Matematica e scienze

Tutti i grandi protagonisti della storia della scienza hanno gualcosa in comune: un'ingenua, entusiastica curiosità, l'abitudine di osservare, la consapevolezza di non possedere a priori la verità. È l'atteggiamento dei "cercatori di meraviglia" che da sempre anima chi tenta di capire il mondo interrogando direttamente la natura (con risultati migliori dopo Galileo, grazie all'uso sistematico del metodo sperimentale). Per mostrare guesto approccio in azione, Amedeo Balbi, astrofisico e divulgatore, ha individuato sei grandi domande che potrebbe porre anche un bambino (La Terra si muove o sta ferma? Perché le cose cadono verso il basso? Cos'è l'elettricità? Cos'è il calore? A che velocità viaggia la luce? Di cosa è fatta la materia?) e racconta come nei secoli gli scienziati si siano cimentati a rispondere. Arriva così a intessere storie affascinanti come quelle di Faraday, il libraio che inventò la dinamo, o di Becquerel, scopritore della radioattività, o di Cavendish che "pesò la Terra", solo per citarne alcune. E, in tutto questo, ci dimostra che la scienza non è una materia fredda e asettica, ma un percorso appassionante fatto da persone in carne e ossa, innamorate dell'universo e con l'ossessione di capirlo.

«Di notte, sulla volta celeste, vediamo stelle ovunque volgiamo lo sguardo. Ma in realtà le stelle non sono distribuite nello spazio in modo uniforme. Si trovano invece all'interno di un enorme disco relativamente piatto che ospita anche il nostro Sole e i suoi pianeti. Se guardiamo in direzione perpendicolare alla superficie del disco, vediamo relativamente poche stelle. Se, invece, guardiamo in direzione del suo bordo, ne vediamo moltissime. Il profilo di questo disco pieno di stelle ci appare allora come una larga fascia luminosa che attraversa l'intera volta celeste: la Via Lattea. Il Sole e i suoi pianeti, fra cui la Terra, sono solo minuscoli punti in questo enorme ammasso di stelle.» Quanto è vecchio il mondo? L'universo è infinito? Lo spazio è curvo? Il big bang è accaduto davvero?... A questo tipo di domande, che superano la nostra capacità di immaginazione, sembra impossibile rispondere, perché le risposte sfuggono alla nostra esperienza diretta del mondo. La cosmologia, fin dall'antichità, cerca di indagare questo campo misterioso. Oggi il metodo per la ricerca della risposta coinvolge diverse discipline scientifiche: la chimica, la fisica, la matematica.  Questo libro traccia in modo accessibile un ritratto dettagliato delle scoperte e delle leggi più importanti dell'astronomia, per aiutarci a penetrare - qualunque sia la nostra preparazione scientifica - alcuni dei misteri del cosmo. E lascia spazio al piacere di contemplare una notte stellata.

«Com'è possibile paragonare quest'anima con quella di un essere umano? Quando vediamo una minuscola operaia sistemare in fretta il suo singolo granello di sabbia sul fianco di una costruzione che diventerà alla fine una torre massiccia, alta quattro, cinque metri, milioni e milioni di volte più grossa di lei, si può presumere per un solo momento che l'operaia sappia, nel senso umano della parola, quale sarà il risultato del suo lavoro? Se così fosse, la sua intelligenza, in confronto alla nostra, sarebbe quella di un dio».

"C'è il modo dei mammiferi e c'è il modo degli uccelli", e quest'ultimo è molto più di un semplice modello di comportamento, come abbiamo sempre pensato. Nuovi studi dimostrano che la nostra tradizionale idea di come gli uccelli comunicano, nutrono i piccoli, si corteggiano, in altre parole, di come vivono sia molto limitata. L'intelligenza alla base di queste attività e la presenza di comportamenti che una volta consideravamo unicamente nostri: l'inganno, la manipolazione, il rapimento, persino l'infanticidio, ma anche l'ingegnosa comunicazione tra specie diverse, la ricerca di cooperazione, l'altruismo e il gioco, sono tutti aspetti che gli studiosi stanno scoprendo e che stanno cambiando completamente la nostra percezione di quello che è veramente il mondo degli uccelli. Attingendo alle sue osservazioni personali, ai suoi numerosi viaggi ornitologici in tutto il mondo e alle ricerche più recenti Jennifer Ackerman dimostra che, nonostante quello che pensiamo da sempre, non esiste un unico modo di essere un uccello, ed è ciò che li rende così belli e affascinanti.

Se dovessimo classificare il mondo animale secondo il criterio dell'intelligenza, dovremmo inserire gli uccelli tra i "geni". Per decenni, invece, se ne è scritto come di animali guidati solo dall'istinto, dotati di un cervello primitivo, capace dei più elementari processi mentali. Ma non è affatto così. Tante ricerche scientifiche recenti ci hanno insegnato che gli uccelli sono molto, molto più intelligenti di quanto supponessimo: sono in grado di fare ragionamenti astratti, di risolvere problemi, di apprendere per imitazione (come i bambini), di riconoscere i volti e persino di conversare - e tutto questo con un cervello così piccolo da star dentro a un guscio di noce. Questi piccolissimi e sofisticatissimi sistemi neuronali processano le informazioni più o meno come fa la nostra corteccia cerebrale. Tra le tante specie, corvi e colibrì, per esempio, fanno cose intelligentissime, divertenti e persino dispettose. Costruiscono e usano piccoli utensili, cantano fra loro con accenti "locali", elaborano complesse decisioni sulla loro navigazione senza chiedere indicazioni, tengono a mente dove hanno riposto le cose grazie a complesse configurazioni geometriche, intuiscono lo stato mentale dei loro simili, scherzano e usano le ruote delle macchine in corsa per rompere i gusci dei semi: tutti comportamenti di altissimo acume, come quotidianamente possiamo osservare nei parchi, per strada, nei nostri giardini. Questo libro esplora la natura scaltra, gioiosa, saggia, calorosa e competitiva del mondo degli uccelli. Ricco di informazioni, ci regala una descrizione di questi straordinari animali, del loro comportamento e del loro mondo.

L'uomo ha sempre cercato di comprendere le forze che regolano la natura. Da quando gli antichi greci ipotizzarono l'esistenza degli atomi, il nostro cammino per giungere alle fondamenta dell'universo non si è mai arrestato, guidato da menti brillanti capaci di formulare teorie sempre più comprensive e predittive. Newton scoprì le leggi del moto e della gravità, unificando fenomeni terrestri e celesti. Faraday e Maxwell ci introdussero alle meraviglie dell'elettromagnetismo. Einstein gettò nuova luce sul legame tra materia ed energia, offrendoci una diversa spiegazione della struttura dell'universo. Schrödinger e Heisenberg aprirono la strada alle infinite potenzialità della meccanica quantistica. Il percorso verso un'unica teoria che desse ragione di tutte le forze fondamentali sembrava tracciato, e lo stesso Einstein passò la vita a cercare la fantomatica e rivoluzionaria «equazione di Dio». Purtroppo, senza successo. Per decenni scienziati del calibro di Stephen Hawking si sono mossi alla ricerca di questo Santo Graal della fisica, ma le più grandi scoperte scientifiche del Ventesimo secolo - la relatività generale e la meccanica quantistica - parevano inconciliabili. Almeno fino a oggi. Michio Kaku, tra i maggiori esperti mondiali di teoria delle stringhe e celebre divulgatore, racconta le tappe che hanno condotto gli scienziati a un passo dalla meta: svelare la singola equazione capace di rispondere a tutte le domande sul cosmo. Che cosa c'era prima del Big Bang? Cosa si nasconde oltre un buco nero? È possibile viaggiare nel tempo? Esistono i wormholes, cunicoli spazio-temporali che portano ad altri universi? Ripercorrendo le grandi scoperte della storia, tra intuizioni illuminanti e frustranti vicoli ciechi, e facendo il punto sulle indagini più recenti, l'autore ci guida con chiarezza e un entusiasmo contagioso ad approfondire il dibattito che anima la fisica moderna.

Ombre che si muovono leggere nella foresta, maestose creature portatrici di una saggezza antica, custodi dei segreti della natura: i lupi sono protagonisti di questo volume. Splendide fotografie accompagnano le voci narranti, esperte e appassionate, degli autori che riportano le proprie osservazioni di un anno nella vita e nelle dinamiche di un branco. Una sorta di "documentario su carta", che racconta il comportamento dei lupi, le sue contraddizioni, sfumature e complessità, offrendo ai lettori l'opportunità di comprendere meglio la natura umana e imparare a rispettare il mondo animale senza pretendere di controllarlo o dominarlo.

L'inferenza statistica, ossia l'insieme di teorie e tecniche che ci consentono, partendo da un piccolo numero di osservazioni riferite a un campione, di trarre conclusioni relative a un'intera popolazione, è un argomento centrale in tutti gli insegnamenti universitari di Statistica. A fondamento dell'inferenza statistica sono il calcolo delle probabilità e i concetti di variabile casuale e di distribuzione campionaria; una conoscenza di tali argomenti, dunque, costituisce un prerequisito indispensabile. Questo volume è dedicato proprio al calcolo delle probabilità, alle variabili casuali (discrete e continue) e alle distribuzioni campionarie. Gli argomenti vengono affrontati, senza rinunciare al rigore metodologico e ai necessari formalismi, dalla prospettiva di chi deve utilizzare tali strumenti nelle applicazioni pratiche mediante il software R.

Nel corso della storia abbiamo visto scienziati lavorare senza sosta verso un obiettivo, altri hanno raggiunto traguardi fondamentali quasi per caso, altri ancora hanno donato all'umanità non una, ma più scoperte geniali. Questo libro offre al lettore un punto di vista privilegiato sulle vite, le ispirazioni, le motivazioni e i percorsi di uomini e donne che con il loro lavoro hanno cambiato il mondo. Menti matematiche, talenti della genetica, della fisica, della chimica e non solo... Un tema che, forse, in un'epoca di fake news, analfabetismo funzionale e negazionismi non è mai stato così attuale. Perché, come ricordava magistralmente già Galileo: «le verità scientifiche non si decidono a maggioranza. L'opinione di mille persone non vale quella di uno scienziato».

Quali tracce Humboldt ci ha lasciato? Fra i temi che ha contribuito a sviluppare c'è quello della storia delle scoperte del Quattro-Cinquecento che hanno aperto la conoscenza del Nuovo Continente al quale aveva dedicato il grande viaggio scientifico del 1799-1804: tema che rimanda necessariamente a quello della misura delle coordinate e della cartografia. C'è poi il tema del paesaggio e della sua rappresentazione pittorica che dalla fine del Settecento mette la scienza europea nelle condizioni di osservare la natura nei diversi contesti ambientali. Queste sono piccole tracce rispetto all'insieme della produzione humboldtiana, ma introducono al contributo senza dubbio più importante, che è stato quello di concepire la descrizione dei fenomeni naturali come risultato dell'osservazione diretta dei luoghi e della misurazione delle variabili che gli strumenti moderni rendono possibile. I cartogrammi che ne derivano sono ancora oggi esempio di una nuova concezione dello spazio nella quale la combinazione fra i diversi aspetti fisici e biologici offre una valida base conoscitiva alla nascente rivoluzione evoluzionista. E questa, secondo Darwin, è la vera "traccia" lasciata da Humboldt.

Ross Hunter, giornalista investigativo, stava per non rispondere a quella telefonata. E forse sarebbe stato meglio così, perché dopo aver sentito la voce al di là del filo, la sua vita è cambiata per sempre. E anche il mondo, ora, rischia di cambiare in modo irreversibile. A parlare è il dottor Harry F. Cook, stimato professore, dichiaratamente ateo, che impone a Ross di fermarsi e ascoltarlo. «Vorrei solo assicurarle che non sono un pazzo, signor Hunter. So che suonerà strano, ma recentemente ho ottenuto una prova assoluta dell'esistenza di Dio - e mi è stato riferito di uno scrittore, un giornalista rispettato di nome Ross Hunter, che potrebbe aiutarmi a essere preso sul serio.» Ross non crede alle sue orecchie. Il nome di Cook non gli è nuovo e il suo istinto da reporter gli dice che forse potrebbe ricavare qualcosa da quella storia. Gli concede il beneficio del dubbio e si accordano per incontrarsi. Ma il dottor Cook non si presenta all'appuntamento. Ross lo va a cercare e scopre che è sparito nel nulla. Contemporaneamente, comincia a ricevere delle minacce. Nella sua mente da astuto reporter a caccia di intrighi, la situazione comincia a farsi chiara: se ci fosse qualcosa di vero in quello che gli ha detto Cook al telefono...? Ma cosa potrebbe provare l'esistenza di Dio? E di quale Dio? E che conseguenze avrebbe una rivelazione di questa portata per il mondo? Ross capisce di essere in pericolo, mentre tenta di salvarsi la vita e di trovare il lavoro di Cook scopre chi sono i molti nemici che vogliono invece metterlo a tacere: un evangelista miliardario, un famoso ateo che vedrebbe il lavoro di una vita vanificato e... le religioni di tutto il mondo. Se solo Ross Hunter riuscisse a sopravvivere abbastanza a lungo da presentare le prove...

Quando è meglio salare l'acqua per la pasta? Da dove nascono i colori dei fuochi d'artificio? Come "funziona" il sapone? Ed è proprio vero, come canta Alan Sorrenti, che «Siamo figli delle stelle»? La chimica (secondo l'autore «una delle materie più odiate, probabilmente più di fisica e matematica») è in realtà un modo di leggere il mondo e interpretarlo. Grazie a questo libro potrai farlo... 5 minuti alla volta. E chi non ha a disposizione 5 minuti? in treno, in autobus, in sala d'attesa, in coda e - perché no - in bagno... per imparare divertendosi, basta il tempo di un caffe. 256 pagine per scoprire gli elementi e le regole che li governano, ma anche le reazioni e gli altri fenomeni. Le principali teorie della chimica, spesso spiegate con esempi pratici, tratti dalla vita di tutti i giorni. Da Dmitrij Mendeleev ad Alfred Nobel, le vite e le invenzioni delle personalità più influenti, con citazioni e curiosita. iIllustrazioni e grafici che facilitano la comprensione del testo. Un piccolo manuale da portare sempre con sé, per divertirsi con la chimica...