Matematica e scienze

Nell'Occidente cristiano-giudaico - anche su indicazione del Genesi dove si ordina all'uomo di sottomettere i pesci del mare, gli uccelli del cielo e via dicendo - si è guardato per millenni agli animali come fonte di cibo, forza lavoro o, nel migliore dei casi, compagnia. Ma i nodi di questa visione fondata sulla presunta superiorità umana rispetto alle altre specie stanno ormai venendo al pettine, con tutte le catastrofiche conseguenze che ha avuto e avrà sulla natura e sul pianeta. In realtà, gli animali hanno gli stessi nostri diritti di abitare la Terra e, se si indaga nella letteratura, nella filosofia e soprattutto nelle scienze, si scopre che spesso hanno aiutato l'uomo a progredire, lo hanno ispirato o indirizzato nelle scoperte. In questo libro Piergiorgio Odifreddi, con la sua capacità di metterci sempre un nuovo tarlo razionale nel cervello, fa una sorprendente carrellata di storie di scienza che, oltre all'uomo, hanno avuto per protagonisti degli animali. Si passa così dai conigli che, con la loro proverbiale prolificità, hanno esemplificato i numeri di Fibonacci ai ragni il cui filo resistentissimo, notò il chimico-scrittore Primo Levi, si solidifica secondo un processo più efficace di quelli messi a punto dall'uomo: per trazione. Il curioso, colto e originale percorso di Odifreddi si snoda poi tra le rane e le torpedini di Galvani (queste ultime già utilizzate, secondo Plinio, nell'antichità per fare degli elettroshock naturali) e i moscerini di Morgan, indispensabili per gli studi sull'ereditarietà. E che dire del cane di Pavlov che (come le oche di Lorenz) ebbe lo straordinario merito di spostare l'attenzione degli psicologi dall'introspezione all'osservazione dei comportamenti? Eccezionali insegnamenti ci sono giunti da api e formiche, scimpanzé e mucche (quella di Jenner, pioniere dei vaccini). E poi, perché mai il gatto di Peano riesce sempre a cadere in piedi?Insomma, siamo ancora convinti di poter fare a meno degli animali...? Forse no, visto che è stata una semplice lumaca di mare a darci un'avveniristica lezione sulle sinapsi (tema su cui è fioccato più di un premio Nobel per la Medicina).

«Il problema dell'umanità» scriveva Bertrand Russell «è che gli stupidi sono sempre sicurissimi, mentre gli intelligenti sono pieni di dubbi.» Certo, non è facile coltivare i dubbi. La certezza è piacevole, ci rassicura. Il dubbio crea disagio e il nostro cervello non tollera l'ambiguità, vuole risposte chiare. Meglio, poi, se queste risposte combaciano con ciò a cui vogliamo credere. Pensare come scienziati significa sì coltivare dubbi, ma anche andare alla ricerca di prove che possano dimostrare (o confutare) ciò che pensiamo. Spesso si insegnano le scienze, la fisica, la chimica, la biologia, ma si dà poco spazio al metodo della scienza, alla sua etica, alla sua filosofia e alla sua cultura. Le nozioni, le conoscenze, finiscono presto o tardi per essere dimenticate: se si impara come funziona il metodo scientifico, invece, si influenza stabilmente il modo di pensare e di affrontare la realtà. Un approccio utile nel corso di tutta la vita che contribuisce al radicarsi dello spirito democratico. Massimo Polidoro, con uno stile sempre originale e accessibile, ci aiuta a decifrare il mondo di oggi, costellato da miriadi di informazioni, vere e false, svelando le trappole cognitive che spesso ci fanno credere cose infondate e fornendoci gli strumenti per "pensare bene". Per difenderci dalle fake news e dalla disinformazione, per continuare a crescere come cittadini e per diventare dei "liberi dubitanti" consapevoli e responsabili.

Con questo saggio il premio Nobel Frank Wilczek offre al lettore un'esplorazione semplice ma profonda della realtà. Il grande fisico ci guida attraverso quei concetti essenziali della scienza contemporanea che ci permettono di comprendere il mondo e il suo funzionamento. Tramite queste pagine, cogliamo la realtà in modo nuovo, più ampio, realistico e sorprendente che mai. Sintetizzando quesiti basilari, dati concreti e ardite speculazioni, Wilczek riflette sugli elementi alla base della nostra conoscenza dell'universo: spazio, tempo, materia, energia, complessità, complementarità. Rivisita la storia della scienza fondamentale, esamina ciò che sappiamo e come lo sappiamo, distingue i fatti reali dalle molteplici finzioni e viaggia verso gli orizzonti della ricerca scientifica futura. Sempre brillante e acuto, questo libro è un magnifico omaggio all'ingegno e all'immaginazione umane, in grado di parlare a chiunque sia attratto dai misteri del mondo.

"Se avete il desiderio di capire la meccanica quantistica, dovete essere pronti a un viaggio in un mondo sconfinato e bellissimo. Per questo è nata questa mia pratica guida all'autolesionismo di gruppo, per perderci nei meandri più torbidi della meccanica quantistica. Ma, d'altra parte, Bohr disse: 'Se uno non è rimasto scioccato la prima volta che ha sentito parlare di fisica quantistica, allora non ha capito niente'". Gabriella Greison, la "rockstar della fisica", ha scritto la prima guida per approcciare la meccanica quantistica, questa teoria così caparbiamente in contrasto con il nostro senso comune. E allora quale modo migliore per spiegarla che immaginarsi di parlarne con Isaac Newton, grandissimo scienziato, per carità, ma esempio assoluto di quel modo di ragionare "classico" che questa nuova teoria mette in discussione, e che tutti quanti ci portiamo dietro quando pensiamo al mondo attorno a noi. Insomma, se riesce a convincere lui... Col suo stile sempre chiaro e preciso, Gabriella Greison spiega a Newton e a tutti noi il principio di indeterminazione di Heisenberg e il paradosso del gatto di Schrödinger, l'esperimento della doppia fenditura e l'"entanglement" quantistico, il dualismo onda-particella e la catastrofe ultravioletta. Mostra come grazie a questa teoria funzionino molti oggetti di uso quotidiano quali, fra gli altri, il laser, la chiavetta USB e il lettore dei codici a barre. Ma soprattutto ci fa assaporare questo sapere così contro-intuitivo, incomprensibile e "inutile" da risultare irresistibile per tutte le menti curiose e anticonformiste.

Per la prima volta in traduzione italiana, l'opera di Pavel Florenskij che introdusse una nuova interpretazione geometrica dei numeri complessi. In questo saggio, l'autore si propone di descrivere in modo visivo le proprietà delle diverse equazioni risultanti dalle due variabili, che possono avere valori sia reali sia immaginari. Ai primi sette capitoli, cui Florenskij lavorò nel 1902, il filosofo e matematico aggiunse un ottavo nel 1921 e un nono nel 1922. Nel nono capitolo il concetto di "immaginari" viene inserito all'interno di una visione cosmologica che include un originale confronto tra i sistemi tolemaico e copernicano, la relatività speciale di Einstein e la "fisica" di Dante nella Divina Commedia. Un'opera in anticipo sulla sua epoca, considerata "eretica" dai commissari bolscevichi per il suo approccio rivoluzionario alla materia matematica.

Uno degli aspetti più affascinanti della genetica è rappresentato dal fatto che, partendo dal DNA appartenente a individui viventi oggi, sia possibile ricostruire l'evoluzione di interi popoli. I geni sono infatti una straordinaria macchina del tempo capace di approdare a un passato dove nessun archivio è disponibile. Antropologa genetica, Évelyne Heyer da anni si interessa della diversità e della storia degli esseri umani raccontate dalla genetica, con un'attenzione particolare ai movimenti migratori che hanno scandito la conquista del globo. Come è possibile che, da un pugno di sapiens erranti nella savana, la specie umana sia diventata la specie dominante in solo pochi milioni di anni? Fino a che punto il nostro genoma si è modificato per far fronte alle sfide dei nuovi climi? La risposta a queste domande, situate nell'intimo delle nostre cellule, risultava inaccessibile fino a poco tempo fa. Ma oggi, grazie alla potenza dell'informatica e a tecnologie di amplificazione dell'informazione genetica, sappiamo far parlare non solo il DNA di esseri umani attuali, ma anche quello dei nostri lontani antenati. Viaggiando dalla Siberia all'Asia centrale, fino all'Africa, calcando deserti e steppe che si stendono a perdita d'occhio e percorrendo monti dai sentieri bruciati dal sole, Évelyne Heyer cammina al fianco di specie scomparse come Neanderthal e Denisova, ma anche in compagnia dei primi agricoltori della Mezzaluna fertile, del misterioso popolo delle steppe, forse all'origine delle lingue indoeuropee, e di Gengis Khan, dal quale discenderebbe il 10% dei cinesi e dei mongoli attuali. Un'affascinante odissea che, volgendosi al passato, ci proietta nel futuro, rispondendo a una serie di urgenti domande del nostro presente: c'è un limite all'allungamento della speranza di vita? Come quantificare l'influenza dell'ambiente? E, soprattutto, quali vie seguire affinché l'epopea umana prosegua in armonia con il pianeta?

Champawat, 1900. Nelle foreste alle pendici dell'Himalaya una tigre del Bengala viene ferita alla bocca da un bracconiere. Privata dei suoi affilati canini, è costretta a adattarsi per non soccombere e comincia a inseguire una preda più vulnerabile: l'essere umano. Per i successivi sette anni, questo animale spietato terrorizza la popolazione locale, muovendosi nella foresta come un fantasma e trasformandosi nel più micidiale serial killer che il mondo abbia mai conosciuto, con uno sbalorditivo bottino di 436 vite. Alla disperata ricerca di aiuto, le autorità coloniali si appellano a Jim Corbett, un inglese di umili origini che lavora alla costruzione della ferrovia ed è cresciuto cacciando selvaggina nella zona. Corbett conosce fin dall'infanzia le foreste in cui la tigre si nasconde, e si mette sulle sue tracce come un detective che tallona un assassino. Addentrandosi in quel territorio selvaggio, però, si mette anche nella condizione di poter essere cacciato dalla sua stessa preda. Dopo aver condotto diverse ricerche tra i villaggi colpiti dalla Mangiatrice di uomini, riesce a intercettare una sinistra scia di sangue che lo condurrà nel cuore della giungla, dove l'uomo con il fucile e la belva sono destinati a incontrarsi... Huckelbridge segue le tracce di Corbett e ci racconta una delle più appassionanti avventure del XX secolo, inquadrandola nel complesso contesto storico in cui si svolse: quello del devastante impatto che il colonialismo ebbe sull'antico equilibrio tra uomo e natura. Fu un'esperienza che cambiò profondamente Corbett, trasformandolo da rinomato cacciatore in un ambientalista convinto, che alla fine sarebbe diventato famoso per la devozione con cui si dedicò alla salvaguardia della tigre del Bengala e del suo habitat.

Ci hanno insegnato che le scorciatoie sono qualcosa di sospetto, se non addirittura sbagliato o pericoloso: un trucchetto sleale, che permette di evitare parte del percorso necessario a raggiungere un obiettivo. Soluzioni per scansafatiche sempre pronti a «barare», o deviazioni adatte solo ai meno cauti. In ogni caso, niente di più lontano dalla matematica, con i suoi calcoli precisi - e un po' tediosi - da svolgere un passo alla volta. O no? Be', uno studioso e divulgatore del calibro di Marcus du Sautoy non sembra affatto d'accordo. Anzi, secondo lui la matematica è il regno del pensiero strategico, quello che ci porta al risultato richiesto nel tempo più breve e con il minor dispendio di energie possibile. Imboccando, insomma la stessa via seguita da Madre Natura. E non è un caso se gran parte di ciò che chiamiamo «progresso» sia nato proprio dalla capacità di semplificare un certo compito. Dobbiamo tantissimo a quei «pigri» che hanno trovato la soluzione meno faticosa per affrontare grandi problemi: dalle tecniche per edificare le prime città, sorte oltre cinquemila anni fa lungo il Nilo e l'Eufrate, al calcolo infinitesimale applicato all'ingegneria rinascimentale, fino agli algoritmi informatici in grado di indicarci la strada giusta o aiutarci a trovare online la nostra anima gemella. E la matematica non è l'unica scienza che può insegnare l'arte delle scorciatoie. Ecco perché questo libro divertente, pieno di aneddoti sorprendenti e di stimolanti enigmi da risolvere, si avventura in molti altri campi del sapere: dal mondo delle start-up a quello della musica, dai viaggi alla psicologia. Mostrandoci come proprio l'abilità di trovare approcci innovativi differenzi l'uomo dal più efficiente dei computer, che può invece affidarsi alla sua enorme capacità di calcolo per compiere in un attimo la via più lunga. Con la sua indubbia competenza e il suo inconfondibile piglio ironico, du Sautoy ci insegna come funzionano le scorciatoie mentali e quali sono le strategie per risolvere con creatività i problemi che affrontiamo ogni giorno. Starà a noi, poi, farne buon uso.

La matematica rievoca nei più un brutto voto, o pomeriggi trascorsi davanti a grigie equazioni. Grazie al cinema, in tempi recenti matematica fa anche rima con genio e fragilità, basti pensare a 'A Beautiful Mind' o 'The Imitation Game'. La matematica, però, non è un incubo scolastico, né vive solo nella mente di poche persone fuori dal comune. A ogni ora della nostra giornata, ci assiste sempre più in quel che facciamo. Sulla matematica si fondano le nostre scelte collettive, come ha messo in luce la pandemia di Covid-19. Ma è presente anche nella vita quotidiana di ognuno di noi, spesso invisibile eppure tangibile e decisiva. Per esempio quando chiediamo aiuto a Google, quando usiamo una carta di credito o quando in auto ci affidiamo a un navigatore satellitare; oppure quando facciamo la spesa o utilizziamo il trasporto pubblico, quando ascoltiamo musica o ci sottoponiamo a una TAC. Del resto appartiene anche al regno animale, dalle formiche ai nostri più fedeli amici a quattro zampe. Giovanni Sebastiani ci invita a osservare il mondo con gli occhi di chi ogni giorno lavora con la matematica, accompagnandoci in un viaggio alla portata di tutti nella magia quotidiana dei numeri. Da Didone che tagliando una pelle di toro fonda Cartagine, a Reinhold Messner che ammira il mondo da quota ottomila; da Vincent van Gogh che vede un cipresso e dipinge una fiamma, a Wis?awa Szymborska che parla una lingua universale, la matematica pervade ciò che di grande e appassionante sappia raggiungere l'umanità. Rende più semplici - e affascinanti - le nostre vite, come "24 ore con un matematico" mostra anche ai più scettici.

Gli esseri umani sono la specie più ingegnosa del pianeta, capace di alterare la natura su una scala così vasta che, secondo i geologi, l'umanità è ormai una forza geofisica pari al meteorite che sessantasei milioni di anni fa colpì lo Yucatán e causò un'estinzione di massa. Al contrario, i nostri cugini più prossimi, gli scimpanzé, continuano a vivere come hanno fatto per milioni di anni e rischiano di scomparire. Che cos'è, dunque, che ci distingue da tutti gli altri animali? Per cercare di rispondere a questa domanda, Gaia Vince, giornalista e divulgatrice scientifica, ha attinto ai più recenti studi nell'ambito di varie discipline, dall'archeologia alle neuroscienze, dall'ecologia alla psicologia. Il risultato è una straordinaria storia della nostra evoluzione, guidata, secondo Vince, da quattro elementi chiave grazie ai quali abbiamo potuto imparare dai nostri simili e accumulare conoscenze. Il «fuoco», per esempio, con la cottura dei cibi e la scomposizione degli alimenti, ha aumentato i tassi di sopravvivenza. Con la «parola», e quindi il linguaggio, abbiamo trasmesso un bagaglio di idee e nozioni che hanno plasmato noi stessi, le società e l'ambiente. Lo stupore provato di fronte alla «bellezza» ha facilitato la condivisione di simboli, norme e costumi all'interno di società sempre più variegate. Infine, tentando di dominare il «tempo», abbiamo preso confidenza con il principio di causalità e le nozioni di passato e soprattutto di futuro, che ci hanno reso affamati di quelle spiegazioni oggettive e razionali alla base dello sviluppo tecnologico. In una manciata di secoli siamo diventati un superorganismo - "Homo omnis" - e abbiamo catapultato il mondo in un'epoca geologica nuova e imprevedibile, l'Antropocene. Tuttavia, nonostante gli indefessi progressi scientifici, stiamo regredendo sotto molti punti di vista: le disuguaglianze globali danneggiano la collaborazione tra gruppi e il vorace saccheggio delle risorse trasforma la biologia in modi inattesi, che dipendono quasi esclusivamente da noi. "Evoluzione" ci rammenta che ogni decisione presa oggi provocherà delle conseguenze genetiche, culturali e ambientali di lungo termine, ed è quindi nostra cruciale responsabilità dimostrarci, per le generazioni future, degli antenati saggi e lungimiranti. Gaia Vince è una giornalista e divulgatrice scientifica che ha collaborato con le prestigiose riviste «Nature» e «New Scientist». Ha inoltre pubblicato numerosi articoli sul «Guardian», il «Times» e «Scientific American» e curato diversi documentari per la radio e la televisione. Nel 2015 è stata la prima donna a ricevere il premio per il miglior libro scientifico dell'anno dalla Royal Society grazie al saggio "Adventures in the Anthropocene".

In futuro una vasta porzione del globo sarà urbanizzata. Dove andrà a finire la natura? In città, come ci racconta Menno Schilthuizen in questo sorprendente libro. Un numero sempre maggiore di specie selvatiche ritaglia per sé nuove nicchie nei centri abitati, mentre l'evoluzione sta compiendo, davanti ai nostri occhi, una svolta sorprendente. Gli animali urbanizzati mostrano comportamenti sempre più intraprendenti: nei piccioni cittadini il piumaggio sta diventando più resistente alle tossine, le piante erbacee che spuntano dalle spaccature dei marciapiedi producono nuovi tipi di semi. Grazie agli adattamenti evolutivi che emergono a una velocità senza precedenti, le piante e gli animali stanno sviluppando nuove abitudini negli ambienti che l'uomo ha creato con cemento e acciaio. Siamo all'inizio di un nuovo capitolo nella storia della vita, in cui gran parte dell'antica biodiversità scomparirà e, al contempo, emergeranno forme di vita mai viste prima.

Neandertal è un viaggio straordinario. Che è iniziato con una fascinazione d'infanzia verso il passato; ha guadagnato slancio con la scoperta della ricchezza del Pleistocene; ed è infine diventato una carriera accademica spesa alla scoperta dell'archeologia dei Neandertal. In questo stesso viaggio, Rebecca Wragg Sykes accompagna anche noi: scavando siti antichi, tenendo in mano gli eleganti manufatti che i Neandertal hanno lasciato, ma anche provando a esplorare - grazie a un amore di lunga data per la letteratura e la poesia come strumenti per evocare luoghi, tempi e sentimenti - connessioni emotive più profonde, attivate dai dettagli sorprendenti che possiamo ricostruire sulle loro vite. Dalla loro scoperta - avvenuta più di 160 anni fa - i Neandertal si sono trasformati, da perdenti dell'albero genealogico umano, in ominini di serie A. Rebecca Wragg Sykes usa la sua esperienza all'avanguardia nella ricerca paleolitica per condividere la nuova comprensione che abbiamo di loro, mettendo da parte il cliché dei bruti vestiti di stracci in una terra desolata e gelida. Ci rivela invece che erano curiosi, intelligenti conoscitori del loro mondo, tecnologicamente inventivi ed ecologicamente adattabili. Soprattutto, sono sopravvissuti con successo per più di 300.000 anni, durante tempi di massicci sconvolgimenti climatici. Pianificazione, cooperazione, altruismo, artigianato, senso estetico, immaginazione, forse anche un desiderio di trascendenza che guarda oltre la mortalità: molto di ciò che ci definisce era anche dei Neandertal, e il loro DNA è ancora dentro di noi. Questo libro fa per i Neandertal quello che Sapiens di Harari ha fatto per noi. Rivelando una storia più profonda e sfumata, dove l'umanità stessa cessa di essere nostra esclusiva prerogativa. E si rivela invece una comune, antichissima eredità condivisa.