Saggio 1 – Definizione, Origini e Caratteristiche dei Buchi Neri nell’Universo

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Sommario     In questo saggio gli autori descrivono, in termini accessibili a giovani studenti la cui istruzione non va oltre quella delle scuole medie inferiori, cosa sono i “buchi neri”, che sono stati scoperti in alcune regioni dell’Universo; come e quando questi buchi neri si formano, da chi e come sono stati scoperti, come si relazionano agli altri corpi celesti che popolano l’Universo e perché gli autori del saggio sconsigliano fortemente ai loro lettori di prendere in considerazione la possibilità di emigrare in un buco nero, qualora se ne presentasse l’occasione.

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Saggio 2 - Il Corpo Umano – Parte I e Parte II

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Sommario     In questo saggio l’autore cerca di rispondere ad alcune domande che, fin dall'inizio dei tempi filosofi, scienziati, teologi e molti altri studiosi di civiltà umane si sono posti.  Domande del tipo:

• Chi siamo?

• Di che cosa siamo fatti?

• Da dove veniamo?

• Dove stiamo andando?

Il saggio esplora anche il problema della reincarnazione e, scientificamente, dimostra che alcune forme di reincarnazione sono possibili anche se non sempre necessariamente allineate con quanto promulgato da varie religioni.  

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​Da pubblicare​

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Saggio 3 – Fisica delle Particelle – Parte I e Parte II

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Sommario     In questo saggio gli autori, partendo dalla definizione dell’atomo formulata per la prima volta dal filosofo greco Democrito circa 2400 anni fa, illustrano quando e come, negli ultimi 130 anni, gli scienziati hanno scoperto che, lungi dall’essere indivisibile come aveva ipotizzato Democrito, l’atomo è composto da più di una dozzina e mezza di particelle sub-atomiche, dando così vita ad un nuovo ramo della Fisica, chiamato Fisica delle Particelle.  Come al solito, usando un linguaggio e terminologia accessibile a ragazzi delle scuole medie, gli autori illustrano il Modello Standard dell’atomo che spiega come queste particelle elementari sono tenute insieme da forze e processi speciali, dando così vita alla materia che noi osserviamo nella nostra vita quotidiana.  

 

 

 

​Da pubblicare

 

  

 

Saggio 4 – Teoria della Relatività

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Sommario    Nei primissimi anni del XX secolo alcuni scienziati, che avevano studiato per anni la Fisica Classica (chiamata da alcuni anche Fisica Newtoniana), cominciarono a pensare che tutto quello che poteva essere scoperto nel campo della Fisica era stato già scoperto.  Si dice anche che, all'inizio del secolo scorso (circa 1900 AD), in una conferenza di fisici contemporanei, il famoso fisico scozzese William Thompson (meglio conosciuto come Lord Kelvin) avesse affermato: “Non c'è più niente di nuovo da scoprire in Fisica; non resta altro da fare che concentrarsi in misure sempre più precise delle grandezze fisiche ormai conosciute".  E invece, qualche anno più tardi, due nuove scoperte rivoluzionarie trasformarono profondamente il mondo della Fisica: la Teoria della Relatività e la Meccanica Quantistica.   In questo saggio l’autore illustrerà la Teoria della Relatività formulata da Albert Einstein tra il 1905 e il 1915 AD.

Avvertiamo i nostri lettori che alcuni dei concetti che saranno illustrati in questa teoria sfidano il buon senso e le nostre esperienze quotidiane e per questo gli stessi scienziati li chiamano “paradossi”.  Per esempio, il “paradosso dei gemelli” ci porta a dire che due gemelli invecchiano a ritmo diverso al punto che, uno dei due, all’età di 60 anni, scopre che il suo gemello ha solo 26 anni!  Ciò che leggerete in questo saggio potrà sembrarvi assurdo e “paradossale”, ma è scienza pura!  Se qualche concetto non è chiaro dopo la prima lettura, raccomandiamo ai lettori di non scoraggiarsi e di rileggere una seconda o anche una terza volta.  Vi assicuriamo che la soddisfazione che proverete nel capire i concetti di base e i paradossi che incontrerete in questa teoria compenserà ampiamente i vostri sforzi.

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​Da pubblicare

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Saggio 5 – Meccanica Quantistica – Parte I e Parte II

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Sommario    La Teoria della Meccanica Quantistica è la seconda delle due grandi teorie che, all’inizio del XX secolo, insieme alla Teoria della Relatività, rivoluzionarono il campo della Fisica.  Come la Teoria della Relatività, anche la Meccanica Quantistica è un argomento molto difficile da capire perché postula talune verità che sfidano le nostre esperienze quotidiane e il buon senso e, per questo motivo, le troviamo difficili da accettare.   La parola “paradosso” in questa teoria è usata meno frequentemente, ma anche qui, così come nella Teoria della Relatività, abbiamo situazioni che sfidano il buon senso e le nostre esperienze acquisite.  Per esempio, come può essere possibile che un oggetto (come un elettrone in movimento da un punto A al punto B nello spazio) possa trovarsi contemporaneamente in due luoghi diversi?!!!

In questo saggio l’autore spiegherà la Meccanica Quantistica in termini elementari a persone con istruzione a livello delle scuole medie superiori, senza entrare nei dettagli matematici che sono molto complicati.  Come in altri saggi, Note esplicative alla fine del saggio forniscono approfondimenti e dettagli (anche di natura matematica) per quei lettori che abbiano voglia e capacità di andare oltre i concetti fondamentali della teoria. 

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​Da pubblicare

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Saggio 6 – Entanglement, Meccanica Quantistica e Informatica Quantistica

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Sommario    Quando nel mese di ottobre 2022, il Comitato per l’Assegnazione dei Premi Nobel conferì il Premio Nobel per la Fisica ad Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger "per i loro esperimenti con fotoni ‘entangled’ (intrecciati)”, aprendo così la strada alla Scienza chiamata “Informatica Quantistica", le nipoti del dott. Carmine Vona, Sophia e Gabriella Vona, la prima al primo anno di università, la seconda studentessa liceale, hanno cercato di capire cosa avessero scoperto questi scienziati, facendo lunghe ricerche su Internet.  Frustrate, perché i loro sforzi non avevano prodotto risultati tangibili, hanno posto al nonno le seguenti domande:

• 1.   Cos'è l'“entanglement”?

• 2.   Cosa sono i “fotoni entangled”?

• 3. Che cos'è la "Scienza dell'Informazione Quantistica" o "Informatica     Quantistica"?

Non è una sorpresa che le lunghe ricerche su Internet condotte dalle due giovani ragazze non abbiano prodotto risultati tangibili quando si considera che l'argomento che cercavano di capire ha tenuto impegnati alcuni dei migliori scienziati per quasi un secolo.  In effetti, questi scienziati, spesso, hanno proposto interpretazioni contrastanti su alcuni esperimenti di laboratorio che sembrano sfidare il buon senso e, ad oggi, sono ancora poco chiari.

Per prima cosa questo saggio spiega in termini accessibili alle due ragazze cosa si intende per entanglement.  Servendosi poi di nozioni acquisite dalla Meccanica Newtoniana, dalla Meccanica Quantistica, dalla Fisica delle Particelle e dalla Teoria della Relatività procede col dimostrare come si fa a misurare le proprietà di due particelle “entangled” (intrecciate) e conclude con il dimostrare come le proprietà di queste particelle “entangled” possono essere sfruttate per costruire un computer quantistico (in inglese: Quantum Computer).  Un lettore sprovveduto potrebbe chiedere:

• Cosa c’è di speciale in tutto questo?  Negli ultimi 80 anni abbiamo visto tanti (dozzine e dozzine!) nuovi computers a partire dal ENIAC, l’IBM 1401, l’IBM 1410, l’IBM 360, la famiglia dei PDP, la famiglia dei VAX, etc., etc., etc.

Quello che c’è di speciale in tutto questo è che la potenza elaborativa di questi Quantum Computers può essere milioni di volte più grande dei più potenti super-computers oggi disponibili sul mercato.   I creatori e fautori dell’Intelligenza Artificiale (IA) contano sui Quantum Computers per vedere i loro sogni realizzati.  Ma questo sarà il soggetto di un altro saggio.

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​Da pubblicare

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Saggio 7 - Intelligenza Artificiale (IA): Che cosa è? Come funziona?

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Sommario    In questo saggio forniremo ai nostri giovani lettori un’ampia definizione di cosa sia l’IA, comprese le sue origini, la sua struttura e come funziona.  Già negli anni ’40 del secolo scorso alcuni scienziati parlavano di IA.  Nella nostra panoramica storica spiegheremo perché ci sono voluti quasi tre quarti di secolo per attualizzare la IA che alcuni scienziati consideravano dietro l’angolo fin dagli anni ’40 del XX secolo e perché alcuni scienziati, ancora oggi, credono che la vera IA non sarà mai realizzata.   Spiegheremo anche perché noti scienziati e ricercatori hanno opinioni divergenti sul significato dell'etichetta “Intelligenza Artificiale” e perché è così difficile definire il significato della parola “intelligenza” e misurarla con precisione. 

 Concluderemo illustrando le componenti principali di un sistema di IA e forniremo anche alcuni dettagli su come costruirli.   Chiariremo inoltre ulteriormente alcuni argomenti trattati nel saggio, con particolare attenzione alle controversie che circondano alcuni dei sistemi di IA di maggior successo attualmente sul mercato.

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​Da pubblicare

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Saggio 8 – Addendum al Saggio sulla IA: Premi Nobel 2024 per la Fisica e Chimica

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Sommario     Mentre l'autore del saggio sull'Intelligenza Artificiale (IA) stava terminando il suo lavoro, in data 08/10/24 la Royal Swedish Academy of Sciences ha assegnato il premio Nobel per la Fisica a John Hopfield e a Geoffrey Hinton per il loro lavoro su "scoperte e invenzioni fondamentali che consentono l'apprendimento automatico (machine learning) con reti neurali artificiali".   Il giorno successivo, il 09/10/24, la stessa istituzione ha assegnato il premio Nobel per la Chimica a David Baker, Demis Hassabis e John M. Jumper per il loro lavoro sul "disegno e studio delle proteine tramite i computers” e su come "prevedere [nuove] strutture delle proteine".   L'assegnazione dei premi Nobel per la Fisica e la Chimica a questi scienziati per le loro ricerche e le applicazioni dei risultati ottenuti nel campo della IA ha sorpreso non pochi esperti in queste materie.   In questo Addendum al saggio sull'IA, cercheremo di fare luce sulle motivazioni e spiegazioni fornite dal Comitato per i Premi Nobel.   Cercheremo di spiegare ai nostri giovani lettori le connessioni esistenti fra discipline come psicologia, biologia, neurologia, fisica, chimica, informatica e matematica.

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​Da pubblicare

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Saggio 9 – Il Ruolo della Matematica nelle Scienze (Che Cos’è la Matematica?)

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Sommario    Da quando il dott. Vona ha iniziato a lavorare con le sue nipoti (Kayla, Sophia, Gabriella, Victoria e Olivia) sulla compilazione di saggi che trattano per la maggior parte argomenti di fisica, più che occasionalmente, è stato incuriosito e talvolta a disagio nel rispondere alle loro domande riguardanti il ruolo gigantesco che la matematica gioca nella fisica e in tutte le altre scienze.

“Nonno, continui a dire che il tuo obiettivo è insegnarci concetti di fisica e prometti di stare alla larga dalla matematica, eppure formule matematiche avanzate compaiono spesso nei tuoi saggi”. “Nonno, perché le leggi della fisica sono spesso espresse da astruse formule matematiche?” “Nonno, nella maggior parte dei casi ci hai spiegato molto bene concetti di fisica senza usare la matematica; eppure, sembra che, spesso, senti il bisogno di buttare dentro formule matematiche complesse e poi aggiungi: quando andrete all'università, le imparerete”. “Nonno, ci stai dicendo che è stata la matematica a scoprire i Buchi Neri nell'Universo?”.   Queste sono solo alcune delle domande poste dalle nipoti al nonno.

In questo saggio spiegheremo perché la matematica è indispensabile, non solo come strumento per contare, misurare e confrontare, ma anche come strumento per rappresentare qualsiasi figura geometrica e simulare sistemi statici e fenomeni naturali dinamici.   È attraverso questi processi di simulazione che la matematica è in grado di prevedere eventi e persino di anticipare (cioè, fornire indizi che portano a) grandi scoperte.   Per comprendere appieno la potenza della matematica, cominceremo dalle sue radici.  Lo faremo cominciando con una panoramica della sua storia per poi vedere come si è evoluta nel corso di diversi millenni.  Dimostreremo come la matematica ci consente di contare, misurare, confrontare, valutare, estrarre informazioni, imitare e/o simulare processi, rappresentare e studiare oggetti, entità fisiche, fenomeni fisici, chimici, biologici, ambientali, economici e sociali.   Non a caso, e con orgoglio, alcuni matematici affermano che, senza la matematica, nessuna delle scienze alle quali abbiamo accennato andrebbe da nessuna parte e, per questo motivo, la matematica deve essere considerata la Regina di tutte le scienze.

 

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​Da pubblicare

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Saggio 10 – Addendum al Saggio “Il Ruolo della Matematica nelle Scienze”

(Come spiegare l'equazione EFE di Einstein a un ragazzo/ragazza di 13 anni)

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Sommario    Da quando il dott. Vona ha introdotto alle sue nipoti l'equazione di campo di Einstein (la EFE), che è alla base della Teoria della Relatività Generale, con parole (ad esempio, "astrusa", "molto complicata", ecc.) e con il linguaggio del corpo (ad esempio, alzando gli occhi al cielo e altre espressioni facciali), ha ricevuto riscontri sul fatto che questa equazione è ancora inintelligibile, nonostante i suoi sforzi per spiegarla in un inglese semplice e senza utilizzare matematica avanzata.  

Olivia (13 anni) è la nipote più giovane del dott. Vona e in questo Addendum il dott. Vona proverà nuovamente a spiegarle la EFE, sperando che questa volta la paura, che sembra pervaderla ogni volta che vede questa equazione, vada via.  L’autore sacrificherà (più di quanto abbia fatto prima) il rigore scientifico, se necessario, a favore di un linguaggio semplice e accessibile a studenti molto giovani.  

 

 

 

​Da pubblicare