Scienza take away #7: febbraio-marzo 2025

Avendo ospitato il Carnevale della matematica #185, quello dedicato al pi day, il mese precedente è stato per lo più fagocitato dal pi greco, quindi, in pratica, ci sono ben pochi articoli a tema scientifico da segnalare in questa nuova edizione, anche se spero che siano tutti particolarmente interessanti. Iniziamo.

Da DropSea

Con un po' di ritardo rispetto al Darwin day, il che è anche normale visto che ho assistito all'opera teatrale solo un paio di giorni dopo, esce la mia recensione di Darwin, Nevada, ultima fatica del sempre grande Marco Paolini, uno che la scienza a teatro l'ha portata in tempi decisamente non sospetti!

Scienza take away #6: gennaio-febbraio 2025

Ed è arrivato il 14 del mese, che si porta dietro il Carnevale della Matematica, giunto alla 184.ma edizione. E come ormai da tradizione da un po' di tempo, esco con il link post che raccoglie tutti quelli che non sono stati segnalati al Carnevale della Matematica, ma che comunque parlano di scienza. E dato che oggi, incidentalmente, è anche San Valentino, ho pensato bene di aprire scienza take away con un pannello riadattato di quelli che il gioco Tumblewords regala al giocatore ogni volta che sconfigge uno dei bot TED in una sfida di parole (magari, prima o poi, dedicherò un post a questo gioco) e dedicato proprio alla festa degli innamorati.
Piccolo dettaglio prima di iniziare: non c'è certezza, a differenza di quanto affermato nel pannello, che Gelasio I, accreditato di essere l'ultimo papa africano (sembra fosse nato in Algeria), abbia effettivamente abolito i Lupercalia, festività di origine romana, per sostituirli con il giorno di San Valentino.
Iniziamo, ora, con la serie di link partendo, questo mese, da EduINAF: il motivo è che l'11 febbraio si è celebrata la Giornata internazionale delle donne e delle ragazze nella scienza e andrò quindi a iniziare proprio con dei link a essa collegati:

Darwin Day: Profumo senza tempo

Eravamo rimasti al più grande spettacolo sulla Terra e oggi torno, per un nuovo Darwin Day, a scrivere sui Nightwish grazie a Perfume of the Timeless, che è stato il primo singolo del decimo album in studio della band, Yesterwynde.
Proseguendo con quanto iniziato con i due precedenti, Endless Forms Most Beautiful e Human. :II: Nature., la band guidata da Tuomas Holopainen continua a raccontare a modo suo la storia del pianeta e dei suoi abitanti. E questo è ben evidente proprio dall'inizio del video ufficiale in cui gli spettatori vengono invitati a riflettere su quanti sono stati i nostri antenati nei 400 anni che ci hanno preceduti. Concludendosi con una frase bella e significativa, che riecheggia della filosofia degli aborigeni australiani:

You are the dream of many ancestors.

Concetto che viene successivamente ribadito nel testo della canzone:

Il dibattito di Oxford

Il 30 giugno del 1860, a Oxford, Thomas Huxley e Samuel Wilbeforce, vescovo anglicano di Oxford, misero in scena un dibattito pubblico sulla teoria dell'evoluzione di Charles Darwin. Per il Darwin day di quest'anno ho deciso di realizzare una specie di micro-episodio speciale di Ritratti leggendo le due battute conclusive di quel dibattito:

Vite di scienza #4: Charles Darwin

Arriva con un drammatico ritardo il quarto episodio del podcast Ritratti. Vite di scienza, che questo mese ho voluto dedicare a Charles Darwin. Come spiego all'inizio della puntata, che trovate embeddata qui sotto (ma è raggiungibile anche su YouTube), questi ritardi sono in parte dovuti ai ridardi accumulati da altre serie presenti sul canale YT, ma anche dalla necessità di dover registrare la puntata una seconda volta a causa di problemi nella prima registrazione.
Ad ogni buon conto la puntata è un aggiornamento abbastanza corposo del ritratto originale in cui sono confluiti l'articolo sul romanzo a fumetti dedicato al viaggio della Beagle e alcune aggiunte sparse provenienti dalle pagine wiki in italiano e in inglese. Ho anche utilizzato parzialmente il ritratto dedicato a Alfred Wallace.
A questo punto vi lascio all'ascolto della puntata, nella quale sono citati diversi naturalisti, tra cui Thomas Huxley, il mastino di Darwin, e John Herschel, che non fu solo astronomo ma anche naturalista. Per cui buon ascolto e appuntamento al prossimo episodio!

Rompicapi di Alice: L'uovo e la gallina

via commons

Mi sono sempre chiesto se Lewis Carroll abbia mai trovato una risposta a uno dei paradossi più famosi di tutti i tempi, È nato prima l'uovo o la gallina?
In effetti Carroll nacque nel 1832, quindi era in vita quando Charles Darwin mandò alle stampe L'origine della specie nel 1859. Inoltre se prendiamo in considerazione l'episodio di Alice e della Regina Rossa in Attraverso lo specchio, datato 1871, saremmo portati a concludere che non solo Carroll conosceva l'opera di Darwin, ma l'aveva compresa e ne era anche un estimatore. Per cui probabilmente la sua risposta sarebbe stata: l'uovo.
Facciamo, però, un passo indietro: il paradosso venne formulato per la prima volta nei Saturnalia del 430, opera letteraria e filosofica di Ambrogio Teodosio Macrobio. E anche quest'ultimo concorda con la risposta di cui sopra. Il punto interessante del passo in cui fornisce una spiegazione della sua risposta risulta particolarmente moderno e molto vicino proprio alla teoria dell'evoluzione:

Il più grande spettacolo sulla Terra

E' possibile festeggiare il Darwin Day con i Nightwish? Scopritelo in questa nuova puntata de "Le particelle musicali", e se volete ascoltare "The Greatest Show on Earth" in fondo al post, ma poi tornate all'inizio per leggerlo tutto!

Lo so che vi aspettereste la famosa canzone di Jovanotti, ma mi dispiace. Stiamo andando in una direzione molto diversa. E più vicina ai miei gusti. E infatti oggi ci intratteniamo con i Nightwish.
La band finaldese fondata nel 1996 da Tuomas Holopainen, Emppu Vuorinen e Tarja Turunen, ha portato il symphonic metal in giro per il mondo. In effetti non fu l'unica band a essere importante per il genere, visto che nello stesso anno del rilascio dell'album d'esordio, Angels Fall First, il 1997, vennero rilasciati anche Legendary Tales dei Rhapsody of Fire e Enter dei Within Temptation. Un trittico che possiamo considerare fondativo del symphonic metal così come lo conosciamo, un genere le cui origini le si fanno risalire addirittura ai Black Sabbath, quelli dell'era Ozzy Osbourne, con Sabbath Bloody Sabbath del 1973.
Torniamo, però, ai Nightwish e, in particolare, al loro ottavo album in studio, Endless Forms Most Beautiful, che è anche il primo album registato con la nuova voce, Floor Jansen, che, almeno personalmente, risulta tecnicamente molto più vicina alla Turunen, ma è anche molto abile nelle parti non sinfoniche. E' indubbiamente il mio album preferito del gruppo, e non solo per motivi musicali, ma soprattutto perché è fondamentalmente un concept album sull'evoluzione, su Charles Darwin e Richard Dawkins. E questo è già evidente dal titolo, che è tratto dalla chiusura de L'origine della specie di Darwin:

There is grandeur in this view of life, with its several powers, having been originally breathed into a few forms or into one; and that, whilst this planet has gone cycling on according to the fixed law of gravity, from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.

Il senso dell'album, anche dal punto di vista musicale, è però molto ben sintetizzato da questa frase del leader, Holopainen:

E' tutto sulla bellezza della vita, la bellezza dell'esistenza, della natura, della scienza.

A concludere l'album è il pezzo più lungo, uno dei più lunghi della band, tra l'altro, The Greatest Show on Earth, il cui titolo è ripreso dall'omonimo libro di Dawkins, arrivato in Italia con un titolo tradotto in maniera letterale, Il più grande spettacolo della Terra.
Dal punto di vista strettamente musicale siamo di fronte a una composizione che in qualche modo applica i principi del cut-up di William Burroughs, visto che sono presenti estratti da composizioni di Christian Petzold, Johann Sebastian Bach e persino i Metallica. Il tutto "raccontato" con un crescendo travolgente.
Anche il testo è una combinazione interessante di composizione originale e brani tratti dal libro di Dawkins, due in particolare, con la chiusura con la citazione di Darwin da cui è preso il titolo dell'album.

Darwin alla prova

La metabiologia è un campo parallelo alla biologia che si occupa dell'evoluzione casuale del software artificiale (programmi) piuttosto che del software naturale (DNA).¹

Questa è la difinizione di metabiologia fornita dal suo fondatore, Gregory Chaitin. Non pretendo di discutere in questa sede di un campo sostanzialmente nuovo della scienza, qualcosa che unisce matematica, informatica e biologia, ma mi sono reso conto che non ho mai realmente scritto qualcosa legato a Darwin alla prova, arrivato in Italia alcuni anni fa grazie a Codice Edizione.
Il libro, in effetti, propone al lettore un nuovo paradigma per esaminare i meccanismi alla base dell'evoluzione. Il tutto ruota intorno al problema della fermata di Turing, ovvero determinare se un dato programma informatico si fermerà in un qualche istante nel tempo oppure se proseguirà all'infinito la sua elaborazione. E' evidente come da questi pochi elementi Chaitin affronta non tanto l'evoluzione biologica, quanto quella informatica usando una sorta di automi cellulari, o di macchine di Turing algoritmiche. Alla fine il matematico cerca, forse spingendo troppo agli estremi il paragone con l'evoluzione, di mostrare come possa esistere un'evoluzione alla Charles Darwin senza la necessità di qualcuno che ne abbia deciso in anticipo le regole, o per essere più espliciti senza la necessità di un creatore.
Il maggior interesse del libro, però, a parte quello squisitamente matematico, è proprio nel tentativo, per certi versi riuscito, di raccontare gli inizi di una nuova disciplina che magari riuscirà a fornire un punto di vista nuovo e interessante sui meccanismi cui soggiace l'evoluzione stessa.

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1. Metabiology and the complexity of natural evolution ↩

L'orologiaio miope

L'isola dei Wuzzles, serie animata disneyana del 1985, giunta in Italia l'anno dopo, era popolata da esseri che erano la fusione di animali differenti. Vista la copertina, ci si potrebbe immaginare che sia di un genere di animali di questo tipo che ci parlerà Lisa Signorile ne L'orologiaio miope, e invece la vastità di esseri strani, tra insetti e mammiferi, che riempie il sommario hanno poco a che fare con i Wuzzles (anche se qualche esserino che sembra spuntare da quella fantastica serie c'è!) e, in alcuni casi, molto a che fare con la vita di tutti i giorni.
Dopo la lettura di questo libro, vedrete con occhi diversi non solo la vostra casa e persino il vostro stesso letto, posti dove si annidano molti più esseri viventi di quelli che genralmente vediamo sgattaiolare negli angoli bui, ma persino le scampagnate in montagna o il caffé che vi portate nel thermos per mantenrlo caldo o i luoghi dove andrete in vacanza.
E' un libro interessante, a tratti divertente grazie all'humor inglese che, per esperienze lavorative, ha ormai permeato Lisa, ma che non consiglio alle persone deboli di cuore che magari non amano insetti e serpenti: se però siete proprio curiosi, potrete saltare i capitoli corrispondenti, ma a quel punto fatevi coraggio e leggete di ragni, insetti e altri strani esseri più o meno viscidi. Il coraggio verrà ripagato dalla conoscenza sui meccanismi dell'evoluzione e anche dai capitoli dedicati a simpatici animaletti come i tardigradi o gli zibetti, anche detti civette delle palme (nonostante non siano per nulla uccelli!).

Blanca

Con una storia dalla foliazione decisamente abbondante, Jiro Taniguchi realizza quello che può essere ritenuto la versione moderna dei grandi romanzi di Jack London, Il richiamo della foresta e Zanna Bianca.
Protagonista è un eccezionale cane bianco, Blanca, che si è unito a un branco di lupi. Le sue prestazioni sono eccezionali: velocità incomparabili (fino ai 100 km/h), una forza e un'agilità ineguagliabili per qualunque altro canide, addomesticato o selvaggio che sia, attraversa il Nord America con un unico obiettivo, tornare a casa. Alle sue calcagna gruppi di militari mandati da un paese dell'est Europa, tutti puntualmente sterminati da Blanca non appena mostrano ostilità nei suoi confronti.
Il segreto di questo cane eccezionale sta nei suoi geni: l'animale, infatti, è un esperimento genetico di questo paese dell'est Europa, la Repubblica di R., che cerca di trasformare dei cani addestrati in assassini perfetti.
Taniguchi con questa semplice trama sviluppata in maniera appassionante e con grande maestria, riesce a rappresentare un'ambientazione a lui molto congeniale, quella della natura incontaminata, e a proporre un tema interessante e di stretta attualità come il controllo genetico sull'ambiente da parte dell'uomo, il suo arrogante tentativo di piegare la natura ai suoi voleri, imponendo anche un ritmo evolutivo non presente e non facilmente sopportabile dall'ambiente.

Le grandi domande della vita: Il giorno più lungo

In questa edizione estiva, oltre a celebrare il solstizio d'estate, un paio di domande sulla nascita dell'universo e un'annosa questione legata ai rapporti evolutivi tra uomini e donne.

Il solstizio d'estate

Oggi alle 17:54 è iniziata l'estate astronomica. Durante il solstizio d'estate, le ore di luce sono massime: il Sole è visibile nel cielo dall'alba al tramonto per all'incirca 15 ore, 6 minuti e 30 secondi. Da domani in poi le ore di luce andranno via via diminuendo in maniera sempre più impercettibile fino all'equinozio d'autunno, quando le ore diurne e quelle notturne dureranno 12 ore ciascuna. La diminuzione delle ore diurne continuerà fino al solstizio d'inverno, che quest'anno cade il 22 dicembre, quando saranno le ore notturne a raggiungere la loro durata massima. Dal solstizio d'inverno le ore di luce ricominceranno ad aumentare fino al successivo solstizio d'estate, passando nel frattempo per l'equinozio di primavera che, come quello d'autunno, è definito dalla durata di 12 ore ciascuno per notte e dì.
La principale causa dell'alternarsi delle stagioni sulla Terra è l'inclinazione dell'asse terrestre rispetto al piano di rotazione. Questo, infatti, risulta inclinato di circa $23.4^\circ$ rispetto alla perpendicolare al piano. Questo vuol dire anche che i due emisferi nord e sud sperimentano stagioni opposte uno rispetto all'altro, mentre i punti in cui il Sole sorge e tramonta ogni giorno si spostano nel corso dell'anno e non sono mai esattamente a est e ovest tranne che in due giorni all'anno.
Di riti e celebrazioni legate al solstizio d'estate il mondo è decisamente pieno: in questa sede mi limito semplicemente a ricordare che in Italia il solstizio d'estate è legato alla figura di San Giovanni Battista, che in effetti viene festeggiato il 24 giugno. Questa scelta è ovviamente dovuta all'obiettivo non solo di sovrapporsi, ma far dimenticare i riti pagani precedenti all'avvento della chiesa cattolica. La festa del solstizio, infatti, sembra durasse dai 3 ai 4 giorni e nell'antica Roma culminava proprio il 24 giugno con la festa del Natalis Solis Invicti, la festa dell'invincibile sole nascente⁽¹⁾.

L'evoluzione degli aereoplani

Il punto di vista prevalente è che non possiamo assistere all'evoluzione biologica poiché si sviluppa su una scala temporale immensamente più grande della nostra vita. Qui mostriamo che possiamo assistere all'evoluzione durante la nostra vita osservando l'evoluzione delle specie di macchine umane volanti: gli aereoplani. Documentiamo questa evoluzione e inoltre la prediciamo sulla base di un principio fisico: la legge costruttiva. Mostriamo che gli aereoplani devono obbedire alle regole teoriche allometriche che li uniscono con gli uccelli e gli altri animali. Ad esempio, gli aereoplani più grandi sono più veloci, più efficienti come veicoli, e hanno una portata più grande. La massa del motore è proporzionale alle dimensioni del corpo: questo rapporto è analogo negli animali, dove la massa degli organi del moto (muscoli, cuore, polmoni) è proporzionale alle dimensioni del corpo. Grandi o piccoli, gli aereoplani mostrano una proporzionalità tra apertura alare e lunghezza della fusoliera e tra carico di carburante e dimensioni del corpo. Le controparti animali di queste caratteristiche sono evidenti. La visione che emerge è che il fenomeno evolutivo è più ampio dell'evoluzione biologica. L'evoluzione della tecnologia, dei bacini fluviali e degli animali è un fenomeno e appartiene alla fisica.

Bejan, A., Charles, J. D., & Lorente, S. (2014). The evolution of airplanes. Journal of Applied Physics, 116(4), 044901. doi:10.1063/1.4886855 (pdf)

Le grandi domande della vita: speciale Ridi Topolino

Puntata uscita con un giorno di ritardo: la lettura prima di tutto. E poi dovevo anche smettere di ridere!

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Ritorna in edicola la mitica Ridi Topolino, con una raccolta speciale di alcune delle storie inedite uscite sul bimestrale e realizzate da Tito Faraci e Giuseppe Ferrario. Se Panini ci delizierà ancora una volta con questa rivista, solo il tempo ce lo dirà, ma è certo che è stata di ispirazione non solo per la carriera fumettistica di un tale di nome Sio, ma anche questa puntata de Le grandi domande della vita (e forse in qualche angolino del mio cervello anche della rubrica stessa!).

1+1

da Ridi Topolino #3

Come abiamo già visto, ci sono volute 300 e più pagine a Bertrand Russell e Alfred North Whitehead per dimostrare che $1+1=2$. Questo è un esercizio abbastanza complicato quando si vuole scendere nelle profondità del mare matematico, oppure ecessivamente banale quando, alla domanda, si fornisce la risposta, perché $2$ è definito come $1+1$. Una dimostrazione, che forse non avrà la completezza formale di quela di Russell, ma che è anche didatticamente utile, può tranquillamente utilizzare i postulati del matematico italiano Giuseppe Peano⁽¹⁾:

1. $1$ è un numero appartenente a $N$
2. Se $x$ è un numero in $N$, allora il suo sucessore $x'$ è in $N$
3. Non esiste alcun $x$ tale che $x' =1$
4. Se $x$ non è $1$, allora esiste un $y$ in $N$ tale che $y' = x$
5. Se $S$ è un sotoinsieme di $N$, $1$ è in $S$, e l’implicazione $X \in S \Rightarrow x' \in S$ è vera, allora $S=N$

Allora si definisce ricorsivamente la somma:

Siano $a$, $b \in N$. Se $b=1$, allora, utilizzando i postulati 1 e 2, $a+b = a'$. Se $b$ è diverso da $1$, alora sia $c' = b$, con $c \in N$ (dal postulato 4), e per definizione $a+b=(a+c)'$.

llora devi definire $2 = 1'$.
Dalla sua definizione e dai postulati 1 e 2, segue che $2 \in N$.
Possiamo allora dimostrare che $1+1=2$:

Prendiamo la definizione della somma e applichiamola al caso in cui $a=b=1$: \[1+1=1'=2\]

Esiste una formulazione differente dei postulati di Peano che sostituisce l'$1$ con lo $0$ nei postulati 1, 3, 4, 5. Questo costringe a modificare la definizione della somma:

Siano $a$, $b \in N$. Se $b=0$, allora per definizione $a+b = a$. Se $b$ è diverso da $0$, allora sia $c' = b$, con $c \in N$, e per definizione $a+b=(a+c)'$.

Quindi si definiscono $1 = 0'$, e $2 = 1'$. La dimostrazione del teorema sulla somma delle due unità diventa leggermente differente:

Utilizzando la seconda parte della definizione della somma si ottiene: \[1+1=(1+0)'\] e utilizzando la prima parte nelle parentesi si ottiene: \[1+1=(1)'=1'=2\]

Prima di Adamo

La fascinazione verso le teorie mistiche della reincarnazione si unisce con l'evoluzionismo, che stava muovendo i suoi primi passi, in Prima di Adamo, romanzo di Jack London che potremmo tranquillamente classificare come pura avventura.
L'idea di London è, infatti, quella di raccontare la vita, più che fittizia di un nostro progenitore, appartenente a una di quelle razze di primati apparse prima degli uomini e da questi soppiantate. Attraverso il sogno, espediente narrativo utilizzato nella narrativa pulp (ad esempio sul Randolph Carter di Lovecraft) il protagonista viene catapultato in un mondo fatto di giochi, azioni più o meno senza scopo, di un vivere alla giornata cercando di sopravvivere alle angherie del più forte nella tribù, o agli attacchi dei cacciatori, o a quelli degli esseri umani, o comunque di coloro che erano più umani che scimmie rispetto al protagonista delle avventure oniriche. Questi, infatti, appartiene a una razza cugina del genere umano propriamente detto, in lotta con i progenitori diretti, che in realtà li cacciano come delle prede qualsiasi:

di Kaz (archive.org)

Se il destino dell'alter ego, e quindi della trasmissione diretta dei geni che hanno permesso il passaggio delle informazioni dall'avo al discendente, viene lasciato un po' in sospeso, è abbastanza evidente come il punto scientifico di fondo del romanzo, nello specifico, è la teoria del plasma germinale proposta nella seconda metà dell'Ottocento dal biologo tedesco Augustus Weismann. Come spiega Eugenio Melotti su Zanichelli Aula Scienza:

Weismann teorizzava una precoce separazione nello zigote tra cellule germinali, le sole a conservare e trasmettere le informazioni ereditarie, quindi virtualmente immortali, e le cellule somatiche che formano tessuti e organi, che invece muoiono insieme all'organismo a cui appartengono.

In linea di principio questa teoria potrebbe aver suggerito a London l'idea che grazie alle cellule germinali fosse possibile creare un ponte tra due esseri appartenenti a due razze distinte di cui una ormai estinta. E quindi da qui il romanzo di London, interessante e molto scorrevole nonostante la completa assenza di dialoghi.

Gli schizzi dei Darwin

Francis divenne un botanico; George un astronomo e un matematico; Horace un ingegnere. All'epoca, però, erano solo dei bambini che amavano disegnare. E giocavano a fare gli assistenti del padre. Un tipo strano. Che andava in giro per il mondo. Che aveva idee strane sul mondo. E gli appunti dei suoi assistenti erano dei disegni, visto che Francis, George e Horace amavano disegnare. E prendevano appunti su qualunque carta capitasse loro tra le mani. Come per esempio quella su cui il padre scrisse uno dei manoscritti più importanti della storia della scienza. Sull'origine della specie.

L'evoluzione secondo il gatto Felix

Un po' ingenuo, come corto, che però unisce due concetti scientifici in appena 9 minuti e poco più.
Innanzitutto il telegrafo, invenzione di Morse, in grado di mettere in comunicazione nazioni e anche continenti diversi e lontani tra loro prima di quello che faranno, con sviluppi successivi, radio, telefono, televisione, internet. Felix, però, per attraversare la distanza che lo separa dall'Africa, scivolerà, letteralmente, lungo il cavo del telegrafo!
E poi l'evoluzione: uno dei punti controversi su cui molti vignettisti si sono spesi è la discendenza dell'uomo dalle scimmie, un punto che viene spesso, volutamente raccontato in questi termini proprio per denigrare la teoria di Darwin. In questo caso, piuttosto che dire all'uomo discendi dalle scimmie, alle scimmie Felix rivela che gli uomini sono tuoi parenti: non solo il messaggio è leggermente diverso e, se vogliamo, più corretto, ma anche la storia viene semplicemente ribaltata.
Il corto, gustoso e muto, si conclude con un divertente inseguimento finale, un classico dell'animazione.
Buona visione!