Matematica e scienze

Siamo abituati a pensare che lo sguardo che la scienza getta sulla realtà provenga da una sorta di occhio di Dio. A partire dall’Illuminismo, l’umanità ha chiesto alla scienza di dirci chi siamo, da dove veniamo e dove stiamo andando, inducendoci a pensare perfino all’universo prescindendo dalla nostra posizione all’interno di esso. Ma trascurare il ruolo che l’esperienza umana ricopre nella conoscenza comporta gravi pericoli. In questo libro, sulla base di una rigorosa strumentazione storica, filosofica e scientifica, un astrofisico, un fisico teorico e un filosofo dimostrano tutta l’urgenza di una rivoluzione teoretica, in virtù della quale la scienza includa, invece di ignorarla o tentare di rimuoverla, l’esperienza vissuta dell’uomo come parte imprescindibile dei nostri tentativi di pervenire a una verità oggettiva. Secondo gli autori, la scienza, lungi dall’essere volta alla ricerca di una verità assoluta, non è altro che una forma raffinata e in costante evoluzione dell’esperienza umana. Da qui il monito rivolto agli scienziati a ripensare il modo in cui essa opera in una partita dove è in gioco il futuro del genere umano a fronte della crisi climatica dell’intero pianeta e dell’onda montante delle forme più triviali di negazionismo scientifico.

La fisica è un campo tradizionalmente riservato agli specialisti, e questa situazione deriva principalmente dal modo in cui i fisici tendono a condividere le loro conoscenze con il resto del mondo. Da un lato, la divulgazione spesso non arriva al cuore degli argomenti; dall’altro, studiare fisica vorrebbe dire intraprendere un percorso lungo e spesso frustrante. Questo libro è la dimostrazione che esiste un modo per cogliere l’essenza della disciplina senza dover affrontare anni e anni di studio. Le intuizioni della fisica sul funzionamento dell’universo si presentano spesso sotto forma di equazioni che sembrano incomprensibili. Eppure per Sean Carroll sono proprio queste equazioni che, come poesie, ci consentono di solcare i cieli alla scoperta di paesaggi multidimensionali, deformazioni spaziotemporali e forze sconosciute. Il calcolo infinitesimale, per esempio, è una meraviglia che merita la nostra attenzione non meno di un’opera d’arte. Sulla scia delle leggendarie lezioni di Richard Feynman, questo libro ci introduce a un modo nuovo di vedere, che risuonerà per molti anni a venire.

Un libro sulla scienza moderna che, attraversando le teorie formulate da Newton, Einstein e Planck, è utile per comprendere meglio l’universo, ma anche i concetti di spazio e di tempo. Scritto in modo rigoroso ma comprensibile anche a chi si sta avvicinando per la prima volta a questi temi, “Il mondo della scienza” è un viaggio attraverso tre argomenti cardine: la gravitazione, la relatività e la meccanica quantistica. Dedicato a tutti gli appassionati di scienza, il volume è corredato da immagini e grafici, perfetti per comprendere meglio quanto descritto.

Il Premio Nobel per la fisica 2017 è stato assegnato ai ricercatori di LIGO Kip Stephen Thorne, Rainer Weiss e Barry Clark Barish. La scoperta delle onde gravitazionali è un fatto sensazionale per la scienza. Per la prima volta dalla formulazione della teoria della relatività generale di Einstein, si sono misurati con precisione questi flebili segnali della forza di gravità provenienti dall’Universo più remoto. Quando buchi neri, stelle di neutroni e chissà quali altri corpi celesti si scontrano o esplodono, l’intero cosmo trema! L’osservazione delle prime oscillazioni spazio-temporali della storia rappresenta un ulteriore trionfo per le ipotesi di Einstein e un enorme successo della tecnologia umana. Da Einstein al Big Bang e oltre: le onde gravitazionali hanno inaugurato l’era dell’astrofisica multi-messaggero. Questo libro è una panoramica sui risultati ottenuti in questo incredibile settore della scienza.

Nel corso di centinaia di migliaia di anni, le donne hanno sviluppato nasi più sensibili, un udito più fine alle alte frequenze, una visione dei colori più estesa e un'aspettativa di vita più lunga di ben mezzo decennio rispetto agli uomini. Eppure, in un mondo per troppo tempo dominato dalla «norma maschile», le scienze biologiche hanno mantenuto come unico paradigma di riferimento in laboratorio il corpo maschile, da quello del topo a quello di Homo sapiens. Ma «la nostra specie comprende sessi distinti e distinguibili» e non tenere conto di queste differenze vuol dire considerare meno della metà di un quadro complicato. Oggi, però, è in corso una rivoluzione e gli studi su come si è evoluto il corpo femminile, come funziona, cosa significhi essere biologicamente donna si stanno moltiplicando. Basandosi sulle più recenti scoperte in ambito scientifico, la ricercatrice della Columbia University Cat Bohannon ripercorre gli ultimi 200 milioni di anni della nostra evoluzione e ne propone una nuova chiave di lettura, che implica una profonda revisione, nonché un cambio di paradigma, della storia umana. Protagoniste di questo libro sono le Eve ancestrali, le più remote antenate delle donne di oggi. Attraverso di loro, con curiosità sconfinata e penetrante capacità di analisi, Bohannon risponde a molte domande sull'essere donna, in passato come oggi, portando alla luce sorprendenti rivelazioni e stimolando profonde riflessioni. Perché le donne vanno in menopausa? Perché hanno una maggiore possibilità di avere l'Alzheimer? Esiste davvero un «cervello femminile»? E cosa c'entrano le balie con lo sviluppo della civiltà? Una potente narrazione, una correzione urgente e necessaria della storia dell'evoluzione, per conoscere ancor meglio noi stessi come specie e capire cosa significhi davvero essere umani

Per essere piante serve una straordinaria creatività biologica. Vivono e prosperano radicate in un luogo, ma hanno sviluppato metodi ingegnosi per sopravvivere e diffondersi. Circa cinquecento milioni di anni fa conoscevano già la tecnologia per ricavare ossigeno dall’anidride carbonica e col tempo resero abitabile la superficie terrestre da landa desolata e ostile che era. Di recente si è scoperto che sanno anche udire i suoni, contare, comunicare, riconoscere i propri parenti, aiutarsi… "Le mangiatrici di luce" è un viaggio incantato nella complessità della vita verde, che sfida il nostro concetto di intelligenza. Perché che cos’è la vita intelligente se non una rampicante che fa crescere le foglie imitando quelle dell’arbusto a cui si aggrappa? O un fiore che si conforma esattamente al becco del suo impollinatore? Zoë Schlanger ci conduce in giro per il mondo, in compagnia degli scienziati che dedicano le loro ricerche a queste creature stupefacenti, per offrirci una nuova comprensione della vita sulla Terra.

Il libro rappresenta uno strumento di inestimabile valore per guidare gli studenti degli ultimi anni della scuola secondaria verso le discipline STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica). È altrettanto utile durante le fasi iniziali degli studi universitari. Infatti, offre un supporto essenziale nell'approfondire il pensiero matematico, aiutando a comprendere appieno il significato dei concetti di definizioni, teoremi e dimostrazioni, nonché ad acquisire le adeguate tecniche per risolvere i problemi e presentare in modo efficace argomenti matematici. Lo studente ha l'opportunità di familiarizzare con diverse strategie dimostrative, come l'induzione, il ragionamento per assurdo e il ragionamento per contrapposizione, che costituiscono le fondamenta per sviluppare una solida comprensione della matematica. Inoltre, il libro offre numerosi esercizi pratici (oltre trecento) per consentire agli studenti di verificare i propri progressi.

Se ogni individuo vive all'interno di un ambiente soggettivo, in che modo è possibile l'interazione tra i vari organismi? In questo testo, apparentemente agile, sono ripresi e trattati alcuni dei principali temi dell'intera riflessione di Uexküll, come la teoria degli ambienti e dei circoli funzionali, la questione della tecnica naturale e umana, la critica alla teoria evoluzionistica di Darwin, la polemica contro il meccanicismo e la difesa del neovitalismo. Tuttavia, in quest'opera viene posto in risalto un aspetto centrale e sotterraneo delle opere precedenti, in grado di offrire una particolare prospettiva dalla quale analizzare l'intero percorso teorico dell'autore: la semiotizzazione del fenomenismo kantiano e l'elaborazione di una vera e propria teoria dei segni e del significato.

I detrattori della ricerca astronomica, quelli che urlano a gran voce: "I soldi sarebbe meglio impiegarli in altro modo!" dovranno in parte ricredersi se saranno disposti a immergersi in queste pagine. Non è raro, infatti, che lo sviluppo tecnologico in una data scienza porti progressi significativi in altri settori, uno su tutti la medicina: è il caso delle tecniche di elaborazione delle immagini astronomiche utilizzate per affinare le prime immagini del telescopio spaziale Hubble, che si sono anche rivelate efficaci nell'identificare le microcalcificazioni in mammografie. Un grande traguardo per la prevenzione! Ma la salute non è la sola area che gode dei benefici della ricerca spaziale. In generale, nella vita di tutti i giorni, ognuno di noi usufruisce dei suoi risultati senza rendersene davvero conto: dagli strumenti senza fili alla possibilità di guardare le serie tv dal divano di casa, dall'utilizzo dei pannelli solari alla nascita degli spettrometri che, tra le altre cose, vengono usati per garantire la sicurezza degli aeroporti, la lista è immensa! In questo libro, gli autori ci mettono davanti all'importanza della ricerca come una missione e un'aspirazione che ha sempre effetti positivi sulla vita di tutti e di tutti i giorni, anche quando lo sguardo sembra ostinatamente puntato alle stelle. Prefazione di Giovanni Covone.

Con questa edizione, Astrazioni Stenografiche giunge alla sua terza edizione. La collana è nata come un piccolo esperimento, fondato sulla fiducia nelle capacità e nell'interesse dei nostri studenti verso la divulgazione scientifica. Fin dall'inizio, il nostro obiettivo è stato quello di creare un ponte tra la complessità delle scienze e la curiosità innata degli studenti, unendo in un'unica opera la passione per la conoscenza e il desiderio di condividerla con il mondo. Viviamo in un'epoca in cui le conoscenze sul mondo sono in costante aumento e, purtroppo, il percorso scolastico-universitario spesso non riesce a coprire tutte le tematiche necessarie affinché i futuri protagonisti della società possano diventare cittadini consapevoli e informati. La rapida evoluzione delle discipline scientifiche e tecnologiche, insieme alla crescente interdisciplinarità, rende sempre più difficile per i programmi educativi tradizionali stare al passo con le novità. Per questo motivo, è essenziale integrare il percorso educativo con iniziative come Astrazioni Stenografiche, che ampliano gli orizzonti e stimolano un apprendimento continuo.

Il testo rappresenta un completamento del libro “Lezioni di termofisica” degli stessi autori. Il libro è diviso in due parti: nella prima sono riportati, per i vari argomenti suddivisi in capitoli, un breve richiamo della teoria relativa all'argomento trattato e una serie di esercizi svolti, di difficoltà crescente; nella seconda sono raccolti problemi tratti dalle tracce d'esame proposte dagli autori nell'arco degli ultimi anni, con le relative soluzioni. L'auspicio degli autori è che questo testo possa costituire uno strumento efficace per la preparazione delle prove d'esame per i corsi di Fisica Tecnica e Termofisica per ingegneri.