mercoledì 29 dicembre 2010

Carnevale... natalizio

Riprendo a scrivere qualcosa dopo la pausa forzata dovuta ai consueti impegni di fine quadrimestre, che essenzialmente consistono nell'attribuzione dei voti (o delle note, come si dice da noi). Sono questi i momenti in cui mi trovo a dar ragione ad un amico Confederato, il quale afferma che se gli studenti facessero quello che ci si aspetta ragionevolmente da loro (cioè studiare) buona parte dei problemi della didattica si risolverebbero da soli.
Il tema di questo post è però un altro. Volevo in effetti segnalare (con un colpevole ritardo di due settimane) l'uscita del trentaduesimo Carnevale della Matematica, rassegna mensile di contributi a tema matematico inaugurata nel 2008 da Maurizio Codogno sul modello del Carnival of Mathematics statunitense. Autrice di questa edizione è Annarita Ruberto, entusiasta e competentissima autrice di ben 4 interessanti blogs dedicati alla matematica, al suo insegnamento e alla scienza in generale. Annarita ha scelto per questo mese un tema di sicuro interesse, la matofobia, sentimento diffuso ma di difficile comprensione per noi matofili (da non confondere, però, con il terrore che attanaglia lo studente impreparato alla vigilia di una prova scritta...).
Non dirò di più; andate a leggerlo (qui) e gustatevi con calma il Carnevale di dicembre e gli 84 articoli in esso menzionati, tutti di sicuro interesse.

sabato 20 novembre 2010

Girasoli e libellule

(Grazie a Christian per la segnalazione su FB).
Ho trovato molto carino il video Nature by Numbers, dell'illustratore e animatore iberico Cristóbal Vila (il suo portfolio virtuale è qui). Esso illustra alcuni aspetti del rapporto tra matematica e natura in un modo molto immediato e spettacolare (magari "barando" un po'...), in particolare per quanto riguarda i numeri di Fibonacci e la sezione aurea (temi classici, insomma) e le cosiddette tassellazioni di Voronoi. Suggestiva anche la colonna sonora "minimalista" del compositore belga Wim Mertens.
Non mi dilungo oltre. Il video vale veramente la pena di essere visto, magari in HD (peccato che Vila non ne permetta la visione su TV e iphone...). Sul sito dell'autore sono disponibili alcuni approfondimenti di carattere matematico (in inglese e spagnolo).

lunedì 15 novembre 2010

Shakuhachi

All'entrata del mio studiolo mi trovo davanti gli scaffali con i libri di matematica "vera"; quelli, per intenderci, che rappresentavano il mio pane quotidiano quando mi occupavo di matematica ("vera", appunto) a tempo pieno. Fra di essi spicca il giallo delle costole dei GTM della Springer. A volte mi capita di sfogliarne uno; spesso si tratta del #52 della suddetta collana, Algebraic Geometry del matematico statunitense Robin Hartshorne. La copertina sbiadita, le pagine scollate e le macchie di caffè testimoniano il tempo che ho trascorso chino su di esso (e le innumerevoli volte che sono stato tentato di scaraventarlo fuori dalla finestra del mio ufficio al politecnico...). Il libro è del 1977 e rappresenta probabilmente tuttora il tentativo più riuscito di tradurre per il matematico "medio" i nuovi approcci alla geometria algebrica introdotti nel corso dei due decenni precedenti, in particolare per quanto riguarda il rivoluzionario linguaggio degli schemi sviluppato da Alexander Grothendieck e i metodi della coomologia che devono molto al lavoro di Jean-Pierre Serre. Si tratta del testo di riferimento standard nel campo algebro-geometrico, denso ad un punto tale che molti risultati importanti sono menzionati soltanto sotto forma di esercizi, che rappresentano un'ottima palestra per chi si vuole lanciare in una carriera accademica.
P.S. #1: questo non è un consiglio di lettura, ma piuttosto un nostalgico amarcord ispirato forse da questo uggioso tempo novembrino...
P.S. #2: il titolo è un insider joke, che capirà soltanto chi ha dato un'occhiata alla quarta di copertina del libro di Hartshorne...

giovedì 28 ottobre 2010

La barriera del linguaggio

La matematica, si sa, fa uso di un linguaggio tutto suo. In effetti, i concetti dovrebbero sempre essere illustrati in maniera precisa e priva di ambiguità. Ma vi è, a mio avviso, una soglia oltre la quale il linguaggio anziché favorire la comunicazione rischia addirittura di ostacolarla. È anche la tendenza all'uso di eccessivi barocchismi (tipica, ad esempio del linguaggio matematico italiano) a rendere talvolta la matematica inaccessibile ed antipatica (penso ad esempio all'inutile equipollenza). 
La matematica spiegata alle mie figlie, del compianto Denis Guedj (ho già parlato di lui qui e qui) è proprio un tentativo di mostrare come sia possibile parlare di matematica evitando i tecnicismi. Strutturato come un dialogo fra un padre (Ray) e una figlia (Lola), il libro introduce in maniera informale (a volte, forse, un po' troppo) alcuni fondamentali concetti di aritmetica, algebra, geometria e logica. La particolare scelta stilistica fa sì che il discorso si sviluppi in maniera poco lineare, ma ciò non rappresenta un ostacolo alla lettura. In effetti, si tratta di un interessante esperimento, dal quale ogni insegnante potrebbe trarre utili spunti di riflessione.

Un'ultima osservazione: alla ricerca di notizie in rete, ho trovato pressappoco ovunque la stessa descrizione del libro (ad esempio qui, qui e qui), dove i nomi delle figlie vengono indicati con Ray e Lola. L'unico ad aver letto veramente il libro sembra essere .mau., che peraltro non l'ha molto apprezzato...

domenica 10 ottobre 2010

Matemaatikon lentonäytös

Francamente non so che c'entri la matematica con questo The mathematician's air display (anche se musica e matematica non sono mai troppo lontane). Comunque il brano mi sembra gradevole.


L'autore e interprete è il compositore e polistrumentista finlandese Pekka Pohjola, prematuramente scomparso, purtroppo, due anni or sono. In questo brano è accompagnato dal più noto Mike Oldfield (quello di Tubular Bells e Moonlight Shadow), il cui sound caratteristico è chiaramente udibile in alcuni passaggi.

martedì 5 ottobre 2010

Boom!

Non mi sarei mai aspettato di trovare della buona matematica all'interno di una bomba da party (quei cilindretti di cartone che esplodono disseminando ovunque gadgets di infima qualità). Immaginate quindi la sorpresa quando, assieme a cappellini di cartone, nasi di plastica e fischietti (che di solito non fischiano) ho raccolto tra i detriti una piccola busta di plastica contenente 6 carte simili a questa:


(il set completo è qui). Le schede permettono di indovinare un numero (tra 1 e 63) pensato da un partner semplicemente facendoci indicare quali di esse lo contengono e sommandone i valori riportati in alto a sinistra. Ad esempio, se il numero pensato è il 35, le carte riconsegnate inizieranno con 1, 2 e 32.
Il funzionamento del gioco è basato sul sistema binario. Ciascuna delle 6 carte contiene soltanto i numeri in cui la cifra 1 compare in una posizione fissa nella notazione in base 2: la carta con "1" contiene tutti i numeri con "1" nella prima posizione (da destra verso sinistra), la carta con "2" contiene quelli con "1" al secondo posto" e così via. Consegnare o non consegnare una carta equivale quindi a comunicare il codice binario del numero pensato: nell'esempio visto sopra, si tratta di 100011 in base 2, cioè 32+2+1=35 (come noto, per convertire in base 10 un numero binario è sufficiente sommare le potenze di 2 corrispondenti alle posizioni non nulle).
Indovinare un numero fino a 63 non sembra poi una gran cosa, però. Per questo motivo, pasticciando un po' con Maple e LaTex mi sono divertito a creare le carte per giocare con numeri fino a 1000 (1023, per la precisione). Sono solo 10 (indicate dalle potenze di 2 da 2^0=1 a 2^9=512), ma ognuna di esse contiene 512 valori. Se a qualcuno interessano, sono qui.

domenica 3 ottobre 2010

Odissea matematica

L'inglese Marcus du Sautoy si sta senz'altro imponendo come uno dei più interessanti divulgatori nel campo della matematica (e non è quindi un caso se è stato scelto come successore di Richard Dawkins quale Professor for the Public Understanding of Science all'Università di Oxford). La sua ultima fatica letteraria, The Number Mysteries. A Mathematical Odissey through every day of life, è da poco apparsa in edizione italiana con il titolo L'equazione da un milione di dollari e altri enigmi matematici che rifiutano di farsi risolvere. Il libro si compone di 5 capitoli, ognuno dei quali mette in risalto il ruolo di un diverso aspetto della matematica nella vita di tutti i giorni. Nell'ordine, Du Sautoy ci parla di numeri primi, di geometria, di successioni numeriche, di codici e di modellizzazione. Ognuno dei cinque argomenti viene poi abilmente messo in relazione con un problema del millennio dell'Istituto Clay, a dimostrazione del fatto che i temi più "caldi" e attuali della matematica non sono poi così lontani dalla nostra esperienza quotidiana.
Il libro mi è piaciuto molto. In particolare ho ammirato la capacità dell'autore di scovare della buona matematica praticamente ovunque: una bustina di tè, il videogame Asteroids, un branco di lemmings, una punizione di Roberto Carlos rappresentano tutti ottimi pretesti per illustare come la matematica sia davvero il linguaggio più adatto per descrivere quanto ci sta attorno.
Un ultimo appunto: il titolo italiano sembra scelto in maniera un po' affrettata; in effetti esso tradisce, a mio avviso, il vero spirito del libro, il cui scopo principale non è certo quello di illustrare i millennium problems (raccontati, ad esempio, in un ottimo libro di Keith Devlin), ma piuttosto di mettere in risalto con uno stile simpatico ed accattivante il ruolo fondamentale che la matematica riveste nel mondo contemporaneo.

lunedì 27 settembre 2010

Il test di Turing... a fumetti

In un celeberrimo articolo del 1950 a proposito dell'intelligenza artificiale, Computing Machinery and Intelligence (leggibile qui), Alan Turing cercò di trovare un modo per rispondere alla domanda "una macchina può pensare?". In particolare, escogitò il test che oggi porta il suo nome: una macchina può essere considerata pensante se una conversazione con un giudice ignaro della sua natura non permette di distinguerla da un essere umano.
Dimostrando ancora una volta una certa competenza scientifica l'irascibile Alan Moore, autore "cult" del fumetto angloamericano, fa uso del test di Turing nella sua (per ora) ultima storia dedicata al personaggio di Jack B. Quick (uscita nel 2006 sulle pagine dell'antologico Tomorrow Stories Special), dove una sgangherata creazione del giovane inventore viene sottoposta ad un'altrettanto sgangherata versione del test. Ecco la pagina in questione:

sabato 11 settembre 2010

Cyber-Turing

Incuriosito dall'entusiastica recensione di Alex Kasman, ho letto con parecchio interesse Turing (A Novel about Computation), romanzo d'esordio di Christos H. Papadimitriou, professore di scienze informatiche a Berkeley nonché co-autore (e coprotagonista) del geniale Logicomix. Si tratta di un romanzo dal sapore vagamente cyberpunk, che mette in scena un insolito triangolo amoroso (in bilico tra il virtuale e il  reale) tra due maghi dell'informatica ed un archeologo greco, all'interno del quale si insinua un simulacro virtuale di Alan Turing che contribuirà in modo fondamentale al ricongiungimento di due dei protagonisti. Tale "personaggio", che alla fine del romanzo dimostrerà la sua "intelligenza" per mezzo di una variazione del test che porta il suo nome, assolve un altro scopo: nel corso di un serie di conversazioni virtuali col già citato archeologo egli illustra alcune nozioni di logica, informatica e scienze computazionali donando all'opera di Papadimitriou un interessante valore aggiunto anche dal punto di vista divulgativo (il libro è pubblicato da MIT Press, non certo un editore di romazi rosa). Trovo interessante ed originale anche l'idea di sostituire le note a margine con una scelta di interventi comparsi sul newsgroup dedicato al libro prima della sua uscita in libreria.
Un romanzo gradevole, quindi, che si legge volentieri (anche se come opera fantascientifica risulta un po' traballante), di cui ho apprezzato maggiormente gli aspetti divulgativi rispetto alla narrazione.

mercoledì 1 settembre 2010

Ricerca o plagio?

La ricerca in matematica procede in un modo davvero peculiare. Spesso un lavoro originale consiste nell'applicazione di tecniche note a situazioni leggermente nuove, magari con lo scopo di sbarazzarsi di qualche piccola ipotesi secondaria. Parlo per esperienza, dal momento che l'obiettivo principale del mio dottorato di ricerca è stato di eliminare l'aggettivo commutativo da una serie di risultati ottenuti dal mio mentore (è stata più dura di quanto si possa pensare). D'altronde non conviene andare troppo per il sottile: nel mondo accademico la parola d'ordine sembra essere publish or perish, e spesso la carriera di un ricercatore dipende più dalla quantità che dalla qualità dei lavori prodotti (ma, forse, si tratta solo di un pregiudizio). E in fondo a far avanzare il fronte della ricerca non sono soltanto le menti geniali, ma anche (e soprattutto?) gli onesti lavoratori che ne mettono a frutto le geniali intuizioni.
Il confine tra plagio e originalità appare quindi molto labile. Tom Lehrer ci scherza sopra alla sua maniera, con una canzone (interpretata con un finto accento russo) dedicata a Nikolai Lobachevski:



In realtà, Nikolai Ivanovich Lobachevski (1792-1856) fu tutt'altro che un plagiatore: assieme a Jánosz Bolyai (ma in maniera indipendente) egli concepì l'esistenza delle cosiddette geometrie non euclidee (prive del postulato delle parallele), che qualche decennio dopo sarebbero state parte integrante della teoria Einsteiniana della relatività. Tom Lehrer scelse di utilizzare il suo nome, pare, per ragioni puramente metriche, anche se forse fu influenzato da alcuni storici che, ancora oggi, attribuiscono erroneamente al "principe dei matematici" Carl Friedrich Gauss la paternità delle geometrie non-euclidee. 

domenica 29 agosto 2010

QED #3 - Un libro di legno

Tempo fa, sul blog BoingBoing, mi sono imbattuto nella descrizione di Harmonograph, uscito nella collana Wooden Books. Incuriosito, ho dato un'occhiata al sito dell'editore, molto curato dal punto di vista grafico, che permette di curiosare gratuitamente all'interno dei volumi per alcuni minuti. Il libro fa parte di una collezione di opere di piccolo formato, dal look elegante e curato, stampate su carta riciclata. Tra i diversi argomenti (a volte un po' esoterici...) trovano posto anche la matematica e la geometria. In particolare, ho sfogliato con interesse (dapprima virtualmente, e poi anche fisicamente) Q.E.D. - beauty in mathematical proof del matematico australiano Burkard Polster. Si tratta di una selezione di brevi dimostrazioni (spesso solo accennate), a metà strada, diciamo, tra i già menzionati libri di Nelsen e Aigner/Ziegler, con particolare attenzione all'aspetto ludico ed estetico. Non si tratta certo di un libro consigliato a chi voglia ampliare la propria cultura matematica, ma piuttosto di un'interessante proposta-regalo, magari per stuzzicare la curiosità di qualche conoscente convinto che bellezza e matematica non possano assolutamente andare d'accordo.

mercoledì 11 agosto 2010

Storie di matematici e di matematica

Vite matematiche - protagonisti del '900 da Hilbert a Wiles è il titolo di una raccolta di brevi biografie di alcune tra le più significative figure di matematici del XX secolo. Pubblicata da Springer e curata da Claudio Bartocci, Renato Betti, Angelo Guerraggio e Roberto Lucchetti, l'opera presenta una serie di interventi di autori diversi volti ad illustrare da un lato i progressi più significativi della disciplina matematica degli ultimi cent'anni, e dall'altro la vicenda umana di chi li ha resi possibili. Da David Hilbert ad Alexander Grothendieck, da Emmy Noether a Renato Cacciopoli, da Bertrand Russell a Gian-Carlo Rota, fino ai "contemporanei" Enrico Bombieri e Andrew Wiles, i "Protagonisti" scelti dai curatori rappresentano certamente una valida selezione; qualche "grosso nome" è rimasto escluso (Paul Erdös, Julia Robinson, Serge Lang,... ; l'elenco potrebbe proseguire ad oltranza), ma il libro permette di dare un'occhiata a 360 gradi sulla recente evoluzione della matematica. Particolare attenzione è riservata alla matematica italiana, alla quale è dedicato anche un interessante saggio introduttivo: tra le biografie dei Grandi del '900 trovano legittimamente posto, oltre ai già citati Caccioppoli, Rota e Bombieri, anche Bruno de Finetti e Ennio de Giorgi. I testi biografici sono inframmezzati da brevi testi letterari di autori quali Enzensberger e Borges.
Non si tratta, a dire il vero, di un libro pensato per il grande pubblico (dopotutto è edito da Springer): la lettura di alcuni dei testi presentati (quello su Grothendieck, ad esempio) richiede competenze specifiche tutt'altro che scontate. Si tratta, direi, di un'opera destinata a chi già si occupa di matematica, utile per ampliare i propri orizzonti e gettare uno sguardo sul periodo storico in cui essa ha subito la sua evoluzione più fenomenale. Per molti, quindi, ma non per tutti.

martedì 27 luglio 2010

Matematica pragmatica

Sul sito di BusinessWeek, in appendice al già citato articolo Math will rock your world, Stephen Baker indica quali sono, secondo lui, le competenze matematiche necessarie per intraprendere una carriera di successo. Eccole qui (cliccare per ingrandire):
Interessante il consiglio relativo al calculus (il calcolo infinitesimale): secondo Baker, trascurarlo equivale a chiudersi in faccia la porta che conduce ad alcune tra le più lucrative opportunità di fare carriera. 
Si tratta di un approccio radicalmente opposto a quello di Lockhart ma, come ho affermato ieri, insegnando non possiamo non tener conto delle aspirazioni (anche economiche) dei nostri studenti...

lunedì 26 luglio 2010

Lamentazione e Giubilo

Contro l'ora di matematica (Rizzoli) è il provocatorio titolo italiano di A Mathematician's Lament, breve saggio del matematico e insegnante statunitense Paul Lockart sull'insegnamento della matematica a livello pre-accademico, una cui versione preliminare era già apparsa (qui) sulla popolare rubrica online di Keith Devlin (una traduzione italiana è disponibile qui, presso Xla Tangente).
L'opera è divisa in due parti, Lamentazione e Giubilo. La prima, forse un po' banale e ridondante nei contenuti, fornisce un elenco di quelli che, a detta dell'autore, rappresentano i principali problemi della scuola (o, meglio, dei programmi statunitensi di insegnamento della matematica). Il suo punto di vista è quello dell'esteta: a detta di Lockart (che in questo concorda col sommo Hardy) la matematica va insegnata solo in quanto espressione artistica, frutto di un lavoro creativo non differente dalla pittura o dalla musica, trascurandone quando possibile gli aspetti formali e lasciando libero sfogo alle intuizioni dello studente. Pur trovandomi d'accordo sul fatto che la bella matematica raggiunga le più alte vette creative dell'espressione umana trovo le argomentazioni espresse nel libro tutt'altro che convincenti:
  • a differenza della musica o delle arti figurative, la matematica ha un solo livello di fruizione: l'ascolto del Canone di Pachelbel non richiede competenze di teoria musicale, ma ben difficilmente chi è totalmente digiuno di matematica potrà apprezzare il metodo della diagonale di Cantor o la celebre dimostrazione di Euclide sui numeri primi (per non parlare dei trionfi di Wiles o di Perelman);
  • mettendo in pratica i suoi principi, Lockhart impone il suo punto di vista sulla matematica; pur amandone a mia volta gli aspetti estetici, storici e filosofici (e facendone uso nell'insegnamento) non posso però trascurarne gli aspetti più pragmatici: io so che senza nozioni formali di calcolo infinitesimale i miei attuali studenti al Politecnico si troveranno in grosse difficoltà. Su una cosa, però, concordo con lui: spesso è inutile cercare a tutti i costi applicazioni pratiche della materia insegnata. La matematica banale ha, in genere, soltanto applicazioni banali (e quindi noiose).
Il testo è condito da alcune conversazioni tra gli immaginari Salviati (alter-ego dell'autore) e Simplicio, prelevati direttamente dal Dialogo di Galileo Galilei.
Nella seconda parte del libro, che mi ha maggiormente convinto, l'autore tenta poi di spiegare la sua visione dell'estetica matematica, fornendo alcuni esempi in cui l'intuizione prevale sugli aspetti formali. Si tratta senz'altro di esempi significativi, stimolanti e non banali. Si scaglia inoltre contro la didattica della matematica (che definisce "assurda tragedia"); pur non condividendone le posizioni estreme, sono a mia volta convinto che all'insegnante debba essere lasciata assoluta libertà espressiva nel condurre le lezioni, a scapito di modelli preconfezionati.
Concludendo: lo sfogo di Lockhart non è, a mio avviso, un capolavoro di divulgazione, ma fornisce comunque parecchi spunti di riflessione a proposito dei temi centrali dell'insegnamento della matematica. Non mi sono quindi pentito di averlo letto.

giovedì 22 luglio 2010

Logos arithmos

Eggià, il logaritmo. Non sono ancora riuscito a capire perché tale concetto ponga così tante difficoltà agli studenti liceali. Sì, d'accordo, si tratta di una funzione trascendente, definita in modo implicito (per lo meno prima di aver trattato il calcolo infinitesimale) ma, almeno per quanto mi riguarda, ogni approccio, anche il più "soft" ed elementare, si è rivelato insoddisfacente. Eppure non si tratta certo di una nozione artificiale o estranea alle nostre esperienze: la legge di Weber-Fechner afferma addirittura che le nostre percezioni agli stimoli (ad esempio relative all'intensità sonora o luminosa) sono espresse attraverso una scala logaritmica (e quindi che il concetto di logaritmo è, in qualche modo, "programmato" dentro di noi!). La storia del logaritmo, le sue applicazioni (e, per chi si interessa di queste cose, le sue proprietà algebro-analitiche) ne fanno un argomento ideale per un approccio interdisciplinare (un tipo di approccio che, ahimè, sembra appassionare più i didatti che gli studenti...).
Per approfondire il tema, e magari per arricchire il contenuto delle mie lezioni, ho dedicato un po' di tempo alla lettura di e: the Story of a Number di Eli Maor, professore di storia della matematica alla Loyola University di Chicago (esperto in particolare nella relazione tra musica e matematica). Il libro (pubblicato da Princeton, una garanzia per i contenuti) è dedicato alla costante e, la base del logaritmo naturale, e quindi non può prescindere da un'accurata presentazione di quest'ultimo. In effetti si tratta di un testo ben strutturato che,  partendo dalle vicende relative agli "inventori" (o "scopritori"?) del concetto di logaritmo Stifel, Bürgi e Napier ne presenta in modo competente ed esaustivo sviluppi storici, particolarità ed applicazioni con uno stile piacevole e discorsivo, senza mai risultare pesante pur non rinunciando a formulazioni matematicamente corrette. Per essere apprezzato appieno il libro richiede, come menzionato nella quarta di copertina, un "modest background in mathematics", equivalente forse ad un corso standard liceale. Richiede quindi uno sforzo superire rispetto alla media dei testi divulgativi, ma ne vale la pena.

mercoledì 21 luglio 2010

Quack!

Paperino nel mondo della Matemagica (Donald in Mathmagic land) è senz'altro uno tra i più celebri cartoons divulgativi mai realizzati. Il film, della durata di circa mezz'ora, rappresenta un viaggio fantasioso tra le meraviglie della matematica con protagonista il celebre papero Disney. La narrazione ci introduce dapprima alle idee dei pitagorici, prosegue con la sezione aurea e si sofferma infine sul rapporto tra la matematica e alcuni popolari giochi, con particolare attenzione agli aspetti geometrici del biliardo. Chiaramente, trattandosi di una pellicola del 1959, alcuni riferimenti risultano un po' datati, ma ciò non toglie nulla al valore dell'opera. Il cartoon si conclude con una celebre citazione di Galileo Galilei, "la matematica è l'alfabeto nel quale Dio ha scritto l'universo".
Candidata all'oscar 1959 come miglior documentario, la pellicola è diretta dall'esperto Hamilton Luske (il regista di Cenerentola, Alice e Peter Pan) e si avvale della consulenza scientifica del fisico Heinz Haber, uno fra i tanti scienziati tedeschi emigrati negli USA dopo il secondo conflitto mondiale.
Su YouTube il film è visibile per intero. Eccone la prima parte:



La seconda parte è qui, la terza qui.
Per chi volesse procurarsi legalmente una copia del filmato (magari da mostrare in classe), esso è disponibile nella collana Disney "Le Fiabe" (in abbinamento a "Il mio amico Ben", altra opera di Luske).

mercoledì 14 luglio 2010

I signori dei numeri

Come un moderno Pollicino, ognuno di noi ogni giorno lascia dietro di sè una scia impressionante  di (virtuali) sassolini, ad esempio utilizzando carte di credito e tessere fedeltà o frequentando la "rete delle reti" (anche questo blog, probabilmente, rivela molto a proposito del sottoscritto). Ogni singola transazione, ogni singolo messaggio lasciato all'interno di un social network, addirittura ogni singolo click del nostro mouse vengono da anni pazientemente immagazzinati in enormi banche dati che però solo di recente iniziano a venir sfruttate in maniera efficiente, grazie da un lato alla potenza di calcolo messa a disposizione dai moderni computer e dall'altro all'inventiva di una nuova categoria di matematici. Nel suo libro Il potere segreto dei matematici il giornalista di BusinessWeek Stephen Baker  li battezza I Numerati (espressione che dovrebbe richiamare gli Illuminati) e ne descrive il lavoro in alcuni campi quali la pubblicità, la propaganda politica, la sanità e la lotta al terrorismo. Il libro descrive abbastanza bene i campi d'azione di questi "signori dei numeri", prospettando applicazioni decisamente inquietanti: scavando tra i dati che ci riguardano e mettendoli opportunamente in relazione sarà forse possibile, un giorno, associarci degli "alter ego" virtuali che permetteranno di simulare (statisticamente) il nostro comportamento e quindi di formulare delle previsioni sull'evoluzione del nostro stato di salute, sulle nostre preferenze di voto o sulle nostre tendenze criminali.
Per sua stessa ammissione, Baker non ha particolari competenze matematiche. Il suo libro non si sofferma quindi sulle tecniche volte all'estrazione delle informazioni dai dati e al loro utilizzo per formulare delle previsioni (note con il nome di data mining). Per approfondire tali tematiche, un buon punto di partenza potrebbe essere il sito del Numerato Kurt Thearling.
In rete è inoltre disponibile (qui, sul sito di BusinessWeek) una sorta di sintesi del libro di Baker, dal suggestivo titolo Math will rock your world.

martedì 13 luglio 2010

Matematica e religione

È ormai da qualche anno che il più mediatico tra i matematici italiani si adopera in ogni modo per convincerci dell'incompatibilità tra rigore scientifico e senso religioso, con un atteggiamento talmente sprezzante da sembrare costruito a tavolino, riciclando di continuo argomentazioni basate essenzialmente sull'equazione "cristiano=cretino".
Beh, il "teologo ribelle" Hans Küng (clicca qui per una sua interessante intervista) cretino non lo è di sicuro, e con il suo saggio L'inizio di tutte le cose (Rizzoli) dimostra di apprezzare non poco il metodo scientifico, del quale parla con competenza e rispetto, citando Einstein, Gödel e Hawking (del quale menziona una sorprendente lezione a proposito dei limiti della fisica). Si tratta di un interessante contributo al dibattito tra scienza e religione, destinato al grande pubblico e quindi scritto con un tono scorrevole e informale, con riferimenti dotti e meno dotti (anche a Star Wars!), da leggere magari per disintossicarsi dall'indigestione odifreddiana.

martedì 29 giugno 2010

Biancaneve e il computer

Il polpettone porno-biografico Il matematico indiano mi aveva quasi convinto a stralciare David Leavitt dal novero degli autori da seguire. Incuriosito dalla comparsa in allegato a Le Scienze di L'uomo che sapeva troppo, ho però deciso di dare un'ulteriore chance all'autore statunitense. Devo ammettere di non esserne rimasto deluso: il libro è una seria biografia di Alan Turing, una delle figure più importanti della scienza del XX secolo, dove Leavitt si sforza anche di entrare in dettagli tecnici tutt'altro che scontati e dove l'omosessualità del protagonista viene trattata con toni garbati e rispettosi. 
Anche se viene considerato un pioniere delle scienze informatiche, Turing fu innanzitutto matematico: da questo punto di vista, il suo risultato più importante fu probabilmente la risposta (ottenuta con metodi differenti, ma quasi in contemporanea, anche da Alonzo Church) al cosiddetto Entscheidungsproblem, una sfida alla comunità matematica lanciata nel 1928 dal "guru" David Hilbert. I metodi teorici sviluppati in quest'ambito si rivelarono tra le intuizioni più feconde della scienza del '900: la cosiddetta macchina di Turing, un costrutto logico/matematico utilizzato dal geniale inglese nelle risoluzione del problema posto da Hilbert, fornì le basi concettuali sulle quali si fonda ancora oggi l'architettura del computer. 
Come crittologo, Turing contribuì poi in modo fondamentale alla risoluzione del secondo conflitto mondiale grazie al suo ruolo nella decifrazione dei codici di Enigma. Ma il servizio reso al paese non lo mise al riparo dall'arresto quando egli, ingenuamente, dichiarò la propria omosessualità (nell'Inghilterra degli anni '50 si trattava ancora di un reato). Le umiliazioni subite, culminate in una sorta di castrazione chimica, condussero Turing a suicidarsi addentando una mela intinta nel cianuro, ispirato forse da una scena del cartoon Biancaneve, il suo lungometraggio preferito.

domenica 20 giugno 2010

Uno a zero

Il lavoro di squadra è fondamentale in parecchi ambiti della vita moderna, dagli affari allo sport, dall'arte alla scienza. Non è però facile quantificare l'apporto dei singoli alla performance del team: nel calcio, ad esempio, non è affatto scontato che il ruolo di un fuoriclasse si riveli più importante di quello di un onesto macinatore di chilometri.
Proprio a partire dal calcio un team di biologi, informatici e matematici della Northwestern University di Evanston, Illinois, ha compiuto un interessante tentativo in questo senso (il paper è scaricabile gratuitamente a questo indirizzo): partendo dalle statistiche sulle squadre partecipanti all'Europeo 2008, gli autori associano ad ogni squadra un grafo orientato in cui i nodi rappresentano i giocatori di una squadra e gli archi (pesati) i passaggi tra di essi; completando il grafo con due nodi relativi ai tiri in rete e ai tiri a vuoto sono quindi in grado di quantificare l'apporto dei singoli giocatori alle azioni finalizzate dalla squadra. L'analisi dei dati ricavati permette di concludere che la squadra vincitrice del torneo, la Spagna, risulta essere la migliore anche sul piano teorico.

Ma, e questo è il bello del calcio, l'organizzazione e la complessità del gioco non sono bastate alla Spagna per esordire vittoriosamente nel mondiale. Hopp Schwiiz!

venerdì 23 aprile 2010

QED #2 - Senza parole

A volte, l'idea centrale della dimostrazione di un teorema può essere trasmessa efficacemente per mezzo di un disegno. È lo scopo che si prefissa Proofs without words di Roger B. Nelsen, che di parole ne contiene ben poche. Il libro contiene una serie di illustrazioni in grande formato che invitano alla riflessione nei campi classici della matematica liceale. Alcune sono ben note (ad esempio quelle relative ad alcune somme numeriche) e convincenti, altre sono (almeno per me) nuove e sorprendenti, anche se in qualche caso l'assenza di commenti ne rende ardua la comprensione. Comunque l'opera ha il pregio di rendere plausibili anche risultati che di primo acchito potrebbero sembrare tutt'altro che chiari. Un esempio: per illustrare la relazione 
("la somma dei primi n cubi è pari al quadrato della somma dei primi n numeri naturali") l'autore ci presenta qualcosa del genere (questa è una mia rielaborazione):
(una volta uno al quadrato più due volte due al quadrato più tre volte tre al quadrato più quattro volte quattro al quadrato e così via...).
Sull'argomento dimostrazioni senza parole Nelsen ha recentemente pubblicato un articolo sullo European Journal of Pure and Applied Matematics, disponibile sul sito della rivista cliccando qui.

giovedì 22 aprile 2010

QED #1 - Il Libro

Solitamente, in un'opera di matematica i risultati più notevoli vengono espressi sotto forma di Teoremi. E ad ogni teorema corrisponde un'accurata dimostrazione. Attraverso le dimostrazioni è quindi possibile percorrere la via che dagli assiomi (le "verità fondamentali", punto di partenza di ogni teoria matematica) conduce fino ai risultati più spettacolari ed inattesi.
Didatticamente, questo modo di procedere può però risultare un po' ingannevole: l'allievo distratto o il lettore occasionale potrebbero ricavare l'impressione che in matematica vi sia sempre una "via maestra" che conduce invariabilmente al risultato voluto. Le dimostrazioni, con la loro eleganza formale, non rendono conto del cammino reale effettuato, che è spesso tortuoso e irto di ostacoli inattesi. Il lavoro del matematico è senz'altro più "sporco" di quanto mostrino le opere finite: solitamente, solo in un secondo tempo (e magari da altri autori) un percorso di ricerca viene condensato in modo sintetico ed elegante.
Già, elegante. Col tempo, il matematico sviluppa un vero e proprio senso estetico per le dimostrazioni. Paul Erdös, di cui ho parlato nei due post precedenti, asseriva che Dio (il "Sommo Fascista", nella sua terminologia) possiede un libro in cui sono riportate le dimostrazioni più belle. Aggiungeva, inoltre, che il matematico non è tenuto a credere in Dio, ma nel libro sì.
Negli ultimi anni della sua vita, su suggerimento di Martin Aigner e Günter Ziegler, Erdös si mise addirittura all'opera per compilare un'approssimazione del "Libro". Purtroppo non riuscì a completare il lavoro, ma il volume fu comunque terminato dai suoi due collaboratori e uscì nel 1998 con il titolo di Proofs from THE BOOK. Il risultato è un vero e proprio "scrigno del tesoro" (forse un po' parziale nei contenuti, che riflettono gli interessi di Erdös), che presenta un gran numero di dimostrazioni affascinanti, spaziando dalla teoria dei numeri alla geometria, per poi passare all'analisi e all'ambito combinatorio. Il primo capitolo si apre (era quasi obbligatorio) con la celebre dimostrazione di Euclide del fatto che i numeri primi sono infiniti (altre cinque dimostrazioni, più recenti, sono incluse), e nei capitoli successivi troviamo altri Classici, come il Postulato di Bertrand, l'irrazionalità di pi greco, la Formula di Eulero per i grafi planari, il metodo della diagonale di Cantor nonché numerose applicazioni del principio dei cassetti e di quello del doppio conteggio.
Essendo un'approssimazione del Libro, l'opera di Aigner e Ziegler è una sorta di work in progress: noto che nelle successive revisioni alcune dimostrazioni contenute nella prima edizione (che ho acquistato anni fa) sono state tolte ed altre sono state aggiunte (l'operazione mi sembra un po' discutibile, ed invita quasi a procurarsi il libro, peraltro costosetto, con metodi un po' "grigi"). In italiano è disponibile la terza edizione, a cura del "matematico di Alinghi" Alfio Quarteroni.

lunedì 12 aprile 2010

My mind is open - 2

Sulla vita di Paul Erdös il regista G.P. Csicsery ha realizzato nel 1993 il documentario N is a number. Su YouTube esso è visionabile per intero (almeno fino a quando non lo toglieranno...). Eccone la prima parte:

Il seguito è visibile qui: parte 2, parte 3, parte 4, parte 5, parte 6, parte 7, parte 8, parte 9.

domenica 11 aprile 2010

My mind is open

Paul Erdös (1913-1966) è stato sicuramente un Protagonista della matematica del '900. Geniale ed eccentrico, lavorò soprattutto nell'ambito della matematica discreta, dando un impulso fondamentale ai campi della combinatoria estrema e della teoria di Ramsey (che si occupano dello studio dell'estensione minima di un insieme i cui elementi devono esibire una determinata proprietà).
Più che per le sue ricerche matematiche, Erdös è però noto fra i non specialisti per il suo singolare stile di vita: tutto ciò che lui possedeva trovava posto in una sola valigia, con la quale si spostava incessantemente da un istituto di ricerca all'altro, ospitato da colleghi ai quali in cambio metteva a disposizione il suo talento e le sue geniali intuizioni ("my mind is open" era, pare, la frase con la quale si presentava alla loro porta). In effetti, per Erdös il "fare matematica" era un'attività prevalentemente sociale: la maggior parte dei 1475 "papers" da lui prodotti (che fanno di lui il secondo matematico più prolifico di sempre dopo Leonhard Euler) furono scritti in collaborazione. Ciò ha originato, nel folklore matematico, il concetto di "numero di Erdös": a un determinato autore viene assegnato il numero 1 se ha collaborato direttamente con Erdös su un articolo, ai collaboratori dei collaboratori viene assegnato il numero 2, e così via (in termini matematici, si tratta della distanza da Erdös sul grafo delle collaborazioni). L'Università di Oakland ha dedicato un interessante sito all'argomento, dal quale risulta che un "numero di Erdös" basso è spesso associato a ricercatori di grande importanza.
Singolare era pure il linguaggio con cui Erdös si esprimeva: chiamava "epsilon" i bambini, "capi" le donne e "schiavi" gli uomini, definiva "morto" un matematico che aveva smesso di far ricerca (saluti dall'aldilà, quindi), e Dio era "il Sommo Fascista" che gli teneva nascoste le dimostrazioni più belle. Per il suo epitaffio, aveva suggerito la frase "ho finalmente smesso di diventare più stupido".
La vita di Paul Erdös, con qualche approfondimento sulla sua attività matematica, è ben raccontata nel bel libro "L'uomo che amava solo i numeri" (edito in Italia da Mondadori), del giornalista statunitense Paul Hoffmann. 

venerdì 9 aprile 2010

"Tutto concorre..."

"... al bene di coloro che amano Dio". È la traduzione CEI del passaggio della Lettera ai Romani (8,28) riportato su una lapide murata accanto all'entrata del piccolo cimitero posto sotto la chiesetta di Biganzolo, nella piccola località di Selasca, raggiungibile con una breve deviazione dalla SS34 in prossimità di Verbania (ho scattato la fotografia qualche giorno fa). L'iscrizione, originariamente, era posta sopra la tomba di Bernhard Riemann, un Grande della matematica, morto a Selasca nel 1866 a causa della tubercolosi che da tempo lo affliggeva, destino condiviso da un altro Grande dell'ottocento, Niels Abel
Nella sua breve vita Riemann fornì contributi fondamentali in più campi della matematica: possiamo ricordare per l'analisi l'integrale di Riemann (noto, forse, a chi ha frequentato almeno il Liceo), per la geometria le superfici di Riemann e per la teoria dei numeri l'ipotesi di Riemann, probabilmente il più celebre problema aperto della matematica, contemplato sia nei 23 problemi di Hilbert del 1900 (è l'ottavo della lista), sia nei 7 problemi del millennio del 2000 (è il quarto). 
Un interessante contributo sulla vita di Riemann è reperibile qui, nel blog Rudi Matematici. Si tratta della versione condensata di un articolo comparso sul numero 68 della rivista omonima.

sabato 3 aprile 2010

Giornalisti e giornalai

Ci sono due ambiti nei quali le mie conoscenze potrebbero essere definite superiori alla media. Uno è abbastanza evidente, l'altro fa a sua volta capolino in questo blog. Leggo quindi con interesse qualsiasi notizia pubblicata dalla stampa su tali argomenti, restando però solitamente deluso dalla superficialità con la quale essi vengono trattati. Certo, non si tratta di temi di grande richiamo, ma ciò mi fa a volte sorgere qualche dubbio sullo spirito critico con il quale i giornalisti affrontano tematiche ben più cruciali.
Ho quindi apprezzato l'uscita in libreria di Un matematico legge i giornali, di John A. Paulos, professore all'Università di Philadelphia sempre in prima fila nella lotta contro l'ignoranza matematica e curatore della rubrica Who's Counting sul sito di ABC News (dal quale, suppongo, parte del libro è tratta). Si tratta di un'opera strutturata come un quotidiano (che si apre quindi con le notizie politiche e nazionali, prosegue con quelle locali e termina con i necrologi e lo sport), composta da una cinquantina di interventi di poche pagine ciascuno in cui l'autore mette in evidenza le incongruenze e le manipolazioni presenti un po' ovunque nella carta stampata, dall'ormai cronico abuso della statistica alla presentazione tendenziosa dei dati, dalla manipolazione dei dati all'autoreferenzialità. Si tratta senz'altro di un tentativo interessante di mettere in luce uno dei pericoli principali dell'ignoranza matematica, cioè l'impossibilità di difendersi da notizie tendenziose e fallaci, che però, a mio avviso, raggiunge solo parzialmente il suo scopo. L'estrema brevità della maggior parte degli interventi non permette infatti all'autore di inquadrare a dovere i problemi e di discuterli in modo esaustivo, e quindi rischia di non lasciare alcuna impressione sul lettore occasionale (per il quale il libro è pensato). Peccato. Un'occasione parzialmente sprecata.
Tra l'altro, la sovracopertina (sul retro, in fondo) riporta quanto segue: "Attenzione! Questo oggetto attrae ogni altro oggetto nell'universo con una forza uguale al prodotto delle loro masse diviso per la radice quadrata della loro distanza. Maneggiare con cura!" - si tratta di una provocazione, o nessuno ha controllato il lavoro del traduttore?

domenica 21 febbraio 2010

Cthulhu e le geometrie non-euclidee

Sul sito mathfiction ho trovato un paio di riferimenti ad  Howard Phillips Lovecraft (1890-1937), probabilmente il più importante autore di genere fantastico del XX secolo. In particolare mi ha incuriosito The Dreams in the Witch-House (disponibile qui, nella versione originale inglese), apparentemente ispirato ad HPL da una conferenza del matematico e astrofisico olandese Willem de Sitter. Ho quindi riletto il racconto (nella traduzione italiana  di Stefano Galli pubblicata da Mondadori). Si tratta di un tipico esempio di narrazione alla Lovecraft: il protagonista (Walter Gilman, studente di matematica all'immaginaria università di di Arkham) discende lentamente in un abisso di sofferenza e pazzia, sempre in bilico tra sogno e realtà,  in un crescendo di orrore dal quale sarà infine sopraffatto.  I riferimenti alla matematica non sono particolarmente profondi: essenzialmente un guazzabuglio di geometrie non-euclidee e universi alternativi utilizzati come mezzo per penetrare in luoghi altrimenti inaccessibili.
Ho dato anche un'occhiata al testo della conferenza di de Sitter (consultabile qui), The size of the Universe, un interessante discorso sulla forma e sulla dimensione dell'universo. Solo nella parte finale si trova qualche attinenza con il racconto di Lovecraft, con una breve menzione della possibile esistenza di più universi (intesi come soluzioni delle equazioni di campo della relatività generale).

domenica 14 febbraio 2010

Ordini di grandezza

Saltellando qua e là attraverso i links di YouTube mi sono recentemente imbattuto nel cortometraggio Potenze di dieci, prodotto nel 1977 dalla IBM e realizzato dalla coppia di designers americani Ray  & Charles Eames. Ricordo (con una certa nostalgia) di averlo visto ai tempi delle Medie, quando Google Earth e le sofisticate animazioni in CGI erano ancora lontani e quindi un  filmato di questo tipo poteva ancora risvegliare un certo sense of wonder. Eccolo qui, nella sua interezza:

Il video è un viaggio attraverso 40 ordini di grandezza (dal quark all'intero universo) ispirato al libro Cosmic View di Kees Boecke (pubblicato nel 1957 e visionabile per intero qui). Per ulteriori informazioni su questa vera e propria opera d'arte consiglio di dare un'occhiata al sito ufficiale, nonché alle immancabili pagine su IMDB e Wikipedia.

sabato 13 febbraio 2010

"Gottinga" su carta

Ha finalmente trovato un editore (la 001 edizioni) la graphic novel di Davide Osenda di cui avevo riferito tempo fa. Ribattezzata Ultima lezione a Gottinga e arricchita di due nuovi capitoli l'opera può ora essere letta nel modo più consono. Il fumetto è preceduto da due introduzioni: la prima è dell'immancabile Piergiorgio Odifreddi (è ancora possibile, in Italia, parlare di matematica al grande pubblico senza far riferimento a lui?), mentre la seconda è di Andrea Plazzi, che ha contribuito a far conoscere il lavoro di Osenda rendendone disponibile la prima versione sul suo blog (dal quale è ancora scaricabile!).

sabato 16 gennaio 2010

(Calcolo combinatorio)

Lo scopo di questo post non è tanto quello di mostrare al mondo i miei appunti sul calcolo combinatorio, quanto di sperimentare scribd, un servizio di social publishing che permette, tra le altre cose, di inserire documenti in vari formati (ad esempio .pdf) all'interno delle pagine web.