Matematica e scienze

Il libro raccoglie i contributi dei relatori che hanno partecipato al Meeting Internazionale “La Scienza per la Pace” svolto nell’Aula Magna dell’Università degli Studi di Teramo e nel Santuario di San Gabriele dell’Addolorata di Isola del Gran Sasso. Papa Francesco ha rivolto a tutti i partecipanti un videomessaggio il cui testo introduce e accompagna il cammino di riflessione proposto. Con la presentazione di Dino Mastrocola, Magnifico Rettore dell’Università degli Studi di Teramo e Presidente C.C.R.U.A e le conclusioni di Sua Eccellenza Mons. Lorenzo Leuzzi.

Volume progettato per i corsi di laurea che prevedono un unico insegnamento dedicato alla Fisica. Questa sesta edizione contiene due novità didattiche: la trattazione della Fisica moderna (che include la Fisica quantistica, la Fisica atomica, la Fisica nucleare e la Fisica delle particelle) e la presenza di materiale didattico aggiuntivo in formato e-book.

Nostalgia, tristezza, rimpianto, perdita: i ricordi che affiorano improvvisi alla coscienza e hanno il potere di commuoverci sono il frutto di un complesso processo neurale che si svolge all’ombra della nostra quotidianità, ma allo stesso tempo plasmano essi stessi il nostro modo di essere, di percepire il mondo che ci circonda, di comportarci, e alimentano fervidamente la nostra immaginazione. La psichiatra Veronica O’Keane ha trascorso molti anni osservando come la memoria e l’esperienza siano indissolubilmente intrecciate: i ricordi frammentati delle persone che convivono con gravi malattie mentali le hanno permesso – alla stregua di Oliver Sacks – di illuminare i misteri del cervello umano e di rapportarli al mondo dell’esperienza. Perché i ricordi possono sembrare così reali? In che modo sono collegati con le nostre sensazioni e percezioni? Perché il luogo è così importante nella memoria? Esistono ricordi “veri” e ricordi “falsi”? E cosa succede quando il processo della memoria viene interrotto dalla malattia mentale? Attingendo alle storie toccanti dei suoi pazienti, alla letteratura e alle fiabe, l’autrice utilizza le ultime ricerche neuroscientifiche per ricomporre i pezzi di quello straordinario puzzle che è la nostra psiche dalla nascita fino alla vecchiaia.

Per oltre un secolo si è creduto che il cervello fosse diviso in due parti: l'emisfero destro corrispondente al cervello emotivo e l'emisfero sinistro a quello razionale. Oggi sappiamo che tale idea è fuorviante, poiché il tessuto limbico emotivo è equamente diviso tra i due emisferi; di conseguenza, ciascun emisfero ha sia un cervello emotivo sia un cervello razionale. È questo il fulcro scientifico attorno al quale si struttura il modello psicologico proposto dalla neuroanatomista Jill Bolte Taylor. La sua intuizione consiste nell'aver individuato quattro moduli distinti di cellule che compongono la nostra personalità e che l'autrice chiama i Quattro Caratteri: il Carattere 1, ovvero razionale sinistro; il Carattere 2, emotivo sinistro; il Carattere 3, emotivo destro; e il Carattere 4, razionale destro. Poiché ciascuno di essi mostra particolari abilità, prova emozioni specifiche ed elabora pensieri peculiari, osservare il modo in cui i Quattro Caratteri si manifestano e imparare a porli in relazione, tra loro e con gli altri, significa non solo comprendere chi siamo, ma anche decidere come vogliamo essere. Che si tratti di creare relazioni sane, di inserirsi nella società e nel lavoro o di superare una dipendenza, l'«integrazione cerebrale» è lo strumento per la conquista di un nuovo equilibrio, basato sulla capacità di controllare la propria reattività emotiva. In queste pagine, Jill Bolte Taylor porta a maturazione il lungo viaggio al centro del cervello iniziato anni fa e che ha conosciuto uno snodo fondamentale il giorno in cui è stata colpita da un ictus cerebrale che ha annientato, nel giro di pochi istanti, ogni sua facoltà mentale. Il delicato e straordinario percorso che l'ha portata, passo dopo passo, alla ricostruzione delle sue connessioni cerebrali e, per loro tramite, al recupero delle abilità perdute è diventato il terreno di una ricerca sul campo capace di coniugare neuroanatomia e psicologia, e di giungere all'elaborazione di un modello a cui ciascuno di noi può aspirare per realizzare il proprio sé migliore.

La fortuita scoperta del Big Bang, gli indizi di vita elementare su Marte, le dispute sulle prime osservazioni astronomiche, l’unico caso scientificamente documentato di un meteorite che abbia colpito un essere umano, le comete fra buoni e cattivi presagi, come voleremo fino ad Alpha Centauri … sono alcuni dei temi trattati in questo volume di Franco Foresta Martin, che offre al lettore più di cinquanta avvincenti saggi su argomenti di astronomia classica e moderna, di scienze spaziali e di geofisica. Alcuni fili tengono insieme tutte queste letture: la loro originalità, la passione scientifica dei loro protagonisti, la contemplazione e lo svelamento dell’Universo. Insomma, un’antologia di cinquanta “pezzi” (per dirla alla Feynman) facili e piacevoli, ma scientificamente rigorosi, illustrati con cura, che vi terranno sospesi per alcune ore fra la Terra e il Cielo. L’autore, geologo, ricercatore e divulgatore, è stato per oltre trent’anni redattore scientifico del Corriere della Sera, oltre che collaboratore di Quark e Geo. L’Unione Astronomica Internazionale ha dato il suo nome a pianetino tra Marte e Giove: “ForestaMartin 18122”.

Sei a un passo dall'aprire i tuoi occhi e la tua mente al mondo dell'epigenetica in un modo che ti aiuterà ad apprezzare la complessità della cellula umana, dei geni e di altri componenti e come questa conoscenza viene applicata per trasformare le vite! Nell'inverno della fame olandese del 1944-1945, gli individui che erano stati esposti alla carestia poco prima della nascita sono stati visti, circa 60 anni dopo, avere tassi più elevati di malattie coronariche e obesità rispetto a quelli che non erano stati esposti alla carestia. Questo deve essere il risultato di un'alterazione nella loro codifica genetica, giusto? NO. A quanto pare, sono stati trovati ad avere meno metilazione del DNA (aggiunta di gruppi metilici alla molecola di DNA per cambiare un segmento senza influenzare la sequenza del DNA) del gene imprinted Insulin-like Growth Factor 2 rispetto ai loro fratelli che non erano stati esposti, che mostra il ruolo di un potente fattore che non richiede il cambiamento della sequenza genetica negli organismi in sviluppo ed evoluzione.

La sesta edizione di Matematica si presenta aggiornata e ampliata nei contenuti. Il volume conferma l’apprezzata e collaudata autorevolezza e impostazione che nelle precedenti edizioni ne hanno favorito la diffusione in numerosi corsi di laurea: oltre che ai corsi triennali dell’area biomedica e delle biotecnologie, anche ai corsi di Agraria, Scienze Biologiche, Scienze Ambientali, Scienze Naturali, Farmacia, Chimica, Geologia, fino a raggiungere le Scienze Umane e Sociali. Il testo, infatti, soddisfa le esigenze dell’insegnamento di matematica in tali percorsi, dove la materia è fondamentale nel curriculum formativo, grazie a un’impostazione che, senza rinunciare a un’esposizione breve e chiara di tutte le principali nozioni matematiche di base, privilegia la parte applicativa dedicata a esempi ed esercizi rispetto alle dimostrazioni tecnico-formali. La principale novità di questa edizione è l’inserimento del nuovo Capitolo 5, interamente dedicato allo studio di matrici, determinanti e sistemi lineari – con particolare riferimento alla presentazione del metodo di eliminazione e dell’algoritmo di Gauss – e alle loro applicazioni basilari più utili. Il testo include inoltre un ricco Eserciziario cartaceo con oltre 400 esercizi corredati di soluzione e oltre 300 esercizi di difficoltà graduata sulla piattaforma Connect.

L’elenco di luoghi comuni o idee di senso comune o pregiudizi o falsi miti, culturalmente o socialmente fuorvianti e talvolta tossici più famosi e diffusi in alcuni tempi e luoghi della storia umana, difesi anche su basi scientifiche quando lo studio scientifico mancava di teorie valide, è consistente e, inevitabilmente, cresce via via che la ricerca scientifica dispone di teorie e metodi di potenza crescente. In questo libro, gli autori dei capitoli mostrano in che modo un atteggiamento scientifico ha messo in discussione diverse idee di senso comune. Idee relative a omosessualità, vita extraterrestre, intelligenza animale, rapporto tra cervello e mente, differenze etniche, origine dell’uomo o guerra che sono circolate nella cultura occidentale in tempi diversi con diversi apporti da parte di studiosi, attraverso una competizione continua tra ipotesi e tentativi di spiegare i fatti osservati, si sono progressivamente spogliate, anche se in modi non definitivi, dei pregiudizi che hanno inquinato anche i punti di vista degli esperti o degli scienziati. Gli autori del testo: Arnaldo Benini, Patrizia Caraveo, Gilberto Corbellini, Paolo Legrenzi, Vittorio Lingiardi, Sebastiano Maffettone, Giorgio Vallortigara.

L'essere umano ha dei nuovi compagni: robot, intelligenze artificiali e non solo. Una nuova specie digitale, con cui stiamo imparando a convivere. Se i nostri timori sono legati al pericolo che gli algoritmi conquistino troppo potere, la vera sfida per il futuro è di evitare di essere noi, inconsapevolmente, a cederglielo, in cambio di qualche comodità in più o di qualche promessa di sicurezza o efficienza. Una grande conquista della modernità è infatti quella di aver "aperto" il futuro, abbandonando una visione predeterminata del nostro destino. Ma cosa succede se iniziamo a fidarci ciecamente delle previsioni degli algoritmi predittivi, a cui affidiamo sempre più responsabilità? Il futuro rischia nuovamente di richiudersi su di noi, dando vita a profezie algoritmiche che siamo noi stessi a far avverare. L'impatto degli algoritmi sulle nostre vite, in questo modo, è destinato a ingigantirsi, con tutto il carico di pregiudizi, errori, imprecisioni e mancanze che si portano dietro. Helga Nowotny ci aiuta a interpretare il futuro che abbiamo di fronte, e a conquistare così la consapevolezza necessaria a non diventare succubi delle macchine di Dio. Prefazione di Andrea Prencipe.

Cos'è una teoria del tutto? Frank Close è chiaro: «Una teoria che si basa sugli studi in ogni campo rilevante del sapere attuale - fisica, astronomia, matematica - per cercare di spiegare tutto ciò che sappiamo a oggi dell'universo». È così che in questo breve e compatto libro inizia il viaggio attraverso le più note teorie del tutto: dall'universo - meccanismo perfetto - di Isaac Newton, al Sistema del mondo di Pierre-Simon de Laplace, dall'unificazione delle leggi dell'elettricità e del magnetismo, ad opera di James Clerk Maxwell - che fece baluginare la quasi-fine dell'indagine sul mondo -, fino alla spiegazione meccanica alla base della termodinamica che sembrò, davvero, permetterci di spiegare ogni cosa - il calore, la luce, la materia. E ancora le più recenti strade battute dai fisici: dalle superstringhe (rese popolari da Brian Greene) alla quantum loop gravity (resa popolare da Carlo Rovelli), e il Multiverso (di Max Tegmark), la materia oscura e molte altre strane cose. Ogni volta che ci sembra di averlo compreso, il tutto si sposta, scarta di lato, spalanca alla vista intere regioni inesplorate di cui non si sospettava neppure l'esistenza.

Il manuale è pensato principalmente per gli studenti che affrontano la Fisica Tecnica nelle facoltà di Ingegneria, offrendo una panoramica dettagliata dei principi di base della materia e fornendone gli elementi concettuali fondamentali per apprenderla. Sono illustrate le principali declinazioni di termodinamica, fluidodinamica e trasmissione del calore, identificando nel dettaglio le loro applicazioni nell’ambito dei sistemi termici. In questa seconda edizione è stata uniformata la notazione alle unità di misura del Sistema Internazionale, è stata svolta una revisione critica di tutto il contenuto con ampliamento e riscrittura di numerosi contenuti ed è stato introdotto un nuovo capitolo sugli scambiatori di calore. L’uso costante di esemplificazioni pratiche di applicazione delle teorie illustrate rende il testo completo e accessibile, mentre gli esercizi a fine capitolo permettono agli studenti di mettere alla prova le conoscenze acquisite.

Il manuale è pensato, come testo di riferimento, a supporto degli insegnamenti della Fisica Tecnica e della Termodinamica, in particolare per i corsi di laurea nelle Scuole di Fisica e Ingegneria. Il testo affronta i principi fondamentali della termodinamica e della trasmissione del calore, riportando anche numerose applicazioni tecniche, in maniera chiara e intuitiva, senza far ricorso a complesse elaborazioni matematiche. L’approccio diretto, tipico di Çengel, accompagna lo studente nella comprensione dei fenomeni, proponendogli un confronto con numerose applicazioni tecniche e con problemi pratici, ampiamente illustrati, che fanno parte integrante della vita quotidiana. A fine libro è incluso un Eserciziario con oltre 300 problemi con le relative soluzioni, mentre sulla piattaforma Connect, accessibile a chi acquista il volume, sono disponibili ulteriori 700 esercizi.