Matematica

1+1=2, che cosa c'è di più semplice? Si tratta della prima formula che tutti incontriamo a scuola, ma anche del primo paradosso della mente: quanto fa una pera più una mela? A che cosa è uguale? In una carrellata fantastica, tra gli antichi sistemi numerici e la logica della computer science, Barrow ci accompagna in una lezione di matematica, tra molti interrogativi e tante risposte, fino a riportarci all'apparente, irragionevole efficacia di questa «formula». Scoperta o invenzione? Rimane l'evidenza per cui modelli così semplici, come l'aritmetica, sono tanto ricchi e potenti da svelare la struttura dell'universo. Una struttura che, in un'ultima analisi, si fonda su 1+1 = 2.

La matematica non lascia indifferenti. Se ne può rimanere folgorati e innamorarsene follemente, oppure non sopportarla affatto, dichiarando, quasi come fosse un vanto, di non saperne nulla. È spesso considerata fredda e spietata e, nel migliore dei casi, viene vista come un male necessario per sviluppare una tecnologia o una teoria fisica e cercare di sondare, almeno superficialmente, gli immensi misteri della natura. Tuttavia, chi si addentra nei suoi meandri, superando la noia dei primi stucchevoli esercizi, è concorde nell'affermare che la matematica è bellezza, poesia e fantasia. Possiamo dire che gli oggetti matematici non solo hanno a che fare con l'arte, ma sono essi stessi opere d'arte. Certamente si tratta di un'arte difficile da visualizzare e da cogliere. In questo libro proveremo a raccontarne la limpida bellezza in sette semplici lezioni, attraverso metafore d'amore e morte, suggestioni calcistiche e meringhe sbriciolate tra insiemi infiniti, strutture algebriche, vettori, infinitesimi, funzioni, curve frattali, spazi geometrici e le loro svariate applicazioni.

Bill Barton accompagna il lettore alla scoperta di inusuali idee matematiche nascoste nel modo in cui l'umanità parla dei numeri e delle figure, dei diversi mondi matematici descritti dalle lingue parlate in luoghi e culture lontani dai nostri, come le lingue polinesiane e quelle dei nativi americani. Facendoci apprezzare congruenze e incongruenze tra lingua e matematica, ci aiuta a svelare i blocchi mentali causati dalla nostra abitudine a parlare di matematica sempre nello stesso modo, senza contemplare alternative. L'autore riesce così a farci riflettere sulla natura della matematica stessa e porta a far vacillare (se non addirittura cambiare) almeno parte della nostra visione della matematica. Questa diversa prospettiva non può che farci interrogare circa il modo in cui comunichiamo le idee matematiche, soprattutto ai più giovani. Le conclusioni del libro forniscono consigli preziosi per chi insegna la matematica a tutti i livelli, soprattutto in contesti multilinguistici e multiculturali.

Paradossi in matematica ce ne sono tanti, ma uno su tutti riguarda la sua stessa natura: è una delle materie più odiate a scuola, eppure si presta a innumerevoli giochi e curiosità. Insomma, in apparenza noiosa e distante, la matematica non solo è ovunque nelle nostre vite, ma è anche divertente, a patto di prenderla nel modo giusto. E il modo giusto lo ha sicuramente trovato Maurizio Codogno, che in Matematica in pausa caffè ci parla di code nel traffico (se la vostra è sempre la più lenta, un motivo c'è...), di ascensori e di Google, di carte da gioco e di dadi, di file troppo compressi e di scommesse (vinte e perse). In poche parole, di tutto quello di cui parlereste mentre prendete un caffè con un amico.

Chiunque si occupi di raccolta e analisi dei dati lo sa bene, o almeno dovrebbe: le informazioni che non conosciamo possono essere altrettanto importanti di quelle che abbiamo a disposizione. Ha senso affermare che un prodotto è efficace perché ha solo recensioni favorevoli? Ed è davvero possibile prevedere il buon esito di un trattamento medico sulla base di un campione che, per quanto ampio, non corrisponde alla totalità dei casi? Considerazioni analoghe si possono applicare alla nostra vita di tutti i giorni: perché invidiare una persona per i successi messi in mostra sui social network, quando i suoi fallimenti ci vengono opportunamente nascosti? In un'epoca dominata dai big data, conviene prestare maggiore attenzione al rovescio della medaglia, ovvero ai dati che sappiamo di non avere o - peggio ancora - che crediamo erroneamente di possedere. Simili alla materia oscura che elude le rilevazioni dei cosmologi, i dark data influenzano ogni campo di studio e di lavoro, dalla ricerca medica all'industria, dalle politiche pubbliche e sociali al settore finanziario, e sono molto più numerosi di quanto pensiamo. Sottostimarli è dunque un grave rischio, che può portare a costruire modelli fuorvianti e inesatti, con conseguenze talvolta catastrofiche. Al contrario, smascherare questi numeri «traditori» e imparare a gestire i problemi che essi provocano può portare vantaggi nella nostra sfera professionale e in quella personale. I dark data ci insegnano, infatti, a capovolgere il modo di considerare l'analisi dei dati, facendoci comprendere più a fondo l'universo dell'informazione e ad affrontare l'imprevedibile in maniera più consapevole e ponderata.

Simulare il flusso del sangue in un’arteria occlusa, prevedere che tempo farà domani, ottimizzare l’aerodinamica di una barca a vela: per risolvere questi problemi, cardiologi, meteorologi e ingegneri possono contare sull’aiuto della matematica. Il matematico lavora in équipe con gli specialisti del campo, con cui stabilisce le domande a cui dare risposta. Per modellizzare l’apparato circolatorio deve tener conto dell’elasticità delle pareti arteriose, che si deformano al passaggio del sangue, e dei moti vorticosi che si formano a valle delle biforcazioni delle arterie. Per progettare una barca a vela in grado di conquistare la Coppa America deve ottimizzare l’aerodinamica dello scafo e delle vele, tenendo conto della variabilità del vento e dell’interazione con le imbarcazioni avversarie. Non basta, poi, «scrivere le formule»: ogni equazione dev’essere tradotta in algoritmi informatici, cercando il miglior compromesso tra l’accuratezza della simulazione e il costo computazionale. Il campo d’azione del matematico è illimitato: i modelli che inventa possono prevedere di tutto, dal tempo di cottura ideale dei bucatini a come si diffonde una pandemia.

Se avete sempre pensato che matematica e arte non abbiano nulla a che fare l'una con l'altra, questa storia illustrata della geometria vi farà cambiare idea. Perché la matematica è sì una delle forme più pure del pensiero astratto, ma è stata inventata e sviluppata dagli esseri umani, quindi è piena di storia, di filosofia e di cultura visiva. In "L'arte della geometria", scritto a quattro mani da uno storico della matematica (Eli Maor) e da un artista (Eugen Jost), più di 50 tavole a colori illustrano altrettante strutture geometriche e teoremi, e sono accompagnate dalle spiegazioni formali e teoriche ma anche dalle storie delle persone che le hanno elaborate. Euclide, Pitagora, Gauss, la matematica dell'infinito, le spirali logaritmiche, e poi ancora simmetrie, epicicloidi, numeri primi, quadrature del cerchio, frattali, i misteri degli esagoni: Maor e Jost guidano le nostre menti, e i nostri occhi, attraverso 2.500 anni di storia di una delle più affascinanti e imaginifiche espressioni della matematica.

Albert Lautman traccia in questi tre testi minori, scritti in occasione dei due Congrès de philosophie scientifique (1935 e 1937), le linee di un percorso di ricerca imperniato sulla necessità di una filosofia della scienza, e in particolar modo di una filosofia della matematica diversa, se non alternativa, a quella che stava per diventare la Standard View proprio in quegli stessi anni. Questi scritti riescono a dare una più adeguata rilevanza alla specifica dimensione spirituale della scienza e ad allargare così il campo della stessa filosofia della scienza, concepite anche come forma di resistenza contro ogni visione riduttivistica della conoscenza scientifica e di quella matematica in particolare. Postfazione di Fernando Zalamea.

Il volume ha l'obiettivo di fornire agli studenti dei primi anni di un corso di laurea in Informatica, Ingegneria informatica e, più in generale, del settore dell'informazione, un quadro ampio di nozioni fondamentali di logica e algebra. Lo scopo viene raggiunto tramite una vasta raccolta di esercizi interamente svolti e accompagnati dagli opportuni richiami di teoria. Il materiale presentato è stato ideato sulla base della pluriennale esperienza degli autori come docenti di corsi di Logica e algebra offerti agli studenti del Politecnico di Milano. Gli autori sono, o sono stati, tutti docenti del corso di Logica e Algebra presso il Politecnico di Milano.

Gesso, lavagna, il disegno di un triangolo rettangolo... ed eccoci di nuovo sui banchi di scuola, dove abbiamo incontrato il teorema di Pitagora. Ma chi era davvero Pitagora? E perché mai quel teorema è tanto importante se non il più importante della matematica? Cos'ha di speciale quella formula, che compare in tavolette babilonesi, in papiri egizi, in testi astronomici cinesi e nelle regole dei costruttori di altari indiani? Quali nascoste proprietà racchiude? Giunto a noi dall'antichità più remota, attraverso i numerosi suoi travestimenti quel teorema caratterizza gli spazi astratti della matematica moderna.

L'attività didattica e di apprendimento del corso è proposta all'interno di un ambiente digitale per lo studio, che ha l'obiettivo di completare il libro offrendo risorse didattiche fruibili in modo autonomo o per assegnazione del docente. Il codice presente sulla copertina di questo libro consente l'accesso per 18 mesi a MyLab, una piattaforma digitale interattiva specificamente pensata per accompagnare e verificare i progressi durante lo studio. MyLab offre la possibilità di accedere al manuale online: l'edizione digitale del testo arricchita da funzionalità che permettono di personalizzarne la fruizione, attivare la lettura audio digitalizzata, inserire segnalibri anche su tablet e smartphone.

Il libro propone un'immagine lieve della matematica, diversa da quella scolastica che quasi sempre appare ostica e arida. Una rilettura nella prospettiva storica ed epistemologica attraverso un intrigante percorso culturale che rivela l'utilizzo inconsapevole di procedimenti matematici nella pratica quotidiana di ciascuno.