Libri di Paolo Freguglia

Il volume propone un’analisi dell’infinito in matematica sia dal punto di vista storico sia da quello teorico. Relativamente al primo, vengono esposti alcuni fondamentali risultati classici che riguardano i numeri e le grandezze, soffermandosi in particolare sull'incommensurabilità – che è tra i temi più significativi della storia della matematica – e sviluppando poi la trattazione sino a tempi a noi più vicini. Dal punto di vista teorico, invece, vengono illustrati risultati e teorie attuali relativi alla matematica non archimedea, cioè all'uso dei numeri infiniti e infinitesimi. Il libro si rivolge, dunque, a tutti coloro che desiderano esplorare il mondo dell’infinitamente grande e dell’infinitamente piccolo sia all'interno del rigore della matematica moderna che nella sua evoluzione storica.

"La storia è scritta dai vincitori" la massima vale anche in ambito scientifico, dove oggi domina la concezione einsteiniana dello spazio-tempo. Esistono tuttavia impostazioni alternative, anch'esse in perfetto accordo con i dati sperimentali e perfino più accettabili per il senso comune. Vieri Benci e Paolo Freguglia esplorano le ragioni del successo della teoria relativistica e si interrogano su che cosa sia epistemologicamente sostenibile come verità scientifica. Il loro saggio, vivace e controcorrente, mette in discussione l'assolutezza di teorie fisicomatematiche trasformate in dogmi, partendo dall'evoluzione storica delle nozioni di spazio e di tempo e analizzando in modo serrato i modelli specifici. Il risultato è un contributo di prim'ordine alla comprensione dei condizionamenti ideologici con cui devono fare i conti anche le scienze cosiddette esatte.

Numeri complessi, quaternioni, numeri di Grassmann, ottetti, biquaternioni e matrici: un mondo di enti algebrici con i quali studiare la geometria e la meccanica presentati in modo tecnicamente elementare, nel loro sviluppo storico, e in relazione ad alcune applicazioni attuali alla meccanica e alla biologia, In questo libro si trovano adeguatamente analizzati i rapporti tra geometria piana e numeri complessi, nonché il ruolo e il significato geometrico dei quaternioni nella geometria tridimensionale e quadridimensionale. Traspare in sottofondo l'intrinseca (e talora consapevole) valenza epistemologica del calcolo geometrico, consistente in un accentuato atteggiamento deterministico calcolistico.

L'epoca che va dalla metà del Cinquecento alla metà del Seicento è quella in cui si assiste ai preludi, alla nascita e agli sviluppi dell'opera galileiana. In quel periodo ricco d'innovazioni la matematica ha un ruolo primario nel determinare la nuova mentalità che è alla base della «rivoluzione scientifica», da Galilei a Newton. Si studiano i classici, che vengono tradotti e commentati, e nel complesso si pongono le basi per gli sviluppi futuri. Descartes algebrizza la geometria dando di fatto agli oggetti geometrici una entità algebrica. I metodi d'indagine come pure la logica e i fondamenti vengono esaminati esplicitamente sulla scia della tradizione medievale. Si prende in considerazione l'analisi delle dimostrazioni matematiche, in particolare geometriche. La tradizione archimedea porta a nuovi e suggestivi metodi per la determinazione delle misure di aree e volumi. Le tecniche di prospettiva sempre più matematizzate condurranno agli albori della geometria proiettiva. I protagonisti sono i grandi matematici dell'epoca, come Maurolico, Clavio, Bombelli, Viète, Luca Valerio, lo stesso Galilei, e poi Cavalieri, Torricelli, Descartes, Desargues e Pascal. I risultati presentati nel volume costituiscono una parte rilevante dei fondamenti storici della geometria.

L’attualità dell’aggiornamento degli insegnanti di scuola media superiore è sentita in primo luogo dagli insegnanti medesimi, ma anche dai responsabili ministeriali e dirigenziali. Accanto a lodevoli e serie iniziative di aggiornamento, talora la risposta a questa esigenza scivola in una divulgazione contenutistica con uno sguardo ad approcci molto classici o applicazioni consolidate, che prescinde dai temi sia della ricerca scientifica attuale in contesti multisciplinari, sia dagli studi storici e storiografici recenti e sia dalle novità in campo didattico. Il nostro vuol essere dunque un modesto tentativo di presentare questioni scientifiche e storiche relative a quello che viene detto "metodo matematico", con l’obiettivo di aggiornare in primis gli insegnanti di matematica e fisica della scuola media superiore. Ma riteniamo che la lettura di questo nostro volume (o parti di esso) possa essere utile anche agli insegnanti di storia e filosofia e agli studenti medi e universitari.

La rappresentazione della realtà passa sin dall'antichità attraverso l'individuazione di curve che sia a livello proto-geometrico che, poi, a quello geometrico determinarono studi e trattati che analizzano le relative proprietà. Curve come risultato di sezioni di piani con solidi come cono, cilindro, sfera; curve come luoghi geometrici, cioè insiemi di punti che vengono generati o descritti da una certa proprietà. Curve che si rappresentano con espressioni algebriche o come soluzioni di equazioni differenziali. Alle curve è anche associato un altro concetto fondamentale della matematica: quello di funzione. Le curve vengono utilizzate per descrivere graficamente I'andamento di fenomeni fisici, biologici, chimici, economici ecc. C'è dunque secondo questa visione una forte connotazione epistemologica che va oltre il puro aspetto grafico. Il contesto culturale e storico scientifico in cui ci siamo posti è quello è quello secondo cui la matematica sia una scienza "cumulativa", cioè – in sintesi – che si sviluppa, si perfeziona, si amplia, ingloba precedenti risultati, ma non rinnega il suo passato.

Esistono ormai da tempo molti articoli, in particolar modo su riviste di biomatematica, di (bio)fisica e di biologia, che presentano proposte e risultati di modellistica matematica relativi direttamente ed indirettamente alla teoria dell'evoluzione. Sicuramente questi studi sono da considerarsi cruciali per l'istituzione della biologia teorica. I temi da prendere in esame sono dapprima le convinzioni che i biologi hanno in merito. Quindi un'analisi dei precedenti tentativi di formulare una teoria matematica dell'evoluzione, nonché i relativi sviluppi e insuccessi a cui abbiamo assistito nell'ambito della "teoria della complessità". La nostra proposta consiste dunque nel realizzare una teoria matematicamente formulata e biologicamente ben fondata dell'evoluzione con specifico e giustificato riferimento a quella fenotipica. Quindi su questa base costruiamo sia un modello geometrico sia un modello dinamico stocastico. In questo modo, pur tenendo presente l'intrinseca insufficienza dell'approccio riduzionista in biologia, si tenta di dare alcune risposte che hanno una corrispondenza biologica significativa.

La storia delle nozioni di spazio e di tempo costituisce per Benci e Freguglia il banco di prova per dare una solida base alla loro riflessione sui fondamenti epistemologici delle scienze fisico-matematiche e mettere in discussione l.assolutezza di teorie comunemente accettate, quando non dogmatizzate. Attraverso una serrata analisi di alcuni modelli di spaziotempo, gli autori mostrano come nel successo (mediatico) della teoria relativistica einsteiniana abbia giocato una forte componente ideologica. In effetti, secondo Benci e Freguglia, alla concezione einsteiniana è possibile contrapporre altri modelli alternativi, anch.essi in perfetto accordo con i dati sperimentali. Di qui la loro provocatoria conclusione: anche nelle discipline scientifiche la storia, almeno in una certa misura, viene scritta dai "vincitori".