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Moving glaciers


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Do glaciers move? Oh yes. Check this out.


Ghiacciaio Fellaria (IT)

Self-Driving cars - Since 1960


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Chernobyl


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An absolute masterpiece. Incredibly well done. Amazing picture. Terrifying (real) story. Simply can't be missed.

Lo sguardo del matematico


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L’artista, il musicista e il poeta percepiscono le meraviglie del mondo attorno a sé, raffigurandole e trasfigurandole nelle loro opere. Osservano i variopinti colori dei fiori nei prati, riproducendoli in tele realiste o impressioniste. Ascoltano i gorgheggianti canti degli uccelli, riverberandoli in composizioni pastorali. Guardano oltre una siepe, fingendosi sovrumani silenzi e profondissima quiete. Osservano la danza della graziosa e silenziosa Luna, domandandosi che ci fa in cielo. 

I loro sensi raffinati e le loro sensibilità affinate li candidano ad essere l’avanguardia emotiva di tutti noi, più poveri di spirito, che li eleggiamo a interpreti spirituali dell’umanità. Le loro tele sono esposte nei musei, le loro musiche risuonano nelle sale di concerto, i loro versi sono recitati sui palcoscenici e citati nelle conversazioni. I loro nomi, le loro vite e le loro opere costituiscono la storia della Cultura Universale, e saturano le biblioteche, le librerie e gli spazi culturali dei giornali, delle radio e delle televisioni. 

The rest is dross, “il resto è scoria”, cantava uno dei loro massimi interpreti. Eppure, ci sono molte più cose in cielo e in terra di quante se ne sognino la poesia, la musica e l’arte. Queste cose non sono percepibili con i sensi e la sensibilità dell’umanesimo, e richiedono l’affinamento di un pensiero e di un linguaggio tanto raffinati, che “intender non li può chi non li prova”. Ne ebbe sentore lo stesso Dante, che arrivato al cospetto di Dio fu costretto a deporre le proprie penne, e a dichiarare il venir meno della propria pur alta fantasia. 

E’ proprio quando si passa dalle opere del creato ai pensieri di un metaforico Creatore, che l’umanesimo finisce e inizia la matematica. Ma rispetto all’artista, al musicista o al poeta, il matematico va oltre, e non altrove. E la sua visione del mondo non sottrae bellezza alla descrizione dell’umanista, ma gliene aggiunge. Perché la bellezza c’è a tutti i livelli della Natura, dal microcosmo al macrocosmo: non solo al livello antropico, al quale siamo tutti abituati e allertati, ma che rimane marginale e secondario rispetto al tutto. 

Ad esempio, quando il matematico osserva un fiore, dietro al numero dei suoi petali nota la successione di Fibonacci e la proporzione aurea alla quale essa tende. Dietro ai suoi colori, riconosce le lunghezze e le frequenze di velocissime onde luminose. Dietro alle infinite gradazioni della tavolozza della Natura o del pittore, isola le tre lunghezze corrispondenti ai tre colori fondamentali intercettati dai tre tipi di coni della retina dei nostri occhi. Dietro alla “luce visibile”, identifica la piccola finestra aperta dalla nostra vista sullo spettro elettromagnetico, e ne riconosce molte altre aperte dalla scienza del Novecento, dalle onde radio alle microonde ai raggi X. 

E poi, quando il matematico ascolta il canto di un uccello, dietro alla sua altezza e al suo volume riconosce la lunghezza e l’ampiezza di più lente onde sonore. Dietro al suo timbro, isola i suoni puri delle componenti armoniche, esattamente come fa l’orecchio attraverso la complessa struttura del timpano. E condensando le informazioni di ciascuna armonica in tre soli numeri, corrispondenti alla lunghezza, l’ampiezza e la fase della rispettiva onda, può approssimare le caratteristiche di ciascun suono mediante liste di terne di numeri, che vengono scritte digitalmente nei compact disk e rilette acusticamente dai lettori CD. 

E ancora, quando il matematico guarda agli andirivieni palesemente errabondi della Luna e dei pianeti, vi scorge l’effetto della regolarità nascosta di moti di cerchi su cerchi su cerchi. E descrive la sovrapposizione di questi moti nello stesso modo in cui descrive la sovrapposizione delle armoniche dei suoni, scoprendo e confermando il potere unificatore del linguaggio astratto delle formule.

Naturalmente, questi non sono che esempi dello sguardo del matematico sul mondo, che si estende a ogni branca del sapere, da quelle frequentate dal pittore, dal musicista o dal poeta, a quelle praticate dal teologo, dal filosofo e dal politico. L’intera scolastica, ad esempio, fu un tentativo di affrontare il discorso su Dio dal punto di vista razionale della logica. La filosofia moderna iniziò con un Discorso sul metodo, che identificava appunto nella matematica il modello da seguire per fare discorsi chiari e distinti. E la politica alta, purificata dai bassi interessi, si affida a numeri, curve e teoremi per risolvere problemi che vanno dalle leggi elettorali alle scelte decisionali. 

Il ruolo della Matematica


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Un ottimo articolo di un professore universitario (fisico matematico) che fa riflettere sulla funzione e sull'importanza della matematica come struttura ultima della "scienza", davvero una lettura interessante ed estremamente densa.

La contrapposizione Scienza Pura / Scienza Applicata esiste dal momento in cui esiste la tecnologia, cioè da quando l'uomo ha cominciato a costruire utensili. Vorrei qui cercare di sfatare il pregiudizio comunemente diffuso, probabilmente anche a livello di istituzioni sia nazionali che internazionali (CEE). Si tratta della seguente idea "che possa esistere la scienza applicata senza la scienza pura o che comunque la prima sia largamente indipendente dalla seconda e pertanto la si debba finanziare "di più" e semplicemente ''tollerare'' la seconda... E anche che si debba giudicare (e quindi finanziare) la scienza pura in base alla ricaduta sociale immediata."

Consideriamo allora la storia delle invenzioni e scoperte a più grande impatto sociale per rendersi conto dell'ingenuità del pregiudizio. (...) 
  • La tecnologia che ha maggiormente caratterizzato la vita di ogni giorno alla fine del secolo scorso e dell'inizio dell'attuale è la tecnologia dei semiconduttori. Si tratta dell'applicazione della teoria quantistica alla conduzione elettrica. Senza la formulazione teorica della meccanica quantistica nessuno avrebbe pensato di cercare un sostituto microscopico (conduttore drogato o semiconduttore) alle precedenti valvole termoioniche e, cosa importantissima, non ci sarebbero stati nemmeno gli strumenti concettuali per poter trattare l'insieme di dati fenomenologici che sottendono tale tecnologia. Il transistor e la microelettronica, come oggetti finali tecnologici di questo tipo di scienza applicata, sono la punta di un iceberg di risultati e concettualizzazioni propri della scienza pura non finalizzata ad alcuna applicazione pratica. In generale, la parte sommersa di tale iceberg è quanto più immensa quanto più la tecnologia è complessa.  
  • Lo stesso discorso può essere  ripetuto per altre tecnologie come il LASER,  tutti i sistemi moderni di screening medico automatico, come la risonanza magnetica e la tomografia ad emissione di positroni. (...) 
  • Le applicazioni più recenti della genetica molecolare sono la punta di un iceberg di un bagaglio di simili conoscenze della scienza pura in ambito biochimico. Basta leggere il classico testo sulla scoperta del DNA di F.C. Crick e J.Watson per rendersene conto.  E' poco noto che  l'esistenza di una struttura  autoriproducente alla base dei sistemi viventi era  già stata  proposta e studiata teoricamente, prima della scoperta sperimentale del DNA, da due delle menti  più geniali del secolo scorso: E. Scroedinger e  J. von Neumann  con motivazioni del tutto teoriche e reciprocamente indipendenti. 
  • Un ulteriore esempio ancora più importante è il il WEB (internet). Nella forma in cui lo conosciamo oggi è stato pensato e costruito tra il 1979 e il 1991. Si tratta di un'invenzione che deriva come sottoprodotto dalla scienza pura. Alla fine del secolo scorso in uno dei laboratori più importanti della scienza pura, il CERN di Ginevra, era necessario costruire un linguaggio informatico per scambiare rapidamente informazioni (dati scientifici di vario genere) attraverso la rete locale di computers dei gruppi di ricerca che lavoravano su differenti esperimenti. In questo modo nacque l'ipertesto ed il linguaggio html. Questo esempio rende anche conto del fatto di come sia difficile prevedere (o dirigere con la scelta a priori di cosa sia finanziabile in base a probabili ricadute sociali) la nascita di nuove tecnologie a grande impatto sociale. Se si esaminano gli scenari avveniristici previsti dai futurologi del secolo scorso, il WEB era fuori della loro portata (eccetto forse per alcune intuizioni geniali di Marshall McLuhan).
Come poteva essere a disposizione degli scienziati,  per esempio, inventori del transistor, un bagaglio di nozioni teoriche e fenomenologiche "pronto per l'uso"? Una risposta, secondo me, che coglie gran parte della verità,  è questa: 

"perché coloro che hanno accumulato questo bagaglio conoscitivo non erano motivati da interessi particolari applicativi, ma volevano "solo" capire "come funziona" il mondo fisico e, per questo motivo, si sono mossi in tutte le direzioni possibili."

Ma qual'è il ruolo della matematica  in tutto questo discorso?

Il ruolo è centrale, restringendosi a quelle scienze il cui linguaggio teorico è fortemente contaminato da quello matematico: fisica e chimica prima di tutto, ma anche la biologia molecolare e, come ricaduta diretta sulla tecnologia, tutti i campi dell'ingegneria. Possiamo dire che “senza opportuni concetti matematici la scienza pura e, di riflesso, quella applicata, non potrebbero nemmeno esistere.” (...) Gli esempi sono tantissimi nella storia della scienza, vediamone solo alcuni.
  • La meccanica classica galileaina e newtoniana si basa in modo fondamentale sulla geometria euclidea. La geometria euclidea è il linguaggio della fisica meccanica elementare. Senza lo studio approfondito delle coniche, per esempio, non si sarebbe mai potuta concepire l'idea  che i pianeti, intorno al sole,  si muovono lungo ellissi con buona approssimazione, arrivando  a formulare le leggi di Keplero. Di conseguenza non sarebbe stato così facile dedurre la legge di gravitazione universale.
  • La relatività generale senza geometria differenziale riemanniana non sarebbe mai nata: non ci sarebbe stato il linguaggio stesso per poter semplicemente immaginare le nozioni elementari di tale teoria. Non esisterebbe nemmeno la cosmologia moderna.
  • La meccanica quantistica non avrebbe avuto il linguaggio concettuale per poter formulare le sue leggi senza l'analisi funzionale, ma prima ancora l'algebra non commutativa della matrici.
  • La nozione di entropia termodinamica senza il calcolo integrale non sarebbe mai stata formulata.  
  • Il modello standard delle particelle elementari non esisterebbe senza la teoria dei gruppi di Lie e non avremmo  ma nemmeno la nozione moderna (dovuta a E. Wigner) di particella elementare.
  • Le teorie moderne del legame chimico molecolare, in fisica-chimica, non si sarebbero potute formulare senza la teoria delle equazioni differenziali alle derivate parziali, la teoria dei gruppi e la teoria delle mappe multilineari alternanti. 
  • L'analisi teorica della cinetica delle reazioni chimiche non esisterebbe senza la teoria delle equazioni differenziali ordinarie. 
Di fatto tutta la matematica, dalla logica matematica  alla geometria algebrica, sono state usate e sono usate in applicazioni. (...) Praticamente tutti i concetti e ragionamenti fondamentali di alcune delle scienze moderne più importanti sono  rappresentati da termini propri di un preciso linguaggio matematico preesistente, senza il quale in tali scienze non sarebbe possibile argomentare o addirittura pensare. (...)

Credo sia doveroso precisare che esiste comunque un importante processo di feedback della scienza non matematica sulla matematica e della scienza applicata sulla scienza pura. Vorrei soffermarmi sul primo caso. Il menzionato feedback si esplica nel fatto che lo sviluppo di certi rami della matematica hanno ed abbiano avuto, tra le loro motivazioni, ragioni  di carattere applicativo. Tuttavia il processo di costruzione delle teorie matematiche anche quando  basato su motivazioni iniziali applicative,  prescinde rapidamente da esse e prosegue autonomamente emancipandosi dal significato dei termini, spesso rimanendo contaminato da percorsi matematici paralleli ed indipendenti, nati con  diversissime motivazioni. Alla lunga questo processo si è rivelato come un potentissimo punto di forza, non un inconveniente, per le stesse applicazioni della matematica. La verità semantica viene sostituita dalla coerenza logica emancipandosi dal significato iniziale dei termini matematici. Il processo produce autonomamente nuovi enti teorici (spesso inimmaginabili lavorando su un piano semantico) il cui significato può essere dato e modificato a seconda del contesto applicativo.  La sola coerenza logica della costruzione è garanzia della verità delle affermazioni nella realtà, il possibile significato dei termini è irrilevante. Garzie a tale processo, per esempio, idee che motivate dalla meccanica dei mezzi continui, come la nozione di tensore, sono state successivamente utilizzate con successo in contesti completamente differenti, come la teoria della relatività generale. Oppure la nozione di entropia, motivata dallo studio delle macchine termodinamiche del secolo XVII ha avuto un suo impiego fondamentale nella teoria dell'informazione, nella teoria delle macchine calcolatrici e nella formulazione teorica delle leggi fisiche dei buchi neri. Si tratta di un processo creativo e libero di altissimo livello, il più alto credo del quale sia capace la mente umana. La formulazione matematica della meccanica quantistica è uno dei massimi esempi di questo processo: riuscire a gestire rigorosamente la fenomenologia sperimentale che sottende  il principio di indeterminazione di Heisenberg, che sfugge e modifica le categorie kantiane, credo non abbia precedenti nella storia del pensiero. Forse solo comparabile alla sintesi einsteniana in cui la dinamica e la causalità fisica vengono ''ridotte'' ad una versione superiore di geometria.

(...) Per affrontare i problemi concreti, della cui natura si conosce poco e a volte nulla, è necessario avere a disposizione un serbatoio di soluzioni possibili o di mattoni per costruire tali soluzione. Più grande è questo serbatoio più è alta la possibilità di risolvere i problemi. Il serbatoio della scienza applicata è la scienza pura e un grande serbatoio per scienza pura è la matematica pura.

Un ultimo commento del tutto personale. Io credo che, a chi ci chiede provocatoriamente: a cosa serva la matematica se se ne tolgono le (pur importantissime) applicazioni e le ricadute sociali, dovremmo anche avere il coraggio di rispondere con lo stesso grado di provocazione:

"Non serve a niente, esattamente come l'Arte. Per questo è altrettanto importante."

Amazing!


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Amazing! Non tanto il filmato, quanto la sua storia.. e quindi anche il filmato stesso!

Nuove scoperte


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"[...] Un giorno del 1850 William Gladstone, cancelliere dello Scacchiere della regina Vittoria, in visita al laboratorio di Michael Faraday, l'immenso pioniere dell'elettricità e del magnetismo, non poté resistere, come spesso capita ai ministri delle Finanze di ogni tempo, a porre la fatidica domanda: «Interessante, ma qual è il suo uso pratico?». Faraday gli rispose con esemplare onestà e preveggenza: «Al momento non saprei, sir, ma è assai probabile che in futuro ci metterete una tassa sopra!». 

Sarebbe impensabile oggi negare l'impatto decisivo che le grandi rivoluzioni scientifiche occorse tra la fine dell'Ottocento e gli inizi del Novecento hanno prodotto sulla nostra attuale qualità della vita, eppure, forse proprio perché siamo circondati dalle straordinarie applicazioni tecnologiche di queste rivoluzioni, la tendenza a considerare la ricerca di base come un lusso si riaffaccia ciclicamente nelle convinzioni (e di conseguenza nelle azioni) dei policy makers.

Ma ogni tecnologia ha un periodo di crescita temporalmente limitato, che la porta inevitabilmente a una saturazione, condannando dapprima allo stallo e poi al declino una società che non ricerchi costantemente i cambiamenti di paradigma e l'innovazione. Per dirla in maniera semplice: se siete capaci a fabbricare candele, farete candele sempre più sofisticate, ma non sarete mai in grado di concepire una lampadina elettrica. Tra la candela e la lampadina c'è un cambiamento di paradigma, nel caso specifico la teoria dell'elettromagnetismo.

Questa costante volontà di ampliare la comprensione delle leggi della natura è la ragion d'essere del Cern di Ginevra, il più grande laboratorio mondiale di fisica fondamentale e una delle più alte intuizioni di un'Europa che voleva riemergere dal disastro della seconda guerra attraverso un cammino comune di conoscenza. Nato nel 1954, ospita una comunità di più di 14 mila fisici, ingegneri e tecnici, che costituiscono uno straordinario ecosistema in cui ricerca di base, tecnologia e formazione concorrono in maniera inscindibile alla realizzazione di questo scopo primario. Il 2012 è stato un anno eccezionale: il 4 luglio, gli esperimenti Atlas e Cms hanno annunciato la scoperta di una particella le cui caratteristiche erano compatibili con il bosone di Higgs, che per più di quaranta anni è stato una sorta di Sacro Graal per la fisica delle interazioni fondamentali. Quello che rende questa particella così speciale è il fatto che essa è la prova regina dell'esistenza del meccanismo che dà origine alla massa di tutte le particelle elementari, un meccanismo che si è messo all'opera un centesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang e che ha reso possibile la formazione dell'universo e in ultima istanza di noi che lo osserviamo. 

[...] Ci cambierà la vita il bosone di Higgs? Sì e no. Anche se non possiamo al momento pensare a nessuna sua applicazione pratica, la storia ci ha insegnato che le grandi scoperte hanno sempre generato, dopo qualche tempo e in maniera del tutto imprevedibile, fenomenali cambiamenti nella nostra società. Nel 1929, ad esempio, un geniale fisico inglese, P. A. M. Dirac, dedusse l'esistenza dell'antimateria, che poi venne osservata sperimentalmente pochi anni dopo. Nessuno allora avrebbe potuto pensare a un suo uso pratico e ancora oggi la maggioranza delle persone pensano che l'antimateria sia solo un'invenzione della fantascienza, utilizzabile in romanzi come Angeli e demoni. Eppure è proprio dell'antimateria che ci serviamo per la diagnosi dei tumori con la Pet, la tomografia a emissione di positroni. I positroni, che sono l'antimateria degli elettroni, sono passati nel giro di 50 anni da essere un concetto astratto a una risorsa di uso comune! Tra l'altro, il primo prototipo di questa tecnologia è stato realizzato trent'anni fa proprio al Cern.

E anche senza aspettare tempi lunghi, l'imprescindibile sinergia tra scienza e tecnologia, così necessaria alla ricerca di base, è un motore costante dell'innovazione e produce risultati immediatamente vantaggiosi per la società. L'esempio più clamoroso di ciò è l'invenzione al Cern nel 1989 del Web, che oggi genera il 15% dell'economia mondiale e che ha cambiato in maniera sostanziale il nostro modo di vivere. [...]

L'elenco delle storie di successo potrebbe continuare a lungo, ma quello che ci preme di più è ribadire che, specialmente nei momenti di crisi economica, è necessario avere il coraggio e la lucidità di investire in educazione, ricerca innovazione. Solo questo è lo strumento più efficace per superare in fretta e stabilmente la crisi e, nel lungo termine, è la maniera migliore per sperare in un futuro sostenibile: le scoperte della scienza hanno da sempre scandito e indirizzato la storia dei popoli e non vi è alcun ragionevole motivo per cui questa stretta dipendenza possa oggi essere messa in discussione."

This is.. real!


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Amazing. And real. Viviamo davvero in un mondo fantastico.



E poi pensiamo di essere soli?


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"Nella Via Lattea 17 miliardi di pianeti simili alla Terra"

[...] I numeri sono davvero impressionanti anche se, usando la ragione, potremmo dire scontati: è impossibile che esista solo una Terra attorno a una stella tra i milioni e milioni di stelle della Via Lattea. Però mentre prima si trattava solo di una supposizione ora il risultato è basato sulla realtà, dunque credibile e da tenere in seria considerazione.

Durante il meeting dell’American Astronomical Society in corso in California, è stato presentato uno studio riguardante i pianeti extrasolari partendo da quelli scoperti con il satellite Kepler della Nasa lanciato a tale scopo quattro anni fa, nel 2009. Il fatidico risultato indica l’esistenza di 17 miliardi di pianeti extrasolari della taglia pressappoco uguale alla Terra esistenti nella nostra galassia. La cifra emerge dalle osservazioni compiute su 150 mila stelle e poi estrapolate considerando i cento miliardi di astri presenti nella Via Lattea. Quindi il 17 per cento delle stelle ha attorno almeno un pianeta con una dimensione 1,25 volte il nostro.

[...] In California è stato anche compiuto un bilancio della missione del satellite annunciando l’individuazione di ulteriori 461 candidati pianeti extrasolari (portando il totale a 2.740) in buona parte delle dimensioni analoghe alla Terra. Quattro di questi sono ora particolarmente studiati perché situati anche nella zona abitabile dove l’energia ricevuta consentirebbe lo scorrere dell’acqua in superficie. Le conclusioni delle relazioni americane sull'argomento presentate al meeting sono interessanti e si possono riassumere in tre punti: l’esistenza di pianeti extrasolari è assolutamente normale nell'evoluzione di stelle e galassie; la presenza di corpi delle dimensioni paragonabili alla Terra è molto più alta di quanto si prevedesse; la scoperta di un gemello del nostro «pianeta azzurro» si avvicina sempre più.

Ode al fiore


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L'universo ha uno scopo?


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“Non ne sono sicuro. Ma chiunque esprima una risposta più definitiva a questa domanda asserisce di avere accesso a conoscenze che non hanno basi empiriche. Questo modo di pensare, sorprendentemente persistente, comune alla maggior parte delle religioni e ad alcune branche della filosofia, ha fallito pesantemente nei propri passati tentativi di capire, e pertanto predire, il funzionamento dell'universo e il nostro ruolo in esso.

Affermare che l'universo ha uno scopo implica che vi sia un risultato desiderato. Ma chi compierebbe l'atto di desiderare? E quale sarebbe questo risultato desiderato? Che le forme di vita basate sul carbonio siano inevitabili? O che dei primati senzienti siano l'acme neurologico della vita?

Ovviamente gli esseri umani non sono stati presenti per fare queste domande per il 99,9999% della storia del cosmo. Quindi se lo scopo dell'universo era creare esseri umani, allora il cosmo è stato vergognosamente inefficiente nel farlo. E se lo scopo ulteriore dell'universo era creare una culla feconda per la vita, allora il nostro ambiente cosmico ha un modo molto strano di manifestarlo. La vita sulla Terra, nel corso di oltre tre miliardi e mezzo di anni d'esistenza, è stata aggredita incessantemente dalle fonti naturali di caos, morte e distruzione. La devastazione ecologica inflitta dai vulcani, dai cambiamenti climatici, terremoti, tsunami, tempeste, e in particolare gli asteroidi-killer hanno causato l'estinzione del 99,9% di tutte le specie mai vissute qui.

E che dire della vita umana in sé? Se siete persone religiose, potreste dichiarare che lo scopo della vita è servire Dio. Ma se siete uno dei cento miliardi di batteri che vivono e lavorano in un solo centimetro del vostro intestino crasso, potreste invece affermare che lo scopo della vita umana è fornirvi un ambiente vitale buio ma idilliaco e anaerobico di materia fecale.

Pertanto, in assenza di arroganza umana, l'universo appare sempre più casuale. Ogni volta che gli eventi che si dice siano per il nostro bene sono altrettanto numerosi quanto gli altri eventi che ci ucciderebbero, l'intenzionalità risulta difficile, se non impossibile, da affermare. Quindi anche se non posso affermare di sapere con certezza se l'universo abbia o no uno scopo, le argomentazioni contrarie sono solide e percepibili da chiunque veda l'universo per quello che è e non per quello che vorrebbe che fosse.“


Neil DeGrasse Tyson

Incredible mind


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Incredibile il "potere della mente". In particolare l'autismo nasconde segreti che ancora non riusciamo a penetrare e chissà se mai sapremo cosa davvero può fare la nostra mente..

Teoria dei giochi e nuove conquiste..


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Sono sempre più convinto che un buon esempio possa rendere interessante anche gli argomenti più complessi.. e a questo proposito ecco un estratte di "A beautiful mind" sulla teoria dell'equilibrio di Nash: 

Andiamo nello spazio


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Wow. Straordinario. Ogni tanto mi dimentico che sappiamo andare nello spazio. Incredibile.

Scienza per immagini


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Un giretto qui:  http://svs.gsfc.nasa.gov/
per iniziare a studiare fisica e astrofisica.. wow..