Matematica e scienze

Già Socrate, filosofo e logico greco, nel '400 A.C. col suo "conosci te stesso" invitava gli uomini a sviluppare il pensiero e la propria coscienza razionale. Più tardi nel 1600 Cartesio (René Descartes) fondatore della filosofia moderna, col suo "cogito ergo sum" pone il pensiero dell'uomo al centro della filosofia, invitando a non ammettere come vero nulla che non sia riconosciuto con evidenza. Chiunque cerchi di capire qualcosa di più dovrebbe partire dall'insegnamento di questi due grandi pensatori. Questo significa mettere da parte ogni forma di pensiero dogmatico, come quello delle religioni, nonché il pensiero metafisico ed esoterico, che non poggiano su riscontri verificabili. Credo invece che ci si debba basare sulla "logica", una forma di pensiero che è presente in ciascuno di noi. Questo è il motivo per cui molti filosofi ritengono che, man mano che cresce la conoscenza, il sapere umano si sposti dalla filosofia alla scienza, che è in grado di elaborare "dimostrazioni" per comprovare l'evidenza di quanto si afferma, e di poter essere anche contraddetta sulla base di argomentazioni logiche e razionali. Al di fuori di questo, esistono soltanto mere elucubrazioni mentali senza riscontro, che non aiutano a procedere sulla strada della vera conoscenza. Purtroppo il persistere di un pensiero dogmatico ideologico ed irrazionale, come quello dei "terrapiattisti" e dei "no vax", che già condanna l'uomo ad una condizione pre-umana nel non utilizzare tutte le doti che la natura gli ha dato, rischia di condannare l'umanità ad un inesorabile declino.

Siamo una specie litigiosa e spesso in disaccordo, ma c'è una cosa che ci unisce: il bisogno di sapere. Abbiamo grandi domande, che sono un po' le stesse per tutti: perché se avessi inventato una macchina del tempo non potrei usarla per viaggiare a ritroso? Da dove arriva l'universo? Perché gli alieni non sono ancora venuti a trovarci? Cosa c'è dentro un buco nero? Posso riorganizzare le particelle nel mio gatto e trasformarlo in un cane? Un asteroide ci ucciderà tutti? Ci trasferiremo su Marte? Il professore di fisica Daniel Whiteson e lo scienziato e fumettista Jorge Cham sanno spiegare la scienza in modo da renderla davvero alla portata di chiunque. Con umorismo, chiarezza e con l'ausilio dei loro imprescindibili disegni, in queste pagine offrono risposte chiare, accessibili e sorprendenti ad alcune delle domande più comuni, oltraggiose e profonde sull'universo che abbiano mai ricevuto durante la loro carriera e ci guidano in un avvincente viaggio all'esplorazione dei misteri più insondabili del vasto mondo in cui abitiamo. Spiritoso, divertente e completamente illustrato, questo libro è una guida essenziale alla risoluzione dei problemi e dei dubbi più sconcertanti sulla realtà. Insomma, se l'universo avesse una sezione FAQ sarebbe questa.

L'enigma dei numeri primi è uno dei più grandi di tutti i tempi: quelle cifre, divisibili solo per sé stesse, sono infatti gli «atomi» di ogni sistema numerico; su di esse si fonda la validità dell'intera matematica. Nel suo primo libro divulgativo, l'astrofisico veneziano Fabrizio Tamburini svela la sua lunga ricerca verso la dimostrazione dell'ipotesi di Riemann, che potrebbe avere implicazioni non solo in matematica ma anche nel mondo reale: sulla fattorizzazione dei numeri primi sono basate le password criptate utilizzate nella crittografia classica per le transazioni bancarie, le comunicazioni fra cellulari e lo stesso web. Ma il suo libro è anche l'affascinante racconto autobiografico di un veneziano nato da una famiglia nobiliare e di orafi che fin dalla più tenera età ha mostrato una grande vocazione per lo studio delle stelle e dei numeri, che lo ha portato a lavorare con molti celebri scienziati internazionali, a utilizzare i vortici elettromagnetici in astronomia e in astrofisica relativistica. Nella sua narrazione di genio e sregolatezza la magia della matematica si alterna al fascino del violino o degli scacchi, e le ricerche o le scoperte sono condivise prima di tutto con gli amati gatti. Prefazione di Renato Spigler.

L'analisi multidimensionale dei dati è forse oggi il modo più comune per investigare empiricamente sui fenomeni reali, quando vengono studiati attraverso informazioni quantitative e/o qualitative. Queste ultime possono essere espresse in forma numerica o codificata o direttamente in linguaggio naturale, rispettivamente attraverso grandezze, dati categoriali o dati testuali. Elaborare tali informazioni implica costruire strategie di analisi, componendo in un percorso pertinente di studio un insieme di strumenti e tecniche, all'interno di metodi prescelti, al fine di ricavarne qualche modello di comportamento che tenda a una rappresentatività più generale del caso esaminato. La trattazione scelta dall'autore è volutamente trasversale rispetto sia al tipo di dati sia al tipo di elaborazioni. L'ambito è quello dei metodi statistici a carattere esplorativo, come le analisi fattoriali - utili alla costruzione di indicatori complessi e di graduatorie multidimensionali - e le analisi di classificazione automatica delle unità statistiche, utili alla costruzione di tipologie. Un'attenzione particolare è riservata anche ad alcune nuove frontiere fra gli strumenti della ricerca statistica, come l'analisi dei dati testuali, il confronto di studi con tecniche multiway, il trattamento grafico dell'informazione, nonché ai meccanismi dell'interpretazione del risultato. A tal fine, alcuni casi di studio sono trattati ad hoc con più tecniche e illustrati a partire dagli output del software statistico utilizzato.

Un viaggio alla ricerca di Atlantide, ma anche un viaggio nella memoria dell'autore, tra romanzi, cinema e fumetti, ricerche storiche e indagini scientifiche, miti, metafore e utopie. Per scoprire che, forse, Atlantide non va cercata nel passato, ma deve essere costruita nel futuro.

Che cosa significa essere intelligenti? In che modo le cellule del nostro cervello danno origine alla comprensione del mondo? Come viene trasformata la percezione dei sensi in conoscenza? La verità è che non lo sappiamo. Per quanto si parli costantemente degli enormi progressi delle neuroscienze, abbiamo ancora più domande che risposte. Jeff Hawkins ha trascorso quasi vent'anni provando a colmare questa lacuna e, come spesso succede per le grandi scoperte, si è accorto che è sufficiente cambiare il nostro approccio per farci sorprendere dalla realtà. La sua Teoria dei mille cervelli, esposta qui per la prima volta, nasce infatti da una nuova prospettiva sulla neocorteccia. L'intuizione chiave riguarda le sue unità di base, chiamate colonne corticali, che imparano singolarmente un modello del mondo e lo tengono in continuo aggiornamento. All'interno della scatola cranica non c'è però una sala di controllo che decide a quale singolo modello dare ascolto: la nostra percezione è un consenso che le colonne raggiungono votando. Una vera e propria democrazia di neuroni nella testa. Ma Hawkins, ingegnere oltre che neuroscienziato, fa un passo in più: una volta che abbiamo capito davvero come funziona il cervello, sarà più facile costruirne uno. Combinando le neuroscienze con uno studio ambizioso sullo sviluppo delle intelligenze artificiali del futuro, "Mille cervelli in uno" annuncia una vera e propria rivoluzione nel modo di avvicinarci alla conoscenza, umana e artificiale. È un libro che pensa in grande, in tutti i sensi.

La realtà non è come sembra, ma se siete disposti a mettervi in viaggio per cercarla, questa è la guida giusta che vi spiegherà in che modo i migliori strumenti mai inventati ci permettono di vedere le cose come sono realmente. Viaggiando nel tempo e nello spazio, nel nostro corpo e nel nostro cervello, vedremo fino a che punto le emozioni, con la loro forza incredibile, plasmano la nostra visione della realtà, e in che modo ci inganna la mente. Insieme, tutte queste storie compongono la storia più grande di tutte: quella di una specie di scimmie quasi glabre che con la loro eccezionale curiosità innata hanno deciso di non accontentarsi delle cose così come appaiono e hanno cominciato a studiare la struttura dell'universo e di tutto il suo contenuto. Il genetista Adam Rutherford e la matematica Hannah Fry sono gli investigatori scientifici, alle prese con alcune domande davvero sconvolgenti: da dove viene il tempo? Esiste il libero arbitrio? Il mio cane mi ama? Perché gli animali hanno le dimensioni che hanno? Esilaranti note a margine presentano memorabili stranezze scientifiche e clamorosi intoppi e fallimenti (lumache ipnotizzate, formiche di dimensioni umane e il tempo medio che la maggior parte degli animali impiega per evacuare la vescica). Al tempo stesso rigorosa e giocosa, questa Guida definitiva a (quasi) tutto racconta la storia della scienza - storie di inciampi e passi falsi, errori ed ego, duro lavoro, incidenti e alcune decisioni davvero sbagliate - che ha creato la somma totale della conoscenza umana. Una celebrazione della stranezza del cosmo, della stranezza degli esseri umani e delle gioie e follie della scoperta scientifica.

Quale legge fisica può spiegare la potenza devastante dell'onda energetica di Dragonball o l'incredibile curvatura del campo da calcio in Holly e Benji? Quali sono le caratteristiche fisiologiche necessarie per sopravvivere nel mondo postatomico di Ken il guerriero, che tipo di struttura molecolare ha il corpo iperflessibile di Rubber di One Piece o, ancora, come si può calcolare il quoziente intellettivo di Light Yagami di Death Note? Il mondo dei manga giapponesi è popolato di personaggi estremi, con qualità straordinarie e mondi ai limiti del fantastico, eppure la fisica contemporanea ci insegna che nessun fenomeno è totalmente inspiegabile, o meglio, è quantomeno possibile provare a dare a tutto ciò che ci circonda una spiegazione scientifica. Ed è proprio quello che Andrea Delnegro fa ne La fisica dei manga. Combinando le sue due più grandi passioni, Delnegro spiega, con semplicità e uno stile ironico e brillante, leggi fisiche apparentemente incomprensibili, formule matematiche complicate e fenomeni naturali complessi, attingendo alle scene, ai colpi segreti e ai personaggi dei più celebri manga giapponesi. Un viaggio originale, interessante e divertente tra scienza, immaginazione e anche un pizzico di follia, che mette a confronto due mondi apparentemente così diversi, ma in realtà con tantissimi punti in comune. Un libro per tutti: per gli appassionati di manga, un modo per avvicinarsi alla fisica; per gli appassionati di fisica, un modo per scoprire i manga.

Perché negli anni del Covid-19, nonostante la rapidità con cui sono stati messi a punto i nuovi vaccini, molte persone nutrono diffidenza o ostilità nei loro confronti? Partendo da questa domanda, Enrico Pedemonte è risalito alle origini della sfiducia nella scienza dilagante ai nostri giorni. La prima parte del viaggio lo porta a indagare le ragioni che hanno spinto gli evangelici americani a costruire una scienza alternativa al darwinismo; l'industria (dal tabacco al petrolio) a fare colossali investimenti per contestare il consenso scientifico; gli ambientalisti a screditare il biotech; il movimento postmoderno ad attaccare le certezze della scienza. E mentre affiorano le radici storiche del negazionismo no-vax, l'autore dimostra come la ricerca abbia cambiato pelle diventando un mondo sempre più privatizzato, dove si moltiplicano le truffe. La tesi di fondo è che la sfiducia nella scienza sia solo una delle forme con cui i cittadini si oppongono al Potere. Nella seconda parte emerge il ruolo centrale che l'intelligenza artificiale sta assumendo nella rivoluzione tecnologica in corso. Destinata a cambiare il mondo con una rapidità mai vista prima, a diventare l'unica scienza, l'ia è alla base dei rapidi progressi in tutti i settori della ricerca e promette di risolvere molti drammatici problemi del pianeta. Ma c'è un'altra faccia della medaglia: questa tecnologia è controllata da un numero sempre più ristretto di società private, in prima fila le piattaforme tecnologiche, che detengono il monopolio delle sue applicazioni. Il controllo pubblico di questo immenso Potere diventa un obiettivo indispensabile per evitare lo scetticismo e la rabbia nei confronti (anche) della scienza.

Una foresta non è un'entità statica: è un mosaico di specie in continua evoluzione che intrattengono molteplici relazioni non solo tra loro, ma anche con il suolo, l'atmosfera e il clima. E la foresta boreale, ancor più di quella pluviale amazzonica, è il vero polmone della Terra, nonché il secondo maggiore bioma dopo l'oceano. In questo libro, Ben Rawlence ci racconta il suo viaggio nelle vaste distese di foresta che circondano il Nord del pianeta, lungo la linea degli alberi che dalla Scozia e dalla Scandinavia settentrionale attraversa tutta la Siberia, l'Alaska e il Canada, fino alla Groenlandia. Gli alberi che compongono questo anello verde pressoché ininterrotto testimoniano che il nostro pianeta è in iperventilazione e che il riscaldamento globale ha raggiunto ormai uno stadio avanzato. La temperatura sale, l'Artide è sempre più verde e la linea di confine delle foreste boreali avanza verso nord a ritmi vertiginosi: una progressione che avrà conseguenze enormi per la sopravvivenza della vita sulla Terra. Ma con la loro straordinaria tenacia, queste specie arboree sono anche una fonte di speranza. Gli esseri umani sono infatti creature della foresta e, da sempre, si sono evoluti insieme agli alberi. Treeline mostra quanto il destino dei primi sia intrecciato a quello dei secondi. È dunque alla straordinaria evoluzione delle specie arboree che occorre guardare per comprendere che cosa resterà dopo le grandi trasformazioni oggi in atto, ben consapevoli che spetta a noi decidere il prossimo passo.

La realtà in cui siamo immersi è complessa, incerta e imprevedibile, forse a un livello mai visto in passato. Di fronte a questa complessità, però, il nostro pensiero non può arretrare: come potremmo vivere in un mondo che sappiamo decifrare solo in piccolissima parte? Il caos della pandemia, le reazioni scomposte di una certa politica e la circolazione di fake news sempre più virali hanno mostrato con chiarezza che solo ragionare in termini scientifici ci consente di capire e spiegare i molti aspetti di un fenomeno complesso. Proprio per questa ragione la scienza, con i suoi limiti, le sue incertezze, ma anche con la sua efficacia interpretativa dovrebbe essere pienamente accolta nella discussione pubblica. La conservazione dei valori democratici e il rafforzamento della fiducia nelle istituzioni sono possibili solo con il contributo di cittadini ben informati. Come ha scritto Stephen Hawking: "In una democrazia, è molto importante che i cittadini abbiano una conoscenza di base della scienza in modo da poter controllare quanto la scienza e la tecnologia influenzano sempre più le nostre vite". Quali sono le domande giuste davanti a una cosa che non capiamo? Come si smaschera una fallacia in un ragionamento? Quali sono gli errori cognitivi che condizionano le nostre decisioni? Abbiamo davanti a noi una sfida enorme, scrive Roberto Battiston, in cui mettere a frutto la lezione che abbiamo imparato con la pandemia: la questione ambientale. Un tema elusivo, lento, contraddittorio, eppure decisivo per il nostro futuro; un tema che dobbiamo affrontare ora, evitando di farci ingannare da suggestioni poco fondate. Grazie alla scienza abbiamo gli strumenti per capire i problemi e risolverli: dobbiamo solo imparare a usarli nel modo più opportuno.

Quanto è grande la nostra galassia? Quanto distano le stelle da noi? Com'è fatto un meteorite? Fin da piccoli, sono tante le domande che lo spazio ci pone. Con questo libro, finalmente, abbiamo le risposte. Attraverso più di 200 concetti chiave, questo manuale spiega in maniera accessibile a tutti com'è nato il nostro universo, quali sono le regole che lo governano, dove siamo arrivati e cosa dobbiamo ancora scoprire. Con tanti meravigliosi disegni! Big Bang; Esplorazioni; Espansione dell'universo; Buchi neri; Onde gravitazionali; Galassie; Supernove; Materia oscura; Esopianeti; Nane bianche; Comete; Alfa Centauri; Eclissi; Fasi lunari; Meteoriti Da Galileo a Einstein, da Copernico a Keplero: una storia incredibile di uomini e viaggi, stelle e scoperte.