Matematica e scienze

Il volume si propone di render conto del lento e non facile progresso delle scienze naturali, dall'età pre-aristotelica a quella dei lumi, attraverso la descrizione della vita degli studiosi più importanti che, con le conoscenze da essi acquisite, anno dopo anno, e non senza difficoltà, posero le basi di un ampio corpo di dottrina che agli inizi dell'Ottocento fu chiamato biologia. Le dettagliate biografie dei vari studiosi inseriti nel volume privilegiano essenzialmente i loro contributi alle scienze naturali che mettono in evidenza come il progresso, tutt'altro che lineare delle scienze, sia spesso avvenuto anche attraverso il dibattito, a volte molto aspro, tra diverse scuole di pensiero. Inoltre l'illustrazione dell'ambiente e delle condizioni sociali in cui operarono detti studiosi permette meglio di capire il contesto nel quale essi svilupparono le loro idee.

La fisica (dal greco phýsis = natura) è la scienza che studia i fenomeni naturali, ad esclusione di quelli che comportano trasformazioni chimiche della materia e processi biologici, al fine di poterli descrivere misurando le loro proprietà (o grandezze) e stabilendo tra queste relazioni matematiche (leggi). Per effettuare questa analisi, la fisica si avvale di una metodologia di indagine denominata metodo sperimentale, cioè basato esperimenti riproducibili. Il metodo sperimentale, introdotto da Galileo Galilei (1564-1642), interpreta le cause dei fenomeni facendo ipotesi, le quali, se confermate dai risultati degli esperimenti, sono riconosciute come teorie. Gli sviluppi della fisica da Galileo fino alla fine dell'800 hanno consentito di edificare i fondamenti della fisica classica: le leggi e i principi che descrivono il moto dei corpi e le cause (forze) che lo determinano, definiti dalla meccanica (in particolare per opera di I. Newton, 1642-1727), i fenomeni elettromagnetici e la teoria dell'elettromagnetismo, elaborata da J.C. Maxwell (1831-1879), le leggi relative ai fenomeni legati al calore e dell'ottica. Il presente libro, oltre a richiami teorici, propone una serie di esercizi risolti e da risolvere, allo scopo di approfondire la materia mettendo in pratica le nozioni apprese nei corsi teorici. Il testo comprende esercizi di elettrostatica, corrente elettrica, magnetismo, elettromagnetismo e ottica geometrica.

Albert Lautman traccia in questi tre testi minori, scritti in occasione dei due Congrès de philosophie scientifique (1935 e 1937), le linee di un percorso di ricerca imperniato sulla necessità di una filosofia della scienza, e in particolar modo di una filosofia della matematica diversa, se non alternativa, a quella che stava per diventare la Standard View proprio in quegli stessi anni. Questi scritti riescono a dare una più adeguata rilevanza alla specifica dimensione spirituale della scienza e ad allargare così il campo della stessa filosofia della scienza, concepite anche come forma di resistenza contro ogni visione riduttivistica della conoscenza scientifica e di quella matematica in particolare. Postfazione di Fernando Zalamea.

La matematica tocca qualunque aspetto della vita delle persone, a cominciare dalla loro crescita”… sembra un'affermazione forte: i primi scettici, all'inizio, erano proprio gli autori! Finché, le decine di bambini, ragazzi e adulti con cui hanno lavorato, e dai quali hanno raccolto le esperienze sintetizzate in questo libro, non li hanno convinti del contrario: la matematica coinvolge intelletto, linguaggio, emozioni, strategie, creatività ed inventiva, relazioni tra pari e tra generazioni. La matematica risolve problemi, crea diversivi, qualche grattacapo legato alla sua austera eleganza, ma può emozionare, preoccupare, entusiasmare, scrivere capitoli fondamentali della nostra storia, umana e personale. Questo libro è la narrazione di come le persone possano incontrarsi e crescere attraverso la matematica: Elena Schiavetti e Fabio Corsi hanno raccolto e sintetizzato qualche anno di incontri e di esperienze su campo, durante i quali hanno ascoltato, studiato, sudato, riso (molto!), creando strategie ed approcci a partire dalle esperienze e dalle vicende delle persone con cui hanno lavorato.

Perché le cipolle ti fanno piangere? Perché la cioccolata è velenosa per i cani? Perché la pancetta ha un profumo così buono? Mescolare le bevande peggiora davvero i postumi della sbornia? Alla scoperta della chimica che sta dietro alle sensazioni offerte da cibi e bevande, con una grafica bellissima e spiegazioni facili da capire, questo compendio ci dà delle risposte meravigliose. Esplorando sapori, aromi, veleni e molto altro ancora - dalle caramelle ai peperoncini piccanti e speziati, all'aglio e alla noce moscata come allucinogeni - ci avventureremo alla scoperta dell’incredibile scienza che quotidianamente sperimentiamo.

Questo volumetto raccoglie alcuni argomenti del Corso di Chimica Teorica tenuto dall'autore per molti anni presso la Facoltà di S.M.F.N. della Università di Pisa e di seminari didattici che ha impartito durante la sua vita accademica. Gli argomenti sono presentati nella loro forma originaria con l'intento di conservare l'approccio suggerito dalla sua lunga esperienza con gli studenti di Chimica. Si suppone che l'eventuale lettore di queste note abbia una conoscenza abbastanza chiara dei principi della Meccanica Quantistica e delle sue applicazioni chimiche più comuni ed elementari, ma che voglia approfondire le sue conoscenze sulle tecniche e sui concetti che sono alla base di molte applicazioni della Chimica Teorica.

Delle quasi 400.000 piante presenti sulla Terra, circa il 7% è stato usato come medicine tradizionali o rimedi. Più recentemente, studi scientifici hanno rivelato come le piante possano essere fonte di importanti medicine, di solito come singoli composti isolati. Piante che curano esplora questi composti fondamentali e le piante che li producono. Questo libro riccamente illustrato è suddiviso in base agli apparati e ai sistemi del corpo umano e discute i composti e le piante impiegate per trattare tali sistemi. Viene spiegato in che modo i vari composti derivanti dalle piante curano o alleviano problemi circolatori, stanchezza e demenza, nausea e indigestione, infezioni respiratorie, artriti e movimenti delle giunzioni, problemi alla vista, problemi legati alla riproduzione, e tipi di cancro. Vengono esaminati dettagliatamente i meccanismi d'azione di queste piante e spiegato come alcuni composti chimici contribuiscono al funzionamento e alla sopravvivenza delle piante stesse.

Fin dal concepimento, e per buona parte della vita, il nostro cervello conosce processi che ne garantiscono lo sviluppo e l'aumento delle capacità attraverso l'apprendimento. Ma in ognuna di queste fasi può essere oggetto di aggressioni che possono comprometterne le funzioni: stili di vita scorretti, fumo, uso di droghe o abuso di alcol, alimentazione sbagliata. Per questo l'attenzione verso il cervello dovrebbe accompagnarci lungo tutto l'arco dell'esistenza, a cominciare dai comportamenti della mamma che porta una nuova vita in pancia per arrivare all'invecchiamento a cui dobbiamo cercare di giungere con un cervello «allenato» e buone capacità cognitive. In questo libro, Giulio Maira, con l'esperienza di affermato neurochirurgo, e Vira Carbone, con il linguaggio diretto di divulgatrice di salute, ci spiegano passo per passo il funzionamento dell'organo che più di ogni altro ci rende umani e ci guidano alla scoperta dei comportamenti più adatti per ciascuna delle diverse «età della mente»: un testo pieno di consigli che possono aiutarci a ridurre il rischio di malattie come l'Alzheimer e ad attivare il nostro cervello, sviluppando maggiormente la memoria e sfruttandone a fondo creatività e logica.

Molti si accorgono dell’esistenza delle formiche solo quando ne trovano una nella zuccheriera e se ne ritraggono inorriditi, ma per Hölldobler e Wilson, che al loro studio hanno dedicato la vita intera, questi minuscoli insetti sono una continua fonte di meraviglia e di scoperte. In modo speciale le attine tagliafoglie, dalle stupefacenti caratteristiche: grazie al fatto che vivono in popolazioni di milioni di individui organizzati in un elaborato sistema di caste e che possiedono uno degli apparati di comunicazione più complessi fra quelli noti nel mondo animale, le tagliafoglie sono infatti una delle espressioni più compiute del superorganismo sulla Terra. Guidati dalla mano esperta e sicura dei due mirmecologi, scopriremo come le tagliafoglie abbiano inventato una forma di agricoltura 5060 milioni di anni prima dell’uomo, coltivando nei loro nidi un fungo con cui hanno instaurato uno dei più riusciti rapporti simbiotici in natura. Le osserveremo nei meandri delle loro metropoli sotterranee, vaste quanto un campo da calcio e con migliaia di camere collegate da un dedalo di cunicoli, o nelle spedizioni di foraggiamento, quando all’imbrunire interminabili colonie di operaie, seguendo tracce olfattive, corrono a ranghi serrati lungo piste tenute libere dalla vegetazione verso il bersaglio prescelto, spesso distante centinaia di metri. E ci sembrerà di percepire il sottofondo di stridulazioni prodotto da migliaia di mandibole che, affilate come rasoi e manovrate con precisione geometrica, ritagliano le foglie di un grande albero riuscendo in poche ore a ridurre a un nudo scheletro la sua chioma rigogliosa.

«Le formiche continuano a prosperare nel bel mezzo delle rovine prodotte senza sosta dall’umanità, apparentemente incuranti della presenza, o assenza, degli uomini, purché venga lasciata loro una piccola porzione di ambiente poco disturbata... La loro abbondanza è leggendaria. Un’operaia è grande meno di un milionesimo di un essere umano, eppure nel complesso le formiche contendono all’uomo il ruolo di organismi predominanti sulla terraferma. Appoggiatevi a un qualsiasi albero; la prima creatura che si arrampicherà su di voi sarà, molto probabilmente, una formica.» (Bert Hölldobler, Edward O. Wilson)