Giorgio Tomaso Bagni, Matematici

Giorgio Tomaso Bagni, Matematici,

Antilia, Treviso, 2000, lire 27.000

Giorgio Tomaso Bagni ci propone alcuni episodi ispirati alla vita e alle ricerche di alcuni matematici del passato. Ogni episodio è collocato storicamente e geograficamente per mezzo di un asse temporale e di una cartina. Il libro propone diversi spunti didattici; in particolare, ogni capitolo è corredato di brani antologici e attività di laboratorio.

In sintesi gli argomenti di alcuni capitoli del libro.

All’alba: un’ipotetica ricostruzione del significato di alcune tacche, raggruppate a cinquine, incise su ossa di lupo, risalenti al 35.000 a.C.

Ahmes: alcuni contenuti del più importante documento della matematica egizia, il papiro di Rhind, risalente al 1700 a.C.

Talete (600 a.C.): il delicato passaggio della conoscenza matematica come forma di magia a una forma di conoscenza più complessa, espressione della razionalità intesa come deduzione logica.

Ippaso (500 a.C.): la scoperta degli irrazionali.

Zenone (400 a.C.): il paradosso di Achille e la tartaruga e quindi le problematiche relative all’infinito e agli infinitesimi.
Euclide (300 a.C.): i numeri primi sono infiniti.

Archimede (200 a.C.): i grandi numeri espressi in notazione esponenziale.

Erastone (200 a.C.): il crivello di Eratostene per determinare i numeri primi fino a un numero assegnato.

Tabella dei numeri da 1 a 100 Si eliminano i multipli di 2
si eliminano anche i multipli di 3 si eliminano anche i multipli di 5
si eliminano anche i multipli di 7 i numeri rimanenti sono i numeri primi da 1 a 100


Bhaskara
(1100 d.C.): i misteri dello 0 e delle operazioni con lo 0.

Bombelli (1500): le operazioni con i numeri immaginari

P iù via più dimeno, fa più di meno + per i = i
Meno via più di meno, fa meno di meno – per i = i
Più via meno di meno, fa meno di meno + per -i = -i
Meno via meno di meno, fa più di meno – per -i = +i
Più di meno via più di meno, fa meno i per i = –
Più di meno via men di meno, fa più i per -i = +
Meno di meno via più di meno, fa più -i per +i = +
Meno di meno via men di meno, fa meno -i per -i = –

Descartes (1600): la sintesi tra algebra e geometria, ovvero la geometria analitica.

Fermat (1600): il teorema di Fermat.

9+16=25 che è un quadrato

25+144=169 che è un quadrato

…………………………………..

8+27=35 che non è un cubo

27+64=91 che non è un cubo

8+64=72 che non è un cubo

…………………………………..

16+81=97 che non è una quarta potenza

81+256=337 che non è una quarta potenza

16+256=272 che non è una quarta potenza

E’ impossibile separare un cubo in due cubi

o un biquadrato in due biquadrati

o in generale

una qualsiasi potenza di grado maggiore di due

in potenze dello stesso grado.

Ho trovato una dimostrazione veramente meravigliosa di ciò, che questo margine è troppo piccolo per contenere

La dimostrazione di Fermat non è stata mai trovata. La dimostrazione del teorema, invece, è stata ottenuta da A. Wiles nel 1993, in modo tutt’altro che semplice.

Newton (1700): il problema della brachistocrona.

Saccheri (1700): la dimostrazione per assurdo del V postulato di Euclide.

Abel (1800): l’impossibilità di risolvere con formule algebriche l’equazione di quinto grado.

Gauss (1800): il singolare episodio che lo aveva visto protagonista nella scuola elementare

La somma dei numeri interi da 1 a 100
è data da 101 per 50 = 5050
infatti

1 2 3 4 5 46 47 48 49 50
100 99 98 97 96 55 54 53 52 51
101 101 101 101 101 101 101 101 101 101 101

Cantor (1900): le sorprese degli insiemi infiniti.

Russell (1900): antinomie e paradossi.

 

Antonio Bernardo

 

T. Gilbert, N. Rouche, L’infinito matematico tra mistero e ragione. Intuizioni, paradossi, rigore

 

L’infinito matematico tra mistero e ragione.
Intuizioni, paradossi, rigore

di
Thérèse GILBERT, Nicolas ROUCHE

Vi è già stato detto che le rette parallele s’incontrano all’infinito? Che certi numeri hanno una scrittura decimale illimitata che non segue nessuna regolarità? Che in un metro, solamente, si possono allineare un’infinità di segmenti? Che cosa significano però questi infiniti che si trovano in matematica, nella fattispecie a proposito dei numeri, in analisi, in geometria? Dove si situa l’infinito? Possiamo vederlo? È reale o fittizio? Serve a qualcosa o è soltanto una fissazione del matematico? L’infinito è in effetti il pane quotidiano dei matematici. È sufficiente pensare al calcolo dei limiti per vedere che lo si esegue senza esserne più sorpresi. Eppure è pieno di misteri ed è sorgente di paradossi che vale la pena scoprire, per meglio capire la matematica che li mette in scena. Questo libro presenta la matematica legata all’infinito attraverso una successione di problemi che provocano l’immaginazione e stimolano domande. Si percorre il cammino cosparso di tranelli che va dal pensiero comune alla matematica. Superando questi tranelli l’uno dopo l’altro, si capisce la ragion d’essere del rigore, ma si hanno anche delle intuizioni che chiariscono le teorie matematiche.
La problematica dell’infinito da sempre affascina e intimorisce. Pregnante nella filosofia e nella matematica, non è estranea ad altre branche del sapere. Ci sembra che quest’opera costituisca una lettura ricca di spunti per gli insegnanti e gli studenti, ma anche per tutti coloro che vogliono avvicinarsi all’infinito in modo inusuale e a piccoli passi. È tipico di Nicolas Rouche, qui coadiuvato in modo egregio da Thérèse Gilbert, "dialogare" con il lettore, piuttosto che imporre le proprie idee. Il lettore si lascia via via prendere da questo dialogo che lo intriga e che gli fornisce delle risposte, talvolta, forse, inattese. Convinti che un viaggio nell’infinito o intorno all’infinito che si svolga con queste modalità sia certamente stimolante a vari livelli di lettura, abbiamo pensato che valesse la pena presentarne una traduzione in italiano. In questa edizione dell’opera la bibliografia riporta, laddove è possibile, testi editi in italiano (I curatori dell’edizione italiana).

G. Marè, H3p abduction, sequestro alieno

 

G. Marè, H3P Abduction (Sequestro Alieno)

e-book, Interactiva

Marino viene accidentalmente sequestrato da un’astronave di alieni provenienti da un mondo extra galattico ed è costretto a girare in lungo e largo per l’Universo. Al terrestre non succederà nulla, ma a un patto. Dovrà assecondare le richieste degli alieni, trasmettendo loro tutte le conoscenze matematiche del nostro pianeta. E’ così che viene narrata la storia della matematica dalle origini fino ad oggi.

Marino è costretto a raccontare di tutto: l’origine dell’aritmetica, la differenza tra invenzione e scoperta matematica, la misura di lunghezze, i sistemi di numerazione, la misura del tempo, la nascita della geometria nell’antico Egitto, la struttura euclidea della geometria, i numeri irrazionali, i numeri indo-arabi,  la nascita dell’algebra, la geometria analitica, il calcolo delle probabilità, l’analisi infinitesimale, la statistica, le geometrie non euclidee, la teoria degli insiemi, la teoria della relatività.
Il libro, unico nel suo genere, è uno strumento serio e rigorosamente attendibile per conoscere e approfondire la storia e la cultura matematica in modo leggero e divertente.
Il libro è stato pubblicato esclusivamente come eBook, al momento non esiste una versione cartacea.
Si può scaricare dal sito www.interactiva-com.com al prezzo di 4 euro. Può essere visualizzato sui PC, sui palmari tipo Pocket PC e sui telefonini Smartphone.

L’autore, Guido Marè, nato a Pavia nel 1944, insegna Matematica e scienze a Milano. Ha pubblicato numerose opere di genere diverso: poesia, narrativa, didattica della matematica, manuali di matematica adottati nelle scuole italiane.

 

B. D’Amore, F. Speranza, La matematica e la sua storia, alcuni esempi per spunti didattici


Un possibile percorso didattico a carattere interdisciplinare elaborato da L.Grugnetti, per la scuola media.
Sotto, della stessa autrice, un percorso didattico realizzato.


 

AA.VV., La matematica e la sua storia, alcuni esempi per spunti didattici,
a cura di B. D’Amore e F. Speranza, Franco Angeli, Milano, 1995.

La raccolta di scritti, ad opera di insegnanti di vari livelli scolastici e ricercatori universitari, non ha la pretesa di contribuire con idee originali alla storia della matematica. Si propone, invece, di fornire spunti che possano essere punto di partenza per attività da sviluppare in classe con gli alunni.

L’insegnamento della matematica in realtà ha bisogno di una intensa ricerca in questa direzione, anche alla luce dei nuovi curricoli. Il lavoro di gruppo ministeriale, coordinato da C. Sbordone, M. Palma e diretto da L.Ciarrapico, pubblicato sul sito del Ministero della Pubblica Istruzione, distingue tra aspetto culturale e strumentale della matematica e ne mette in evidenza il ruolo di entrambi. L’aspetto culturale fa necessariamente riferimento "a una serie di conoscenze teoriche, storiche ed epistemologiche". Il gruppo di lavoro insiste: il nesso profondo tra aspetti strumentali e culturali potrà in particolare essere colto dagli alunni proponendo loro opportune riflessioni storiche, introdotte gradualmente, senza forzature e anticipazioni.

Questo sempre maggiore riconoscimento dell’importanza della storia della matematica nella didattica porta a setacciare i pochi materiali idonei pubblicati. Di storie della matematica ce ne sono tante, per tutti i livelli di approfondimento tecnico, ma le proposte per portare in classe almeno dei segmenti di queste storie sono rari. Può essere utile rileggere questo libro di qualche anno fa che già nel titolo si propone di fornire "alcuni esempi per spunti didattici".

L. Grugnetti, in Storia della matematica e insegnamento interdisciplinare, sottolinea il fatto che l’approccio storico offre l’opportunità di presentare la matematica come un continuo sforzo di ripensamento e di miglioramento da parte dell’uomo, piuttosto che come "un edificio che raccoglie verità certe e immutabili". Ma come sviluppare metodologicamente un percorso di tipo storico? La prima constatazione da fare  è che si debba passare da un insegnamento disciplinare ad un insegnamento interdisciplinare. La matematica è stata influenzata dall’agricoltura, dal commercio, dalla tecnica, dalle guerre, dalla filosofia, dalla fisica, dall’astronomia e da ogni altro tipo di attività pratica e intellettuale dell’uomo.

Gli altri articoli sono:

L. Giovannoni, La numerazione orale;

G. T. Bagni, La matematica nella Roma Antica; Lo zero nella storia delle matematiche; Le frazioni continue nella storia delle Matematiche;

S. Maracchia, Importanza e attualità della civiltà greca nei confronti della civiltà occidentale; Angolo inscritto in un semicerchio;

C. Calò Carducci, I sillogismi e l’insieme vuoto;

B. Jannamorelli, Strumenti ingenui di calcolo: regoli di Nepero e di Genaille;

B. D’Amore, I matematici della Rivoluzione Francese; Alcuni aspetti della matematica nella Divina Commedia

F. Speranza, Dalla storia dell’epistemologia indicazioni per leggere la storia della scienza.

 

Antonio Bernardo

S. Locatelli e G. Meloni, Apprendimento collaborativo in matematica

 

Apprendimento collaborativo in matematica
S. Locatello, G. Meloni
Pitagora Editrice, Bologna, 2003

matematica_collaborativa.jpgIl libro racconta un’esperienza di apprendimento collaborativo in matematica effettuata dagli autori in una classe di scuola elementare durante i cinque anni del ciclo di studi; la ricerca inizia nel 1995.

La domanda di base è: in un’azione didattica fondata sul costruttivismo socio-culturale , secondo il quale la conoscenza è un’attività essenzialmente condivisa, che ruolo giocano nell’apprendimento della matematica gli strumenti educativi del gruppo collaborativo , della corrispondenza epistolare e delle conferenze seminari ?

Il contesto teorico nel quale si inquadra la sperimentazione fa riferimento, quindi, a una concezione costruttivista del sapere:

– il sapere è il prodotto della costruzione attiva dell’allievo;

– deve essere riferito ad un preciso contesto sociale e culturale;

– è il frutto di collaborazione e negoziazione sociale;

– viene usato e ridefinito in altri contesti.

La didattica che privilegia l’aspetto collaborativo ha come obiettivo principale quello di creare un ambiente di apprendimento stimolante rinunciando a una programmazione minuziosa della scansione temporale delle unità di lavoro. Il ruolo dell’insegnante è sostanzialmente quello del conduttore : prende decisioni preliminari, descrive il compito e l’approccio collaborativo, organizza l’intervento e il monitoraggio, pianifica la discussione e la valutazione. In secondo luogo, il lavoro collaborativo si differenzia da quello cooperativo per il fatto che in quello cooperativo ciascun membro del gruppo è responsabile di una parte del lavoro e alla fine tutti i contributi confluiscono alla realizzazione del prodotto, in quello collaborativo tutti partecipano contemporaneamente allo stesso compito e cercano di mantenere una visione globale condivisa del problema. Ciò non significa che all’interno di un gruppo collaborativo non vi sia una distinzione di ruoli, anzi questi ruoli sono ben definiti dal punto di vista teorico:

– il responsabile del compito è colui che fa raggiungere al gruppo il maggior numero di risultati in relazione al compito;

– il responsabile del gruppo è colui che sostiene le relazioni all’interno del gruppo, risolvendo i conflitti che si presentano;

– il responsabile della memorizzazione è colui che formalizza i risultati ottenuti mettendoli per iscritto;

– il relatore è il responsabile della comunicazione orale sul compito svolto;

– l’osservatore è colui che osserva il processo interattivo del gruppo e dà dei feedback .

Questi ruoli all’interno del gruppo classe non vengono fissati dall’insegnante ma si ottengono come risultato di un processo più o meno lungo di mediazione e definizione.

Le tecniche di cooperazione collaborativa alla base dell’esperienza descritta nel libro sono quella della corrispondenza epistolare interscolastica e quella delle conferenze-seminari , nelle quali un gruppo di alunni diventati competenti in un argomento assumono il ruolo di esperti verso i propri compagni; in particolare un gruppo di allievi di classe quarta corrisponde per mezzo di lettere con allievi della prima classe.

Il percorso di apprendimento programmato riguarda il problema nella sua generalità: qual è un problema, cos’è, a cosa serve, come si può e se si può risolvere.

"Ci sono tre tipi di problemi – spiega una bambina di quarta al gruppo di allievi di prima – un problema fisico, famigliare e uno di quelli che ti dà la maestra da risolvere oppure da ragionare sopra perché se si vuole far giusto bisogna ragionare e anche pensarci su quello che stai facendo. La maestra un giorno ha dettato un problema, per esempio 35:4 e non lo ho risolto bene perché non ci ho ragionato sopra …".

Dopo qualche settimana i bambini della prima classe rispondono.

"… Sui problemi bisogna fare tante scoperte e scegliere quella che vale di più".

"Mi va bene quello che hai scritto, però non so fare 35:4, sai quanto fa, me lo dici? Ti posso fare un problema? C’è un bambino che compra 10 caramelle e il suo amico chiede 3 caramelle in regalo. Quante caramelle sono rimaste?"

"35:4 non è un problema ma è una divisione …"

"Anche noi abbiamo fatto dei problemi. Un problema è per esempio: tu hai nel tuo astuccio tutto l’occorrente e dopo il tempo della ricreazione non c’è più, devi discutere per trovare una scoperta di soluzione."

Nel secondo anno, i ragazzi di seconda corrispondono con un maestro che non conoscono, sanno che è un esperto di problemi ma non lo conoscono di persona.

Gli allievi vengono sollecitati a spedire al maestro una serie di problemi inventati da loro e che ritengono molto difficili. Il maestro con un espediente spedisce diverse soluzioni di ogni problema e invita gli allievi a scegliere la soluzione ‘migliore’. La scelta degli allievi cade sulla soluzione che presenta modelli aritmetici standard, evidentemente perché le loro convinzioni sono state costruite nell’ambiente extrascolastico al quale fanno riferimento: amici, fratelli, genitori. Una riflessione più attenta e guidata li condurrà a riflettere sull’universo di riferimento di un problema.

A fine percorso, gli insegnanti-ricercatori riflettono sui momenti nei quali si è concentrato il processo di insegnamento e apprendimento, prendendo come teoria di riferimento quella di Guy Brousseau, secondo la quale esistono situazioni didattiche, a-didattiche e non-didattiche:

– Nella situazione didattica l’insegnante esplicita l’obiettivo da raggiungere: insegnanti e allievi conoscono il traguardo cognitivo da raggiungere.

– Nella situazione a-didattica solo l’insegnante conosce l’obiettivo da raggiungere: l’insegnante coinvolge gli allievi in attività motivanti senza che essi sappiano cosa devono imparare. In una situazione di questo tipo la responsabilità dell’apprendimento è devoluta all’allievo.

– Nella situazione non-didattica l’insegnante non ha un obiettivo didattico preciso, non ha preparato nessuna iniziativa specifica, gli allievi utilizzano il materiale che hanno a disposizione.

Un ulteriore riflessione riguarda l’aspetto motivazionale: si impara presto e bene quando hai bisogno di sapere qualcosa e trovi qualcuno che te la spiega. Il problema dell’apprendimento si sposta allora dal capire come trasmettere il sapere al capire come far scaturire il bisogno di sapere.

L’esperienza raccontata è particolarmente interessante per le sue implicazioni metodologiche. Indipendentemente dalla condivisione delle concezioni teoriche enfatizzate nel libro, l’apprendimento collaborativo è un tema di grande attualità: è facile immaginare come le problematiche della corrispondenza con carta e penna tra gruppi di allievi possano essere trasferite alla comunicazione telematica, sia attraverso computer sia attraverso telefonini. In un momento in cui si sperimenta l’uso a scopo didattico dei nuovi strumenti di comunicazione, in cui questi mezzi di comunicazione, indipendentemente dalla volontà degli insegnanti, costruiscono spontanei gruppi collaborativi, l’esperienza raccontata può rappresentare un punto di partenza per immaginare i nuovi orizzonti della didattica collaborativa in rete.

Il libro contiene numerosi riferimenti alle più recenti teorie didattiche, tuttavia, a mio avviso, la costante preoccupazione degli autori di inquadrare la loro esperienza all’interno di teorie affermate, può essere visto come un limite del racconto; gli autori avrebbero potuto soffermarsi di più sulla descrizione dell’esperimento, avanzare ipotesi teoriche innovative e mettere in evidenza eventuali discordanze con le teorie consolidate.

L’esperienza è senz’altro un punto di riferimento per chi voglia sperimentare una metodologia didattica, quella del gruppo collaborativo, che possa coinvolgere e rendere più attivi gli allievi nell’apprendimento della matematica. In ogni caso, la spinta a sperimentare nuove metodologie può essere l’unica via per uscire da un periodo di incertezza, e probabilmente anche di disinteresse e di degrado, in cui versa l’insegnamento-apprendimento della matematica in ogni ordine di scuola.

Antonio Bernardo

Di Venti e Mariatti, Leonhard Euler tra realtà e finzione

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"La città di Koenigsberg, in Prussia, è attraversata dal fiume Pregolja, che entrando in città si divide in due rami, formando un’isola, dopodiché prosegue in due rami distinti. Sopra questi rami passano sette ponti, a, b, c, d, e, f, g. Mi pongo il problema se sia possibile che qualcuno passeggiando possa fare in modo di attraversare ogni ponte una sola volta senza mancarne uno. Partendo da ciò mi pongo il problema in termini generali: – E’ possibile attraversare ogni ponte una sola volta qualunque sia la conformazione del fiume, la ripartizione dei suoi rami come pure il numero di ponti?"


Uno dei classici problema di calcolo delle variazioni: la brachistocrona, ossia la curva lungo la quale un grave scende in un tempo minimo. Euler cerca tra tutte le possibili curve che congiungono i punti P0 e P1 , quella che minimizza un certo integrale.

Leonhard Euler tra realtà e finzione
F. Di Venti e A. Mariatti

Gli autori presentano un’attività didattica della matematica decisamente innovativa, una sfida e un cambiamento totale rispetto a una didattica che possiamo definire tradizionale. L’idea di base è di presentare la matematica degli uomini che l’hanno costruita, o scoperta, e delle idee che ne hanno determinato lo sviluppo, in contrapposizione a una matematica di formule e di esercizi avulsi dal contesto storico.

Gli autori ritengono che la matematica, così come viene presentata generalmente agli allievi, non esprime l’essenza di questa importante componente della cultura umana. Da qui la necessità di descrivere, sia pure per uno solo dei personaggi che hanno costruito questa scienza con il sacrificio e la passione quotidiani, la matematica nel suo rapporto uomo – scienza, "nell’imprevedibile fluttuare della storia".

La novità di questo lavoro di ricerca consiste nella produzione, con il contributo degli studenti, di un lavoro teatrale ispirato a Euler. Si è trattato, come precisano gli autori, di un’attività parascolastica che ha affiancato e non sostituito l’attività didattica tradizionale. Il risultato principale è stato quello di riuscire a coinvolgere anche quegli studenti ‘refrattari’ alla didattica tradizionale. Ma l’obiettivo che si prefiggeva l’esperimento non era semplicemente quello di utilizzare il teatro per coinvolgere un maggior numero di studenti bensì quello di far acquisire a tutti gli allievi una "mentalità matematica", in un modo diverso, alternativo.

Il libro si compone sostanzialmente di quattro parti:

una premessa metodologico-didattica,
la traduzione di una delle poche biografie complete di Euler,
il copione del lavoro teatrale,
un laboratorio di matematica per studenti dai 15 ai 16 anni.

La realtà storica

Questo capitolo contiene una libera traduzione della biografia in lingua tedesca di Euler a cura di R. Thiele. La lettura della biografia è fondamentale per conoscere il personaggio, il quadro storico di riferimento (il Settecento: rivoluzione industriale, illuminismo, accademie, …) e comprendere il lavoro teatrale.

Tra i contributi di Euler alla matematica vengono ricordati ed esposti con chiarezza,  lo studio delle serie infinite, la famosa formula di Euler che lega il numero e alle funzioni goniometriche

eix = cosx + i sinx,

lo studio di alcune equazioni differenziali, in particolare il metodo di risoluzione delle equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti

y(x)+ay'(x) + by”(x)+cy”'(x)+ … = 0

per mezzo della funzione y(x)=eax , il noto problema dei ponti di Koenigsberg che ha dato l’avvio alla teoria dei grafi, la formula che lega il numero di vertici, di facce e di lati di un poliedro convesso

V+F-L=2,

la meccanica analitica dalla quale partiranno Lagrange e Laplace per rendere lo studio della meccanica puramente matematico, il calcolo delle variazioni, di cui Euler è uno dei principali artefici.

La finzione teatrale

Nell’anno 2289, 500 anni dopo la morte di Euler, quattro uomini, un po’ manichini, un po’ computer, avviano una rivoluzione per liberare l’umanità dalla massificazione e riaffermare l’individualità ci ciascun uomo. Uno di loro, un discendente di Euler ha la possibilità di incontrare "virtualmente" il suo illustre antenato e discutere con lui alcuni temi sociali e politici: eguaglianza e diversità, il senso della famiglia, le scelte dell’uomo e il proprio destino.

Il laboratorio di matematica presenta attività per ragazzi dai 15 ai 16 anni che ispirate ai lavori di Euler introduce problematiche piacevoli per apprendere la metodologia matematica. Si tratta essenzialmente di problemi sui grafi, sui numeri irrazionali e Pigreco in particolare, sul calcolo delle probabilità.

A chi può essere utile questo libro. Sicuramente ai cultori della matematica nel significato ampio di cultura della matematica, a studenti e insegnanti che vogliano conoscere questo innovativo esperimento didattico per magari riproporlo nelle proprie classi, o per prenderlo come punto di partenza per nuove ricerche e progetti. Sicuramente un libro da non perdere per chi guarda alla didattica cercando nuovi punti di vista e nuove esperienze.

Antonio Bernardo

F. Bertolini, Geometrie: dall’evidenza alla coerenza

 

F. BERTOLINI, Geometrie: dall’evidenza alla coerenza DPS edizioni 

geometrie_bertolini.jpgIl testo intende offrire un percorso metodologico, utile per comprendere il significato della scoperta delle geometrie non euclidee, attraverso l’analisi dell’origine e delle conseguenze della rivoluzione culturale, che è seguita all’introduzione dei nuovi sistemi geometrici. 
Descrive lo sviluppo delle idee che ha portato dalla geometria euclidea, di per sé evidente, ad altri sistemi matematici validi logicamente, anche se contrari all’evidenza e all’intuizione.
L’approccio storico permette di considerare gli Elementi di Euclide e di analizzare il ruolo del V postulato, considerato già meno evidente dallo stesso autore. Sono descritti alcuni tentativi di dimostrazione di tale assioma e che porteranno, invece, ad una raccolta di numerose proposizioni equivalenti.
La nascita e l’accettazione della geometria iperbolica determinerà lo scisma tra forma logica e contenuto empirico di una teoria, permettendo così la nascita della matematica moderna. Il confronto tra l’impostazione assiomatica classica e quella moderna è condotto attraverso l’evoluzione del pensiero matematico da Euclide a Hilbert.
Nel testo sono indicati accuratamente i modelli di Klein e di Poincaré della geometria iperbolica e vengono in essi effettuate, con gli strumenti dell’analisi di quinta liceo scientifico, dimostrazioni analitiche di proprietà geometriche, dimostrate precedentemente in modo sintetico.
Non si tralasciano le altre geometrie non euclidee elementari: la sferica e l’ellittica, introdotte modificando opportunamente alcuni assiomi euclidei.
Il testo si completa con l’indicazione dell’utilizzo di software didattico, in grado di rappresentare le figure e le proprietà della geometria iperbolica, in modo tale da superare il blocco psicologico inevitabile quando si ha un primo approccio con sistemi non intuitivi.

F. Bertolini

J. B. Barrow, Perché il mondo è matematico

 

Perché il mondo è matematico?

John David Barrow

 

mondo_matematico.jpgJohn David Barrow , nato a Londra nel 1952,  ordinario di astronomia presso l’Università del Sussex, cosmologo di fama internazionale , è autore di numerosi saggi divulgativi di grande successo editoriale.

Questo libro di poco più di 100 pagine raccoglie il ciclo di lezioni tenuto presso l’Università di Milano nel 1991. Si divide in quattro capitoli.

Il primo, Orientamenti e riflessioni , introduce il tema di base: "Il motivo per cui siamo stati così bravi a sciogliere l’enigma dell’Universo è che abbiamo scoperto la lingua nella quale il Libro della Natura sembra essere scritto", la matematica. "Il linguaggio della matematica, continua Barrow, si adatta meravigliosamente alla natura del mondo e al suo funzionamento". La domanda alla quale il libro cerca di dare una risposta è "perché funziona la matematica?".

Il linguaggio matematico, sostiene Barrow, non assomiglia a nessun altro linguaggio umano, è simile alla lingua usata da un computer perché possiede una logica incorporata. Per giustificare questa affermazione Barrow ricorda che nella matematica si sono avuti spesso casi di scoperte multiple: matematici diversi, lontani l’uno dall’altro nello spazio e nel tempo, educati all’interno di sistemi economici e politici completamente diversi hanno fatto le stesse scoperte. La stessa cosa è impensabile nell’ambito delle altre attività dell’uomo.

L’idea di un mondo matematico a sé stante richiede un raffronto tra mondo materiale e mondo matematico: certe strutture e certi oggetti del mondo reale possono essere rappresentati da un’astrazione matematica. Viceversa, il mondo matematico contiene nozioni astratte che trovano "esemplificazioni" nel mondo reale. "Questa immagine solleva molte questioni. I due mondi sono effettivamente comparabili? Sono davvero distinti? E se lo sono esistono elementi del mondo reale che non possono essere rappresentati da un’astrazione matematica e, di converso, elementi del mondo matematico che non trovano corrispettivi specifici nel mondo fisico?"

Gli studi di Apollonio sull’ellisse, le geometrie non euclidee, l’algebra tensoriale, gli spazi di Hilbert, la teoria dei gruppi, le superstringhe sono esempi di scoperte matematiche che hanno avuto solo in un secondo momento applicazioni alla fisica e rispettivamente alla descrizione del moto dei pianeti, alla teoria generale di Einstein, alla teoria dei quanti, alla fisica delle particelle elementari. Ma esistono anche esempi opposti, nei quali lo studio della fisica ha portato a nuove strutture e nuovi concetti matematici.

Il secondo capitolo, Dalla natura al numero , è dedicata a un’analisi storica sulle origini del numero in diverse civiltà e culture.

Nel terzo capitolo, Che cos’è la matematica? , Barrow presenta un’ampia gamma di punti di vista filosofici sulla matematica.

Secondo la posizione empirista , tutti i concetti vengono acquisiti tramite l’esperienza . Gli idealisti , invece, credono nell’esistenza di un mondo esterno alla nostra mente, mondo che conosciamo attraverso un processo di scoperta. Gli operazionalisti definiscono il significato delle cose "tramite la sequenza di passaggi o operazioni che avremmo dovuto eseguire per misurarle. I logicisti cercano di codificare la conoscenza in un sistema di assiomi e regole deduttive.

L’invenzionismo vede la matematica come una pura invenzione della mente umana: i triangoli non esisterebbero se non ci fossero i matematici. Il formalismo è una corrente di pensiero che deriva dal logicismo, elimina ogni questione attinente il ‘significato’ della matematica e la sua applicabilità ai fenomeni fisici e cerca di ricreare la matematica a partire da un insieme di assiomi e di regole. Pur fortemente ridimensionato da K. Goedel, il formalismo viene ripreso dal gruppo dei bourbakisti , negli anni Quaranta del ‘900, i quali cercano di unificare attraverso le strutture algebriche l’intera conoscenza matematica. Per i bourbakisti la matematica è una semplice creazione dei matematici. Il limite principale di questa corrente di pensiero, almeno secondo Barrow, è proprio la separazione che di fatto si crea tra matematica e applicazioni.

Il platonismo matematico sostiene l’esistenza di un mondo fatto di forme matematiche perfette che costituiscono le matrici da cui deriva la nostra esperienza imperfetta.

Il costruttivismo ritiene che la matematica sia costituita da una serie di affermazioni che possono essere costruite tramite un numero finito di passaggi a partire dai numeri naturali. Secondo il fondatore di questa corrente di pensiero, L. Kronecker, "Dio ha creato i numeri interi, tutto il resto è opera dell’uomo". Secondo gli intuizionisti , che in qualche modo hanno proseguito il lavoro dei costruttivisti, i numeri interi sono una pura intuizione.

L’ultimo capitolo, La matematica nella nuova era , è dedicata alle implicazioni filosofiche della nuova cultura computazionale dovuta ai calcolatori elettronici. Essa ci rivela, almeno secondo Barrow, i motivi profondi per cui la natura ci risulta intelligibile e la matematica è così efficace per descrivere il mondo fisico.

Prima di tutto definisce una sequenza algoritmicamente comprimibile. Data una sequenza di numeri se siamo in grado di sostituirla con una formula abbreviata che abbia lo stesso contenuto informativo, allora la sequenza è algoritmicamente comprimibile. Per esempio, la sequenza 2, 4, 6, 8, 10, … si può esprimere con la formula 2N. Una sequenza di numeri casuali invece è incomprimibile.

"La scienza esiste perché il mondo naturale sembra algoritmicamente comprimibile. Le formule matematiche sono riduzioni economiche di enormi sequenze di dati sui cambiamenti degli stati del mondo. […] Dato che il mondo fisico è algoritmicamente comprimibile, la matematica è utile per descriverlo: è infatti il linguaggio dell’abbreviazione delle sequenze."

 

Antonio Bernardo

 

 

 

R. Osserman, Poesia dell’universo

 

Poesia dell’universo, l’esplorazione matematica del cosmo

R. Osserman

 

osserman.jpgQuale sia la poesia dell’universo di cui parla Ossermann lo si capisce da subito leggendo le citazioni che introducono il libro.

"La matematica pura è, a modo suo, la poesia delle idee logiche." A. Einstein

"Una dimostrazione eseguita con eleganza è una poesia sotto ogni aspetto, tranne che nella forma in cui è scritta." M. Kline

"C’è una ricchezza d’immaginazione sorprendente nella matematica della natura, e Archimede ebbe almeno altrettanta immaginazione di Omero." Voltaire

Tutto il libro, afferma lo stesso autore, è una celebrazione dell’immaginazione umana: "la capacità di compiere quel tipo di salti mentali senza i quali l’impatto del mondo esterno sui nostri sensi si ridurrebbe per la maggior parte a rumore. Immaginazione e immagini matematiche, strettamente unite, forniscono quella visione che ci permette di vedere la struttura nascosta ma mirabile sotto la superficie".

Osserman sembra convinto che l’esplorazione del cosmo avviene attraverso la ricerca della sua ‘poesia interna’ e cioè della matematica che lo descrive. "Studiare la matematica per capire le leggi della fisica non è diverso dall’imparare una lingua straniera quanto basta per cogliere qualcosa della speciale fragranza e bellezza della prosa o della poesia scritta in quella lingua. Nel corso di tale processo può benissimo capitare di essere affascinati dalla lingua stessa. Lo stesso vale per molte parti della matematica. Creato inizialmente per fornirci una conoscenza più profonda della natura del mondo che ci circonda, il linguaggio della matematica sviluppa la sua struttura e il suo ordine, una sua bellezza e un suo fascino."

L’inizio dell’esplorazione del mondo intorno a noi viene fatto risalire a più di duemila anni fa, quando i filosofi-scienziati dell’antica Grecia cercarono di determinare grandezza e forma della Terra. L’impresa non poteva che essere un’operazione di tipo matematico, poiché né i Greci né altre civiltà erano mai state in grado di esplorare realmente una parte rilevante del pianeta.

Le prime osservazioni sono quelle relative alle eclissi di Luna, quando Sole, Terra e Luna si trovano perfettamente allineati e si può vedere l’ombra circolare della Terra spostarsi sul disco della Luna.

Inoltre, ipotizzando un terra a forma di sfera, un osservatore posto all’equatore vedrebbe la stella polare esattamente sull’orizzonte, posto a una latitudine di 45° vedrebbe la stella polare a 45° sopra l’orizzonte, posto al polo nord vedrebbe la stella polare sulla propria testa. Tutto ciò in pieno accordo con il fatto facilmente osservabile secondo cui man mano che ci si sposta sulla superficie terrestre Le costellazioni appaiono sotto un angolo differente. 

Una misura veramente ingegnosa delle dimensioni della Terra è dovuta a Eratostene di Cirene, direttore della biblioteca d’Alessandria.

Il secondo momento importante per l’esplorazione della Terra si ha con il viaggio di Cristoforo Colombo. La scoperta di Colombo cambia tra l’altro la raffigurazione del mondo sulle carte. Prima la Terra era rappresentata come un cerchio al cui interno erano i continenti noti, Europa, Asia e Africa, circondati dal mare. In seguito alla scoperta delle Americhe la Terra viene raffigurata su due cerchi, ciascuno contenente un emisfero.

Il tentativo di rappresentare su una carta piana la superficie della Terra impegna a lungo matematici e cartografici. La rappresentazione più funzionale per la navigazione è senza dubbio la proiezione di Mercatore ma il matematico Euler dimostra che la superficie di una sfera non potrà mai essere rappresentata completamente su un foglio di carta.

Un cambiamento significativo nel modo di rappresentarsi il mondo e nelle strutture matematiche che consentono di farlo si ha, nella prima metà dell’Ottocento, con la formulazione della geometria differenziale e delle cosiddette geometrie non euclidee. I principali artefici di questo cambiamento sono Gauss , Lobacevskij e Riemann . La geometria dello spazio curvo di Riemann fornisce gli strumenti indispensabili per proseguire l’esplorazione matematica dell’universo. Osserman si dimostra particolarmente abile nel rendere facilmente comprensibili complessi concetti della geometria differenziale e delle varietà riemanniane.

La scoperta dell’elettricità da parte di Volta, delle onde elettromagnetiche da parte di Hertz, e ancora più sorprendente la scoperta dei raggi x, da parte di Roentgen, hanno consentito di estendere l’esplorazione fisica del mondo intorno a noi. L’astronomia ha avuto un grande sviluppo proprio a seguito della possibilità di esplorare le radiazioni invisibili all’occhio umano, la radiazione infrarossa, quella ultravioletta, i raggi x. Sulla base dello studio di queste nuove radiazioni, nel 1929 Hubble presenta le prove empiriche del fatto che l’universo potesse essere in espansione.

A fianco a queste scoperte di natura sperimentale, altrettanto sconvolgenti sono state quelle teoriche dovute principalmente a Einstein, il quale ha fuso nella relatività ristretta e in quella generale lo spazio con il tempo.

Infine, nel 1992, viene realizzata una specie di ‘foto istantanea’ di quello che doveva essere l’universo nel momento in cui ebbe inizio lo spazio, si ratta della rappresentazione della radiazione cosmica di fondo che a partire dall’istante del big bang ha viaggiato nello spazio per giungere fino a noi.

Il libro di Osserman spazia tra diverse discipline e ne nette in risalto la loro mutua dipendenza: matematica, fisica, astronomia, astrofisica, cosmologia, cartografia. Il libro molto semplice e discorsivo da leggere è integrato da approfondimenti nelle note.

 

 

 

L. Morelli, I rompicapo del Doktor Morb

 

I rompicapo del Doktor Morb

Giochi matematici per menti ironiche

di

Luigi Morelli

.

 

Il Doktor Morb è in seria difficoltà: tutte le sue conoscenze matematiche non riescono a trarlo d’impaccio da questa strana situazione. Vogliamo aiutarlo?

 

Miry è un alacre colono artista, specializzato nel produrre piccoli paradisi ecologici da rivendere al pubblico: le sue creazioni vanno dall’asteroide cavo e guarnito di pietre preziose con illuminazione interna, al minicastello con soluzioni d’avanguardia.

Il suo listino presenta un numero veramente elevato di ‘pezzi unici’. Un bel giorno Miry ha un colpo di fortuna inaspettato: gli viene commissionata un’abitazione principesca del valore di ben centomila crediti!

Il Doktor Morb è il protagonista di una serie di brevi avventure di fantascienza, o meglio di avventure logiche in ambientazioni fantascientifiche. Ogni volta il matematico di ‘vecchio’ stampo deve risolvere un problema apparentemente impossibile, trascendendo dalle procedure standard alle quali i giovani protagonisti del futuro sono eccessivamente vincolati. La via d’uscita da intricate situazioni non è nelle solite formule ma in un salto nel vuoto, non è nelle procedure del calcolo numerico e algebrico ma in una discontinuità nella logica, potremmo dire, usando un’espressione forse troppo usata, in un pizzico di intuizione … o di inventiva. "I numeri sono in fondo come i colori sulla tavolozza di un artista – scrive l’autore – occorrerà comunque il genio e l’estro per trarne fuori un capolavoro che trascenda, nella sua completezza, i componenti necessari alla sua creazione."
Il libro di Morelli è ben scritto e si lascia leggere in fretta; le ambientazioni delle storie sono ben curate e descritte con pochi tratti di ‘pennello’; i problemi matematici sono adatti al grande pubblico e non richiedono particolari conoscenze tecniche; le soluzioni dei problemi sono quasi sempre dei colpi di scena imprevedibili.

Antonio Bernardo

 

 

H. M. Enzensberger, Il mago dei numeri

 

H. M. Enzensberger, Il mago dei numeri

 

Roberto, il protagonista del libro, è uno di quei ragazzi ai quali la matematica provoca incubi notturni. I compiti che gli assegna il prof. Mandibola non gli vanno a genio: se due pasticcieri in sei ore fanno 444 ciambelle, quanto tempo impiegano cinque pasticcieri per farne 88? . «Un modo da deficienti per passare il tempo», è il giudizio di Roberto.

«Mi dispiace per il tuo prof., ma con la matematica quella roba non c’entra […] la matematica, caro mio, è un’altra cosa», lo rassicura il mago che gli è apparso in sogno.

Qual è, allora, la vera matematica che può trasformare un incubo in un sogno piacevole? L’autore, H. M. Enzensberger, propone un modo semplice e accattivante di insegnare i ‘numeri’.

Per prima cosa, trasforma il linguaggio usuale: i numeri naturali diventano numeri normali , i numeri primi  numeri principi, i numeri irrazionali numeri irragionevoli, l’elevamento a potenza saltellare , il fattoriale bum!, le radici rape .

Per spiegare i numeri infinitamente piccoli utilizza la divisione del chewing gum, per le combinazioni le strette di mano, per i numeri di Fibonacci la moltiplicazione delle lepri. Il triangolo di Tartaglia è ottenuto disponendo grossi cubi luminosi uno sull’altro. Una volta messi a posto i cubi, il mago, battendo le mani, fa illuminare, di volta in volta, i numeri pari, i numeri dispari, i numeri di Fibonacci, e, con effetti psichedelici, i numeri divisibili per tre, quattro, cinque, triangoli dalle strane caratteristiche …

«Fantastico.» esclama a un certo Roberto.

Un libro per tutti, dai ragazzi ai professori.

 

Antonio Bernardo

G. Lolli, Il riso di talete

Gabriele Lolli, Il riso di Talete, Matematica e umorismo,

Bollati Boringheri, Torino, 1998, pp. 114, lire 18.000

Matematica impura

Un giorno la piccola Polly Nomial stava passeggiando per un campo di vettori quando si trovò sul bordo di una grande matrice singolare. Polly era ormai convergente e la madre le aveva fatto promettere come valore assoluto che non sarebbe entrata in un array senza aver su le sue parentesi. Polly tuttavia, che quel giorno si era cambiata le variabili e si sentiva spinta a un comportamento irregolare, ignorò quelle condizioni considerandole non necessarie e si inoltrò negli elementi complessi.

Righe e colonne la avvolgevano da tutti i lati. Tangenti sfioravano le sue superfici; ella divenne sempre più tesa. Improvvisamente due rami di un’iperbole la toccarono in un punto unico. Ella oscillo violentemente, perse ogni senso di direttrice e andò completamente a divergere. Nel girare un angolo, inciampò in una radice quadrata che sporgeva dal terreno e finì a capofitto lungo un ripido gradiente. Quando si differenziò di nuovo, si trovò sola, apparentemente in uno spazio non euclideo.

C’era qualcuno che la guardava. Quel fine operatore Curly Pi, spiava il suo prodotto interno. Mentre i suoi occhi divoravano le sue coordinate curvilinee, un’espressione singolare attraversò il suo volto.

[…]

Non ci fu pietà perché Curly era un operatore di Heaviside. Egli integrava per frazioni parziali. La bestia complessa fece tutto il circuito e un’integrazione al contorno. Che indegnità. Essere multiconnessa alla sua prima integrazione. Curly continuò a operare finché non si sentì completamente e assolutamente ortogonale …

Quando Polly tornò a casa, quella sera, la madre notò che era troncata in diverse parti … Man mano che i mesi passavano, Polly cresceva monotonicamente. Alla fine generò una piccola funzione patologica, che spargeva surdi dappertutto.

lolli.jpgProfessore di logica matematica, Gabriele Lolli ha scritto numerosi e autorevoli libri, anche di carattere divulgativo. In questo breve saggio esamina due aspetti della matematica: uno, quello dei paradossi, è un argomento piuttosto classico, l’altro, quello dell’umorismo è decisamente meno classico per un matematico di professione.

L’assunto di partenza è che l’accostamento stesso tra matematica e umorismo crea una reazione di ilarità: "fa ridere l’idea che la matematica possa far ridere; ma allora l’intersezione non è vuota, e non c’è niente da ridere". Da questo paradosso prende le mosse un’analisi attenta dei rapporti tra matematica e umorismo.

L’idea comune sui matematici è che siano delle persone fredde, a metà tra calcolatori umani e calcolatori elettronici. Il fatto stesso che abbiano trasformato il gioco stesso in una teoria asettica, la teoria dei giochi , incapace di far divertire è la prova che i matematici sono persone seriose e poco disposte all’umorismo. Ma proprio il loro comportamento rigido, ripetitivo e meccanico suscita ilarità nei non matematici. L’immagine stereotipata di persone incapaci di ridere diventa oggetto di umorismo.

Molte delle barzellette e degli aneddoti che circolano sui matematici trovano spunto nella loro distrazione dovuta ad un’estrema concentrazione. L’esempio più classico, forse il primo presente nella letteratura, è il riso della donna di Tracia che vede Talete cadere in un fosso, perché intento a guardare il cielo.

In altre circostanze sono i matematici stessi che inventano le barzellette ma fanno riferimento ad aspetti tecnici che solo i matematici stessi possono apprezzare (vedi box a sinistra).

Altre volte, è il caso dei paradossi, la matematica mette in ridicolo il senso comune ma a sua volta si mette essa stessa in ridicolo complicando in modo eccessivo la semplicità del senso comune.

Il breve saggio sull’umorismo si conclude con un esame delle possibilità di una teoria matematica dell’umorismo. Un primo modello, quello di J. A. Paulos dà una base comune a diverse situazioni ridicole, quelle create dalla variazione del senso dei termini. In questo schema rientrano gli indovinelli del tipo: che cosa è che ha le proprietà A, B, C? Risposta banale: X. No è Y. Qual è la differenza tra X e Y? Solitamente X e Y non sembrano avere niente in comune; la risposta si basa su un termine di significato ambiguo. Un altro modello del fenomeno del riso è quello delle catastrofi, in particolare quello utilizzato da E. C. Zeeman sul comportamento aggressivo degli animali sotto l’azione di due fattori: rabbia e paura. Il modello è stato adattato sempre da Paulos all’umorismo.

La seconda parte del saggio di Lolli è dedicata ai paradossi: quelli della percezione, quelli di Zenone, quelli relativi al calcolo delle probabilità, alla statistica, il paradosso di Russell e altri ancora.

Antonio Bernardo

D’Ignazio e Suppa, Il problema geometrico dal compasso al cabri

Il problema geometrico, dal compasso al Cabri

di

I. D’Ignazio e E. Suppa

 

problema.jpgLa scuola geometrica di F. Enriques, uno dei più grandi geometri del secolo scorso, aveva dato una forte spinta innovativa all’insegnamento della matematica in Italia, in particolar modo all’insegnamento della geometria. L’approccio euclideo, di tipo logico-sintetico, era ritenuto nella massima considerazione. L’opera "Questioni riguardanti le Matematiche elementari", diretta da Enriques, alla quale avevano partecipato ricercatori di primo piano ma anche ‘bravi’ insegnanti delle scuole medie, aveva avvicinato la matematica degli studenti a quella della ricerca pura. Il metodo sintetico era ritenuto altamente formativo.

Con il passare dei decenni, l’approccio analitico di tipo algebrico-numerico ha gradualmente preso il primo posto nella metodologia degli insegnanti. Probabilmente una delle spinte in questa direzione è stata data dallo sviluppo dell’informatica, la quale fa uso essenzialmente di numeri ed equazioni. I nuovi software con una interfaccia grafica sempre più avanzata hanno riportato in auge i problemi geometrici risolubili per via sintetica: i cosiddetti problemi risolubili con riga e compasso. Cabri-Géométre permette di disegnare le figure ma anche di manipolarle e deformarle con continuità: puntando con il mouse alcuni punti, si può vedere cosa cambia e cosa resta inalterato di una figura. In questo modo si possono formulare congetture che hanno un buon grado di probabilità di essere vere e si può intravedere la strada per dimostrare sinteticamente le proprietà richieste.

Il manuale di D’Ignazio e Suppa può apparire a prima vista anacronistico perché riprende i metodi classici per risolvere i problemi geometrici, invece esso, riallacciandosi alla tradizione dei geometri italiani, e sfruttando al massimo le caratteristiche didattiche di Cabri, si pone all’avanguardia nella didattica della matematica, forse anche troppo per essere apprezzato dagli insegnati di oggi. Tuttavia, è da osservare che il nuovo esame di stato per la maturità scientifica si sta liberando dagli esercizi standard di applicazione dell’analisi matematica per riproporre qualche questione di geometria sintetica. Può essere un segnale che la ‘vecchia’ geometria di Euclide non è affatto morta.

Due esempi per illustrare l’aiuto che può dare Cabri nella risoluzione di problemi per via sintetica.

1. Di un triangolo ABC variabile, rimane fisso il lato BC e costante la lunghezza della mediana CM=m. Si chiede il lungo descritto dal punto A.

Per disegnare con Cabri il luogo descritto da A, fissiamo sullo schermo il segmento BC e tracciamo la circonferenza (gamma) di centro C e raggio m. Utilizzando il comando ‘punto su un oggetto’, collochiamo su di essa un punto M e chiediamo a Cabri di determinare il punto A simmetrico di B rispetto a M. Con il comando ‘luogo di punti’ facciamo tracciare il luogo di A mentre si fa percorrere ad M la circonferenza gamma.

Si osserva che Cabri disegna una circonferenza che visivamente appare il doppio di quella precedente. Variando i parametri utilizzati, si osserva che queste osservazioni vengono confermate.

A questo punto non resta che provare la congettura che Cabri suggerisce.

Una dimostrazione potrebbe essere la seguente.

Tracc iato un triangolo ABC e la sua mediana CM, mandiamo da A la parallela a CM che incontri la retta BC in O; i trinagoli ABO e MBC sono simili ed il rapporto di similitudine è 2. Pertanto, OB=2*BC e OA=2m. Ciò conferma che il luogo richiesto è una circonferenza di raggio 2m avente centro nel punto O simmetrico di B rispetto a C.

2. In un triangolo ABC inscrivere un quadrato avente due vertici su BC, un vertice su AB ed un vertice su AC.

Tracciamo un triangolo ABC e con il comando "punto su un oggetto", prendiamo un punto P qualsiasi del lato AB. Mandiamo da P la perpendicolare PL al lato BC. Ora è facile disegnare il quadrato PLMN di lato PL. Questo quadrato soddisfa a tre delle quattro condizioni imposte dal problema; infatti L ed M si trovano su BC, P si trova su AB, mentre N non si trova su AB. Con il comando ‘luogo di punti’ si fa tracciare il luogo di N mentre P descrive il lato AB. Si vede che il luogo descritto da N è una retta che interseca il lato AC in un punto Q. Il quadrato richiesto è QRST.

Il testo, unico nel suo genere in italiano, è senz’altro utile agli insegnanti di matematica delle scuole secondarie, sia per ripassare i classici problemi della geometria sintetica sia per familiarizzare con Cabri

L’indice del libro

Capitolo I, Le costruzioni fondamentali

Capitolo II, Luoghi geometrici

Capitolo III, La ricerca dei luoghi geometrici

Capitolo IV, Le isometrie

Capitolo V Il metodo di traslazione

Capitolo VI, la rotazione e la simmetria centrale nella risoluzione dei problemi

Capitolo VII, La simmetria assiale nella risoluzione dei problemi

Capitolo VIII La similitudine

Capitolo IX, L’inversione circolare

Capitolo X, La geometria del triangolo

 

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FERRETTI
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Tel.Fax 0861412541 – 03474752361

Antonio Bernardo

 

E. A. Abbott, Flatlandia

Flatlandia
Edwin A. Abbott

flatlandia.jpgNel 1870, quando ormai il dibattito sulle geometrie non euclidee aveva coinvolto matematici, filosofi e pensatori in genere, lo scienziato H. von Helmholtz, fisiologo, fisico e matematico, sosteneva:
"Immaginiamo – ciò non è logicamente impossibile – che esistano esseri dotati di ragione, bidimensionale, viventi e moventesi sulla superficie d’uno dei nostri corpi solidi Ammettiamo che essi non possano percepire alcunché fuori di questa superficie, ma che possano percepire in modo simile al nostro entro l’ambito della superficie su cui si muovono. Se tali esseri costruissero la loro geometria, attribuirebbero  naturalmente al loro spazio due sole dimensioni."
"Esseri viventi su una sfera, pur essendo dotati delle medesime facoltà logiche, formulerebbero un sistema di assiomi geometrici affatto diverso da quello che potrebbero formulare gli esseri viventi sul piano e noi stessi, che viviamo invece in uno spazio a tre dimensioni."
Queste frasi, tratte dalla conferenza L’origine e il significato degli assiomi geometrici (H. L. von Helmholtz, Opere scelte , a cura di V.Cappelletti, UTET, Torino, 1967), possono aver ispirato il reverendo  Edwin Abbott a raccontare un’immaginaria storia in un mondo piatto bidimensionale ,"Flatlandia", in cui gli esseri viventi non percepiscono la terza dimensione.
La domanda centrale alla quale sia Helmohltz, sia Abbott cercano di rispondere viene dai filosofi seguaci di Kant. Ammesso che uno spazio a più di tre dimensioni sia matematicamente possibile è accessibile anche alla nostra intuizione?
Il racconto del Quadrato protagonista di Flatlandia conferma questa tesi filosofica. Egli è stato in grado di ‘vedere’ sia il più complesso mondo tridimensionale, sia quelli più semplici a una dimensione e a zero dimensioni. Questa sua conoscenza gli costa però la prigione a vita e il marchio di pazzo.

A. Bernardo

 le case di Flatlandia

 una donna

 soldati

 un borghese

 un professionista

 un aristocratico

 un sacerdote

 

una sfera tridimensionale attraversa flatlandia

 l’autore

 

 

 

 

M. T. Mazzucato, Triangoli piani e loro risoluzione

Michele T. Mazzucato, Triangoli Piani e loro risoluzione , Libreria Clup, 2005

triangoli_piani.jpgIntroduzione

Se disegni un punto su un foglio, non ci fai granché: in fondo i punti sono tutti uguali. Se ne disegni due, ottieni un segmento. Se disegni tre punti, hai un triangolo: una figura geometrica così semplice e così incredibilmente ricca di proprietà e stranezze, che gli uomini studiano ormai da tempi immemorabili.
Lo studio del triangolo è cominciato sicuramente assieme allo studio della geometria stessa. Qualche traccia ci è rimasta su tavolette di argilla che risalgono alla civiltà babilonese (XXV a.C.), altre sui papiri egiziani del XX secolo a.C. Stiamo parlando di oltre 4000 anni fa, ma se credete che questo studio sia finito da un pezzo e ormai non ci sia niente più da dire, vi sbagliate di grosso.
Uno degli ultimi teoremi notevoli sul triangolo è stato ottenuto nel 1900 dall’americano Frank Morley: dette trisettrici le due semirette che dividono un angolo in tre parti uguali, si ha che le trisettrici di un triangolo qualunque si incontrano in modo da formare un triangolo equilatero.
http://www.cut-the-knot.org/triangle/Morley/index.shtml

Il teorema risulta particolarmente interessante non solo perché esprime una proprietà semplice da esporre, comprensibile anche a studenti della scuola secondaria di primo grado, ma soprattutto perché esprime un legame inatteso tra le proprietà della semplice appartenenza di punti e rette (geometria proiettiva) e quelle che richiedono l’uso delle misure (geometria metrica): disegnare un triangolo qualsiasi richiede infatti solo la condizione che i lati congiungano i vertici, costruire un triangolo equilatero richiede invece la possibilità di misurare le lunghezze dei lati per verificarne la congruenza.
Nonostante il risultato sia abbastanza semplice, al punto da pensare “come mai i matematici non se ne sono accorti prima?”, la dimostrazione di Morley si fonda su concetti che non sono tipici della geometria elementare. Per ottenerne una dimostrazione ‘elementare’ c’è voluto più di un decennio: la prima di queste dimostrazioni si fa risalire a W. E. Philip (1914); una delle più recenti dimostrazioni che io conosca risale al 1998.
L’importanza di un teorema si misura anche in termini di fecondità, ossia di conseguenze, o corollari, che da esso si possono dedurre. Il teorema di Morley ha dato luogo a una lunga serie di studi, che ha permesso di ottenere diverse implicazioni. Una abbastanza interessante è stata ottenuta nel 2003: portando all’infinito uno dei vertici del triangolo, in modo che due dei lati del triangolo siano paralleli, il triangolo di Morley continua ad essere equilatero.
http://planetmath.org/encyclopedia/CorollaryOfMorleysTheorem.html

Il risultato di Morley non è un caso isolato, ancora più recentemente è stato dimostrato il teorema di Erdos-Mordell, esposto in forma di problema da Erdos nel 1935 è dimostrato da Mordell nel 1937: in un triangolo qualunque la somma delle distanze di un punto P qualunque dai vertici è maggiore o uguale al doppio della somma delle distanze del punto P dai lati. Anche in questo caso la dimostrazione iniziale non è stata ottenuta con gli strumenti della geometria elementare; una dimostrazione elementare è stata trovata soltanto nel 1945 e attualmente si cercano ancora dimostrazioni semplici e facilmente comprensibili.
http://mathworld.wolfram.com/Erdos-MordellTheorem.html

Tra i punti notevoli del triangolo ricordo infine il punto di Clowson (1881-1964) e il punto di Schiffler (1896-1986) che sono apparsi in pubblicazioni recenti.
http://faculty.evansville.edu/ck6/encyclopedia/ETC.html

La geometria del triangolo evidentemente non è stata ancora scritta completamente; c’è ancora posto, probabilmente, per nuove e interessanti scoperte. Il computer può oggi aiutare appassionati e studiosi di professione verso nuove scoperte nella geometria elementare? La questione non è semplice. Se gli strumenti di calcolo permettono di cercare nell’insieme dei numeri interi nuove congetture o scoprire nuovi numeri primi, nel campo della geometria la questione è più complessa. Nell’ultimo decennio si vanno affermando software come Cabri Géometre che aiutano in modo eccellente a visualizzare e verificare alcune proprietà geometriche. Si tratta ovviamente di verifiche più o meno sperimentali che possono aiutare a formulare congetture ma che non aiutano ad ottenere dimostrazioni.
In questo libro il lettore troverà raccolte e catalogate le principali proprietà del triangolo, assieme a una breve storia della geometria del triangolo e della trigonometria. Troverà le costruzioni di cui si parla ma non troverà le dimostrazioni dei teoremi. Il libro è fruibile da chi ha una formazione matematica da scuola media superiore e può essere utilizzato da appassionati della matematica, insegnanti e studenti. Una raccolta di questo tipo, aggiornata e completa, non esiste ancora nelle pubblicazioni in lingua italiana.

L. Russo, La rivoluzione dimenticata

 

Lucio Russo, La rivoluzione dimenticata .

Il pensiero scientifico greco e la scienza moderna

 

la_rivoluzione_dimenticata.jpgAlcuni manuali di storia della scienza continuano a tramandare notizie sulla storia della matematica antica senza informare il lettore che si tratta molto spesso di racconti incerti, le cui fonti non sono sempre attendibili.

Per esempio, si attribuiscono a Talete i teoremi sulla similitudine perché ci è stato tramandato da storici di epoca romana (Diogene Laerzio, III secolo d.C.) che il saggio di Mileto misurò l’altezza delle piramidi servendosi della loro ombra. Da questo episodio se ne deduce che Talete doveva conoscere i teoremi sulla similitudine. Le prime  notizie che Pitagora avrebbe scoperto il famoso teorema ci vengono dallo stesso Diogene Laerzio. Secondo questo ‘storico’, Pitagora volendo ringraziare gli dei per avergli fatto scoprire un teorema così importante avrebbe compiuto un’ecatombe, cioè sacrificato cento buoi agli dei; secondo altri autori ne avrebbe ucciso soltanto uno; altri ancora ritengono che Pitagora fosse un animalista e che non avrebbe potuto uccidere nessun animale. Peccato che le storie aneddotiche di Diogene siano state scritte quasi mille anni dopo la morte di questi due presunti matematici. Strano poi che di queste fondamentali scoperte non c’è traccia negli scritti di Aristotele e Platone, che invece vissero pochi secoli dopo.

Dietro queste ricostruzioni c’è semplicemente l’idea di uno sviluppo continuo della matematica che dalla notte dei tempi arriva gradualmente e senza interruzioni a Euclide. Talete avrebbe dimostrato alcuni teoremi, Pitagora altri e Euclide avrebbe raccolto i teoremi ottenuti uno a uno dai matematici che lo avevano preceduto.

Lucio Russo, ordinario di Calcolo delle probabilità all’Università di Roma II e storico della matematica greca, nel suo libro La rivoluzione dimenticata , ha il coraggio di rompere con questa tradizione, affermando che né i matematici del periodo babilonese ed egiziano né quelli del periodo di Pitagora avevano ancora elaborato l’idea di dimostrazione e di teorema: la prima vera e propria rivoluzione scientifica è avvenuta, secondo l’autore,  nel primo periodo ellenistico, ossia intorno al 300 a.C.

La caratteristica principale di questo periodo storico consiste nell’attuazione del programma di Alessandro Magno di ellenizzare i territori degli antichi imperi, da lui conquistati nel giro di pochi anni. Alessandria d’Egitto, fondata nel 332 a.C., diviene il centro culturale del mondo ellenico, che ormai comprendeva tutto il bacino del mediterraneo. Il quadro completo della cultura ellenistica si ottiene aggiungendo ai greci abitanti il nuovo impero quelli delle città greche autonome: Rodi, Siracusa e Marsiglia.

Euclide e Archimede sono i personaggi di spicco di questa rivoluzione culturale; accanto a loro, una miriade di studiosi portano la scienza a un livello elevato e non ancora del tutto riconosciuto dalla storiografia matematica. In effetti, il prof. Russo, sostiene, anche nel titolo del suo saggio, che questa rivoluzione è stata ‘dimenticata’.

Le cause della ‘decadenza’ di questa raffinata cultura scientifica sono da addebitarsi all’espansione dell’impero romano, che a partire dal 212 a.C., data della distruzione di Siracusa e uccisione di Archimede, conquista i principali centri della cultura greca, provocando la rapida decadenza degli studi scientifici.

Le cause della ‘dimenticanza’ sono da attribuirsi in parte a ragioni naturali dovute al fatto che papiri e pergamene non possono conservarsi per millenni, se non eccezionalmente. In secondo luogo, gli autori che ci hanno tramandato, ricopiando e commentando, le opere di questo periodo non erano più all’altezza di comprendere i complessi ragionamenti matematici, proprio perché gli studi scientifici erano stati praticamente abbandonati.

La gravità della perdita delle opere ellenistiche è stata spesso sottovalutata, in base all’ottimistica teoria della selezione naturale, secondo la quale, solo le opere migliori si sarebbero salvate. In realtà, sostiene Russo, Bizantini e Arabi hanno privilegiato gli autori del periodo romano, perché le loro opere sono metodologicamente inferiori e perciò più facilmente comprensibili. Tra le opere dei singoli autori si sono preferite in genere le parti iniziali, che sono più facilmente accessibili. Per esempio si sono conservati i primi sei libri dell’Aritmetica di Diofanto, ma non i successivi sette; ci è rimasto il testo greco dei primi quattro libri  più elementari delle Coniche di Apollonio, ma non quello dei quattro successivi.

Russo indica come causa principale del decadimento degli studi scientifici lo scarso interesse da parte dei Romani per questo tipo di attività. Per avvalorare questa affermazione, ricorda che la prima traduzione in latino degli Elementi di Euclide sembra sia stata scritta solo nel 1120, dall’inglese Adelardo di Bath, che traduceva dall’arabo. Nell’VIII secolo il più grande matematico dell’occidente è considerato Beda, che nel suo lavoro "più impegnativo" descrive un metodo per rappresentare i numeri con le mani. "Molti sapevano ancora farlo fino al numero 10, ma Beda, usando una specie di alfabeto per sordomuti, riesce ad arrivare un po’ più in là. Quando il più grande ‘matematico’ vivente in Europa è a questo livello la vita urbana vi è già scomparsa" è il commento sarcastico del prof. Russo.

Un libro impegnativo ma che non richiede particolari conoscenze tecniche.

 

Antonio Bernardo

Arpinati, Iozzi e Marini, Matematica e internet

 

A. M. Arpinati, F. Iozzi, A. Marini, Matematica e Internet

Springer-Verlag Italia, Milano, 2001, pp. 154, lire 42.000.

 

matematica_e_internet.jpg"Come tutte le altre discipline, la matematica, nei vari livelli in cui essa si articola, dalla scuola di base fino all’università e al mondo della ricerca, si interroga di fronte a Internet, la rete delle reti: che uso farne, quali benefici trarne, quale guadagno formativo ottenerne per il mondo della scuola?". E’ la presentazione che G. C. Barozzi, uno dei pionieri dell’insegnamento a distanza della matematica, fa di questo volumetto.

Peccato che, a mio avviso, le premesse non vengano completamente soddisfatte dagli articoli presentati. Il libro tratta essenzialmente di Internet: la matematica si intravede qua e là e solo negli ultimi due capitoli diventa l’argomento principale.

I titoli dei capitoli sono: Per cominciare, La Rete telematica mondiale, Come collegarsi a Internet, Le risorse di Rete, La navigazione in matematica, Produzione di materiale matematico, Opportunità di Internet per la comunità matematica, Help in Rete per la matematica.

I primi capitoli presentano una trattazione chiara e scorrevole del mondo di Internet, utile per gli insegnanti e gli studenti che vogliano capire e usare questo nuovo strumento.

Nel capitolo 6, dedicato ai linguaggi del Web, A. Marini tratta del problema di scrivere le formule matematiche, accennando ai pochi strumenti in grado di risolvere questo problema: TEX2HTML, LATEX2HTML, TECHEXPLORER, TTHMML, MTHMI, WEBQ. L’argomento è fondamentale per chiunque si pone il problema di scrivere delle pagine di matematica per il Web ma anche per gli studenti che hanno bisogno di scrivere formule più o meno complesse da scrivere nei forum. Il paragrafo 6.2.3 è dedicato al linguaggio per il Web MathML (Mathematical Markup Language).

Gli ultimi due capitoli e l’appendice del libro sono dedicati alla recensione di diverse risorse matematiche sul web,  dedicate alla ricerca, all’insegnamento universitario e all’insegnamento medio: la maggior parte è in lingua inglese.

Antonio Bernardo

 


M. Tahan, L’uomo che sapeva contare


L’era musulmana inizia nel 622 l’anno dell’Egira, quando Maometto fugge dalla Mecca. L’anno musulmano è di circa 11 giorni più corto di quello occidentale, per questo motivo, una data d.C. non può essere trasformata in una data dopo l’Egira togliendo semplicemente 622 anni.



Numeri tratti da un manoscritto indiano del III secolo d.C. La somiglianza con quelli in uso attualmente è impressionante.



Numeri arabi occidentali del 950 circa



Numeri europei del 1500 circa


Qualche altro problema risolto dall’Uomo Che contava.

"In pagamento per un piccolo gregge di pecore [tre amici] hanno ricevuto, qui a Baghdad, una certa quantità di ottimo vino, in 21 botti tutte uguali tra loro: 7 piene, 7 piene a metà, 7 vuote. Adesso vorrebbero dividere queste botti in modo che ciascuno riceva lo stesso numero di botti e la stessa quantità di vino. Suddividere le botti è facile – ognuno deve riceverne 7. La difficoltà sta, se capisco bene, nel dividere il vino senza aprire le botti, lasciandole chiuse come sono."

"Tre ragazze furono condotte al qadi, il quale così parlò: ‘Qui ci sono 90 mele, che dovete vendere al mercato. Tu, Fatima, al più grande, ne prenderai 50, e tu, Cunda 30; mentre tu, Shia, che sei la minore, ne avrai 10. Se Fatima vende le sue mele al prezzo di 7 per un dinaro, anche voi due dovete fare lo stesso. E se invece Fatima le vende a 3 dinari per mela, allora anche voi le venderete alle stesse condizioni. Ma, qualunque cosa facciate, ciascuna di voi dovrà avere incassato la stessa somma di denaro, pur vendendo quantità diverse di mele. … Le regole sono queste: Fatima venderà 50 mele, Cunda solo 30 e Shia le rimanenti 10. E tutte e tre le darete via allo stesso prezzo, e alla fine dovrete aver ottenuto tutte e tre lo stesso profitto’.
Il problema sembra assurdo ma non per l’Uomo Che Contava.

Per finire una citazione:
"La freccia, una volta in volo, grida felice: ‘Sono libera, sono libera!’ ma in realtà si inganna, perché il suo destino è stato stabilito dalla mira dell’arciere."
 

Malba Tahan, L’uomo che sapeva contare

romanzo

Le mille e una notte dei numeri.

 

 

uomochesapeva.jpgMalba Tahan è lo pseudonimo di  un noto matematico brasiliano, Jùlio César de Mello e Souza. Con questo libro ci avvicina al misterioso mondo dei numeri e più in generale della matematica, intesa sia come applicazione a problemi concreti sia come possibilità di penetrare nelle straordinarie relazioni tra i numeri.

Siano a Baghdad nella prima metà del XIII secolo, una città enorme con oltre due milioni di abitanti, centro indiscusso della cultura musulmana che si era formata raccogliendo l’eredità della cultura matematica greca e di quella indiana.

Al-Khuwarizmi vi aveva introdotto, sin dal VII, secolo il sistema di numerazione indiano e affrontato i numerosi problemi della fervida attività economica dell’impero musulmano per mezzo delle equazioni, strumento che egli stesso aveva portato a livelli eccellenti.

Cinquecento anni dopo, lo studio dell’algebra viene ripreso da un altro grande matematico musulmano, Omar Khayyam. In questo lunghissimo periodo la cultura scientifica è sotto il potere del mondo arabo.

Una delle caratteristiche peculiari della matematica araba sta proprio nella capacità di contare e risolvere problemi

La prima abilità deriva dall’introduzione della notazione posizionale che consente di scrivere e pensare numeri elevati, nonché di effettuare operazioni con estrema semplicità.

La seconda abilità deriva dai metodi di risoluzione delle equazioni. Chiamata ‘cosa’ ciò che non si conosce, si imposta un’uguaglianza che lega i vari dati del problema, si applicano le regole di trasformazione introdotte da Al-Khuwarizmi e si trova il valore numerico della ‘cosa’.

E’ questo il retroscena storico e culturale che fa da sfondo alla storia Beremiz, l’Uomo Che Contava.

La sua avventura comincia quando riceve quattro mesi di meritate ‘ferie’; in questa occasione si reca a Baghdad, dove le sue abilità nel calcolo si rivelano di grande utilità. Per prima cosa riesce a fare una suddivisione che sembrava impossibile. Tre fratelli litigano sulla suddivisione dell’eredità ricevuta dal padre: 35 cammelli da dividere secondo il complesso procedimento musulmano. La metà spetta al primogenito, un terzo spetta al secondogenito, un nono al terzogenito. Come fare la divisione se 35 non è divisibile né per due, né per tre, né per nove? Per l’Uomo Che Contava tutto è semplicissimo. Ai 35 cammelli aggiunge quello del suo amico. I cammelli diventano 36; 36:2= 18; 36:3=12; 36:9 =4. Misteriosamente tutti hanno da guadagnare poiché il primogenito avrebbe dovuto ricevere 17,5 cammelli, il secondo 11,6, il terzo 3,8. Chi ha guadagnato di più è senz’altro Beremiz: 18+12+4=34, quindi avanzano due cammelli, uno lo restituisce al suo amico e uno gli rimane.

Da qui in avanti la vita dell’Uomo Che Contava è tutto un proseguirsi di successi.

Più che un romanzo, la storia è una fiaba da Mille e una notte. Altro non poteva essere, visto che l’abilità nel calcolo trasforma il protagonista, un semplice pastorello, in un uomo ricco, famoso, riverito da potenti e saggi e gli consente di trovare anche l’amore. La storia poteva concludersi a pieno titolo con il classico … e vissero felici e contenti: Beremiz Samir preferisce ringraziare Allah che ha creato la donna, l’amore e la matematica!

 

 

 

Antonio Bernardo

B. D’Amore, Più che ‘l doppiar de li scacchi s’inmilla

Bruno D’Amore, Più che ‘l doppiar de li scacchi s’inmilla, Incontri di Dante con la matematica

dante.jpg Bruno D’Amore insegna Didattica della matematica alle Università di Bologna e Bolzano, si è occupato della matematica presente nell’opera di Dante e su questo argomento ha scritto alcuni saggi. Due di questi saggi sono riportati in appendice al libro e sono particolarmente interessanti per chi si occupa di questo tema.

Il libro però non è un saggio storico-scientifico ma un vero e proprio romanzo, in dodici episodi, costruito intorno al personaggio di Dante.

Sullo sfondo del racconto un mondo culturale in continuo fermento e soprattutto il passaggio dall’aritmetica classica a quella moderna che si basa sulle ‘figure degli indi’ (i numeri indiani o arabi) e sui nuovi algoritmi per risolvere le moltiplicazioni tra numeri.

Questo tema è affrontato già nel primo episodio. Dante, come tutti i genitori, cerca di aiutare il figlio Jacopo alle prese con una moltiplicazione: XXIV via XXXII (24 per 32) che deve essere calcolata senza l’aiuto dell’abaco ma con lo stilo. La novità lo appassiona tanto che va direttamente dal maestro, Paolo dell’Abaco, a farsi spiegare i nuovi algoritmi per la moltiplicazione, l’uso dello zero e altre ‘magie’ sui numeri. Discutendo con Lauretta, figlia minore di Guido Novello, sui classici problemi irrisolvibili con riga e compasso, la trisezione dell’angolo, la duplicazione del cubo e la quadratura del cerchio, trova l’ispirazione per la chiusura del paradiso:

Qual è ‘l geometra che tutto s’affige

per misurar lo cerchio, e non ritrova,

pensando, quel principio ond’elli indige,

tal era io a quella vista nova:

veder volea come si convenne

l’imago al cerchio e come vi s’indova;

In una locanda, mentre si reca a Bologna, incontra Eraldo da Todi, e si fa spiegare il teorema secondo il quale ogni triangolo inscritto in una semicirconferenza è rettangolo: o se del mezzo cerchio far si pote triangol si ch’un retto non avesse. Da un allievo di Paolo dell’Abaco si fa calcolare il numero di chicchi di riso necessario a coprire la scacchiera raddoppiando ad ogni casella, secondo la famosa leggenda di Sissa Nassir: 18 446 744 073 709 551 615

L’incendio suo seguiva ogni scintilla;

ed eran tante, che ‘l numero loro

più che ‘l doppiar delli scacchi s’inmilla.

In altri episodi si parla di logica, calcolo delle probabilità, infinito, numeri di Fibonacci e indovinelli vari.

Il libro è particolarmente indicato per gli studenti liceali appassionati di matematica che non riescono ad apprezzare il grande poeta, perché costretti a leggere e rileggerne l’opera e le sottili note dei suoi commentatori.

La prefazione dell’autore può senz’altro essere condivisa da molti studenti di ora e di sempre:

"Per quanto la nostra insegnante di Lettere si impegnasse, recitandone, più che leggendone, interi brani, Inferno, Purgatorio e Paradiso si rivelarono per noi allievi in età adolescenziale di una noia mortale. […] All’ultimo anno di Università, però, Ettore Carruccio mi fece conoscere certi scritti suoi e di altri famosi matematici italiani su Dante: si trattava di testi profondi che ‘leggevano’ la Commedia ed altri scritti del Poeta alla luce di un’interpretazione matematica."

D’Amore in questo libro è veramente riuscito a colmare lo storico divario tra la cultura umanistica e quella scientifica.

D. Guedj, Il teorema del pappagallo

 

Denis Guedj, Il Teorema del Pappagallo,

Longanesi & C., Milano, 2000, pp. 560, lire 32.000.

 

il_teorema_del_pappagallo.jpgIn un’epoca nella quale la matematica raggiunge vette di notevolissima complessità, l’unica speranza di renderla “ visibile” al lettore medio è quella di tratteggiarne un profilo partendo da aspetti di tipo storico o descrittivo.
Purtroppo, però, anche le diverse Storie della Matematica uscite in questi anni richiedono, spesso, per essere apprezzate in profondità, competenze da professionisti del settore.
Proprio per questo motivo, è particolarmente piacevole segnalare il lavoro di DENIS GUEDJ, che riesce a fondere due generi letterali leggeri, come la fiaba e il giallo, con la seriosa storia della matematica, ottenendo una miscela molto leggibile ed interessante. La narrazione tratteggiata dall’autore permette di effettuare un viaggio nel mondo matematico, trattenendo il lettore in un’atmosfera giocosa e semiseria nella sua improponibilità, prestandosi alla lettura sia di frettolosi studenti sia di specialisti del settore, che, in più capitoli, possono cogliere spunti didattici di notevole interesse.
Il linguaggio utilizzato, ancorché rigoroso, è particolarmente semplice. L’autore ha spesso messo in evidenza gli aspetti caratteriali dei matematici di maggior spicco anche al fine di umanizzarne l’opera e di rendere più accattivante l’approccio alla disciplina

Carlo Chiappini

J. L. Casti, I cinque di cambridge


Alan Turing

Ludwig Wittgenstein

E. Schrödinger; J.B.S. Haldane


Il formalismo fa capo al matematico Hilbert che dal 1904 si era proposto di stabilire la coerenza dell’aritmetica, poiché tutta la matematica, geometria e fisica comprese, era riconducibile all’aritmetica. Dimostrare la coerenza interna dell’aritmetica avrebbe significato fondare l’intera matematica su se stessa, senza bisogno di fare riferimento a concetti esterni alla matematica stessa. I formalisti, infatti, considerano segni e simboli svuotati da ogni contenuto o significato.


Il principio di indeterminazione è stato formulato dal fisico Heisemberg , nobel per la fisica nel 1932. Secondo questo principio è impossibile misurare contemporaneamente la posizione e la velocità di una particella. Questo principio contraddice quello classico di causalità, la cui formulazione sostiene che se si conosce lo stato attuale di un sistema isolato è possibile prevedere esattamente lo stato futuro del sistema.


Macchina di Turing

Esemplificazione di come la machina di Turing esegue 1+2. La macchina inizia con un nastro che su tutti i riquadri riporta il simbolo 0. Colloca prima un 1 e poi una sequenza di due 1, separandoli da uno 0. Il programma è il seguente

  simbolo letto
stato 0 1
A 1,D,A 1,D,B
B 1,D,B 0,S,C
C 0, Stop Stop

1,D,A significa sostituisci il simbolo che hai trovato sul nastro con il simbolo 1, sposta di un riquadro a destra e collocati nello stato A.

Alla fine del programma la macchina presenterà sul nastro tre segni 1 consecutivi e tutti gli altri zero.

John L. Casti
I cinque di Cambridge

i_cinque_di_cambridge.jpg

J. L. Casti, in questo lavoro di ‘fiction scientifica’, utilizza un originale metodo narrativo per esporre lo stato delle ricerche sull’intelligenza artificiale (IA) alla metà del secolo. La finzione narrativa è una serata di buona cucina e buona cultura in un elegante alloggio del Christ’s College di Londra . Organizzatore dell’incontro C.P. Snow , fisico e romanziere, che ha cercato di colmare la mancanza di comunicazione tra la cultura umanistica e quella scientifica.

La cena avviene nel giugno del 1949. Ospiti illustri, in ordine di arrivo:

J.B.S. Haldane studioso di genetica delle popolazioni attraverso la statistica,

L.Wittgenstein , i cui contributi nel campo dei fondamenti della matematica e della filosofia del linguaggio avevano fissato dei paletti significativi, nonostante fosse stato autore di due teorie del linguaggio fondamentalmente in contrasto tra di loro, elaborate in momenti distinti della sua vita,

E. Schödinger , uno dei fisici più in vista del momento e tra i principali autori della teoria quantistica della materia, nel 1933 aveva ricevuto il premio Nobel per la fisica,

A. Turing , autore nel 1936 di una macchina teorica, nota con il suo nome, che anticipava la struttura logica degli attuali calcolatori, durante la seconda guerra mondiale aveva avuto il compito di decifrare codici segreti dei tedeschi. I risultati ottenuti lo inducono a pensare di realizzare una machina calcolatrice in grado di duplicare, se non superare, i processi cognitivi della mente umana.

Argomento della serata è una discussione logico-filosofica sulla possibilità di costruire una macchina intelligente di questo tipo.

L’antefatto storico, punto di partenza della discussione è la cosiddetta prova di Gödel. Fino agli anni venti, i matematici, in particolare i formalisti , credevano nell’esistenza di un’unica logica che garantisce la verità di ogni proposizione matematica ma K. Gödel, in un lavoro del 1931, aveva dimostrato che non tutti i quesiti matematici possono avere una risposta del tipo vero o falso, conseguentemente aveva dimostrato che nessun sistema logico può dimostrare la propria coerenza, matematica compresa, e quindi aveva affossato ogni speranza di fondare la matematica su se stessa e su basi puramente logiche.

Ora, si chiede Snow , è possibile ottenere una prova logica altrettanto forte che ci dica sin da subito che non è possibile costruire una macchina intelligente come l’uomo? Una tale prova renderebbe inutile avviare un programma di ricerca in questa direzione.

Schödinger avverte che il principio di indeterminazione alla base della meccanica quantistica dell’elettrone non ha nulla a che vedere con la questione del libero arbitrio della mente umana, nonostante sia evidente che l’attività del cervello avviene sotto forma di movimenti di elettroni.

Wittgenstein è fermamente convinto dell’assurdità della questione posta: una tale macchina non  può essere costruita. Le sue argomentazioni si sviluppano grosso modo così. L’intelligenza si manifesta attraverso il linguaggio, il quale contrariamente a quanto aveva esposto nella sua prima teoria, non ha un fondamento puramente logico comune a tutte le menti umane, ma è un gioco le cui regole vengono stabilite dalla società.

Turing sostiene che ogni pensiero si esprime per mezzo del linguaggio e il linguaggio per mezzo di parole, ogni parola può essere trasformata e codificata in una sequenza di simboli che una macchina può manipolare. Espone quindi il funzionamento della famosa macchina di Turing , come essa può eseguire la somma 1+2.

Wittgenstein replica: la macchina di Turing sa eseguire solo calcoli pratici, forse un giorno sarà in grado di aiutare un fisico o un ingegnere ma non sarà mai in grado di raggiungere il senso di parole come intenzione, volontà, speranza , parole che traggono significato da un gioco linguistico di tipo sociale. E’ vero che il linguaggio si presenta in forma simbolica ma nessun rimescolamento sintattico di simboli potrà mai raggiungere la semantica e quindi il significato dei simboli. Una macchina in grado di manipolare sintatticamente simboli non sarà mai in grado di pensare, poiché il significato delle parole risiede esclusivamente nella pratica sociale non nella logica.

La concezione del linguaggio che ha Turing è simile a quella proposta da Wittgenstein nella sua prima teoria. Il linguaggio e la realtà hanno una forma logica comune, quindi il linguaggio rispecchia il mondo e le proposizioni linguistiche raffigurano i fatti del mondo. La realtà viene proiettata nelle proposizioni, perché il mondo reale e il linguaggio hanno una struttura logica comune. Ma ora Wittgenstein è convinto che la relazione tra i fatti e la loro espressione nel linguaggio non può essere espressa dallo stesso linguaggio, il quale non può essere il riflesso di una logica universale. In conclusione, il linguaggio non ha una struttura logica universale che possa essere trasferita a una macchina.

Turing espone un’altra delle sue brillanti idee, il cosiddetto test di Turing . Come si fa a decidere se un altro essere umano sta pensando? Possiamo solo giudicare in base al comportamento del nostro interlocutore. Io dico o faccio qualcosa, l’interlocutore reagisce, io reagisco alla sua risposta e così via. Dopo una sequenza di interazioni di questo tipo decido se il mio interlocutore è in grado di pensare. Per stabilire se una macchina è in grado di pensare, si può eseguire il seguente esperimento. Una persona è in una stanza, la macchina in un altra. I due comunicano attraverso una porta, se dopo qualche ora di dialogo la persona non riesce a distinguere se sta comunicando con un altro uomo o con una macchina si può concludere che la macchina è intelligente quanto l’uomo.

E’ vero, aggiunge Turing che una macchina può eseguire soltanto le istruzioni che gli abbiamo dato ma non possiamo mai prevedere tutte le conseguenze di quelle istruzioni, se fatte eseguire un numero elevato di volte.

A conclusione della serata ognuno rimane sulle proprie posizioni e Snow rimane con i suoi dubbi: cosa scrivere nel rapporto da inviare al ministro per il finanziamento delle ricerche sull’intelligenza artificiale?

La questione, dopo cinquant’anni, è ancora aperta, anche se dal punto di vista tecnico la macchina ha fatto grandi passi. Nel 1997 il campione mondiale di scacchi Kasparov viene sconfitto da una macchina, Deep Blue II. Oggigiorno, un calcolatore casalingo con un discreto programma può batterci senza difficoltà. Limitatamente al gioco degli scacchi, la macchina ha superato il test di Turing. Lo stesso Kasparov ha ammesso di aver combattuto contro una forma di intelligenza aliena.

La stessa cosa non può dirsi per i programmi traduttori da una lingua a un’altra: i risultati sono apprezzabili ma le traduzioni fatte dal computer si riconoscono facilmente, sono ‘meccaniche’.

Per avere un’idea dello stato attuale della ricerca nel campo dell’intelligenza artificiale l’autore propone i seguenti testi, disponibili anche in italiano.

Searle, Mente, cervelli e intelligenza , Bompiani, Milano, 1988.

Penrose, La mente nuova dell’imperatore, Rizzoli, Milano, 1992.

Antonio Bernardo

Su Internet

http://www.turing.org.uk/turing/

E. Bencivenga, La filosofia in trentadue favole

 

Ermanno Bencivenga, La filosofia in trentadue favole, Mondadori, Milano, 1991, pp. 82, lire 9.000

la_filosofia_in_trentadue_favole.jpgPer introdurre i lettori ai temi principali della filosofia, E. Bencivenga, docente di Filosofia all’Università di California, ha scelto, in questo libro, il linguaggio delle favole.

Ogni favola esamina la possibilità di mondi diversi da quelli ‘usuali’: uomini con tre gambe che non vedono la luna; uomini che percepiscono la direzione degli odori; macchine che ordiscono macchinazioni; il tempo che non passa da solo; bambini che non fanno mai indigestione; l’uomo immortale; uomini che sanno tutto del futuro;  un libro che non voleva essere letto; una storia che non sapeva come andare a finire e altro.

Esaminando l’impossibile, Bencivenga ci fa riflettere su ciò che è.

Un cenno alle favole che hanno attinenza con la matematica.

Il problema del quattro introduce le tematiche della teoria dei numeri e delle terne pitagoriche, partendo da una crisi esistenziale del numero 4, che, stanco di essere pari e della sua forma a sediolina, vuole diventare un numero lungo e difficile. Il Grande Matematico lo fa accomodare per terra "(una sedia sarebbe proprio stata inutile!)" e gli spiega la sua particolarità e la sua unicità nel mondo dei numeri: 2+2 = 4, ma anche 2·2 = 4, ma anche 22 =4, ma anche 32 +42 =52 . Quanti numeri possono vantare tutte queste proprietà?

Problemi di spazio fa riflettere sull’omogeneità dello spazio. Di spazio ce n’è uno solo ma è suddiviso in tanti spazi, piccoli e grandi, tutti incatenati tra di loro da strette relazioni. Tanto strette che un giorno gli spazi piccoli si ribellano. Arbitro della questione viene nominato il tempo …

La vita media è la storia di un uomo che fa il fattore e muore a settantadue anni, quattro mesi, undici giorni, tre ore, venticinque minuti, quarantasette secondi e trentanove centesimi: esattamente la vita media dell’uomo. Quando gli scienziati se ne accorgono si mettono a studiare tutto di lui e scrivono un bel volume: Tommaso il fattore, un uomo del nostro tempo.

Le due scuole ci pone una domanda tutt’altro che semplice. In una scuola si insegnano tutte le cose vere; in un’altra si insegnano tutte le cose false. Di verità ce n’è una sola, per cui i bambini della prima scuola imparano tutti le stesse cose. Se uno ‘sgarra’ gli danno dell’asino. "Da grandi diventano tutti uguali: tutti vogliono un macchina con dentro il telefono, il frigorifero e la lavatrice". Nell’altra scuola scuola i bambini crescono tutti diversi: chi porta il grembiule e chi porta lo scafandro. "Quando crescono uno vuole la macchina con dentro il frigorifero, un altro vuole il frigorifero con dentro la macchina". Il problema è: "quale di queste scuole è una scuola davvero?".

 

Un libro facile da leggere che stuzzica fantasia e razionalità.

Antonio Bernardo

F. Ramondino e M. Martone, Morte di un matematico napoletano

F. Ramondino, M. Martone, Morte di un matematico napoletano,

Ubilibri, Milano, 1992, pp.156

morte_di_un_matematico.jpgIl libro è la sceneggiatura dell’omonimo film diretto da Mario Martone, che alla XLIX Mostra del cinema di Venezia si è aggiudicato il Premio speciale della giuria.

Il matematico napoletano è Renato Caccioppoli, nato a Napoli nel 1904 da Sofia Bakunin, figlia dell’anarchico rivoluzionario russo Michele Bakunin.

 

Matematico di grande genialità, Caccioppoli ha una carriera folgorante. Si laurea nel 1925, discutendo la tesi con Ernesto Pascal; viene subito notato da Mauro Picone, caposcuola romano degli studi di analisi, che lo fa nominare suo assistente;  nel 1928 è libero docente  a Padova; tre anni dopo è nominato professore di analisi algebrica; nel 1934 si trasferisce a Napoli, dove insegna prima teoria dei gruppi, poi analisi superiore e infine analisi matematica. E’ appena ventottenne quando l’Accademia dei Lincei gli conferisce il premio nazionale generale della classe di scienze fisiche. La sua produzione matematica è costituita da una ottantina di pubblicazioni che riguardano principalmente l’analisi funzionale. Il suo nome è legato al teorema, detto di Banach-Caccioppoli, sull’esistenza e unicità di un punto fisso di una data trasformazione.

Intellettuale di ampia cultura si è occupato di letteratura, filosofia, cinema e soprattutto musica. Un’altra sua passione profonda è stata la politica. Antifascista ‘spericolato’ viene salvato dalla famiglia facendolo passare per pazzo. Invece del tribunale speciale viene ricoverato in un manicomio giudiziario e poi in una clinica privata. Da questo episodio nasce la leggenda del matematico geniale e pazzo.

Il poeta A. Rimbaud e il matematico E. Galois erano senza dubbio i suoi autori preferiti: i loro ritratti sono sullo scrittoio dove Caccioppoli viene trovato morto suicida, anche lui ‘matematico maledetto’. E’ l’8 maggio del 1959.

Diverse sono le possibili motivazioni del suo gesto: il degrado della sua genialità matematica, la delusione per l’abbandono da parte della moglie, l’amarezza politica per l’invasione dell’Ungheria da parte di Stalin, l’alcolismo che lo affliggeva.

Il film non racconta gli aneddoti di una vita geniale e spericolata ma la sua ultima settimana di vita. Un vuoto che gradualmente si fa sempre più profondo. Una lenta scansione del tempo che improvvisamente finisce, e paradossalmente continua con il suo funerale. Una delicata analisi psicologica del personaggio e una complessa analisi sociale della Napoli sul finire degli anni cinquanta.

In appendice al libro un’intervista a Mario Martone di Bruno Roberti, una scheda biografica di Giovanni Maria Pace e un breve saggio divulgativo del matematico Ennio De Giorgi, scomparso da pochi anni, sugli sviluppi dell’Analisi Funzionale e sui contributi di Caccioppoli.

Chi meglio di De Giorgi poteva descrivere a un pubblico di varia cultura, in modo semplice e chiaro, questa branca recente della matematica ricca di applicazioni pratiche. Questo contributo di De Giorgi impreziosisce il libro, rendendolo più attraente a chi è appassionato di matematica.

Antonio Bernardo

P. Odifreddi, La matematica del Novecento

PIERGIORGIO ODIFREDDI

LA MATEMATICA DEL NOVECENTO

DAGLI INSIEMI ALLA COMPLESSITA’

PICCOLA BIBLIOTECA EINAUDI

la_matematica_del_novecento.jpgL’autore descrive il vorticoso sviluppo della matematica nel secolo che ci stiamo lasciando alle spalle, analizzando le principali questioni risolte e tratteggiando alcuni problemi per i quali non tutto è ancora definito.

Il testo si articola sostanzialmente in tre parti: nella prima si trattano le tematiche relative alla matematica pura,nella seconda quelle relative alla matematica applicata mentre nella terza si analizzano le problematiche connesse con l’ utilizzo del calcolatore.

Molti sono gli argomenti trattati, a partire dall’analisi dei fondamenti via via fino alla dimostrazione del teorema dei quattro colori e dell’ultimo teorema di Fermat, cogliendo, nel complesso, il senso dello sviluppo della matematica e le sue numerosissime correlazioni con tutte le altre attività scientifiche del mondo contemporaneo.

Il libro, pur non essendo un testo destinato a tutti, risulta particolarmente chiaro nella descrizione delle varie problematiche  e riesce a coinvolgere il lettore interessato per lo stile nel contempo puntuale ed accattivante.

 

L’autore PIERGIORGIO ODIFREDDI  attualmente insegna Logica presso le Università di Torino e di Cornell ed è stato insignito del Premio Galileo dall’Unione Matematica Italiana nel 1998. Ha  pubblicato Classical Recursion Theory (North Holland 1989 e 1999) e il Vangelo secondo la Scienza (Einaudi 1999).

 

Carlo Chiappini

E. T. Bell, I grandi matematici

 

I grandi matematici

Eric Bell

 

bell.gifPubblicato per la prima volta nel 1937 con il titolo Man of Mathematics è stato tradotto in italiano nel 1950 e ha avuto diverse edizioni e ristampe. Si tratta evidentemente di un classico intramontabile di storia della matematica.

Nell’Introduzione si legge: "L’esposizione della vita dei matematici che presento nella mia opera è destinata al gran pubblico e a coloro che desiderano sapere quale specie di uomini fossero gli scienziati che hanno creato la matematica moderna. Il nostro scopo è quello di condurre il lettore fino a certe idee direttrici che dominano presentemente vasti campi della matematica, e di giungervi attraverso le esistenze degli uomini che ne hanno avuta l’iniziativa."

Il libro di Bell è una storia di uomini, ogni capitolo è dedicato a uno dei grandi della matematica. Ad eccezione del primo capitolo dedicato alla matematica di Zenone, Eudosso e Archimede, il resto del libro tratta di autori vissuti dopo Descartes. Bell, infatti, fa partire la matematica moderna con la geometria analitica di Descartes e Fermat e l’analisi di Newton e Leibnitz. Si capisce quindi che la scelta di Zenone, Eudosso e Archimede tra i ‘cervelli antichi’ è dovuta al fatto che essi hanno dato le idee di base del moderno calcolo differenziale. 

Ecco il piano dell’opera.

I Introduzione

II Spiriti moderni in cervelli antichi (Zenone, Eudosso, Archimede)

III Gentiluomo, soldato e matematico (Descartes)

IV Il re dei dilettanti (Fermat)

V Grandezza e miseria dell’uomo (Pascal)

VI Sulla riva (Newton)

VII Maestro in tutte le arti (Leibniz)

VIII Natura o educazione (I Bernouilli)

IX L’analisi incarnata (Eulero)

X Un’altra piramide (Lagrange)

XI Da contadino a snob (Laplace)

XII Amici di un imperatore (Monge, Fourier)

XIII Le jour de gloire (Poncelet)

XIV Il re dei matematici (Gauss)

XV Matematica e mulini a vento (Cauchy)

XVI Il Copernico della geometria (Lobatchewsky)

XVII Genio e povertà (Abel)

XVIII Il grande algorista (Jacobi)

XIX Una tragedia in Irlanda (Hamilton)

XX Genio e imbecillità (Galois)

XXI I gemelli degli invarianti (Sylvester, Cayley)

XXII Maestro e scolara (Weierstrass, Sonja Kowalewsky)

XXIII Completa indipendenza (Boole)

XXIV L’uomo non il metodo (Hermite)

XXV Lo scettico (Kronecker)

XXVI Anima candida (Riemann)

XXVII L’aritmetica al secondo posto (Kummer, Dedekind)

XXVIII L’ultimo scienziato unversale (Poincaré)

XXIX Paradiso perduto? (Cantor)

Il libro, tuttavia, può anche essere letto per argomenti: la dottrina moderna dell’infinito (II, XXIX), il calcolo delle probabilità (V), il concetto e l’importanza del gruppo (XV), i significati dell’invarianza (XXI), la geometria non euclidea (XIV, XVI), l’origine della relatività generale (XXVI), le proprietà dei numeri interi (IV), la loro attuale generalizzazione (XXV), il significato e l’utilità dei numeri detti immaginari (XIV, XIX), il ragionamento simbolico (XXIII), il metodo matematico (II, VI).

Bell usa un linguaggio decisamente poco tecnico per rendere accessibile al maggior numero di lettori nozioni matematiche piuttosto complesse. "L’essenziale di quest’opera, scrive, è nell’indagine intorno alla vita e la personalità dei creatori della matematica e non nel manipolo di formule e diagrammi sparsi nel testo. Le idee fondamentali della matematica moderna, la cui trama così vasta e complessa è stata tessuta da migliaia di operai, sono semplici, illimitate, e qualsiasi intelligenza normale è capace di comprenderle. Lagrange pensava che un matematico non ha interamente compresa la propria opera finché non l’abbia resa così chiara da poter essere spiegata al primo passante in cui s’imbatte nella via".

In che modo sia possibile rendere facilmente comprensibili nozioni complesse della matematica è lo stesso Bell a spiegarlo: "Gli studiosi di matematica conoscono il fenomeno dello ‘sviluppo lento’ dell’assimilazione subcosciente; la prima volta che si affronta una materia nuova, i particolari appaiono troppo numerosi e terribilmente confusi; non ne resta nello spirito nessuna impressione coerente; ma se, dopo un po’ di riposo, si torna sul quesito, ci si accorge che ogni particolare ha assunto il suo valore come nello sviluppo di una lastra fotografica. La maggioranza di coloro che affrontano per la prima volta seriamente la geometria analitica hanno delle impressioni di questo genere. Il calcolo algebrico invece con i suoi punti finali nettamente stabiliti fin dall’inizio, è di solito subito afferrato. Gli stessi matematici di professione, spesso non fanno che dare uno sguardo panoramico ai lavori degli altri onde averne una larga veduta d’insieme prima di fermarsi ai particolari che li interessano. Saltare dei passi non è un errore, come ci hanno detto certi professori severi, ma una prova di buon senso."

In definitiva, qual è il ritratto del ‘grande matematico’? Bell cerca di abbozzarlo in questo modo. I grandi matematici non sono stati professori, la loro vita è stata qualche volta più infelice delle altre, in politica hanno piegato leggermente verso sinistra, non è vero che erano trascurati nell’aspetto, generalmente litigiosi, sono vissuti con la paura che la loro opera non venga riconosciuta, o che vengano derubati delle loro scoperte.

Si tratta di idee non sempre pienamente condivisibili. Tuttavia, il contenuto del libro rimane interessante per gli argomenti trattati e per la semplicità con cui sono esposti.

Antonio Bernardo

C. B. Boyer, Storia della matematica

 

boyer.jpgStoria della matematica

di

Carl B. Boyer

Pubblicato per la prima volta nel 1968 con il titolo A History of Mathematics, questo libro è un punto di riferimento essenziale per chi si interessa di storia della matematica. Gli argomenti sono trattati in modo dettagliato in oltre 700 pagine di testo. Come scrive Lucio Lombardo Radice nell’introduzione, "Carl B. Boyer è riuscito a scrivere un’opera completa, sufficientemente analitica per soddisfare le esigenze di chi vuol andare abbastanza a fondo, anche dal punto di vista tecnico, e nello stesso tempo sufficientemente sintetica per risultare leggibile anche a chi ‘tecnico della matematica’ non è."

Il libro, un vero e proprio manuale di storia della matematica, è un riuscito intreccio di storia di uomini, i matematici, di culture, di idee che sono alla base della ricerca matematica e di tecniche. Da questo intreccio non sono escluse le culture cinese e indiana che integrano il percorso solitamente trattato nei libri di storia della scienza.

Chi vi cerca le origini di un teorema o di una definizione può trovare nel testo di Boyer interessanti indicazioni per inquadrare il fatto specifico all’interno dello sviluppo delle idee di un autore, della sua biografia o dell’avvicendarsi di teorie matematiche. 

Corredato da un imponente apparato di indicazioni bibliografiche per chi è interessato ad approfondire gli argomenti, di un accurato indice dei nomi, per consultare il manuale alla ricerca di notizie su particolari autori e di una dettaglia cronologia della matematica utile da consultare per cercare la data di qualche scoperta matematica e, soprattutto, per metterla in relazione con altri fatti storici.

 

Alcuni passi tratti dalla cronologia.

1202 Fibonacci: Liber abaci

1204 i crociati mettono a sacco Costantinopoli

1485 Enrico VII, primo dei Tudor

1489 uso di + e di – da parte di Widmann

1492 scoperta dell’america

1494 uso del punto decimale

 

Il piano dell’opera così come si deduce dall’indice.

1. Le origini

2. L’Egitto

3. La Mesopotamia

4. La Ionia e i pitagorici

5. L’Età eroica

6. L’Età di Platone e di Aristotele

7. Euclide di Alessandria

8. Archimede di Siracusa

9. Apollonio di Perga

10. Trigonometria e misurazione nella Grecia antica

11. Rinascita e declino della matematica greca

12. La Cina e l’India

13. L’egemonia araba

14. L’Europa nel Medioevo

15. Il Rinascimento

16. Preludio alla matematica moderna

17. La matematica al tempo di Fermat e di Descartes

18. Periodo di transizione

19. Newton e Leibniz

20. L’epoca dei Bernoulli

21. L’epoca di Eulero

22. I matematici della Rivoluzione francese

23. L’Età di Gauss e di Cauchy

24. L’Età eroica della geometria

25. L’aritmetizzazione dell’analisi

26. La nascita dell’algebra astratta

27. Aspetti della matematica del XX secolo

Bibliografia generale

Cronologia della matematica

Indice dei nomi

 

Qualche citazione

"I matematici del XX secolo svolgono un’attività intellettuale altamente sofisticata, difficile da definire; ma gran parte di ciò che oggi va sotto il nome di matematica è il risultato di uno sviluppo di pensiero che originariamente era accentrato attorno ai concetti di numero, grandezza e forma." p. 1

 

"E’ abitudine dividere la storia del genere umano in ere e periodi, con particolare riferimento al livello e alle caratteristiche della cultura. Tali divisioni sono utili, sebbene si debba sempre tenere presente che esse sono soltanto schematizzazioni arbitrariamente imposte per nostra convenienza e che le separazioni temporali da esse indicate non sono abissi incolmabili." p. 10

 

"Le scoperte di un grande matematico non diventano automaticamente parte della tradizione matematica. Esse possono andare perdute a meno che altri scienziati non le comprendano e non si interessino a esse in misura sufficiente da considerarle da diversi punti di vista, chiarendole e generalizzandole, e sottolineandone le implicazioni." p. 477

 

"Una delle acquisizione definitive del XIX secolo fu il riconoscimento che la matematica non è una scienza naturale, ma una creazione dell’intelletto umano." p. 688

 

"Sulla base della conoscenza del passato è possibile prevedere, almeno nelle sue linee generali, che cosa ci riserva il futuro. Sebbene vi sia qualche elemento di verità nel detto ‘la storia si ripete’, nondimeno la storia della matematica mostra che tali ‘ripetizioni’ sono così varie e inattese da precludere qualsiasi sensata previsione del futuro. E’ stato osservato che se rappresentiamo con un grafico lo sviluppo della scienza, compresa la matematica, esso si avvicina molto a una curva esponenziale e non è irragionevole sperare che gli sviluppi futuri della matematica possano seguire un tale andamento. Nondimeno la follia e la saggezza sono così congiunte l’una all’altra nella società umana, che esiste ora una possibilità molto concreta che la matematica diventi un giorno lo strumento della propria distruzione." p. 720

Antonio Bernardo