L’Homo sapiens arriva dall’Asia?

 

Dall'articolo di Claudio Tuniz (La Lettura del 29/07/2018)

 

Museo di storia naturale - Vienna

 (...) Dopo la separazione dei nostri antenati da quelli degli scimpanzé, circa 7 milioni di anni fa, in Africa proliferarono molte specie di ominidi fra cui Australopitechi, Ardipitechi e Parantropi. Le prime specie Homo, che sanno costruire strumenti e controllare il fuoco, appaiono fra tre e due milioni di anni or sono. Homo ergaster sarebbe stato il primo a uscire dall'Africa, spingendosi fino in Indonesia, 1,8 milioni di anni fa, e poi in Cina, un milione di anni dopo. Durante il suo lungo viaggio si andava trasformando in Homo erectus. 

Insieme all'Uomo di Giava, il nostro Uomo di Pechino era un rappresentante di questa specie. In seguito l'Asia si arricchì di altre specie umane, tra cui i Neanderthal, i Denisovani e i piccoli e bizzarri Homo floresiensis: le ultime due specie rinvenute solo pochi anni fa.

Tutte queste specie, sopravvissute in Eurasia a mille traversie climatiche, sarebbero state soppiantate dai Sapiens usciti dall'Africa 60 mila anni fa, armati di pensiero simbolico e linguaggio complesso. Le scoperte che non confermavano questa storia non venivano prese in considerazione. Fu ad esempio accantonata l'idea che esistessero in Cina forme di transizione tra Erectus e Sapiens, risalenti a centinaia di migliaia di anni fa. 

Eppure resti di specie umane ibride furono rinvenute negli anni Ottanta e Novanta, a Dali e a Yunxian, nella Cina centrale, e i relativi studi vennero pubblicati. Ora nuove scoperte impongono di riconsiderare 1'ipotesi di un incrocio fra Sapiens ed Erectus e le date di arrivo di Sapiens in Asia e Oceania.
Nel 2015 vengono scoperti una cinquantina di denti di Homo sapiens in una caverna della Cina meridionale, a Daoxian, in strati geologici di oltre 100 mila anni fa. Crolla quindi l'ipotesi che llesodo dal1'Africa della nostra specie sia iniziato 60 mila anni fa.

Nel 2017 si dimostra che 65 mila anni fa i Sapiens erano già arrivati in Australia. E nel 2018 veniamo a sapere che essi vivevano in Medio Oriente già 180 mila anni fa. In India si scoprono anche loro strumenti litici risalenti a quel periodo. Infine, tre mesi fa è stata trovata una falange fossilizzata di Sapiens, in Arabia Saudita, che risale ad almeno 85 mila anni fa. 

Si sta quindi affermando l'idea che i nostri antenati diretti uscirono dall'Africa almeno 120 mila anni fa, disperdendosi a ondate in diverse parti dell'Asia. Il loro arrivo anticipato in Asia aumentava le probabilità di incroci con altre specie asiatiche, ma come spiegare gli ibridi Erectus/Sapiens cinesi più antichi? È possibile che alcuni Sapiens si siano evoluti dall'Erectus locale? 

Questo significherebbe ammettere la possibilità di una evoluzione multipla di Sapiens, in contrasto con le teorie accettate. Anche se il Dna degli attuali Sapiens, inclusi i cinesi, suggerirebbe una linea di discendenza da un'antica popolazione africana.

Museo dell'evoluzione - Burgos

La tesi di una origine multipla di Sapiens sta riprendendo quota dopo la recente scoperta, in
Marocco, di resti risalenti a oltre 300 mila anni fa, che vanno ad aggiungersi a quelli di circa
200 mila anni fa del Sudafrica e dell'Africa orientale. Diventa sempre più credibile l'ipotesi
che diversi gruppi e specie umane convivessero, sia in Africa che in Asia, durante i cambi climatici del Pleistocene, dedicandosi a sporadici incroci genetici. I fossili di transizione in Cina potrebbero quinsi essere spiegati con l'elevata biodiversità umana che caratterizzava l'Asia del Pleistocene.

Le analisi genetiche dei Neanderthal e dei Denisovani ci dicono che non mancavano gli incroci tra i Sapiens e altre specie umane. Perfino il minuscolo Homo floresiensis potrebbe essere il risultato di un incrocio fra Sapiens ed Erectus, dato che si è recentemente scoperto, studiando gli incroci fra diverse specie di babbuini, che i loro discendenti, lungi dall'assumere i caratteri degli antenati, possono variare le loro dimensioni anatomiche (per esempio rimpicciolendosi) e assumere caratteristiche del tutto nuove, anche patologiche.

In collaborazione con alcuni colleghi cinesi, María Martinón-Torres, direttrice del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana di Burgos, ha proposto una nuova teoria che tiene conto del ruolo dell'Asia nelle nostre origini. Essa si basa su un approccio ecologico in cui si studiano le dinamiche tra popolazioni «sorgente» ( source) e popolazioni «pozzo›› ( sink). Nelle prime si forma un surplus di individui, favorito da una maggiore disponibilità di risorse. Nelle seconde, la scarsità di risorse abbassa la natalità e riduce la popolazione. Durante i periodi glaciali, l'Asia centrale e le steppe del Nord diventavano poco abitabili, trasformandosi in «pozzi›› per le specie umane, mentre le zone più meridionali offrivano rifugi adatti alla loro sopravvivenza.

Il Medio Oriente, secondo questa teoria, sarebbe divenuto un'occasione per gli incroci inter-specifici e una «sorgente» da cui germogliavano i rami di nuove specie umane. Una volta riaffermatesi condizioni climatiche più favorevoli, intorno a 400 mila anni fa, il ramo evolutivo dei Neanderthal avrebbe popolato tutta l'Eurasia occidentale, quello dei Denisovani l'Asia nordorientale e l'Oceania e le diverse forme «transizionali›› non identificate la Cina. Uno di questi germogli avrebbe potuto raggiungere l'Africa, diventando il ramo dei Sapiens, che poi popolerà tutto il mondo. Ma si tratta di ipotesi, l'ultima delle quali sorprendente. Per confermare queste i dee serve estrarre nuovi dati dai reperti fossili, usando anche i metodi scientifici avanzati messi a disposizione dalla fisica. 

Fortunatamente non tutti i resti dell'Uomo di Pechino erano andati perduti nel 1941. Agli scavi degli anni Venti partecipava anche il paleontologo austriaco Otto Zdansky, che scoprì i denti di cui parlavo in apertura. Alcuni furono inviati all'Università di Uppsala e uno fu di nuovo perso nei magazzini del museo, fino al 2015, quando Martin Kundrat, un paleontologo ceco che studiava in quella università, lo ritrovò. Martin contattò il nostro gruppo di Trieste per studiare gli ultimi quattro denti rimasti al mondo della specie dell'Uomo di Pechino.
I denti sono reperti preziosi non solo perché si conservano attraverso le ere geologiche, ma anche perché forniscono informazioni critiche sull'evoluzione umana. La microtomografia ai raggi X permette di analizzare in tre dimensioni le microstrutture dello smalto, della dentina e della camera pulpare, senza interventi invasivi. Vengono prodotti così i Big Data della paleoantropologia virtuale e della morfologia quantitativa, da cui emergono nuove informazioni sul collegamento tra le diverse forme umane che popolavano l'attuale Cina e il resto dell'Asia durante il Pleistocene. (...)

Foto originali di G. Scotto di Clemente

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Ancora su Rinascimento e Geometria

Piero della Francesca: la Madonna del parto

Nel piccolo museo di Monterchi il capolavoro di Piero della Francesca viene illustrato da un punto di vista geometrico. Riporto qui l'aspetto più semplice e facilmente verificabile, cioè l'accurato uso della simmetria assiale nella composizione dell'opera da parte del pittore.

La linea tratteggiata al centro rappresenta l'asse di simmetria che regola il dipinto ed esalta la centralità della figura di Maria. 

Questa linea permette di ribaltare le figure a destra e a sinistra tra di loro così come i colori di singole parti del dipinto: gli abiti degli angeli, le ali, i piedi.

Così come i lembi della tenda, le decorazoni della tenda stessa, la pelliccia che fodera l'interno della tenda sono tutti simmetrici rispetto all'asse centrale.

Le linee curve rosse indicano invece le varie giornate di lavoro per la composizione dell'affresco.

Altre considerazioni sono presentate per illustrare lo studio della composizione rispetto alla prospettiva.

 L'andamento della tenda è descritto dalle proiezioni ellittiche dei cerchi ricavabili dalla pittura della pelliccia interna.

Il cerchio più alto e quello più basso e le loro proiezioni ellittiche hanno i centri esattamente collegati dall'asse di simmetria.

Viene quindi ricostruita la prospettiva probabilmente sottostante la composizione:

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Foto di G. Scotto di Clemente

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Un libro interessante:
MATEMATICA E IMMAGINAZIONE NEL RINASCIMENTO

 di Annarita Angelini, Editrice Bibliografica

 

Riporto alcuni brani dell’introduzione:

“Che le arti figurative e la matematica possano intessere un dialogo serrato e produttivo, e che tale dialogo sia reso possibile da un’immaginazione che serve al pittore non meno che al matematico, era però un’idea ben presente nella cultura che va dal Rinascimento a Leibniz.

Aveva preso consistenza presso i pittori italiani tra Quattro e Cinquecento, i quali, alle regole della geometria avevano affidato la rappresentazione prospettica della terza dimensione sul piano. In anticipo sui filosofi della natura e sui matematici, era stata una generazione di artisti colti a cogliere l’opportunità di conferire l’oggettività della costruzione geometrica alla produzione artistica sollevandola tanto dal rango delle arti meccaniche, quanto dalla casuale ripetitività dell’esperienza di bottega.

Sono anzitutto i pittori e i teorici delle arti del disegno – da Alberti a Dürer, da Leonardo a Piero della Francesca, da Brunelleschi a Daniele Barbaro – a realizzare come la «fantasia prendendo alcuno lume dello intelletto habituato nelle mathematice» divenga capace non solo di imitare con verosimiglianza le «opere evidenti di natura, ma anche di manifestare, con la stessa consistenza volumetrica delle cose naturali, figure presenti nell’immaginazione che, dalla mente, attraverso la mano, l’artista trasferisce sulla tela.

(…)

È infatti immediatamente evidente ai perspettivi come sia la fantasia geometrica del matematico a permettere di rappresentare quella terza dimensione che la superficie bidimensionale del quadro non ammette, e di restituire, di conseguenza, un’immagine massimamente realistica che pure altera il dato sensibile. Un’alterazione evidente, ma non arbitraria proprio perché soggetta a una regola, sottoposta com’è alla «briglia» e al «timone» della geometria.

(…)

Scienza è detto quel discorso mentale il quale ha origine da’ suoi ultimi principi, de’ quali in natura null’altra cosa si può trovare che sia parte di essa scienza, come nella quantità continua, cioè la scienza della geometria, la quale, cominciando dalla superficie de’ corpi, si trova avere origine nella linea, termine di essa superficie […] Nessuna umana investigazione si può dimandare vera scienza, se essa non passa per le matematiche dimostrazioni.

 Con questa identificazione della geometria con il valore scientifico del sapere, Leonardo da Vinci inizia il suo Trattato di pittura.

La matematica cessava di essere, o di essere soltanto, una disciplina tra le altre, con una materia propria a sé subiecta (la quantità discreta e continua) e si accreditava (anche) come criterio o come metodo della conoscenza umana in generale. Delle arti figurative e delle tecniche, come sostenevano Leonardo e molti altri artisti a lui contemporanei…”


 Un approfondimento sul ruolo della matematica nel Rinascimento...

Usare Cabri Plus II per studiare la geometria nella realtà: un esempio

Foto originali di Scotto di Clemente G: Monte Oliveto Maggiore.

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Le mani sull’infanzia per creare una scuola di bambini consumatori

 

Piero Bevilacqua, il Manifesto 21.04.2018 

Estraggo alcuni brani dell'articolo di Bevilacqua:

...Dal 1980 al 2004 gli investimenti in pubblicità destinata allinfanzia erano passati da 15 milioni di dollari lanno a 15 miliardi.
Non è naturalmente un fenomeno americano. La Psicologa Susan Linn in un saggio del 2010 del Worldwatch Institute dedicato alla «commercializzazione nella vita dei bambini», ha rilevato che le sole industrie alimentari spendono circa 1,9 miliardi di dollari l’anno in campagne di marketing mirate ai bambini di tutto il mondo. 

Non è una pratica senza conseguenze: «L’organizzazione mondiale della sanità e altre istituzioni per la salute pubblica identificano nel marketing rivolto all’infanzia un fattore rilevante dell’epidemia globale di obesità infantile».

...Tutta la cultura capitalistica dei nostri anni cerca con feroce determinazione in ogni angolo del vivente materia da cui estrarre profitto. E trova sempre solerti figure intellettuali pronti a fornire motivazioni di utilità generale. 

Negli Usa è esplosa la questione dell’abolizione nelle scuole della pausa di ricreazione. La motivazione è stata quella di rendere more productive, più produttivi i bambini, che devono impiegare tutto il tempo scolastico ad apprendere.
Eppure è noto, e non da oggi, che proprio il gioco, tra i bambini, è una esperienza formativa decisiva
per il loro futuro e per il futuro di tutti noi. 

«La spiritualità ricorda ancora la Linn e i progressi scientifici e artistici si fondano tutti sul gioco. Il gioco promuove attributi essenziali a una popolazione democratica, quali la curiosità, il ragionamento, l’empatia, la condivisione, la cooperazione e un senso di competenza, cioè la convinzione che un individuo possa cambiare le cose in questo mondo». 

il gioco sta sparendo nel XXI secolo, sostituito da attività istituzionalizzate e disciplinate (scuole, palestre), dalla fruizione passiva della tv, dagli intrattenimenti digitali sempre più pervasivi, al punto da creare ormai patologie di massa.

...L’Europa entra più esplicitamente in campo per forgiare esemplarmente la nostra infanzia. 

Non per creare zelanti e totalitari consumatori, ma addirittura volitivi e vincenti imprenditori. 

In un documento di 40 pagine elaborato dal Joint Research Centre dell’Unione europea,
e varato nel 2016, il cosiddetto Entrecomp: the entrepreneurship competence, framework più
importante delle 8 competenze europee, che il Miur esorta ad assumere come riferimento teorico
anche per la scuola italiana, è la capacità di fare impresa.

Per intenderci e per usare le espressioni dei nuovi manager che si stanno impossessando della
scuola europea, occorre fare apprendere come si diventa capitalisti di successo «attraverso metodi
di insegnamento e apprendimento nuovi e creativi fin dalla scuola elementare».

Già i bambini di 5 o 6 anni dovrebbero apprendere ad «assumersi rischi», «prendere iniziative»,
imparare a «mobilitare gli altri», ecc. 

Si tratta, di un passo in avanti, rispetto alle esortazioni degli anni scorsi, da parte del ministero dell’Istruzione, a fornirsi di «competenze trasferibili», soprattutto quelle digitali, «che i datori di lavoro esigono sempre di più». 

Dalla a scuola a servizio delle imprese, alla scuola che ha per fine ultimo quello di creare imprese.
Non ci sono dubbi. 

Siamo di fronte a un assurdo e strisciante progetto di assoggettamento totalitario della base formativa del cittadino europeo alle ragioni dell’economia capitalistica. 

Il pensiero unico vuol crearsi le basi antropologiche della propria infinita riproduzione. Ma che società sarà quella popolata da un uniforme esercito di imprenditori?...

L'infinito

Gödel e Cohen ci hanno insegnato che, per quanti sforzi si possano fare, alcune verità rimarranno sempre al di là delle nostre possibilità conoscitive. Gli esseri umani non riusciranno mai a capire la natura profonda dell'infinito.
Gli studiosi della cabala avevano compreso questo fatto intuitivamente, senza dimostrazioni matematiche: per loro l’infinito era Dio o cose che appartengono a Dio. Una di queste infinità era la chaluk, la veste infinitamente splendente di Dio, a cui nessun essere umano poteva rivolgere lo sguardo.

Ma a qualcuno è stato concesso di rivolgere un breve sguardo sull'infinito. Alcuni matematici e filosofi dell'antica Grecia, al tempo in cui la civiltà umana stava destandosi, furono in grado di cogliere verità sorprendentemente astratte circa l'infinito, come testimoniano i paradossi di Zenone e i lavori di Archimede, Eudosso e altri.

Galilei, il padre della fisica, dotato di una comprensione quasi soprannaturale del funzionamento dell'universo, fu benedetto verso la fine della sua carriera, perché gli venne concesso di rivolgere uno sguardo fuggevole a una proprietà dell'infinito di tipo discreto. Bolzano, sacerdote e matematico, fu in grado di compiere il salto dall'infinito di tipo discreto all'infinito di tipo continuo, e di comprendere la natura paradossale degli insiemi infiniti di punti della retta reale.

Ma fu Cantor, il creatore solitario della moderna teoria degli insiemi, a comprendere realmente alcune importanti verità relative all'infinito, e a distinguere in diversi tipi le entità che cadono sotto questo concetto. Il tentativo di capire il significato reale dei vari tipi di infinito, di sezionare l’irraggiungibile infinito e sondarne le parti più interne, può averlo fatto uscire di senno.

Ma il lavoro di Cantor aprì una porta del paradiso, una porta che non sarebbe più stato possibile chiudere. Dopo Cantor, infatti, la matematica non sarebbe più stata la stessa. Grazie a una pur parziale comprensione dell’infinito, e sotto il costante ed esplicito pericolo di avventurarsi oltre nella sua rete, nell'ultimo secolo la matematica è diventata una disciplina più coerente e meglio organizzata.

Nel mondo contemporaneo è emersa una disciplina di grandissima importanza: l'informatica; e anche qui, l'infinito e il suo studio (e le limitazioni che ci affliggono quando tentiamo di comprenderne la natura) hanno lasciato il segno.

Nel 1936 Alan Turing dimostrò che nessuna procedura meccanica può risolvere il “problema della fermata”, che consiste nel chiedersi se un dato programma informatico a un certo punto si fermerà. Un numero reale è computabile se esiste un programma per calcolare le sue cifre una per una. Sorprendentemente, quasi tutti i numeri reali non sono computabili. Turing dimostrò che, se si riuscisse a trovare una procedura meccanica per decidere se un dato programma si fermerà, allora sarebbe possibile computare un numero reale che non è computabile, ottenendo una contraddizione. Il problema, e la ricerca che è fiorita negli anni successivi alla dimostrazione di Turing, sono in stretta relazione con il lavoro di Gödel.
Nonostante la loro straordinaria potenza, i computer, come gli esseri umani, sono ostacolati dall'infinito.
In fisica l'idea di infinito diventa importante quando consideriamo l'estensione dell’universo: è finito o infinito? La risposta a questa domanda, naturalmente, non è nota.

Questo brano è tratto dal libro: "Il mistero dell'alef", di A. D. Aczel , Il Saggiatore.

L'immagine di apertura mostra l'equazione di Cantor che mette in relazione tra loro gli infiniti, rappresentati dalla lettera alef dell'alfabeto ebraico, equazione mai dimostrata....l'ipotesi del continuo!

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Didattica della geometria: ritorno al 1979

I temi dei “Nuovi Programmi del 1979” (da ora definiti N.P.) richiamano 3 caratteristiche significative della geometria:

1) La geometria è un modello matematico dello spazio fisico. Cioè gli enti matematici punto, retta, piano, angolo ecc. sono idealizzazioni di punti, rette, piani e angoli fisici e le relazioni che si instaurano tra gli enti geometrici sono molto simili alle relazioni fra i loro corrispondenti fisici.

2) La geometria, in base all'idea espressa da Klein nel suo Programma di Erlangen del 1872, può essere considerata come lo studio di quelle proprietà delle figure che rimangono invariate quando lo spazio è assoggettato a un gruppo di trasformazioni. Da questo punto di vista lo studio delle figure congruenti, nella geometria piana euclidea, rientra nell'analisi delle isometrie del piano.

3) La geometria è intimamente legata all'algebra. Sin da quando Descartes e Fermat inventarono la geometria analitica, sappiamo che i concetti della geometria possono essere espressi sotto forma algebrica. Così un punto del piano euclideo può essere definito come una coppia ordinata (x;y) di numeri reali, una retta nel piano può essere definita dall'equazione  della forma ax+by = c e cosi' via. Ovviamente il discorso può essere visto anche in senso opposto: i concetti algebrici possono cioè essere espressi attraverso concetti geometrici.

4)Non viene invece preso in considerazione dai N.P. l'aspetto della geometria come sistema assiomatico, come sistema cioè in cui vengono poste delle proposizioni primitive, o assiomi, da cui, per deduzione vengono dimostrati i vari teoremi.

Questo orientamento dei N.P. trova giustificazioni di carattere: a) epistemologico, b) psico pedagogico.

a) L'esigenza, sul piano didattico, di partire da un corso a carattere sperimentale dove gli assiomi trovino le loro radici intuitive, è conseguente dal punto di vista epistemologico all'ipotesi che l'ente geometrico si formi nella mente umana per astrazione, a partire da oggetti reali e da esperienze su questo.

Costituisce parte integrante delle teorie psicologiche oggi più comunemente accettate (e ci riferiamo in particolare agii psicologi che si rifanno, almeno come origine a Piaget) l'idea che la base di ogni apprendimento è l’attività del b. che interagisce con il suo ambiente sociale e fisico. Basti pensare ai tre modi attraverso cui, secondo Bruner, la conoscenza è rappresentata (azione - immagine - simbolo) e alle esperienze didattiche operate da Dienes partendo da questo  presupposto. Del resto l’esperienza didattica  quotidiana mostra chiaramente che il b. di 11-12 anni segue con difficolta anche semplici ragionamenti a carattere ipotetico – deduttivo.

L’insegnamento della geometria a livello di scuola dell'obbligo dovrebbe in conclusione mirare a formare quei concetti, a far intravedere quelle relazioni, a introdurre quei tipi di ragionamento che verranno eventualmente approfonditi e sistematizzati all'interno di un sistema assiomatico - deduttivo in seguito e che comunque sono di per sé autosufficienti per far capire, a livello elementare la struttura interna della disciplina. (...)

Brano tratto da qui....

Alcune osservazioni sulla didattica della chimica

 

Nel passaggio alla scuola superiore in molte situazioni lo studente si trova di fronte ad una frammentazione delle scienze in percorsi che difficilmente possono integrarsi. Soprattutto nel biennio questa specializzazione non è, a mio parere, favorevole ad una omogenea distribuzione dei contenuti.

Resta sempre problematica la separazione delle scienze naturali dalla programmazione della fisica, in cui gli aspetti caratteristici della matematizzazione del metodo scientifico sono stati così importanti da influenzare lo sviluppo stesso, ad esempio, della chimica teorica e quindi della chimica dei processi biologici.

Mentre poter confrontare le caratteristiche algebriche della fisica classica con gli aspetti più probabilistici e statistici di alcune parti della biologia avrebbe forte impatto cognitivo.
Indipendentemente da queste considerazioni epistemologiche, mi pare importante che al centro di processi di continuità siano messi:

1.  lo studio del metodo scientifico

2.  l'integrazione delle scienze

3.  la problematizzazione nel processo di apprendimento

4.  la ciclicità e la reticolarità nei percorsi curricolari  che tutti i punti precedenti contiene e percorre...

... L'articolo completo può essere letto qui.

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