Matematica e scienze

«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.

Ogni giorno il nostro sistema immunitario ascolta i segnali provenienti dal nostro corpo e dall'ambiente in cui viviamo. Nel farlo, ci difende dagli attacchi esterni. Il nostro organismo è capace di un'infinita potenzialità: è pronto ad affrontare qualsiasi nemico, codificandolo e costruendo la propria memoria. La stessa memoria che noi abbiamo imparato ad aiutare con i vaccini. Oggi il mondo è colpito da una calamità feroce. Non eravamo completamente ignari quando è arrivata, ma ci siamo fatti trovare impreparati. Di certo, sappiamo che questa pandemia non sarà l'ultima. Di fronte a questa trasformazione epocale le risposte della politica sono spesso dettate dalla paura e dallo sgomento. È difficile per tutti rinunciare non solo alle vecchie abitudini, ma anche alla forma che il nostro stile di vita aveva prima. Ma come possiamo cambiare la nostra postura nei confronti del mondo, che ormai è già cambiato sotto i nostri occhi? Antonella Viola costruisce una mappa per abitare questa rivoluzione e comincia con l'invito a rivolgere lo sguardo dentro noi stessi, per capire la razionalità che muove il nostro organismo. Il nostro corpo è un meraviglioso sistema di comunicazione. Ciascuna parte collabora con l'altra, inviando segnali e traducendoli costantemente. Senza sosta si misura con l'ignoto che viene da fuori e lo affronta. Dobbiamo ricordarci che nessuno di noi può prescindere dagli altri e dall'ambiente in cui vive. Abbiamo la responsabilità di imparare la lezione del virus, perché con sé porta le contraddizioni di un mondo globalizzato che trascura la catastrofe del clima e non si occupa delle disuguaglianze sociali. Per fortuna ad aiutarci c'è la scienza, che da secoli si misura con la realtà e le rivoluzioni non con la lotta, ma con la cautela e la leggerezza.

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.

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.

È scientificamente provato che i cervelli di uomini e donne sono diversi? Come mai gli adolescenti hanno spesso un temperamento impulsivo? Sarà presto possibile collegare i nostri cervelli tramite un cloud? Attingendo agli studi e alle scoperte più recenti, il libro risponde a queste e ad altre domande esplorando i temi più diversi, dalla corteccia motoria ai neuroni specchio, e suggerendo nuovi punti di vista per quel che riguarda la nostra memoria, la personalità, le emozioni e il modo in cui comunichiamo. "Come funziona il cervello" spiega tutto ciò che serve sapere su mente e dintorni, utilizzando infografiche, illustrazioni e un testo sempre chiaro e diretto.

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.

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...

Siamo a un passo dall'era di poter fabbricare i bambini. Le biotecnologie della predizione sono in grado di operare con l'obiettivo di concepire il bambino così come lo si desidera. È una vertigine tecnologica che stordisce, di cui non comprendiamo la portata e che non sappiamo gestire. Franppis Ansermet, specialista nei temi della procreazione medicalmente assistita, apre le porte del suo studio per raccontare i casi concreti che incontra nella pratica professionale. È ormai una realtà: intorno alla nascita di un bambino non ci sono solo i suoi due genitori. Può esserci la donna che affitta l'utero e porta avanti la gestazione, il donatore di sperma, la donatrice di ovuli, senza contare una miriade di medici e biologi e laboratori all'avanguardia in grado di lavorare direttamente sul genoma umano. I progressi della scienza creano un mondo nuovo, che ci pone di fronte a una realtà inedita, difficile da pensare, difficile da dire. Dov'è il limite? Fin dove possiamo andare? Fin dove andremo?

Già Fedro ed Esopo dicevano che non siamo i soli sul pianeta ad avere un linguaggio. Certo, i loro animali parlanti erano antropomorfi, e usavano le nostre parole per scopi morali del tutto umani, eppure hanno abitato come creature dotate di logos l'immaginario occidentale, nonostante la tradizione filosofica abbia loro negato ragione e linguaggio fino agli ultimi decenni. Eva Meijer ci segnala cosa sta cambiando e ci mette in ascolto delle segrete conversazioni del mondo vivente: lo studio più profondo degli "altri animali" e un'interazione aperta, che si lascia alle spalle il discorso umano come metro assoluto di paragone, ci dischiudono nuove prospettive. In questo modo i linguaggi animali, spesso raffinatissimi e di straordinaria elaborazione, si riappropriano finalmente di significato, mentre parallelamente viene messo in discussione anche ciò che sappiamo del linguaggio in generale. Linguaggi animali racconta storie di uccelli, cani, scimpanzé, delfini, elefanti, api, orche, cavalli, polpi, formiche, topi, perfino funghi mucillaginosi, e rivela in modo chiaro e appassionante, attraverso casi concreti, come questi animali comunicano tra loro e con altre specie (inclusa la nostra), restituendo dignità e complessità di significato a quanto si riteneva puro istinto. Perché la "cultura" e la creazione di codici comunicativi non sono solo una faccenda umana e la convivenza sulla Terra richiede un'attenta diplomazia interpretativa rispetto agli altri viventi. Ciascuno con la sua intelligenza del mondo, il suo linguaggio, i suoi diritti, la sua etica e una vita degna di spazio e parola.

Quando è apparso per la prima volta (1979) "Gaia" ha rivoluzionato l'ecologia e gli studi sull'ambiente offrendo finalmente una prospettiva nuova, equidistante dalle ottiche catastrofiste e da quelle improntate a eccessivo ottimismo. Secondo Lovelock la Terra è Gaia, un unico organismo vivente capace di autoregolarsi e di rispondere a tutti quei fattori nuovi e avversi che ne turbano gli equilibri naturali. La materia vivente non rimane passiva di fronte a ciò che minaccia la sua esistenza: gli oceani, l'atmosfera, la crosta terrestre e tutte le altre componenti geofisiche del pianeta si mantengono in condizioni idonee alla presenza della vita proprio grazie al comportamento e all'azione degli organismi viventi, vegetali e animali. Lovelock offre così un'alternativa alle concezioni di chi vede la natura come una forza primitiva da sottomettere o conquistare; o di chi considera la Terra come una nave spaziale impazzita, che ruota senza meta nel cosmo.