Matematica e scienze

L’automobile, una delle invenzioni più importanti nella storia dell’uomo, racchiude dentro di sé tantissima fisica. Il sistema di accensione dipende dai princìpi di elettricità e magnetismo, i freni funzionano grazie alla forza d’attrito, le leggi del caos spiegano gli ingorghi nelle ore di punta. Questi e altri concetti costituiscono il fulcro di questo libro, in cui ogni automobile si trasforma in un laboratorio su quattro ruote e ogni viaggio diventa una magnifica avventura nel mondo della fisica.

Quando sentite il ronzio di un'ape, non fatevi prendere dal panico: vi trovate di fronte a una creatura innocua e straordinaria, da cui abbiamo ancora molto da imparare. Pur avendo un cervello minuscolo, le api hanno la capacità di orientarsi, apprendere, comunicare e addirittura ricordare. Il libro sbircia all'interno di un mondo per noi ancora alieno, indagando i talenti e i misteriosi percorsi di questi impollinatori così preziosi per la sopravvivenza dell'ecosistema. Un viaggio in cui il lettore sarà accompagnato da noti biologi che hanno trascorso la loro carriera a porsi domande che nessuno avrebbe mai pensato di porre. Una lettura densa di meraviglia e scoperte, che ci ricorda come il mondo sia più complesso di quanto i nostri sensi riescano a dirci.

13 miliardi e ottocento milioni di anni or sono nasceva questo universo: in quel fatidico momento c'è stata una gigantesca esplosione. Entro la frazione infinitesimale di un secondo, da un immane concentrato di energia si sono sviluppate le prime 'particelle', i primi 'quark' e subito dopo i protoni, e i neutroni e quindi i primi atomi e infine... la materia. In questo universo galleggiano miliardi e miliardi di corpi celesti la cui maggior parte sono ammassi di fuoco e gas. Uno scenario infernale di cui non si vede una finalità, una razionalità. E l'origine di questo pazzo universo? E' opera di un dio, oppure è sempre esistito, oppure è figlio di un altro universo ormai collassato, oppure si è creato da sè? E in tutta questa irrazionalità appare però il meraviglioso e - anch'esso - misterioso miracolo della vita. In un minuscolo pianeta, che è un chicco di polvere al confronto dell'immensità dell'universo, nasce, un giorno, dopo miliardi di anni, la vita. Ancora una volta, la casualità assoluta si manifesta con un fenomeno splendido e inspiegabile: come è nata la vita? perché? qual è la sua finalità? Questo chiude il cerchio dell'irrazionalità che governa questo pazzo universo.

Non siamo soli nello spazio. Avi Loeb, uno dei più noti astronomi a livello internazionale, ne è certo. La prova risalirebbe all'ottobre 2017, quando i telescopi sull'isola di Maui intercettarono un punto luminoso che sfrecciava rapido nel cielo. Si trattava del primo oggetto interstellare mai individuato nel nostro sistema solare, ma gli scienziati si aggrapparono alla teoria che fosse una cometa anomala. Secondo l'approccio tanto visionario quanto rigoroso di Loeb, l'ipotesi migliore è invece che fosse frutto di una tecnologia extraterrestre molto avanzata. Le sue parole sono una sfida a pensare in modo critico a ciò che è là fuori, non importa quanto strano possa sembrare.

“Poco prima della sua morte, Hawking mi disse che era tempo di scrivere un nuovo libro. È quello che avete tra le mani.” Com’è stato possibile che le leggi cosmiche abbiano plasmato un universo dotato proprio delle caratteristiche necessarie per lo sviluppo della vita come la conosciamo? È questo l’interrogativo posto dal cosiddetto «principio antropico», forse la domanda più impegnativa a cui Stephen Hawking ha cercato di rispondere, lavorando per più di vent’anni con il suo collaboratore più stretto – Thomas Hertog – alla definizione di una nuova teoria del cosmo capace di offrire una risposta. Oggi Thomas Hertog è pronto a condividere con noi il risultato di tali ricerche, grazie alle quali lui e Hawking hanno individuato un livello di evoluzione cosmologica più profondo, in cui le stesse leggi fisiche si trasformano. Una scoperta che li ha portati a un’idea rivoluzionaria: quelle leggi non sono scolpite nella pietra, ma sono nate e si sono sviluppate assieme all’universo cui stavano dando forma. Sull’origine del tempo ci offre una visione nuova e sorprendente della nascita dell’universo, capace di incidere nel profondo sul modo in cui pensiamo al nostro posto nel cosmo, e che potrebbe rivelarsi la più grande eredità scientifica lasciataci da Hawking.

Sono in molti a sostenere che tra le cause del crollo dell’impero romano ci sia il piombo: onnipresente tra vini e acquedotti, l’elemento traditore avvelenò lentamente i nostri antenati. È una teoria dibattuta, ma non ci sono dubbi sul fatto che gli elementi chimici influenzino il nostro mondo molto più di quanto pensiamo. Al tungsteno, e alla sua ostinatezza, si devono le prime lampadine che illuminarono le case vittoriane. Il carattere ambivalente del cloro è stato la causa di numerose morti in guerra come di altrettante guarigioni, ed è grazie all’affabilità dello stagno se nel Quattrocento si sviluppò la stampa. E per le banconote degli euro, be’, il merito non può essere che dell’europio. Dietro a un aspetto rigoroso, la tavola periodica nasconde un mondo alquanto movimentato, affollato di vicende strabilianti e intricate relazioni, tra fiammate, esplosioni e mirabolanti passaggi di stato. Più impari a conoscerli, più ti accorgi che ogni elemento possiede un suo carattere: come in una grande famiglia, ci sono lo svitato e il piantagrane, la vecchia diva e l’ultimo arrivato, il tranquillone e il pollice verde, la coppia di inseparabili e i due che è meglio tenere lontani. Kathryn Harkup raccoglie le “vite” uniche di 52 elementi, muovendosi tra aneddoti storici e particolari scientifici con umorismo e chiarezza. Che siate appassionati o che abbiate conosciuto la tavola periodica solo sui libri di scuola, "La vita segreta degli elementi" farà sfolgorare la chimica in una luce tutta nuova.

anno 3 - n. 1 - marzo 2024

Questo libro nasce da un'attenta e rigorosa tesi di Laurea Magistrale in Matematica, discussa nel luglio del 2021 presso l'Università degli Studi di Firenze. Il lavoro è incentrato sull'analisi ed il confronto di due testi, fondamentali per la Storia dei Giochi matematici, a noi pervenuti in forma manoscritta. Uno, ben noto, è il "De viribus quantitatis" di Luca Pacioli, intellettuale di Borgo Sansepolcro riconosciuto come uno dei più importanti matematici del Primo Rinascimento; l'altro è il "Libro dicto giuochi mathematici", scritto poco dopo dal fiorentino Piero di Niccolò da Filicaia. Il volume, elaborato con competenza e passione da Elisabetta Ulivi e Martina Bassi, presenta una dettagliata indagine storica sull'argomento che costituisce il bagaglio della cosiddetta matematica ricreativa, vista soprattutto nell'ambito dello svolgimento della matematica del periodo medioevale e rinascimentale. Il libro è rivolto ad un pubblico di studiosi e ricercatori che vi potranno trovare spunti per successive indagini, ma è anche utile per i docenti dei vari livelli della scuola primaria e secondaria, oltre che per gli studenti e i lettori che, non esperti nella materia, saranno incuriositi dal contenuto. Non a caso i trattati di abaco dei secoli XIV-XVI introducevano le questioni di matematica ricreativa definendole casi piacevoli, casi dilettevoli, ragioni di sollazzo, ragioni apostate, proponendole come un intermezzo a problemi di aritmetica e algebra più noiosi e ripetitivi.

Il giorno in cui Galileo puntò il telescopio al cielo, la luce, «messaggera delle stelle», rivelò all’umanità centinaia di astri mai visti prima. Da allora, grazie a strumenti via via più sofisticati, colori sempre nuovi e invisibili a occhio nudo hanno dato forma alle meraviglie nascoste dell’Universo. Finché, con la scoperta dei raggi cosmici, ha avuto inizio una delle imprese intellettuali più emozionanti della storia della scienza. Queste particelle ad altissima energia segnalano la presenza di enormi acceleratori all’opera nello spazio: resti di supernove e buchi neri supermassicci, fenomeni tra i più violenti nell’Universo. I raggi cosmici sono attualmente al centro di una vera rivoluzione: osservati simultaneamente a neutrini e onde gravitazionali, hanno aperto il campo all’astrofisica multimessaggero, la prodigiosa scienza del XXI secolo che ha ristabilito – per la prima volta dopo Newton – l’unità tra fisica e astronomia. Attraverso un’esposizione rigorosa e appassionata, Alessandro De Angelis ripercorre la storia di questa impresa straordinaria che ha già messo piede nel futuro. Prefazione di Francis Halzen.

Quattro «grandi» della fisica moderna parlano a un pubblico di profani, cercando di evitare ogni oscurità tecnica. Con Heisenberg, uno dei fondatori della meccanica quantistica, sono Schrödinger, che ha posto le basi della meccanica ondulatoria, Born, caposcuola della fisica in molteplici campi, e Auger, scopritore in fotoelettronica dell'«effetto Auger». Dalle loro pagine emerge il quadro dei risultati raggiunti nella conoscenza della natura, e degli strumenti teorici che convergono o si fronteggiano nella spiegazione del mondo materiale. Alle relazioni di Heisenberg e di Schrödinger seguono due dibattiti in cui intervengono altri fisici, Rosenfeld e Compton, e studiosi di diverse discipline umanistiche. Le questioni affrontate sono avvincenti: la ricerca fisica, i suoi fondamenti filosofici, la sua storia. Le scoperte in questo campo sono tante e tali che gli scienziati non riescono più a coordinarle in modo da soddisfare quel desiderio di sintesi e di coerenza cui l'uomo non può rinunciare. Scienza e tecnica appaiono in questo libro non come una scelta che può essere messa in discussione, ma come un destino. Gli strumenti di cui dispone l'umanità hanno aperto problemi formidabili che, lungi dall'essere risolti, si ripropongono oggi in tutta la loro drammatica complessità.

In questo terzo volume si pone lo studente contro l'ostica macro-area della fisica moderna: relatività, meccanica quantistica e fisica nucleare. Sarà molto importante dare il giusto formalismo, ma anche il senso fisico, per spiegare una materia di cui gli studenti non hanno, in principio, piene competenze matematiche.