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01 - Pitagora, Euclide. La nascita del pensiero scientifico - Piergiorgio Odifreddi

Beautiful Minds (20 episodi)

Released
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1:38:38

01 - Pitagora, Euclide. La nascita del pensiero scientifico - Piergiorgio Odifreddi

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Il compito del sapere è per Pitagora favorire la progressiva purificazione dell’anima. Euclide ci ha lasciato la più grande opera matematica dell'antichità. Capiremo insieme i loro pensieri con l'autorevole guida di Piergiorgio Odifreddi.

CONTENUTI
LE ORIGINI
1. La nascita del pensiero scientifico
2. Pitagora
3. Spazio, tempo, geometria, aritmetica
4. Gli Egizi e le figure solide
5. I sistemi numerici
6. L’aritmetica, i numeri e lo zero
7. I sapienti dell’antichità
8. La soluzione razionale dei problemi
9. La proporzione
10. Dalla pratica all’idea teorica
11. La circonferenza della Terra

PITAGORA
12. L’istruzione ai tempi di Pitagora
13. Un genio “poliedrico”
14. La scoperta dell’irrazionale
15. Alcune scoperte
16. Le figure per rappresentare il mondo
17. Platone, la filosofia delle forme
18. Aristotele, la filosofia del metodo

EUCLIDE
19. La vita
20. La riga e il compasso
21. Gli elementi
22. I fondamenti della matematica
23. Oltre la geometria euclidea

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02 - Archimede. Il primo genio universale - Giulio Giorello

Beautiful Minds (20 episodi)

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1:16:11

02 - Archimede. Il primo genio universale - Giulio Giorello

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Archimede è tra i più grandi matematici e scienziati dell’antichità, manifestò interesse per diversi settori della fisica e fu un geniale inventore. Capiremo insieme il suo pensiero con l'autorevole guida di Giulio Giorello.

CONTENUTI
ARCHIMEDE
1. Ritratto di un genio all’opera
2. La vita
3. Capire l’ordito del mondo
4. Le guerre puniche
5. Siracusa tra Roma e Cartagine
6. La scienza al servizio del potere

IL SAPERE APPLICATO
7. Una nave perfetta
8. La potenza del sapere
9. Gli specchi ustori
10. La scoperta del peso specifico
11. Il principio di Archimede
12. Un riferimento per la scienza

GLI STUDI GEOMETRICI
13. La teoria della misura
14. La spirale
15. Aree e volumi
16. Il metodo archimedeo
17. Il segreto di Archimede
18. La conquista dell’infinito

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03 - Tolomeo e Copernico. Dalle stelle la misura dell'uomo - Margherita Hack

Beautiful Minds (20 episodi)

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1:07:02

03 - Tolomeo e Copernico. Dalle stelle la misura dell'uomo - Margherita Hack

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Mentre Tolomeo riteneva che la Terra fosse al centro dell’Universo è a Copernico che spetta il grande merito di aver rimosso questa teoria puntando sulla centralità del Sole. Capiremo insieme i loro studi con l'autorevole guida di Margherita Hack.

CONTENUTI
I PRIMI ASTRONOMI
1. L’uomo e le stelle
2. Aristotele: il primo sistema del mondo
3. Due diverse visioni del cosmo
4. Aristarco: il Sole al centro
5. Ipparco: il calendario

IL COSMO DI TOLOMEO
6. La vita
7. Gli epicicli per spiegare il mondo
8. Una lettera di scuse
9. Le ragioni di un modello geocentrico
10. L’Almagesto
11. Il cosmo medioevale
12. Il mistero della supernova
13. La cometa di Halley

COPERNICO
14. La vita
15. Un nuovo schema dell’universo
16. Rinascimento e rivoluzione scientifica
17. La nascita dell’universo
18. Il Big Bang
19. Dal Big Bang alle stelle
20. Dalle stelle alla vita

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04 - Galileo e Keplero. La nascita del pensiero scientifico - Enrico Bellone

Beautiful Minds (20 episodi)

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1:44:12

04 - Galileo e Keplero. La nascita del pensiero scientifico - Enrico Bellone

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A Keplero si deve il riconoscimento della natura ellittica delle orbite percorse dai pianeti. A Galileo la caduta dei gravi e la costruzione e l'uso del telescopio. Capiremo insieme i loro studi con l'autorevole guida di Enrico Bellone.

CONTENUTI
GALILEO E KEPLERO
1. Due cervelli inquieti
2. La vita di Galileo
3. Un’origine comune
4. La vita di Keplero
5. Il libro fondamentale di Copernico

SPERIMENTARE PER CAPIRE
6. Il senso comune del moto terrestre
7. La fisica del ‘500
8. Moti particolari
9. Keplero: l’armonia dell’universo
10. Il metodo sperimentale
11. Un prototipo del principio d’inerzia
12. Il moto del pendolo
13. La scoperta dell’accelerazione
14. Le palle di cannone

OSSERVARE IL CIELO
15. La prima accusa di eresia
16. Le intuizioni di Keplero
17. Le tre leggi di Keplero
18. Guardare lontano
19. L’osservazione degli astri
20. Il Sidereus Nuncius

DALLE STELLE… ALLA REALTÀ
21. La caduta di Galileo
22. Le accuse a Keplero
23. Il Sogno di Keplero
24. Il Dialogo sopra i due massimi sistemi
25. L’abiura di Galileo
26. L’eredità di Galileo

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05 - Isaac Newton. La gravità, la luce e i colori del mondo - Piergiorgio Odifreddi

Beautiful Minds (20 episodi)

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1:07:19

05 - Isaac Newton. La gravità, la luce e i colori del mondo - Piergiorgio Odifreddi

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Newton nasce il 4 gennaio 1643 già orfano di padre a Woolsthorpe, nel Lincolnshire, in Inghilterra. La madre nel 1661su consiglio di uno zio manda questo ragazzo solitario e studioso a Cambridge al Trinity College dove può coltivare le sue passioni. Si iscrive così ai corsi di matematica, fisica e astronomia. Pochi anni dopo il College viene chiuso a causa di un’epidemia di peste e Newton approfittando della chiusura si ritira nel suo villaggio natale per proseguire gli studi per conto proprio. Sono questi gli anni in cui compie alcune delle sue maggiori scoperte. Al suo ritorno a Cambridge, ottiene i primi riconoscimenti. Infatti a soli 27 anni, gli viene assegnata la cattedra di matematica e pochi anni più tardi viene chiamato a far parte della Royal Society di Londra, la prestigiosa accademia delle scienze del Regno Unito. Nel 1675 Newton, presenta alla Royal Society un saggio intitolato An hypothesis explaining the properties of light nel quale si impegna a formulare esplicitamente una «ipotesi sulle proprietà della luce».
Durante un incontro con Edmund Halley, (lo scopritore della famosa cometa che prende il suo nome) Newton gli mostra il suo manoscritto intitolato De Motu Corporum (1684) contenente le tre leggi del moto che aveva dimostrato e dimenticato tra le sue carte. Halley convince Newton a pubblicare quelle carte ed egli, inserendo il manoscritto in un’opera più ampia, dà alle stampe, nel 1687, i Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principi matematici della filosofia naturale) comunemente chiamati Principia. L’opera è unanimemente considerata un capolavoro assoluto della storia della scienza; con essa Newton stabilisce le tre leggi universali del movimento che non subiranno modifiche per i successivi trecento anni. Newton usa la parola latina gravitas “peso” per la determinazione della forza che sarebbe poi stata conosciuta come gravità, e definisce la legge della gravitazione universale. È questo l’inizio della vita pubblica di Newton. Nel 1689 viene nominato deputato in rappresentanza dell’Università di
Cambridge. Il secolo si avvia alla fine e Newton è oramai un personaggio pubblico: nel 1703 è eletto Presidente della Royal Society; nel 1705 gli viene conferito dalla regina Anna il titolo di baronetto. Negli anni successivi al 1687 la produzione scientifica di Newton si assottiglia: egli non conoscerà più periodi di intensa creatività. Avvicinandosi all’età matura, Newton si dedica sempre più allo studio degli «Antichi» immergendosi in ricerche di alchimia, teologia ed esegesi biblica. Newton muore il 31 marzo 1727 seguito da grandissimi onori.

CONTENUTI
ISAAC NEWTON
1. Un genio a tutto campo
2. La vita
3. La scomposizione della luce
4. La natura della luce
5. La luce e i colori

MATEMATICA E GRAVITÀ
6. La mela tra storia e leggenda
7. La forza di gravità
8. La luna e la mela
9. Una scommessa vinta
10. I Principia Mathematica
11. Newton e l’Illuminismo
12. Newton scienziato e filosofo
13. Il calcolo infinitesimale
14. Newton e Leibniz

L’ALTRA FACCIA DELLO SCIENZIATO
15. I lati oscuri di Newton
16. L’alchimia
17. Newton teologo
18. Ritratto di un bambino curioso

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06 - Charles Darwin. L'uomo: evoluzione di un progetto? - Edoardo Boncinelli

Beautiful Minds (20 episodi)

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1:28:28

06 - Charles Darwin. L'uomo: evoluzione di un progetto? - Edoardo Boncinelli

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Charles Darwin nacque il 12 febbraio del 1809; il padre, pur consapevole degli insoddisfacenti risultati nello studio, decise nel 1825, di mandarlo a Edimburgo a studiare medicina; frequentò le lezioni e la pratica clinica, ma con scarso coinvolgimento. Rimase sconvolto dall’esperienza di due interventi chirurgici – uno dei quali su un bambino – eseguiti senza anestesia (all'epoca non era stato ancora introdotto neppure il cloroformio), non ché il ribrezzo provato nei confronti dei cadaveri sottoposti a dissezione. Durante il secondo anno di università, Charles orientò i suoi interessi verso la storia naturale; imparò la metodologia di raccolta e identificazione dei campioni, a impagliare gli uccelli e soprattutto non rimase indifferente ai fermenti che percorrevano la vita politica e culturale. Nell’estate del 1827 fece ritorno a casa. La caccia fu il suo impegno dominante e suo padre, già deluso dal fallimento dei suoi studi in medicina, decise che Charles avrebbe dovuto dedicarsi alla vita ecclesiastica proseguendo i suoi studi a Cambridge. Invece Charles, incantato dai racconti di viaggi di esplorazione, cominciò a fantasticare sulla possibilità di organizzare un viaggio esplorativo. Il 29 agosto del 1831 accettò la richiesta del capitano Robert FitzRoy della Regia Marina Militare di Sua Maestà Britannica che cercava un giovane compagno di viaggio disposto a imbarcarsi sul brigantino Beagle come naturalista, senza stipendio, per compiere rilevazioni lungo le coste del Sud America. Darwin, aveva il compito di perfezionare alcune carte delle coste del Sud America disegnate durante una precedente spedizione e di fare ulteriori rilevazioni della Patagonia, della Terra del Fuoco e di molte isole oceaniche, tra cui le Falkland. Doveva inoltre procedere alla registrazione delle condizioni meteorologiche, delle maree, dei venti. Darwin aveva allora 22 anni e nel giro di quattro anni e nove mesi andò incontro a un’esperienza di maturazione umana e scientifica decisamente fuori del comune. Quando tornò in patria era già divenuto famoso negli ambienti scientifici per la qualità e la ricchezza del materiale che aveva raccolto e inviato. Nel 1839, Darwin sposò la cugina Emma Wedgwood da cui ebbe nove figli. Nel 1842 e poi ancora nel 1844 Darwin scrisse due abbozzi della sua teoria organizzando riflessioni e osservazioni e accumulando nuovi dati. Per otto anni si impegnò nello studio sistematico sui cirripedi (una sottoclasse dei crostacei). Nell’estate del 1858, mentre Darwin era impegnato nella terza stesura della sua opera, ricevette un articolo di Wallace in cui esponeva una teoria simile alla sua. L’articolo indusse Darwin a pubblicare nel 1859 L’origine delle specie. La sua idea di “evoluzione” produrrà per anni discussioni nell’ambiente scientifico che comunque ne manifesta una sostanziale accettazione, mentre il concetto di “selezione naturale” incontrò maggiori resistenze. Molto più decisa fu l’opposizione degli ambienti religiosi, che sulla concezione della creazione dell’uomo e della natura restavano legati all’interpretazione letterale della Bibbia. Nel 1871 pubblicò L’espressione delle emozioni nell’uomo e negli animali e nel 1881 L’origine dell’uomo e la scelta in rapporto al sesso (The Descent of Man and Selection in Relation to Sex). Nel 1881 completò l’Autobiografia e pubblicò La formazione della terra vegetale per l’azione dei lombrichi. Morì il 19 aprile 1882; il 26 aprile venne sepolto con grandi onorificenze nell’Abbazia di Westminster.

CONTENUTI
CHARLES DARWIN
1. Una proposta ardita
2. Dalla vita all’uomo
3. Le cose e gli eventi
4. La teoria dell’evoluzione
5. La vita
6. Una teoria necessaria
7. Dalla classificazione all’evoluzione

UN’IDEA RIVOLUZIONARIA
8. Una lunga meditazione
9. La potenza della selezione
10. L’arcipelago delle tartarughe giganti
11. L’evoluzione, un principio banale
12. Mutazioni casuali e inevitabili
13. Da Darwin a Mendel

L’AMBIENTE E I CARATTERI
14. Il ruolo dell’ambiente
15. Prede e predatori: la coevoluzione
16. Il Neodarwinismo e la funzione del caso
17. Geni architetto e geni muratore
18. L’ereditarietà dei caratteri
19. I grandi cambiamenti evolutivi
20. L’origine dell’uomo
21. Evoluzionismo e Creazionismo

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07 - Maxwell. Elettricità, magnetismo e luce, una sola famiglia - Sheldon Lee Glashow

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1:18:37

07 - Maxwell. Elettricità, magnetismo e luce, una sola famiglia - Sheldon Lee Glashow

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James Clerk Maxwell nacque il 13 giugno 1831 a Edimburgo da una famiglia della piccola nobiltà terriera. La madre si occupò interamente della sua formazione incoraggiandolo “a guardare attraverso la natura al Dio della Natura”. A sedici anni entrò nell’Università di Edimburgo. Dopo la laurea, si iscrisse alla prestigiosa università di Cambridge per conseguirvi il dottorato. Ottenuto nel 1854 il dottorato, nel 1855 divenne fellow al Trinity College. Dal 1856 insegnò Filosofia Naturale al Marischal College di Aberdeen. Una ricerca sulla stabilità degli anelli di Saturno (1859), che gli valse l’assegnazione del premio Adams, lo portò alla ribalta come uno dei maggiori fisici matematici del suo tempo. Maxwell si dedicò con grande impegno sia all’insegnamento che alla realizzazione di nuovi metodi di misure elettromagnetiche nell’intento di specializzare il laboratorio in misure di alta precisione. Al periodo di Cambridge, che trascorse in contatto con illustri scienziati, fra i quali M. Faraday, appartengono le sue pubblicazioni principali: sulla teoria dei colori, sulla teoria cinetica dei gas, sulla termodinamica e sulla teoria dinamica del campo elettromagnetico. Intorno al 1865, Maxwell elaborò una delle sue opere più importanti, A Treatise on Electricity and Magnetism (pubblicato nel 1873), che era al contempo una “summa” di tutte le teorie elettriche e magnetiche del tempo nonché l’esposizione, in forma più matura, della sua nuova teoria del campo elettromagnetico, su cui aveva già cominciato a lavorare dal 1855. In quest’opera Maxwell formula le sue famose equazioni differenziali che sono un sistema potentissimo nello studio dei fenomeni elettromagnetici. Fra gli altri contributi di Maxwell, confrontabili per la loro importanza alla teoria elettromagnetica, spicca la sua originale formulazione di una teoria cinetica dei gas, principalmente in due saggi del 1860 e del 1867. Egli introdusse metodi statistici nel calcolo della distribuzione delle velocità delle molecole i cui urti interni e sulle pareti del recipiente erano stati considerati da R. Clausius la causa della pressione e degli altri fenomeni dei gas. La teoria di Maxwell aveva previsto che l’attrito interno del gas avrebbe dovuto essere indipendente dalla pressione e, per quanto ciò potesse sembrare contrario al senso comune, il risultato fu verificato in esperimenti da lui stesso eseguiti. Questi suoi contributi alla teoria cinetica aprirono il campo agli sviluppi della meccanica statistica, una componente fondamentale della fisica moderna. Negli ultimi anni della sua attività Maxwell svolse prevalentemente attività divulgativa; curò in particolare la laboriosa pubblicazione delle Electrical Researches di H. Cavendish, del quale volle pazientemente ripetere tutti gli esperimenti per poter meglio ricostruire il pensiero dell’autore. Morì a soli 48 anni lasciando alla scienza moderna un’eredità di inestimabile valore.

CONTENUTI
IL MAGNETISMO NELLA STORIA
1. Introduzione
2. I Greci, l’elettricità e il magnetismo
3. Il mondo senza elettricità

ELETTRICITÀ E MAGNETISMO
4. Somiglianze e differenze
5. Elettricità positiva e negativa
6. Dalla legge di gravità alla legge di Coulomb

DUE GENI ITALIANI
7. Galvani e Volta
8. Le rane danzanti
9. La pila di Volta
10. L’eredità di Galvani e Volta

L’ELETTROMAGNETISMO
11. La vita di Ampère
12. La nascita dell’elettromagnetismo
13. La vita di Faraday
14. Faraday e l’induzione magnetica
15. Campo elettrico e campo magnetico

UN GENIO MODERNO
16. La vita di Maxwell
17. Una nuova definizione della luce
18. La luce e la lampadina
19. La misura della luce
20. La rivoluzione delle onde radio
21. L’era dell’elettricità

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08 - Pasteur. Dalla nascita della medicina moderna alla lotta contro il cancro - Umberto Veronesi

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1:19:47

08 - Pasteur. Dalla nascita della medicina moderna alla lotta contro il cancro - Umberto Veronesi

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Louis Pasteur nacque a Dole, in Francia, nel 1822. Suo padre, Jean Pasteur, era un conciatore di pelli e un veterano delle guerre napoleoniche. Le attitudini e le potenzialità del giovane Louis emersero presto, il preside della sua università gli suggerì di fare domanda all’École Normale Supérieure; la sua domanda fu accettata. Nel 1849, divenne professore di chimica all’Università di Strasburgo, dove incontrò Marie Laurent. Insieme ebbero cinque figli, solo due dei quali giunsero all’età adulta. La moglie Marie fu una figura di primo piano nella sua biografia. Lo affiancherà per tutta la vita, collaboratrice infaticabile, Marie si fece istruire sui suoi studi, pur così complessi, e la sera trascriveva i suoi appunti. In biologia e medicina, Pasteur si dedicò agli studi sui microorganismi nei fenomeni di fermentazione e nello sviluppo di malattie del bestiame. Ricerche che gli procurarono una grande notorietà, arrivando fino all’attenzione di Napoleone III, che gli chiese di occuparsi delle alterazioni del vino per proteggere l’industria enologica. La sua fama gli procurò, nel 1857, la nomina a direttore dell’École Normale dove installò il suo laboratorio e in seguito, fu eletto a membro dell’Accademia delle Scienze. Un ictus lo lasciò in parte paralizzato, ma l’anno dopo riprese gli studi sul baco da seta. Venne premiato per la messa a punto di un metodo per la conservazione del vino e ottenne la cattedra di chimica alla Sorbona. Su invito del Governo si dedicò allo studio e alla prevenzione della malattia del baco da seta. Compì ricerche sul colera dei polli, scoprendo l’immunizzazione mediante colture attenuate. Entrò a far parte dell’Accademia di medicina e si dedicò allo studio del contagio microbico. Effettuò il primo, riuscito esperimento di vaccinazione preventiva per il carbonchio effettuato su 60 pecore a Poullyle-Fort. La guerra franco-prussiana suscitò il suo patriottismo. Negli ultimi anni della sua vita Pasteur si dedicò allo studio della rabbia, scoprendo una cura possibile per il contagio curando con successo il piccolo Joseph Meister e altri pazienti provenienti da tutto il mondo. Nel 1888 venne inaugurato a Parigi l’istituto Pasteur che è tutt’oggi uno dei centri più importanti al mondo come laboratorio di ricerca, ospedale e strumento di comunicazione di risultati scientifici. Il primo direttore fu proprio Pasteur in onore del quale la Sorbona celebrò un Grande giubileo per il suo settantesimo compleanno. Il 28 settembre del 1895 Pasteur morì a Villeneuve-sur-l’Étang nella quiete della campagna. A lui resta il grande merito di avere cambiato con le sue intuizioni e scoperte le sorti dell’umanità.

CONTENUTI
LA MEDICINA: UNA NUOVA SCIENZA
1. Introduzione
2. Louis Pasteur e Robert Koch
3. L’inizio della medicina moderna

MICROSCOPICI E DANNOSI
4. Batteri e virus
5. Il nemico invisibile
6. Il vaccino: dal bestiame agli esseri umani
7. Nuovi virus
8. I microrganismi e la fermentazione

MALATTIE E CURE
9. L’affermarsi di nuove malattie
10. I tumori nel mondo
11. La medicina e la statistica
12. Pasteur e i progressi della medicina
13. La cura: evoluzione di un processo

RICERCA: L’ARMA VINCENTE
14. La medicina basata sull’evidenza
15. Ricerca e rigore scientifico
16. Rapporto medico-paziente
17. Il DNA e la cellula
18. La funzione dell’ambiente
19. La rivoluzione del DNA

AL POSTO DELLA CURA: LA PREVENZIONE
20. Prevenire, una sana abitudine
21. Una nuova frontiera
22. I trapianti di organi: dal sogno alla realtà
23. La scienza dell’alimentazione

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09 - Lavoisier e Mendeleev. Tra atomi e molecole: nasce la chimica moderna - Harold Kroto

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1:28:05

09 - Lavoisier e Mendeleev. Tra atomi e molecole: nasce la chimica moderna - Harold Kroto

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Antoine Laurent Lavoisier nacque a Parigi nel 1743 da una ricca famiglia borghese. Pur avendo seguito gli studi paterni nelle migliori scuole di Parigi ed essendo diventato avvocato, si dedicò attivamente alla scienza insieme alla moglie che lo aiutava in qualità di assistente di laboratorio. A soli 21 anni pubblicò uno studio sulla composizione del gesso che attirò l’attenzione della comunità scientifica dell’epoca e gli valse l’ingresso, poco tempo dopo, all’Academie des Sciences. Alla morte della madre ereditò una notevole somma di denaro che investì nella Ferme Générale, un’organizzazione di finanzieri che aveva in appalto la riscossione delle imposte indirette. Una costosissima esperienza fu realizzata da Lavoisier nel 1772: egli si associò ad altri chimici per comperare un diamante che, in un recipiente chiuso, venne riscaldato fino alla sua totale trasformazione in anidride carbonica. Egli dimostrò così che il diamante ha composizione simile a quella del carbone che si ricava dal legno. Analizzò l’aria riuscendo ad individuarne, quali componenti, l’ossigeno e l’azoto (1777) e chiarì il fenomeno di ossidazione dei metalli. Individuò nella combustione di carbonio e idrogeno la causa del calore animale e, con Laplace, effettuò le prime misure del calore specifico di alcune sostanze. Nel 1787, assieme ad altri colleghi, pubblicò la Méthode de nomenclature chimique, radicale riforma del linguaggio della chimica. Nel 1789 dette alla luce il Traité élémentaire de chimie, uno dei classici della storia della scienza, dal quale emergeva un’immagine della chimica come scienza specifica e quantitativa, dotata di un livello formale pari a quello della fisica. Creò la prima rivista di chimica specializzata, le “Annales de chimie”. Membro dell’Académie des Sciences, deputato della nobiltà di Blois nella regione di Orléans e, tra i suoi numerosi incarichi, commissario alle polveri da sparo. Partecipò nel 1790 alla commissione per la definizione del sistema metrico decimale. Introducendo analisi chimica l’uso sistematico della bilancia, definì la materia in base alla proprietà di essere pesante ed enunciò la legge di conservazione della massa, giungendo alla definizione moderna di elemento: per questo motivo è considerato il padre della chimica moderna. Nel 1793, soppressa l’Academie des Sciences di cui faceva parte, Lavoisier fu arrestato dal governo rivoluzionario, insieme con tutti i membri della Ferme Générale e ghigliottinato l’anno successivo.

CONTENUTI
UNA SCIENZA PARTICOLARE
1. Una lunga storia
2. La vita di Lavoisier
3. Una sequenza di rivoluzioni
4. Dall’alchimia alla chimica

PRIMI PASSI DELLA CHIMICA MODERNA
5. Un approccio scientifico ragionevole
6. La vita di Mendeleev
7. Spiegare la natura del mondo
8. Atomi e molecole
9. La struttura e la materia
10. Il benzene
11. L’importanza della struttura

LA CHIMICA NEL MONDO
12. Chimica, materiali ed evoluzione della società
13. L’oro nero
14. Le tecniche per guardare nella materia
15. La chimica e la medicina
16. I legami chimici
17. La chimica e la biologia

UN POTENTE STRUMENTO DI INDAGINE
18. Il colore degli atomi e la spettroscopia
19. Indagare la struttura delle molecole
20. Capire come gli atomi restano insieme
21. Una scoperta fantastica
22. Nanotecnologie
23. Un motore biologico
24. Nanoscienza e macchine molecolari
25. Una società migliore

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10 - Gauss e Riemann. La matematica diventa scienza - Claudio Bartocci

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1:29:04

10 - Gauss e Riemann. La matematica diventa scienza - Claudio Bartocci

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Genio universale della matematica, Johann Carl Friedrich Gauss nacque a Braunschweig (Germania), nel 1777, da una famiglia di condizioni assai modeste. Dimostrò le sua capacità già a soli 19 anni ottenendo un metodo per costruire l’eptadecagono (poligono regolare con 17 lati) con l’uso di compasso e righello, problema che era stato affrontato, ma senza successo, anche dai greci. Gauss fu così orgoglioso del risultato raggiunto, da esprimere il desiderio che sulla sua pietra tombale fosse inciso un poligono regolare di 17 lati. Nella sua tesi di laurea dimostrò il “Teorema fondamentale dell’algebra”, e successivamente un altro pilastro della matematica: il “Teorema fondamentale dell’aritmetica”. All’età di 24 anni pubblicò uno dei fondamentali trattati di matematica: Disquisitiones Arithmeticae, nel quale sistematizzò lo studio della teoria dei numeri. Ma il suo talento si rivelò anche nell’astronomia con la pubblicazione del tomo Theoria motus nel quale riesce a calcolare l’orbita dell’asteroide Cerere. Il 9 ottobre 1805 Gauss sposò Johanna Osthoff, da cui ebbe un figlio ed una figlia. La loro felice unione fu tuttavia interrotta nel 1809 dalla nascita del terzo figlio che causò la morte della madre. Nel 1806 accettò l’incarico di direttore dell’Osservatorio astronomico e di ordinario di astronomia all’università di Göttingen, che mantenne fino alla morte. Si risposò nel 1810 con la migliore amica della moglie Minna Waldeck; da questa nuova unione nacquero un maschio e una femmina. Nel 1816 fu incaricato di effettuare le misurazioni geodetiche del regno di Hannover, di cui faceva parte Göttingen (La geodesia è la scienza che studia la misurazione delle dimensioni e della forma del globo terrestre). La misurazione durò in tutto venticinque anni durante i quali Gauss inventò l’eliotropo, un telegrafo ottico; sviluppò la geometria differenziale e costruì una teoria per l’eliminazione degli errori nel calcolo.
Nel 1821 a Berlino, in occasione di un congresso degli scienziati e dei medici tedeschi, Gauss conobbe l’ancor giovane fisico W. E. Weber che Gauss fece chiamare a Göttingen. Fra i due si stabilì una collaborazione eccezionalmente feconda nello studio dei fenomeni elettromagnetici e del magnetismo terrestre. Nel 1831 morì la seconda moglie Minna Waldeck. La figlia Teresa prenderà le redini della vita domestica. Gauss non pubblicò alcune sue idee perchè le giudicava incomplete (variabili complesse, geometrie non-euclidee, fondamenti matematici della fisica, ecc.). Nella teoria delle probabilità introdusse la curva gaussiana. Si dice che, utilizzando la curva gaussiana per stimare i rischi derivanti dal prestito di somme di denaro, sia riuscito ad accumulare una notevole ricchezza, diventando così uno dei primi pionieri ad avvicinarsi al mondo della finanza. Dopo il 1850 Gauss accusò disturbi al cuore, malattia che limiterà i sui impegni scientifici. Morì nel sonno nel febbraio 1855. Il suo ultimo studente non fu altri che Riemann.

CONTENUTI
CARL FRIEDRICH GAUSS
1. Introduzione
2. La ricerca nell’Ottocento
3. Un genio illuminato
4. La vita
5. Dalla ricerca pratica alla teoria
6. Lo sviluppo della cartografia
7. La ricerca per superare Euclide
8. Venti secoli di dimostrazioni impossibili

BERNHARD RIEMANN
9. La vita
10. L’ipotesi di Riemann
11. Spiegare la forma dell’universo
12. Tante geometrie, un unico sistema

HENRI POINCARÉ
13. La vita
14. Dalla sintesi di tante teorie alla relatività
15. Dal problema dei tre corpi celesti al caos
16. La topologia
17. La congettura di Poincaré

DAVID HILBERT
18. La vita
19. Quanti tipi di infinito ci sono?
20. Una sfida per il futuro
21. La matematica e il mondo

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11 - Marie Curie. La scoperta della radioattività - Giuseppe Bruzzaniti

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11 - Marie Curie. La scoperta della radioattività - Giuseppe Bruzzaniti

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Marie Sklodowska nota come Marie Curie, nacque a Varsavia nel 1867 e dopo aver iniziato gli studi nella sua città, completò la sua formazione a Parigi alla Sorbona. Qui nel 1894 incontrò un docente, Pierre Curie, che divento suo marito. Marie e Pierre nel 1898 ripresero gli esperimenti di Becquerel sulle radiazioni e scoprirono che quella di emettere radiazioni penetranti era una proprietà dell’atomo. Essi riconobbero che la pechblenda, un particolare minerale contenente uranio, produceva un’attività radioattiva superiore a quella dello stesso uranio e dedussero che i minerali analizzati fossero composti da sostanze ignote estremamente instabili. Marie, con il marito, esaminò tonnellate di pechblenda fino a isolare un nuovo elemento che chiamò Polonio in onore alla sua nazione d’origine. Si dedicò poi allo studio di un altro elemento altamente radioattivo, chiamato “Radio” proprio per questa sua caratteristica. Nel 1903 Marie, insieme al marito e a Becquerel, vince il premio Nobel per la fisica. I Curie, consapevoli dell’importanza industriale e medica che il radio avrebbe assunto, decisero di non depositare alcun brevetto e di dare tutte le informazioni sui processi chimici che avevano adottato a chiunque le chiedesse. Tra gli effetti positivi del premio Nobel ci fu l’offerta di una cattedra alla Sorbona, creata apposta per Pierre, accompagnata da un posto di direttore di ricerca per Marie. Nel 1906 Pierre a soli 47 anni, perde la vita in un incidente. Marie dopo un periodo di profonda depressione decide di riprendere le sue ricerche e di subentrare al marito nella cattedra di fisica che lui ricopriva alla Sorbona. I lavori di radiochimica iniziati con la scoperta del radio e proseguiti dopo la morte di Pierre furono riconosciuti nel 1911 dall’Accademia delle Scienze di Stoccolma con il premio Nobel a Marie per la Chimica. Gli anni successivi furono
molto difficili per Marie che fu accusata in una feroce campagna di stampa denigratoria, di aver acquistato fama non meritata rubando idee di scienziati francesi e di essere l’amante di Paul Langevin, una donna senza scrupoli e distruttrice di famiglie. Tutto ciò portò Marie a una depressione fisica e psichica sempre più profonda che richiese l’interruzione del lavoro e cure continue. Calmate finalmente le polemiche, Marie si poté dedicare pienamente all’Istituto del Radio, la cui costruzione era stata decisa tre anni prima dalla Sorbona e dall’Istituto Pasteur. L’Istituto era quasi terminato allo scoppio della guerra, quando Marie Curie lasciò tutto per occuparsi di radiologia. Ripreso alla fine della guerra il lavoro, e avendo mezzi sufficienti per condurre una ricerca di punta e con collaboratori anche giovanissimi intorno, Marie Curie ebbe la gioia di avere accanto a sé, nel suo laboratorio, la figlia Irène, che più tardi sposò Frédéric Joliot, uno dei migliori allievi di Marie. A partire dal 1925 la salute e l’aspetto fisico di Marie Curie cominciarono a deteriorarsi, certamente a causa delle alte dosi di radiazione assorbite in laboratorio. Benché sempre stanca e malaticcia, Marie continuava a dirigere l’Istituto e prendeva parte a tutti i congressi importanti. Nel gennaio 1934 poté assistere alla scoperta della radioattività artificiale fatta nel “suo” Istituto dalla figlia Irène e da Frédéric Joliot che ricevettero nel 1935 il premio Nobel per il loro lavoro. Sei mesi dopo Marie Sklodowska Curie moriva in un sanatorio svizzero di anemia perniciosa fulminante scambiata da medici parigini per una tubercolosi.

CONTENUTI
LA FISICA TRA OTTOCENTO E NOVECENTO
1. Una nuova prospettiva
2. Dall’atomo indivisibile ai sistemi complessi
3. Un’incognita rivoluzionaria
4. Un fine secolo di rinnovamenti

MARIE CURIE
5. Una donna curiosa
6. La vita
7. Una coppia di ricercatori

UN FENOMENO STRAORDINARIO
8. La natura della radioattività
9. Una serie di nuovi elementi
10. Le proprietà delle sostanze radioattive
11. Dal laboratorio di ricerca agli ospedali
12. Uno scienziato scomodo
13. Il lungo cammino delle donne nella scienza

L’IPOTESI NUCLEARE
14. Una prima immagine dell’atomo
15. Il modello di atomo di Debierne
16. Una vita per la scienza

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12 - Albert Einstein. Relativamente a spazio e tempo - Enrico Bellone

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12 - Albert Einstein. Relativamente a spazio e tempo - Enrico Bellone

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Albert Einstein nacque a Ulm, in Germania, il 14 marzo 1879 da genitori ebrei non praticanti. Il piccolo Albert era per istinto un solitario ed imparò a parlare molto tardi. L’incontro con la scuola fu da subito difficile: Albert, infatti, trovava le sue consolazioni a casa, dove la madre lo avviò allo studio del violino e lo zio Jacob a quello dell’algebra. Nel 1894 lasciò il ginnasio di Monaco per seguire la famiglia in Italia. Si trasferì poi in Svizzera e nel 1896 si iscrisse al Politecnico di Zurigo. Qui maturò la sua scelta: si dedicarsi alla fisica piuttosto che alla matematica. Laureatosi nel 1900 non riuscì, però, a diventare ricercatore al Politecnico. Prese la cittadinanza svizzera per assumere un impiego all’Ufficio Brevetti di Berna. Il modesto lavoro gli consentì di dedicare gran parte del suo tempo allo studio della fisica. Già da molto tempo frequentava Mileva Maric, che collaborò ai suoi studi. La sposò nel 1902. Durante il 1905 considerato l’annus mirabilis Albert Einstein pubblicò tre studi teorici. Il primo studio, sull’interpretazione dell’effetto fotoelettrico, conteneva un’ipotesi rivoluzionaria sulla natura della luce; egli affermò che in determinate circostanze la radiazione elettromagnetica ha una natura corpuscolare, ipotizzando che l’energia trasportata da ogni particella, denominata fotone, fosse proporzionale alla frequenza della radiazione. Il secondo studio forniva una spiegazione al fenomeno del moto browniano. Il terzo e più importante studio recava il titolo Elettrodinamica dei corpi in movimento: conteneva la prima esposizione completa della teoria della relatività ristretta, frutto di un attento studio della meccanica classica di Isaac Newton, delle modalità dell’interazione fra radiazione e materia e delle caratteristiche dei fenomeni fisici osservati in sistemi in moto relativo l’uno rispetto all’altro. Nel 1907 illustrò la formula E=mc2 nella sua generalità; pose le basi fisiche della relatività generale; Diventò poi professore associato al Politecnico di Zurigo e lì formulò il dualismo onda-corpuscolo per la radiazione elettromagnetica. Dopo un breve periodo a Praga, diventò professore ordinario a Zurigo. Pubblicò, con M. Grossmann, l’Entwurf, saggio sulla relatività generale. Venne in seguito nominato professore al Kaiser-Wilhelm-Institute a Berlino. Nello stesso periodo avvenne lo scioglimento di fatto del primo matrimonio. Nel 1916 pubblicò la memoria: “I fondamenti della teoria della Relatività general”, frutto di oltre dieci anni di studio. Questo lavoro fu considerato dal fisico
stesso il suo maggior contributo scientifico. Nel 1917 pubblicò l’articolo che segnò la nascita della moderna cosmologia teorica: Considerazioni cosmologiche della teoria della Relatività generale. Nel 1919 Einstein si risposò con una cugina. Nello stesso anno la spedizione di Eddington in Africa verificava l’effetto di deviazione dei raggi luminosi da parte del Sole secondo quanto previsto da Einstein che per questo divenne una celebrità mondiale. Nel 1921 fu attribuito ad Einstein il premio Nobel per la fisica per la scoperta dell’effetto fotoelettrico ma non per la teoria della relatività. Con l’avvento al potere di Hitler, Einstein fu costretto a emigrare negli Stati Uniti, dove gli venne offerta una cattedra presso l’Institute for Advanced Study di Princeton. Di fronte alla minaccia rappresentata dal regime nazista egli rinunciò alle sue posizioni pacifiste e nel 1939 scrisse assieme ad altri fisici una famosa lettera indirizzata al presidente Roosevelt, nella quale veniva sottolineata la possibilità di realizzare una bomba atomica. La lettera segnò l’inizio dei piani per la costruzione dell’arma nucleare. Dopo la guerra continuò i suoi studi a Princeton. Gli fu offerta la presidenza del neonato stato di Israele ma la rifiutò. Einstein morì il 18 aprile del 1955.

CONTENUTI
LE RADICI DI UN GENIO
1. Albert Einstein
2. Il rapporto con la scienza classica
3. La scienza classica

LA TEORIA DELLA RELATIVITÀ
4. Il principio di relatività
5. La relatività del tempo
6. La relatività dello spazio
7. La formula famosa

UNA CONCEZIONE RIVOLUZIONARIA
8. Lo spazio-tempo
9. Dalla relatività ristretta alla relatività generale
10. Anni di lavoro intenso
11. Le conseguenze della relatività
12. L’illusione di passato, presente, futuro

UNA NUOVA FISICA
13. Una misura dell’energia: i quanti
14. L’effetto fotoelettrico
15. Una fisica tra il discreto e il continuo
16. Che cos’è la scienza?
17. Einstein: scienziato e filosofo

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13 - Max Planck. I quanti: quantità di energia misurabile - Sheldon Lee Glashow

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13 - Max Planck. I quanti: quantità di energia misurabile - Sheldon Lee Glashow

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Max Karl Ernst Ludwig Planck nacque a Kiel, Germania, il 23 aprile 1858. Suo padre era professore di Diritto Costituzionale presso l’Università di Kiel e poi a Göttingen. Planck studiò presso le Università di Monaco di Baviera e Berlino, dove ebbe come insegnanti Kirchhoff e Helmholtz, e consegui il dottorato di filosofia a Monaco di Baviera nel 1879. Fu Professore Associato di Fisica Teorica a Kiel fino al 1889, anno in cui Kirchhoff riuscì ad ottenergli l’incarico di professore all’Università di Berlino, dove rimase fino al suo pensionamento nel 1926. In seguito divenne Presidente della Kaiser Wilhelm Society per la promozione della Scienza, incarico che ricoprì fino al 1937. Fu nominato membro dell’Accademia Prussiana delle Scienze nel 1894 e segretario permanente nel 1912. All’inizio della sua carriera si interessò ai processi radiativi in termodinamica e mostrò che questi processi erano da considerarsi di natura elettromagnetica. Da questi studi giunse a risolvere il problema della radiazione emessa dal corpo nero, una superficie ideale che assorbe tutta l’energia incidente. Le osservazioni sperimentali sulla distribuzione dell’energia emessa da un corpo nero in funzione della temperatura erano in contrasto con le previsioni della fisica classica. Planck fu invece in grado di dedurre il rapporto tra l’energia e la frequenza della radiazione. In un articolo pubblicato nel 1900, annunciò come aveva derivato questo rapporto: sulla base dell’idea rivoluzionaria che l’energia venisse irraggiata non come ipotizzato dalla fisica classica, ossia sotto forma di onda continua, ma in quantità discrete, in “pacchetti”, che il fisico battezzò “quanti”. Il valore dell’ipotesi di Planck fu reso evidente qualche anno dopo dall’attività di Einstein, che col suo lavoro sull’effetto fotoelettrico poté metterne in luce la rilevanza in senso propriamente fisico. Il lavoro di Planck produsse una rivoluzione concettuale nell’ambito degli studi sulla natura, introducendo il concetto di “discontinuità” in molti campi della fisica e imponendo un radicale cambiamento nella descrizione dei fenomeni. Per questa teoria nel 1918 Planck ricevette il premio Nobel per la Fisica. Planck passò una fase travagliata e tragica della sua vita durante il periodo del governo nazista in Germania, quando si sentì in dovere di rimanere nel suo paese, ma fu apertamente contrario ad alcune delle politiche del governo, in particolare per quanto riguarda la persecuzione degli ebrei. Nelle ultime settimane della guerra subì grandi privazioni dopo che la sua casa fu distrutta da un bombardamento. Tre dei figli di Planck morirono in giovane età durante la prima guerra mondiale, un’altra tragedia personale lo colpì duramente quando l’ultimo figlio superstite del primo matrimonio fu giustiziato per la sua supposta partecipazione al fallito tentativo di assassinare Hitler nel 1944. Planck morì a Göttingen il 4 ottobre 1947.

CONTENUTI
ALLA FINE DELL’OTTOCENTO
1. Una nuova era tecnologica
2. Un fenomeno strano: la radiazione termica
3. Max Planck
4. Una nuova visione della fisica
5. La meccanica quantistica

ATOMI E LUCE
6. La vera natura della luce
7. L’effetto fotoelettrico
8. Applicazioni dell’effetto fotoelettrico
9. Il modello planetario dell’atomo
10. La stabilità degli atomi

LA MECCANICA QUANTISTICA
11. La nascita della meccanica quantistica
12. Heisenberg e la probabilità
13. Una teoria della meccanica quantistica
14. I padri della meccanica quantistica
15. Dai quanti al teletrasporto
16. La visione quantistica della tavola periodica
17. Un passo avanti grazie e Pauli

UNA FISICA INNOVATIVA
18. La scoperta dei positroni
19. Paul Dirac, la nuova fisica e l’antimateria
20. La completa visione dell’atomo
21. La teoria elettrodebole
22. Una teoria per l’unificazione delle forze
23. L’importanza dei quanti nella quotidianità

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14 - Enrico Fermi. L'atomo e la bomba atomica - Giuseppe Bruzzaniti

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14 - Enrico Fermi. L'atomo e la bomba atomica - Giuseppe Bruzzaniti

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Enrico Fermi nasce a Roma il 29 settembre del 1901. Inizia nel 1918 la frequentazione a Pisa della scuola Normale: si laurea cum laude nel 1922, dimostrando anche una padronanza linguistica non comune (oltre al latino e il greco, conosce infatti l’inglese, il francese ed il tedesco), che gli permette dopo poco di partire alla volta di Göttigen, alla scuola di Max Born, per migliorare le conoscenze di fisica quantistica. Nel 1925, con pochi rimpianti, si sposta a Leida, in Olanda, ove ha modo di incontrare Albert Einstein. Nel 1925 a Roma ottiene la cattedra di Fisica Teorica, creata per lui dal Prof. Corbino, direttore dell’Istituto di Fisica, il quale contemporaneamente compone un gruppo di studio ribattezzato in seguito “i ragazzi di Via Panisperna” (dalla sede dell’istituto). Sempre nel 1925 Fermi dà il suo importante contributo alla meccanica quantistica e scrive l’articolo in cui espone la nuova statistica da applicare agli elettroni. Nel 1927 Fermi vince la cattedra di fisica teorica all’Università di Roma e nel 1929 è nominato membro della reale Accademia d’Italia. All’interno del suo laboratorio in via Panisperna Fermi si concentra sullo studio del nucleo atomico, arrivando a formulare la teoria del decadimento beta, che spiega l’emissione di un fotone a seguito di una transizione da un neutrone a un protone e la susseguente creazione di altre particelle. Fermi partecipa alla Conferenza Solvay sulla fisica nucleare a Bruxelles. Subito dopo scrive Tentativo di una teoria dei raggi β. Questa teoria, introdotta al termine del 1933, trova subito conferma nella scoperta della radioattività da parte di Curie e Joliot, esposta nei primi mesi del 1934. Sulla base di questa scoperta, Fermi formula una nuova idea: utilizzare i neutroni come proiettili per evitare la repulsione tra cariche elettriche dello stesso tipo e per poter produrre radioattività artificiale. Dopo alcuni tentativi infruttuosi ottiene i primi isotopi radioattivi mediante bombardamento con neutroni, scoprendo altresì che in caso di urti successivi, i neutroni prodotti da urti rallentati hanno un tasso di efficacia molto più elevata nella generazione di specie radioattive. Tra il 1935 e il 1937 il gruppo dei ragazzi di via Panisperna si separa per diverse assegnazioni di cattedre, a Roma rimangono solo Fermi e Amaldi. L’anno successivo ad Enrico Fermi viene conferito il premio Nobel, ma questa è l’unica nota felice dell’anno: a causa delle leggi razziali emanate dal regime fascista, il fisico romano è costretto ad emigrare perché la moglie Laura è ebrea. Fermi accetta la cattedra alla Columbia University. Progetta un primo piano per la costruzione della prima pila nucleare, ovvero il primo dispositivo ove produrre in modo controllato una reazione nucleare a catena. Enrico Fermi vede la realizzazione dei suoi sforzi il 2 dicembre del 1942, con l’entrata in funzione della prima centrale nucleare a Chicago; l’energia nucleare diviene così fonte di vita, ma allo stesso tempo anche uno strumento di guerra: il fisico aderisce infatti al progetto Manhattan allo scopo di creare il primo ordigno nucleare. Dopo la guerra si dedica allo studio sulle particelle elementari e a agli acceleratori di particelle. Durante un suo periodo di permanenza in Italia, nell’estate del 1954, iniziano a manifestarsi i primi drammatici sintomi della malattia che lo debilita rapidamente portandolo alla morte, a Chicago, il 29 novembre dello stesso anno.

CONTENUTI
ENRICO FERMI
1. Introduzione
2. La vita
3. La scuola romana
4. I ragazzi di Via Panisperna

L’AVVENTURA ROMANA
5. Viaggio nella fisica nucleare
6. Protoni, elettroni e neutroni
7. Il capolavoro di Fermi
8. Ad un passo dalla fissione nucleare
9. Scienza e fascismo
10. Espatrio: una scelta obbligata

LA RICERCA TRA SCIENZA E POTERE
11. La fissione nucleare
12. Venti di guerra
13. L’esperienza americana
14. Il Progetto Manhattan
15. Un’esplosione devastante
16. I fisici e la bomba

IL DOPOGUERRA
17. L’eredità di Los Alamos
18. Fissione e fusione
19. Conclusione

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15 - Gödel e Turing. La nascita del computer e la società dell'informazione - Piergiorgio Odifreddi

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15 - Gödel e Turing. La nascita del computer e la società dell'informazione - Piergiorgio Odifreddi

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Kurt Gödel nasce il 28 aprile 1906, nella città di Brno nell’attuale Repubblica Ceca, e mostra fin da bambino le sue eccezionali doti intellettive, tanto da meritarsi il soprannome familiare di «Herr Warum» («signor perché»)
per la spiccata propensione a porre domande su domande. Nel 1924 si iscrive all’università di Vienna con l’intenzione di studiare fisica, ma progressivamente i suoi interessi si indirizzano verso la matematica e la logica. Tra il 1926 e il 1928 frequenta regolarmente gli incontri settimanali del Circolo di Vienna mantenendo tuttavia fin da allora una distanza critica dalle idee del positivismo logico. Negli anni universitari in un locale notturno di Vienna conosce Adele Porkert, una ballerina che nel 1938 diventa sua moglie. Lei riesce ad alleviargli le sofferenze dell’animo e la sua ipocondria. Nel corso della preparazione della tesi ottiene i primi risultati fondamentali nel campo della logica matematica, tra cui il celebre teorema di incompletezza, dimostrato nel 1930. Sembrerebbe proprio il prologo di una serena vita accademica, baciata dal successo. Invece, da una parte il tragico precipitare degli eventi politici, con l’avvento del nazismo e la guerra, dall’altra i disturbi mentali, di cui soffre in modo conclamato fin dal 1934, mutano profondamente il corso della sua esistenza. Dal 1933 visita a più riprese l’Institute for Advanced Studies di Princeton, dove si trasferisce definitivamente nel 1940: non metterà mai più piede nel vecchio continente.
Nella tranquilla cittadina universitaria americana vive in un quasi assoluto isolamento, a parte le lunghe passeggiate con Einstein, a cui lo lega un’amicizia «basata più sulle differenze di opinione che sui punti di accordo». Le sue condizioni di salute non migliorano: accusa varie malattie, per lo più di natura psicosomatica, si preoccupa in maniera ossessiva della propria dieta e vive nel terrore costante di essere avvelenato. Il più grande logico dei tempi moderni muore di «denutrizione e debilitazione derivanti da disturbi della personalità» all’ospedale di Princeton il 14 gennaio 1978 in quanto privo dell’assistenza della moglie morta pochi mesi prima.

CONTENUTI
LA LOGICA E IL CALCOLO
1. Le macchine per fare calcoli
2. La macchina analitica
3. Boole e la logica matematica
4. Alla ricerca delle leggi del ragionamento
5. Logica e matematica
6. Kurt Gödel
7. Consistenza e completezza
8. Un curioso paradosso

ALAN TURING
9. La vita
10. Una drammatica vicenda
11. La macchina di Turing
12. L’idea del calcolatore universale
13. Il test di Turing

IL COMPUTER MODERNO
14. Dall’idea alla costruzione pratica
15. La nascita dell’informatica
16. Un cambiamento epocale in 50 anni
17. Cosa non può fare un computer

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16 - Watson e Crick. Il DNA e il segreto della vita - James Watson

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16 - Watson e Crick. Il DNA e il segreto della vita - James Watson

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James Watson nasce a Chicago nel 1928. Entra alla Chicago University quando aveva 15 anni, grazie al programma Giovani dotati. Era interessato a Biologia e Zoologia. Decide di specializzarsi per diventare un ornitologo, conservatore al Museo di Storia Naturale. Durante l’ultimo anno alla Chicago University, Watson legge il libro di Erwin Schroedinger “Che cos’è la vita?” Rimane affascinato dall’idea che geni e cromosomi custodiscano i segreti del vivente. Così Watson chiede ed ottiene un posto da dottorando da Salvador Luria, un pioniere nella ricerca sui batteriofagi, all’Indiana University, un’opportunità perfetta per lavorare su alcuni di questi problemi. Dopo il dottorato, nel 1950, Watson trascorre del tempo in Europa, lavorando al Cavendish Laboratory dell’Università di Cambridge. Già sa che il DNA è la chiave per comprendere la vita ed è determinato a risolvere la sua struttura. Ha la fortuna di condividere un ufficio con Francis Crick, un dottorando con i suoi stessi interessi. Entrambi dovrebbero lavorare su altri progetti ma, nel 1953, costruiscono il primo modello accurato di DNA, è una delle più grandi rivoluzioni scientifiche di tutti i tempi. Nel 1962, Watson vince il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina con Francis Crick e Maurice Wilkins che, con Rosalind Franklin, aveva fornito i dati su cui basare la struttura. Watson pubblica nel ’68 il libro La doppia elica; apre così un nuovo filone letterario, un racconto chiacchierato su come vanno le cose nel mondo scientifico visto dall’interno. Watson ricopre un ruolo importante nello sviluppo delle politiche della scienza, dalla lotta al Cancro, fino alla promozione del Progetto Genoma Umano. Dal 1988 al 1992 presiede il Progetto Genoma Umano al National Institutes of Health, mentre ancora dirige il Cold Spring Harbor Laboratory. Attualmente la didattica costituisce uno dei suoi fondamentali interessi.

CONTENUTI
UN’IDEA DI RICERCA
1. L’essenza della vita
2. L’ereditarietà dei caratteri
3. L’incontro con Luria

UN TEAM DI GIOVANI ARDITI
4. L’incontro con Crick
5. I geni e il DNA
6. Un primo approccio al modella di DNA
7. Le componenti del DNA

UNA SCOPERTA EPOCALE
8. Competizione tra i due lati dell’oceano
9. La scoperta della doppia elica
10. Verso il premio Nobel

DAL DNA ALLA GENETICA
11. Il codice genetico, l’RNA e le proteine
12. La trasmissione dei messaggi
13. Una nuova era genetica
14. Ricombinare il DNA per la ricerca

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17 - John Nash. La teoria dei giochi - John Nash

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17 - John Nash. La teoria dei giochi - John Nash

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John Nash nasce il 13 giugno 1928 a Bluefield in Virginia e già da piccolo rivela un carattere solitario. La sua frequenza scolastica presenta numerosi problemi mentre il clima familiare è sostanzialmente sereno. Con la nascita della sorella Martha, John riesce a integrarsi un po’ di più con gli altri coetanei e a farsi coinvolgere nei giochi usuali dell’infanzia. Con il passare del tempo il suo interesse per la matematica va aumentando sempre più. In questo campo mostra delle abilità eccezionali, specialmente nella soluzione di problemi complessi. Con gli amici si comporta in modo molto eccentrico, non riuscendo di fatto ad instaurare rapporti di amicizia con nessuno dei suoi coetanei. Partecipa alla Putman Mathematical Competition, un premio molto ambito, ma non vince: sarà questa una delusione cocente, di cui parlerà anche dopo vari anni. Ad ogni modo si dimostra subito un matematico di prim’ordine, tanto da ottenere offerte da Harvard e Princeton per seguire un dottorato in matematica. Sceglie Princeton dove avrà modo di conoscere, fra gli altri, giganti della scienza come Einstein e von Neumann. Nel 1949, studia la teoria dei giochi per il suo dottorato e sviluppa delle considerazioni che 45 anni più tardi gli valgono il premio Nobel. Accetta un incarico al MIT (Massachusetts Institute of Technology). Continua la sua vita piuttosto complicata ed errabonda. Incontra Alicia Lerde, che diventerà sua moglie nel 1956. Nash comincia ad occuparsi delle contraddizioni della meccanica quantistica e anni dopo confesserà che probabilmente l’impegno messo in questa impresa è stato la causa dei suoi primi disturbi mentali. Collabora con la RAND Corporation, importante centro di studi strategici sovvenzionato dal governo degli Stati Uniti. Il rapporto con la RAND sarà tempestoso. Cominciano i ricoveri e comincia anche un lunghissimo periodo della sua vita in cui alterna momenti di lucidità, in cui riesce comunque a lavorare e a raggiungere anche risultati assai significativi, ad altri in cui le condizioni mentali sembrano seriamente deteriorate. I suoi disturbi più evidenti si mostrano nel fatto di vedere ovunque messaggi criptati (provenienti anche da extraterrestri) che solo lui può decifrare. Deve così convivere con la schizofrenia. Subisce terapie durissime come
elettroshock, insulinoshock, con conseguenti attacchi epilettici e coma, camicie di forza chimiche che lo segnano nel fisico. Nel 1959 rassegna le dimissioni dal MIT. Tra alti e bassi, John Nash conduce comunque la sua vita al fianco della moglie che lo sostiene in tutti i modi e con grandissimi sacrifici. Finalmente, dopo lunghi travagli, all’inizio degli anni ’90, le crisi sembrano avere fine. Nash può tornare al suo lavoro con maggiore serenità, integrandosi nel sistema accademico internazionale e imparando a dialogare e scambiare idee con altri colleghi. Il simbolo di questa rinascita è il conferimento del premio Nobel, nel 1994. Oggi Nash vive a Princeton, viaggia, invitato a conferenze scientifiche e si prende cura del figlio che soffre del suo stesso male.

CONTENUTI
LA TEORIA DEI GIOCHI
1. Gli inizi
2. Una disciplina innovativa
3. I precursori
4. Tipi di giochi
5. Il gioco, l’economia e la Borsa

GIOCARE PER VINCERE
6. Giochi che simulano la guerra
7. Guerra e teoria dei giochi
8. L’analisi dei conflitti armati
9. Il gioco della guerra
10. La teoria dei giochi e il potere politico
11. La ricerca di strategie vincenti

L’EQUILIBRIO NEI GIOCHI
12. Da Borel ai giochi nell’economia
13. Breve storia della teoria dei giochi
14. I giochi a somma zero
15. L’equilibrio di Nash
16. Dalla somma zero all’equilibrio di Nash

UNA STORIA A LIETO FINE
17. Il Premio Nobel
18. Il dilemma del prigioniero
19. I giochi evolutivi
20. La teoria dei giochi e la vita

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18 - Il genoma umano. La sequenza della vita - James Watson

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18 - Il genoma umano. La sequenza della vita - James Watson

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Una volta scoperta nel 1953 la struttura a doppia elica del DNA (acido desossiribonucleico) i genetisti e i chimici lavorano per riuscire a interpretarne il linguaggio. Le molecole del DNA sono infatti delle grandi biblioteche ricche di informazioni: una sola molecola ne contiene tante quante ce ne sono in cinquemila libri e i geni possono essere paragonati ai capitoli. Nel marzo 1986 viene evidenziata l’importanza della necessità e della fattibilità di ordinare e sequenziare tutti i frammenti di DNA del genoma umano isolati fino a quel momento e di continuare a individuarne altri. Renato Dulbecco, premio Nobel per la medicina, scrive un articolo su “Science” in cui riporta la necessità di conoscere la sequenza dei geni per poter sconfiggere il cancro e capire molti fenomeni biologici. Nel 1988 il Congresso americano approva in via ufficiale il Progetto Genoma Umano. James Watson guida inizialmente il National Center for Human Genome Research (USA). A causa di un disaccordo con il suo superiore sulla questione dei brevetti per i geni, Watson è costretto a dare le dimissioni nel 1992. Nell’aprile del 1993 gli succede Francis Collins. Una delle ragioni per cui si è giunti a una precoce conclusione del Progetto Genoma sta anche nell’acerrima competizione che si è sviluppata fra i laboratori del consorzio pubblico, guidato da Collins, e un’impresa privata: la Celera Genomics di Craig Venter. Nel 1999 Celera Genomics, presenta 6500 richieste di brevetti. Nello stesso anno sulla rivista “Nature” viene pubblicata la sequenza completa del cromosoma 22, uno dei più piccoli fra i cromosomi. Su “Science” esce la sequenza completa del Genoma delle Drosofila Melanogaster, il moscerino della frutta, da parte della Celera Genomics, in collaborazione con gli scienziati del Berkeley Drosofila Genoma Project (BDGP). Durante il progetto di sequenziamento hanno identificato 14.000 geni. Sempre nel 2000, su “Nature”, c’è l’annuncio del completamento del sequenziamento al 99,7% del cromosoma 21, la cui presenza in tre copie causa la Sindrome di Down. Il Progetto Genoma umano si conclude positivamente nel 2003 con tre anni d’anticipo sul previsto. La ricerca genetica ha fornito ai biologi uno strumento che consente di scoprire, tramite il confronto delle molecole di DNA di diversi animali e piante, la parentela che li lega. Alberi e uomini presentano alcune somiglianze ma queste sono maggiori tra uomini e coccodrilli. Le parti di DNA in comune tra uomini e batteri sono forse le più antiche forme di vita. Il lavoro porterà alla costruzione di un nuovo albero genealogico della vita sulla Terra.

CONTENUTI
ESPLORARE IL DNA
1. La sequenza delle basi nel DNA
2. L’alfabeto della vita
3. Lo studio del DNA

IL PROGETTO GENOMA UMANO
4. L’avvio del progetto
5. Un laboratorio straordinario
6. Craig Venter
7. Una sfida tra pubblico e privato
8. Il traguardo della sequenziazione

SALUTE E CONOSCENZA
9. Dal genoma la comprensione delle malattie
10. Le malattie genetiche
11. Le informazioni rilevabili dal genoma
12. La salute è nel DNA
13. Il gene che combatte il cancro

ETICA E GENETICA
14. Interrogativi etici
15. La diagnosi genetica
16. Una migliore qualità della vita
17. Genetica e nuove generazioni
18. Geni e comportamento: dagli animali all’uomo
19. I geni della personalità
20. Comportamento tra geni e ambiente

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19 - La teoria dei numeri. L'evoluzione della matematica dall'antichità ad oggi - Andrew Wiles

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19 - La teoria dei numeri. L'evoluzione della matematica dall'antichità ad oggi - Andrew Wiles

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Andrew Wiles nasce a Cambridge, nel Regno Unito, l’11 aprile1953. Suo padre era teologo e ricopriva una delle più antiche cattedre esistenti all’Università di Oxford. Già in giovanissima età Wiles mostra grande interesse per la matematica e in particolare per l’ultimo teorema di Fermat, del quale viene a conoscenza grazie a un libro preso in prestito in biblioteca. Frequenta l’università di Oxford dove si laurea nel 1974 e inizia poi il dottorato a Cambridge, sotto la supervisione del matematico John Coates. In quel periodo comincia a lavorare alla teoria delle curve ellittiche, cioè curve del tipo y2 = x3 +ax +b. Ottenuto nel 1980 il dottorato, passa un periodo a Bonn, per poi ricevere una cattedra a Princeton. Si reca anche a Parigi come visiting professor. Nel 1986 viene a sapere della dimostrazione del Teorema di Ribet che, sostanzialmente, lega la dimostrazione dell’ultimo teorema di Fermat a quella della congettura di Taniyama-Shimura. Questo lo convince a dedicarsi alla dimostrazione che lo ha reso famoso. Vi lavora in completa solitudine. Nel 1988 si trasferisce a Oxford per un paio d’anni e in seguito torna a Princeton. Nel giugno del 1993, dopo sette anni di duro lavoro, annuncia di avere trovato la dimostrazione dell’ultimo teorema di Fermat, sconvolgendo il mondo della matematica. La dimostrazione risulta sbagliata ma Wiles decide caparbiamente di continuare a tentare e finalmente, il 19 settembre del 1994, in quello che lui stesso definisce come il giorno più importante della sua vita, trova la strada per la dimostrazione corretta. Il suo articolo Modular elliptic curves and Fermat’s Last Theorem è pubblicato nel 1995 sugli Annals of Mathematics. In seguito a questo risultato eccezionale riceve una lunga serie di premi. Attualmente lavora a Princeton ma ha già annunciato che dal 2011 sarà nuovamente in patria, a Oxford. Wiles è sposato con Nada Canaan, esperta in microbiologia, e hanno tre figlie.

CONTENUTI
LA TEORIA DEI NUMERI
1. Le origini
2. Pierre de Fermat
3. Problemi e soluzioni

L’ULTIMO TEOREMA DI FERMAT
4. Un problema degno di fama
5. Una serie di soluzioni
6. I duelli matematici
7. La risoluzione del teorema

UNA SCIENZA PURA
8. I premi della matematica
9. Nascita della matematica moderna
10. Il fascino dei problemi irrisolti
11. I grandi problemi della matematica
12. L’evoluzione della teoria dei numeri

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20 - La teoria delle stringhe. La teoria del tutto - Edward Witten

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20 - La teoria delle stringhe. La teoria del tutto - Edward Witten

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Edward Witten nasce a Baltimora, nel Maryland, nel 1951. Figlio di un fisico teorico, si laurea in storia al Brandeis College, Massachusetts e intende perseguire una carriera nel giornalismo. Tuttavia, dopo aver lavorato per la campagna presidenziale americana di George McGovern, nel 1972, si rende conto di essere poco adatto al mondo del giornalismo politico e torna all’università per studiare prima Economia e poi Fisica a Princeton. Dopo aver completato il dottorato, nel 1976, Witten rimane a Princeton, dove è nominato professore di fisica. Qui lavora principalmente allo sviluppo della teoria delle stringhe. Nel 1970 Yoichiro Nambu e altri avevano mostrato che le particelle elementari possono essere trattate come stringhe di un certo tipo, ma ben presto si dimostra che la teoria non funziona in modo soddisfacente. Una teoria più ambiziosa, detta “delle superstringhe” viene formulata pochi anni dopo. Quando Witten si imbatte nella teoria intuisce che le superstringhe potrebbero gettare luce su ciò che egli definisce «l’unico grande puzzle della fisica», vale a dire su come unificare la relatività generale, che affronta la gravità e lo spazio, con la meccanica quantistica, che spiega gli eventi a livello nucleare. Per Witten l’aver compreso che la teoria delle superstringhe avrebbe richiesto la presenza di gravità è una grandissima emozione. Nei primi anni ’80 Witten avvia un’analisi su basi geometriche e cerca di sviluppare una teoria quantistica topologica di campo che renda conto delle proprietà geometriche fondamentali della materia in uno spazio dotato di dimensioni extra. Il lavoro di Witten porta a risultati importanti tanto in matematica pura quanto in fisica. Nel 1990 gli viene pertanto assegnata la medaglia fields. Alcuni critici, tra cui il premio Nobel Sheldon Glashow, hanno obiettato che il lavoro di Witten non ha nulla a che fare con la fisica ma è prettamente matematico e allo stesso tempo impenetrabile. Witten ha risposto che la teoria non è stata ancora pienamente elaborata e che serviranno molti anni prima che si possa giungere a una descrizione precisa della sua natura. Egli ha descritto la teoria delle stringhe come «un pezzo di fisica del XXI secolo che si è trovata per caso nel XX». Edward Witten è sposato con il fisico italiano Chiara Nappi, hanno tre figli e insegnano entrambi a Princeton.

CONTENUTI
LA NECESSITÀ DI NUOVE TEORIE
1. La rivoluzione della relatività
2. Evoluzione della teoria quantistica
3. Prima delle stringhe
4. La necessità di unificare le teorie

LA TEORIA DELLE STRINGHE
5. Meccanica quantistica e relatività generale
6. Una teoria affascinante
7. Una prima idea di stringhe
8. Differenza tra quanti e stringhe

LE SUPERSTRINGHE
9. Dalle stringhe alle superstringhe
10. La supersimmetria
11. Conciliare due teorie diverse
12. Una nuova idea di simmetria
13. Il dibattito sulla teoria delle stringhe

TANTI ASPETTI DI UNA VISIONE
14. Le cinque teorie delle stringhe
15. Le dimensioni extra
16. Come un ologramma
17. La teoria M
18. Una sorprendente coerenza
19. Le stringhe e la modifica dell’universo

LA RICERCA
20. Il Cern
21. Dal Cern nuove speranze
22. Una comprensione più estesa della natura
23. Conclusione

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