Matematica e scienze

Secondo Dean Buonomano, ricercatore che ha posto al centro dei suoi studi il rapporto tra natura del tempo e neurobiologia, il cervello umano è un sistema complesso che non solo è in grado di percepire il tempo ma addirittura lo crea; costruisce il nostro senso del flusso cronologico e consente simulazioni mentali di eventi futuri e passati. Queste funzioni sono essenziali non solo per la nostra vita quotidiana, ma per l'evoluzione stessa della specie: senza la capacità di «predire» il futuro, l'umanità non avrebbe mai fabbricato utensili o inventato l'agricoltura. Con uno stile accattivante, combinando elementi di biologia evoluzionistica, fisica e filosofia, "Il tuo cervello è una macchina del tempo" illumina concetti come il tempo soggettivo, lo spaziotempo e la relatività, fino a domandare infine: il passato, il presente e il futuro sono tutti ugualmente reali? La nostra percezione dello scorrere del tempo è un'illusione? Esiste il libero arbitrio, o il futuro è predeterminato? Lungo il percorso Buonomano svelerà tanto l'affascinante architettura del cervello umano quanto le intricate vicende del tempo stesso in un lavoro virtuosistico che ci porterà a una realizzazione sorprendente: sì, il nostro cervello è proprio una macchina del tempo.

Il volume si rivolge agli studenti dell'insegnamento di Matematica e Statistica dei corsi di laurea in scienze della vita (per esempio, Biologia, Biotecnologie, Chimica, Farmacia, Geologia, Scienze agrarie, Scienze ambientali e naturali), avvalendosi di un approccio appositamente pensato per loro. Infatti, il manuale presenta gli strumenti principali che si usano per interpretare i dati raccolti e costruire i modelli matematici dei fenomeni naturali che si vogliono studiare. Il testo fornisce numerose applicazioni delle tecniche affrontate nella teoria, mantenendo il rigore matematico senza entrare in eccessivi dettagli tecnici. In particolare, i numerosi esempi svolti tratti dai diversi ambiti delle scienze della vita contribuiscono a rendere la materia più appassionante e vicina al percorso di studi degli studenti. Il ricco apparato pedagogico spinge a una lettura attiva, mettendo lo studente nelle condizioni di interagire con quanto appreso e di verificare durante lo studio la comprensione dei concetti incontrati. Gli argomenti trattati comprendono quelli di un corso di matematica di base (funzioni e strumenti per il loro studio, incluso il calcolo differenziale e integrale) e di un corso di probabilità e statistica, senza tralasciare l'algebra lineare. Oltre all'Eserciziario cartaceo a fine libro, 300 esercizi aggiuntivi in formato digitale sono contenuti nella piattaforma Connect e costituiscono per gli studenti un ulteriore utilissimo strumento di apprendimento e autovalutazione.

Nella prima parte del libro vengono presentati classici problemi di massimo e di minimo della teoria degli isoperimetri e dell'ottica geometrica: alcuni risolubili con i metodi elementari della geometria euclidea, altri richiedenti tecniche più profonde basate sulle idee di Fermat e sulle disuguaglianze di convessità. Questo ha condotto gli autori a sviluppare un calcolo infinitesimale per le funzioni polinomiali e per le funzioni convesse, che ha il pregio di non richiedere l’uso degli infinitesimi: precisamente un calcolo differenziale che non esige la complessa nozione di limite, ma soltanto la proprietà di continuità della retta reale. Il libro finisce così col contenere, implicitamente, una proposta didattica nuova: un’introduzione al calcolo differenziale – elementare e rigorosa – che antepone la nozione di derivata a quella di limite. Ogni capitolo si chiude con un elenco di Esercizi e Complementi coi quali il lettore può saggiare il grado di assimilazione dei metodi e delle idee esposte.

Se l’Universo è nato col big bang, quale spiegazione dare al big bang stesso? Qui vengono esposte in modo accessibile ed esauriente le audaci tesi di alcuni cosmologi illustri (Hawking, Hartle, Vilenkin e altri) che aggirano il concetto di big bang e le difficoltà concettuali che esso comporta, pur ammettendo un’età finita per il nostro Universo. Si tratta delle teorie alla base di quella particolare branca della ricerca teorica detta cosmologia quantistica.

La ricerca storica Roma e il suo Orto botanico nasce per ricordare sia i cento anni dell'Orto botanico a Villa Corsini, sia le origini della sua istituzione a partire dal primo Hortus Simplicium del 1278. Dopo circa 30 anni dalle celebrazioni del centenario dell'Orto Botanico nei giardini di Villa Corsini, contenuti e finalità di questo libro, sono ancora attuali . Oggi come allora c'è bisogno di conoscenza sulla storia e le vicissitudini attraversate da una istituzione scientifica di Roma nata solo nel 1660. Si deve infatti considerare che lo scopo principale che ha determinato la nascita degli orti botanici è stata la coltivazione dei semplici, delle piante cioè dotate di principii attivi usate come medicinali per la cura dell'uomo. Concentrare le specie medicinali in un solo luogo di coltivazione dava il vantaggio di non dover ricercare le piante in natura, cioè nei boschi e nelle praterie, con notevole risparmio di tempo e, fattore non secondario, non si correva il pericolo di sbagliare raccogliendo piante simili ma prive di principii medicinali o peggio velenose. Fu solo all'inizio del 1600 che Botanica e Medicina presero strade diverse, e gli orti botanici ben presto [...]

Un'opera che vuole presentare, con dovizia di particolari, il Giardino dei Semplici Dell'Orto Botanico di Roma e la sua storia, descrivendo nel dettaglio le innumerevoli piante officinali che lo caratterizzano, attraverso le informazioni botaniche, l'etimologia, le proprietà, gli usi etnobotanici e gli eventuali effetti avversi, il tutto raccontato in centinaia di schede e immagini particolareggiate. E, a corollario di questa narrazione, una prima parte per comprendere al meglio il mondo delle piante officinali, i loro principi attivi, la variazione nel loro contenuto, le principali preparazioni erboristiche e, infine, un capitolo dedicato alle piante tintorie.

La ricerca storica Roma e il suo Orto botanico nasce per ricordare sia i cento anni dell'Orto botanico a Villa Corsini, sia le origini della sua istituzione a partire dal primo Hortus Simplicium del 1278. Dopo circa 30 anni dalle celebrazioni del centenario dell'Orto Botanico nei giardini di Villa Corsini, contenuti e finalità di questo libro, sono ancora attuali . Oggi come allora c'è bisogno di conoscenza sulla storia e le vicissitudini attraversate da una istituzione scientifica di Roma nata solo nel 1660. Si deve infatti considerare che lo scopo principale che ha determinato la nascita degli orti botanici è stata la coltivazione dei semplici, delle piante cioè dotate di principii attivi usate come medicinali per la cura dell'uomo. Concentrare le specie medicinali in un solo luogo di coltivazione dava il vantaggio di non dover ricercare le piante in natura, cioè nei boschi e nelle praterie, con notevole risparmio di tempo e, fattore non secondario, non si correva il pericolo di sbagliare raccogliendo piante simili ma prive di principii medicinali o peggio velenose.[...]

Il premio Nobel Alain Aspect ci racconta, da protagonista, una magnifica storia di scienza. La prima rivoluzione quantistica, nata sotto l'impulso di Einstein a inizio Novecento, ha sconvolto la nostra visione del mondo, portando a grandi invenzioni come il transistor e il laser. Oggi, invece, è in atto una seconda rivoluzione, con innumerevoli applicazioni che vanno dalla crittografia ai computer quantistici. Prefazione di Massimo Inguscio.

Come può l’attività del cervello dar luogo alla coscienza? Il filosofo della mente David Chalmers lo ha definito il «problema difficile» delle neuroscienze contemporanee, e molti lo ritengono il più grande enigma di tutte le scienze. Si tratta di comprendere non solo quali processi cerebrali siano correlati alla coscienza, ma anche in che modo la generano. Un problema che in questo libro Mark Solms, neuroscienziato e psicoanalista, affronta con un approccio risolutamente anticonvenzionale, in cui confluiscono le sue ricerche sui sogni e le conversazioni con numerosi pazienti cerebrolesi. In passato si pensava che la corteccia cerebrale, in quanto sede dell’intelligenza, lo fosse anche della coscienza. Secondo Solms, la coscienza ha invece un’origine molto più antica, e nasce in un’area del cervello meno «nobile», il tronco dell’encefalo, che gli esseri umani condividono con tutti gli altri mammiferi e persino con i pesci. Qui risiede la «fonte nascosta» degli affetti. A una coscienza cognitiva, rivolta verso il mondo esterno, si contrappone dunque una coscienza emotiva, un sentire primitivo, viscerale, che ha una funzione adattativa, giacché le sensazioni di piacere e dispiacere sono la bussola che ci consente di navigare nel mare dell’incertezza e di mantenere l’equilibrio omeostatico indispensabile per rimanere in vita. Solms ci invita così a intraprendere un viaggio avventuroso alle origini della coscienza e, a partire dagli albori della neurologia e della psicoanalisi, ci guida sino alle frontiere delle moderne neuroscienze. E la conclusione non mancherà di far discutere: «finché non riusciremo a costruire una macchina cosciente, non potremo affermare di avere risolto il problema difficile».

Le capacità comunicative delle api, intese come collettività, sono note ai più; pochi invece sanno quanto siano intelligenti come individui. In un racconto appassionante, Lars Chittka ci illustra le incredibili risorse cognitive e la sofisticata mente di queste piccole creature, che riconoscono i fiori e i volti umani, mostrano emozioni di base, sono in grado di contare e utilizzare strumenti semplici, risolvono problemi e imparano dall'osservazione degli altri. Esplorando la complessità di un insetto le cui esperienze sensoriali possono essere paragonate a quelle degli esseri umani, Nella mente di un'ape ce ne rivela il mondo, straordinario e davvero sorprendente.

Pharmako/Dynamis chiude la trilogia Pharmako, lo studio enciclopedico di Dale Pendell sulla storia e gli usi delle piante psicoattive e dei relativi sintetici, iniziata in Italia con la pubblicazione di Pharmako/Gnosis, dedicato alle piante psichedeliche e sciamaniche, poi proseguita con Pharmako/Poeia, sulle sostanze inebrianti mortifere e sensuali.Questo volume è dedicato alle piante e alle sostanze stimolanti (tra cui caffè, tè, cioccolato, betel, khat, coca e i suoi derivati) ed empatogene (noce moscata, ecstasy, GHB). Ogni sostanza è esplorata nel dettaglio, attraverso il racconto della storia, della natura chimica e di usi, preparazioni, significati culturali e corrispondenze esoteriche. Pendell dispensa esperienze personali e descrizioni vivide degli effetti provati ricorrendo a un linguaggio e a uno sguardo proprio solo dei poeti.Con testi di Enrico Petrilli e Francesca Matteoni