Matematica e scienze

Nel 2011, il risultato di un esperimento di fisica creò lo scompiglio tra la comunità degli scienziati. L'analisi dei dati del progetto OPERA mostrava il segnale di un qualcosa di apparentemente impossibile. Sembrava che i neutrini sparati dal CERN fino al rivelatore posto in una caverna sotterranea dei laboratori del Gran Sasso viaggiassero a una velocità maggiore di quella della luce, contravvenendo alla relatività di Einstein, che impone a tutti gli oggetti materiali un inappellabile limite di velocità. Il risultato, presentato dai ricercatori coordinati da Antonio Ereditato come un'anomalia in cerca di soluzione, ebbe una risonanza enorme, soprattutto mediatica. Alcuni mesi dopo i fisici di OPERA scoprirono che la causa dell'effetto osservato era di natura strumentale. Un problema tecnico, un «cavetto staccato» come si disse, uno degli incidenti che fanno parte integrante del lavoro dello scienziato. Il neutrino, la più misteriosa e affascinante tra le particelle elementari, impartì una lezione a tutti: agli scienziati, agli operatori dell'informazione e anche al grande pubblico. Una storia per certi versi emblematica, da raccontare e da ripercorrere, raccontata da un protagonista. Una storia iniziata tanto tempo fa, un secondo dopo il Big Bang...

Nel 1997 due gruppi di ricerca - uno diretto da Anton Zeilinger a Vienna, l'altro da Francesco De Martini a Roma - riuscirono a teletrasportare un singolo fotone, cioè a trasferire lo stato fisico da una particella a un'altra particella lontana dalla prima. Un'impresa che fino ad allora sembrava un'idea strampalata, concepibile solo in un film di fantascienza. Per ora nessuno sa se il teletrasporto si potrà realizzare anche per atomi e molecole, o addirittura per oggetti macroscopici; ma questo primo passo dischiude orizzonti inimmaginabili fino a pochi decenni fa. In questo libro, l'autore fa il punto sulla fisica quantistica, indicando i rivoluzionari effetti che contraddicono radicalmente la nostra esperienza sensoriale.

Il testo offre una descrizione dei principali fenomeni fisici interpretandoli nell'ambito della Fisica Classica con l'approccio tipico della Fisica Sperimentale. Sono descritti qualitativamente e quantitativamente i fenomeni inquadrati nel campo della Meccanica, della Termodinamica, dell'Elettromagnetismo e dell'Ottica. Estendendo la trattazione alla crisi della Fisica Classica sono inoltre proposte la Relatività Ristretta e una panoramica dei fenomeni all'origine della Teoria dei Quanti. Il livello del contenuto è calibrato per i corsi introduttivi di Fisica per le Scuole di Ingegneria e di Scienze, collocandosi nel settore dei Corsi di Studi che richiedono una conoscenza abbastanza approfondita della materia. Il testo è corredato di esempi esplicativi e richiede, per essere affrontato, una adeguata conoscenza del calcolo differenziale e integrale.

Le piante sono meravigliose. Sono intelligenti, allietano la nostra vita, ma sono anche molto altro: producono l’ossigeno che respiriamo, i princìpi attivi utili per curarci, le sostanze nutritive alla base della nostra alimentazione. Le usiamo per costruire case e navi, produrre farmaci e cosmetici, insaporire i piatti, creare indumenti. Talvolta però dimentichiamo che esistono anche piante terribili. Alcune producono veleni, altre si accontentano di provocare allergie e poi ci sono piante che fanno il doppio gioco: possono essere tossiche e persino letali, ma anche avere effetti terapeutici importanti. Ovviamente non esistono piante buone o cattive, ma vegetali intelligenti che, non potendo fuggire in caso di aggressione, hanno inventato alcuni “semplici” trucchetti per adattarsi a particolari condizioni ambientali, traendo vantaggio dall’acquisizione di nuovi caratteri. E, nonostante la loro cattiva reputazione, non hanno ancora smesso di sorprenderci.

Dagli smartphone alle automobili, dai computer alle smart tv, dagli elettrodomestici ai dispositivi medici, viviamo in un mondo in cui i semiconduttori e i chip sono sempre più indispensabili, ma di rado ci rendiamo conto di quanta creatività e tecnologia si nascondano dietro questi “compagni di vita” presenti in quasi tutto quello che usiamo. E se spesso diamo per scontato che si tratti di innovazioni realizzate in una fabbrica asiatica o in un laboratorio degli Stati Uniti, pochi sanno che nel nostro continente esiste da decenni una vera e propria “Silicon Europe”, un’area di eccellenza industriale e tecnologica distribuita tra Italia e Francia e che ha il suo cuore in un’azienda leader mondiale dei chip: STMicroelectronics. Attraverso la storia di ST e della microelettronica europea, il giornalista e scrittore Marco Bardazzi ci guida in un viaggio sorprendente che documenta le idee, le invenzioni, le storie e le persone dietro le tecnologie e gli oggetti che in questi decenni hanno trasformato la vita di tutti noi. E ci svela i retroscena di un settore tecnologico all’avanguardia e centrale per le nuove generazioni e i lavori del futuro, in cui il nostro Paese e l’Europa giocano un ruolo da protagonista.

Cosa significa essere una pianta? Non è una domanda che ci capita spesso di formulare, immersi nel grigio delle nostre città. La scienza ha studiato a lungo i meravigliosi modi in cui le piante comunicano, si comportano e modellano il nostro ambiente, spesso relegandole però a un ruolo secondario della nostra frenetica vita animale. Paco Calvo ci offre una nuova prospettiva sulla loro biologia e sulle scienze cognitive. Non solo «polmoni verdi» e complementi d’arredo, le piante possono pianificare il futuro, imparare, riconoscere i loro parenti, valutare i rischi e prendere decisioni. Possono persino addormentarsi. “Planta Sapiens” è una folgorante esplorazione della vita vegetale e un invito a pensare al mondo naturale in modo nuovo e anticonformista. Stiamo smantellando le tradizionali gerarchie della natura, diventando sempre più consapevoli della vita interiore delle altre specie e di quante similitudini esistono tra noi e loro. Non possiamo più considerarci l’unica specie intelligente privilegiata sulla Terra. E se vogliamo salvare il bioma globale, non dobbiamo farlo. Se impariamo a osservare e studiare le piante in maniera diversa, rimarremo davvero stupiti da ciò che potremo scoprire.

Il nostro mondo racchiude un sottile ossimoro: se da un lato appare sempre più semplice e soddisfa istantaneamente i nostri bisogni elementari grazie a tecnologie sempre più avanzate, dall'altro diventa sempre più complesso e richiede un articolato sforzo concettuale per poterlo comprendere a fondo. Poco ci è richiesto per subire il divenire del mondo; molto per poterlo capire. Come ci prepariamo quindi ad affrontare il mondo? La scuola ci propone percorsi specializzati, ma proprio per questo incompleti, perché trascurano concetti elementari che ogni cittadino dovrebbe conoscere. Le astrazioni stenografiche sono proprio questi concetti chiave, utili a colmare questo gap di conoscenza e indispensabili nella formazione culturale di chiunque voglia essere parte attiva della società contemporanea. Il volume presenta quattro nuove astrazioni stenografiche: quattro appassionanti racconti di scienza, scritti da alcuni fra i migliori membri del Collegio Superiore dell'Università di Bologna, che illustrano alcune idee fondamentali per comprendere il mondo intorno a noi, aiutandoci a diventare cittadini consapevoli, più colti e più preparati. Astrazioni Stenografiche è una collana di divulgazione scientifica creata sotto la supervisione della Professoressa Beatrice Fraboni, direttrice del Collegio Superiore, e curata dal Professor Matteo Cerri.

Se non fosse per le fonti, quella dei numeri potrebbe sembrare una storia leggendaria. Nel corso dei secoli, la forza dei simboli matematici ha mutato la nostra comprensione del mondo e la percezione dello spazio e del tempo, intrecciando mente e realtà, fisica e filosofia. In queste pagine Joseph Mazur restituisce a questi strumenti d’uso quotidiano tutta la loro potenza innovativa, investigandone non solo la funzione di calcolo ma anche il ruolo di «ancora visiva a cui si aggrappa la mente nel processo di astrazione del generale dal particolare». Il suo è un racconto attraverso i luoghi e le epoche del linguaggio visivo della matematica, dalle prime apparizioni dei numeri sulle tavolette cuneiformi in Mesopotamia all’invenzione dello zero nell’antica India, fino all’arrivo in Europa nel Basso Medioevo, da dove i simboli sarebbero poi ripartiti per compiere nuovamente il giro del mondo. Una storia abitata da pensatori e filosofi, mercanti e maghi, ovvero dalla folla sterminata di personaggi che hanno contribuito alla scoperta e al perfezionamento di somma e divisione, sottrazione e moltiplicazione, radice quadrata e pi greco. Un’avventura collettiva che ci ha spinto verso nuovi orizzonti e nuove visioni, permettendoci di svelare le associazioni e i labirinti inconsci di cui è composta la nostra realtà.