Matematica e scienze

Vi siete mai chiesti da dove vengono gli esseri viventi? Piante, funghi, batteri e animali sono, letteralmente, il frutto del nostro stesso pianeta. Costituiti da una particolarissima forma di materia, una materia dotata della più straordinaria caratteristica mai comparsa nell'universo: la vita. Ma cosʼè la vita? Come ha fatto a emergere dalla materia inanimata? Esiste altrove nell'universo? Per provare a rispondere a queste domande, l'autore esplora il retroscena scientifico del più misterioso e complesso fenomeno del cosmo, servendosi delle ricerche dei più autorevoli esperti nel campo integrate con le proprie competenze bio-molecolari e la passione per la chimica fisica e l'astrobiologia.

L'opera analizza e descrive le strutture chimiche in base a un approccio che riesamina la nozione del doppietto elettronico, sia per quanto concerne la “collocazione” degli elettroni negli orbitali sia per quanto riguarda la descrizione dei legami chimici. La struttura dei composti, inoltre, è presentata secondo la dinamica dei cambiamenti delle reciproche relazioni spaziali tra gli atomi e non solo come conseguenza delle ibridizzazioni dei gusci atomici. Questi elementi teorici portano un contributo innovativo nella descrizione delle strutture chimiche, delle quali vengono analizzate approfonditamente le strutture di risonanza e i reticoli metallici.

Gli avanzamenti nel campo della biologia e della medicina di questi ultimi anni si propongono come laboratorio culturale per la lettura dei processi di riorganizzazione in chiave democratica del rapporto tra scienza e società. In particolare, se la vita è la dimensione che l'essere umano percepisce come più inerente a sé, riteniamo legittimo il giudizio personale rispetto a essa. Ne consegue la difficoltà ad accettare che sia qualcun altro a decidere rispetto a dimensioni tanto umane e personali come la procreazione, la fine della vita, la cura. Si tratta di un cambiamento pervasivo che incide sulla vita di ognuno e sul funzionamento della sanità, ridefinendo uno dei terreni principali su cui si strutturano i processi di socializzazione. Quello che muta in profondità è l'insieme dei riferimenti pratici e simbolici che accompagna l'intero arco della vita degli individui, dalla generazione alla morte. E questo soprattutto alla luce delle implicazioni e degli stravolgimenti determinati dalla pandemia causata dal virus Sars-CoV-2 che, come si rileva in questa nuova edizione, ci ha messo di fronte alla necessità di dare vita a forme condivise e regolate di responsabilità individuale e collettiva. In particolare, il libro si sofferma sui nodi propri della riflessione etica e bioetica, come la responsabilità, la giustizia e i diritti, per collocare questi temi anche al di fuori di una dimensione esclusivamente legata all'autonomia delle scelte individuali e porli all'interno di una più ampia, e imprescindibile, dimensione collettiva e politica; una visione nella quale il rapporto tra scienza e società sia fondato sulla centralità della democrazia e sulla responsabilità.

Erbario è un progetto del gruppo di lavoro del Politecnico di Milano che partecipa alle attività dell'unità di ricerca dell'Università Iuav di Venezia . Il volume è una guida ragionata ai luoghi del selvatico che popolano la storia e la geografia milanese, costruita a partire dall'osservazione della realtà di ogni giorno, dalla riscoperta di luoghi smarriti e dalla lettura di alcune ipotesi progettuali, interpretative e trasformative che riguardano la selva urbana.

In questo volume vengono presentati i principali argomenti trattati nei primi corsi universitari di Analisi Matematica, partendo dall'esperienza degli autori nei Corsi di Laurea di Chimica, Fisica, Ingegneria, Matematica e Scienza dei Materiali. Dopo un capitolo dedicato ai pre-requisiti, si trattano in modo dettagliato gli insiemi numerici, la teoria delle successioni e delle serie, la teoria delle funzioni di una variabile e la teoria del calcolo integrale. Negli ultimi due capitoli vengono presentati elementi di Algebra lineare ed elementi della teoria delle Equazioni differenziali, per rendere il libro più completo e fruibile anche da studenti che devono affrontare un corso di Matematica più “ampio”.

Si fa presto a dire “pianeta”, un termine che sembra non richiedere mai precisazioni, tanto appare ovvio; banale, quasi. Eppure richiama alla mente un’immagine il cui significato (fra diaspore spaziali, fughe e traslochi dal sapore fantascientifico capaci di modificare il senso e il valore di un concetto tanto semplice e comune quanto vago) è cambiato più e più volte nel corso della storia, dalle origini ai giorni nostri. In “Domicili cosmici” l’astrofisico, divulgatore, fumettista e musicista Angelo Adamo raccoglie e organizza una grande quantità di idee mutuate non solo dalla geologia, dall’astronomia e dalla sua storia, ma anche dalla letteratura, dalla poesia e dal cinema, per ripercorrere le tappe di questa continua trasformazione. E lo fa arricchendo il testo con le sue tavole originali e suggestive, veri e propri calembour disegnati, che si intrecciano con i giochi di parole e le espressioni matematiche disseminate nel testo. Il risultato è quasi un’antologia, un compendio illustrato di filosofia astronomica che racconta un’evoluzione culturale fatta di idee, ipotesi, suggestioni, storie, esperimenti, simulazioni. E speranze.

La presente raccolta propone una parte significativa dei temi d'esame assegnati negli anni scorsi ai corsi di Fisica 1 di Ingegneria del settore Informazione dell'Università di Padova da parte degli autori. I problemi sono stati accuratamente selezionati e riorganizzati per argomenti corredandoli con soluzioni commentate con lo scopo di fornire agli studenti uno strumento avanzato di preparazione della prova scritta. Ogni argomento viene introdotto gradualmente, ma è comunque richiesta, per la soluzione, una conoscenza teorica della materia sufficiente a permettere di interpretare correttamente le situazioni proposte. I problemi presentati sono articolati e costituiscono l'ideale complemento agli esercizi trattati dal docente durante lo svolgimento dei corsi oppure incontrati come esempi o semplici esercizi da risolvere nei libri di testo.

A undici anni Jennifer Doudna decide di dedicarsi alla chimica, senza dar peso al pregiudizio che vorrebbe la scienza come un settore squisitamente maschile. Spinta dalla passione per lo studio di come funziona la natura, Doudna ha così contribuito a compiere quello che James Watson – uno degli scopritori della struttura del DNA – ha definito il più rilevante progresso in biologia dai tempi della doppia elica. Nel 2012, Doudna e i suoi collaboratori hanno infatti avuto la straordinaria intuizione di trasferire all'editing del genoma umano la tecnica del CRISPR, usata dai batteri per difendersi dal DNA dei virus che li attaccano, creando così la possibilità di modificare il corredo genetico dell'essere umano. In queste pagine, Isaacson segue il lungo cammino che ha condotto a questa scoperta rivoluzionaria, ora impiegata nel campo delle malattie genetiche, della ricerca contro il cancro e, recentemente, per combattere la pandemia da coronavirus; ma discute con i protagonisti anche le implicazioni etiche che un uso sconsiderato di questa tecnica porterebbe con sé. Il nuovo libro di Walter Isaacson non è soltanto la biografia di una delle scienziate più importanti dei nostri giorni, insignita del Premio Nobel per la Chimica 2020, ma anche un affascinante racconto investigativo che coinvolge le più intime verità e meraviglie della natura, dalle origini della vita al futuro della nostra specie.

Secondo la teoria del caos, il battito d’ali di una farfalla può scatenare un uragano dall’altra parte del pianeta: allo stesso modo il battito delle grigie ali di un pipistrello in una caverna nel Sud della Cina può seminare lutti a Times Square. La pandemia di Covid-19 ha provocato finora oltre sei milioni e mezzo di morti nel mondo. Il Big One, descritto in termini quasi profetici dallo stesso Quammen in Spillover, ha bussato alle nostre porte, e non eravamo pronti. La nostra reazione ha seguito lo schema illustrato già da Lucrezio a proposito della peste di Atene: alla sottovalutazione iniziale è subentrata la ricerca di un capro espiatorio, poi il panico, e infine l’impulso, altrettanto irrazionale, alla rimozione. La creazione dei vaccini ha ridotto il margine di manovra del virus, che tuttavia ha già risposto con una contromossa, le «famigerate varianti». Stiamo dunque assistendo a una battaglia non dissimile dalla partita a scacchi che nel Settimo sigillo vede il Cavaliere (la scienza, ma senza il conforto della religione) sfidare la Morte. Chi vincerà? Probabilmente si giungerà al pareggio, il che significa che dovremo convivere con il virus in una guerra «a bassa intensità». Ma al di là delle sofferenze inflitte al genere umano dal Sars-CoV-2, Quammen ci ricorda che i virus, come il fuoco, sono un fenomeno non necessariamente negativo, e che può anche portare vantaggi. Non diversamente dai batteri, fanno parte di noi: sono «gli angeli neri dell’evoluzione», meravigliosi e terribili, e questo li rende meritevoli di essere compresi, più che temuti e aborriti.

Numeri primi e numeri perfetti hanno sempre esercitato un fascino particolare sia sui luminari della matematica che sui dilettanti. Questo studio ne esplora le caratteristiche conosciute e offre inedite soluzioni a interrogativi che si trascinano da secoli. Fra gli argomenti trattati è presente il teorema, scaturito da uno studio che risale all'anno 2003, che dimostra perché ciascun numero perfetto, ad eccezione del 6, ha radice numerica sempre uguale a 1. Presenti anche alcune tabelle esplicative che facilitano la comprensione dell'argomento. Inoltre è presente una inedita formula matematica che apre una infinita progressione aritmetica di numeri della forma 6k-1 e 6k+1, non esclusiva ma ricca di numeri primi, compresi tutti quelli della forma 2?-1, noti come primi di Mersenne.