Fisica Applicata

È in atto la rivoluzione destinata a cambiare con velocità esponenziale la vita dell'uomo sulla Terra. Il progresso scientifico e tecnologico è drammaticamente rapido, ma ''Homo sapiens'' è rimasto quello di 60.000 anni fa. I più prestigiosi scienziati italiani esperti di domotica, robotica, astrofisica, fisica nucleare, biotecnologie, demografia, genetica, intelligenza artificiale e bioingegneria disegnano gli scenari prossimi venturi: avremo una vita molto più lunga ma virtuale e sempre meno reale, abiteremo in gigantesche aree metropolitane, ci serviremo (forse) degli asteroidi come fonti di materie prime, ne sapremo di più sulla materia oscura e sull'Universo, con terapie geniche potremo rigenerare alcuni organi del corpo umano, consumeremo su larga scala prodotti ispirati al mondo vegetale, saremo coadiuvati dagli umanoidi nella vita quotidiana, la popolazione mondiale sarà di 11 miliardi, finalmente sbarcheremo su Marte…

In questo testo si introducono i concetti fondamentali per la modellistica numerica di problemi differenziali alle derivate parziali. Si considerano le classiche equazioni lineari ellittiche, paraboliche ed iperboliche, ma anche altre equazioni, quali quelle di diffusione e trasporto, di Navier-Stokes, e le leggi di conservazione. Si forniscono numerosi esempi fisici che stanno alla base di tali equazioni, se ne studiano le principali proprieta' matematiche, quindi si propongono ed analizzano metodi di risoluzione numerica basati su elementi finiti, differenze finite, volumi finiti e metodi spettrali.

Sono passati sessant’anni dalla prima edizione di Opera aperta (1962) e, con la consapevolezza del senno di poi, possiamo dire che questo libro rappresenta uno dei saggi più importanti del secondo Novecento europeo. Opera aperta è stato un libro di rottura. Eco – come spesso ha fatto – ha qui incrociato in maniera inedita ed efficacissima suggestioni attinte da Tommaso d’Aquino (e corroborate da Joyce) con gli ultimi portati della teoria dell’informazione applicata al discorso poetico, spunti dalla linguistica saussuriana con le sperimentazioni della musica di Luciano Berio (che Eco incontrava negli studi Rai proprio negli anni in cui scriveva queste pagine) e con gli esiti più recenti della fisica teorica. Con straordinaria anticipazione, Eco ha fornito sessant’anni fa categorie per pensare l’arte e i linguaggi di oggi, che nel dialogo con il digitale hanno evidentemente sposato replicabilità, rimediazione, frammentazione, rilancio – e dunque apertura..

Il quantum computing è un nuovo paradigma tecnologico, potenzialmente in grado di rivoluzionare il modo di elaborare le informazioni. Basato sulla meccanica quantistica - uno dei pilastri della fisica moderna - ne applica le proprietà all'architettura dei calcolatori, segnando nella ricerca medica, nelle telecomunicazioni, nell'intelligenza artificiale e nella tecnologia militare una discontinuità che apre la strada alla soluzione di problemi prima difficilmente trattabili. Dopo due decenni di ricerca di base e applicata, assistiamo oggi a una fase di trasferimento tecnologico e commercializzazione: fondi di venture capital e governi iniziano a investire somme significative nel settore. La curva dell'innovazione vive un'importante accelerazione, così come le sue implicazioni politiche ed economiche.

In questo testo si introducono i concetti fondamentali per la modellistica numerica di problemi differenziali alle derivate parziali. Si considerano le classiche equazioni lineari ellittiche, paraboliche ed iperboliche, ma anche altre equazioni, quali quelle di diffusione e trasporto, di Navier-Stokes, e le leggi di conservazione. Si forniscono numerosi esempi fisici che stanno alla base di tali equazioni, se ne studiano le principali proprieta' matematiche, quindi si propongono ed analizzano metodi di risoluzione numerica basati su elementi finiti, differenze finite, volumi finiti e metodi spettrali. In particolare vengono discussi gli aspetti algoritmici e di implementazione al calcolatore e si forniscono alcuni programmi in linguaggio C++ di semplice utilizzo.

In questo testo si introducono i concetti di base per la modellistica numerica di problemi differenziali alle derivate parziali. Si considerano le classiche equazioni lineari ellittiche, paraboliche ed iperboliche, ma anche altre equazioni, quali quelle di diffusione e trasporto, di Navier-Stokes e le leggi di conservazione; si forniscono inoltre numerosi esempi fisici che stanno alla base di tali equazioni. Quindi si analizzano metodi di risoluzione numerica basati su elementi finiti (continui e discontinui), differenze finite, volumi finiti, metodi spettrali (continui e discontinui), nonché strategie di approssimazione più avanzate basate sui metodi di decomposizione di domini o quelli di risoluzione di problemi di controllo ottimale. In particolare vengono discussi gli aspetti algoritmici e di implementazione al calcolatore e si forniscono diversi programmi di semplice utilizzo. Il testo non presuppone una approfondita conoscenza matematica delle equazioni alle derivate parziali: iconcetti rigorosamente indispensabili al riguardo sono riportati nell'Appendice. Esso è pertanto adatto agli studenti dei corsi di laurea di indirizzo scientifico (Ingegneria, Matematica, Fisica, Scienze dell'Informazione) e consigliabile a ricercatori del mondo accademico ed extra-accademico che vogliano avvicinarsi a questo interessante ramo della matematica applicata e delle scienze computazionali.

Prima dell’ingegno umano è arrivata la natura, anzi, l’evoluzione. Un libro di pop-science, ricco di aneddoti, bizzarri esperimenti e appassionanti e divertenti curiosità storiche. Studiare la natura è come studiare l’avanguardia della scienza umana e, contemporaneamente, leggere il grande libro del passato del nostro pianeta, in cui infinite generazioni di esseri viventi hanno risolto brillantemente problemi di chimica, fisica e biologia, lasciandone chiare tracce nei loro stessi fossili e nella genetica e nelle relazioni degli esseri che oggi ci circondano. Confrontare la tecnologia umana con quanto presente in natura ci permette di ridimensionare la nostra specie. Da questa prospettiva, la natura cambia aspetto: non è più un delicato insieme di ecosistemi e habitat da accudire apaticamente, ma una riserva inesauribile di brevetti, materiali, idee da salvaguardare per il nostro stesso interesse e benessere. Per il nostro futuro..

In questo testo si introducono i concetti di base per la modellistica numerica di problemi differenziali alle derivate parziali. Si considerano le classiche equazioni lineari ellittiche, paraboliche ed iperboliche, ma anche altre equazioni, quali quelle di diffusione e trasporto, di Navier-Stokes e le leggi di conservazione; si forniscono inoltre numerosi esempi fisici che stanno alla base di tali equazioni. Quindi si analizzano metodi di risoluzione numerica basati su elementi finiti (continui e discontinui), differenze finite, volumi finiti, metodi spettrali (continui e discontinui), nonché strategie di approssimazione più avanzate basate sui metodi di decomposizione di domini o quelli di risoluzione di problemi di controllo ottimale. In particolare vengono discussi gli aspetti algoritmici e di implementazione al calcolatore e si forniscono diversi programmi di semplice utilizzo. Il testo non presuppone una approfondita conoscenza matematica delle equazioni alle derivate parziali: iconcetti rigorosamente indispensabili al riguardo sono riportati nell'Appendice. Esso è pertanto adatto agli studenti dei corsi di laurea di indirizzo scientifico (Ingegneria, Matematica, Fisica, Scienze dell'Informazione) e consigliabile a ricercatori del mondo accademico ed extra-accademico che vogliano avvicinarsi a questo interessante ramo della matematica applicata e delle scienze computazionali.

Prima dell’ingegno umano è arrivata la natura, anzi, l’evoluzione. Un libro di pop-science, ricco di aneddoti, bizzarri esperimenti e appassionanti e divertenti curiosità storiche. Studiare la natura è come studiare l’avanguardia della scienza umana e, contemporaneamente, leggere il grande libro del passato del nostro pianeta, in cui infinite generazioni di esseri viventi hanno risolto brillantemente problemi di chimica, fisica e biologia, lasciandone chiare tracce nei loro stessi fossili e nella genetica e nelle relazioni degli esseri che oggi ci circondano. Confrontare la tecnologia umana con quanto presente in natura ci permette di ridimensionare la nostra specie. Da questa prospettiva, la natura cambia aspetto: non è più un delicato insieme di ecosistemi e habitat da accudire apaticamente, ma una riserva inesauribile di brevetti, materiali, idee da salvaguardare per il nostro stesso interesse e benessere. Per il nostro futuro..