IL prossimo 24 maggio l’Unione Matematica Italiana, festeggerà il suo centesimo compleanno.
Oggi facilmente, ma erroneamente. si potrebbe arrivare alla conclusione che la matematica è obsoleta e superata.
Invece senza la matematica il mondo di oggi non potrebbe funzionare
Andrebbe in mille pezzi. Fino a mezzo secolo fa era sufficiente l’aritmetica, per controllare un conto al ristorante o quello della spesa.
Le basi della geometria erano necessarie, per i muratori mentre chi navigava doveva conoscere la trigonometria.
Agli ingegneri doveva essere chiaro e utilizzabile il calcolo infinitesimale. Al tempo attuale, tutto è cambiato e diverso.
La matematica oggi è necessaria per la politica, il diritto, i trapianti, gli apparecchi diagnostici, la fotografia digitale, la trasmissione dei dati via fibra ottica.
Anche nel prevedere i cambiamenti climatici, la protezione dai terroristi e dagli hacker su internet. Le tecnologie hanno trasformato il mondo nell’ultimo mezzo secolo, ma con l’ausilio determinante della matematica.
I computer cambiano solo il modo con cui facciamo matematica e, sono stati i matematici insieme ad altri specialisti di settore a dare un contributo notevole per lo sviluppo della informatica.
La logica simbolica, che è alla base del funzionamento, ebbe come iniziatore George Boole. La macchina in grado di effettuare qualsiasi calcolo fu messa a punto da Alan Turing.
E che dire del matematico e astronomo persiano vissuto intorno all’800 d. C., conosciuto come il padre dell’algebra.
La sua opera ha dato origine al termine algebra e il suo nome Al-Khwarizmi al termine algoritmo.
Dietro le sempre nuove applicazioni dei computer c’è matematica, fisica, chimica
La progettazione di velivoli dipende da essenziali equazioni matematiche. I dispositivi per la navigazione incorporano tantissima trigonometria.
Nuovi farmaci dipendono da leggi statistiche, che ne verificano e garantiscono l’efficacia.
Le comunicazioni con i satelliti dipendono dalle conoscenze delle dinamiche orbitali.
Pensiamo per un attimo alle previsioni del tempo, che dipendono dalla soluzione di equazioni che riguardano i movimenti dell’atmosfera, la quantità di umidità contenuta, la temperatura alla quale si trova e ai legami che intercorrono tra queste variabili.
Marx noto come economista, filosofo, pioniere del “socialismo scientifico” pochi sanno, che era anche un matematico e che definiva la matematica “serva e padrona di tutte le scienze, “scrisse i Manoscritti matematici.
Questi manoscritti avevano come obiettivi, fondare l’economia politica sulla matematica, ma anche fondare su solide basi la matematica stessa.
Nel nuovo modo di utilizzare la matematica, che è il calcolo differenziale inventato da Isaac Newton e Gottfried Wilhelm Leibniz.
Economista teorico come Walras perseguiva lo stesso obiettivo di Marx cioè fondare l’economia politica su solide basi teoriche.
IL secondo obiettivo perseguito anche da matematici come Cauchy e Weierstrass riguardava il calcolo differenziale, che doveva poggiare su solidi concetti.
IL navigatore satellitare che ci conduce dove vogliamo inserendo la posizione di partenza e l’arrivo, coinvolge 7 aree della matematica:
1) calcolo della traiettoria dei razzi di lancio per lanciare in orbita i satelliti;
2) individuazione di una serie di orbite che forniscono una buona copertura;
3) generazione di particolari numeri (pseudo-casuali in inglese pseudo-random numbers. Sono generati da un algoritmo deterministico) e servono, a creare segnali;
4) uso della trigonometria e i dati dell’orbita satellitare, per dedurre le posizioni dell’automobile;
5) uso delle equazioni della relatività ristretta, per correggere nei calcoli gli effetti delle alte velocità dei satelliti;
6) uso della relatività generale, per correggere nei calcoli l’effetto della gravità terrestre rispetto al tempo che passa;
7) ricerca della soluzione, coincidente con il percorso migliore, tenendo conto della velocità e della minima distanza.
IL cardiochirurgo che, effettua una operazione al cuore salvando il paziente? Un grazie a lui, ma anche alla matematica perché è stato modellato matematicamente al computer il cuore prima dell’operazione. Serve a simulare le conseguenze dell’intervento e, poter prevedere gli scenari conformi a tecniche diverse.
In tal modo si anticipa il futuro, sapendo di poter tornare indietro e correggere il tipo di intervento.
Un metodo matematico messo a punto, in Italia viene utilizzato per il sistema cardiocircolatorio.
Un insieme di equazioni matematiche descrivono il sistema cardiocircolatorio. In particolare, il cuore, ottenendo un modello rappresentativo della realtà con il quale valutare il comportamento di alcune determinate grandezze fisiche.
Le equazioni che descrivono i fenomeni fisici (sono equazioni “alle derivate parziali)”, in cui a essere coinvolte sono variazioni infinitesimali nello spazio e nel tempo delle grandezze, che descrivono il problema: velocità, temperatura ecc.
Equazioni che devono essere risolte, in via approssimativa (in genere con il metodo iterativo) e che offrono soluzioni quantitative, che si avvicinano alla soluzione reale.
Forse non tutti sanno, che un contributo importante al grande Einstein fu dato da due matematici della Università di Padova, Tullio Levi Civita introducendo il calcolo differenziale assoluto, elaborato successivamente da un altro grande matematico italiano Ricci Cubastro, costituirà la base matematica fondamentale della teoria della relatività generale di Einstein.
Fu la memoria firmato da Ricci Cubastro e Tullio Levi Civita dal titolo “Methods de qualcun differente Absolut et euro applicazione”, a dare quel riferimento matematico che Einstein utilizzò per elaborare la teoria della relatività generale. Ho citato solo alcune funzioni assolte dalla matematica ma ce ne sono tantissime altre. Senza la matematica il mondo di oggi si frantumerebbe.
