Era Sintetica del pianeta. La gamma di conquiste destinate a riconfigurare il metabolismo della Terra è impressionante: dalle nanotecnologie in grado di ristrutturare le forme naturali della materia alle produzioni molecolari che permettono un riutilizzo illimitato delle molecole stesse; dalle possibilità della biologia sintetica di costruire un genoma artificiale alle mini-macchine biologiche capaci di rimodellare l'evoluzione; dal trasferimento di specie esistenti alla bioresurrezione di quelle estinte; dai programmi dell'ingegneria climatica di gestione della radiazione solare ai progetti di raffreddamento del pianeta tramite l'aumento di luminosità delle nuvole e la rimozione del carbonio dall'atmosfera. Ma cosa succede quando l'uomo cessa di essere la specie più intelligente del pianeta per divenirne il demiurgo? Chi deciderà delle forme e della natura del nostro futuro sintetico? Di chi fidarsi? Sono temi troppo cruciali per rimanere nelle mani dei soli scienziati.