Matematica e scienze

Come si calcola la velocità di un corpo celeste? Che differenza c'è tra il calendario gregoriano, l'ebraico e il lunare? Quant'è grande un googol? Come si calcola il calibro di un uovo? Dagli ohm per la fisica agli isotopi per la chimica, le misure sono le fondamenta della scienza nonché l'indispensabile strumento con cui interpretiamo la realtà che ci circonda. Le nostre vite sono costellate di misurazioni, da quando impostiamo la sveglia del mattino a quando dosiamo gli ingredienti per cucinare. Non possiamo fare a meno di tutti questi codici, senza di loro non riusciremmo né a comunicare fra noi, né tantomeno a comprendere il mondo. "Il libro delle misure" è una guida di riferimento completa e dettagliata sui sistemi di misurazione relativi ai vari campi del sapere, dalla meteorologia alla geologia, dall'elettricità alla notazione musicale, dalla fotografia fino all'illuminazione... Un ampio ventaglio di diagrammi, simboli e illustrazioni consente di approfondire le varie misure e di scoprirne le innumerevoli applicazioni.

Come funziona, come inganna, come usarlo al meglio: il nostro cervello. Chiuso nel silenzio e nell'oscurità della scatola cranica, il nostro cervello è lo strumento che abbiamo a disposizione per percepire e orientarci nel mondo e per costruire la realtà nei suoi colori, sapori, dimensioni, è il computer che elabora le nostre decisioni, il laboratorio che forgia la nostra immaginazione, il centro che ci mette in contatto con gli altri in una rete di relazioni sociali. Questo libro racconta come l'esperienza della realtà dà forma al nostro cervello e come il nostro cervello modella la realtà e la vita che viviamo. Il neuroscienziato David Eagleman ci guida in un viaggio sorprendente alla ricerca di qualcosa che non pensavamo di trovare fra miliardi di cellule e di impulsi elettrici: il nostro io.

Capire come il cervello produce la coscienza è una delle grandi sfide delle neuroscienze, della biologia e della filosofia contemporanee, un territorio ancora inesplorato e apparentemente impenetrabile. Dall'Inghilterra arriva oggi il libro-manifesto che porta per la prima volta all'attenzione del grande pubblico una tesi che da anni circola nella comunità scientifica e filosofica: la scienza non sarà in grado di integrare la coscienza nel proprio quadro teorico fin quando non si lascerà alle spalle quello che Philip Goff chiama provocatoriamente l'errore di Galileo, «consistito nel volerci convincere ad adottare una teoria della natura che riteneva la coscienza un fatto essenzialmente e inevitabilmente misterioso». Come superare allora il rigido dualismo del fisico pisano, che vede gli oggetti fisici da una parte, con le loro proprietà matematiche misurabili, e le menti incorporee dotate di coscienza dall'altra? Un punto di svolta, sostiene il filosofo della Durham University, è cambiare approccio: forse la coscienza non è un "qualcosa" di indefinito prodotto dal cervello dell'uomo, bensì una qualità inerente a tutta la materia. Prefazione di Emanuele Coccia.

"Ogni cosa è collegata. E lo dimostrerò scientificamente." Ci sono parole che nascondono un mondo bellissimo, che sembrano precise come termini medici, eppure vengono usate da chiunque e nei momenti più disparati per affermare concetti spesso lontani dal contesto in cui queste parole sono nate. Prendiamo il termine "sincronicità", per esempio, che usiamo solitamente per indicare quegli eventi che si verificano nello stesso istante. Ci sono scienziati che hanno timore a usare questa parola, perché evoca concetti mistici o terreni troppo scivolosi. Ma la scienza non è a favore o contro concetti sincronici: semmai lo sono gli scienziati. Infatti c'è un fisico, che è andato contro tutto e tutti, a cui questa parola non faceva paura. Anzi, si è messo a indagarla. E lo ha fatto insieme allo psicanalista in attività più famoso del mondo, colui che quella parola l'aveva creata. Questa è la storia di un fisico così talentuoso che a trent'anni (anzi, meno) è stato collocato esattamente tra Einstein e Maxwell nella classifica dei fisici più importanti del ventesimo secolo: Wolfgang Pauli. Ma anche del personaggio più criticato, sbeffeggiato, deriso di tutto il mondo scientifico. Soprattutto per la sua seconda vita, che Pauli ha scelto di trascorrere nei quartieri più malfamati delle grandi città, girando per bordelli, bevendo whisky, prendendosi a botte con la gente più strana, e tornando sempre a casa alle prime ore del mattino. Ma, come se non bastasse, c'é un altro colpo di scena. Wolfgang Pauli andava in analisi da Carl Gustav Jung, il quale aveva chiesto una sola cosa in cambio: che Pauli gli spiegasse la fisica quantistica. Questa è una storia di inquietudine. Una storia in cui viene messo in discussione un modo di ragionare che ci è proprio, e che diamo per scontato. Quella raccontata in questo libro è la vera, incredibile storia di Pauli e Jung, della fisica quantistica e della sincronicità, della mente e dell'amore, e di come tutto sia straordinariamente legato insieme.

L'autore ci aiuta a cogliere attraverso osservazioni qualitative alcuni tratti essenziali e archetipici che possono diventare delle vere chiavi di lettura di molti fenomeni che siamo stimolati a scoprire. La natura non è una realtà da sfruttare, ma la manifestazione di una profonda e concreta spiritualità che attende di essere conosciuta e valorizzata grazie a una trasformazione interiore dell'osservatore.

Uno dei più importanti scienziati della nostra epoca ci aiuta a leggere il mondo per come è davvero e non per come ce lo raccontiamo. Quanto e perché è cresciuta l'altezza media della popolazione? Perché le auto elettriche non sono così risolutive quanto supponiamo? Mangiamo più pollo o più maiale, e perché? Che cos'è che rende felice la gente? Perché i vaccini sono il miglior investimento possibile? L'aspettativa di vita è arrivata al suo apice? Utilizzando dati, statistiche, studi scientifici internazionali, e spaziando tra i temi più disparati - dalla fertilità ai rifiuti, dall'alimentazione alla tecnologia, dai trasporti alla medicina - Vaclav Smil smonta certezze assodate, ribalta luoghi comuni e getta luce su aspetti meno noti della realtà. E ci invita, mescolando storia, scienza e grande arguzia, a sfidare le narrazioni più diffuse e a interrogarci su ciò che riteniamo vero in questi tempi significativi.

«Il futuro non si risolve come un'equazione, e nessuna mirabolante tecnologia a venire oggi concepibile illuminerà di un millimetro le incognite ultime degli sviluppi sociali e politici dei prossimi millenni, se ci saranno. Nessuna soluzione tecnologica guiderà perfettamente lo sviluppo della civiltà umana, consentendo di predirlo scientificamente. Non c'è risposta giusta a un problema posto nei termini errati». Con queste parole, Fabio Chiusi mette in chiaro, fin dall'introduzione, che questo non è l'ennesimo libro in lode di Elon Musk, il «Tony Stark in carne e ossa», l'uomo (quasi) più ricco del mondo, l'acclamato miliardario eccentrico e altruista che vuole salvare l'umanità, il geniale ideatore di SpaceX, Tesla, Starlink, Neuralink, e ora anche padrone di Twitter. Questo libro è un'operazione differente e più articolata. Attraverso l'analisi del pensiero di Musk e di quello dei suoi eroi personali, Chiusi indica la matrice culturale e filosofica di riferimento del tycoon sudafricano e ce ne mostra le debolezze e, soprattutto, la pericolosità. Perché una cosa è certa, Elon Musk non opera solo per massimizzare il proprio profitto: ha un progetto a lungo termine e ha i mezzi per realizzarlo. E questo progetto ci coinvolge tutti, per cui conviene conoscerlo, anche perché - e qui sta il punto - le sue azioni hanno la tendenza a sfuggire a un reale controllo pubblico, critico e su base democratica.

Il volume raccoglie gli articoli scritti, nel corso degli ultimi decenni, dal premio Nobel per la fisica Giorgio Parisi (per lo più per il manifesto). Dal nucleare all'Aids, dall'affidabilità dell'omeopatia alla morte di Nicola Cabibbo, passando per i deficit della politica italiana in materia di ricerca e i tagli della Gelmini. Con un tratto comune: la scienza e la ricerca non sono mai neutrali, ma, poiché svolgono un ruolo fondamentale per lo sviluppo e la crescita civile di una società, implicano sempre un discorso politico. Lo studioso che emerge da queste pagine, dunque, non è mai super partes e per questo è chiamato a esprimersi e a rendere pubblica la propria opinione sui temi che di volta in volta risultano vitali per quella collettività di cui lui stesso fa parte.

Una disciplina elitaria, astratta, che incute soggezione, quando non viscerale antipatia: così la matematica è generalmente percepita, come un freddo sapere logico riservato a pochi eletti in grado di esercitarlo. Le cose, tuttavia, stanno davvero così? Occorre davvero un talento innato per la logica per comprendere la matematica? O una simile percezione non è altro che un luogo comune, frutto di un'errata trasmissione del contenuto proprio di questo sapere? Nelle pagine di questo libro, David Bessis sfata questo luogo comune e mostra come la matematica riguardi un'attività umana che non ha nulla a che vedere con una disciplina logica (la logica concerne altri campi), ma è una vera e propria pratica, come lo yoga e le arti marziali, per le quali non è richiesto un talento innato. Del resto, è ciò che i grandissimi matematici vanno ripetendo dall'alba dei tempi, con quell'atteggiamento spesso scambiato per falsa modestia. Nessuna dote connaturata, ma soltanto una capacità molto spiccata di esercitare curiosità, immaginazione e intuizione. Doti che, com'è noto, sono alla base dei grandi momenti di apprendimento della vita: parlare, camminare, mangiare col cucchiaio, leggere, andare in bicicletta. Comprendere la matematica è, perciò, come percorrere un sentiero che conduce alla magnifica elasticità mentale di quando si è bambini, a quella condizione, cioè, in cui si è in grado di apprendere, una dopo l'altra, le difficilissime azioni che caratterizzano la nostra specie. Certo i matematici hanno inventato una trascrizione tanto precisa quanto ermetica per le loro intuizioni, proprio come i musicisti hanno inventato la loro ermetica notazione. I musicisti, tuttavia, hanno un innegabile vantaggio, basta che suonino e chiunque è in grado di seguirli. Non fosse possibile ascoltarne la musica, ma fosse dato soltanto decifrarla sugli spartiti, i musicisti sarebbero, nella considerazione comune, esattamente come i matematici: una cerchia di eletti guardata con soggezione, se non con inconfessata antipatia. La matematica, tuttavia, si può «sentire», proprio come la musica. È possibile percepire la forza delle sue intuizioni. Questo è almeno quanto, passo dopo passo, si sforzano di trasmettere le pagine di questo libro, per le quali è perfettamente possibile apprendere la matematica esattamente come abbiamo appreso da piccoli a mangiare col cucchiaio senza mai dire «Il cucchiaio mi fa paura».

Questo agile volume presenta, in modo accessibile, una rassegna della predicibilità di diversi sistemi (fisici, biologici, meteorologici, economici), spiegando perché in molti casi sia proprio impossibile pretendere previsioni scientifiche "certe". Formulare predizioni sull'evoluzione di un fenomeno è un atto spontaneo cui nessuno sfugge: dai media più blasonati ai discorsi da bar, appena un evento si manifesta è sommerso da un diluvio di previsioni, molte delle quali prive di fondamento. Ma è possibile formulare previsioni scientificamente fondate? Dipende dal sistema che stiamo considerando: pochi, infatti, si lasciano predire con un'ottima attendibilità; per la maggior parte la predizione è forzatamente limitata a una stima probabilistica di molteplici evoluzioni possibili. Alle difficoltà oggettive dei sistemi, si aggiungono meccanismi psicologici soggettivi che rendono, inconsapevolmente, cattivi predittori. Altri sistemi, infine, sono di fatto intrinsecamente impredicibili. Ragion per cui molto spesso il semplice prendere atto che "non lo so" è la più onesta e scientificamente fondata risposta alla domanda "che succederà?".

Il mondo dell'antimateria è così vicino al nostro che è praticamente impossibile distinguerlo dal mondo della materia. Si tratta di una vicinanza paradossale in quanto l'incontro tra questi due mondi porterebbe a una conflagrazione di estrema violenza e alla completa eliminazione di almeno uno dei due: incontrando l'antimateria, la materia si annichilirebbe quasi istantaneamente in uno scatenamento di energia che in una frazione di secondo raggiungerebbe una temperatura di circa un miliardo di gradi. Questo scenario catastrofico, e fortunatamente irreale, permette di chiarire il fatto che l'antimateria può esistere nelle nostre vicinanze solo in scarsissime quantità e che l'asimmetria materia antimateria è alla base della nostra stessa sopravvivenza. Eppure, agli albori dell'universo doveva esserci una pari quantità di materia e di antimateria: dov'è andata a finire tutta l'antimateria presente all'inizio dell'universo? Perché la natura si è presa la briga di creare un mondo specchio che oggi brilla per la sua assenza? Per cercare di rispondere a queste domande, Gabriel Chardin ripercorre qui la storia dell'universo, in particolare della sua tumultuosa giovinezza, e conduce il lettore alla ricerca dei mondi di antimateria, partendo dal Sistema solare per risalire verso le galassie e le sue altre grandi strutture.