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Newsletter (68)

Nella scorsa newsletter, non per la prima volta, ho parlato del ruolo dell’errore nell’apprendimento della matematica. Sofia Sabatti, che avevo citato, ne ha approfittato per ricordarmi una frase di Karen K. Uhlenbeck (la prima matematica a vincere il premio Abel): «È difficile essere un esempio, perché ciò di cui hai realmente bisogno è mostrare agli studenti come, nonostante le imperfezioni, si possa comunque avere successo. Tutti sanno che se una persona è intelligente, divertente, carina o ben vestita, avrà successo. Ma è possibile avere successo anche con tutte le tue imperfezioni. Per me ci è voluto il tempo di una vita per capirlo. Riguardo a questo, essere un esempio non è una posizione molto attraente, visto che mette in luce anche tutti i tuoi lati negativi. Posso essere una brava matematica, famosa proprio per questo, ma sono anche molto umana.». Ogni insegnante è quindi un esempio per i propri alunni, pur con tutti i suoi limiti.

La prova di matematica e fisica dell’imminente esame di maturità è un modo per me per trovarmi protagonista di ciò che la Uhlenbeck ha detto: mentre i miei alunni svolgevano la prova di simulazione, il 2 aprile scorso, anch’io mi sono messa alla prova, per capire fino in fondo la reale difficoltà della prova. Inutile dire che ho commesso anch’io qualche errore e, in fase di correzione in classe, ho condiviso con i miei alunni anche i miei errori, facendo notare quale ragionamento fallace mi aveva deviato dalla retta via. Io avrei voluto che loro cogliessero lo stupore di cui sono vittima ad ogni maturità, lo stupore di vedere che i miei alunni fanno il giusto ragionamento, forse grazie ai piccoli semi che io ho sparso nel corso di cinque anni, superandomi proprio nella prova finale, mentre loro si sono lasciati prendere dallo sconforto: «Come possono pretendere che affrontiamo questa prova, se persino lei sbaglia?». Mi è sembrata quindi bellissima la riflessione, sempre attuale anche a distanza di 130 anni, del matematico Enrico D’Ovidio: perché dover ricorrere alla pietà degli esaminatori – che spesso si deve esercitare in fase di giudizio – quando un tema più semplice permetterebbe comunque di «smascherare gli indegni» e lascerebbe «ai migliori l’agio di addimostrarsi tali»? Mathesis riconosce, in tal senso, l’equilibrio dell’ultima simulazione, «in linea con i percorsi didattici e calibrata su un livello medio di preparazione da parte degli studenti». Non posso che concordare e sottolineare che la difficoltà della prova verrà poi stabilita dalla scelta che ogni studente farà di quesiti e problemi, visto che le richieste avevano diversi livelli di difficoltà.

Mercoledì 10 aprile 2019 entrerà nella storia della scienza, grazie alla prima foto di un buco nero. «Più o meno», scrive l’astrofisico Luca Perri il giorno dopo in un post su Facebook, un post che, come era successo con quello delle onde gravitazionali, spiega anche ai più ignoranti cosa è successo, raccogliendo migliaia di condivisioni e like. Luca, innanzi tutto, ci spiega che la foto non è una foto, ma «un’elaborazione grafica di dati radio». Con l’umorismo e l’arguzia che lo caratterizzano, Luca ci racconta delle «120 ore di osservazione in due anni» che «hanno prodotto 10 mila terabyte di dati, che sono stati dati in pasto ai più potenti supercomputer esistenti, affinché li analizzassero. Centinaia di ricercatori di 40 Paesi hanno lavorato con un unico – pacifico – obiettivo: spostare l’asticella della conoscenza un po’ più in alto. Per giungere ad osservare l’inosservabile». Dietro questa immagine ci sono tanta fisica e tanta matematica, ma soprattutto «ci sono almeno 200 astronomi, tecnici, ingegneri e matematici, ognuno con il proprio compito». Katie Bouman, immagine della ricerca, ha 29 anni e tre anni fa, subito dopo la laurea, «ha iniziato a sviluppare l’algoritmo di base, il nucleo della matematica usata nella ricostruzione». Bellissima l’immagine diffusa su Twitter dal MIT, che ricorda Margaret Hamilton con la sua pila di libri che contengono il software che portò l’uomo sulla Luna. Nonostante Katie abbia subito sottolineato che l’immagine era stata realizzata grazie al «talento incredibile di un team di scienziati da tutto il mondo», («No one algorithm or person made this image, it required the amazing talent of a team of scientists from around the globe and years of hard work to develop the instrument, data processing, imaging methods, and analysis techniques that were necessary to pull off this seemingly impossible feat.») la celebrità ha regalato alla Bouman anche alcuni effetti collaterali, purtroppo ormai tipici del web, come gli attacchi sessisti: «Il volto emozionato di Katie Bouman è un messaggio di speranza per il futuro, ma anche un campanello d’allarme dei problemi del presente».

MaddMaths! approfitta del 128° Carnevale della matematica per dare ampio rilievo ad aprile, mese della consapevolezza matematica e statistica. Condividere il Carnevale della matematica con la newsletter equivale a inviarvi una newsletter al quadrato, perciò non faccio ulteriori commenti visto che l’articolo di MaddMaths! si commenta da solo. Voglio solo sottolineare che aprile non è solo il mese della consapevolezza matematica, visto che da qualche anno include la statistica, perché «entrambe le discipline svolgono un ruolo fondamentale nel risolvere molti problemi del mondo reale – la sicurezza di internet, la sostenibilità, le malattie, il cambiamento climatico, i tanti dati che ci circondano, e altro ancora. La ricerca in queste aree si sta sviluppando, trovando continuamente nuovi risultati e applicazioni in settori come la medicina, l’industria, l’energia, le biotecnologie, e l’economia. Matematica e Statistica sono importanti motori di innovazione nel nostro mondo tecnologico, nel quale nuovi sistemi e metodologie diventano sempre più complessi».

Troppo spesso ci si scontra con lo stereotipo del matematico introverso e impegnato solo a studiare formule incomprensibili ai più e, anche se non condividete il pregiudizio, non potrete non apprezzare l’originalità di Tom Lehrer, «cantautore, comico, pianista e matematico statunitense, conosciuto soprattutto per le brevi canzoni umoristiche registrate negli anni cinquanta e sessanta», secondo l’onnisciente wikipedia. Se non avete la pazienza di leggere il testo in inglese che accompagna le canzoni condivise con noi da Adam Atkinson su MaddMaths!, nel tracciare un breve ritratto del cantautore, comico, ecc., potete comunque apprezzarne lo stile con la sua canzone sugli Elementi della tavola periodica del 1959.

Ci siamo appena lasciati alle spalle l'anniversario della liberazione, che ha segnato la fine della seconda guerra mondiale, e questo articolo del noto virologo Burioni sul suo sito MedicalFacts crea un inaspettato collegamento tra morbillo e conflitto mondiale, collegamento reso possibile dalla matematica. Il protagonista della vicenda è Abraham Wald, matematico ebreo classe 1902, che gli alleati devono ringraziare per la sua intuizione: il suo ragionamento ha permesso di corazzare i bombardieri in modo efficace. Il collegamento con il morbillo è semplice e lineare, come ci spiega la conclusione: «La scienza, con il suo metodo, ci permette però di sbagliare il meno possibile, il che significa, alla fine della storia, salvare vite umane».

Il collegamento tra matematica e antifascismo è invece dato dai matematici che si sono esposti per contrastare la dittatura nascente, da Caccioppoli, che girava per le strade con un gallo al guinzaglio, a Vito Volterra, uno dei dodici professori che nel 1931 si è rifiutato di prestare il giuramento di fedeltà al fascismo, per concludere con Mario Fiorentini, matematico e partigiano.

Passando ad un argomento più leggero: nel 73° episodio della sitcom The Big Bang Theory, il fisico teorico Sheldon Cooper, uno dei protagonisti, afferma che 73 è il miglior numero: è un numero primo e anche il suo speculare, il 37, è un numero primo. 73 è il 21° numero primo e 21 è il prodotto delle cifre che lo compongono, 7 e 3. 37 è il 12° numero primo, speculare anche nella posizione rispetto a 73. Chris Spicer, professore del Mornigside College nello Stato dello Iowa, ha dimostrato che 73 è l’unico numero primo a godere di queste proprietà e quindi è davvero un numero speciale.

Senza aggiungere considerazioni sulle prospettive lavorative e occupazionali dei laureati in matematica, basterebbe il riferimento al ruolo della matematica in tante situazioni storiche importanti a spingere verso una laurea in matematica. C’è però anche un interessante stimolo: il bando dell’Istituto Nazionale di Alta Matematica “Francesco Severi” per «l’assegnazione di trenta borse di studio da 4.000 euro ciascuna a neodiplomati che decidano di iscriversi, per il prossimo anno accademico (2019/2020) a un corso di laurea triennale in Scienze matematiche».

Per chi invece non è ancora nella fascia d’età di scelta del percorso universitario e combatte con la matematica della scuola secondaria di primo grado, potrebbero essere utili delle videolezioni di matematica, spiegate in modo semplice e veloce. L’autore è Fabrizio Bercelli, professore universitario in pensione, impegnato come volontario in un doposcuola di Bologna rivolto a ragazzi delle medie e proprio da questa sua esperienza è nato il ciclo di lezioni. «Ho cercato un compromesso fra accessibilità da parte dei ragazzini/e e rigore logico-matematico, spostandomi nei video un po’ di più verso l’accessibilità – il mio target principale sono gli alunni con molte lacune da recuperare».

Concludo con un filmato divertente, che coinvolge la matematica e la fisica, pur parlando di basket. Bastano i muscoli per fare canestro o serve altro? Un cortometraggio davvero divertente, che non mancherò di mostrare in classe la prossima volta che mi capiterà di spiegare il moto parabolico.

 

Buona matematica! Ci sentiamo tra TRE settimane!

Daniela

L’ultimo lavoro di Anna Cerasoli, Quattro artisti che contano, è, come sempre, dedicato alla matematica e ai bambini, ma c’è anche molto altro: il libro crea un ponte tra arte e matematica e permette ai più piccoli di giocare con le forme e con i concetti di base del calcolo combinatorio. Il libro contiene anche un piccolo omaggio ad August Herbin, artista francese del secolo scorso, esponente dell’astrattismo geometrico. Un ulteriore esempio di matematica artistica è offerto dal blog Portale bambini con l’aiuto di Hervé Tullet, l’autore di «Un libro», nel quale i protagonisti sono cerchi colorati: «possiamo trasformarli in personaggi e lasciare che ci aiutino a comprendere la natura magica della matematica». Ed è proprio a partire dal libro di Tullet che il blog propone due attività che possono aiutare ad eseguire anche semplici operazioni di calcolo mentale.

Sofia Sabatti presenta il sito Problemi per matematici in erba: in esso «gli insegnanti sono invitati a lasciare i propri commenti ai problemi presentati [...] È uno strumento didattico gratuito: qualunque insegnante può accedervi e utilizzare nella propria scuola le risorse in esso contenute.» Oltre ai testi dei problemi, ci sono le soluzioni commentate, le osservazioni emerse dalla discussione e la classe nella quale proporre il problema. «I problemi attualmente presenti sul sito si rivolgono soprattutto a studenti della scuola secondaria di primo grado, anche se in realtà molti di essi vanno bene (magari con qualche piccola variazione) sia per bambini più piccoli che per ragazzi più grandi.» Mi è piaciuta in particolare una riflessione di Sofia: «Scontrarsi con problemi “difficili”, ossia non risolubili da parte degli alunni semplicemente applicando una formula o un procedimento già noti, è un’ottima occasione per sbagliare e, di conseguenza, scendere un pochino più in profondità. E se qualche problema dovesse mettere in difficoltà anche i docenti, sarebbe buona cosa cogliere l’occasione per far vedere agli studenti che l’errore è parte del fare matematica anche dei loro insegnanti. Il docente potrebbe mostrare che sbagliare, oltre ad essere normale e per nulla drammatico, è spesso necessario per cogliere gli aspetti più significativi e più nuovi (per noi) delle questioni.» Personalmente, spesso mi trovo a dire, a parole, che l’errore è necessario ed è sano, ma vivo ancora con grande imbarazzo l’errore che commetto io davanti agli alunni: devo essere sempre preparata al meglio, proprio per evitare di commettere errori. Nel percorso di allenamento per preparare i ragazzi alla Disfida, spesso, tra colleghi, ci siamo trovati a riflettere su come non sia facile gestire questo percorso, proprio perché lavorare gomito a gomito con loro mette a nudo anche le nostre fragilità.

La responsabilità che abbiamo, come adulti, nell’apprendimento della matematica dei più piccoli è forse più grande di quanto pensiamo. La matematica è spesso associata all’ansia (ne ho parlato più volte anche in questa newsletter) e l’argomento viene ripreso anche da uno studio recente (pubblicato a marzo) dell’Università di Cambridge. Lo studio mostra «come i genitori e gli insegnanti influenzino le prestazioni e gli atteggiamenti verso la matematica degli studenti, senza neanche accorgersene». Eppure tutti possono imparare la matematica ad alti livelli, secondo quanto dice Jo Boaler, professore di “Mathematic Education” alla Stanford University: l’articolo «presenta alcune nuove scoperte che secondo lei dovrebbero cambiare il modo di insegnare matematica». Innanzi tutto, è sottolineato il fatto che il cervello si modifica nel tempo, a seconda degli stimoli a cui è sottoposto: «nessuno sa cosa uno studente sia in grado di imparare e le pratiche scolastiche che pongono limiti sul potenziale apprendimento degli studenti hanno bisogno di essere radicalmente ripensate». La Boaler tiene un corso dal titolo «Come imparare la matematica» e questo le ha permesso di cogliere la vulnerabilità degli studenti, che tendono velocemente a credere di non essere portati per le materie scientifiche. I ricercatori sanno che «il momento in cui il cervello cambia e cresce maggiormente è quando le persone si trovano a lavorare su contenuti impegnativi, commettendo errori, correggendoli, superandoli, commettendo ulteriori errori, sempre lavorando in aree altamente stimolanti». In conclusione, se «appiattiamo il nostro insegnamento su una sola dimensione», ovvero se proponiamo esercizi ripetitivi che non offrono una vera sfida, non favoriamo la creazione di connessioni neuronali. Il messaggio più bello è che «faticare è davvero importante per la crescita del nostro cervello». Non pare vogliano fare molta fatica coloro che chiedono aiuto su Instagram per il compito di matematica: ovviamente, è possibile farsi aiutare a pagamento e l’aiuto potrebbe arrivare anche durante il compito in classe, a patto di non farsi sorprendere con il cellulare.

Se invece lo studente è un alunno della primaria e le difficoltà sono quelle con le tabelline, potrebbe essere utile questo metodo per svolgere le moltiplicazioni con le dita, proposto da Bruno Jannamorelli.

Cosa hanno in comune Euclide, Einstein a dodici anni e il presidente americano James Garfield? Hanno tutti dimostrato in modo elegante il teorema di Pitagora. Questo simpatico filmato realizzato per TED-Ed, oltre a una breve storia del teorema di Pitagora, ci presenta alcune semplici dimostrazioni, scelte tra le oltre 350 disponibili. Come evidenziato dal video, le terne pitagoriche erano usate anche per rappresentare angoli retti: il problema proposto da Adam Atkinson su MaddMaths! ha proprio a che fare con gli angoli retti. La dimostrazione sembra giusta, ma...

«Nacque così, procedendo in disordine, MaddMaths! un bagaglio di matematica condivisa da cui tutti possono prendere qualcosa.» Con queste parole e con un racconto riguardante la valigia del matematico, Sandra Lucente celebra i 10 anni del sito MaddMaths!, stesso anniversario grazie al quale Nicola Ciccoli ha deciso di ricordare la prima volta in cui ha dato il suo contributo con un pezzo di cuore. Alberto Saracco ne approfitta per fare un’analisi della comunicazione matematica degli ultimi venticinque anni: «I matematici non sono più rinchiusi nelle loro torri d’avorio, ma sono costantemente a contatto con il pubblico e con gli studenti, dalle elementari alle superiori e cercano di comunicare un’idea della matematica più corrispondente al vero.» In questa celebrazioni non potevano mancare i Rudi Mathematici (chi li conosce sa che di compleanni se ne intendono...): quelli di MaddMaths!, a detta dei Rudi, hanno tirato su «su un ponte ad otto corsie che unisce matematica ricreativa e matematica seria, che prima – almeno in Italia – erano tenute insieme al più da un sentierino stretto stretto». Per chiudere il decennale, un articolo di Roberto Natalini, che ha riassunto tutti gli interessanti interventi realizzati per questa celebrazione.

Un articolo leggero, ma non per questo meno interessante, è quello dedicato alla x da Luisa Seguin: la x, quella che, secondo le vignette che popolano il web, dovrebbe imparare a risolversi i problemi da sola, la stessa che fa impazzire gli studenti di tutto il mondo e, immancabilmente, durante una verifica, ottiene un valore diverso per ogni alunno. Una breve storia dell’algebra e... ecco svelato il mistero: ora sappiamo perché è stata scelta la x per indicare l’incognita algebrica!

«Il 19 marzo l’Accademia norvegese di Scienze e Lettere ha annunciato il vincitore del Premio Abel 2019»: premio istituto in ricordo del giovane matematico norvegese Niels Henrik Abel per promuovere e rendere più prestigiosa la matematica, «dal 2003 viene attribuito annualmente a un matematico che si è distinto nel corso della sua carriera e consiste in una somma di denaro di poco più di 600 mila euro». Per la prima volta, il vincitore è una donna, Karen Keskulla Uhlenbeck, «per i suoi risultati pionieristici nelle equazioni alle derivate parziali e geometriche, nei sistemi integrabili e per il fondamentale impatto del suo lavoro sull’analisi, la geometria e la fisica matematica». Le teorie della Uhlenbeck hanno rivoluzionato la comprensione delle bolle, ovvero delle superfici minime.

Il 2 aprile si è svolta la simulazione della seconda prova dell’Esame di Stato: «La prova integra in modo equilibrato argomenti fondamentali di Matematica e di Fisica che di solito vengono trattati in modo approfondito prevalentemente al quinto anno.» Si è trattato di una prova impegnativa, non banale.

In conclusione, non dimentichiamo che aprile è il mese della consapevolezza matematica. Se avete letto la newsletter, avete fatto il primo passo verso una maggiore consapevolezza...

 

Buona matematica! Ci sentiamo tra TRE settimane!

Daniela

L’alfabeto del pi greco

Archimede: Vissuto a Siracusa nel III sec.a.C., Archimede è ricordato come matematico, fisico e inventore. Uno dei suoi meriti è di aver ottenuto un valore di pi greco con un errore di meno di tre decimillesimi rispetto al valore reale, utilizzando il metodo di esaustione. Consideriamo un esagono inscritto in una circonferenza, il cui perimetro misura quindi sei volte il raggio; consideriamo poi un esagono circoscritto alla circonferenza del quale, aiutandoci con la trigonometria, possiamo determinare il perimetro. Il perimetro della circonferenza sarà compreso tra questi due valori e, sapendo che pi greco è dato dal rapporto tra la circonferenza e il diametro, basta dividere tutti i termini della disuguaglianza per il diametro e otteniamo un’approssimazione di pi greco. Aumentando il numero dei lati dei poligoni regolari inscritti e circoscritti, aumenterà anche la precisione di pi greco. Grazie a questo metodo, Archimede ricavò un valore compreso tra 3,140845... e 3,142857, ottenendo per primo due cifre decimali esatte di pi greco.

Buffon: Il valore di pi greco si può determinare anche sperimentalmente, attraverso l’esperimento dell’ago di Buffon: disegniamo su un foglio delle linee parallele, che abbiano una distanza tale da superare la lunghezza di un ago. Lasciamo poi cadere l’ago e vediamo quante volte intercetta le linee tracciate: il rapporto tra il numero di volte in cui interseca una linea e il numero di lanci totali ci dà la probabilità per l’ago di intersecare le linee tracciate e, al tempo stesso, una stima statistica del numero pi greco.

Circonferenza: La circonferenza è il luogo geometrico dei punti del piano equidistanti da un punto fisso detto centro. Alcune volte, impropriamente, viene usato il termine cerchio, che in realtà è la superficie, mentre circonferenza indica il perimetro. Pi greco deve il proprio nome all’iniziale proprio del termine circonferenza, in greco περιϕέρεια.

Definizione: Pi greco viene definito come il rapporto tra la misura della lunghezza della circonferenza e la misura della lunghezza del suo diametro. Siccome i matematici sono molto precisi, per poter accettare questa definizione è stato necessario dimostrare che è indipendente dal cerchio scelto.

Eulero: Per Richard Feynman, l’identità di Eulero è «la più notevole formula matematica». La sua bellezza è indiscussa, anche solo per il fatto che racchiude quattro numeri importanti oltre a pi greco: e (il numero di Nepero), 1, 0 e l’unità immaginaria, mentre per quanto riguarda l’attribuzione a Eulero, questa non è certa. «Nel 1988 la rivista inglese The Mathematical Intelligencer creò un sondaggio tra i suoi lettori. Ci furono 68 voti validi e ad aggiudicarsi Miss Equation fu l’identità di Eulero». Le cinque costanti sono unite da tre operazioni algebriche fondamentali, che compaiono, ognuna, una sola volta.

Fiumi: Non tutti sanno che le anse create dai fiumi lungo il loro percorso hanno a che fare con pi greco: «Il prof. Hans Stolum, uno scienziato della terra dell’università di Cambridge, ha calcolato il rapporto tra la lunghezza effettiva dei fiumi dalla sorgente alla foce e la loro lunghezza in linea d’aria» e questo rapporto è un valore approssimato di pi greco. Non ne parla solo Simon Singh nel suo «L’ultimo teorema di Fermat», ma anche Alessandro Baricco nel suo libro «City».

Goodwin: Nel 1897 un certo Edward J. Goodwin, medico e matematico dilettante, elaborò un disegno di legge per lo stato dell’Indiana, per risolvere il problema della quadratura del cerchio con riga e compasso. Nella sua proposta, c’era un nuovo valore di pi greco, pari a 3,2. Il disegno di legge approdò alla Camera dei deputati con il numero 246 e venne inviato alla Commissione per l’educazione per un nuovo esame: questa diede un parere favorevole e lo inviò alla camera dei deputati, dove venne approvato all’unanimità. Fortunatamente, nel corso del suo iter, il disegno di legge venne mostrato a un professore di matematica della Purdue University, Clarence Abiathar Waldo, che impedì quindi al disegno di legge di essere approvato.

Heisenberg: Il principio di indeterminazione di Heisenberg è forse uno dei più noti della meccanica quantistica. Riducendolo ai minimi termini, «ci dice che non è possibile misurare contemporaneamente e con estrema esattezza le proprietà che definiscono lo stato di una particella elementare. Se ad esempio potessimo determinare con precisione assoluta la posizione, ci troveremmo ad avere massima incertezza sulla sua velocità». La formula del principio contiene al suo interno proprio la costante pi greco.

Irrazionale: La prima dimostrazione dell’irrazionalità di pi greco è attribuita a Jean-Henri Lambert, matematico svizzero, che la realizzò nel 1768, a quarant’anni. Un numero irrazionale è un numero non esprimibile come rapporto di due numeri interi e, per questo motivo, non termina mai e non forma una sequenza periodica.

Leibniz: La formula di Leibniz è una serie convergente per determinare pi greco, che è molto semplice da descrivere: è una somma infinita, a segni alterni, di tutti i reciproci dei numeri naturali dispari, partendo da 1. Il risultato è pari a un quarto di pi greco, ma la sua efficienza non è tale da permettere di ottenere una precisione elevata, visto che per calcolare 10 cifre significative, bisogna svolgere dieci miliardi di operazioni matematiche.

Matematica: Pi greco non appartiene solo alla matematica, pur essendo una costante matematica. Credo che gli esempi e gli aneddoti di questa newsletter siano una dimostrazione sufficiente.

Nilakantha: Nilakantha Somayaji fu un matematico e astronomo indiano, vissuto tra XV e XVI secolo. Ideò una serie infinita per calcolare pi greco: «Per calcolare questa formula, parti da tre e inizia ad alternare somme e sottrazioni di frazioni in cui il numeratore è 4 e il denominatore è il prodotto di tre numeri interi consecutivi che vengono incrementati ad ogni nuova iterazione. Il denominatore di ogni frazione successiva è il prodotto di tre numeri, il primo dei quali è il più alto della frazione precedente». Ripetendo il procedimento qualche volta, si otterrà un valore molto vicino a pi greco, visto che converge a pi greco molto più velocemente della formula ideata da Leibniz.

Oscillazione: Il periodo di oscillazione di un pendolo semplice è direttamente proporzionale a pi greco. Esso dipende, inoltre, solo dalla lunghezza del filo e dall’accelerazione di gravità, mentre è completamente indipendente dalla massa appesa.

Probabilità: Due numeri si dicono primi tra loro se il loro massimo comune divisore è 1. La probabilità che, scelti a caso due numeri interi, questi siano primi tra loro dipende da pi greco: è infatti il rapporto tra 6 e il quadrato di pi greco.

Quadratura: Il problema della quadratura del cerchio, insieme a quelli della trisezione dell’angolo e della duplicazione del cubo, è un problema classico della matematica greca. I problemi andavano risolti con una riga non graduata e un compasso, ma solo in epoche recenti è stato possibile dimostrare l’impossibilità della loro soluzione con un simile procedimento. Per quanto riguarda la quadratura del cerchio, che consiste nel determinare un quadrato che abbia la stessa area di un cerchio dato, la sua impossibilità di costruzione con riga e compasso venne determinata nel momento in cui si dimostrò la trascendenza di pi greco.

Rhind: Il papiro di Rhind è un papiro egizio di argomento matematico, che deve il proprio nome all’antiquario scozzese che lo acquistò nel 1858. Largo trentadue centimetri, raggiunge i cinque metri di lunghezza e contiene ottantaquattro problemi di matematica con relative soluzioni. Tra i problemi geometrici, si individua il calcolo dell’area di un cerchio di diametro uguale a 9: il cerchio risulta essere equivalente ad un quadrato di lato 8, il che implica che il valore di pi greco utilizzato è una buona approssimazione.

Shanks: La possibilità di utilizzare un computer per determinare le cifre di pi greco ha aumentato notevolmente il numero di cifre: da 152 cifre nel 1837, si superarono le mille nel 1949 con una calcolatrice da tavolo e le diecimila nel 1958 con un IBM 704. Nel 1961, Daniel Shanks e John William Wrench ottennero 100265 cifre grazie a un IBM 7090, che lavorò per quasi 9 ore.

Trascendente: Ferdinand von Lindemann è ricordato soprattutto per aver dimostrato la trascendenza di pi greco. Affermare che pi greco è un numero trascendente equivale a dire che non può essere soluzione di equazioni a coefficienti razionali e la differenza rispetto ai numeri algebrici si nota subito con un semplice esempio: la radice quadrata di 2 è algebrica, in quanto si ottiene come soluzione dell’equazione di secondo grado x2–2=0. La dimostrazione della trascendenza fu ottenuta nel 1882, subito dopo che Charles Hermite ebbe dimostrato la trascendenza del numero di Nepero.

Uccisione: OJ Simpson, giocatore di football americano, nel 1994 è stato accusato di aver ucciso l’ex moglie e l’amico di questa. L’anno seguente fu assolto, grazie ad un avvocato davvero scaltro, che si servì anche del pi greco per far invalidare le prove: un agente sbagliò a calcolare l’area della goccia di sangue usata per tracciare il DNA dell’assassino e il giudice invalidò la prova.

Viète: A differenza delle formule precedenti, quella proposta da François Viète è data non da una somma infinita, ma da un prodotto infinito di radicali. La cosa buffa è che i matematici amano essere molto stringati nelle formule e, nel caso di un prodotto, la riduzione della formula avviene mediante il simbolo di produttoria, ovvero un pi greco maiuscolo.

Zero: La 2.000.000.000.000.000a cifra di pi greco è uno zero: è stato annunciato nel 2010 da Nicholas Sze, che ha usato 1000 computer contemporaneamente per 23 giorni di fila per poter effettuare il calcolo. Il matematico è riuscito a realizzare questo primato, perché «suddividendo i problemi in tanti piccoli sotto-problemi il numero di cifre decimali calcolate, rispetto al precedente record di 5 trilioni (un trilione corrisponde a mille miliardi), è semplicemente raddoppiato».

 

Buona matematica e buon pi-day! Ci sentiamo tra TRE settimane!

Daniela

C’è un’ipotesi fantasiosa che, periodicamente, torna alla ribalta: l’idea che la forma dei numeri arabi derivi dal numero di angoli che abbiamo nel rappresentare le cifre. Può essere curiosa, ma, rappresentando i numeri attraverso segmenti, dobbiamo aggiungere una specie di ricciolo sia al 7 che al 9, per poter confermare l’ipotesi. Se non altro, il ritorno dell'immagine in questione diventa un’occasione, per Antonio Piazzolla caporedattore di Close-Up Engineering, di ripercorrere la storia di questi numeri che ciclicamente mettono in evidenza l’ignoranza dilagante: non è la prima volta che le cifre che usiamo tutti i giorni diventano oggetto di una bufala contro gli immigrati, ad esempio. La cosa buffa è che quelli che noi indichiamo come numeri arabi, che per correttezza dovrebbero essere nominati come indo-arabi, in arabo sono indicati come “numeri indiani”, proprio perché sono nati in India, trasmessi in Asia occidentale e sono arrivati in Europa grazie agli arabi. Quando incontro una prima liceo scientifico, il percorso di storia della matematica comincia proprio con una storia dei numeri, nascosta tra le gioie della matematica.

L’operazione di contare la facciamo fin da piccoli ed è così innata in noi che persino le api sanno farlo e sanno anche svolgere semplici addizioni e sottrazioni. Raccontata sulle pagine di Science Advances, non è una scoperta inattesa ed è nata dalla domanda di Scarlett R. Howard dell’Università di Melbourne: «Le api, che discriminano tra destra e sinistra, sopra o sotto, più grande e più piccolo, possono svolgere addizioni e sottrazioni come gli oranghi, i piccioni, i pulcini o persino i ragni?»

In queste settimane in cui gli insegnanti delle quinte liceo scientifico si mettono alla prova con l’imminente seconda prova dell’Esame di Stato, che, lo ricordo, coinvolgerà sia matematica che fisica, la riflessione di Federico Benuzzi sulla bellezza della scienza, della fisica in particolare e sul ruolo dell’insegnante nel trasmettere questa bellezza è aceto, ma al tempo stesso balsamo, sulle ferite inflitte dal ministero. Forse perché sento tutti i miei limiti nell’affrontare le simulazioni che il Miur ci propina (la prossima sarà il 28 febbraio) o forse perché credo che la «schematizzazione» e la «semplificazione» di cui parla Benuzzi possano essere anche il frutto di un insegnamento più matematico che fisico. Insomma, la mia forma mentis matematica mi porta a cogliere schemi e, visto che semplificano il mio percorso nella fisica, forse la ripropongo così anche in classe... Capisco, però, cosa dice Benuzzi quando dice: «La storia non potrebbe [...] prescindere dall’insegnato: quali sono stati gli sforzi, i tentativi, le vite dei protagonisti, i loro fallimenti, il periodo storico di contesto dovrebbero essere parte integrante di ogni ciclo di lezioni». Sento vera questa affermazione e il percorso della fisica di inizio Novecento, con il grande genio di Einstein, il ruolo dei Curie, la nascita della fisica quantistica e lo scontro con la realtà della seconda guerra mondiale, mi sembra che offra più occasioni che mai di riflettere storicamente e filosoficamente su questo percorso. Mi appassiona così tanto che, dopo aver visto la prima stagione di Genius, dedicata ad Albert Einstein, ho letto anche Einstein e io di Gabriella Greison. Entrambi fanno riferimento alla biografia di Walter Isaacson, perciò ci sono parecchie analogie, ma il testo della Greison cerca di osservare Einstein con gli occhi di Mileva, offrendo alla prima moglie – per buona parte del libro – un ruolo da protagonista, anche nelle scoperte scientifiche del marito. Il romanzo ha una certa leggerezza, visto che non sono descritte le profondità scientifiche di cui Einstein è ideatore, ma consente un primo approccio alla figura del grande fisico, grazie anche alle numerose lettere originali che arricchiscono la narrazione.

L’11 febbraio si è celebrata la giornata dedicata alle donne nella scienza, istituita nel 2015 dall’Assemblea Generale delle Nazioni Unite, per «eliminare stereotipi e pregiudizi che rendono le carriere femminili un percorso a ostacoli». Anche «io Donna» del Corriere della Sera ha deciso di focalizzarsi sull’argomento, dedicando una galleria fotografica alle dieci scienziate più importanti del ‘900, a partire da Irene Curie, fino a Margherita Hack. Tech Princess esordisce con le foto di Margaret Hamilton, la direttrice del Software Engineering Division del MIT Instrumentation Laboratory, che sviluppò il software di bordo per il programma Apollo e procede con un’interessante riflessione sul ruolo delle donne nella scienza: «È una giornata per riconoscere la nostra caparbietà, la nostra determinazione e tutte le qualità che ci rendono brave in quello che facciamo. È anche una giornata per guardarsi negli occhi e supportarsi a vicenda, invece di soccombere alla competitività di un ambiente che sa essere spietato. È una giornata per ricordare le grandi scienziate del passato, ma non solo per i loro Nobel e i loro risultati strabilianti, ma perché ci ispirano ad essere migliori, e raggiungere risultati migliori anche nel loro nome». Queste parole mi hanno ricordato Purl, l’ultimo corto della Pixar: parla della discriminazione delle donne sul lavoro ed è stato ideato da Kristen Lester, che «ha voluto ripercorrere la sua esperienza nel campo dell’animazione, ancora largamente in mano maschile».

Curiuss è un nome d’arte e sta per Alan Zamboni: se cercate informazioni su di lui nel web, potete trovare “cantante e compositore bresciano” oppure “scrittore”. Dal settembre del 2015, Alan ha aperto un canale YouTube chiamato appunto Curiuss (che in dialetto bresciano significa curioso), nel quale pubblica rubriche di fisica: ha cominciato con le opere di Van Gogh, ma ha proseguito con la materia oscura, Galileo Galilei, la relatività... Oggi mi soffermo sulla rubrica «Geni impolverati: i grandi della scienza finiti lontano dai riflettori» e in particolare sulla puntata numero 3, dedicata a Henrietta Leavitt, che ha ideato un metodo per misurare la distanza delle stelle, misurandone la luminosità intrinseca. Gli esempi di Alan sono illuminanti: a tal proposito basterebbe citare, nei primi minuti, l’esempio di Gualtiero (il gatto coprotagonista) con le crocchette. Nella puntata in questione si parla delle donne computer all’Osservatorio di Harvard, di Pickering e del suo harem, perfettamente in linea con la giornata dedicata alle donne nella scienza. Ma visto che nelle quinte scientifico probabilmente si sta studiando in questo momento la relatività, non posso che consigliare anche la visione delle dieci puntate ad essa dedicate.

Visto che stiamo parlando di video su YouTube, qualche giorno fa è stato pubblicato Una birretta chimica con Dario Bressanini, una chiacchierata scientifica tra Barbascura e Bressanini. Barbascura, il cui vero nome è Piero, è uno youtuber noto per i suoi «Riassuntazzi brutti brutti», in cui riassume telefilm e film famosi in modo comico e per «Scienza brutta», rubrica di divulgazione scientifica in salsa umoristica (ne ricordo uno su tutti: La dura vita del cetriolo di mare). Dario Bressanini è un chimico e divulgatore: collabora con Le Scienze, sul quale gestisce una rubrica chiamata Scienza in Cucina e ha un canale YouTube, attraverso i quali cerca di contrastare le dilaganti fake news. Il video è un’intervista che i due chimici si fanno a vicenda, leggero ma estremamente interessante, come dimostrano anche i commenti sotto il filmato.

Prisma è la neonata rivista di matematica dell’Università Bocconi (è alla sua quarta uscita) ed è nata con l’intento, come dice Angelo Guerraggio, di «continuare la nostra attività di divulgatori della matematica aprendola però ad un pubblico ben più vasto di quello che frequenta e legge le riviste “accademiche”», per «parlare di matematica a chi matematico non è». Nell’intervista a Guerraggio si parla anche della «Lettera Matematica Pristem», che invece si rivolge a un pubblico più selezionato, di matematici, insegnanti e ricercatori. Guerraggio ne approfitta per fare una riflessione sull’andamento della divulgazione matematica, decisamente più vivace rispetto a trent’anni fa, visto che al giorno d’oggi «non ti sbattono subito la porta in faccia perché sei un matematico, si discute, si contratta».

Ricordo infine che torna anche quest’anno, dal 4 al 15 marzo, la gara online gratuita di Redooc aperta a tutti: studenti, docenti e famiglie. La partecipazione è gratuita: basta registrarsi alla gara andando sul proprio profilo nella sezione Marzo STEAM e PiGreco Day 2019. Il PiGreco Day si avvicina…

La natura usa la matematica con più fantasia dei matematici, perché riesce a creare una bellezza comprensibile a tutti, attraverso i frattali. E quando gli occhi restano conquistati da una simile bellezza, è impossibile non ricordare le parole di Galileo Galilei nel Saggiatore: «L’universo è scritto nel linguaggio della matematica e i suoi personaggi sono triangoli, cerchi e altre figure geometriche». Forse mi affascina così tanto la matematica in natura, perché è nascosta agli occhi dei più e si rivela solo a chi la sa vedere…

 

Buona matematica! Ci sentiamo tra TRE settimane!

Daniela