Matematica e scienze

A Helgoland, spoglia isola nel Mare del Nord, luogo adatto alle idee estreme, nel giugno 1925 il ventitreenne Werner Heisenberg ha avviato quella che, secondo non pochi, è stata la più radicale rivoluzione scientifica di ogni tempo: la fisica quantistica. A distanza di quasi un secolo da quei giorni, la teoria dei quanti si è rivelata sempre più gremita di idee sconcertanti e inquietanti (fantasmatiche onde di probabilità, oggetti lontani che sembrano magicamente connessi fra loro, ecc.), ma al tempo stesso capace di innumerevoli conferme sperimentali, che hanno portato a ogni sorta di applicazioni tecnologiche. Si può dire che oggi la nostra comprensione del mondo si regga su tale teoria, tuttora profondamente misteriosa. In questo libro non solo si ricostruisce l’avventurosa e controversa crescita della teoria dei quanti, rendendo evidenti, anche per chi la ignora, i suoi passaggi cruciali, ma la si inserisce in una nuova visione, dove a un mondo fatto di sostanze si sostituisce un mondo fatto di relazioni, che si rispondono fra loro in un inesauribile gioco di specchi. Visione che induce a esplorare, in una prospettiva stupefacente, questioni fondamentali ancora irrisolte, dalla costituzione della natura a quella di noi stessi, che della natura siamo parte.

Per millenni filosofi, teologi e scienziati non sono riusciti a trovare risposte verificabili alle domande che definiscono il significato stesso dell’esistenza umana: che cosa siamo e che cosa ci ha resi quello che siamo. Nel suo esame della storia evolutiva, Wilson si spinge qui più indietro di quanto abbia mai fatto, consegnandoci un testo che mette in luce le origini profonde delle società animali e di quella umana. L’unico modo per comprendere il comportamento umano è cercare di conoscere le storie evolutive, lunghe e complesse, delle specie non umane. Tra queste almeno diciassette specie (roditori e gamberi tra gli altri) hanno sviluppato società avanzate e basate su livelli di altruismo e cooperazione simili a quelli che osserviamo tra gli esseri umani. Sulla scia di Darwin, che suggerì di studiare le origini dell’umanità tenendo conto del comportamento delle scimmie antropomorfe, Wilson sintetizza le più aggiornate ricerche svolte nel campo delle scienze dell’evoluzione, realizzando un’opera concisa ma rivoluzionaria sulla genesi della società umana. Prefazione all’edizione italiana di Telmo Pievani.

Che cos'è un numero immaginario? Due rette parallele arriveranno mai a incontrarsi? La matematica può aiutarci a prevedere il futuro? Nel corso del tempo i matematici si sono posti grandi domande, offrendo talvolta risposte utili per comprendere meglio i campi più svariati della nostra esistenza, dai pattern presenti in natura alla tecnologia informatica. Scritto in modo semplice e diretto, "Il libro della matematica" include teorie, citazioni memorabili, aneddoti, immagini che gettano nuova luce sull'idea che abbiamo del mondo dei numeri. Che tu sia uno studente avido di conoscenza o un semplice curioso, troverai fra queste pagine moltissimi spunti di riflessione.

Nel 1637 Pierre de Fermat, geniale innovatore della teoria dei numeri, formulò il suo ultimo, misterioso teorema, destinato a diventare fin da subito una delle sfide più affascinanti e coinvolgenti della storia della matematica: «Non esistono soluzioni intere positive all'equazione: x elevato alla n + y elevato alla n = z alla n se n è maggiore di 2». Un enigma presto iperbolizzato e consegnato al mito dalla morte del suo autore, che ne portò con sé nella tomba la soluzione: nessuna traccia, nessuna annotazione riemerse mai dalle sue carte manoscritte. Per risolvere l'arcano, l'unica possibilità era confrontarsi con esso fino allo sfinimento dell'intelligenza. Per secoli studiosi e matematici illustri hanno provato a sciogliere l'enigma, senza mai riuscirci. Fino a quando un foglio di carta con l'enunciato arrivò tra le mani di un bambino di dieci anni, Andrew Wiles, talmente stregato da quell'indovinello da decidere di dedicargli tutta la vita. Sarà proprio Wiles, diventato professore di Matematica all'Università di Princeton, a risolvere il mistero nel 1993 e a conquistare, grazie alla sua scoperta, la prestigiosa medaglia Fields, il premio Nobel della matematica. Una vicenda passata alla storia e ricostruita da Amir D. Aczel nell'"Enigma di Fermat", la cui narrazione si trasforma in un'occasione per raccontare intrighi e amicizie tra i matematici più illustri degli ultimi trecento anni. Un caso scientifico che affonda le sue radici nell'antica Grecia di Pitagora e ci porta fino alle nostre aule universitarie, mostrando a ciascuno di noi lo straordinario fascino - e talvolta anche la grande malinconia - che i segreti della matematica sanno esercitare su chi ha il coraggio di affrontarli. Soprattutto se si tratta di uno degli enigmi scientifici più difficili e impenetrabili mai formulati da un essere umano.

Cosa c'entra Napoleone con la chimica, la noce moscata con la peste, un grembiule da cucina con gli esplosivi, il prozac con il benzene? Ce lo spiegano due chimici americani, Penny Le Couteur e Jay Burreson, in questo libro dedicato all'impatto che la chimica organica ha avuto sulla storia delle società umane. E lo fanno partendo da una leggenda secondo la quale una delle cause del fallimento della campagna di Russia di Napoleone sarebbe stato il cedimento dei bottoni di stagno delle uniformi, sbriciolati dal gelo. Le condizioni penose dell'esercito avrebbero così costretto l'imperatore alla ritirata. Più o meno attendibile che sia, questo episodio mostra come spesso la storia sia frutto non tanto delle scelte fatte dall'uomo, ma delle possibilità offerte dalla scienza e dalla tecnologia. Capitolo dopo capitolo, il saggio descrive in che modo comuni sostanze, quali il pepe, l'acido ascorbico, il glucosio, il sale, la seta, il nylon, abbiano segnato lo sviluppo della nostra società. Grazie a un'esposizione chiara e vivace, questo libro è un affascinate viaggio alla scoperta dei legami tra chimica, cultura e storia per comprendere come eventi importanti possano dipendere da qualcosa di così piccolo come una molecola.

Quando l'uomo ha cominciato a scrutare il cielo? Da sempre, a giudicare dai dipinti paleolitici che ricoprono le grotte di Lascaux e ritraggono, fra bisonti e cavalli selvaggi, gruppi di astri e fasi lunari. In ogni epoca, il fascino misterioso della notte stellata ha portato gli uomini a interrogarsi sulla forma dell'universo. E a indagarlo con ogni mezzo a disposizione. In questo libro un astrofisico ci guida attraverso otto successive rappresentazioni del cosmo, da quella concepita dagli ignoti costruttori di Stonehenge a quella del nostro secolo, ottenuta grazie ai raffinati strumenti dei telescopi e delle sonde spaziali. Mappe che rivelano le sorprendenti intuizioni degli antichi, la genialità della visione di Dante, i profondi cambiamenti prodotti nella mentalità scientifica e nella cultura europee, fra Cinquecento e Seicento, dallo smantellamento delle sfere celesti, che aprì lo sguardo sullo spazio infinito. Quadri che diventano via via più dettagliati e precisi, come quello disegnato da Keplero, che fissò le leggi della danza ordinata dei pianeti intorno al Sole, o quello di Newton, che descrisse l'insieme dei movimenti celesti e terrestri con un'unica equazione matematica. Fino all'ottavo scenario, con la rivoluzionaria architettura spazio-temporale pensata da Einstein e la scoperta di quel mare di microonde, residuo del Big Bang, che ha aperto una finestra sull'universo primordiale. Nel racconto di Marco Bersanelli l'avventura cominciata ventimila anni fa di fronte allo spettacolo del cielo diventa un romanzo. Una storia emozionante che si sviluppa intorno alla perenne ricerca condotta dall'uomo per rispondere al mistero delle proprie origini.

Questa seconda edizione di "Chimica organica essenziale", pur mantenendo la struttura e l’esperienza didattica della precedente, è stata migliorata per contenuti, leggibilità e presentazione degli argomenti. I meccanismi illustrati, corredati dei vari stadi e organizzati in riquadri laterali, sono immediatamente individuabili rispetto al testo principale. Frecce di spostamento elettronico supportano il processo di razionalizzazione e di previsione dell’andamento delle reazioni. I modelli molecolari permettono di avvicinarsi alla stereochimica, facendo immaginare la disposizione degli atomi nello spazio e, quindi, la reattività, l’analisi conformazionale e la stereoselettività delle molecole. Le mappe di potenziale elettrostatico consentono di visualizzare in modo molto efficace la distribuzione della densità elettronica all’interno delle molecole e degli ioni. Più di 350 esercizi risolti e commentati facilitano l’applicazione della teoria. L'area web (Virtual campus), cui può accedere sia lo studente sia il docente, in maniera del tutto indipendente e individuale presenta: Meccanismi di reazione; Modelli molecolari; 4000 esercizi svolti; Percorsi guidati.

Approfittando di un giorno di vacanza, Mr Tompkins, anonimo ma curioso impiegato di banca, assiste a una conferenza sulla teoria della relatività. Da quel momento la fisica entra nella sua vita e nei suoi sogni come luogo di viaggi meravigliosi e scoperte emozionanti. Gamow scrisse il primo racconto di Mr Tompkins nel 1938 per spiegare in modo semplice la curvatura dello spazio e l’espansione dell’universo. Questa e altre storie furono poi raccolte in un volume, che divenne un classico della divulgazione scientifica. Nei mondi «scientificamente fantastici» in cui si avventura il protagonista prendono corpo le idee della fisica moderna e della cosmologia: quanti e relatività, atomi, nuclei e particelle elementari, materia e antimateria. A più di trent’anni dall’ultima revisione di Gamow, questo libro è stato in parte riscritto da Russell Stannard, che lo ha aggiornato alle più recenti scoperte della fisica per regalare nuovi mondi da esplorare all’infaticabile Mr Tompkins e ai suoi affezionati lettori.

Come le "Sette brevi lezioni di fisica", che ha raggiunto un pubblico immenso in ogni parte del mondo, questo libro tratta di qualcosa della fisica che parla a chiunque e lo coinvolge, semplicemente perché è un mistero di cui ciascuno ha esperienza in ogni istante: il tempo. E un mistero non solo per ogni profano, ma anche per i fisici, che hanno visto il tempo trasformarsi in modo radicale, da Newton a Einstein, alla meccanica quantistica, infine alle teorie sulla gravità a loop, di cui Rovelli stesso è uno dei principali teorici. Nelle equazioni di Newton era sempre presente, ma oggi nelle equazioni fondamentali della fisica il tempo sparisce. Passato e futuro non si oppongono più come a lungo si è pensato. E a dileguarsi per la fisica è proprio ciò che chiunque crede sia l'unico elemento sicuro: il presente. Sono tre esempi degli incontri straordinari su cui si concentra questo libro, che è uno sguardo su ciò che la fisica è stata e insieme ci introduce nell'officina dove oggi la fisica si sta facendo.

Tutto l'indispensabile per superare verifiche, interrogazioni, test, esami di Stato e universitari. Argomenti trattati: atomi, ioni e molecole; struttura atomica e legame chimico; la materia e i suoi stati di aggregazione: stato gassoso, liquido e solido; le miscele: soluzioni, sospensioni, colloidi; la materia e le sue trasformazioni: le reazioni chimiche; l'energia elettrica delle reazioni chimiche: elettrochimica; i composti inorganici e organici: nomenclatura, struttura, proprietà e reazioni; le molecole della vita: carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici, vitamine.

Alex Bellos incontra una tribù amazzonica che concepisce solo tre numeri (1, 2 e molti). Vola in Giappone da uno scimpanzè che sa contare. In Germania interroga il più veloce calcolatore mentale del mondo, in India un saggio indù. Risolve il mistero dello zero e dimostra che la diversa percezione del tempo di adulti e bambini è dovuta all'intuizione logaritmica. In uno stile comprensibile e rigoroso, supportato da diagrammi e figure, "Il meraviglioso mondo dei numeri" spazia tra storia, filosofia e matematica, tra paradossi logici e statistici. E dimostra come il mondo della matematica sia molto più variopinto e divertente di quel che immaginavamo.