Scienze: argomenti d'interesse generale

Una sintesi dello sviluppo scientifico in Italia dal 1200 a oggi che propone tesi interpretative di carattere generale. La tradizione che a lungo ha emarginato la scienza da importanti settori della cultura italiana è bene esemplificata dall'epiteto "ingegni minuti", attribuito ai cultori della scienza esatta da Giambattista Vico in un brano fatto proprio da Benedetto Croce. Quali sono le radici di questa tradizione e quali sono state le realtà culturali di diverso segno presenti nel paese? Qual è stato il contributo del Rinascimento italiano al sorgere della scienza europea? Perché, dopo i successi della scuola galileiana, la ricerca italiana entrò rapidamente in una profonda crisi? L'esame dei risultati degli scienziati risorgimentali può modificare, e come, il giudizio storico sul Risorgimento? Quali sono le cause della crisi in cui versa la ricerca scientifica italiana dagli anni '70 del secolo scorso? La globalizzazione lascia spazio a politiche scientifiche nazionali o europee? Ecco alcune delle domande cui questo libro tenta di rispondere, intrecciando gli sviluppi scientifici con la storia economica e politica, oltre che culturale. È infatti convinzione degli autori non solo che la storia della scienza possa essere compresa solo esaminando i contesti che forniscono alle comunità scientifiche i problemi concreti da affrontare e le risorse, culturali e materiali, per risolverli, ma anche che la storia di un paese non possa prescindere dalla storia della sua ricerca scientifica.

Viviamo un'epoca di cambiamento continuo, caratterizzata da innovazioni tecnologiche che incidono in maniera profonda e irreversibile sulla vita quotidiana di tutti. Il progresso tecnologico appare infatti così capace di sconvolgere i parametri dell'individuo e della collettività da rovesciare l'interrogativo su cosa l'uomo possa fare delle macchine e su cosa le macchine possano fare dell'uomo. In questo libro il lettore può condividere uno sguardo curioso e partecipe alle trasformazioni in atto, cercando di arrivare a una sintesi di pensiero e ottenere nuove chiavi interpretative. I molti temi trattati rappresentano i principali macrotrend socio-economici e socio-politici del momento: dalle nuove tecnologie alla sicurezza internazionale, dalla quarta rivoluzione industriale al nuovo paradigma economico della sharing economy, dai colossi sovranazionali della new economy alle trasformazioni del mercato del lavoro e alle crescenti disuguaglianze sociali. Ecco allora uno spunto di riflessione che, da un lato, si propone di stimolare il confronto e di aggregare le idee e, dall'altro lato, rappresenta il tentativo di coinvolgere i leader presenti e futuri invitandoli ad assumersi l'arduo compito di incentivare, far crescere ed ampliare il dibattito pubblico intorno ai temi fondanti dell'oggi, e di individuare percorsi possibili a servizio delle scelte politiche, aziendali e personali dei prossimi anni.

Perché ci troviamo su questo pianeta, in questo preciso luogo e in questo preciso tempo? Qual è il nostro ruolo in un sistema così complesso, che non riusciamo ancora a comprendere pienamente? E, soprattutto, è possibile servirsi della scienza per raccontare la storia dell'universo, della Terra e degli organismi viventi e trovare risposta a quelle domande che da sempre ci tormentano? La soluzione avanzata da David Christian, docente di storia cresciuto tra Nigeria, Galles e Canada, è la Big History, la «storia del tutto», una narrazione delle origini in chiave moderna, laica e unificante. Un progetto storiografico articolato, di respiro globale, tanto innovativo quanto saldamente ancorato alla scienza, che tiene insieme vaste aree della conoscenza, società e culture diverse. Un approccio in grado di riassumere con una manciata di leggi interpretative gli ultimi 13,82 miliardi di anni di vita dell'universo: dal big bang al sistema solare, dagli oceani ai minerali, dai dinosauri ai primati, dall'arte rupestre alle guerre mondiali, dal nomadismo a internet. Al cuore di questa moderna narrazione delle origini c'è l'idea di una complessità crescente: la successione di condizioni fortunate e vantaggiose ha infatti permesso l'evoluzione di qualcosa di piccolo e semplice come un atomo in forme sempre più complesse, in un processo che continua a svolgersi sotto i nostri occhi. Oggi pensiamo di poter controllare il cambiamento, ma le attività umane hanno modificato la distribuzione e il numero degli organismi viventi, alterato la chimica degli oceani e dell'atmosfera, riorganizzato i paesaggi naturali e squilibrato gli antichi cicli chimici che presiedono alla circolazione di azoto, carbonio, ossigeno e fosforo. E le conseguenze potrebbero costituire una minaccia per tutti i risultati conquistati. Per questo bisogna impegnarsi affinché la complessità crescente conduca a una gestione consapevole dell'intera biosfera, magari imparando proprio dai nostri antenati. "Dall'origine" porta alla luce questo retaggio condiviso da tutti gli esseri umani, e ci prepara alle immense sfide e opportunità che abbiamo di fronte in questo momento cruciale della storia del nostro pianeta.

Grazie alla neuroplasticità, ogni volta che interagiamo con l'ambiente e con le macchine, i nostri neuroni mutano: si potenziano o si atrofizzano, attivano nuove connessioni o interrompono quelle già esistenti. La struttura del cervello è simile a una materia liquida e viscosa, capace di riplasmarsi. Dato che oggi molti stimoli ambientali provengono dalle tecnologie, che riescono a incastonarsi nelle nostre abitudini quotidiane, il rapporto tra mente e macchine diventa fondamentale. Quando utilizziamo un sistema digitale o un utensile "intelligente" ne subiamo l'azione. Ciò non è necessariamente un male, ma è indispensabile analizzare il fenomeno con un approccio multidisciplinare, che tenga conto degli aspetti tecnologici, psicologici e sociologici. Ad esempio, le macchine anti-edonistiche — sviluppate con il fine di delegare la forza di volontà alla tecnologia — stanno cambiando radicalmente l'essenza della nostra umanità. Calcolatrici e navigatori satellitari provocano la fossilizzazione cognitiva della mente. La digitalizzazione dei rapporti sociali ci fa innamorare con modalità imprevedibili. Macchine che stimolano in maniera incoerente la vista e il tatto possono potenziare le capacità sensoriali. Le modalità di condizionamento sono molte e variegate e di alcune abbiamo poca consapevolezza malgrado la loro diffusione. Forte di un'attiva ricerca nel settore della robotica e dell'intelligenza artificiale, Paolo Gallina mescola con equilibrio e ironia risultati scientifici ed esperienze quotidiane, facendoci comprendere i meccanismi consci e inconsci con cui la mente si fa condizionare, aiutare o persino "violentare" dalle macchine.

L'intelligenza artificiale non appartiene più a un futuro fantascientifico: è già qui, e sta cambiando il mondo uno smartphone alla volta. I medici la usano per diagnosticare i tumori; gli scienziati, per fare nuove scoperte in fisica e neuroscienze. Aziende e semplici appassionati la sperimentano in mille modi diversi: per rilevare fughe di gas, predire epidemie, salvare le api dall'estinzione. Eppure, quando si parla di IA, di solito è per risvegliare paure e alimentare inquietudini, che di volta in volta assumono le malvagie sembianze dei Borg di "Star Trek", di HAL9000 in "2001: Odissea nello spazio", o di colossi digitali avidi di informazioni su di noi come Google o Amazon. Secondo Nick Polson e James Scott, non può essere la paura, ma la curiosità, ad aiutarci a capire concretamente che cos'è l'IA, e soprattutto come funziona. Come impara un'automobile a guidare da sola? Come riesce Alexa a capire quello che le diciamo? Come fa Facebook a riconoscere i volti dei nostri amici, e Netflix a suggerirci serie tv così azzeccate? Attraverso le storie di sette scienziati geniali, "Numeri intelligenti" racconta le meraviglie del pensiero che si nascondono dietro l'IA e i meccanismi matematici che la muovono: scopriamo così che una materia considerata spesso astrusa e inaccessibile si basa in realtà su un pugno di idee matematiche sorprendentemente semplici, nate non nella Silicon Valley dei millennials, ma dalle intuizioni straordinarie di uomini e donne vissuti a volte secoli fa, che non potevano immaginare le immense opportunità della rivoluzione tecnologica che stiamo vivendo. Una rivoluzione che è solo all'inizio: c'è una moltitudine di problemi in attesa di buone soluzioni, e per trovarle è necessaria un'alleanza coraggiosa e consapevole tra la creatività umana e la potenza di calcolo dei supercomputer. Con e-book scaricabile fino al 30 giugno 2019.

Dai tempi di Galileo il metodo scientifico si articola in due grandi momenti: la sperimentazione controllata e la modellazione matematica dei fenomeni in studio. È un metodo semplice ma che funziona: unito alla creatività dell'uomo ha reso possibili uno straordinario sviluppo tecnologico e il miglioramento della qualità della vita di gran parte dell'umanità. Ma il metodo scientifico è anche un formidabile strumento per scoprire e interpretare il mondo e dare un senso a ciò che ci sta intorno. Per poterlo utilizzare al meglio è però necessario comprenderne le potenzialità e i limiti. Giovanni Straffelini si interroga sulle condizioni di validità del metodo scientifico, esaminando i pilastri che lo sostengono, vale a dire il realismo (ciò che noi osserviamo è oggettivo ed esiste indipendentemente da noi), la regolarità e l'uniformità della natura (la natura non è capricciosa) e il riduzionismo (i modelli scientifici poggiano su leggi sempre più fondamentali). L'autore, anche sulla scorta delle più recenti acquisizioni nel settore delle neuroscienze, mostra come questi pilastri siano spesso fragili e come possano essere resi più robusti attraverso la visione teista, che prevede la possibilità dell'intervento di Dio nel mondo. Certo non si tratta, sostiene Straffelini, di perorare l'immagine di un Dio tappabuchi, chiamato in causa per colmare i vuoti lasciati dalla scienza, ma di comprendere che la visione scientifica consapevole dei propri limiti e opportunamente integrata con quella teista permette di acquisire una concezione del mondo in grado di accompagnarci al meglio nella ricerca del suo significato e del nostro ruolo all'interno di esso.

Un intricato complesso di arti, pratiche di tintura e teorie della materia costituisce il nucleo della scienza alchemica, che si sviluppò attraverso una storia millenaria prima di trasformarsi nella chimica moderna. Arte spesso associata al Medioevo, l'alchimia ha in realtà origini molto più antiche, che affondano le proprie radici nell'Egitto greco-romano e nelle terre tra Bisanzio e Bagdad. Il volume ripercorre questa storia nei secoli che precedono la ricezione e lo sviluppo dell'alchimia nell'Occidente latino. Le principali fonti sono qui studiate assieme alle più importanti figire di alchimisti: dal mago persiano Ostane alle divinità, egizia Iside, dalla sapiente Maria l'Ebrea al filosofo greco Democrito, da Cleopatra e i sacerdoti dei templi egiziani a imperatori e dotti bizantini. L'alchimia antica è così indagata nei contesti sociali e culturali che ne determinarono la nascita, insistendo sui rapporti con discipline affini, come medicina e filosofia naturale. Specifiche sezioni del libro illustrano le tecniche e gli strumenti con cui gli alchimisti antichi tentarono di estrarre "spiriti" minerali, distillare acque coloranti, trasformare metalli vili in oro o produrre pietre preziose artificiali.

Randall Munroe, con i suoi fumetti stilizzati sulla scienza, la tecnologia, il linguaggio e l’amore fornisce risposte dettagliate e documentate alle domande più strampalate, che spaziano dal semplicemente bizzarro all’assolutamente diabolico: E se facessi una nuotata in una piscina di combustibile nucleare esausto? È possibile costruire uno zaino-jet utilizzando mitragliatrici che sparano verso il basso? E se New York venisse colpita da un terremoto di magnitudo 15 della scala Richter? Che cosa accadrebbe se il DNA di una persona svanisse? Nel tentativo di trovare delle risposte, Munroe conduce simulazioni al computer, spulcia appunti di ricerca di progetti militari declassificati, si consulta con operatori di un reattore nucleare, misura con un cronometro il tempo delle scene di Star Wars, chiama sua madre e cerca su Google animali dall’aspetto inquietante. Le sue risposte sono perle di umorismo e illustrano in maniera accurata e divertente ogni cosa, a partire dalle vostre probabilità di incontrare l’anima gemella fino ai molti modi orribili in cui potreste morire costruendo una tavola periodica degli elementi. Quando è Randall Munroe a guidarvi, la scienza diventa piuttosto strana molto in fretta. Lanciare una palla da baseball a velocità prossime a quelle della luce può radere al suolo interi isolati cittadini. Una mole di talpe può soffocare il pianeta sotto una coltre di carne. Yoda può impiegare la Forza per ricaricare la sua Smart elettrica. Un tripudio di informazioni istruttive per chiunque ami ragionare per ipotesi.

Il volume raccoglie oltre 500 termini dell'anatomia vinciana tratti dai fogli della collezione reale di Windsor e contribuisce ad arricchire la conoscenza del profilo di Leonardo. Lo studio mette in luce per la prima volta l'uso del latino da parte di Leonardo e offre una nuova riflessione sulla ricchezza del lessico leonardiano che si nutre sia dei termini della tradizione greco-latina (in latino e in volgare) sia delle parole tratte dalla lingua quotidiana nel tentativo di nominare le parti del corpo che i medici precedenti non avevano studiato.

Nel 1637 Pierre de Fermat, geniale innovatore della teoria dei numeri, formulò il suo ultimo, misterioso teorema, destinato a diventare fin da subito una delle sfide più affascinanti e coinvolgenti della storia della matematica: «Non esistono soluzioni intere positive all'equazione: x elevato alla n + y elevato alla n = z alla n se n è maggiore di 2». Un enigma presto iperbolizzato e consegnato al mito dalla morte del suo autore, che ne portò con sé nella tomba la soluzione: nessuna traccia, nessuna annotazione riemerse mai dalle sue carte manoscritte. Per risolvere l'arcano, l'unica possibilità era confrontarsi con esso fino allo sfinimento dell'intelligenza. Per secoli studiosi e matematici illustri hanno provato a sciogliere l'enigma, senza mai riuscirci. Fino a quando un foglio di carta con l'enunciato arrivò tra le mani di un bambino di dieci anni, Andrew Wiles, talmente stregato da quell'indovinello da decidere di dedicargli tutta la vita. Sarà proprio Wiles, diventato professore di Matematica all'Università di Princeton, a risolvere il mistero nel 1993 e a conquistare, grazie alla sua scoperta, la prestigiosa medaglia Fields, il premio Nobel della matematica. Una vicenda passata alla storia e ricostruita da Amir D. Aczel nell'"Enigma di Fermat", la cui narrazione si trasforma in un'occasione per raccontare intrighi e amicizie tra i matematici più illustri degli ultimi trecento anni. Un caso scientifico che affonda le sue radici nell'antica Grecia di Pitagora e ci porta fino alle nostre aule universitarie, mostrando a ciascuno di noi lo straordinario fascino - e talvolta anche la grande malinconia - che i segreti della matematica sanno esercitare su chi ha il coraggio di affrontarli. Soprattutto se si tratta di uno degli enigmi scientifici più difficili e impenetrabili mai formulati da un essere umano.

"Il ricercatore, nel suo sforzo di esprimere matematicamente le leggi fondamentali della Natura, deve mirare soprattutto alla bellezza?" Così scrive il grande fisico teorico Paul Dirac, le cui riflessioni sono raccolte qui per la prima volta. Il principio di bellezza matematica svolge secondo Dirac una duplice funzione. Nel contesto della scoperta, la bellezza determina la direzione della ricerca, nel contesto della giustificazione - ed è questa la, tesi più forte -, la bellezza è la qualità che permette di giudicare una teoria, più ancora dell'accordo con le osservazioni. Nella sua scienza, Dirac usò con impareggiabile efficacia il criterio di bellezza come un modo per trovare la verità.

Di che cosa parliamo quando parliamo di ‘scienza’? O meglio, al plurale, di scienze sperimentali della natura? Che caratteristiche distintive, che scopi, che possibilità hanno queste scienze? Sono capaci di farci conoscere la verità sul mondo? E le entità delle quali esse parlano ma che non incontriamo nella nostra esperienza ordinaria, dobbiamo ritenere che esistano davvero, oppure si tratta di ipotesi, magari di finzioni, o comunque di mezzi utili per la scienza, che, però, non è il caso di considerare come il vero ‘arredo ontologico’ del mondo? ‘Realismo scientifico’ e ‘antirealismo scientifico’ sono categorie che individuano due modalità di fondo diverse di guardare alla scienza e dalle quali derivano risposte alternative a queste e a molte altre domande. Questo libro rappresenta un'introduzione di carattere sia teorico che storico in materia. Esso offre, in primo luogo, una presentazione sistematica di questo ambito di ricerca, e quindi ripercorre le principali tappe del dibattito contemporaneo in proposito.