Matematica e scienze

Questo libro - pensato per studenti che progettano di seguire corsi di laurea di facoltà scientifiche e che prevedono la frequenza di uno o più corsi di Chimica Generale e Inorganica - si propone, come scopo primario, di promuovere presso le nuove generazioni una corretta concezione della Chimica, evidenziando il contributo che questa scienza apporta al miglioramento della vita. Per realizzare questo obiettivo il testo si struttura a partire da un preciso progetto didattico: per ogni argomento, lo studente acquisisce i concetti di base grazie allo studio del libro di testo e, successivamente, completa e approfondisce la propria preparazione mediante una ricca proposta di supporti multimediali che verificano in maniera interattiva la corretta acquisizione dei concetti stessi. Il materiale proposto dal testo, corposo e articolato, è particolarmente flessibile e modulabile secondo le diverse esigenze; inoltre, il ricorso a esempi ed esercizi garantisce agli studenti una sicura comprensione. Le sezioni di approfondimento sono rivolte ai docenti che potranno trovare in esse i fondamenti del testo principale e agli studenti interessati a elevare ulteriormente il livello di preparazione.

Nell'estate 2012 l'annuncio della scoperta del "bosone di Higgs" ha fatto conoscere a tutti il CERN di Ginevra e il suo grande anello sotterraneo LHC, la macchina più gigantesca mai costruita dall'umanità. Ma perché i fisici costruiscono acceleratori di particelle sempre più potenti? Che cosa vogliono scoprire? E quegli acceleratori servono soltanto a produrre conoscenza, o hanno anche qualche applicazione nella vita quotidiana? Un protagonista della ricerca scientifica ripercorre un secolo di progressi, dalla storia curiosa della prima radiografia fino alla speciale particella che oggi spiega perché la materia pesa, e la luce invece no.

Un libro per preparare verifiche, interrogazioni, tesine, ricerche, test ed esami con definizioni, concetti, formule; mappe concettuali, per visualizzare le relazioni fra i concetti; guida alle verifiche scritte e al colloquio; domande a risposta aperta e a risposta multipla.

La fisica è la disciplina che, applicando il metodo scientifico all'osservazione della natura, ha dato origine alla scienza moderna: è dalla fisica che tutte le altre discipline scientifiche, anche quelle più antiche, hanno mutuato gli strumenti, le tecniche d.indagine e di misura, le leggi di base. È grazie alla fisica che discipline come l'astronomia, la chimica, la geologia e la biologia hanno compiuto enormi passi avanti; ma anche la medicina, l'ingegneria, la filosofia e l'economia devono molto alla "madre" delle discipline scientifiche che, applicata a questi ambiti, ha prodotto nuove specializzazioni e nuove tecnologie. Ma di cosa tratta, in concreto, la fisica? Il libro risponde al quesito facendone una completa panoramica: dalle branche classiche come la meccanica, la termodinamica e l'elettromagnetismo, alle teorie moderne della relatività e della meccanica quantistica. Un viaggio affascinante che trasporta il lettore dall'infinitamente piccolo della fisica delle particelle, all'infinitamente grande della cosmologia.

Nello stato magmatico della fisica novecentesca Albert Einstein è il nucleo solido, la roccia stabilmente configurata che sta al centro. Di qui la sua posizione di "classico", come testimonia al più alto livello questa esposizione della teoria della relatività. Una teoria che ha segnato un vero mutamento di paradigma, non solo in campo scientifico: la potenza teorica dell'equivalenza relativistica massa-energia ha trovato, come sappiamo, la sua tragica verifica a Hiroshima, nel terrificante potenziale distruttivo della bomba atomica. Oggi, a oltre un secolo dalla originaria formulazione einsteiniana, è la comprensione della "relatività della relatività" che vuol essere perseguita. A introdurre il lettore a questa nuova dimensione provvede un'antologia di scritti di quegli autori che fondarono la scienza fisico-matematica classica e ne avviarono l'evoluzione in senso relativistico.

Tra le numerose leggi della natura scoperte dalla scienza, quattro in particolare guidano e condizionano tutto ciò che avviene nell'universo: sono le leggi della termodinamica, potenti quanto eleganti. Su tutte campeggia il celebre "secondo principio", la legge che spiega perché una fiamma ci riscalda, ma anche perché il nostro cervello riesce a formulare pensieri. Di più, il secondo principio rende conto del perché accada qualcosa, anziché nulla. Ed è la legge che svela addirittura il destino ultimo di tutto ciò che esiste ed esisterà nel cosmo.

Nel 1930 un ragazzo ventitreenne di nome Kurt Gödel dimostrò un teorema destinato a cambiare per sempre la nostra comprensione della matematica e, forse, di noi stessi: il Teorema di Incompletezza dell'Aritmetica. Questo libro ci guida, e senza presupporre alcuna particolare competenza matematica, nei segreti della leggendaria dimostrazione di Gödel e delle sue controverse implicazioni filosofiche. Francesco Berto mostra come alcuni usi del Teorema oggi invocato in migliaia di siti Internet, in discorsi di politica, religione, sociologia e, naturalmente, ermeneutica e postmodernismo - sorgano da buffi fraintendimenti del risultato gödeliano. E discute le posizioni dei molti nomi celebri del pensiero contemporaneo che hanno sentito il bisogno di dir la loro sul Teorema. Da Wittgenstein al profeta dell'Intelligenza Artificiale Douglas Hofstadter, vincitore del Premio Pulitzer col celebre Gödel, Escher, Bach; dal fisico Roger Penrose, per il quale invece il Teorema di Incompletezza mostra che nessun computer può emulare la mente umana, allo stesso Kurt Gödel, che associò la propria scoperta a un'intuizione puramente intellettuale dell'infinito.

Quello che si dice per la guerra, cioè che sia troppo seria per lasciarla fare ai generali, lo si può dire ormai anche della scienza: è troppo importante per lasciarla nelle mani degli scienziati. Il dibattito sulla scienza, e in particolare sulla biologia e la medicina, chiama sempre più spesso in causa le opinioni di politici e cittadini, sia per quanto riguarda le scelte personali di vita quotidiana, sia per le regole da applicare alla ricerca scientifica e all'uso di tecniche già esistenti. Attraverso le pagine di questo libro, il lettore incontrerà i princìpi base della biologia molecolare, analizzerà il panorama delle biotecnologie e darà uno sguardo ai possibili sviluppi scientifici che si profilano all'orizzonte. Il grande protagonista è il DNA, che viene presentato di volta in volta in coppia con processi ben noti a tutti, come la crescita, lo sviluppo e l'invecchiamento. All'interno di questa trama narrativa, vengono presentate le grandi sfide della scienza come la genomica e la proteomica, e questioni più spinose come la clonazione, l'ingegneria genetica, gli alimenti geneticamente modificati.