Come i Lillipuziani davanti a Gulliver, non possiamo non essere affascinati dall'immensità dell'universo. Esistono stelle, le supernovae, che sono 10 miliardi di volte più luminose del Sole. Nel 2012 è stato scoperto un buco nero con una massa pari a 17 miliardi di volte la massa solare. Un airbus che volasse nella Via Lattea impiegherebbe 120 miliardi di anni per attraversarla da un capo all'altro. Ma lo stesso stupore si prova di fronte all'universo dell'infinitamente piccolo: il mondo dei microbi, delle molecole e delle particelle elementari come i fotoni o l'ormai celeberrimo bosone di Higgs, fino al vuoto, che in realtà è pieno di attività energetica. Werner Kinnebrock stuzzica e alimenta nel lettore la curiosità e il piacere della scoperta, guidandolo fra le meraviglie del micro e del macrocosmo.
Questo libro vuole essere un invito alla meraviglia e alla gratitudine per la straordinaria avventura che è la vita e per lo sconfinato mistero di cui facciamo parte. Ripercorrendo brevemente il cammino della fisica nel corso del XX secolo, partendo dalla iniziale assunzione di un mondo oggettivamente dato, andiamo scoprendo come questa premessa sia entrata in crisi e come la dimensione della coscienza sia rientrata prepotentemente nel campo dell'indagine. Interpretare in maniera coerente i dati oggi disponibili ci porta a riesaminare le premesse filosofiche dell'impresa scientifica, recuperando il primato dell'esperienza e il ruolo della coscienza. Il fatto che la coscienza si dia sempre come coscienza di un mondo ci porta a credere in un mondo di materia oggettivamente esistente "là fuori" e in un osservatore localizzato "qui dentro" (nella mia testa?). Ma la fisica quantistica è incompatibile con questa rappresentazione e suggerisce piuttosto una concezione della materia come forma del processo della coscienza. Il mondo non è dunque un mondo di cose, di oggetti, che un'astratta coscienza manipola a suo piacimento. Il mondo e noi siamo espressione della stessa creatività della coscienza, onde nell'oceano dell'esperienza. Cessare di identificarci con una singola onda e comprendere la nostra natura oceanica è la pace. A questa pace aspira il mondo intero.
Il cuore elettronico dei congegni ultramoderni che usiamo tutti i giorni - dal computer all'automobile, dagli elettrodomestici al cellulare -è governato da una teoria matematica, l'algebra booleana, che risale al XIX secolo. Ma in che modo un principio logico-scientifico (di una raffinatezza e un fascino straordinari) definito due secoli fa ha gettato le basi della tecnologia odierna, che somiglia più alla fantascienza che non alla storia della matematica? Paul Nahin accompagna il lettore nella vita del matematico di epoca vittoriana George Boole, e in quella di Claude Shannon, ingegnere e pioniere della teoria dell'informazione, e ci racconta come due uomini vissuti a cent'anni di distanza l'uno dall'altro siano diventati i padri fondatori dell'era digitale.
Nella scienza i capolavori sono rari come nelle arti. Per essere tali, in loro la perfezione deve uguagliare la dirompenza. Perché rivoluzionano il mondo, alla lettera. John Gribbin non esita a spendere la parola "capolavoro" per la teoria generale della relatività, che lo stesso Albert Einstein definì "la scoperta più preziosa della mia vita... una teoria di incomparabile bellezza". Quando la elaborò nella forma che conosciamo era trascorso un decennio dal 1905, ritenuto concordemente dagli studiosi il suo annus mirabilis: pochi mesi leggendari durante i quali, in un impeto di creatività scientifica che non si era più registrato dai tempi di Newton, aveva concepito anche la teoria ristretta della relatività e scoperto la legge dell'effetto fotoelettrico, che gli avrebbe poi valso il premio Nobel nel 1921. Gribbin tuttavia rivede l'opinione comune, posticipando il vero miracolo dal 1905 al 1915, quindi alla generalizzazione della teoria, questa sì in sconvolgente anticipo sui tempi della ricerca. L'estensione della relatività dagli oggetti che si muovono a velocità costante in linea retta al moto accelerato e alla gravità compie il prodigio di descrivere il nostro Universo e tutto lo spaziotempo che contiene. Nel secolo trascorso da allora, ciò che suscitò sconcerto si è via via consolidato, soprattutto durante gli ultimi cinquant'anni, come una delle teorie più comprovate dell'intera storia della scienza.
Il Burj Khalifa – il grattacielo di Dubai – è decisamente diverso dal pacchetto Office di Microsoft, e il codice a barre non funziona allo stesso modo di una rete di telecomunicazioni. Eppure, queste opere ingegneristiche hanno molto in comune. Guru Madhavan indaga il particolare stile di pensiero degli ingegneri rivelando l’enorme influenza che esercitano grazie alla loro capacità di trasformare i problemi in opportunità. Il racconto che ne deriva mette insieme i grandi innovatori – tra cui Thomas Edison, i fratelli Wright, Steve Jobs – e le più diverse invenzioni, dal Bancomat e dai codici di avviamento postale ai pannolini usa e getta. Madhavan individua uno strumento intellettuale flessibile nel pensiero sistemico modulare, che coglie una struttura dove apparentemente non c’è, e spiega perché concetti quali ricombinazione, pensiero per prototipi, affidabilità, standardizzazione, ottimizzazione e bilanciamento vengano applicati in campi tanto diversi quanto lo sono i trasporti, il commercio, la sanità o lo spettacolo. Come pensano gli ingegneri, ricco di note personali e intuizioni profonde, indica infine la via lungo la quale le strategie prese in prestito dall’ingegneria potranno contribuire a risolvere molti dei problemi che la società dovrà affrontare in futuro.
Guru Madhavan è bioingegnere e consulente politico. Svolge attività di ricerca presso la National Academy of Sciences e il Forum economico mondiale di Davos l’ha nominato tra i quaranta migliori giovani scienziati nel 2013. Vive a Washington, DC.
Quando Einstein divenne universalmente famoso, quando cioè iniziò a delinearsi quell'icona della scienza e dell'intelligenza che noi oggi conosciamo, il "New York Times" scrisse che i suoi lavori potevano essere capiti solo da una dozzina di uomini in tutto il mondo. Cent'anni dopo, le due teorie della relatività - la relatività ristretta del 1905 e la relatività generale del 1915, poi pubblicata nel 1916 - sono entrate a pieno diritto nel sapere comune e persino nella nostra vita quotidiana. Le idee proposte in quegli scritti originali, all'inizio del Novecento - orologi che rallentano il loro corso, spazi che si deformano, raggi luminosi che si piegano - non sono più appannaggio di pochi, sono a tutti gli effetti parte integrante della nostra vita. Pochissimi scienziati potrebbero vantare un primato simile. Che un lascito così imponente sia stato concepito in poche pagine, in due soli articoli scientifici, è poi doppiamente notevole, così come è quasi incredibile che ancora oggi - a distanza di un secolo! - nelle università di tutto il mondo si insegni la teoria einsteiniana sulla falsariga di quei due articoli originali, gli stessi che vengono proposti qui in traduzione italiana, assieme alla prefazione esplicativa di Vincenzo Barone.
Noi siamo il nostro comportamento, e il comportamento umano è prodotto dall'attività del cervello. Comportamento e cervello umani sono a loro volta il risultato di centinaia di migliaia di anni di evoluzione avvenuta sotto la pressione di fattori selettivi molto diversi tra loro e dalle nostre attuali quotidiane condizioni di vita. Ne consegue che non sempre un cervello individuale o il comportamento di una persona sono consonanti con il mondo che i cervelli collettivi hanno creato, e che le nostre naturali imperfezioni possono risultare dissonanti, predisponendoci ad ammalarci o rendendoci individualmente poco adatti al complesso di abitudini e relazioni nel quale si svolge la nostra vita. Nell'insieme però funzioniamo bene, soprattutto quando decidiamo usando informazioni controllate e siamo lasciati liberi di agire. Il libro illustra attraverso numerosi esempi sia le conseguenze mediche delle imperfezioni umane, in particolare per quel che riguarda le malattie mentali e i disturbi alimentari, sia in che modo il "legno storto" di cui siamo fatti si manifesta attraverso tratti non clinici del comportamento umano come i cosiddetti vizi capitali o le preferenze politiche. Ma descrive anche perché e come la scienza, la più straordinaria delle invenzioni umane, ci ha migliorati.
Cosa fa sì che un bambino o una bambina cresca omosessuale o eterosessuale? Simon LeVay indaga l'orientamento sessuale da una prospettiva biologica e lo considera il risultato dell'interazione tra geni, ormoni sessuali e processi di sviluppo a livello cerebrale e somatico. In un famoso lavoro pubblicato su Science nel 1991, LeVay aveva identificato una differenza nella struttura dell'ipotalamo di uomini gay ed eterosessuali: da allora un numero crescente di ricercatori si è dedicato allo studio delle radici biologiche dell'orientamento sessuale. In questo libro LeVay spiega in modo accessibile a tutti i risultati finora raggiunti dalla ricerca, conducendo il lettore in un viaggio affascinante nei laboratori di genetica, endocrinologia, neuroscienze, psicologia cognitiva e psicologia evoluzionistica. La conclusione generale è chiara: differenze genetiche, variabilità dei processi biologici ed effetti del feedback ambientale interagiscono in maniera complessa nei diversi individui determinando l'orientamento sessuale e le sue sfumature.
"L'essenziale di biologia molecolare della cellula" è un testo pensato per fornire i principi fondamentali che servono a comprendere sia le questioni biomediche sia quelle biologiche più ampie, con l'obiettivo di spiegare anche a chi si avvicina per la prima volta alla biologia come funziona la cellula, mostrando come le proteine, il DNA e l'RNA cooperano nel creare questo straordinario sistema che si nutre, risponde agli stimoli, si muove, cresce e si riproduce. La quarta edizione è stata aggiornata con nuove tecniche sperimentali quali gli RNAi, l'optogenetica, l'applicazione di nuove tecnologie di sequenziamento del DNA e l'uso di organismi mutanti per esplorare gli squilibri che stanno alla base delle patologie umane. Tra i temi medici rilevanti compaiono le colture cellulari per scopi clinici, i primi geni candidati per l'autismo e le cellule pluripotenti staminali indotte, i cambiamenti di vie regolatorie chiave nel cancro, le proteine amiloidi e il loro ruolo nelle malattie di Alzheimer e Huntington, l'uso del sequenziamento genomico per identificare le mutazioni che predispongono alle malattie.
"Voglio raccontare la tua vita come non è mai stato fatto prima". Annalisa Chirico irrompe così nella quotidianità del professor Umberto Veronesi. Gli propone un viaggio tra i ricordi per ripercorrere la "risalita controcorrente" di quel ragazzino che, nato da una famiglia di contadini della pianura lombarda è incluso per ben due volte nella rosa finale dei candidati al Nobel per la medicina. Nel dialogo serrato tra la giovane giornalista e l'uomo di scienza due generazioni si confrontano sui grandi temi dell'esistenza l'amore, le passioni, la morte, la pace, la religione - e sugli avvenimenti della storia e dell'attualità. Ne emerge il resoconto di una battaglia quotidiana tra desideri, tentazioni, aspettarive e bisogni. "La lezione che il professore consegna ai lettori è - nelle parole di Annalisa Chirico - l'umiltà dell'essere. È un uomo senza pretese da superuomo che si scopre in modo inedito nella propria umanità, finanche negli aspetti più intimi e delicati, con l'inevitabile carico di ridicolo che la vita di ciascuno di noi porta con sé".
"Ho amato questo libro dalla prima pagina. Dice l’essenziale, e l’essenziale qui è la passione per il fascino della fisica. Un libro da bere d’un fiato."
Carlo Rovelli
In un ristorante cinese fuori Filadelfia un padre chiede alla figlia quindicenne: “Come definiresti il nulla?”. Per trovare la risposta, la ragazza intraprenderà con lui una caccia ai più grandi enigmi dell’universo che trasformerà la sua vita, affrontando senza paura i draghi della relatività generale e della meccanica quantistica. Questo libro è il resoconto di quell’appassionata esplorazione del mondo della fisica. Strada facendo, i Gefter si sono imbattuti nelle bizzarrie della scienza e in personalità ancor più stravaganti. Scoprendo qualcosa di sconvolgente: gli albori di un imponente cambio di paradigma in cosmologia, da un unico universo che tutti condividiamo a una realtà frammentaria in cui ogni osservatore ha il proprio mondo. Ben al di là di qualsiasi immaginazione – persino di quella di Einstein –, la realtà dipende radicalmente dall’osservatore, con conseguenze di incalcolabile portata per la nostra comprensione dell’origine del cosmo. Spassoso e insieme profondo, Due intrusi nel mondo di Einstein si rivela un entusiasmante intrecciarsi di narrazione e scienza. Alla fine non guarderete più l’universo nello stesso modo.
L'autrice
Amanda Gefter è giornalista scientifica e si occupa di fisica. Ha tenuto conferenze su scienza e giornalismo a Harvard e al mit. Suoi articoli sono apparsi in Scientific American, New Scientist, Astronomy, Mercury e Forbes.
Perché i film ci appaiono così reali mentre sono tanto scopertamente artificiali? Perché, pur restando fermi nelle nostre poltrone, abbiamo la sensazione di muoverci e orientarci nello spazio virtuale dello schermo? Un neuroscienziato e un teorico del cinema analizzano alcuni grandi capolavori (Notorious, Persona, Shining, Il silenzio degli innocenti) a partire dal tipo di coinvolgimento che questi film esercitano sul corpo degli spettatori e dalle forme di simulazione prodotte dai movimenti della macchina da presa e dal montaggio. Le analisi sono sostenute da esperimenti neuroscientifici e sono ispirate dalla scoperta dei neuroni specchio e dalla teoria della "simulazione incarnata". L'obiettivo è comprendere i molteplici meccanismi di risonanza che costituiscono uno dei grandi segreti dell'arte cinematografica e riflettere sul potere delle immagini in movimento, che in forme sempre più nuove e pervasive fanno parte della nostra vita di tutti i giorni.
