Matematica e scienze

Suzanne Simard è una pioniera nel campo della comunicazione e dell'intelligenza delle piante: nel 1997 dimostrò in un articolo su «Nature» come gli alberi comunicassero tra loro attraverso un'immensa rete sotterranea di funghi, riscrivendo uno dei paradigmi della teoria evoluzionistica, secondo cui è la competizione tra le piante a modellare le foreste. Simard suggeriva infatti che fossero la vicinanza e la collaborazione, la diversità e l'inclusione a garantire la vita, l'ecologia e il benessere dei grandi boschi. In queste pagine, commoventi e profondamente personali, l'autrice condivide il suo mondo, ricordandoci che la scienza non è un regno separato dalla vita ordinaria, ma profondamente connesso con la nostra umanità.

Milioni di persone in tutto il mondo hanno letto e amato Cosa accadrebbe se? e molti, moltissimi di loro hanno ancora domande, sempre più strane ed estreme. Stai programmando di scivolare lungo una pertica dei pompieri dalla Luna alla Terra? La parte più difficile sarà l'atterraggio. Speri di rinfrescare l'atmosfera aprendo le porte del congelatore di tutti gli uomini contemporaneamente? Forse è il momento per una veloce introduzione alla termodinamica. Vuoi sapere cosa succederebbe se costruissi un edificio di un miliardo di piani o saltassi su un geyser mentre erutta? Con un approccio misurato e distaccato da vero scienziato, Randall Munroe consulta le ultime ricerche in ogni settore (dalla fisica dell'altalena alla progettazione di catapulte per aerei) per rispondere in modo chiaro e conciso alle domande dei lettori. Come dimostra in ogni pagina, si può imparare molto osservando come il mondo potrebbe funzionare in circostanze assurde molto specifiche.

La matematica è o non è un'opinione? Conoscere la sua evoluzione storica, i grandi dibattiti, le innovazioni e le infinite applicazioni è la chiave per viverla e comprenderla senza paura, e farne uno strumento prezioso per risolvere i problemi della vita quotidiana.

«Quando si ragiona sui temi dell’origine della conoscenza è difficile liberarsi dell’argomento, in apparenza decisivo, a favore dell’empirismo, secondo cui sarebbe impossibile, anche nelle condizioni meglio controllate, essere certi che un organismo sia stato privato di ogni genere di esperienza. Verissimo. Ma il punto non è dimostrare che un qualche barlume di conoscenza è presente in assenza di qualsivoglia esperienza, bensì dimostrare che una certa specifica esperienza è necessaria perché quel barlume di conoscenza si riveli». Le ricerche di Giorgio Vallortigara, uno degli scienziati italiani più noti a livello internazionale per le sue indagini sui meccanismi neurali della cognizione animale, stanno ridisegnando il confine tra la biologia e il mondo astratto delle speculazioni metafisiche. Ne è un esempio questo saggio affascinante sull’imprinting e l’origine della conoscenza che vede protagonisti i pulcini, oggetto di studi sperimentali condotti per quasi trent’anni in parallelo con quelli sui neonati umani. Tali studi ci mostrano come, prima di qualsiasi esperienza specifica di apprendimento, un pulcino conosca le proprietà meccaniche degli oggetti e sappia che essi non solo occupano un determinato spazio con specifiche proprietà euclidee ma possono essere dotati di certe numerosità, che è in grado di stimare eseguendo in maniera non verbale e non simbolica le quattro operazioni dell’aritmetica. Così, fin dalla schiusa, il pulcino sa ravvisare gli indizi della presenza nel mondo di creature animate, quali un volto o la semovenza, presupposto per la costruzione di un cervello sociale. Alla luce di queste scoperte, la contrapposizione tra eredità e ambiente, natura e cultura appare irrimediabilmente datata. La mente, argomenta Vallortigara, non è una tabula rasa. L’apprendimento dall’esperienza è possibile solo se il sistema nervoso possiede in partenza una struttura atta a favorirlo. Le ricerche sui pulcini corroborano dunque la tesi delle conoscenze innate sintetizzata da Lorenz nell’espressione «l’a priori kantiano è un a posteriori filogenetico». Una sapienza di cui non siamo depositari esclusivi: condividiamo schemi di comportamento, predisposizioni, emozioni, organizzazioni neurali con creature da cui ci dividono trecento milioni di anni di evoluzione. Come i piccoli dell’uomo, anche i «pulcini di Kant» cercano la mamma. Divertono, commuovono e fanno pensare.

Che cos’è un numero immaginario? Due rette parallele arriveranno mai a incontrarsi? La matematica può aiutarci a prevedere il futuro? Nel corso del tempo i matematici si sono posti grandi domande, offrendo talvolta risposte utili per comprendere meglio i campi più svariati della nostra esistenza, dai pattern presenti in natura alla tecnologia informatica. Scritto in modo semplice e diretto, Il libro della matematica include teorie, citazioni memorabili, aneddoti, immagini che gettano nuova luce sull’idea che abbiamo del mondo dei numeri. Che tu sia uno studente avido di conoscenza o un semplice curioso, troverai fra queste pagine moltissimi spunti di riflessione.

Il volume propone una prospettiva riguardo al modo in cui si costruiscono i modelli matematici, incentrata su uno sguardo “interno” del processo di formazione di questi modelli, uno sguardo che permette di mettere a fuoco quale sia l’effettivo ruolo del fattore estetico nei procedimenti che determinano tali modelli. Non si tratta solo di una riflessione teoretica e storica, ma anche di un discorso personale, legato all’esperienza dell’autore nel campo della ricerca in fisica matematica.

Per tutta la storia dell'umanità abbiamo vissuto accanto agli uccelli. Li abbiamo cacciati e addomesticati per poi cibarcene; li abbiamo venerati nelle nostre mitologie, religioni e rituali; li abbiamo sfruttati per le loro risorse naturali; e ci siamo ispirati a loro per la musica, l'arte e la poesia. Con "I dieci uccelli che hanno cambiato il mondo", il famoso naturalista e scrittore inglese Stephen Moss annoda i fili di questa lunga e intima relazione attraverso dieci specie chiave provenienti da tutto il mondo. Dieci uccelli per dieci racconti emblematici: dal corvo, fedele compagno di Odino, ai fringuelli di Darwin, associati alla teoria dell'evoluzione; dal tacchino selvatico delle Americhe al pinguino imperatore, immagine potente della crisi climatica; dal dodo, icona dell'estinzione, al cormorano, usato in agricoltura; dall'aquila di mare testabianca, simbolo del nazionalismo, al passero mattugio; dal piccione, sfruttato per comunicare fin dall'antichità, alla garzetta nivea. «Non c'è mai stato un momento migliore per esaminare il lungo e tumultuoso rapporto tra gli uccelli e l'umanità, ora che la crisi ambientale minaccia di estinguerci. Solo analizzando questa storia possiamo provare a forgiarne una migliore per il futuro» dice nell'introduzione l'autore, così appassionato di fauna selvatica da riuscire a essere sempre precisissimo in ogni dettaglio. Ogni aneddoto che riporta dimostra la profondità della sua conoscenza: questa è un'opera di storia naturale affascinante, illuminante e infinitamente coinvolgente.

In biologia il sesso è nato come opportunità di adattamento a un ambiente che cambia in fretta. Oggi è diventato la nostra gabbia, perché viviamo in un mondo rigidamente binario. Senza vedere le differenze che contano. Perché esiste il sesso? Che differenza c’è fra sesso e genere? Maschi e femmine sono diversi? E in cosa? Li stiamo curando nel modo giusto? Viviamo in un mondo di maschi e di femmine. Difficile immaginare qualcosa di più naturale. Ma sappiamo davvero in cosa sono diversi? Cos’è il sesso in biologia? E il genere? Come funziona l’orientamento sessuale? Il mondo è davvero binario? La visione che lo separa sulla base dei due sessi è semplice e ovvia quanto l’idea che fosse il Sole a girare intorno a noi, prima della rivoluzione copernicana. Maschio e femmina sono distinti nella sostanza e nei ruoli. Eppure, questa visione non corrisponde alla realtà. Per un tempo troppo lungo abbiamo trovato differenze dove non ce ne sono e le abbiamo trasformate in dogmi. Abbiamo invece ignorato le differenze davvero importanti. La nostra cultura ha strumentalizzato le differenze legate a sesso e genere e le ha esasperate. Al contrario, la scienza le ha ignorate troppo a lungo. Il corpo femminile è stato poco studiato, poco considerato e, di conseguenza, curato male. Per secoli la medicina è stata una medicina dei maschi bianchi per i maschi bianchi. Continuare a ignorare questo gravissimo squilibrio significa ridurre la nostra capacità di curare. Perché, per esempio, siamo più abili a trattare le malattie cardiovascolari negli uomini e la depressione nelle donne? Una rivoluzione nella scienza, nelle nostre abitudini e nelle parole che usiamo è urgente. Può cominciare con la medicina di genere. Antonella Viola ci guida alla scoperta di una medicina giusta, finalmente attenta alle differenze fisiologiche legate al sesso ma anche alle conseguenze che le disparità di genere esercitano sulla salute. “Fare la rivoluzione,” scrive Viola, “significa avere occhi nuovi per guardare noi stessi e il resto del mondo. Occhi nuovi per riconoscere le differenze che contano. E per dare loro valore.”

Novembre 1618: la comparsa di tre comete nei cieli d’Europa cambia il corso della scienza. Là dove i superstiziosi vedono solo segni di catastrofi, Galileo Galilei legge le coordinate del nostro universo. È qui il peculiare stile di pensiero del Saggiatore, l’opera più coraggiosa del grande scienziato e per questo anche la più osteggiata. Galileo, nel ripercorrere la vicenda delle sue scoperte, delinea una difesa del proprio operato e promuove un’apologia appassionata della ricerca, mostrandosi sempre più insofferente verso i vincoli imposti da autorità teologiche e politiche. La scelta rivoluzionaria di affidarsi alla matematica invece che alla religione come guida sicura per comprendere il “Grande libro della natura” postula, di fatto, le basi del moderno metodo scientifico. Ma rivoluzionario è anche l’uso della lingua italiana: sotto il profilo retorico Il Saggiatore è forse l’opera più incisiva di Galileo, quella in cui si disvela lo stile acuminato di un incomparabile polemista. Introduzione di Pasquale Guaragnella e note a cura di Rosanna Lapova.

Scritto con uno stile colloquiale e brillante, questo volume non è una storia tecnica della matematica. L’intento dell’autore è quello di ricondurre alla matematica – tra le manifestazioni più tipiche e tra gli strumenti più preziosi della civiltà umana – quei lettori che ne sono stati allontanati da un insegnamento scolastico arido e tedioso, codificato in formule fossilizzate e ormai prive di vita. Percorrendo l’intera storia della civiltà occidentale, Kline sceglie alcuni temi significativi per mettere in luce i legami tra matematica e forze sociali, politiche, artistiche, culturali, religiose, etiche, economiche. La matematica e i suoi problemi – dalla concezione di un ordine ideale dell’universo, propria della tradizione platonico-pitagorica, all’attuale visione di un universo “disordinato”, cui le scienze statistiche impongono un ordine di tipo laico – sono illuminati dal loro interno, nelle loro motivazioni, nel loro divenire, e si ritrasformano prodigiosamente in quell’organismo vivo di cui spesso gli studenti non riescono a ricostruire il funzionamento.

Il sesso rappresenta ancora un enigma per la biologia. Il suo posto nell'evoluzione resta un mistero e il suo funzionamento colleziona paradossi. Ha soltanto l'obiettivo di garantire efficacemente la riproduzione? E quale funzione svolge il piacere sessuale? Con Thierry Lodé scopriamo che quando si tratta di piacere o di riproduzione anche gli animali non umani danno prova di grande fantasia: strategie di seduzione, parate nuziali, liti di coppia, fedeltà e infedeltà, masturbazione, omosessualità… Sembrerebbe perciò che il piacere sessuale non sia soltanto un semplice prodotto dell'evoluzione, ma il propulsore che contribuisce a interrelazioni originali e alla biodiversità animale.

Viviamo una relazione sempre più profonda e intima con la tecnologia; siamo tutti, per certi versi, connessi a delle macchine, e questo ci cambia il corpo e il cervello. Il progresso scientifico sta riducendo il divario fra abili e disabili, e apre prospettive inedite sul potenziamento delle facoltà umane. Harry Parker, che da più di dieci anni cammina grazie alle protesi, ci accompagna in un viaggio affascinante al confine fra l’uomo e le macchine: dai musei della medicina alle fiere di ausili high-tech per la disabilità, dai laboratori di nanotecnologie agli studi dei performer artists che si modificano radicalmente il corpo, per finire con il sogno transumanista del passaggio dalla biologia al software. Ragionando sulla propria esperienza personale e arricchendola con decine di altre testimonianze e punti di vista, Parker offre uno sguardo radicalmente nuovo sulla disabilità e riporta il tema del rapporto fra uomo e macchina, troppo spesso relegato alla fantascienza, a una dimensione quotidiana e concreta che investe aspetti psicologici, sociali, culturali ed economici della vita di milioni di persone.