Cosa sappiamo davvero del pianeta che abitiamo, del cosmo che lo ospita, della loro nascita ed evoluzione? Una domanda solo in apparenza elementare, che nasconde in realtà la sfida più difficile, ma anche più nobile della storia dell'uomo: il progresso verso la conoscenza. Un progresso che ci sta aprendo orizzonti straordinari - reso possibile da scienziati a volte incompresi, capaci di superare convinzioni errate - fatto di esperimenti ambiziosi, di ricerche liquidate come impossibili e, appunto, delle grandi domande a cui vogliamo dare una risposta. Cosa sono il tempo e lo spazio? Come sono collegati al Big Bang? Qual è il nostro posto nell'universo? Da dove veniamo? Cosa ci attende in futuro? Siamo una specie interplanetaria o addirittura interstellare? Quali sono i confini attuali della cosmologia, dove potrà spingersi il nostro sapere nei prossimi anni e decenni? Fisico sperimentale tra i più importanti del panorama internazionale, già direttore dell'Agenzia Spaziale Italiana e responsabile di studi che hanno indagato i misteri del cosmo (per esempio quello coordinato assieme al premio Nobel C.C. Ting), Roberto Battiston è anche un divulgatore capace di guidarci con mano esperta e piglio narrativo alla scoperta dei più profondi misteri dello spazio. Questioni spinose - come la composizione di energia e materia oscura, la cui esistenza possiamo esplorare solo attraverso calcoli matematici e osservazioni indirette - e figure di spicco, scienziati semidimenticati e intuizioni rivoluzionarie, grandi conquiste e passi ancora da compiere, convinzioni ormai superate e nuove rivelazioni che si affacciano all'orizzonte... Da sempre in prima linea nelle ricerche più avanzate, Battiston è pronto a svelarci tutto questo e molto di più, delineando per noi lo sconcertante percorso intellettuale che ci ha portati all'attuale comprensione dell'universo, e intrecciando alle scoperte più recenti la passione e l'ambizione degli uomini che le hanno rese possibili.
Chiunque si occupi di raccolta e analisi dei dati lo sa bene, o almeno dovrebbe: le informazioni che non conosciamo possono essere altrettanto importanti di quelle che abbiamo a disposizione. Ha senso affermare che un prodotto è efficace perché ha solo recensioni favorevoli? Ed è davvero possibile prevedere il buon esito di un trattamento medico sulla base di un campione che, per quanto ampio, non corrisponde alla totalità dei casi? Considerazioni analoghe si possono applicare alla nostra vita di tutti i giorni: perché invidiare una persona per i successi messi in mostra sui social network, quando i suoi fallimenti ci vengono opportunamente nascosti? In un’epoca dominata dai big data, conviene prestare maggiore attenzione al rovescio della medaglia, ovvero ai dati che sappiamo di non avere o – peggio ancora – che crediamo erroneamente di possedere. Simili alla materia oscura che elude le rilevazioni dei cosmologi, i dark data influenzano ogni campo di studio e di lavoro, dalla ricerca medica all’industria, dalle politiche pubbliche e sociali al settore finanziario, e sono molto più numerosi di quanto pensiamo. Sottostimarli è dunque un grave rischio, che può portare a costruire modelli fuorvianti e inesatti, con conseguenze talvolta catastrofiche. Al contrario, smascherare questi numeri «traditori» e imparare a gestire i problemi che essi provocano può portare vantaggi nella nostra sfera professionale e in quella personale. I dark data ci insegnano, infatti, a capovolgere il modo di considerare l’analisi dei dati, facendoci comprendere più a fondo l’universo dell’informazione e ad affrontare l’imprevedibile in maniera più consapevole e ponderata.
La scienza non è democratica: possono dire la loro solo quelli che hanno sudato sui libri e possiedono un metodo rigoroso per distinguere la verità dalla bugia. Non i "somari" (con rispetto per gli animali) che, pur non avendo la minima nozione di medicina o di biologia, pur non sapendo cos'è un virus e come funziona un vaccino, pretendono di convincerci che «dieci vaccini sono troppi», «le malattie guariscono da sole o grazie ai rimedi naturali», «le vaccinazioni arricchiscono solo l'industria farmaceutica e quelli che sono sul suo libro paga». Roberto Burioni ne ha incontrati parecchi e li ha combattuti, e li combatte anche in questo libro, perché, certo, le verità che la scienza ci offre sono sempre parziali e in divenire, ma l'alternativa è costituita dal buio, dall'oscurantismo e, quando si scherza con la salute, anche dalla morte.
La creatività: una delle doti peculiari dell'Homo sapiens, qualcosa che ci definisce come specie e come individui; la capacità, a lungo ritenuta unica, di realizzare opere d'arte o trovare soluzioni innovative ai problemi e agli stimoli del mondo. Grazie a essa abbiamo creato macchine sempre più avanzate, ormai in grado di superarci in molti ambiti. Ma se il sogno di riprodurre le caratteristiche della mente umana è antichissimo, lo sviluppo di una vera e propria intelligenza artificiale - in grado di apprendere dall'esperienza e migliorarsi - è un percorso ben più recente. Oggi che l'intelligenza artificiale è una realtà in via di affermazione, la domanda è: potrebbe a sua volta dimostrarsi creativa? Musica, arti visive, letteratura, matematica, persino l'elaborazione di una nuova lingua: i passi avanti in questi campi sono stati enormi, e tali da far ritenere che si sia sulla strada giusta per raggiungere traguardi un tempo impensabili. Possibile che, in un futuro prossimo, le macchine siano in grado di aiutarci a tener viva la nostra immaginazione? Marcus du Sautoy - studioso e divulgatore di fama internazionale - ripercorre in questo libro i progressi compiuti negli ultimi anni dal machine learning, oltre a esaminare la natura profonda della creatività umana e a descrivere i processi matematici che vi sono implicati. Il risultato è un volume ricco e affascinante, che offre un'analisi innovativa del mondo dell'IA e dell'essenza di ciò che chiamiamo «essere umano».
Per tutta la vita, Stephen Hawking si è dedicato a indagare il mondo attraverso la lente della fisica, maneggiando concetti complicatissimi in bilico tra scienza e filosofia: dalla natura dei buchi neri all’origine del tempo, fino alla ricerca di un senso per la nostra esperienza su questo sperduto pianeta, ai confini di una remota galassia sospesa nell’impressionante vastità del cosmo. Ma, mentre sfidava con acume e coraggio i misteri dell’universo, si è anche speso per raccontare a tutti noi le sue intuizioni, per renderle comprensibili e farle diventare un bagaglio culturale condiviso. E, sensibile tanto al fascino della natura quanto ai problemi dell’uomo, ha scritto libri di divulgazione diventati bestseller nonostante la difficoltà degli argomenti trattati. In questo volume, risponde alle grandi domande – scientifiche ed esistenziali – che hanno accompagnato non solo la sua vita, ma buona parte della storia della nostra civiltà. Come è iniziato tutto quanto? È possibile viaggiare nel tempo? Possiamo predire il futuro? Esiste un Dio? Ci sono altre forme di vita intelligente nell’universo? Riuscirà l’homo sapiens a sopravvivere sulla Terra, e a non distruggere il suo pianeta natale? Colonizzeremo mai lo spazio? Quesiti affascinanti e immortali, affrontati con il piglio dello scienziato geniale, la chiarezza dell’insuperabile divulgatore e lo spirito del grande uomo, affinché nessuno si senta perso davanti ai misteri dell’esistenza. In fondo, come diceva l’autore, neanche «i buchi neri sono le prigioni eterne che pensavamo. Se vi sentite intrappolati in un buco nero, non mollate, c’è sempre una via di uscita».
Gianumberto Accinelli ci insegna che la natura è fatta di caos e meraviglia, ci trascina nel grande romanzo del cosmo e ci invita a guardarci intorno con uno sguardo nuovo.
La luce solare è capace di trasformare il nostro pianeta in un luogo ricco di storie intricate e affascinanti. Basta un raggio, uno soltanto, per accendere il meccanismo che da milioni di anni fa girare il mondo, permettendo alle piante di crescere, alle api di volare, agli animali di rincorrersi e ai loro corpi di spirare. Una sequenza apparentemente perfetta, ma in realtà piena di contrattempi, perché nel cerchio della vita problemi e soluzioni si susseguono senza sosta. A questo servono i raggi di sole: non a spiegarci come funziona l'universo, ma a illuminarne la complessità. Dai fili d'erba, che si nutrono esclusivamente di luce, agli erbivori che la cercano ruminando nel verde, l'energia del sole si sposta di bocca in bocca incontrando storie straordinarie: alberi immortali, coccinelle ferocissime, fiori disposti a tutto per farsi impollinare. Raccontando il percorso di un raggio di sole dal momento in cui lascia lo spazio siderale a quello in cui vi fa ritorno dopo aver visitato ogni angolo della Terra, Gianumberto Accinelli ci insegna che la natura non è fatta di regole e risposte, ma di caos e meraviglia. Con un linguaggio semplice e incantevole, ci trascina nel grande romanzo del cosmo e ci invita a guardarci intorno con uno sguardo completamente nuovo, perché anche dentro ciò che ci appare piccolo, o brutto, o insignificante, si nasconde un tesoro prezioso: un tesoro fatto di luce.
Di cosa parliamo quando parliamo di progresso? Ci stiamo evolvendo verso una catastrofe o verso la libertà? Oppure siamo bloccati nel processo evolutivo dai nostri bisogni materiali? Come potrebbe essere un mondo in cui il progresso si sia fermato?
In realtà, ci rassicura Edoardo Boncinelli, «siamo ancora abbastanza lontani da una presunta fine del progresso», ma è proprio per questo che «abbiamo il dovere di capire quello che sta succedendo, con la mente aperta e senza farci confondere da timori e paure». Dallo sfregare due pietre insieme per ottenere una scintilla fino all'esplorazione dello spazio, dalle questioni di fede alle teorie di Darwin, dai disegni primitivi nelle grotte allo studio sulle mutazioni genetiche, Boncinelli racconta con straordinaria chiarezza l'origine della nostra specie e i fenomeni che hanno rivoluzionato la storia dell'umanità. Soffermandosi in particolare sulla straordinaria abilità dell'animale umano di interessarsi anche ad attività che non sono strettamente necessarie dal punto di vista biologico. «Potremmo pensare che se la vita ha un fine – e secondo me non ce l'ha – potrebbe essere quello di renderci sempre più liberi dai nostri bisogni biologici, liberi di compiere quei gesti gratuiti che ci danno piacere, che da un lato sembrano futili, ma dall'altro sono quelli che ci rendono umani.» Poiché il nostro scopo va ricercato ancora prima delle nostre origini, ancora prima dei sapiens e del Big Bang tra le stelle di cui siamo fatti. E verso le stelle conduce il nostro cammino.
Alla metà degli anni Settanta, Stephen Hawking fece una serie di scoperte inquietanti, secondo cui i buchi neri potrebbero evaporare, o anche esplodere, e distruggere tutta l'informazione della materia caduta al loro interno. I fisici hanno impiegato i successivi quarant'anni a mettere ordine alle conseguenze di questo risultato, finora indimostrato. In queste due lezioni, Hawking ritorna sul tema chiave della sua ricerca per raccontarci qual è il punto della situazione, e cosa rimane da capire sullo spazio, sul tempo, sulla nostra parte nell'universo. "I buchi neri rappresentano una sfida al principio più fondamentale che riguarda la prevedibilità dell'universo e la certezza della storia", scrive. E ci coinvolge nell'ultima puntata di un'appassionata disputa scientifica, iniziata parecchi anni fa, tra la fisica classica della relatività generale e la fisica quantistica.
Questo libro è il resoconto di un viaggio cosmico dalla Terra alla Luna e oltre, tra i pianeti e i satelliti del Sistema Solare. A guidare la navicella è Piergiorgio Odifreddi, che ha arruolato come membri del suo equipaggio Plutarco, il grande storico e filosofo antico, Keplero, uno dei fondatori dell'astronomia moderna, e Huygens, il maggiore scienziato vissuto nel mezzo secolo che separò Keplero e Galileo da Newton. Nel corso della sua missione Odifreddi traduce tre loro brevi capolavori, sorprendentemente legati l'uno all'altro, ne sottolinea le mirabili anticipazioni e gli intriganti errori, e non si lascia sfuggire l'occasione per spaziare dalla mitologia alla fantascienza, dalla letteratura al cinema, e dalle primordiali idee della fisica antica alle sofisticate fotografie dell'astronomia moderna. Leggendo il volto della Luna di Plutarco scopriamo quanto i Greci sapessero di meccanica e di ottica. Questa vasta conoscenza permise loro non solo di spiegare correttamente le eclissi e le maree, ma anche di affrontare scientificamente una serie di fantasiose problematiche umanistiche a proposito della Luna, dalla presenza dei mari all'esistenza dei Seleniti, partendo dalla domanda: perché la Luna ci appare come un volto umano? Un millennio e mezzo dopo Keplero fu stimolato dalla lettura del Volto della Luna e ne trasse l'ispirazione per il proprio Sogno, che Borges considerò l'atto di nascita della fantascienza moderna. Nel suo racconto si pose un'altra stimolante domanda: come apparirebbe la Terra vista dalla Luna? E le diede la risposta corretta, oggi confermata dagli astronauti, ma largamente ignorata dal pubblico. Mezzo secolo dopo Huygens prese a sua volta spunto dal Sogno, e nell'Osservatore cosmico si pose una domanda ancora più ambiziosa di quella di Keplero: come si vedrebbe il cielo dagli altri pianeti e satelliti del Sistema Solare? In particolare, da Saturno, del quale egli stesso aveva congetturato gli anelli, e da Titano, che aveva egli stesso scoperto? Leggere questo libro significa dunque intraprendere un viaggio nel tempo storico e nello spazio cosmico insieme a Plutarco, Keplero e Huygens. Per secoli essi si sono limitati a conversare a distanza, ma ora Odifreddi li riunisce in una stessa navicella, e li mette a confronto in un'opera che coniuga l'umanesimo e la classicità con la scienza e la modernità.
In questo saggio Philip Ball racconta la storia dei colori, dai pigmenti minerali ai coloranti organici all'artificio dei prodotti della chimica. Grazie alla sua interpretazione del linguaggio cromatico, scopriamo che un particolare pigmento "parla" di sangue e clorofilla, mentre un altro rievoca lo zolfo e il mercurio degli alchimisti; impariamo le ragioni fisico-chimiche per cui il tempo ridipinge le tele; ci rendiamo conto di come spesso sia stata la quantità dei colori sulla tavolozza a limitare la creatività dei pittori, tanto che è possibile collegare la rivoluzione del Rinascimento veneziano alla disponibilità di nuovi pigmenti, e la comparsa dei prodotti chimici applicati all'industria alla nascita dell'Impressionismo.
La matematica è rivoluzionaria. Attinge alla dimensione della libertà umana per creare mondi diversi e opposti, negando un codice già affermato per strutturarne liberamente un altro. Affermazioni matematiche all'apparenza inutili o sbagliate preannunciano quasi sempre vere e proprie rivoluzioni del pensiero. Il teorema di Bayes, per esempio, da puro gioco intellettuale è diventato un pilastro della diagnostica medica, della scienza forense, delle neuroscienze e nelle ricerche sull'intelligenza artificiale. In un viaggio che dai filosofi greci ci conduce alla Ultimate Machine di Claude Shannon, l'autore ci mostra che la matematica è rivoluzionaria anche in un modo più profondo: ci mette in grado di capire il mondo e di partecipare alla costruzione della società; di sconfiggere il tiranno: quello vero, ma soprattutto quello generato dal nostro stesso pensiero. Tutti possiamo intervenire, decidere se un ragionamento è corretto o meno, e tutti possiamo accedere agli assiomi iniziali e alle regole usate per svilupparli. Nel mondo fantastico dei numeri e dei teoremi non ci sono limiti all'immaginazione e in questo esercizio di fantasia siamo tutti liberi e tutti uguali. Non c'è nulla di controverso. "Sire", spiegò ad Alessandro Magno il suo precettore Menecmo, "in geografia esistono strade per i re e strade per il popolo, ma in geometria c'è un'unica strada per tutti."
Dalla fine del XIX secolo, l'Osservatorio astronomico di Harvard iniziò ad assumere alcune donne come "calcolatori umani". L'"harem" - così veniva talvolta deriso il personale femminile - era formato da signore di tutte le età: esperte di matematica, astronome dilettanti, mogli, sorelle e figlie dei professori; alcune laureate, altre semplicemente appassionate. Attraverso l'"universo di vetro" che avevano a disposizione, formato da circa mezzo milione di lastre fotografiche su cui erano impresse le immagini delle stelle, queste studiose fecero alcune scoperte straordinarie: svilupparono un sistema di classificazione che fu accettato a livello internazionale ed è ancora in uso; intuirono la verità sulla composizione chimica dei cieli, e definirono una scala per misurare le distanze nello spazio. Alla loro storia Dava Sobel dedica il suo libro più appassionato, arricchito dai testi inediti di diari e lettere: "Quando hanno letto i nomi dei membri" scrive Annie Jump Cannon, una delle protagoniste, "mi sono assai meravigliata di scoprire che ero stata inserita nella Commissione per la classificazione degli spettri stellari, e una delle esperienze inattese è stata la riunione con i suoi membri. Sedevano a un lungo tavolo, quegli uomini provenienti da varie nazioni, e io ero l'unica donna". Era stata lei a studiare per anni gli spettri stellari, e fu lei a parlare per tutto il tempo.