Periodico di matematiche - Mathesis
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Rivista quadrimestrale - Poste Italiane SpA - Sped. in Abb. Postale - D.L. 353/2003 (conv. in L. n. 46 del 27/02/2004) art. 1 comma 2 - CNS BA<br />
<strong>Perio<strong>di</strong>co</strong><br />
<strong>di</strong> <strong>matematiche</strong><br />
Organo della<br />
MATHESIS<br />
Società italiana <strong>di</strong> scienze<br />
<strong>matematiche</strong> e fisiche<br />
fondata nel 1895<br />
Numero 1 Gen-Apr 2011<br />
Volume 3 Serie XI<br />
Anno CXXI
Organizzazione della della <strong>Mathesis</strong> <strong>Mathesis</strong><br />
CONSIGLIO CONSIGLIO NAZIONALE NAZIONALE24020<br />
24020 Gorle Gorle (BG) (BG)<br />
Via P. Via Bucci P. Bucci<br />
tel. 349 tel. 2629318 349 2629318<br />
Presidente: Presidente: Emilio Emilio Ambrisi Ambrisi<br />
carmelita.fratus@alice.it<br />
Vicepresidente: Luciano Luciano Corso Corso<br />
Segretario: Segretario: Fer<strong>di</strong>nando Fer<strong>di</strong>nando Casolaro Casolaro<br />
BRESCIA BRESCIA<br />
Tesoriere: Tesoriere: Tiziana Tiziana Bindo Bindo<br />
Annalisa Annalisa Santini Santini<br />
Consiglieri: Consiglieri: Sergio Sergio De Nuccio, De Nuccio,<br />
Via Uberti, Via Uberti, 19 19<br />
Francesca Francesca Galasso, Galasso, Giuseppe Giuseppe<br />
25127 25127 Brescia Brescia<br />
Isernia, Isernia, Andrea Andrea Laforgia, Laforgia,<br />
tel. 030 tel. 3099016 030 3099016<br />
Antonio Antonio Maturo, Maturo, Fabio Fabio<br />
mathesisbs@tiscali.it<br />
Mercanti, Mercanti, Salvatore Salvatore Rao. Rao.<br />
87036 87036 Rende(CS) Rende(CS)<br />
tel.0984496450 tel.0984496450<br />
c.costabile@unical.it<br />
CROTONE CROTONE<br />
Carmine Carmine Mazzei Mazzei<br />
Via Venezia, Via Venezia, 99 99<br />
88900 88900 Crotone Crotone<br />
tel. 0962 tel. 26904 0962 26904<br />
mazzei.carmine@libero.it<br />
CAMERINO CAMERINO<br />
PRESIDENTI PRESIDENTI DELLE DELLE SEZIONI SEZIONI<br />
FOGGIA FOGGIA<br />
Carlo Carlo Toffalori Toffalori<br />
Carmen Carmen Talia Talia<br />
ANZIO ANZIO<br />
Dipart. Dipart. <strong>di</strong> Mat. <strong>di</strong> e Mat. Inf. e Inf. Via G. Via Matteotti, G. Matteotti, 111 111<br />
Alberto Alberto Trotta Trotta<br />
Università Università <strong>di</strong> Camerino <strong>di</strong> Camerino 71100 71100 Foggia Foggia<br />
Via Goja, Via 47 Goja, 47<br />
62032 62032 Camerino Camerino (MC) (MC) tel. 328 tel. 2015735 328 2015735<br />
00040 00040 Lavinio Lavinio Lido <strong>di</strong> Lido Enea <strong>di</strong> (RM) Enea (RM) tel. 0737 tel. 402513 0737 402513<br />
carmentalia@libero.it<br />
tel. 06 tel. 9864039 06 9864039<br />
mathesis.camerino@unicam.it<br />
albertotrotta@virgilio.it<br />
GAETA GAETA<br />
CAMPOBASSO<br />
ASCOLI ASCOLI PICENO PICENO - -<br />
Sergio Sergio De Nuccio De Nuccio<br />
SAN BENEDETTO SAN BENEDETTO DEL TRONTO DEL TRONTO<br />
Via IV Via Novembre, IV Novembre, 24 24<br />
Giovanni Giovanni Annibali Annibali<br />
86100 86100 Campobasso Campobasso<br />
Via Murri, Via Murri, 19 19<br />
tel. 0874 tel. 62788 0874 62788<br />
63039 63039 S. Benedetto S. Benedetto del Tronto del Tronto (AP) (AP)<br />
sedenuc@tin.it sedenuc@tin.it<br />
tel. 0735 tel. 583857 0735 583857<br />
Maria Maria Rosa Valente Rosa Valente<br />
Piazza Piazza della Libertà, della Libertà, 6 6<br />
04024 04024 Gaeta Gaeta (LT) (LT)<br />
tel. 0771 tel. 462601 0771 462601<br />
mrvalente@tiscali.it<br />
FIRENZE FIRENZE<br />
giannibali@libero.it<br />
Maria Maria Giu<strong>di</strong>tta Giu<strong>di</strong>tta Campedelli Campedelli<br />
CASERTA CASERTA<br />
Università Università <strong>di</strong> Firenze <strong>di</strong> Firenze<br />
AVELLINO AVELLINO<br />
Anna Anna Vellone Vellone<br />
Dip. Mat. Dip. Mat.<br />
Antonio Antonio Tropeano Tropeano Viale Lincoln Viale Lincoln trav. Pirandello, trav. Pirandello, 4 4<br />
50129 50129 Firenze Firenze<br />
Centro Centro Sociale Sociale Rione Rione Mazzini Mazzini 81100 81100 Caserta Caserta<br />
mathesis@math.unifi.it<br />
Rione Rione Mazzini Mazzini<br />
tel. 0823 tel. 324931 0823 324931<br />
83100 83100 Avellino Avellino<br />
vellone@tin.it vellone@tin.it<br />
GROTTAGLIE GROTTAGLIE<br />
mathesis_avellino@hotmail.it<br />
CASTELLAMMARE<br />
Tiziana Tiziana Bindo Bindo<br />
BARI BARI<br />
DI STABIA DI STABIA<br />
Via Madonna Via Madonna <strong>di</strong> Pompei, <strong>di</strong> Pompei, 22 22<br />
Franco Franco Nuzzi Nuzzi<br />
Elisa Savarese Elisa Savarese<br />
74023 74023 Grottaglie Grottaglie (TA) (TA)<br />
Via Manzoni, Via Manzoni, 24 24<br />
Via Salario, Via Salario, 12 12<br />
tiziana.bindo@gmail.com<br />
70122 70122 Bari Bari<br />
80053 80053 Castellammare Castellammare <strong>di</strong> Stabia <strong>di</strong> (Na) Stabia (Na)<br />
tel. 080 tel. 5214472 080 5214472<br />
tel. 339 tel. 6396066 339 6396066<br />
GIOIA GIOIA DEL COLLE DEL COLLE<br />
fnuzzi01@alice.it<br />
mathemare@tin.it<br />
Francesca Francesca Galasso Galasso<br />
Piazza Piazza XX Settembre, XX Settembre, 44 44<br />
BARLETTA BARLETTA<br />
Emilia Defente<br />
CATANIA<br />
70023 Gioia del Colle (BA)<br />
Emilia Defente<br />
CATANIA<br />
70023 Gioia del Colle (BA)<br />
Scuola Secondaria E. Fieramosca<br />
Giuseppe Zappalà<br />
tel. 080 3448581<br />
Scuola Secondaria E. Fieramosca<br />
Giuseppe Zappalà<br />
tel. 080 3448581<br />
Via Zanardelli, 3<br />
Via Barriera del Bosco, 12 segreteriagioia@gioiamathesis.it<br />
Via Zanardelli, 3<br />
Via Barriera del Bosco, 12 segreteriagioia@gioiamathesis.it<br />
70051 70051 Barletta Barletta (BT) (BT)<br />
95030 95030 S. Agata S. Agata li Battiati li Battiati (CT) (CT)<br />
tel. 0883 349454<br />
zappala@dmi.unict.it<br />
ISERNIA<br />
tel. 0883 349454<br />
zappala@dmi.unict.it<br />
ISERNIA<br />
Camillo Camillo Ciarlante Ciarlante<br />
bamm07800n@istruzione.it<br />
CHIETI CHIETI<br />
Via XXIV Via XXIV Maggio, Maggio, 289 289<br />
BENEVENTO BENEVENTO<br />
Giacomo Giacomo Pisani Pisani<br />
86100 86100 Isernia Isernia<br />
Mario Mario Innocente Innocente Mandrone Mandrone Via Colle Via dell’Ara, Colle dell’Ara, 92 92 tel. 333 tel. 3022571 333 3022571<br />
Via A. Via Cifal<strong>di</strong>, A. Cifal<strong>di</strong>, 2/A 2/A<br />
66013 66013 Chieti Chieti Scalo Scalo camcia@virgilio.it<br />
82100 82100 Benevento Benevento<br />
tel. 0871 tel. 561569 0871 561569<br />
tel. 338 tel. 6315130 338 6315130<br />
giacomo.pisani@yahoo.it<br />
IMPERIA IMPERIA<br />
almavit@libero.it<br />
Rita Gandolfo Rita Gandolfo<br />
BERGAMO BERGAMO<br />
Carmelita Carmelita Fratus Fratus<br />
Via Dante Via Dante Alighieri, Alighieri, 4/B 4/B<br />
COSENZA COSENZA<br />
Carlo Carlo Costabile Costabile<br />
Dipartimento Dipartimento <strong>di</strong> Matematica <strong>di</strong> Matematica<br />
Via Duca Via d’Aosta, Duca d’Aosta, 114 114<br />
18030 18030 Poggio Poggio <strong>di</strong> Sanremo <strong>di</strong> Sanremo (IM) (IM)<br />
gandolfo.rita@libero.it
Numero 1 Gen-Apr 2011 Volume 3 Serie XI Anno CXXI<br />
Rivista quadrimestrale - Poste Italiane SpA - Sped. in Abb. Postale - D.L. 353/2003<br />
(conv. in L. n. 46 del 27/02/2004) art. 1 comma 2 - CNS BA<br />
<strong>Perio<strong>di</strong>co</strong><br />
<strong>di</strong> <strong>matematiche</strong><br />
Organo della MATHESIS<br />
Società italiana <strong>di</strong> scienze<br />
<strong>matematiche</strong> e fisiche<br />
fondata nel 1895<br />
1
Comitato <strong>di</strong> redazione<br />
Direttore: Emilio Ambrisi, <strong>Mathesis</strong> c/o Dipartimento <strong>di</strong> Matematica, Via Vival<strong>di</strong>, 43<br />
81100 Caserta; e-mail: presidente@mathesisnazionale.it<br />
Con<strong>di</strong>rettore: Antonio Maturo, Dipartimento <strong>di</strong> Scienze Sociali, Facoltà <strong>di</strong> Scienze<br />
Sociali, Università <strong>di</strong> Chieti-Pescara, Via dei Vestini, 31 – 66013 Chieti, e-mail:<br />
amaturo@unich.it<br />
Segretario <strong>di</strong> redazione: Giuseppe Isernia, Consiglio Nazionale <strong>Mathesis</strong>, e-mail:<br />
giuseppe.isernia@barletta.org<br />
Autorizzazioni e supporti<br />
Autorizzazione Tribunale <strong>di</strong> Bologna n. 266 del 29/3/1950.<br />
L’uso della testata PERIODICO DI MATEMATICHE è gentilmente concesso alla<br />
<strong>Mathesis</strong> dalla proprietaria Casa E<strong>di</strong>trice Nicola Zanichelli – Bologna.<br />
Con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> ven<strong>di</strong>ta<br />
Il PERIODICO DI MATEMATICHE è <strong>di</strong>stribuito gratuitamente ai soci <strong>Mathesis</strong>.<br />
Coloro che desiderano associarsi devono rivolgersi al Presidente <strong>di</strong> una delle sezioni<br />
elencate sul sito www.mathesisnazionale.it<br />
Abbonamenti per Scuole ed Enti Vari:<br />
Per l’Italia C 60,00<br />
Per l’Estero C 70,00<br />
Per richiesta <strong>di</strong> numeri singoli o arretrati: perio<strong>di</strong>co@mathesisnazionale.it<br />
cc /postale, Co<strong>di</strong>ce IBAN: IT05I0760 104000000048597470<br />
intestato a <strong>Mathesis</strong> Nazionale<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Matematica, Facoltà <strong>di</strong> Scienze<br />
Seconda Università <strong>di</strong> Napoli<br />
Via Vival<strong>di</strong> 43 - 81100 Caserta<br />
www.mathesisnazionale.it<br />
ISSN 1582-8832
✐<br />
✐<br />
E<strong>di</strong>toriale<br />
Il prossimo 6 maggio a Roma si terrà il Congresso “Matematica e Tecnologie:<br />
esperienze europee a confronto” organizzato dalla Casio Italia in collaborazione con<br />
la <strong>Mathesis</strong>.<br />
Un congresso che mira a <strong>di</strong>scutere dell’insegnamento / appren<strong>di</strong>mento con particolare<br />
riguardo a quanto e come esso possa giovarsi dell’uso delle tecnologie ed in<br />
particolare degli strumenti <strong>di</strong> calcolo. Un tema non nuovo, <strong>di</strong>battuto da tempo, ma un<br />
congresso <strong>di</strong> cui c’era grande bisogno per porre a confronto esperienze <strong>di</strong>verse e i loro<br />
risultati in Italia e in altri Paesi d’Europa.<br />
Nelle finalità del Congresso non c’è alcun “se”. Chiedersi se l’uso delle macchine<br />
e degli strumenti <strong>di</strong> calcolo per l’appren<strong>di</strong>mento della matematica sia utile o no<br />
apparirebbe, nel secolo della tecnologia, del tutto pleonastico e ancor più superfluo<br />
apparirebbe chiederselo per lo specifico caso della matematica la cui aspirazione è<br />
sempre stata la meccanizzazione delle sue procedure come ci insegna la storia. Non<br />
mancano citazioni al riguardo; tra queste, una delle più esplicite è <strong>di</strong> Leibniz: asseriva,<br />
nel 1671, che non è conveniente che uomini <strong>di</strong> genio perdano il loro tempo appresso a<br />
calcoli che bene potrebbero affidarsi a delle macchine. E non pochi hanno osservato<br />
che forse Keplero sarebbe vissuto qualche anno in più se avesse potuto <strong>di</strong>sporre <strong>di</strong> un<br />
calcolatrice come quelle <strong>di</strong> oggi, Eulero avrebbe forse evitato o limitato la sua cecità<br />
e Gauss avrebbe raggiunto vette ancora più elevate applicando quei proce<strong>di</strong>menti <strong>di</strong><br />
calcolo che lo avevano portato, tra l’altro, a ritrovare la traiettoria del pianeta Cerere.<br />
E gli esempi e le citazioni potrebbero moltiplicarsi trovando in ogni periodo storico un<br />
riferimento adeguato e pertinente. Il problema cioè non è il vantaggio dello strumento<br />
<strong>di</strong> calcolo o <strong>di</strong> <strong>di</strong>segno nel fare matematica o nell’insegnare la matematica perché<br />
questo è nella natura stessa della matematica. Ed è un vantaggio ed un’opportunità<br />
che da noi, in Italia, era già ampiamente riconosciuto nei programmi d’insegnamento<br />
ministeriali ed ora ancor più esplicitamente è affermato nelle più moderne ed attuali<br />
In<strong>di</strong>cazioni Nazionali per lo sviluppo del curricolo del primo e del secondo ciclo <strong>di</strong><br />
istruzione.<br />
Nelle nostre In<strong>di</strong>cazioni nazionali per il primo ciclo, infatti, è esplicitamente scritto<br />
che: “L’uso consapevole e motivato delle calcolatrici e del computer deve essere<br />
incoraggiato opportunamente fin dai primi anni della scuola primaria, ad esempio<br />
per verificare la correttezza <strong>di</strong> calcoli mentali e scritti e per esplorare i fenomeni<br />
del mondo dei numeri e delle forme”. E, nelle In<strong>di</strong>cazioni per i nuovi licei si legge<br />
3<br />
3
4 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
4 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 3/2010<br />
che “Al termine del percorso liceale lo studente padroneggia i piu comuni strumenti<br />
software per il calcolo, la ricerca e la comunicazione in rete, la comunicazione<br />
multime<strong>di</strong>ale, l’acquisizione e l’organizzazione dei dati, applicandoli in una vasta<br />
gamma <strong>di</strong> situazioni, ma soprattutto nell’indagine scientifica, e scegliendo <strong>di</strong> volta in<br />
volta lo strumento piu adatto”.<br />
La calcolatrice e il computer sono strumenti <strong>di</strong> cui l’educazione e la formazione<br />
non possono fare a meno e il cui utilizzo è raccomandato dunque nei documenti ufficiali<br />
che regolano il nostro sistema scolastico. E anche nelle prove scritte agli esami <strong>di</strong> stato<br />
conclusivi del liceo scientifico l’uso della calcolatrice non è solo ammesso, anche se<br />
limitato a quelle non grafiche, ma è incoraggiato da specifiche richieste contenute nei<br />
problemi o nei quesiti della prova d’esame che negli ultimi anni sono <strong>di</strong>venute sempre<br />
più presenti. La limitazione in sede <strong>di</strong> esame alle sole macchine calcolatrici non<br />
programmabili, espressione che viene generalmente intesa come “non grafiche”, fu<br />
una scelta operata un paio <strong>di</strong> decenni fa ed è oggetto <strong>di</strong> <strong>di</strong>scussione e pareri <strong>di</strong>scordanti:<br />
una recente indagine effettuata dalla rivista Tuttoscuola <strong>di</strong>rebbe che la “collettività” è<br />
favorevole ad eliminare il <strong>di</strong>vieto <strong>di</strong> usare le più moderne calcolatrici grafiche mentre<br />
dall’indagine effettuata annualmente con il supporto tecnico della Facoltà d’Ingegneria<br />
della Seconda Università <strong>di</strong> Napoli attraverso il sito www.matme<strong>di</strong>a.it la risposta<br />
dei docenti appare a larga maggioranza negativa.<br />
L’opposto risultato dei sondaggi merita certamente <strong>di</strong> essere oggetto <strong>di</strong> più specifiche<br />
e approfon<strong>di</strong>te riflessioni non trascurando però che si tratta <strong>di</strong> campioni <strong>di</strong>versi<br />
essendo quello dell’indagine Matme<strong>di</strong>a costituito da docenti nel periodo in cui assolvono<br />
al compito <strong>di</strong> commissari agli esami <strong>di</strong> stato. Non è altresì da trascurare il fatto<br />
che in tema <strong>di</strong> istruzione e <strong>di</strong> formazione ogni forma <strong>di</strong> “<strong>di</strong>vieto” appare decisamente<br />
inappropriata. Il Congresso certamente affronterà anche questo aspetto e il prossimo<br />
fascicolo del <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> pubblicherà ampie sintesi degli interventi e della <strong>di</strong>scussione.<br />
Una più recente presa <strong>di</strong> posizione sull’argomento su cui vale, però, la pena <strong>di</strong><br />
soffermarsi è <strong>di</strong> questi giorni e proviene dall’Invalsi — l’Istituto Nazionale per la valutazione<br />
del sistema dell’istruzione — che quest’anno per la prima volta somministrerà<br />
le sue prove agli studenti del secondo anno della scuola secondaria superiore, quin<strong>di</strong><br />
dei licei, degli istituti tecnici e degli istituti professionali. La finalità della somministrazione<br />
non è un esame, non serve a promuovere o bocciare, nè gli studenti, nè le<br />
scuole e i docenti, ma serve per avere informazioni circa gli appren<strong>di</strong>menti realizzati<br />
con riferimento agli or<strong>di</strong>namenti vigenti, dunque a ciò che è prescritto dalle norme che<br />
si insegni. Che cosa ha fatto l’Invalsi! Ha fornito la lista degli strumenti consentiti per<br />
lo svolgimento della prova <strong>di</strong> matematica. La lista prevede: il Righello, la Squadra, il<br />
Compasso, il Goniometro, la Calcolatrice intendendo qualsiasi tipo <strong>di</strong> calcolatrice<br />
ma con la con<strong>di</strong>zione, alquanto inutile, in verità, che essa NON sia quella dei telefoni<br />
cellulari e che NON sia collegabile né alla rete internet né a qualsiasi altro strumento<br />
(ad esempio, tramite bluetooth, wireless, ecc.). L’Invalsi ha inteso precisare altresì<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
E<strong>di</strong>torialE<br />
5<br />
E<strong>di</strong>toriale 5<br />
che righello e calcolatrice sono fortemente consigliati per un adeguato svolgimento<br />
della prova.<br />
Una tale posizione, pur comprensibile in qualche sua remota motivazione, ha<br />
ulteriormente ravvivato il già vivace <strong>di</strong>battito sulla funzione e il ruolo della valutazione<br />
operata dall’Invalsi perché investe chiaramente aspetti pedagogici e <strong>di</strong>dattici che<br />
appartengono alla sfera <strong>di</strong> competenza dei docenti. Non pochi insegnanti dei primi<br />
bienni della scuola superiore sono rimasti <strong>di</strong>sorientati: nel loro insegnamento non<br />
hanno mai fatto ricorso a tali strumenti. Chiedono il perché <strong>di</strong> una tale decisione e se,<br />
in particolare, per il giorno della prova le famiglie debbano provvedere a comprare<br />
per i loro figli il set completo degli strumenti consentiti o, almeno i due fortemente<br />
consigliati. E la calcolatrice, sarà conveniente acquistarne una più evoluta? Sarà<br />
veramente necessaria per affrontare adeguatamente queste prove Invalsi? E perché<br />
poi? Si tratta <strong>di</strong> una matematica <strong>di</strong>versa? Ci sono certamente ragioni che ci fanno<br />
con<strong>di</strong>videre la scelta operata dall’Invalsi ma ce ne sono certamente altre che la fanno<br />
apparire, se non altro, esorbitare da quello che è il compito dell’Istituto. Dal punto <strong>di</strong><br />
vista pedagogico si potrebbe <strong>di</strong>re che nella scelta Invalsi c’è una impostazione alla<br />
Rousseau (ad esempio: <strong>di</strong>segnare figure con accuratezza e misurare le grandezze con<br />
altrettanta accuratezza è fondamentale per l’appren<strong>di</strong>mento della geometria) mentre<br />
la situazione molto più generale nella quale si trova l’insegnamento nelle scuole del<br />
primo biennio superiore è <strong>di</strong> considerare trascurabile ciò che è ottenibile con gli<br />
strumenti (ad esempio: la geometria come arte <strong>di</strong> ragionare correttamente su figure<br />
sbagliate. Non c’è bisogno <strong>di</strong> <strong>di</strong>segnare segmenti e cerchi con righello e compasso,<br />
sono gli occhi della mente che devono vederli tali). Nell’una e nell’altra, come spesso<br />
accade per le scelte <strong>di</strong>dattiche e pedagogiche, c’è qualcosa che si perde e qualcosa<br />
che si guadagna. Questo è talmente risaputo da far apparire effettivamente <strong>di</strong>scutibile<br />
questa tendenza dell’Invalsi a volersi porre in una <strong>di</strong>mensione <strong>di</strong> convinto “orientatore”<br />
pedagogico e assumere il ruolo <strong>di</strong> chi <strong>di</strong>ce: la matematica è questa e si insegna così! E<br />
poi in un momento abbastanza delicato che non è solo della realizzazione della prima<br />
esperienza <strong>di</strong> sondare gli appren<strong>di</strong>menti realizzati a conclusione del primo biennio,<br />
ma anche <strong>di</strong> passaggio ad un nuovo or<strong>di</strong>namento dell’istruzione secondaria superiore.<br />
Tutto questo poi con una “governance” ministeriale abbastanza debole, vistosamente<br />
mancante <strong>di</strong> <strong>di</strong>rigenti tecnici, costituita per lo più da esperti esterni o già in quiescenza!<br />
Un passaggio quello sancito dal “rior<strong>di</strong>no” che, forse proprio per questa debolezza<br />
del quadro generale <strong>di</strong> riferimento, non è stato ancora perfettamente compreso e che<br />
imporrebbe un altro <strong>di</strong>battito. E cioè che al centro della riflessione ci sia il che cosa si<br />
vuole valutare. In definitiva, quali siano i traguar<strong>di</strong> dell’appren<strong>di</strong>mento e quali siano le<br />
competenze <strong>matematiche</strong> che si vuole che gli studenti posseggano a livello interme<strong>di</strong>o<br />
e a conclusione del loro percorso <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>. Il grande tema cioè affrontato con la stesura<br />
delle In<strong>di</strong>cazioni Nazionali, un lavoro che si è concluso solo in parte perchè ancora<br />
in corso per il secondo biennio e quinto anno degli istituti tecnici e professionali. La
6 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
6 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 3/2010<br />
funzione delle In<strong>di</strong>cazioni Nazionali cioè è proprio quella <strong>di</strong> in<strong>di</strong>care alle scuole e ai<br />
docenti le mete dell’azione <strong>di</strong>dattica e allo stesso tempo <strong>di</strong> costituire il riferimento per<br />
l’Invalsi per la sua azione <strong>di</strong> monitoraggio. Compreso questo, apparirà certamente più<br />
chiaro a chiunque il compito che deve svolgere.<br />
L’Amministrazione Centrale ha assolto al suo compito <strong>di</strong> definizione delle mete<br />
dell’azione <strong>di</strong>dattica attraverso il D.M. 139/2007 per l’obbligo d’istruzione e successivamente<br />
attraverso le in<strong>di</strong>cazioni per i licei e le linee guida per gli istituti tecnici e<br />
professionali (ancora da completare come già si è detto). Il compito delle scuole e<br />
dei docenti è quello <strong>di</strong> raggiungerle nell’esercizio della loro autonomia organizzativa<br />
e <strong>di</strong>dattica, ovvero con la più ampia libertà <strong>di</strong> scelta <strong>di</strong> itinerari, meto<strong>di</strong>, strumenti e<br />
tempi. All’Invalsi, infine, spetterà <strong>di</strong> pensare prove (queste sì “adeguate”) e somministrarle<br />
per informare il sistema circa il livello <strong>di</strong> raggiungimento <strong>di</strong> quelle mete (e non<br />
altre, ovviamente). In questa ripartizione dei compiti, la sofferenza maggiore è dei<br />
docenti e delle scuole perché non possono svolgerlo se quelle mete, fissate a livello<br />
centrale e per tutti, non sono chiare e comprensibili. Se il “che cosa” è importante, se<br />
i risultati <strong>di</strong> appren<strong>di</strong>mento attesi per la matematica (l’insieme <strong>di</strong> conoscenze, abilità e<br />
competenze) non emergono in modo esatto dalla lettura <strong>di</strong> queste In<strong>di</strong>cazioni come<br />
fanno le scuole ad operare perchè gli studenti li acquisiscano? E, se è così, come fa<br />
l’Invalsi ad accertarne l’acquisizione. E forse è questa la realtà: sono state prodotte<br />
“In<strong>di</strong>cazioni Nazionali” che si presentano con nomi <strong>di</strong>versi, pensate in modo <strong>di</strong>verso,<br />
scritte in modo <strong>di</strong>verso e scritte male, con poca accuratezza e tante contrad<strong>di</strong>zioni!<br />
Ecco dunque la tendenza, come per l’Invalsi, a fare altre cose e non quello che è il<br />
compito assegnato.<br />
La <strong>Mathesis</strong> come è noto de<strong>di</strong>cherà al tema delle In<strong>di</strong>cazioni Nazionali il prossimo<br />
suo Congresso <strong>di</strong> Ottobre 2011 a Caserta e il <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> continuerà la sua azione <strong>di</strong><br />
stimolo alla riflessione più attenta e competente ponendosi come “una palestra per tutti<br />
i colleghi, per tutte le idee, in amichevole anche se eventualmente vivace <strong>di</strong>battito”.<br />
E’ l’augurio che formulava Bruno de Finetti nell’esposizione del suo programma <strong>di</strong><br />
lavoro da Presidente e <strong>di</strong>rettore del <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong>. Un programma che risale a quant’anni<br />
fa e che de Finetti <strong>di</strong>vulgò in un ciclostilato, autentico numero “zero” della nuova serie<br />
del <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong>. L’intero ciclostilato, che de Finetti organizzò tutto da solo e realizzò con<br />
l’aiuto <strong>di</strong> Bruno Rizzi e della sig.ra Rosanna Gramazio, è riprodotto anastaticamente<br />
in appen<strong>di</strong>ce al presente fascicolo perché il lettore se ne possa giovare.<br />
Emilio Ambrisi<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
Nessuna liturgia nell’insegnamento della Matematica<br />
Andrea Laforgia<br />
Abstract: We formulate some remarks on the teaching of mathematics in Italian secondary and high<br />
schools.<br />
In una sua Nota del 1974, <strong>di</strong>venuta ormai classica e dall’eloquente titolo Contro<br />
la Matematica per Deficienti, Bruno de Finetti offriva al lettore alcune riflessioni sulla<br />
deprecabile con<strong>di</strong>zione dell’insegnamento della matematica nella scuola italiana <strong>di</strong><br />
quegli anni. Nel suo lavoro de Finetti osservava, in particolare, che lo stato complessivo<br />
della scuola faceva ritenere che lo scadentissimo livello in cui l’insegnamento della<br />
matematica si collocava, non aveva ancora raggiunto il suo estremo declino. “Pur<br />
rifuggendo da giu<strong>di</strong>zi precisi”, scrive de Finetti, “ritengo tuttavia <strong>di</strong> dover convenire<br />
che nella prassi scolastica, le tendenze al peggio sembrano destinate sistematicamente<br />
ad aver presa con maggiore forza”.<br />
Il matematico lamentava, in particolare, che il nobile capitolo della Geometria<br />
algebrica che ha visto e ancor oggi vede matematici <strong>di</strong> tutto il mondo impegnarsi<br />
in stu<strong>di</strong> e ricerche d’avanguar<strong>di</strong>a, genera, nell’insegnamento, un “sottoprodotto”: lo<br />
stu<strong>di</strong>o delle curve algebriche, le stereotipate curve da concorso a molti note appunto<br />
come “curve da concorso” le quali si <strong>di</strong>segnano dopo avvilenti ricerche <strong>di</strong> no<strong>di</strong>,<br />
tacno<strong>di</strong>, . . . . Oggi possiamo <strong>di</strong>re che, per fortuna, le curve algebriche non sono più<br />
oggetto delle tematiche concorsuali.<br />
“A sua volta” scrive ancora de Finetti, “questo sottoprodotto genera un sottoprodotto”<br />
(dunque un sottoprodotto <strong>di</strong> un sottoprodotto), che porta a stu<strong>di</strong>are delle<br />
equazioni in cui un parametro adombra la seconda variabile dell’equazione. Si tratta<br />
<strong>di</strong> problemi la cui soluzione richiede soltanto inutili e ripetitive “<strong>di</strong>scussioni” <strong>di</strong> equazioni<br />
<strong>di</strong> secondo grado da eseguire bovinamente: un esempio <strong>di</strong> come l’insegnamento<br />
possa <strong>di</strong>ventare una caricatura della ricerca.<br />
La situazione attuale non è <strong>di</strong>versa e le caricature della ricerca sono tante. Sebbene<br />
le curve da concorso siano state (speriamo definitivamente) accantonate e sebbene<br />
Tartenville sia stato rottamato, resistono ancora sottoprodotti che altro non sono che<br />
una ingenua e spesso forviante simulazione (caricature appunto) <strong>di</strong> temi centrali della<br />
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8 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
matematica che hanno caratterizzato e caratterizzano ancora rilevanti argomenti della<br />
ricerca scientifica. Uno dei temi più nobili dell’Analisi classica è rappresentato dalle<br />
Funzioni speciali: strumento essenziale e insostituibile che offre all’Ingegneria e alla<br />
Fisica, soluzioni <strong>di</strong> problemi spesso assai <strong>di</strong>fficili e che da queste <strong>di</strong>scipline riceve<br />
significativi impulsi per nuovi risultati e per lo sviluppo <strong>di</strong> nuove teorie.<br />
Ebbene le Funzioni speciali, il cui stu<strong>di</strong>o richiede la conoscenza e l’applicazione<br />
<strong>di</strong> sofisticati risultati e meto<strong>di</strong> dell’Analisi asintotica, delle equazioni <strong>di</strong>fferenziali<br />
or<strong>di</strong>narie e alle derivate parziali, delle equazioni integrali e <strong>di</strong> tanti altri settori<br />
dell’Analisi classica, hanno generato anch’esse un sottoprodotto: lo stu<strong>di</strong>o delle funzioni<br />
elementari che spesso angoscia inutilmente, senza cioè alcun arricchimento<br />
concettuale, giovani che si preparano alla prova scritta <strong>di</strong> matematica dell’esame <strong>di</strong><br />
stato. Il calcolo del dominio, il comportamento agli estremi, la ricerca <strong>di</strong> eventuali<br />
massimi, minimi e flessi, asintoti, . . . conferiscono a questo argomento un carattere<br />
inequivocabilmente liturgico. Lo studente viene addestrato a calcolare dapprima il<br />
dominio della funzione in oggetto, quin<strong>di</strong> a stu<strong>di</strong>are il comportamento agli estremi, . . . ,<br />
senza mai una variazione del metodo, che va eseguito senza offrire alcuna occasione<br />
<strong>di</strong> riflessione personale: come la recita del rosario. E ciò accade nonostante che in<br />
quasi quarant’anni trascorsi dalla pubblicazione dell’articolo <strong>di</strong> de Finetti si siano<br />
moltiplicate le occasioni per una riqualificazione dell’insegnamento della matematica.<br />
In questi quarant’anni si sono sviluppati in maniera impetuosa, settori dell’Analisi<br />
numerica, del Calcolo delle probabilità, della Ricerca operativa, della Statistica, . . . ;<br />
tutti temi centrali della matematica che hanno offerto e offrono ancora lo spunto per<br />
una nuova più efficace e più formativa <strong>di</strong>dattica della matematica. Per non parlare<br />
dell’importanza <strong>di</strong> familiarizzare lo studente all’uso delle <strong>di</strong>suguaglianze, (oggi sono<br />
posti al centro dell’attività <strong>di</strong>dattica soltanto i risultati “esatti”) argomento da noi<br />
trattato in modo puntuale e sistematico negli ultimi trent’anni e che non ha ancora<br />
trovato lo spazio che merita nei programmi che il docente sviluppa in classe.<br />
Ancora una volta condanniamo (chi scrive lo ha già fatto nelle se<strong>di</strong> ministeriali<br />
preposte e nella commissione ministeriale per la prova scritta <strong>di</strong> matematica all’esame<br />
<strong>di</strong> stato) quelle forme impersonali e tuttora <strong>di</strong>ffusissime e prevalenti <strong>di</strong> insegnamento<br />
consistenti nella fredda esposizione <strong>di</strong> “formule esatte”, modelli <strong>di</strong> trasformazione,<br />
tecniche risolutive, presentate in classe secondo lo schema spiego-interrogo-valuto. La<br />
“riforma” avrebbe dovuto almeno incoraggiare uno stile meno informativo, più propositivo,<br />
aperto e confidenziale in cui trovino posto le osservazioni, l’intuizione, l’ipotesi,<br />
le congetture, l’errore, la correzione e l’autocorrezione, le valutazioni statistiche e<br />
probabilistiche, la <strong>di</strong>scussione, la deduzione, la formalizzazione, la generalizzazione,<br />
i calcoli approssimati, la formulazione <strong>di</strong> nuovi problemi, le applicazioni, l’uso<br />
intelligente della calcolatrice e del computer, . . . Se l’insegnamento della matematica<br />
subisse questa svolta, lo studente sarebbe motivato allo stu<strong>di</strong>o della matematica e<br />
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andrEa laforgia<br />
9<br />
Andrea Laforgia 9<br />
<strong>di</strong>venterebbe egli stesso il vero protagonista e artefice della lezione che il docente deve<br />
condurre in classe in modo saggio e sapiente. Già, ma quanta fatica costa far lezione<br />
così! E chi me lo fa fare! Meglio spiegare, interrogare e valutare.<br />
Riferimenti bibliografici<br />
DE FINETTI B. (1974), “Contro la Matematica per Deficienti”, <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong><br />
Matematiche.<br />
LAFORGIA A. (2007), “In cattedra con la matita spuntata”, Sapere, Dedalo, numero<br />
5, 23–27.<br />
✉ANDREA LAFORGIA<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Matematica<br />
Università <strong>di</strong> Roma3<br />
Largo San Leonardo Murialdo, 1<br />
00146 ROMA.<br />
laforgia@mat.uniroma3.it
10 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
10 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 2/2010<br />
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Pedagogia della lumaca o. . . pedagogia del gambero?<br />
. . . La nostra amministrazione scolastica si è <strong>di</strong>mostrata estremamente sollecita<br />
a recepire quanto in alcune scuole avanzate dei Paesi ad alto sviluppo si viene realizzando,<br />
anche con un deciso sostegno offerto dalla stessa Unione europea. Alludo<br />
alla svolta che potremmo chiamare, anche con una certa enfasi, epocale, quella che ci<br />
invita a far sì che i sistemi <strong>di</strong> istruzione e <strong>di</strong> formazione non si limitino più a valutare<br />
le conoscenze terminali raggiunte dagli alunni, ma, facendo un deciso passo in avanti,<br />
a certificare ad<strong>di</strong>rittura le competenze da loro acquisite.<br />
Che significato assume una proposta del genere? An<strong>di</strong>amo ai fatti.<br />
. . . che cosa dovrebbe fare la nostra amministrazione? Semplicemente regolarsi<br />
<strong>di</strong> conseguenza e avviare un rior<strong>di</strong>no del sistema <strong>di</strong> istruzione . . . : un rior<strong>di</strong>no in cui,<br />
in primo luogo, siano in<strong>di</strong>cate con chiarezza le competenze terminali da accertare e<br />
certificare e, in secondo luogo, si <strong>di</strong>segni una strategia <strong>di</strong> insegnamento/appren<strong>di</strong>mento<br />
che sia congruente con finalità così impegnative.<br />
In effetti, però, come ha operato la nostra amministrazione? Per quanto riguarda le<br />
competenze terminali, si è limitata a rabberciare quelle <strong>di</strong> fine obbligo accompagnate<br />
da un modello <strong>di</strong> certificazione assai <strong>di</strong>scutibile; per quanto riguarda le competenze<br />
terminali <strong>di</strong> quinquennio, le In<strong>di</strong>cazioni per i licei glissano, le Linee guida per i tecnici<br />
e i professionali sono ancora in elaborazione. . . .<br />
Roma, 25 marzo 2011<br />
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Maurizio Tiriticco<br />
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Probabilità e paradossi<br />
Antonino Giambò<br />
1. Nell’esame <strong>di</strong> Stato 2010, scientifico sperimentale, sessione or<strong>di</strong>naria, è stato<br />
assegnato un quesito <strong>di</strong> probabilità (il N° 7) che ha suscitato ampie <strong>di</strong>scussioni fra<br />
gli addetti ai lavori. Sembra ad<strong>di</strong>rittura che alcuni commissari d’esame lo abbiano<br />
trovato ambiguo, alcuni hanno proposto una soluzione del quesito altri una soluzione<br />
<strong>di</strong>versa. Anche sui siti web che si sono occupati della vicenda sono comparse soluzioni<br />
contrastanti. Insomma una gran confusione.<br />
In questo articolo mi propongo non solo <strong>di</strong> mostrare che il quesito dell’esame<br />
2010 non fosse per nulla ambiguo ed avesse una ed una sola soluzione, ma <strong>di</strong> illustrare<br />
anche due proce<strong>di</strong>menti per risolverlo: uno elementare, oserei <strong>di</strong>re da conti della serva,<br />
l’altro complicato.<br />
Siccome poi un quesito dello stesso tenore era stato assegnato in una precedente<br />
e<strong>di</strong>zione dell’esame e precisamente nel 2005 (quesito N° 8) farò pure vedere come<br />
questo quesito sia dello stesso genere <strong>di</strong> quell’altro. Occorre precisare che quella volta,<br />
nel 2005, non ci furono particolari commenti o rimostranze, o perlomeno non furono<br />
segnalate, e tutto passò sotto silenzio, quasi certamente perché il quesito fu assegnato<br />
nella sessione suppletiva e quin<strong>di</strong> interessò un numero sparuto <strong>di</strong> can<strong>di</strong>dati.<br />
Mostrerò a seguire qualche altro quesito riconducibile allo stesso modello.<br />
Allargherò poi il campo per un cenno alle situazioni paradossali in questioni <strong>di</strong><br />
probabilità.<br />
Mi soffermerò infine su una curiosità storica per sottolineare come anche stu<strong>di</strong>osi<br />
<strong>di</strong> valore abbiano preso cantonate su argomenti similari.<br />
2. Incominciamo a riportare il testo del quesito del 2010:<br />
Per la ricorrenza della festa della mamma, la sig.ra Luisa organizza una<br />
cena a casa sua, con le sue amiche che hanno almeno una figlia femmina.<br />
La sig.ra Anna è una delle invitate e perciò ha almeno una figlia femmina.<br />
Durante la cena, la sig.ra Anna <strong>di</strong>chiara <strong>di</strong> avere esattamente due figli.<br />
Si chiede: qual è la probabilità che anche l’altro figlio della sig.ra Anna<br />
sia femmina? Si argomenti la risposta.<br />
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Il quesito, sfrondato dagli aspetti romanzeschi, è sostanzialmente il seguente:<br />
Una signora ha due figli, almeno uno dei quali è femmina. Qual è la<br />
probabilità che anche l’altro lo sia?<br />
Il ragionamento istintivo, irrazionale, porta a ragionare nel seguente modo: “Un<br />
figlio è certamente femmina, l’altro o è maschio o è femmina. Due casi possibili ed uno<br />
solo favorevole. Quin<strong>di</strong> la probabilità è 1/2”. Ed in realtà molti studenti e purtroppo<br />
anche dei docenti hanno ragionato così. Ed hanno clamorosamente sbagliato.<br />
Risolviamo il quesito procedendo come si fa con i conti della serva. I casi possibili,<br />
a fronte <strong>di</strong> due figli, sono i seguenti, dove M sta per maschio ed F sta per femmina e<br />
dove quello scritto per primo è il figlio maggiore:<br />
MM, MF, FM, FF.<br />
La prima possibilità è da escludere dal momento che sappiamo che una figlia è<br />
femmina. Restano in pie<strong>di</strong> 3 possibilità, in 2 delle quali il secondo figlio è maschio ed<br />
in uno è femmina. Tre casi possibili, un caso favorevole. La probabilità è 1/3.<br />
Ma questo ragionamento, che pure è semplice ed elementare, non convince molti.<br />
La spiegazione che danno alcuni è la seguente: “MF ed FM non sono due casi <strong>di</strong>versi<br />
ma lo stesso caso. Quin<strong>di</strong> 2 casi possibili, uno solo favorevole. La probabilità è 1/2”.<br />
Si potrebbe tentare <strong>di</strong> convincerli argomentando che le coppie che si considerano<br />
sono coppie or<strong>di</strong>nate e quin<strong>di</strong> i casi MF ed FM sono <strong>di</strong>fferenti, ma voglio provare<br />
a fare un ragionamento completamente <strong>di</strong>verso, anche se più complicato. Un<br />
ragionamento che chiama in causa la formula <strong>di</strong> Bayes.<br />
Detto per curiosità, questa formula prende il nome dallo stu<strong>di</strong>oso che la scoprì,<br />
il reverendo inglese Thomas Bayes (1702–1761) e fu pubblicata per la prima volta<br />
nel 1763, dopo la morte del suo autore. Essa però <strong>di</strong>venne celebre soltanto dopo che<br />
il francese Pierre Simon de Laplace (1749–1827) la rispolverò includendola nel suo<br />
celebre trattato Théorie analytique des probabilitès (1812), <strong>di</strong>venuto poi un classico<br />
del calcolo delle probabilità.<br />
Incominciamo a costruire un grafo che sintetizzi la situazione (Fig. 1).<br />
Calcoliamo anzitutto la probabilità che almeno una delle due figlie sia femmina.<br />
Si ha:<br />
p(almeno una femmina) = p(M) p(F) + p(F) p(M) + p(F) p(F) = 3/4.<br />
Pertanto, in virtù della formula <strong>di</strong> Bayes, la probabilità che anche l’altra figlia sia<br />
femmina, sapendo che lo è almeno uno dei figli, è la seguente:<br />
p(altra F|almeno una F) =<br />
p(almeno una F|altra F) p(altra F)<br />
p(almeno una F)<br />
1<br />
= 2<br />
3<br />
4<br />
· 1<br />
2<br />
= 1<br />
3 ·<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
antonino giaMBÒ<br />
13<br />
Antonino Giambò 13<br />
Fig. 1<br />
Esattamente come con l’altro proce<strong>di</strong>mento.<br />
3. Ma allora, qual è la ragione <strong>di</strong> fondo per la quale molti sostengono, anche se<br />
istintivamente e senza riflettere, che la probabilità cercata sia 1/2?<br />
Io ritengo che essi in realtà pensino inconsciamente ad un quesito <strong>di</strong>verso, precisamente<br />
il seguente:<br />
Una signora ha due figli, il maggiore (o equivalentemente: il minore) dei<br />
quali è femmina. Qual è la probabilità che anche l’altra lo sia?<br />
Adesso i casi possibili sono realmente 2: FM e FF, mentre <strong>di</strong> favorevoli ce n’è<br />
uno solo. Quin<strong>di</strong> la probabilità è effettivamente 1/2.<br />
Ora, se si mettono a confronto il quesito assegnato nell’esame con quello considerato<br />
poco sopra, ci si rende facilmente conto che in quest’ultimo c’è un’informazione<br />
in più rispetto al primo (la figlia femmina è la maggiore) e perciò è comprensibile che<br />
anche la probabilità sia maggiore.<br />
4. An<strong>di</strong>amo ad occuparci adesso del quesito assegnato nell’esame del 2005,<br />
incominciando a riportarne il testo:<br />
In un’urna ci sono due palline bianche, in una seconda urna ci sono<br />
due palline nere e in una terza urna ci sono una pallina bianca e una<br />
pallina nera. Scegli a caso un’urna ed estrai, sempre a caso, una delle<br />
due palline in essa contenute: è bianca. Saresti <strong>di</strong>sposto a scommettere<br />
alla pari che la pallina rimasta nell’urna che hai scelto sia essa pure<br />
bianca?<br />
Scommettere alla pari significa attribuire probabilità 1/2 all’evento “la pallina<br />
rimasta nell’urna è bianca”.<br />
In realtà molti pensano che effettivamente questa probabilità sia 1/2. Il loro<br />
pseudo-ragionamento: “Se ho estratto una pallina bianca devo escludere che l’urna sia<br />
quella con le due palline nere, per cui i casi possibili sono due: urna con palline <strong>di</strong>
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colore <strong>di</strong>verso ed urna con palline bianche. In un solo caso, <strong>di</strong> questi due, la pallina<br />
rimasta nell’urna è bianca. E perciò la probabilità è 1/2” Di nuovo si tratta <strong>di</strong> un<br />
ragionamento istintivo e non razionale. An<strong>di</strong>amo a vedere come stanno realmente le<br />
cose.<br />
Ricorriamo alla formula <strong>di</strong> Bayes e per questo visualizziamo la situazione con un<br />
grafo (Fig. 2), in<strong>di</strong>cando con X l’urna con le palline bianche, con Y quella contenente<br />
palline <strong>di</strong> colore <strong>di</strong>verso e con Z l’urna con le palline nere.<br />
Fig. 2<br />
Osserviamo anzitutto che la probabilità <strong>di</strong> estrarre pallina bianca, dopo aver scelto<br />
a caso una delle tre urne, è:<br />
p(B)=p(X) · p(B)+p(Y ) · p(B)+p(Z) · p(B)= 1 1 1 1 1<br />
· 1 + · + · 0 =<br />
3 3 2 3 2 ·<br />
Pertanto, la probabilità che la pallina rimasta nell’urna estratta a caso sia bianca,<br />
sapendo che è stata estratta una pallina bianca, è, per il teorema <strong>di</strong> Bayes:<br />
p(X |B)= p(B|X)p(X)<br />
p(B)<br />
=<br />
1 · 1<br />
3<br />
=<br />
1<br />
2<br />
2<br />
3 ·<br />
Conviene certamente scommettere alla pari che la pallina rimasta nell’urna sia<br />
bianca. Ci sono infatti più probabilità <strong>di</strong> vincere che <strong>di</strong> perdere.<br />
Anche adesso, come nell’altro quesito, il ricorso alla formula <strong>di</strong> Bayes è esagerato.<br />
Il problema si può risolvere, infatti, con considerazioni elementari. Bisogna solo capire<br />
che, una volta estratta una pallina bianca da un’urna scelta a caso, la pallina rimasta<br />
nell’urna è bianca solo se proviene dall’urna X, ma può esserlo in due mo<strong>di</strong>: pallina<br />
B1 o pallina B2, dal momento che nell’urna vi sono due palline bianche. Ed è proprio<br />
questa situazione che chi risolve istintivamente non tiene nella debita considerazione.<br />
Ora, una volta scelta a caso un’urna e ancora a caso una delle due palline in essa<br />
contenute, se si constata che è bianca, i casi possibili sono i tre seguenti:<br />
a) la pallina proviene dall’urna X: quella che rimane è B1 (se è stata estratta B2) o<br />
è B2 (se è stata estratta B1);<br />
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antonino giaMBÒ<br />
15<br />
Antonino Giambò 15<br />
b) la pallina proviene dall’urna Y : quella che rimane è N.<br />
Solo nel caso in cui la pallina proviene dall’urna X il suo colore è ancora bianco:<br />
ma sono due le possibilità favorevoli. Pertanto la probabilità che, estratta pallina<br />
bianca, quella rimasta nell’urna sia essa pure bianca è: p = 2/3.<br />
Come sopra, ma in modo più semplice e senza scomodare il teorema <strong>di</strong> Bayes.<br />
5. A scanso <strong>di</strong> equivoci, vorrei chiarire che non sto criticando l’uso della formula<br />
<strong>di</strong> Bayes, ma sto <strong>di</strong>cendo semplicemente che in qualche circostanza se ne può fare a<br />
meno. In altri casi invece, certamente più importanti e significativi <strong>di</strong> quelli presi in<br />
esame, essa è in<strong>di</strong>spensabile e decisiva.<br />
Ecco comunque alcuni quesiti riconducibili allo stesso modello (o ad un modello<br />
analogo) dei due precedenti. Come quelli si possono risolvere in modo semplice e in<br />
modo complicato, ma il risultato non cambia.<br />
a) Lancio due monete, le cui facce hanno la stessa probabilità <strong>di</strong> uscire, e vedo<br />
una testa. Qual è la probabilità che ci sia una seconda testa?<br />
b) Il sig. Rossi ha tre figli, uno dei quali è maschio. Scegliendo a caso fra gli altri<br />
due, qual è la probabilità che sia maschio?<br />
c) In un’urna ci sono tre palline, <strong>di</strong> cui due bianche ed una nera. Viene estratta<br />
una pallina e si constata che è bianca. Senza rimetterla nell’urna si estrae una<br />
seconda pallina. Qual è la probabilità che anche questa sia bianca?<br />
d) Durante una festa paesana Tizio, con un fantasmagorico cappello in testa,<br />
sta facendo questo gioco. Fa vedere tre cartoncini uguali in tutto fuorché nel<br />
colore: uno è rosso su entrambe le facce, uno è nero su entrambe le facce, uno<br />
è rosso su una faccia e nero sull’altra. Infila i tre cartoncini in una busta e ne fa<br />
estrarre uno a caso da uno spettatore in modo però che del cartoncino estratto<br />
si veda solo una faccia. Che questa sia rossa o che, in<strong>di</strong>fferentemente, sia nera<br />
scommette alla pari che l’altra faccia è dello stesso colore. Pensi che il gioco<br />
sia equo?<br />
6. Alcuni, come ho segnalato all’inizio, hanno ritenuto “ambiguo” il quesito<br />
assegnato nell’esame 2010. Ho fatto vedere chiaramente che l’ambiguità non esiste<br />
proprio ed il quesito è chiarissimo. Forse la conclusione è paradossale, questo sì, ma<br />
il paradosso è spesso presente nei quesiti <strong>di</strong> probabilità.<br />
Un caso fra tanti è costituito dal celebre problema del compleanno, proposto per<br />
la prima volta nel 1939 dallo scienziato austriaco Richard von Mises (1883–1953).<br />
Risolvendolo si scopre, com’è noto ai più, un fatto apparentemente sbalor<strong>di</strong>tivo: in<br />
un gruppo casuale <strong>di</strong> appena 23 persone ci sono più probabilità <strong>di</strong> trovarne due che<br />
festeggiano lo stesso compleanno piuttosto che <strong>di</strong> non trovarle. In effetti la probabilità
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<strong>di</strong> trovarle è p ≈ 50,73%. Con un gruppo <strong>di</strong> 50 persone si ha una probabilità all’incirca<br />
del 97,04%.<br />
Perché il risultato suscita sorpresa? Suggerisco un’ipotesi, ma non è detto che sia<br />
quella giusta. Enunciamo prima <strong>di</strong> tutto il problema:<br />
Qual è la probabilità <strong>di</strong> trovare, in un gruppo casuale <strong>di</strong> n persone, due<br />
persone che festeggiano il compleanno nello stesso giorno?<br />
In<strong>di</strong>cata con p(n) tale probabilità, si <strong>di</strong>mostra che:<br />
<br />
p(n)=1 − 1 − 1<br />
<br />
1 −<br />
365<br />
2<br />
<br />
··· 1 −<br />
365<br />
Questa funzione è rappresentata in figura 3.<br />
Fig. 3<br />
<br />
n − 1<br />
·<br />
365<br />
Ebbene io ritengo che in realtà molti, anche se inconsciamente, non pensino a<br />
questo problema, ma abbiano in mente quest’altro, che è completamente <strong>di</strong>verso dal<br />
precedente:<br />
Qual è la probabilità che, scelta a caso una persona in un gruppo casuale<br />
<strong>di</strong> n persone, ve ne sia almeno un’altra che festeggi lo stesso compleanno?<br />
Esso è risolto dalla seguente formula:<br />
p(n)=1 −<br />
n−1 1364<br />
365<br />
la cui rappresentazione grafica è riprodotta in figura 4.<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
antonino giaMBÒ<br />
17<br />
Antonino Giambò 17<br />
Fig. 4<br />
Ora, effettivamente, affinché la probabilità <strong>di</strong> trovare una seconda persona che<br />
festeggi lo stesso compleanno <strong>di</strong> un’altra scelta a caso nel gruppo sia maggiore <strong>di</strong><br />
quella <strong>di</strong> non trovarla, richiede che nel gruppo stesso vi siano almeno 254 persone.<br />
Con questo numero la probabilità <strong>di</strong> trovare la persona in questione è infatti: p ≈<br />
50,05%. Mentre per avere una probabilità del 97% occorrono almeno 1280 persone.<br />
E questa situazione evidentemente non provoca alcuno sconcerto.<br />
7. Per concludere consiglio a coloro che hanno preso delle cantonate nella risoluzione<br />
del quesito dell’esame 2010 <strong>di</strong> non deprimersi. Primo perché in questioni<br />
del genere l’errore è <strong>di</strong>etro l’angolo. Secondo perché si trovano in compagnia <strong>di</strong><br />
personaggi celebri. Ne cito due fra tanti, Gilles Personne de Roberval (1602–1675) e<br />
Jean Baptiste Le Rond d’Alembert (1717–1783), poiché i loro errori sono simili.<br />
Vado a descrivere l’errore del primo. Di fronte al problema della <strong>di</strong>visione delle<br />
parti, quando mancano due partite per chiudere la competizione, la situazione è la<br />
seguente: al giocatore A per chiudere manca <strong>di</strong> vincere una partita, al giocatore B ne<br />
mancano due. Roberval ragiona in questo modo:<br />
- A vince la penultima partita ed è inutile giocare l’ultima: il gioco è chiuso con<br />
la vittoria finale <strong>di</strong> A;<br />
- B vince la penultima partita ed A vince l’ultima: il gioco si chiude con la vittoria<br />
<strong>di</strong> A;<br />
- B vince le ultime due partite: il gioco si chiude con la vittoria <strong>di</strong> B.<br />
Tre sono i casi possibili: in due vince A ed in uno vince B. La probabilità <strong>di</strong> vittoria<br />
finale <strong>di</strong> A è2/3, quella <strong>di</strong> B è1/3.<br />
Oggi, e per la verità da molto tempo, sappiamo che questo modo <strong>di</strong> ragionare è sbagliato<br />
e che il modo corretto, descritto da Pierre de Fermat (1601–1665), presuppone<br />
<strong>di</strong> considerare i seguenti esiti possibili nelle due ultime partite:
18 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
18 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
vince A - vince A; vince A - vince B; vince B - vince A; vince B - vinceB.<br />
Quattro casi possibili: in tre A si aggiu<strong>di</strong>ca la vittoria finale, in uno se l’aggiu<strong>di</strong>ca<br />
B. Ragion per cui: p(A) = 3/4; p(B) = 1/4.<br />
L’errore <strong>di</strong> d’Alembert riguarda il lancio <strong>di</strong> una moneta per due volte. Egli sostiene<br />
che, nei due lanci, l’uscita <strong>di</strong> almeno una croce abbia probabilità 2/3. Egli infatti<br />
considera come esaustivi i seguenti casi:<br />
- esce croce nel primo lancio (inutile continuare);<br />
- esce prima testa e poi croce;<br />
- escono due teste.<br />
Che si tratti <strong>di</strong> un ragionamento sbagliato e che la probabilità <strong>di</strong> almeno una croce<br />
sia 3/4 lo sanno ormai anche i ragazzini <strong>di</strong> scuola me<strong>di</strong>a (pardon: scuola secondaria<br />
<strong>di</strong> 1° grado) ed è superfluo soffermarsi sulla risoluzione.<br />
Pensierino finale.<br />
La teoria delle probabilità è un campo della matematica insolitamente ricco <strong>di</strong><br />
paradossi; verità che appaiono così in contrasto con il senso comune da essere<br />
<strong>di</strong>fficilmente cre<strong>di</strong>bili anche dopo che ci si è trovati <strong>di</strong> fronte alla loro <strong>di</strong>mostrazione.<br />
✉ANTONINO GIAMBÒ<br />
Ispettore tecnico MIUR in pensione<br />
Macerata.<br />
Martin Gardner, (1997), Enigmi e giochi matematici,<br />
Milano, BUR Supersaggi, pag. 40.<br />
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Spigolando tra i quesiti assegnati agli esami <strong>di</strong> Stato<br />
la <strong>di</strong>stanza minima <strong>di</strong> un punto da una parabola<br />
Rocco Brunetti<br />
Sunto: Prendendo spunto da un quesito assegnato all’esame <strong>di</strong> Stato, si stu<strong>di</strong>a la variazione della <strong>di</strong>stanza<br />
<strong>di</strong> una generica parabola da un punto qualsiasi dello stesso piano.<br />
Abstract: Starting from one of the questions at the maturità, we <strong>di</strong>scuss the measure of the <strong>di</strong>stance<br />
between a generic parabola and a point in the parabola’s plane.<br />
1 Un quesito assegnato agli esami <strong>di</strong> maturità<br />
Nella prova <strong>di</strong> matematica della sessione suppletiva 2010, per i corsi sperimentali<br />
del liceo scientifico, all’interno del questionario, è stato assegnato il seguente quesito<br />
(quesito n. 6):<br />
Si determini il punto della parabola 4y = x 2 più vicino al punto <strong>di</strong> coor<strong>di</strong>nate<br />
(6,−3).<br />
La strada più imme<strong>di</strong>ata (perché utilizza i concetti <strong>di</strong> analisi dell’ultimo anno) per<br />
i can<strong>di</strong>dati consiste nel determinare il minimo della funzione che descrive la <strong>di</strong>stanza<br />
del punto <strong>di</strong> cui sono assegnate le coor<strong>di</strong>nate dal generico punto della parabola.<br />
Osservato che la nostra parabola ha il vertice nell’origine degli assi, per asse <strong>di</strong><br />
simmetria l’asse delle or<strong>di</strong>nate e rivolge la concavità verso l’alto per cui è situata nel<br />
semipiano delle or<strong>di</strong>nate non negative, si deduce che il punto richiesto appartiene<br />
all’arco <strong>di</strong> parabola situato nel primo quadrante.<br />
<br />
Posto P(6,−3) e in<strong>di</strong>cato con Q x, x2<br />
<br />
il generico punto <strong>di</strong> detto arco della parabola,<br />
4<br />
possiamo limitarci a considerare il caso <strong>di</strong> x > 0. La <strong>di</strong>stanza tra i due punti è data<br />
dalla funzione<br />
<br />
d(x) = (x − 6) 2 <br />
x2 +<br />
4<br />
2<br />
+ 3<br />
= 1<br />
x<br />
4<br />
4 + 40x2 − 192x + 720,<br />
19<br />
19
20 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
20 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
da cui<br />
d ′ (x) =<br />
x 3 + 20x − 48<br />
2 √ x 4 + 40x 2 − 192x + 720 = (x − 2)(x2 + 2x + 24)<br />
2 √ x 4 + 40x 2 − 192x + 720 ·<br />
Avendosi d ′ (x) ≥ 0 per x ≥ 2, la <strong>di</strong>stanza PQ è minima per x = 2 e Q ha quin<strong>di</strong><br />
coor<strong>di</strong>nate (2,1).<br />
Il punto Q può essere anche determinato in modo <strong>di</strong>verso.<br />
Supposto Q il punto del nostro arco <strong>di</strong> parabola più vicino al punto P, osserviamo che<br />
la tangente in Q alla parabola lascia alla sua sinistra tutti gli altri punti della parabola<br />
e che la circonferenza <strong>di</strong> centro P e raggio PQ, avendo in comune con la parabola<br />
soltanto Q, ha in Q la stessa tangente. Osservato che PQ è perpen<strong>di</strong>colare a detta<br />
tangente, possiamo affermare che Q è il punto in cui la normale (perpen<strong>di</strong>colare alla<br />
tangente) alla parabola passa per P.<br />
Considerato che la tangente in Q non è parallela a nessuno degli assi cartesiani,<br />
possiamo ragionare sui coefficienti angolari e affermare che il punto Q è il punto<br />
dell’arco <strong>di</strong> parabola situato nel primo quadrante per il quale, con ovvio significato<br />
dei simboli, risulta m(tQ) · m(PQ) = −1.<br />
Deve quin<strong>di</strong> risultare<br />
x<br />
2 ·<br />
x2 + 3<br />
4<br />
x − 6<br />
= −1 e quin<strong>di</strong><br />
<br />
x =6<br />
x 3 + 20x − 48 = 0<br />
Si ottiene così, in maniera più semplice, il punto (2,1).<br />
Sia nell’uno che nell’altro modo, la soluzione del quesito non presenta particolari<br />
<strong>di</strong>fficoltà, per cui il quesito risulta ben posto all’interno del questionario. Occorre<br />
tuttavia precisare che l’assenza <strong>di</strong> <strong>di</strong>fficoltà è legata alla particolare parabola data e<br />
alla particolarità delle coor<strong>di</strong>nate del punto assegnato. Nel caso generale l’equazione<br />
<strong>di</strong> terzo grado <strong>di</strong> cui l’ascissa <strong>di</strong> Q è soluzione può non avere ra<strong>di</strong>ci razionali per cui<br />
la sua risoluzione non è alla portata dei can<strong>di</strong>dati, non conoscendo essi la formula<br />
<strong>di</strong> Cardano per risolvere l’equazione generale <strong>di</strong> terzo grado. In tal caso tuttavia le<br />
soluzioni reali dell’equazione possono essere contate ed approssimate.<br />
Il problema può essere generalizzato nella determinazione del punto <strong>di</strong> una generica<br />
parabola avente <strong>di</strong>stanza minima da un generico punto P(α,β) non appartenente<br />
alla parabola stessa o, ancora, nella determinazione del punto <strong>di</strong> una generica conica<br />
avente <strong>di</strong>stanza minima da un generico punto P(α,β) non appartenente ad essa. Qui<br />
mi limito a trattare il caso della parabola.<br />
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rocco BrunEtti<br />
21<br />
Rocco Brunetti 21<br />
2 Caso generale con parabola <strong>di</strong> equazione y = ax 2<br />
Possiamo supporre a > 0 dato che una parabola qualsiasi, con la scelta <strong>di</strong> un<br />
sistema <strong>di</strong> riferimento cartesiano ortogonale opportuno, può sempre rappresentarsi<br />
con un equazione del tipo y = ax 2 con a > 0. Consideriamo separatamente il caso del<br />
punto P situato sull’asse delle y dal caso <strong>di</strong> P non appartenente all’asse delle or<strong>di</strong>nate.<br />
In tale ultimo caso limiteremo l’analisi a P appartenente al semipiano delle ascisse<br />
positive data la simmetria della parabola rispetto all’asse delle or<strong>di</strong>nate.<br />
2.1 Minima <strong>di</strong>stanza da un punto P appartenente all’asse delle y<br />
Se P appartiene al semiasse negativo, il punto della parabola più vicino a P è<br />
evidentemente il vertice O né vi sono altri punti della parabola per i quali la <strong>di</strong>stanza<br />
da P risulti stazionaria.<br />
Sia ora P(0,β) con β > 0 un punto del semiasse positivo delle or<strong>di</strong>nate. Ricor<strong>di</strong>amo<br />
che la curvatura K(x) <strong>di</strong> una curva piana <strong>di</strong> equazione y = y(x) è data dalla<br />
formula<br />
K(x) =<br />
|y ′′ (x)|<br />
<br />
1 + [y ′ (x)] 2 3 2<br />
· (2.1)<br />
Ricor<strong>di</strong>amo anche che il reciproco <strong>di</strong> K(x) è il raggio <strong>di</strong> curvatura della nostra<br />
curva piana nel suo punto <strong>di</strong> ascissa x e rappresenta il raggio r(x) del cerchio osculatore,<br />
cerchio che ha un contatto almeno tripunto con la parabola in detto punto <strong>di</strong> ascissa x.<br />
Nel vertice O la nostra parabola ha, pertanto, curvatura K = 2a. La normale alla<br />
parabola nel suo vertice (l’asse delle or<strong>di</strong>nate) passa evidentemente per P; la <strong>di</strong>stanza<br />
<strong>di</strong> P dal generico punto Q della parabola è quin<strong>di</strong> stazionaria in O.<br />
Consideriamo adesso la circonferenza <strong>di</strong> centro P e raggio β.<br />
Se risulta β < 1 1<br />
, avendosi > 2a, la nostra circonferenza, che è tangente in O<br />
2a<br />
β<br />
alla parabola, ha in O curvatura maggiore della curvatura della parabola. Tutti gli altri<br />
punti della parabola sono esterni alla nostra circonferenza e il vertice O è, pertanto, il<br />
punto della parabola che risulta più vicino a P.<br />
Se risulta β > 1<br />
1<br />
, avendosi < 2a, la nostra circonferenza, sempre tangente<br />
2a<br />
β<br />
in O alla parabola, ha in O curvatura minore della curvatura della parabola e quin<strong>di</strong><br />
incontra la stessa parabola in altri due punti R ed S simmetrici rispetto all’asse delle<br />
or<strong>di</strong>nate. I due archi aperti (privati degli estremi) <strong>di</strong> parabola OR ed OS sono pertanto<br />
interni alla nostra circonferenza e i loro punti hanno <strong>di</strong>stanza da P inferiore a β. Il<br />
punto O è un punto relativamente più lontano da P cioè la <strong>di</strong>stanza <strong>di</strong> P dal generico<br />
punto della parabola presenta in O un massimo relativo. Per determinare i punti<br />
della parabola a <strong>di</strong>stanza minima da P an<strong>di</strong>amo ad in<strong>di</strong>viduare gli altri punti nei quali
22 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
22 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
la normale alla parabola passa per P. Detto Q(x,ax2 ) con x =0 il generico punto<br />
della parabola <strong>di</strong>stinto dal vertice, la con<strong>di</strong>zione m(tQ) · m(PQ)=−1 dà la relazione<br />
2ax ax2 − β<br />
= −1 da cui 2a<br />
x<br />
2x2 − 2aβ + 1 = 0 e da cui si ricava x = ± 1 <br />
4aβ − 2.<br />
2a<br />
Pertanto, nel caso β > 1<br />
, vi sono due punti della parabola posti a minima <strong>di</strong>stanza<br />
2a<br />
dal punto P(0,β) ovvero i punti<br />
<br />
Q1 − 1<br />
<br />
1<br />
1 1<br />
4aβ − 2,β − e Q2 4aβ − 2,β − .<br />
2a<br />
2a<br />
2a<br />
2a<br />
Essi sono simmetrici rispetto all’asse delle y e la loro or<strong>di</strong>nata è data dall’or<strong>di</strong>nata<br />
<strong>di</strong> P <strong>di</strong>minuita <strong>di</strong> una quantità pari al reciproco della curvatura della parabola nel<br />
vertice ovvero al reciproco della massima curvatura della parabola. Considerato che la<br />
curvatura <strong>di</strong> una curva in un suo punto è il reciproco del raggio <strong>di</strong> curvatura (raggio<br />
del cerchio oscuratore) della stessa curva in quel punto, possiamo anche <strong>di</strong>re che<br />
l’or<strong>di</strong>nata dei due punti a <strong>di</strong>stanza minima dal punto P è uguale all’or<strong>di</strong>nata <strong>di</strong> P<br />
<strong>di</strong>minuita del minimo raggio <strong>di</strong> curvatura della parabola.<br />
Se, infine, risulta β = 1<br />
2a , i due punti Q1 e Q2 coincidono con il vertice O e la<br />
circonferenza <strong>di</strong> centro P e raggio β ha in O un contatto quadripunto con la parabola;<br />
O è il punto a <strong>di</strong>stanza minima da P. Nella figura 1, per mezzo <strong>di</strong> circonferenze<br />
con centro in P e tangenti alla parabola, sono evidenziati il caso β < 1<br />
con la<br />
2a<br />
circonferenza c1 con centro in P1, il caso β = 1<br />
2a con la circonferenza c2 avente centro<br />
in P2, il caso β > 1<br />
2a con le due circonferenze c3 e c ′ 3 aventi lo stesso centro P3.<br />
Figura 1. Distanza della parabola y = 1<br />
4 x2 dai punti dell’asse yP1 <strong>di</strong> or<strong>di</strong>nata<br />
β1 < 2, P2 <strong>di</strong> or<strong>di</strong>nata β2 = 2, P3 <strong>di</strong> or<strong>di</strong>nata β3 > 2.<br />
✐<br />
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✐<br />
rocco BrunEtti<br />
23<br />
Rocco Brunetti 23<br />
2.2 Minima <strong>di</strong>stanza da un punto P non appartenente all’asse delle y<br />
Sia P(α,β) con α > 0 e sia ancora Q(x,ax2 ) con x =0 il generico punto della<br />
nostra parabola <strong>di</strong>stinto dal vertice.<br />
La con<strong>di</strong>zione m(tQ)·m(PQ)=−1 dà la relazione 2ax ax2 − β<br />
= −1, da cui, potendo<br />
x − α<br />
anche supporsi x =α, si ottiene l’equazione <strong>di</strong> terzo grado<br />
2a 2 x 3 − (2aβ − 1)x − α)=0. (2.2)<br />
Al fine <strong>di</strong> in<strong>di</strong>viduare il numero delle soluzioni reali della (2.2) an<strong>di</strong>amo a vedere<br />
qual’è l’andamento della funzione ϕ(x)=2a 2 x 3 − (2aβ − 1)x − α al variare della x.<br />
Risultando ϕ ′ = 6a 2 x 2 − (2aβ − 1), la crescenza e la decrescenza <strong>di</strong> ϕ(x) <strong>di</strong>pendono<br />
dal segno della quantità 6a 2 x 2 − (2aβ − 1). Possiamo <strong>di</strong>stinguere i due casi:<br />
Caso β ≤ 1<br />
2a<br />
In questo caso ϕ ′ (x) è sempre positivo, la funzione ϕ(x) è sempre crescente<br />
e, pertanto, l’equazione (2.2) ha un’unica soluzione che è l’ascissa del punto della<br />
parabola situato a <strong>di</strong>stanza minima da P. Poiché ϕ(0)=−α < 0, detta soluzione della<br />
(2.2) è positiva e quin<strong>di</strong> il nostro punto Q si trova nel primo quadrante (ve<strong>di</strong> figura 2).<br />
Figura 2. Distanza della parabola y = 1<br />
4 x2 dai punti P1 e P2 del primo quadrante<br />
aventi or<strong>di</strong>nata minore <strong>di</strong> 2.<br />
Caso β > 1<br />
2a<br />
In questo secondo caso ϕ ′ (x) si annulla per x = ± 1<br />
<br />
2aβ − 1<br />
ed è positiva per<br />
a 6<br />
x < − 1<br />
<br />
2aβ − 1<br />
e per x ><br />
a 6<br />
1<br />
<br />
2aβ − 1<br />
. La funzione ϕ(x) ha, pertanto, un massimo<br />
a 6<br />
relativo per x = xM = − 1<br />
<br />
2aβ − 1<br />
e un minimo relativo per x = xm =<br />
a 6<br />
1<br />
<br />
2aβ − 1<br />
.<br />
a 6
24 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
24 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
Le or<strong>di</strong>nate dei punti <strong>di</strong> massimo e <strong>di</strong> minimo relativi sono rispettivamente<br />
ϕ(xM)= 2<br />
3a √ 6 (2aβ − 1) 3 2 − α e ϕ(xm)=− 2<br />
3a √ 6 (2aβ − 1) 3 2 − α.<br />
Mentre l’or<strong>di</strong>nata del minimo è sempre negativa, per l’or<strong>di</strong>nata del massimo invece si<br />
ha<br />
ϕ(xM) ≤ 0 per β ≤ 1<br />
<br />
3 3 a2α 2<br />
+<br />
2a 2a 2<br />
ϕ(xM) > 0 per β > 1<br />
<br />
3 3 a2α 2<br />
+<br />
2a 2a 2 ·<br />
Di conseguenza per 1<br />
<br />
1 3 3 a2α 2<br />
< β < + , avendo il massimo relativo <strong>di</strong><br />
2a 2a 2a 2<br />
ϕ(x) or<strong>di</strong>nata negativa, l’equazione (2.2) ha una sola ra<strong>di</strong>ce reale per cui esiste un solo<br />
punto della parabola in cui la normale alla parabola passa per P e che quin<strong>di</strong> è posto<br />
a <strong>di</strong>stanza minima da P. Se invece risulta β > 1<br />
<br />
3 3 a2α 2<br />
+ , avendo il massimo<br />
2a 2a 2<br />
relativo <strong>di</strong> ϕ(x) or<strong>di</strong>nata positiva, l’equazione (2.2) ha tre soluzioni reali x1 < x2 < x3,<br />
le prime due negative e la terza positiva. Ad esse corrispondono (ve<strong>di</strong> figure 3 e 4) tre<br />
punti della parabola Q1, Q2, Q3, il terzo nel primo quadrante e i primi due nel secondo<br />
quadrante, nei quali la <strong>di</strong>stanza da P è stazionaria. Quello situato nel primo quadrante<br />
ha <strong>di</strong>stanza minima (assoluta) da P; nei punti Q1 e Q2 la <strong>di</strong>stanza dal punto P presenta<br />
rispettivamente un minimo ed un massimo relativi.<br />
Figura 3. Punto P(α,β) esterno alla parabola y = 1<br />
2 x2 e <strong>di</strong> or<strong>di</strong>nata<br />
β > 1 + 3 3<br />
<br />
α2 8 ·<br />
Se risulta β = 1<br />
<br />
3 3 a2α 2<br />
+ i punti Q1 e Q2 coincidono in un punto <strong>di</strong><br />
2a 2a 2<br />
inflessione della <strong>di</strong>stanza dal punto P.<br />
Se poniamo α = x e β = y, la relazione β = 1<br />
<br />
3 3 a2α 2<br />
+ si trasforma nel-<br />
2a 2a 2<br />
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✐<br />
✐<br />
rocco BrunEtti<br />
25<br />
Rocco Brunetti 25<br />
Figura 4. Punto P(α,β) interno alla parabola y = 1<br />
2 x2 e <strong>di</strong> or<strong>di</strong>nata<br />
β > 1 + 3 3<br />
<br />
α2 8 ·<br />
l’equazione y = 1<br />
<br />
3 3 a2x2 + che nel piano cartesiano della nostra parabola ha<br />
2a 2a 2<br />
come grafico una cubica (più precisamente una parabola semicubica) γ (ve<strong>di</strong> fig. 5)<br />
simmetrica rispetto all’asse delle y. Essa presenta una cuspide <strong>di</strong> prima specie nel<br />
punto 0, 1<br />
<br />
con tangente cuspidale coincidente con l’asse y e rivolge la concavità<br />
2a<br />
sempre verso il basso.<br />
Figura 5. Parabola y = 1<br />
9 x2 con la relativa parabola semicubica.
26 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
26 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
⎧<br />
⎨<br />
y =<br />
Inoltre, dal sistema<br />
⎩<br />
1<br />
<br />
3 3 a2x2 +<br />
2a 2a 2<br />
y = ax2 , si ottiene come risolvente, l’equazione<br />
(4a2x2 + 1) 2 (a2x2 √<br />
2<br />
− 2) = 0 le cui ra<strong>di</strong>ci reali sono ± per cui la curva γ incontra la<br />
√ a<br />
2 2<br />
nostra parabola nei due punti ± , . Poiché<br />
a a<br />
1<br />
2a è il raggio <strong>di</strong> curvatura rO della<br />
parabola nel suo vertice O, abbiamo che la cuspide <strong>di</strong> γ e i punti <strong>di</strong> intersezione <strong>di</strong> γ<br />
con la parabola hanno or<strong>di</strong>nata, rispettivamente, rO e 4rO.<br />
Restando al semipiano delle ascisse positive, ma la stessa cosa si può <strong>di</strong>re per<br />
simmetria anche per il semipiano delle ascisse negative, si hanno pertanto i seguenti<br />
risultati:<br />
– per ogni punto situato al <strong>di</strong> sotto <strong>di</strong> γ esiste un unico punto della parabola per il<br />
quale la <strong>di</strong>stanza da P è stazionaria e risulta minima;<br />
– per ogni punto situato al <strong>di</strong> sopra <strong>di</strong> γ esiste un punto Q3 sull’arco <strong>di</strong> parabola appartenente<br />
al primo quadrante che si trova a minima <strong>di</strong>stanza da P ed esistono due punti<br />
Q1, Q2 appartenenti all’arco della parabola contenuto nel secondo quadrante aventi<br />
ascisse x1 < x2 nei quali la <strong>di</strong>stanza da P è stazionaria e presenta, rispettivamente,<br />
un minimo ed un massimo relativi;<br />
– per ogni punto appartenente a γ esiste un punto Q dell’arco della parabola situato<br />
nel primo quadrante che ha <strong>di</strong>stanza minima da P e un altro punto Q ′ appartenente<br />
all’arco della parabola situato nel secondo quadrante nel quale la <strong>di</strong>stanza della<br />
parabola da P è stazionaria e presenta un’inflessione, essendo essa decrescente sia a<br />
sinistra che a destra <strong>di</strong> Q ′ . 1<br />
✉ROCCO BRUNETTI<br />
Dirigente scolastico a riposo.<br />
brunettirocco@yahoo.it<br />
1 le figure, 1, 2, 3, 4 sono state realizzate con il programma Cabrì Géomètre II plus; la figura 5 è<br />
stata realizzata con il programma Derive 5.<br />
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Legame ristabilito tra Fisica e Matematica 1<br />
Antonio D’Onofrio<br />
Premesso che non sono un esperto “pedagogo” né un “epistemologo”, desidero<br />
però riconoscere che il titolo propostomi dal Presidente Nazionale della MATHESIS,<br />
prof. Emilio Ambrisi, per questo mio intervento mi dà lo spunto per proporre alcune<br />
mie riflessioni che “a rigor <strong>di</strong> tema” potrebbero essere in buona parte “ortogonali” a<br />
quanto viene <strong>di</strong>battuto in un convegno dal titolo “La matematica nel rior<strong>di</strong>no della<br />
Scuola Secondaria <strong>di</strong> 2° Grado”.<br />
L’intervento si svilupperà secondo i temi seguenti:<br />
1. Testimonianza tratta dall’esperienza dell’insegnamento della Fisica Generale I<br />
e II in corsi <strong>di</strong> laurea delle Facoltà <strong>di</strong> Ingegneria e Scienze.<br />
2. Commenti (o piuttosto opinioni) sui principi ispiratori del “rior<strong>di</strong>no” dell’insegnamento<br />
della Matematica e della Fisica nella Scuola Secondaria <strong>di</strong> 2°<br />
Grado.<br />
3. Spunti per <strong>di</strong>scussioni e proposte per il profilo formativo dei futuri docenti <strong>di</strong><br />
Matematica e <strong>di</strong> Fisica (o <strong>di</strong> “Matematica e Fisica” ?).<br />
1 Testimonianza . . .<br />
La mia esperienza ventennale nell’insegnamento della Fisica Generale e del<br />
Laboratorio <strong>di</strong> Fisica Generale si è svolta nei corsi <strong>di</strong> Laurea in Ingegneria Civile,<br />
Scienze Ambientali, Biologia, Matematica e più recentemente Fisica. Quin<strong>di</strong> io<br />
ho interagito e interagisco con studenti, formalmente, del 1° e 2° anno dei corsi<br />
universitari, che provengono prevalentemente dai bacini territoriali delle province <strong>di</strong><br />
Salerno e Caserta.<br />
Quasi in<strong>di</strong>pendentemente dal corso <strong>di</strong> Laurea, oltre la metà degli studenti (in<br />
alcuni casi i due terzi) provengono dai licei Scientifici e Classici, con prevalenza dei<br />
primi.<br />
1 Relazione tenuta dall’autore al convegno <strong>di</strong> Caserta del 28 marzo 2011: La Matematica nel rior<strong>di</strong>no<br />
della scuola secondaria <strong>di</strong> 2° grado.<br />
27<br />
27
28 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
28 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
Alcuni dati “statistici qualitativi”:<br />
a) Gli studenti delle prime lezioni del corso <strong>di</strong> Fisica Generale I, per frazioni che<br />
vanno dal 10% ed in alcuni casi arrivano al 50% e più, sono studenti iscritti<br />
ad anni successivi al primo. Per Fisica Generale II la tendenza è ancora più<br />
accentuata.<br />
b) I corsi sono <strong>di</strong> solito organizzati in “semestri” che durano 12 settimane con 6–7<br />
ore <strong>di</strong> lezione a settimana. Il numero <strong>di</strong> studenti presenti alle lezioni decresce<br />
con legge quasi esponenziale con “costante <strong>di</strong> tempo” <strong>di</strong> 3–4 settimane. Il<br />
valore “asintotico” del numero <strong>di</strong> studenti presenti non ha mai superato il 50%<br />
del numero <strong>di</strong> studenti iniziale. Il numero <strong>di</strong> studenti che si “presentano” agli<br />
appelli delle prime 2 sessioni dopo la fine del corso, non <strong>di</strong> quelli che “superano”<br />
l’esame, raramente è superiore al 10% <strong>di</strong> quelli che hanno seguito il corso.<br />
c) Per un numero consistente <strong>di</strong> studenti (fino al 10%) gli esami <strong>di</strong> Fisica costituiscono<br />
gli ultimi esami superati prima della Laurea (e ciò è vero anche per gli<br />
studenti <strong>di</strong> Ingegneria e Matematica).<br />
d) Gli studenti hanno tendenza a prendere appunti durante la lezione ed usare solo<br />
questi per la preparazione all’esame. Spesso non rivedono gli appunti prima<br />
della lezione successiva.<br />
e) Le domande poste durante la lezione riguardano raramente argomenti delle<br />
lezioni, più frequentemente questioni organizzative, in particolare degli appelli<br />
<strong>di</strong> esame.<br />
f) Malgrado ci sia una forte richiesta <strong>di</strong> esercitazioni, quando queste vengono<br />
offerte, il numero <strong>di</strong> studenti presenti è sempre inferiore alla me<strong>di</strong>a e c’è una<br />
<strong>di</strong>ffusa ritrosia degli studenti ad “esporsi” accettando <strong>di</strong> venire alla lavagna<br />
per impostare e svolgere problemi. Per questi esiste una <strong>di</strong>ffusa tendenza a<br />
realizzare “cataloghi” <strong>di</strong> problemi svolti, piuttosto che uno sforzo a classificare<br />
gli stessi in categorie omogenee.<br />
g) È generalizzata la <strong>di</strong>fficoltà a passare dai principi generali alla loro schematizzazione<br />
e applicazione in casi particolari.<br />
h) La quasi totalità degli studenti (in<strong>di</strong>pendentemente dal tipo <strong>di</strong> scuola <strong>di</strong> provenienza)<br />
ha <strong>di</strong>fficoltà ad utilizzare simboli invece <strong>di</strong> numeri; ovvero a liberarsi<br />
da “pregiu<strong>di</strong>zi” legati ai “nomi” dei simboli (molti studenti sanno come fare<br />
d<br />
dx (aebx ); ma rimangono a “bocca aperta” <strong>di</strong> fronte a d<br />
dt (aebt )).<br />
i) Esiste una “pulsione spasmo<strong>di</strong>ca” all’uso della calcolatrice, fin dai primi passi<br />
dello svolgimento <strong>di</strong> un problema, ed una, per me conseguente, incapacità quasi<br />
totale <strong>di</strong> calcolo mentale.<br />
j) La familiarità con l’uso e la rappresentazione <strong>di</strong> funzioni elementari (e.g. lineari,<br />
quadratiche, trigonometriche, esponenziali, logaritmiche . . . ) è molto scarsa,<br />
spesso anche per studenti provenienti dal liceo scientifico. Lo stesso <strong>di</strong>casi dei<br />
vettori e delle operazioni con gli stessi.<br />
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✐<br />
antonio d'onofrio<br />
29<br />
Antonio D’Onofrio 29<br />
k) Gli studenti hanno notevoli <strong>di</strong>fficoltà con i concetti <strong>di</strong> or<strong>di</strong>ni <strong>di</strong> grandezza e cifre<br />
significative, oltre che con il vocabolario <strong>di</strong> base della Fisica e con gli aspetti<br />
“fenomenologici” elementari.<br />
Da “Fisico Sperimentale” mi corre l’obbligo <strong>di</strong> sottolineare che quello che ho<br />
descritto si riferisce ad un campione limitato e non rappresentativo <strong>di</strong> studenti e comunque<br />
si tratta <strong>di</strong> tendenze “qualitative”: ovviamente ho incontrato studenti, purtroppo<br />
pochi, brillanti che certamente corrispondono alle “Linee Generali e Competenze e<br />
agli Obiettivi Specifici <strong>di</strong> Appren<strong>di</strong>mento” contenuti nelle “In<strong>di</strong>cazioni Ministeriali<br />
Nazionali” passate, presenti e future.<br />
2 Commenti (o piuttosto opinioni) sui principi . . .<br />
Nel leggere le “in<strong>di</strong>cazioni nazionali” per la Matematica (per tutti i tipi <strong>di</strong> scuole)<br />
ho colto un’impostazione molto “applicata” della materia.<br />
Ho l’impressione che la Matematica, per sopravvivere, ha dovuto pagare “pegno”<br />
all’ineluttabilità dell’ideologia attualmente imperante e apparentemente vincente che<br />
ha <strong>di</strong>ritto <strong>di</strong> esistere ciò che è “applicabile”, obbligatoriamente e subito, “ad altro” per<br />
non incappare nell’ “infamia” dell’accusa <strong>di</strong> “autoreferenzialità” e quin<strong>di</strong> nelle sue<br />
nefaste conseguenze. . .<br />
Certo, andando oltre la forma, obbligata dai rapporti <strong>di</strong> forze esistenti attualmente<br />
nella società italiana (ma non solo) si intravede in filigrana l’impostazione “classica”,<br />
che io con<strong>di</strong>vido, che consente alla Matematica <strong>di</strong> giocare tutto il suo ruolo culturale<br />
e formativo che permette <strong>di</strong> trasmettere ai nostri giovani le capacità <strong>di</strong> astrazione e<br />
generalizzazione attraverso meto<strong>di</strong>/ragionamenti deduttivi e/o induttivi o piuttosto<br />
ricorsivi.<br />
Certamente le applicazioni della Matematica a tutti i campi <strong>di</strong> interesse della<br />
società contemporanea (a partire dalla Fisica) dovrebbero rappresentare, secondo me,<br />
degli strumenti operativi per aiutare tutti gli studenti a prendere “maggiore gusto” nel<br />
costruire i loro strumenti culturali <strong>di</strong> base <strong>di</strong> cui la Matematica è una delle materie<br />
prime in<strong>di</strong>spensabili, anche ai fini della tenuta democratica della nostra società (si<br />
pensi all’importanza sia per i citta<strong>di</strong>ni, ma soprattutto per i politici, <strong>di</strong> saper <strong>di</strong>stinguere<br />
fra milioni e miliar<strong>di</strong> <strong>di</strong> Euro . . . ).<br />
Le “In<strong>di</strong>cazioni Nazionali” per la Fisica apparentemente, almeno a livello delle<br />
Scuole Me<strong>di</strong>e <strong>di</strong> 2° Grado, non devono pagare lo stesso “pegno” della Matematica,<br />
considerato che i suoi principi e le sue leggi (che avrebbero un grado <strong>di</strong> generalità e<br />
astrazione del tutto simili alla Matematica) possono meglio “mimetizzarsi” in approcci<br />
applicativi o comunque legati all’esperienza e al senso comune.<br />
Questa peculiarità della Fisica, a mio avviso, è anche il motivo <strong>di</strong> una maggiore<br />
sinteticità delle in<strong>di</strong>cazioni a essa relative, rispetto a quelle relative alla Matematica.
30 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
30 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
Come <strong>di</strong>rebbe qualcuno dei miei amici francesi, “ça va sans <strong>di</strong>re” che se la<br />
nostra società riuscisse a formare e motivare docenti che “plasmassero” (nel senso<br />
“demiurgico” e non nel senso <strong>di</strong> “inculcare” . . . ) i nostri giovani in accordo con lo<br />
spirito delle “in<strong>di</strong>cazioni nazionali”, un mio collega docente <strong>di</strong> Fisica Generale fra<br />
venti anni avrebbe il piacere <strong>di</strong> fare una relazione molto <strong>di</strong>versa da quella che sto<br />
facendo io.<br />
3 Spunti per <strong>di</strong>scussioni e proposte . . .<br />
Tornando, per concludere, al titolo <strong>di</strong> questo intervento, “Legame ristabilito tra<br />
Fisica e Matematica”, constato con piacere che, al <strong>di</strong> là delle motivazioni certamente<br />
opinabili da me espresse prima, le “In<strong>di</strong>cazioni Nazionali” per la Matematica e la<br />
Fisica spingono verso una interazione e integrazione sempre più stretta fra <strong>di</strong> esse, per<br />
cui potrebbe essere opportuno in futuro che vengano insegnate da figure professionali<br />
che abbiano seguito uno stesso percorso formativo.<br />
E qui si apre il <strong>di</strong>battito che, credo, sia solo all’inizio sulle realtà che sostituiranno<br />
le Scuole <strong>di</strong> Formazione per i Docenti (talvolta denominate SICSI).<br />
Per quanto riguarda la Matematica e la Fisica io oserei pensare ad un percorso<br />
universitario 3+2 e anche oltre in cui siano presenti con peso significativo sia la<br />
Matematica che la Fisica (con particolare attenzione agli aspetti sperimentali per<br />
quest’ultima) e che possa rappresentare un’offerta formativa significativa e orientata<br />
all’insegnamento, ma che, nello spirito delle nuove leggi vigenti, abbia alle spalle un<br />
“robusto” Dipartimento <strong>di</strong> Scienze Matematiche e Fisiche, che svolga significative<br />
attività <strong>di</strong> ricerca <strong>di</strong> base e applicata.<br />
La <strong>di</strong>scussione è aperta e credo sarà lunga e articolata . . .<br />
✉ANTONIO D’ONOFRIO<br />
Docente <strong>di</strong> Fisica Sperimentale<br />
Facoltà <strong>di</strong> SMFN – SUN.<br />
✐<br />
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✐<br />
Supporti tecnologici, contributi metodologici<br />
e appren<strong>di</strong>mento della Matematica 1<br />
Gabriele Lucchini<br />
Abstract: Resources, interactions and risks of the new me<strong>di</strong>a are considered in connection with the<br />
idea of Mathemactics, of knowledge of Mathematics, of contributions of Mathematics to education and<br />
culture. That is done starting from the development of technical me<strong>di</strong>a and considering methodological<br />
contributions in the framework of the use of technical devices and methods in teaching and learning.<br />
Moreover, the algorithm strategy introduced by NAZARENO TADDEI is considered and the example is<br />
proposed of the feasible constructions of regular polygons.<br />
Finally, a card-index is suggested in order to improve teachers’ work.<br />
1 Introduzione<br />
Parecchi anni fa, sentii un illustre matematico affermare “non userò mai una<br />
lavagna luminosa”: allora lavagna luminosa e microfono erano usati principalmente<br />
come amplificatori nelle aule gran<strong>di</strong>, anche se qualcuno — in ambito matematico<br />
considerato un po’ “stravagante” — ar<strong>di</strong>va riflettere su metodologizzazioni <strong>di</strong>dattiche<br />
(o, anche soltanto, comunicative) dei supporti tecnologici <strong>di</strong>sponibili, abitualmente<br />
non prodotti per utilizzazioni nella scuola, ma spesso proposti alla scuola con materiali<br />
<strong>di</strong>dattici, che alcuni usavano; l’università aveva la sua autonomia ed erano possibili<br />
stu<strong>di</strong> e sperimentazioni non soltanto sui “contenuti”. 2<br />
Riferimenti storici esulano dagli obiettivi <strong>di</strong> questo articolo, anche se ritengo auspicabile<br />
un buon quadro <strong>di</strong> riferimento storico, almeno per quanto riguarda iniziative<br />
in campo matematico e collegamento a stu<strong>di</strong> generali. 3<br />
1 In http://users.mat.unimi.it/users/lucchini/g304.htm sono consultabili o segnalati<br />
complementi a questo articolo (v. Allegato 1); in riman<strong>di</strong> successivi questo file è in<strong>di</strong>cato con g304 <strong>di</strong><br />
nota 1. Sarò grato <strong>di</strong> osservazioni e suggerimenti.<br />
Le ultime correzioni a questo articolo sono del 2011-03-14 (per le date in cifre seguo la norma ISO 8601<br />
— v. g304 <strong>di</strong> nota 1).<br />
2 Ritengo che sia opportuno tenere presenti le iniziative e gli stu<strong>di</strong> nell’ambito della “formazione<br />
aziendale”. A questo proposito è interessante considerare la circolare ministeriale n. 267 del 1991-09-10<br />
sull’anno <strong>di</strong> formazione (v. g304 <strong>di</strong> nota 1).<br />
3 In g304 <strong>di</strong> nota 1 sono raccolte alcune in<strong>di</strong>cazioni; mi auguro <strong>di</strong> avere il tempo <strong>di</strong> ampliarle e sarò<br />
grato <strong>di</strong> segnalazioni.<br />
31<br />
31
32 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
32 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
Anche se il passare degli anni mi ha, presumibilmente, portato dall’essere “stravagante”<br />
4 (nel senso predetto) all’essere “superato”, 5 colgo volentieri questa occasione<br />
per proporre stimoli alla riflessione e provocazioni al <strong>di</strong>battito, in particolare in vista<br />
<strong>di</strong> servizi agli insegnanti, 6 confidando in auspicabili sviluppi almeno <strong>di</strong> segnalazioni<br />
per le mie pagine internet. 7<br />
2 Sussi<strong>di</strong> <strong>di</strong>dattici, giochi e supporti tecnologici<br />
La tavola inserita nella pagina successiva 8 dà un’idea della situazione alla fine<br />
degli anni ’60 del secolo scorso e permette <strong>di</strong> cogliere il ra<strong>di</strong>cale cambiamento nella<br />
situazione attuale, dal punto <strong>di</strong> vista sia delle offerte tecnologiche e sia delle possibilità<br />
e opportunità <strong>di</strong> impiego, anche per l’esplosione <strong>di</strong> commercializzazione, con aspetti<br />
<strong>di</strong> passaggio da “sussi<strong>di</strong> per l’insegnamento” a “giochi” che possono essere sussi<strong>di</strong><br />
per l’appren<strong>di</strong>mento. 9<br />
Mi pare ragionevole invitare a riflettere, in particolare, sul fatto che l’evoluzione<br />
“generazionale” dei sussi<strong>di</strong> e degli strumenti non necessariamente comporta<br />
l’obsolescenza dei precedenti, anche se l’ampliamento <strong>di</strong> sollecitazioni e <strong>di</strong> offerta<br />
può richiedere riflessioni sulle utilizzazioni e, in particolare, sulle implicazioni <strong>di</strong><br />
sostituzioni <strong>di</strong> versioni “tra<strong>di</strong>zionali” con materiali tecnologici.<br />
Un esempio, che mi pare significativo per la sua elementarità, è quello delle<br />
proposte tecnologiche sulla “battaglia navale”, nelle varie versioni in<strong>di</strong>viduabili in<br />
internet (v. g304 <strong>di</strong> nota 1).<br />
Un aspetto che mi pare opportuno richiamare è quello della utilizzabilità con<br />
<strong>di</strong>versi criteri in relazione a livelli <strong>di</strong> età e <strong>di</strong> interesse, come è facile riconoscere per<br />
geopiano, tangram, torre <strong>di</strong> Hanoi (v. g304 <strong>di</strong> nota 1).<br />
Richiamo, anche, la possibilità <strong>di</strong> supporti tecnologici per destinatari particolari,<br />
come, per esempio, i non vedenti.<br />
4 V. g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
5 Mi sono trovato “escluso” da varie iniziative, delle quali ho soltanto frammenti <strong>di</strong> informazioni, ed<br />
è possibile che <strong>di</strong> alcune sia all’oscuro, come molti altri, anche per la mancanza <strong>di</strong> un servizio informativo<br />
e per gestioni <strong>di</strong> informazioni come strumento <strong>di</strong> potere (v. g304 <strong>di</strong> nota 1).<br />
6 A servizi agli insegnanti ho accennato nell’articolo sugli “insuccessi in Matematica” nel n. 3 del<br />
2010 del <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> Matematiche e in altre se<strong>di</strong> (v. g304 <strong>di</strong> nota 1).<br />
7 Verranno segnalate in g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
8 La riprendo da p. 52 <strong>di</strong> L’insegnamento della matematica e le nuove metodologie (v. g304 <strong>di</strong><br />
nota 1), dove è proposta come “quadro storico delle generazioni” <strong>di</strong> W. SCHRAMM riportato da MAURO<br />
LAENG in L’educazione nella civiltà tecnologica (Roma, Armando, 1969; p. 286). La tavola è, anche, a<br />
p. 481 <strong>di</strong> Laboratorio multime<strong>di</strong>ale del Centro Europeo dell’Educazione (Roma, Fratelli Palombi E<strong>di</strong>tori,<br />
1970).<br />
9 Un esempio è la “torre rossa” <strong>di</strong> MARIA MONTESSORI, proposta, anche, in internet e variamente<br />
“imitata” o “ritrovata” (anche per inscatolamento).
✐<br />
✐<br />
gaBriElE lucchini<br />
33
34 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
34 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
3 Tecnologizzazione e metodologizzazione <strong>di</strong> insegnamento<br />
e appren<strong>di</strong>mento<br />
Seguendo, non soltanto in questo, l’impostazione <strong>di</strong> NAZARENO TADDEI (v. g304<br />
<strong>di</strong> nota 1), uso “tecnologizzazione” per la semplice introduzione <strong>di</strong> strumenti senza<br />
particolari accorgimenti e “metodologizzazione” per l’utilizzazione <strong>di</strong> strumenti in<br />
base a meto<strong>di</strong> stu<strong>di</strong>ati (non importa da chi) per raggiungere determinati obiettivi.<br />
Riprendendo l’accenno iniziale alla lavagna luminosa: usarla come<br />
ingran<strong>di</strong>tore è (anche se c’è un obiettivo <strong>di</strong> leggibilità da lontano) una<br />
tecnologizzazione dell’insegnamento; il ricorrere a sovrapposizioni<br />
<strong>di</strong> trasparenti (ad esempio per scan<strong>di</strong>re una costruzione <strong>di</strong> figura o le<br />
tappe <strong>di</strong> un ragionamento) è una metodologizzazione dell’uso della<br />
lavagna luminosa. 10<br />
Discorso analogo può essere fatto per la cosiddetta lavagna interattiva multime<strong>di</strong>ale<br />
(LIM), 11 che mi pare un esempio significativo, anche per la notorietà dello<br />
strumento e per la varietà <strong>di</strong> proposte per la sua <strong>di</strong>ffusione.<br />
Questa notorietà è legata non soltanto a iniziative ministeriali<br />
<strong>di</strong> inserimento in scuole 12 (oltre che a utilizzazioni scolastiche in<strong>di</strong>pendenti<br />
da queste) ma anche a impieghi in trasmissioni televisive.<br />
Richiamo che si parla, anche, <strong>di</strong> “limbook”, <strong>di</strong> “scuola <strong>di</strong>gitale”, <strong>di</strong><br />
“LIM e nativi <strong>di</strong>gitali”. 13<br />
Ovviamente, i confini tra metodologizzazione e tecnologizzazione<br />
possono essere ritenuti labili e opinabili, ma ritengo importante evidenziare<br />
l’opportunità <strong>di</strong> conoscenze e riflessioni metodologiche sulle possibilità offerte dagli<br />
strumenti (non soltanto tecnologici), anche al <strong>di</strong> là delle proposte dei “ven<strong>di</strong>tori”<br />
e tenendo presente che, almeno in alcuni casi, gli stu<strong>di</strong> possono essere utilizzati<br />
in<strong>di</strong>pendentemente dall’effettivo uso degli strumenti. 14<br />
10 Sulla adattabilità dello spunto all’uso <strong>di</strong> “PowerPoint”, o supporti analoghi, non mi pare necessario<br />
soffermarmi.<br />
11 Per chi avesse bisogno <strong>di</strong> informazioni in proposito, segnalando per più ampie informazioni<br />
la sezione “LIM” <strong>di</strong> “scuola <strong>di</strong>gitale” nella home page dell’Agenzia Nazionale per lo sviluppo della<br />
Autonomia Scolastica — ex In<strong>di</strong>re (riconsultata il 2011-03-09) e la consultabilità <strong>di</strong> altri siti internet,<br />
riporto (con adattamenti grafici) l’inizio del testo <strong>di</strong> Wikipe<strong>di</strong>a, che prosegue con in<strong>di</strong>cazioni sulle<br />
tipologie:<br />
“La lavagna interattiva multime<strong>di</strong>ale, detta anche LIM, è un <strong>di</strong>spositivo elettronico avente le <strong>di</strong>mensioni<br />
<strong>di</strong> una tra<strong>di</strong>zionale lavagna <strong>di</strong>dattica, sul quale è possibile <strong>di</strong>segnare usando dei pennarelli virtuali.<br />
Tipicamente è collegata ad un personal computer, del quale riproduce lo schermo. Permette quin<strong>di</strong> <strong>di</strong><br />
mantenere il classico para<strong>di</strong>gma <strong>di</strong>dattico centrato sulla lavagna, estendendolo con l’integrazione <strong>di</strong><br />
multime<strong>di</strong>a, l’accesso ad internet e la possibilità <strong>di</strong> usare software <strong>di</strong>dattico in modo con<strong>di</strong>viso.”.<br />
12 Dati sono riportati nel testo utilizzato nella nota precedente.<br />
13 Informazioni su proposte per la LIM sono reperibili in internet.<br />
14 V. g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
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gaBriElE lucchini<br />
35<br />
Gabriele Lucchini 35<br />
Mi permetto <strong>di</strong> ricordare che ne L’insegnamento della Matematica e le nuove<br />
metodologie (1977 e 1983) intitolai la terza parte “Dalle tecnologie alle metodologie:<br />
in<strong>di</strong>cazioni per l’insegnamento della Matematica” 15 e inserii ampi riferimenti, non<br />
soltanto in questa parte, alla strategia dell’algoritmo <strong>di</strong> N. TADDEI (v. inizio <strong>di</strong> questa<br />
§ 3), della quale riporto lo schema del 1971, 16 anche come documento storico.<br />
4 New me<strong>di</strong>a: possibilità, implicazioni e rischi<br />
Ai tempi del libro predetto si parlava <strong>di</strong> “civiltà dell’immagine” e si consideravano,<br />
in particolare, possibilità, implicazioni e rischi del “linguaggio dell’immagine”; 17<br />
oggi la situazione è più complicata per l’evoluzione e la presenza dei cosiddetti new<br />
me<strong>di</strong>a (oltre che <strong>di</strong> fattori sociologici), in<strong>di</strong>pendentemente dalla loro utilizzazione<br />
o utilizzabilità <strong>di</strong>dattica nel quadro delle varie possibilità <strong>di</strong> impiego nell’insegnamento,<br />
nell’appren<strong>di</strong>mento, nelle relazioni interpersonali, nell’amministrazione, nella<br />
gestione da parte dei vari possibili utenti.<br />
Mi pare che la vignetta del n. 2373 del 1976 de La settimana enigmistica 18 evidenzi<br />
bene un aspetto del problema nei rapporti con gli studenti, con ovvia necessità <strong>di</strong><br />
passare dalla televisione ai new me<strong>di</strong>a e <strong>di</strong> tenere conto dei nuovi elementi, 19 che<br />
hanno portato a parlare, anche, <strong>di</strong> “emergenza educativa” 20 e a riflettere, e a invitare a<br />
15 V. g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
16 Sulla strategia dell’algoritmo ho scritto un articolo pubblicato nel n. 381 <strong>di</strong> EDAV (giugno<br />
2010) e consultabile in internet all’in<strong>di</strong>rizzo in<strong>di</strong>cato in g304 <strong>di</strong> nota 1; titolo e struttura sono riportati<br />
nell’Allegato 2.<br />
17 Sui contributi <strong>di</strong> N. TADDEI rimando a g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
18 V. g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
19 Segnalo il Messaggio per la XLV Giornata mon<strong>di</strong>ale delle comunicazioni sociali <strong>di</strong> S.S.<br />
BENEDETTO XVI e la reperibilità del testo in internet (dal 2011-01-24).<br />
20 Alcune in<strong>di</strong>cazioni sono in g304 <strong>di</strong> nota 1.
36 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
36 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
riflettere, sui mo<strong>di</strong> <strong>di</strong> comportarsi, <strong>di</strong> apprendere,<br />
<strong>di</strong> pensare, <strong>di</strong> accedere al sapere, <strong>di</strong> considerare<br />
il sapere e la cultura.<br />
L’accenno precedente alle “relazioni interpersonali”<br />
e il fatto che si parli, anche, <strong>di</strong> social me<strong>di</strong>a<br />
va considerato, per quanto qui interessa, rispetto<br />
ai rapporti tra studenti e agli aspetti <strong>di</strong> formazione<br />
<strong>di</strong> mentalità, non soltanto dei cosiddetti nativi<br />
<strong>di</strong>gitali.<br />
5 L’idea <strong>di</strong> Matematica, conoscenza della Matematica, contributo<br />
della Matematica alla formazione e alla cultura<br />
A mio parere, il punto centrale rimane, comunque, quello dell’idea <strong>di</strong> Matematica,<br />
<strong>di</strong> conoscenza della Matematica, <strong>di</strong> contributo della Matematica alla formazione e alla<br />
cultura, in<strong>di</strong>pendentemente da sussi<strong>di</strong> e me<strong>di</strong>a: ritengo che la Matematica meriti <strong>di</strong><br />
essere proposta a tutti sia come opera dell’uomo che è arrivata all’assiomatizzazione,<br />
sia come occasione <strong>di</strong> conoscenza <strong>di</strong> un modo <strong>di</strong> pensare, sia come strumento per<br />
tante realizzazioni.<br />
Un’occasione scolastica che ritengo significativa (e che ho visto perdere) è quella<br />
della costruibilità dei poligoni regolari (convessi o no), perché consente <strong>di</strong> riflettere<br />
su quello che si intende in Matematica per “costruibilità con determinati strumenti”,<br />
anche in relazione a quello che si fa in altre <strong>di</strong>scipline scolastiche e si può fare con<br />
new me<strong>di</strong>a.<br />
Come è ben noto, negli Elementi <strong>di</strong> EUCLIDE, 21 utilizzando riga e compasso nel<br />
senso euclideo, 22 secondo i postulati, 23 oltre alla possibilità <strong>di</strong> raddoppiare il numero<br />
dei lati dei poligoni già costruiti (<strong>di</strong>mezzando gli angoli: Proposizione I, 9), sono<br />
trattati i poligoni <strong>di</strong> 3, 4, 5, 6, 10, 15 lati, 24 senza considerazioni sulla costruibilità in<br />
generale. 25<br />
Come pure è ben noto, da più <strong>di</strong> due secoli, 26 CARL FRIEDRICH GAUSS 27 ha<br />
risolto il problema della costruibilità con riga e compasso per quanto riguarda la<br />
21 V. g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
22 Riga non graduata e compasso con apertura non trasportabile.<br />
23 V. g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
24 Segnalo le proposizioni I, 1 (n = 3), I, 46 (n = 4), IV, 2–5 (n = 3 inscritto e circoscritto come<br />
implicito nel triangolo), 6–16 (n = 4, 5, 6, 15 inscritti e circoscritti); nel libro XIII è considerato il<br />
decagono regolare.<br />
25<br />
EUCLIDE si occupa <strong>di</strong> quello che sa fare o <strong>di</strong>mostrare.<br />
26 Segnalo gli articoli <strong>di</strong> FEDERIGO ENRIQUES e <strong>di</strong> LUIGI BRUSOTTI in<strong>di</strong>cati in g304 <strong>di</strong> nota 1: L.<br />
BRUSOTTI cita Disquisitiones aritmeticae, Leipzig, 1801, § 366.<br />
27 1777–1855; informazioni sono reperibili, anche, in internet.<br />
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gaBriElE lucchini<br />
37<br />
Gabriele Lucchini 37<br />
“forma” del numero n dei lati, anche se rimane aperta la possibilità o eventualità <strong>di</strong><br />
in<strong>di</strong>viduare ulteriori casi effettivi: 28<br />
<br />
ν<br />
n = 2 2 2ν <br />
1<br />
+ 1 2 2ν <br />
2<br />
+ 1 ... 2 2νs<br />
<br />
+ 1 , [v ≥ 0,s ≥ 0,νj ≥ 0]<br />
con νi <strong>di</strong>versi tra loro e i fattori entro parentesi tonde numeri primi.<br />
Nelle considerazioni sulla Matematica, che qui interessano, è significativo osservare<br />
che adottando i criteri della piegatura della carta od origami 29 si costruiscono,<br />
anche, altri poligoni regolari, 30 essendo la forma <strong>di</strong> n<br />
n = 2 h 3 k q1q2 ...qj<br />
con qi numeri primi <strong>di</strong>versi tra loro della forma 2 r 3 s + 1.<br />
La situazione della costruibilità in base ai risultati <strong>di</strong> EUCLIDE (E), C. F. GAUSS<br />
(G), piegatura della carta (P) può essere riassunta, per 3 ≤ n ≤ 41, con il seguente<br />
quadro comparativo:<br />
3: E G P 16: E G P 29: – – –<br />
4: E G P 17: – G P 30: E G P<br />
5: E G P 18: – – P 31: – – –<br />
6: E G P 19: – – P 32: E G P<br />
7: – – P 20: E G P 33: – – –<br />
8: E G P 21: – – P 34: – G P<br />
9: – – P 22: – – – 35: – – –<br />
l0: E G P 23: – – – 36: – – P<br />
11: – – – 24: E G P 37: – – P<br />
12: E G P 25: – – – 38: – – P<br />
13: – – P 26: – – P 39: – – P<br />
14: – – P 27: – – P 40: E G P<br />
15: E G P 28: – – P 41: – – –<br />
Chiaramente, la situazione della piegatura della carta è <strong>di</strong>versa da quella del <strong>di</strong>segno<br />
tecnico e <strong>di</strong> quei pacchetti applicativi per elaboratore elettronico che impiegano<br />
costruzioni fatte con criteri non limitati a riga e compasso in senso euclideo: per la piegatura<br />
della carta sono <strong>di</strong>chiarati gli assiomi che sostituiscono quelli della Geometria<br />
euclidea. 31<br />
28 Per n primo si conoscono 3, 5, 17, 257, 65537 corrispondenti a νi = 0, 1, 2, 3, 4; non si conoscono<br />
altri νi per i quali n risulti primo; se ne conoscono per i quali n è composto.<br />
29 Presentazioni sono reperibili in internet, tra le altre, in Matematicamente (con <strong>di</strong>strazioni in<br />
formule) e in Polymath.<br />
30 I valori dei qi inferiori a 100 sono: 3, 5, 7, 13, 17, 19, 37, 73, 97.<br />
31 Non è questa la sede per considerare le “omissioni” <strong>di</strong> EUCLIDE.
38 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
38 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
Si tenga presente che la questione è concettuale <strong>di</strong> evidenziazione del ragionamento<br />
matematico rispetto al <strong>di</strong>segno tecnico o ai pacchetti applicativi, che rischiano <strong>di</strong><br />
far ritenere costruibili tutti i poligoni regolari quando non specificano gli strumenti<br />
ammessi.<br />
E proprio la costruibilità con gli strumenti ammessi è l’aspetto particolarmente<br />
significativo, in<strong>di</strong>pendentemente dalla qualità dell’eventuale <strong>di</strong>segno e dal fatto che<br />
questo possa venire ad<strong>di</strong>rittura meglio con il goniometro.<br />
6 Educazione a, educazione con, educazione in presenza <strong>di</strong><br />
me<strong>di</strong>a<br />
Oltre che nei confronti della Matematica, 32 l’attenzione a educazione a, educazione<br />
con, educazione in presenza <strong>di</strong> (implicita nelle considerazioni iniziali <strong>di</strong> § 5)<br />
va rivolta ai me<strong>di</strong>a, e in particolare a quelli considerati alla fine <strong>di</strong> § 4, per le loro<br />
implicazioni in<strong>di</strong>pendenti dalle utilizzazioni scolastiche nel senso là accennato.<br />
Ma il tener conto dell’essere in presenza <strong>di</strong> new me<strong>di</strong>a non deve far accantonare<br />
le riflessioni sul senso dell’appren<strong>di</strong>mento della Matematica come fatto formativo e<br />
culturale, cioè sul “perché dovrebbero stu<strong>di</strong>are Matematica?”: 33 l’adeguarsi alle nuove<br />
situazioni dovrebbe essere una scelta tattica per evitare il rifiuto della Matematica,<br />
non una rinuncia a far conoscere e apprezzare la Matematica per quello che è e che<br />
può dare anche a chi non si de<strong>di</strong>cherà a stu<strong>di</strong> o attività che richiedano conoscenze<br />
<strong>matematiche</strong>. 34<br />
Mi pare importante che gli insegnanti <strong>di</strong> Matematica non abbiano paura <strong>di</strong> <strong>di</strong>re, e<br />
<strong>di</strong> testimoniare, perché val la pena <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>are Matematica, ovviamente sempre che<br />
lo pensino, anche per l’essere stati messi in con<strong>di</strong>zione <strong>di</strong> comprenderlo grazie a<br />
in<strong>di</strong>cazioni esplicite in proposito.<br />
7 Formazione degli insegnanti e servizi agli insegnanti<br />
In effetti, gli insuccessi scolastici in Matematica hanno portato e portano a riflettere,<br />
oltre che sui programmi <strong>di</strong> insegnamento (in<strong>di</strong>pendentemente dalla denominazione<br />
ufficiale), sull’adeguatezza della preparazione <strong>di</strong> una parte (variamente valutata)<br />
degli insegnanti <strong>di</strong> Matematica e sulle sollecitazioni che sono state loro offerte sia<br />
sulla Matematica e sia sulla professione <strong>di</strong> insegnante, ovviamente tenendo conto<br />
della varietà <strong>di</strong> orientamenti dei docenti universitari per la formazione iniziale, degli<br />
32 V. g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
33 Nel 2007 scrissi un contributo con questo titolo pubblicato sul numero 476 <strong>di</strong> Tuttoscuola<br />
(novembre, pp. 51–53). Informazioni sono in g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
34 Segnalo il <strong>di</strong>battito sulla Matematica nella scuola aperto in Polymath <strong>di</strong> <strong>di</strong>cembre 2010 con un<br />
articolo <strong>di</strong> G. V. RAMANATHAN.<br />
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gaBriElE lucchini<br />
39<br />
Gabriele Lucchini 39<br />
operatori dell’aggiornamento per la formazione in servizio, degli stu<strong>di</strong>osi per le<br />
proposte agli uni e agli altri (e agli insegnanti) e per le scelte degli oggetti e dei mo<strong>di</strong><br />
<strong>di</strong> stu<strong>di</strong>o e <strong>di</strong> comunicazione.<br />
I new me<strong>di</strong>a offrono occasioni <strong>di</strong> riflessione e possibilità <strong>di</strong> comunicazione che,<br />
secondo me, 35 meritano grande attenzione e mi pare veramente auspicabile, in particolare,<br />
uno schedario <strong>di</strong> documentazione e <strong>di</strong> informazione anche sui new me<strong>di</strong>a in un<br />
quadro <strong>di</strong> servizi agli insegnanti (sia in formazione, sia in servizio), 36 con contributi<br />
<strong>di</strong> me<strong>di</strong>azione alla gestione dell’accumulo <strong>di</strong> fonti, testi, materiali, che va al <strong>di</strong> là delle<br />
attuali possibilità <strong>di</strong> singoli.<br />
Allegato 1 (v. nota 1)<br />
I complementi segnalati in nota 1 riguardano la documentazione, che avrebbe allungato<br />
e appesantito questo articolo fino a renderlo impubblicabile: potendo utilizzare le<br />
pagine internet<br />
http://newrobin.mat.unimi.it/users/lucchini/g304.htm<br />
http://newrobin.mat.unimi.it/users/lucchini/gabl00.htm<br />
ho adottato — come faccio da tempo — il ricorso a un file guida a file complementari,<br />
appositi o preesistenti, raggiungibili con link, configurando una struttura ipertestuale<br />
con itinerario <strong>di</strong> lettura (oltre che <strong>di</strong> lavoro) e link a file, secondo criteri per i quali<br />
rimando a g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
Non mi pare necessario riportare, qui, l’elenco dei file proposti in g304 <strong>di</strong> nota 1.<br />
Allegato 2 (v. nota 16)<br />
Strategia dell’algoritmo: storia e attualità <strong>di</strong> un metodo<br />
EDAV - educazione au<strong>di</strong>ovisiva, n. 381 (giugno 2010), pp. 25–29<br />
25 [introduzione]<br />
Il riferimento del 1971<br />
26 Lo schema del 1974<br />
Lo schema del 1976<br />
35 Nell’articolo sugli “insuccessi in Matematica” nel n. 3 del 2010 del <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> Matematiche (già<br />
citato in nota 6) ho accennato al mio essere su “posizione minoritarie”.<br />
36 Non sono un esperto <strong>di</strong> finanziamenti pubblici (sui quali penso che sarebbe interessante la <strong>di</strong>sponibilità<br />
<strong>di</strong> dati su investimenti e prodotti) e penso che non vadano <strong>di</strong>sdegnate collaborazioni con enti<br />
commerciali.
40 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
40 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
27 Alcuni contributi<br />
Strategia dell’algoritmo, au<strong>di</strong>ovisivi e multime<strong>di</strong>alità<br />
Strategia dell’algoritmo e unità algoritmiche<br />
Strategia dell’algoritmo e “unità <strong>di</strong> appren<strong>di</strong>mento”<br />
28 Strategia dell’algoritmo e comunicazione<br />
Attualità della strategia dell’algoritmo<br />
Unità <strong>di</strong> riferimento per insegnanti<br />
29 L’esempio della LIM<br />
Dati <strong>di</strong> riferimenti bibliografici e sitografici<br />
✉GABRIELE LUCCHINI<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Matematica “F. Enriques”<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Milano<br />
Via C. Sal<strong>di</strong>ni, 50 - 20133 Milano<br />
(in pensione dal 2009-11-01).<br />
E-mail: gabriele.lucchini@unimi.it (gentile concessione).<br />
Pagine internet:<br />
http://users.mat.unimi.it/users/lucchini/gabl00.htm<br />
(gentile concessione).<br />
—————— ◦ ◦ ——————<br />
Nel precedente fascicolo del <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong>, il n. 3/2010, è stato recensito un libro<br />
<strong>di</strong> Gabriele Lucchini senza che ne fosse chiaramente leggibile la casa e<strong>di</strong>trice. L’ha<br />
segnalato il prof. Antonio Barbanera, appassionato socio della <strong>Mathesis</strong> e per anni<br />
presidente della sezione <strong>di</strong> Terni. Il PdM, grato al prof. Barbanera, dà completezza al<br />
riferimento bibliografico:<br />
Gabriele Lucchini, Insuccessi in matematica, programmi <strong>di</strong> insegnamento, formazione<br />
degli insegnanti – Documenti e spunti <strong>di</strong> riflessione, ARACNE, Roma,<br />
2008.<br />
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Aspettando Achille<br />
Carlo Toffalori<br />
1 La perpetua corsa <strong>di</strong> Achille e della tartaruga<br />
Un “gioiello . . . immortale”: così Borges definisce il paradosso <strong>di</strong> Zenone su<br />
Achille e la tartaruga. Dunque, anche se a riguardo <strong>di</strong> quell’antico argomento tutto<br />
sembra ormai detto e stradetto, è lecito sognare che esso nasconda ancora qualche<br />
riflesso inatteso o bagliore imprevisto. È a questa illusione che è de<strong>di</strong>cata questa nota:<br />
la quale tratta appunto del paradosso e ripete su <strong>di</strong> esso molte osservazioni arcinote,<br />
ma aspira pure ad aggiungere qualche postilla originale.<br />
Proce<strong>di</strong>amo comunque con or<strong>di</strong>ne. È infatti giusto ricordare anzitutto chi fu<br />
Zenone <strong>di</strong> Elea: filosofo del V secolo avanti Cristo, <strong>di</strong>scepolo <strong>di</strong> Parmenide, con<strong>di</strong>vise<br />
col maestro la teoria “monista” <strong>di</strong> un tutto univoco, immobile e in<strong>di</strong>viso. Venne inserito<br />
da Platone tra i protagonisti del <strong>di</strong>alogo de<strong>di</strong>cato appunto a Parmenide, dove fa da<br />
interlocutore a un giovane Socrate e viene descritto “<strong>di</strong> notevole statura e gradevole a<br />
vedersi”. A sostegno del suo credo e a critica dell’idea opposta <strong>di</strong> una realtà molteplice<br />
e mutevole, Zenone compose i suoi quattro paradossi, i quali, in verità, sono arrivati<br />
ai giorni nostri non <strong>di</strong>rettamente, ma tramite il filtro <strong>di</strong> Aristotele, che ce li riferisce<br />
nella Fisica. È lì infatti che leggiamo: “quattro sono gli argomenti <strong>di</strong> Zenone intorno<br />
al movimento che offrono <strong>di</strong>fficoltà <strong>di</strong> soluzione. Primo, quello sulla inesistenza del<br />
movimento, per la ragione che il mosso deve giungere prima alla metà che non al<br />
termine. Il secondo argomento <strong>di</strong> Zenone è quello chiamato <strong>di</strong> Achille. Ragiona che il<br />
più lento non sarà raggiunto dal più veloce perché l’inseguitore deve passare per il<br />
luogo che l’inseguito ha appena abbandonato, <strong>di</strong> modo che il più lento ha sempre un<br />
certo vantaggio”. Seguono gli altri due paradossi, quello della freccia e quello dello<br />
sta<strong>di</strong>o. Come si vede, il resoconto aristotelico è rapido e stringato, senza concessione<br />
alcuna a <strong>di</strong>gressioni aneddotiche e favolistiche: per esempio il piè veloce Achille<br />
è accennato solo <strong>di</strong> sfuggita e la tartaruga nemmeno nominata. Molti secoli dopo,<br />
Borges pare quasi rammaricarsene e in Metempsicosi della tartaruga si domanda chi<br />
fu l’antico poeta — forse lo stesso Zenone? — che arricchì l’argomento filosofico<br />
dei due personaggi “<strong>di</strong> un eroe e <strong>di</strong> una tartaruga”. Lo stesso Borges provvede nella<br />
stessa sede a riparare all’omissione aristotelica e a riproporci il paradosso, caricandolo<br />
<strong>di</strong> un minimo <strong>di</strong> tensione e <strong>di</strong> pathos.<br />
41<br />
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42 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
42 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
“Achille, simbolo <strong>di</strong> rapi<strong>di</strong>tà, deve raggiungere la tartaruga, simbolo <strong>di</strong><br />
lentezza. Achille corre <strong>di</strong>eci volte più veloce della tartaruga e le concede<br />
<strong>di</strong>eci metri <strong>di</strong> vantaggio. Achille corre quei <strong>di</strong>eci metri e la tartaruga<br />
percorre un metro; Achille percorre quel metro, la tartaruga percorre un<br />
decimetro; Achille percorre quel decimetro, la tartaruga un centimetro;<br />
Achille percorre quel centimetro, la tartaruga un millimetro; Achille il<br />
millimetro, la tartaruga un decimo <strong>di</strong> millimetro, e così all’infinito; <strong>di</strong><br />
modo che Achille può correre per sempre senza raggiungerla”.<br />
Ancora Borges richiama altrove nella sua opera, per la precisione nei Prologhi, il<br />
primo paradosso <strong>di</strong> Zenone, quello dell’impossibilità del movimento; parla infatti<br />
dell’itinerario ipotetico che da un punto <strong>di</strong> partenza A dovrebbe condurre il “mobile”<br />
protagonista a un traguardo B, e tuttavia si rivela impercorribile perché “prima <strong>di</strong><br />
arrivare a B si deve attraversare il punto interme<strong>di</strong>o C, ma prima <strong>di</strong> arrivare a C sarà<br />
necessario attraversare il punto interme<strong>di</strong>o D, ma prima <strong>di</strong> arrivare a D . . . ” e via<br />
<strong>di</strong>cendo.<br />
Come detto, nel corso dei millenni, miria<strong>di</strong> <strong>di</strong> pensatori si sono affannati a contestare<br />
i quattro paradossi, a cominciare proprio da Aristotele, la cui confutazione<br />
è, per <strong>di</strong>rla ancora con Borges, <strong>di</strong> “brevità quasi sdegnosa”, o dalla critica altrettanto<br />
stringata che Kierkegaard attribuisce a Diogene e sottoscrive all’inizio de La<br />
ripetizione:<br />
“Visto che gli Eleati negavano il movimento, intervenne Diogene nel<br />
ruolo <strong>di</strong> oppositore; intervenne davvero, in quanto come noto non <strong>di</strong>sse<br />
una parola, ma camminò semplicemente avanti e in<strong>di</strong>etro due tre volte,<br />
col che stimò <strong>di</strong> averli confutati a sufficienza”.<br />
Obiezione senza dubbio incisiva, e assai più profonda e penetrante <strong>di</strong> quel che possa<br />
apparire. Ma gli argomenti <strong>di</strong> Zenone sembrano resistere a questo e altri assalti, perché<br />
coinvolgono il tema insi<strong>di</strong>oso dell’infinito, il quale sembra sottrarsi per sua stessa<br />
natura a ogni seria misurazione scientifica. È per questo motivo che la critica <strong>di</strong><br />
quei ragionamenti riesce tutt’altro che agevole e anzi espone a sua volta il fianco a<br />
giustificate obiezioni. Per esempio, si ha un bel <strong>di</strong>re che, come la <strong>di</strong>stanza percorsa da<br />
Achille o dalla tartaruga, così anche il tempo impiegato a descriverla si sud<strong>di</strong>vide in<br />
infinite parti; si ha un bell’affermare che in nessuno dei due casi, né per la <strong>di</strong>stanza<br />
né per il tempo, questa infinita <strong>di</strong>visibilità equivale all’infinità, in altre parole si può<br />
benissimo essere infinitamente <strong>di</strong>visibili e contemporaneamente finiti. Di fronte a<br />
queste considerazioni resistono i dubbi e le perplessità che nascono, appunto, dal<br />
mancato sostegno <strong>di</strong> una salda teoria scientifica, che sappia estendere i suoi calcoli<br />
e i suoi controlli pure all’infinito. Come osserva infatti Bertrand Russell ne La<br />
matematica e i metafisici — uno dei saggi che compongono Misticismo e logica —<br />
“Zenone affrontava in realtà tre problemi più astratti del moto”, e cioè quelli “degli<br />
infinitesimi, dell’infinito e della continuità”.<br />
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carlo toffalori<br />
43<br />
Carlo Toffalori 43<br />
2 La vita e le opinioni <strong>di</strong> Tristram Shandy, gentiluomo<br />
Gli sviluppi della matematica dell’Ottocento parvero rime<strong>di</strong>are a questa carenza:<br />
si ebbero, infatti, da un lato la sistemazione del calcolo infinitesimale e integrale<br />
e l’elaborazione del concetto <strong>di</strong> continuità, dall’altro la nascita della teoria degli<br />
insiemi e lo stu<strong>di</strong>o Cantoriano dell’infinito matematico. Si affacciarono allora accurate<br />
spiegazioni del paradosso <strong>di</strong> Achille e della tartaruga. La teoria delle serie numeriche,<br />
e la conseguente possibilità <strong>di</strong> calcolare appropriatamente somme <strong>di</strong> infiniti adden<strong>di</strong>,<br />
stabilirono per esempio l’argomentazione che segue. La riportiamo sommariamente,<br />
trascurando qualche finezza che sarebbe forse opportuna ma attarderebbe l’esposizione.<br />
Assumiamo dunque con Borges, tanto per semplificare le idee, che Achille corra <strong>di</strong>eci<br />
volte più veloce della tartaruga. Supponiamo poi che l’in<strong>di</strong>ce n denoti i successivi<br />
spostamenti dei due nella loro rincorsa. Allora<br />
• lo spazio S percorso dalla tartaruga risulta 1 + 10 −1 + 10 −2 + ··· + 10 −n + ...<br />
• quello S ′ percorso da Achille è invece 10 + 1 + 10 −1 + 10 −2 + ··· + 10 −n + ...<br />
Si osserva allora che la somma S, troncata a un qualunque numero finito <strong>di</strong> adden<strong>di</strong>,<br />
resta minore <strong>di</strong> 2, anzi <strong>di</strong> 10/9. Corrispondentemente S ′ rimarrà minore <strong>di</strong> 10 + 10/9.<br />
In particolare le due somme, S e S ′ , sono finite. D’altra parte la seconda somma si<br />
ottiene dalla prima moltiplicando per 10: in altre parole S ′ = 10S. Inoltre sottraendo<br />
la seconda somma dalla prima si ricava 9S = 10S − S = S ′ − S = 10. Si deduce che<br />
S = 10/9 e conseguentemente S ′ = 10 + 10/9. Si conclude che, quando la tartaruga<br />
ha percorso 10/9 <strong>di</strong> un metro, Achille la raggiunge. Così, una volta fissata la velocità<br />
sia <strong>di</strong> Achille che, conseguentemente, della tartaruga, riesce agevole calcolare pure il<br />
tempo del ricongiungimento: 10/9 <strong>di</strong> secondo, se si assume, per esempio, che Achille<br />
corra a un metro al secondo, e quin<strong>di</strong> la tartaruga a un decimetro al secondo.<br />
L’argomento appena proposto si estende facilmente a ogni serie geometrica <strong>di</strong><br />
ragione q con 0 < q < 1, e non solo a q = 1/10. In altre parole, la spiegazione resta<br />
valida quale che sia il rapporto q tra le velocità della tartaruga e <strong>di</strong> Achille, e non solo<br />
nel caso particolare che abbiamo considerato, che è appunto q = 1/10. Del resto<br />
• la con<strong>di</strong>zione q > 0 equivale a escludere che la tartaruga sia ferma,<br />
• l’altra q < 1 ad accettare che Achille sia più veloce.<br />
In realtà si potrebbe coinvolgere anche il caso q = 0, quello per cui la tartaruga resta<br />
immobile. A esso pure si applica il ragionamento, andando in realtà a <strong>di</strong>rimere il<br />
primo paradosso <strong>di</strong> Zenone.<br />
Un’altra spiegazione matematica, basata stavolta sulla teoria <strong>di</strong> Cantor dell’infinito,<br />
ci viene proposta da Bertrand Russell proprio ne La matematica e i metafisici.<br />
Secondo Russell la rincorsa <strong>di</strong> Achille e della tartaruga è un’ulteriore conferma delle<br />
impreve<strong>di</strong>bili sorprese che si incontrano quando si procede nel terreno insi<strong>di</strong>oso
44 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
44 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
dell’infinito, illudendosi <strong>di</strong> potervi applicare le leggi che regolano l’ambito più rassicurante<br />
e familiare del finito. È infatti incontrovertibile che, se a una collezione finita <strong>di</strong><br />
oggetti se ne toglie, o se ne aggiunge uno, quelli che restano non sono più tanti come<br />
prima. Consideriamo allora, per n che varia tra i naturali, le posizioni che la tartaruga<br />
e Achille occupano dopo il loro n-mo spostamento. C’è una corrispondenza biunivoca<br />
che lega le une alle altre, associando, per ogni n, l’ubicazione della tartaruga a quella<br />
<strong>di</strong> Achille. Inoltre, per ogni n, la posizione della tartaruga è <strong>di</strong>fferente da quella <strong>di</strong><br />
Achille, e anzi la precede. Allora, finché l’attenzione si restringe a una sequenza<br />
finita <strong>di</strong> spostamenti, nessun ricongiungimento è ammissibile: affermarlo sarebbe<br />
come sostenere che, pur mantenendosi la corrispondenza biunivoca <strong>di</strong> cui sopra, ad<br />
Achille è concessa una posizione in più — il che ovviamente smentisce le precedenti<br />
considerazioni.<br />
Ma quel che è uno scandalo in un mondo finito <strong>di</strong>viene accettabilissimo all’infinito.<br />
È noto infatti che se alla collezione N dei numeri naturali n se ne toglie uno, per<br />
esempio 0, oppure se ne aggiunge un altro, come <strong>di</strong>re ∞, si ottengono tanti elementi<br />
quanti ce n’erano prima, esiste infatti una corrispondenza biunivoca tra N e N − {0},<br />
come pure tra N e N ∪ {∞}. È quin<strong>di</strong> lecito ammettere che Achille occupi una<br />
posizione in più, raggiungendo la tartaruga, senza per questo contrad<strong>di</strong>re la biiezione<br />
tra le posizioni <strong>di</strong> lui che rincorre, e <strong>di</strong> lei che viene inseguita. Il classico assioma che<br />
“il tutto è maggiore della parte” viene irrime<strong>di</strong>abilmente smentito.<br />
L’argomento riesce in verità meno convincente e incisivo del precedente, e tuttavia<br />
fascinoso, tanto più che Russell lo accompagna con altre spiritose esemplificazioni,<br />
attingendole dalla letteratura, per la precisione da Laurence Sterne e da La vita<br />
e le opinioni <strong>di</strong> Tristram Shandy, gentiluomo. Si immagina infatti in quell’opera<br />
che il protagonista, Tristram Shandy appunto, si proponga <strong>di</strong> compilare la propria<br />
autobiografia ma, dopo aver impiegato un anno e oltre duecento pagine per sviluppare<br />
incre<strong>di</strong>bili <strong>di</strong>vagazioni sul proprio giorno natale, s’accorga che, mantenendo quel<br />
ritmo <strong>di</strong> composizione — un giorno all’anno —, non arriverà mai a completare la sua<br />
impresa. È dunque, in questo caso, Tristram Shandy a inseguire se stesso, nel tempo<br />
invece che nello spazio, e a far contemporaneamente da Achille e da tartaruga. Inoltre<br />
l’originario argomento <strong>di</strong> Zenone si ribalta, perché i tempi della rincorsa, anziché<br />
restringersi, si <strong>di</strong>latano e la <strong>di</strong>stanza tra inseguitore e inseguito s’accresce invece che<br />
<strong>di</strong>minuire. Tuttavia, sostiene Russell, se Shandy fosse stato eterno, non avrebbe avuto<br />
motivo <strong>di</strong> preoccuparsi: “nessuna parte della biografia sarebbe rimasta non scritta.<br />
Infatti: nel centesimo anno avrebbe descritto il centesimo giorno, nel millesimo anno<br />
il millesimo giorno, e così via”. La rincorsa temporale <strong>di</strong> Shandy, la sua ricerca del<br />
tempo perduto, sarebbe coronata dal successo.<br />
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carlo toffalori<br />
45<br />
Carlo Toffalori 45<br />
3 La spe<strong>di</strong>zione al Polo Nord<br />
È tuttavia un dato <strong>di</strong> fatto, sorprendente quanto si vuole, ma incontestabile, che<br />
l’interesse <strong>di</strong> poeti e scrittori verso i paradossi <strong>di</strong> Zenone non sia minimamente scemato<br />
dopo l’avvento del calcolo infinitesimale e le presunte spiegazioni <strong>matematiche</strong>, e<br />
anzi si sia mantenuto vigile e desto, quasi più vivo <strong>di</strong> prima. A confermarlo stanno<br />
anzitutto Tolstoj e quel brano <strong>di</strong> Guerra e pace che accenna al caso <strong>di</strong> Achille e della<br />
tartaruga — “il così detto sofisma degli antichi consistente in questo, che Achille<br />
non raggiungerà mai la tartaruga, la quale cammina davanti a lui, nonostante che<br />
Achille vada <strong>di</strong>eci volte più in fretta della tartaruga”. In realtà in questo frangente<br />
l’inseguimento <strong>di</strong> Achille serve allo scrittore russo proprio come spunto per avviare<br />
una lunga <strong>di</strong>gressione sul calcolo infinitesimale, che ne <strong>di</strong>scute la nascita e i meriti,<br />
nonché le impreve<strong>di</strong>bili applicazioni all’arte bellica e all’analisi storica.<br />
Invece la rincorsa <strong>di</strong> Achille dà a Borges in Discussione — nei due brevi saggi già<br />
parzialmente richiamati, La perpetua corsa <strong>di</strong> Achille e della tartaruga e Metempsicosi<br />
della tartaruga — l’estro per la famosa critica all’idea dell’infinito, “concetto che<br />
corrompe e ammattisce tutti gli altri”, “parola <strong>di</strong> spavento che abbiamo generato<br />
temerariamente e che, una volta ammessa in un pensiero, esplode e lo uccide”.<br />
Aggiunge Borges che “ci sono altri moniti antichi contro il commercio <strong>di</strong> una parola<br />
tanto perfida: c’è la leggenda cinese dello scettro dei re <strong>di</strong> Liang, che <strong>di</strong>minuiva <strong>di</strong><br />
una metà ad ogni nuovo re; lo scettro, mutilato da <strong>di</strong>nastie, esiste ancora”. Situazione<br />
che, come si vede, corrisponde al primo paradosso <strong>di</strong> Zenone e, comunque, dal punto<br />
<strong>di</strong> vista matematico, all’esistenza <strong>di</strong> successioni, come 2 −n oppure 10 −n al variare <strong>di</strong><br />
n,<br />
• decrescenti,<br />
• a termini positivi<br />
• e tuttavia convergenti a 0.<br />
Si noti però che il secondo paradosso <strong>di</strong> Zenone è più sottile; infatti non sempre<br />
una simile successione determina una serie convergente a una somma finita, come<br />
testimoniato dalla progressione 1/n.<br />
Altri autori, poi, sottolineano degli argomenti <strong>di</strong> Zenone nuove impreve<strong>di</strong>bili valenze<br />
extra-<strong>matematiche</strong>, che nessuna teoria <strong>di</strong> limiti e serie sembra capace <strong>di</strong> spiegare.<br />
È il caso <strong>di</strong> Kierkegaard e del suo Diario, le cui sconfinate pagine racchiudono anche<br />
la parabola della Spe<strong>di</strong>zione al Polo Nord. In esso il primo paradosso <strong>di</strong> Zenone è<br />
adattato a un tema caro al pensatore danese, e cioè al contrasto tra Cristianesimo e cristianità,<br />
tra la ra<strong>di</strong>calità del messaggio evangelico e i compromessi, le convenienze e le<br />
ipocrisie delle chiese che lo professano. Immagina dunque Kierkegaard che l’umanità<br />
si convinca che una spe<strong>di</strong>zione al Polo Nord sia essenziale per la beatitu<strong>di</strong>ne eterna.<br />
D’altra parte bisogna riconoscere che l’impresa si prospetta <strong>di</strong>fficile e pericolosa,<br />
destinata verosimilmente solo a una ristretta minoranza <strong>di</strong> eletti. I parroci danesi, però,
46 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
46 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
non si fanno scoraggiare dall’intoppo, trovano facilmente una via d’uscita e prendono<br />
a pre<strong>di</strong>care che perfino il semplice abbozzo <strong>di</strong> un tentativo <strong>di</strong> spe<strong>di</strong>zione al polo —<br />
un comodo viaggio verso la tappa interme<strong>di</strong>a <strong>di</strong> Londra, oppure, perché no?, una<br />
passeggiata domenicale nel parco o ad<strong>di</strong>rittura il solo anelito a compierlo — è già un<br />
passo decisivo verso la salvezza.<br />
Il paradosso <strong>di</strong> Kierkedgaard è citato da Borges in Altre <strong>di</strong>squisizioni, nel saggio<br />
de<strong>di</strong>cato a Kafka e i suoi precursori, dove ulteriori trasposizioni letterarie <strong>di</strong> Zenone,<br />
dovute per esempio a Léon Bloy e Lord Dunsany, sono citate e confrontate. Né<br />
l’elenco si esaurisce qui, altri autori si potrebbero aggiungere al proposito, come Carlo<br />
Emilio Gadda e la personalissima cronaca ch’egli re<strong>di</strong>ge della rincorsa <strong>di</strong> Achille nel<br />
Primo libro delle favole.<br />
Ma lo scrittore che più facilmente si accosta a Zenone è ovviamente Franz Kafka.<br />
Dice Borges sempre in Kafka e i suoi precursori, a proposito del paradosso della<br />
tartaruga, che “la forma <strong>di</strong> questo illustre problema è, esattamente, quella del Castello,<br />
e il mobile e la freccia e Achille sono i primi personaggi kafkiani della letteratura”. In<br />
effetti l’agrimensore K. — il protagonista del romanzo, il quale anela senza successo <strong>di</strong><br />
accedere al Castello che pure l’ha convocato — rivive gli stessi imbarazzi dell’antico<br />
“mobile” <strong>di</strong> Zenone, così come sibillini, criptici e inconcludenti sono i messaggi che<br />
dal Castello dovrebbero arrivargli e i latori che dovrebbero recapitarglieli. Il tema<br />
della lettera che non arriva, nell’ambasciatore che non sa <strong>di</strong>stricarsi dagli infiniti<br />
ostacoli che lo bloccano, compare del resto già nell’altro famoso racconto kafkiano<br />
dal titolo Il messaggio dell’imperatore, e viene anzi ripreso in Durante la costruzione<br />
della grande muraglia cinese dove anzi si congiunge a molteplici varianti dei vecchi<br />
paradossi, tant’è vero che Borges, nel suo Prologo de<strong>di</strong>cato a Kafka: la metamorfosi,<br />
ne compen<strong>di</strong>a il contenuto nel modo che segue:<br />
“per arrestare l’avvicinarsi <strong>di</strong> eserciti infinitamente lontani, un imperatore<br />
infinitamente remoto nel tempo e nello spazio comanda che infinite<br />
generazioni costruiscano una muraglia infinita che circoscriva il suo<br />
infinito impero”.<br />
Echi kafkiani <strong>di</strong> Zenone si colgono in Una confusione quoti<strong>di</strong>ana, dove due vicini si<br />
rincorrono inutilmente senza riuscire mai a incontrarsi; oppure nel Prossimo villaggio,<br />
dove si tratta il tempo smisurato e inaccessibile che si impone per raggiungere a cavallo<br />
il paese vicino; oppure, finalmente, in Davanti alla legge, racconto che viene ripreso<br />
e ampliato anche nel finale del Processo. In esso si immagina che il protagonista<br />
consumi l’intera vita seduto su uno sgabello, nell’inutile attesa <strong>di</strong> accedere appunto alla<br />
legge. In tutti questi casi gli antichi paradossi <strong>di</strong>ventano lo spunto per simboleggiare,<br />
più che l’impossibilità del movimento, il dramma umano dell’incomunicabilità e<br />
dell’esclusione, la ricerca angosciata e inconclusa <strong>di</strong> un senso della propria vita.<br />
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Carlo Toffalori 47<br />
4 Quel che la tartaruga <strong>di</strong>sse ad Achille<br />
Di fronte a tanta dovizie <strong>di</strong> esempi letterari, tutti successivi alla crescita del calcolo<br />
<strong>di</strong>fferenziale, e <strong>di</strong> fronte all’autorità dei geni che li hanno composti, spesso consapevoli<br />
<strong>di</strong> queste novità scientifiche, viene seriamente da dubitare che la matematica sappia<br />
realmente <strong>di</strong>panare l’essenza del problema zenoniano. Viene anzi in mente un altro<br />
grande della poesia, Paul Valéry, nel suo Cimitero marino taccia <strong>di</strong> “crudele” l’antico<br />
filosofo greco. L’irraggiungibile tartaruga sembra infatti, più che un esercizio inoffensivo<br />
<strong>di</strong> matematica, l’emblema dell’imperfezione umana, della nostra incapacità <strong>di</strong><br />
conoscerci e conoscere. C’è allora quasi da sottoscrivere l’opinione <strong>di</strong> Kant, secondo<br />
cui le antinomie <strong>di</strong> Zenone sono non <strong>di</strong>vertimenti sofistici o contorsioni mentali, ma<br />
solo l’inevitabile conseguenza degli insuperabili limiti della nostra ragione. L’inspiegabile<br />
paradosso <strong>di</strong>venta proprio come la tartaruga, e i nostri tentativi <strong>di</strong> comprenderlo<br />
come l’inutile rincorsa del piè veloce Achille.<br />
Né una simile conclusione genera, matematicamente parlando, eccessivi sconcerti,<br />
ché anzi si collega facilmente ai teoremi <strong>di</strong> incompletezza <strong>di</strong> Gödel: i quali pure<br />
sottolineano, a proposito dei numeri naturali, l’impossibilità umana <strong>di</strong> coglierne<br />
efficacemente i fondamenti, e contemporaneamente la coscienza, anzi la prova provata<br />
— matematicamente provata — <strong>di</strong> questa impossibilità. Infatti ogni sistema coerente<br />
<strong>di</strong> assiomi e regole <strong>di</strong> deduzione, che la mente elabora per dominare l’aritmetica,<br />
sperimenta zone d’ombra, s’imbatte in affermazioni che non sa né <strong>di</strong>mostrare né<br />
confutare e in definitiva rimanda a teorie più ricche e potenti — capaci finalmente<br />
<strong>di</strong> <strong>di</strong>rimere quella particolare questione, e tuttavia ancora vulnerabili e incomplete,<br />
perché condannate ad analoghi imbarazzi: per quanto avanti ci si spinga nel mondo<br />
dei numeri, per quanto si perfezioni la loro analisi, restano sempre zone inesplorate<br />
da raggiungere. In questo or<strong>di</strong>ne <strong>di</strong> idee <strong>di</strong>venta allora automatico, quasi scontato,<br />
paragonare la tartaruga all’aritmetica e Achille ai tentativi <strong>di</strong> comprenderla. Come<br />
proprio Tristram Shandy annota, perfino la scienza è “<strong>di</strong>visibile ad infinitum”.<br />
Sempre in tema <strong>di</strong> matematica, c’è un’ulteriore legame con i paradossi <strong>di</strong> Zenone<br />
che vale la pena illustrare, relativamente recente e anzi ispirato dagli orizzonti<br />
dell’informatica teorica e della moderna crittografia. Per introdurlo, conviene far<br />
riferimento all’altra celebre variante del vecchio argomento <strong>di</strong> Zenone che Lewis<br />
Carroll propone in Quel che la tartaruga <strong>di</strong>sse ad Achille. Come ricorderete, vi si<br />
immagina che Achille e la tartaruga, abbandonata la loro gara inconcludente, prendano<br />
a <strong>di</strong>scutere <strong>di</strong> geometria, in particolare della “prima proposizione <strong>di</strong> Euclide” relativa<br />
alla costruzione <strong>di</strong> un triangolo equilatero <strong>di</strong> lato assegnato AB. La procedura per<br />
ottenerla è facile da riassumere:<br />
• si tracciano le circonferenze con raggio AB e centro A, B rispettivamente;<br />
• si considera un loro punto <strong>di</strong> intersezione C — passaggio in realtà controverso,<br />
dato che i postulati euclidei non assicurano affatto che un tale punto C esista:
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48 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
ma non sono questi il momento e il luogo <strong>di</strong> soffermarsi sulla questione;<br />
• si osserva poi che AC è raggio della prima circonferenza, e quin<strong>di</strong> uguale ad<br />
AB;<br />
• allo stesso modo BC è raggio della seconda circonferenza, e come tale ancora<br />
uguale ad AB;<br />
• si conclude che AC e BC, in quanto uguali ad AB, sono uguali tra loro.<br />
La tartaruga e Achille <strong>di</strong>scutono in particolare il sillogismo finale:<br />
a) due cose uguali a una terza sono uguali tra loro;<br />
b) i due segmenti AC e BC sono uguali ad AB;<br />
z) i due segmenti AC e BC sono uguali tra loro.<br />
La tartaruga accetta le premesse a) e b) ma nega che esse giustifichino da sole la<br />
conclusione z). Persuade anzi Achille della necessità <strong>di</strong> interporre una proposizione<br />
ipotetica:<br />
c) se a) e b) sono valide, z) è valida.<br />
Ma neppure a questo punto la tartaruga si <strong>di</strong>chiara sod<strong>di</strong>sfatta: accetta infatti la vali<strong>di</strong>tà<br />
<strong>di</strong> a), b) e c), ma nega che se ne possa dedurre z). Achille è allora portato a interpolare:<br />
d) se a), b) e c) sono valide, z) è valida.<br />
Tuttavia neanche d) è la tappa decisiva del sillogismo, l’intrico prosegue senza fine,<br />
scomodando ipotesi interme<strong>di</strong>e sempre uguali e sempre nuove, così che al narratore<br />
non resta che chiosare: “alcuni mesi più tar<strong>di</strong> . . . Achille era ancora seduto sul guscio<br />
della paziente tartaruga e scriveva ancora sul taccuino, che sembrava tutto riempito”.<br />
Come si vede, stavolta ad affannarsi è non la tartaruga che fugge, ma l’eroe che<br />
cerca una logica spiegazione; l’animale, invece, regge beffardo le fila del gioco, forte<br />
<strong>di</strong> una logica superiore, certo <strong>di</strong> non essere raggiunto. Ebbene, la storia fantastica <strong>di</strong><br />
Carroll serve per introdurre nel modo migliore gli sviluppi della moderna complessità<br />
computazionale cui già si accennava, a cominciare dalla questione P = NP. In che<br />
cosa essa consista, immaginiamo che sia ben noto al lettore. Conviene però che la<br />
ricapitoliamo sommariamente, per meglio apprezzare il collegamento con Zenone.<br />
Supponiamo allora, tanto per fare un esempio, che n sia un numero naturale<br />
prodotto <strong>di</strong> due primi <strong>di</strong>stinti p e q, che la tartaruga conosca questi fattori ma Achille<br />
invece li ignori e cerchi <strong>di</strong> trovarli. In teoria l’eroe ha la garanzia assoluta <strong>di</strong> coronare<br />
i suoi sforzi, sa infatti dal teorema fondamentale dell’aritmetica che n si decompone<br />
in modo unico in fattori primi; dunque, in linea <strong>di</strong> principio, gli basta controllare se<br />
n è <strong>di</strong>visibile per 2, poi per 3,5,7,11 e via <strong>di</strong>cendo, per scoprire prima o poi p e q.<br />
Nella pratica, però, non c’è garanzia alcuna che i suoi calcoli scorrano così lisci. Al<br />
contrario, se p e q fossero enormemente gran<strong>di</strong>, i suoi tentativi si accumulerebbero<br />
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carlo toffalori<br />
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Carlo Toffalori 49<br />
senza successo. Per ottenere i due primi misteriosi, Achille dovrebbe infatti controllare<br />
una quantità sterminata <strong>di</strong> casi interme<strong>di</strong>, senza certezza alcuna d’arrivare in breve<br />
alla soluzione. È un dato <strong>di</strong> fatto: quand’anche Achille abbandonasse le procedure<br />
artigianali appena descritte e ricorresse agli algoritmi più sofisticati che la teoria<br />
dei numeri propone e ai calcolatori più rapi<strong>di</strong> e potenti che l’informatica <strong>di</strong>spone,<br />
sperimenterebbe analoghi imbarazzi e la sua ricerca potrebbe richiedergli, come nel<br />
caso <strong>di</strong> Carroll, non il breve palpito <strong>di</strong> un attimo ma, senza esagerazione alcuna, “tutto<br />
il tempo del mondo”, e cioè tanti secon<strong>di</strong> quanti ne sono trascorsi dalla scintilla del<br />
Big Bang originario fino a oggi, e forse anche <strong>di</strong> più. D’altra parte, basterebbe che la<br />
tartaruga, che invece conosce i due fattori primi, si degnasse <strong>di</strong> rivelargliene anche uno<br />
solo, per esempio p, perché Achille con la semplice <strong>di</strong>visione <strong>di</strong> n per p recuperasse<br />
anche q e l’intera decomposizione. È questa appunto la situazione dei problemi <strong>di</strong> NP.<br />
Infatti in teoria della complessità<br />
• P denota la classe dei problemi che si risolvono “rapidamente”,<br />
• NP è invece la classe dei problemi che ammettono soluzione rapida solo quando<br />
si può ricorrere a un qualche “aiutino”.<br />
La ricerca <strong>di</strong> p e q a partire da n è appunto l’esempio <strong>di</strong> un problema che sta certamente<br />
in NP, ma chissà se anche in P. Ovviamente la definizione rigorosa delle due classi, P<br />
e NP, presuppone che si chiarisca preliminarmente che cosa sia un algoritmo “rapido”<br />
<strong>di</strong> soluzione — al che provvedono teorie sottili e controverse. La lettera P sta proprio<br />
a sottolineare, tanto in P quanto in NP, la deliberazione secondo cui una procedura è<br />
veloce quando opera in tempi al più “polinomiali” rispetto alla lunghezza degli input.<br />
P per polinomiale, dunque: ipotesi <strong>di</strong>battuta, come si <strong>di</strong>ceva, ma della quale non è il<br />
caso <strong>di</strong> <strong>di</strong>squisire qui.<br />
A prescindere da queste finezze teoriche, la situazione <strong>di</strong> P e NP richiama i quiz<br />
serali della televisione, in cui il concorrente è tenuto a rispondere in tempi ragionevoli<br />
ma, quando non sa <strong>di</strong>stricarsi da solo, può talora avvalersi <strong>di</strong> qualche suggerimento<br />
telefonico. Il caso in cui il concorrente fa presto e bene da sé è quello <strong>di</strong> P, l’altro, in<br />
cui si affida all’ausilio esterno, corrisponde invece a NP. La questione P = NP chiede<br />
allora fino a che punto l’aiutino è decisivo. È evidente, infatti, che il suggerimento<br />
accelera la risposta. Ma nulla vieta che, in sua assenza, la soluzione arrivi ugualmente<br />
in tempi forse più rilassati, ma del tutto accettabili: un po’ meno rapi<strong>di</strong>, ma pur sempre<br />
rapi<strong>di</strong>. D’altra parte niente esclude che, al contrario, in assenza <strong>di</strong> aiuto l’attesa della<br />
risposta si <strong>di</strong>lati e superi ogni limite ragionevole. Il caso <strong>di</strong> n, p e q ce lo conferma:<br />
Achille può spendere una vita intera se si intestar<strong>di</strong>sce a procedere da solo; ma se<br />
la tartaruga si degna <strong>di</strong> aiutarlo, <strong>di</strong>venta capace <strong>di</strong> rispondere quasi imme<strong>di</strong>atamente.<br />
Situazione che evidentemente richiama il primo paradosso <strong>di</strong> Zenone e sottolinea la<br />
<strong>di</strong>stanza incolmabile che talora si stabilisce tra chi detiene l’informazione e chi invece<br />
la ignora.
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50 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
5 Metempsicosi della tartaruga<br />
Si potrebbe sostenere che il secondo paradosso <strong>di</strong> Zenone è più “<strong>di</strong>namico” del<br />
primo. È vero che l’uno e l’altro servono a criticare l’idea del moto, e quin<strong>di</strong> una<br />
loro classifica per solerzia appare decisamente esagerata e fuori luogo. Tuttavia l’idea<br />
stessa <strong>di</strong> uno sprint tra due contendenti suscita certamente maggior emozione che non<br />
il personalissimo travaglio del “mobile” solitario. Mal si adatta, allora, a questo spirito<br />
<strong>di</strong> competizione l’esempio <strong>di</strong> P e NP, dove la tartaruga è la depositaria immobile e<br />
consolidata del sapere, quasi come una sibilla, così che sta solo alla sua <strong>di</strong>screzione<br />
e al suo umore <strong>di</strong> elargirlo o no all’angosciato Achille. Si preferirebbe invece che il<br />
gioco fosse più vivo e partecipato e che pure l’animale vi svolgesse un ruolo attivo.<br />
Ebbene, c’è un altro orizzonte della teoria informatica della computabilità che<br />
corrisponde pienamente a questa aspirazione. Si tratta della così detta complessità<br />
interattiva. In essa si immagina che due interlocutori collaborino al buon esito <strong>di</strong> una<br />
procedura: da un lato chi, come Achille, si sforza <strong>di</strong> trovare la soluzione e dall’altro<br />
chi, come la tartaruga, può talora illuminarlo nella ricerca; in termini più calzanti e<br />
generali, da una parte l’uomo che si affida al calcolatore e dall’altra la macchina che<br />
provvede ad assisterlo. Si suppone allora che colui, o colei, che interpella il computer<br />
possa ogni tanto fermarsi, ricapitolare lo stato del lavoro e riformulare in termini più<br />
mirati la sua domanda iniziale.<br />
Dobbiamo però confessare che non Achille e la tartaruga, ma altri personaggi<br />
leggendari sono evocati a rappresentare i due protagonisti, almeno secondo le convenzioni<br />
che si sono ormai stabilite in informatica: per l’esattezza il giovane Artù e il<br />
Mago Merlino, l’uno come ragazzo cocciuto e ignorante, deciso a farsi convincere<br />
solo dall’assoluta evidenza; l’altro come saggio depositario della verità e <strong>di</strong>spensatore<br />
dei suoi frammenti. Artù come Achille, dunque, o come un ricercatore seduto al<br />
computer, e Merlino come la tartaruga, o come la macchina che elargisce le risposte.<br />
Né c’è da <strong>di</strong>spiacersi troppo che questi due nuovi interpreti vengano a sostituire gli<br />
antichi protagonisti della tenzone. Borges, per esempio, non potrebbe che rallegrarsi<br />
della gran varietà <strong>di</strong> personaggi che provvedono a vivacizzare il paradosso: non solo il<br />
“Pelide” e la tartaruga, ma anche Tristram Shandy all’inseguimento <strong>di</strong> se stesso, come<br />
si <strong>di</strong>ceva poco fa, oppure Artù e Merlino, come scopriamo adesso.<br />
Ma ritorniamo agli algoritmi interattivi, affidandoci per semplicità ancora ad<br />
Achille e alla tartaruga per spiegarne lo svolgimento. La situazione <strong>di</strong> partenza è la<br />
seguente: si immagina che ci sia un enigma da risolvere, con due possibili risposte<br />
— sì oppure no —, ad esempio che ci sia da decidere se un dato numero n è primo<br />
oppure no, e che la tartaruga debba convincere Achille che la risposta è sì. Come<br />
anticipavo parlando <strong>di</strong> Artù, si presuppone che Achille non abbia né scienza né cultura<br />
e sia capace al massimo <strong>di</strong> svolgere qualche conto semplice semplice; in compenso è<br />
testardo e sospettoso e non vuol farsi persuadere se non <strong>di</strong> fronte all’evidenza. Così gli<br />
è data facoltà <strong>di</strong> incalzare la tartaruga con domande insistite, ma casuali, capricciose,<br />
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senza logica alcuna se non quella dell’ispirazione del momento. L’animale, a sua<br />
volta, è tenuto a rispondere, ma non ha l’obbligo <strong>di</strong> essere sincero, può mentire e anzi<br />
ingannare, se vuole. Nel modello informatico, però, si prevede espressamente che<br />
• se la risposta finale è sì, la tartaruga abbia alta probabilità <strong>di</strong> convincerne Achille,<br />
• se la risposta invece è no, la probabilità che la tartaruga imbrogli Achille e lo<br />
persuada del contrario sia bassa.<br />
Sempre nel canone scientifico si richiede, ovviamente, che la corrispondenza tra<br />
Achille e la tartaruga sia sbrigata in tempi ragionevoli, che non troppi, né troppo<br />
lunghi, siano i messaggi che i due si scambiano. La classe dei problemi che si<br />
prestano a una tale procedura <strong>di</strong> soluzione è denotata IP, a significare “interattivo<br />
polinomiale”. C’è un teorema famoso che la identifica alternativamente come la<br />
classe dei problemi che si risolvono impiegando risorse <strong>di</strong> memoria al più polinomiali<br />
rispetto alla lunghezza degli input.<br />
Questo ci insegna la complessità computazionale. Ma passando a Zenone possiamo<br />
bene immaginare il protocollo appena illustrato come un’ulteriore esemplificazione<br />
dell’antico inseguimento. La tartaruga, infatti, ben si presta a rappresentare la verità, o<br />
comunque chi la possiede, e Achille a interpretare chi la rincorre. L’una può erogare<br />
all’altro briciole <strong>di</strong> informazioni oppure bugie. Se poi esclu<strong>di</strong>amo dal protocollo<br />
informatico ogni preoccupazione <strong>di</strong> onestà, ogni aspirazione a un lieto fine, così da<br />
abolire i vincoli che sanzionano eventuali inganni e scadenzano i tempi <strong>di</strong> risposta,<br />
ecco che la tartaruga acquista libertà assoluta <strong>di</strong> condurre il gioco, <strong>di</strong> rispondere il vero<br />
o il falso a suo piacimento e in definitiva <strong>di</strong> pilotare Achille fin quando e dove vuole,<br />
sino all’infinito, proprio come nel caso <strong>di</strong> Carroll e dei suoi sillogismi. Prospettiva<br />
che non costituisce solo l’ennesima variante dell’antico gioco zenoniano, ma giunge a<br />
trasmettere qualche accigliata apprensione, quando si osserva come per quest’ultima<br />
sua “crudele” metempsicosi la tartaruga scelga le vesti del calcolatore e ne sottolinei<br />
così i poteri inquietanti e i margini <strong>di</strong> inaffidabilità.<br />
✉CARLO TOFFALORI<br />
Scuola <strong>di</strong> Scienze e Tecnologie<br />
Università <strong>di</strong> Camerino.
52 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
I GIOVANI E LA MATEMATICA<br />
È vero che la Matematica può anche essere interessante?<br />
L’intervista tra i giovani della sezione <strong>Mathesis</strong> <strong>di</strong> Rovigo<br />
Qualche tempo fa siamo stati invitati, come sezione giovani della <strong>Mathesis</strong> ro<strong>di</strong>gina,<br />
a scrivere un articolo riguardo al nostro rapporto con la matematica, facendo particolare<br />
attenzione a come ci sia apparsa al liceo e come e perché l’abbiamo scelta come <strong>di</strong>sciplina<br />
Universitaria.<br />
Per rendere la questione più concreta e sincera abbiamo scelto <strong>di</strong> intervistare tre ragazzi<br />
della stessa sezione giovani, per meglio capire cosa sia per loro la Matematica, come si siano<br />
appassionati e come la vivano all’interno della loro realtà <strong>di</strong> liceali e universitari.<br />
La prima intervista è rivolta a LORENZO VALENTINI, giovane iscritto alla <strong>Mathesis</strong> <strong>di</strong><br />
Rovigo studente <strong>di</strong> quinta del Liceo Scientifico Paleocapa, anch’esso <strong>di</strong> Rovigo.<br />
Qual è stato il tuo primo approccio con la Matematica al liceo?<br />
LORENZO : La Matematica era una delle materie che preferivo sin dalle scuole elementari,<br />
ma il Liceo mi ha fatto scoprire quel qualcosa in più che ha permesso mi appassionassi<br />
definitivamente a questa <strong>di</strong>sciplina. La cosa che mi ha subito colpito fu come il professore<br />
avesse introdotto in modo logico e <strong>di</strong>mostrativo le classiche operazioni quali l’ad<strong>di</strong>zione, la<br />
moltiplicazione ecc. che fino allora credevo processi meccanici sui quali non ci fosse nulla<br />
da <strong>di</strong>scutere. Lezione dopo lezione ci venivano spiegati i concetti <strong>di</strong> definizione, assioma,<br />
teorema: mi <strong>di</strong>venne chiaro come la Matematica fosse molto più che “fare i conti”. Si spalancò<br />
ai miei occhi un complesso sistema logico, dove tutto veniva <strong>di</strong>mostrato, nulla lasciato al caso.<br />
C’è stato un argomento che ti è stato particolarmente utile per apprezzare la Matematica?<br />
L. : Un ruolo fondamentale l’ha giocato la geometria euclidea stu<strong>di</strong>ata al biennio. Si trattava<br />
<strong>di</strong> una geometria <strong>di</strong>versa da quella stu<strong>di</strong>ata alle me<strong>di</strong>e. Le formule applicate in maniera<br />
meccanica lasciarono spazio a <strong>di</strong>mostrazioni <strong>di</strong> teoremi: anche le proprietà più banali non<br />
sfuggivano a questo sistema rigoroso. Stu<strong>di</strong>are i vari teoremi giorno per giorno e applicarli in<br />
esercizi mai banali, dove un ruolo importante era giocato dall’intuizione, mi stimolava e mi<br />
<strong>di</strong>vertiva. Fu da allora che la matematica cominciò davvero ad affascinarmi. La geometria<br />
analitica cominciata al triennio fu poi un altro argomento basilare: ora le figure venivano<br />
trattate con numeri, la geometria e l’algebra del biennio si erano fuse in questo nuovo, grande<br />
argomento: tutto tornava, sembrava quasi una strana magia.<br />
52<br />
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MathEsis rovigo, sEzionE giovani<br />
53<br />
<strong>Mathesis</strong> Rovigo, sezione giovani 53<br />
Cre<strong>di</strong> che oggi, in particolare nella tua scuola, ci siano opportunità per rendere<br />
piacevole e interessante la matematica a tutti gli studenti?<br />
L. : Sì, e molteplici.<br />
In primo luogo grazie al “Progetto nazionale lauree scientifiche”, da quest’anno promosso<br />
a “Piano nazionale lauree scientifiche”, sono stati organizzati al Liceo Paleocapa una serie<br />
<strong>di</strong> incontri sulla Matematica sull’argomento “Sistemi Dinamici”, aperti anche agli studenti<br />
<strong>di</strong> altre scuole della provincia. Durante i vari incontri si è preso in esame come usare<br />
la matematica per stu<strong>di</strong>are sistemi variabili nel tempo, come ad esempio l’aumento della<br />
popolazione. Dal momento che molti ragazzi, a mio parere, si allontanano dalla matematica<br />
per la sua apparente astrazione dal mondo, il corso risultava molto interessante per vedere<br />
come invece la matematica sia utile in ambiti quoti<strong>di</strong>ani.<br />
In secondo luogo il progetto “Olimpia<strong>di</strong> della Matematica” cui la scuola ha aderito ritengo sia<br />
un’ottima occasione per approfon<strong>di</strong>re personalmente argomenti <strong>di</strong> solito trascurati a scuola<br />
(combinatoria, teoria dei numeri.). La vena competitiva del progetto è stimolante e permette<br />
sia <strong>di</strong> vedere la matematica come uno sport sia <strong>di</strong> confrontarsi con studenti <strong>di</strong> tutta Italia sul<br />
proprio livello <strong>di</strong> <strong>di</strong>mestichezza con tale <strong>di</strong>sciplina.<br />
Ultima, ma non per importanza, la neonata associazione ro<strong>di</strong>gina “<strong>Mathesis</strong>”: la speranza è<br />
quella <strong>di</strong> avvicinare il maggior numero possibile <strong>di</strong> ragazzi alla “regina della scienze” con la<br />
promozione <strong>di</strong> conferenze, cineforum, pubblicazioni <strong>di</strong> argomento matematico, cercando un<br />
taglio originale e <strong>di</strong>vulgativo.<br />
Segue l’intervista in parallelo a MATTIA FOGAGNOLO e GIACOMO ELEFANTE, due<br />
ragazzi iscritti al primo anno del corso <strong>di</strong> Laurea in Matematica, presso l’Università <strong>di</strong> Padova.<br />
Anch’essi sono iscritti alla <strong>Mathesis</strong> e sono ex studenti del Liceo Paleocapa.<br />
Perché avete scelto Matematica come corso <strong>di</strong> stu<strong>di</strong> universitario? Quali sono gli<br />
aspetti della materia che più vi affascinano?<br />
M.F. : Beh il motivo principale per quanto mi riguarda è piuttosto scontato e se vogliamo<br />
banale, matematica è sempre stata la materia in cui ho ottenuto i migliori risultati, e che è<br />
sempre riuscita a mantenermi vivo l’interesse durante le lezioni. La “scintilla” è scattata<br />
tuttavia durante il terzo anno del liceo, con le prime nozioni <strong>di</strong> geometria analitica, che mi<br />
hanno fatto avvicinare a quella che è tutt’ora la mia materia preferita, e cioè l’analisi. La<br />
decisione <strong>di</strong> iscrivermi a Matematica l’ho presa infatti solamente al quinto anno, in quanto<br />
affascinato da concetti più avanzati come la teoria delle derivate e il calcolo integrale. Ad un<br />
livello più generale amo della matematica le sue basi prettamente teoriche, forse perché si<br />
adattano in un certo senso alla mia personalità, assai poco pratica.<br />
G.E. : La prima risposta è ovviamente il fatto che la matematica mi è sempre piaciuta, ma<br />
posso <strong>di</strong>re <strong>di</strong> essere stato anche fortunato poiché, fin dalle me<strong>di</strong>e, passando poi per le superiori,<br />
ho sempre avuto degli insegnanti che mi hanno stimolato nell’appren<strong>di</strong>mento <strong>di</strong> questa materia.<br />
Nonostante questo però la scelta <strong>di</strong> iscrivermi a Matematica è stata presa alla fine del quarto<br />
anno <strong>di</strong> scuole superiori, anche se mi sono sempre continuato a chiedere se fosse la scelta<br />
giusta, avendo da sempre un debole per l’astronomia. Penso tuttavia <strong>di</strong> aver scelto per il<br />
meglio; mi sono da sempre sentito portato verso questa materia e, credo, mi sarei rimproverato<br />
per sempre se non avessi intrapreso questo percorso. Adoro l’eleganza <strong>di</strong> questa materia e il
54 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
54 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
fatto che la matematica possa essere, allo stesso tempo, sia raffinata e astratta ma anche pratica<br />
e applicata a problemi quoti<strong>di</strong>ani.<br />
Si sente e si legge molto spesso che il corso <strong>di</strong> Matematica sia particolarmente<br />
impegnativo, tanto da essere considerato a volte quasi proibitivo. Che cosa ne<br />
pensate?<br />
G.E. : Sono d’accordo sul fatto che sia impegnativo. Non si può pensare <strong>di</strong> passare gli esami<br />
in maniera perfetta senza nemmeno impegnarsi, ma questo vale per molte facoltà. Lo stu<strong>di</strong>o è<br />
necessario ma non lo è passare giornate intere sui libri, si può benissimo avere una vita sociale<br />
e vari altri impegni. All’inizio magari può anche un po’ spaventare, sia per il ritmo <strong>di</strong>verso,<br />
più veloce e intenso, ma anche per gli argomenti più completi e <strong>di</strong>fficili rispetto a quelli del<br />
liceo.<br />
M.F. : Non posso assolutamente negare che il corso sia impegnativo; la frequenza costante alle<br />
lezioni è quasi obbligatoria per ottenere risultati decorosi, e una certa attitu<strong>di</strong>ne alla materia<br />
non è assolutamente sufficiente a garantirsi il successo. L’impegno è quin<strong>di</strong> fondamentale, e<br />
ancor più la convinzione e l’interesse per gli argomenti. Ammetto che i primissimi perio<strong>di</strong> sono<br />
risultati piuttosto sconfortanti, per via soprattutto del ritmo e dello stile delle lezioni piuttosto<br />
<strong>di</strong>versi da quelli del liceo. Chiariamo subito però che è non affatto necessario “uccidersi <strong>di</strong><br />
stu<strong>di</strong>o” per continuare, io e Giacomo ad esempio, ma con noi molte altre matricole, stiamo<br />
affrontando il corso in modo sereno e senza trascurare la vita sociale e svariati interessi.<br />
Quin<strong>di</strong> non è necessario essere “geni” per stu<strong>di</strong>are Matematica?<br />
M.F. : Beh avere un certo talento sicuramente aiuta, ma penso che molto più importanti siano<br />
l’impegno e la passione per la materia.<br />
G.E. : Essere portati per la materia aiuta sicuramente, conosco molte persone che sono<br />
talentuose e capiscono al volo gli argomenti, ma <strong>di</strong> certo non basta. Lo stu<strong>di</strong>o e l’esercizio,<br />
nonché l’interesse degli argomenti, sono altrettanto importanti, se non <strong>di</strong> più.<br />
Per concludere, a chi e perché consigliereste <strong>di</strong> scegliere Matematica?<br />
M.F. : Consiglio <strong>di</strong> prendere in considerazione Matematica a tutti coloro che provano entusiasmo<br />
per certi aspetti della materia e hanno intenzione <strong>di</strong> darsi da fare per questa. Se<br />
riusciranno a entrare nel giusto “or<strong>di</strong>ne <strong>di</strong> idee” (è piuttosto <strong>di</strong>fficile da spiegare a parole,<br />
chiedo scusa), <strong>di</strong> sicuro non verranno delusi dalla profon<strong>di</strong>tà degli argomenti che solo il corso<br />
<strong>di</strong> Matematica ha in programma.<br />
G.E. : A chi ama la matematica, a coloro che riescono ad appassionarsi e a capire la sod<strong>di</strong>sfazione<br />
che può portare lo stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> questa bellissima materia. Certo, non potranno piacere tutti<br />
gli argomenti, ma è la vastità e la profon<strong>di</strong>tà che ognuno <strong>di</strong> essi ha che affascina. Quin<strong>di</strong> se<br />
c’è interesse verso questa materia sono sicuro che si sarà sod<strong>di</strong>sfatti dalla scelta <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>are<br />
Matematica.<br />
<strong>Mathesis</strong> Rovigo<br />
sezione giovani<br />
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Matematica ed educazione linguistica<br />
Bruno Carbonaro<br />
Abstract: An english abstract for this paper seems to be rather paradoxical, since the object of the present<br />
<strong>di</strong>scussion is the possibility of using mathematical (or rather meta-mathematical) ideas and perspectives<br />
as a tool for education to a correct way of teaching and viewing italian language, not only from a logical<br />
but mainly from a morphological viewpoint. But, of course, should this use of mathematics turn out to<br />
be effective for linguistic education, it could be applied to any natural language.<br />
1 Preliminari sull’inter<strong>di</strong>sciplinarità e sulla “mentalità matematica”<br />
Questa nota vuole proporre e <strong>di</strong>scutere la tesi che la lingua italiana (o qualsiasi<br />
altra lingua naturale), non solo e non tanto nei suoi aspetti logici, ma anche nei suoi<br />
aspetti morfologici, si possa insegnare in una prospettiva e con una metodologia inter<strong>di</strong>sciplinare,<br />
facendo uso <strong>di</strong> schemi logici e strumenti matematici o, più correttamente,<br />
meta-matematici.<br />
Sono consapevole che questa proposta apparirà incongrua e velleitaria alla maggior<br />
parte dei lettori matematici, anche i più innamorati della loro <strong>di</strong>sciplina; peggio ancora<br />
accadrebbe se un docente d’italiano nelle scuole me<strong>di</strong>e inferiori e superiori si trovasse<br />
per caso a leggere queste frasi: quasi certamente liquiderebbe la mia tesi come un puro<br />
non-senso, e si sentirebbe offeso dal tentativo <strong>di</strong> un profano <strong>di</strong> invadere un campo che<br />
ritiene <strong>di</strong> sua esclusiva competenza.<br />
Il motivo per cui bisogna attendersi questo genere <strong>di</strong> reazioni è duplice.<br />
In primo luogo, sebbene la parola “inter<strong>di</strong>sciplinarità” imperversi ormai da almeno<br />
trent’anni in ambiente scolastico e universitario, e in tutte le formulazioni accattivanti<br />
<strong>di</strong> progetti <strong>di</strong>dattici, la <strong>di</strong>dattica inter<strong>di</strong>sciplinare — almeno a quanto mi risulta<br />
— è stata realizzata soltanto intorno ad argomenti ovviamente ibri<strong>di</strong>. Per esempio,<br />
la geografia nella prospettiva del docente <strong>di</strong> lettere e la matematica intervengono<br />
paritariamente nell’insegnamento dei fusi orari, della cartografia, e delle <strong>di</strong>fferenze<br />
stagionali tra <strong>di</strong>versi luoghi; oppure, la matematica e l’educazione musicale forniscono<br />
due prospettive che si integrano vicendevolmente nella comprensione del funzionamento<br />
degli strumenti musicali; o ancora, educazione musicale e lettere possono<br />
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completarsi in un serio stu<strong>di</strong>o della metrica e degli aspetti ritmici della poesia. Ma qui,<br />
come caso particolare <strong>di</strong> una tesi più generale, secondo la quale “inter<strong>di</strong>sciplinarità”<br />
dovrebb’essere integrazione <strong>di</strong> meto<strong>di</strong> e prospettive, non solo giustapposizione <strong>di</strong><br />
aspetti complementari e dei <strong>di</strong>fferenti linguaggi atti a descriverli, si propone che le<br />
competenze e gli obiettivi del letterato e del linguista si giovino dei meto<strong>di</strong> e dei mo<strong>di</strong><br />
<strong>di</strong> vedere dei matematici. 1 E questo può far paura: si può temere <strong>di</strong> essere espropriati<br />
<strong>di</strong> parte dei propri scopi e <strong>di</strong> dover subire una non con<strong>di</strong>visibile formulazione dei<br />
propri problemi, nonché <strong>di</strong> dover abbandonare le prospettive cui si è affezionati per il<br />
fatto stesso <strong>di</strong> dover apprendere un linguaggio del tutto nuovo per descriverle.<br />
A ciò si deve aggiungere, come secondo motivo <strong>di</strong> rifiuto, l’istintiva <strong>di</strong>ffidenza che<br />
tutti i cultori <strong>di</strong> <strong>di</strong>scipline che non utilizzino storicamente il linguaggio matematico, e<br />
fra queste segnatamente le cosiddette “<strong>di</strong>scipline umanistiche”, provano nei confronti<br />
dei matematici. La classica incomunicabilità e apparente incompatibilità tra le “due<br />
culture”, la scientifico-formale e l’umanistica, che trentacinque anni fa occupò gli<br />
scritti <strong>di</strong> numerosi autori e stu<strong>di</strong>osi <strong>di</strong> <strong>di</strong>dattica, al cui superamento tutti i più illustri<br />
teorici della scuola da allora richiamano i docenti e gli alunni <strong>di</strong> tutte le scuole <strong>di</strong><br />
ogni or<strong>di</strong>ne e grado, non soltanto resiste quasi imperturbata, ma riceve costantemente<br />
nuovo impulso da numerosissime istanze sub-culturali espresse dalla società attuale.<br />
Per effetto <strong>di</strong> questa <strong>di</strong>cotomia, quasi tutti i non-matematici, e soprattutto gli umanisti,<br />
tendono a considerare i matematici quasi esclusivamente come “specialisti della<br />
quantificazione”, e perciò non soltanto incapaci <strong>di</strong> intervenire nello sviluppo e nell’insegnamento<br />
<strong>di</strong> tutto ciò che non è “quantificabile”, 2 ma anche rigidamente schematici<br />
e schiavi <strong>di</strong> regole immutabili. Sembra impossibile riuscire a far entrare in testa ai<br />
non-matematici, ma talvolta anche a qualche matematico, che dagli inizi del secolo<br />
scorso, o ad<strong>di</strong>rittura dalla fine del secolo XIX (GEYMONAT, 1976), con la scoperta<br />
dell’in<strong>di</strong>pendenza dell’assioma delle parallele dagli altri della geometria euclidea, con<br />
la nascita delle geometrie ellittica e iperbolica, da un lato, e la pubblicazione della<br />
fondamentale opera <strong>di</strong> G. Boole (BOOLE, 1976) sull’applicazione delle procedure<br />
algebriche alla logica, dall’altro, e le conseguenti indagini sui fondamenti della matematica<br />
(GEYMONAT, 1976; MESCHKOWSKI, 1976; STABLER, 1970; WAISMANN,<br />
1971), con l’enunciazione dello slogan russelliano “la matematica può essere definita<br />
come la <strong>di</strong>sciplina nella quale non sappiamo mai <strong>di</strong> che cosa stiamo parlando, né se<br />
quel che stiamo <strong>di</strong>cendo sia vero” (RUSSELL, 1970), e con la proposta hilbertiana<br />
<strong>di</strong> una prospettiva puramente formale per la fondazione e lo sviluppo <strong>di</strong> ogni teoria<br />
matematica (MESCHKOWSKI, 1976), il significato, gli scopi e i meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> questa<br />
1 Storicamente, questo è ciò che è accaduto ogni volta che una qualsiasi <strong>di</strong>sciplina ha trovato<br />
una controparte etichettata con l’aggettivo “matematica” (fisica → fisica matematica, logica → logica<br />
matematica, ed oggi, gloriosamente, biologia → biologia matematica ed economia → economia<br />
matematica).<br />
2 Qui, gioverà ricordarlo, “quantificare” la descrizione <strong>di</strong> un’esperienza significa esclusivamente<br />
associare a tale esperienza un numero, come risultato <strong>di</strong> un conteggio o <strong>di</strong> una misura.<br />
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Bruno carBonaro<br />
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<strong>di</strong>sciplina si debbono considerare ra<strong>di</strong>calmente mutati, sì che la “quantificazione” deve<br />
ormai ritenersi come l’ultima preoccupazione del matematico, a meno che non la si<br />
intenda come la rappresentazione simbolica strettamente non ambigua degli oggetti del<br />
<strong>di</strong>scorso e delle loro possibili relazioni (e delle possibili relazioni tra le loro relazioni,<br />
e delle possibili relazioni tra le mutue relazioni delle loro relazioni, . . . e così via).<br />
Inoltre, anche quando sia stata riconosciuta questa in<strong>di</strong>pendenza della matematica<br />
dalla percezione puramente quantitativa (nel senso aritmetico e agrimensurale) del<br />
mondo, la preoccupazione squisitamente linguistica <strong>di</strong> evitare le ambiguità descrittive<br />
si interpreta <strong>di</strong> norma come una manifestazione <strong>di</strong> pignoleria (la famosa pignoleria<br />
dei matematici) che sarebbe fuori luogo in qualsiasi applicazione nelle problematiche<br />
“umanistiche” (linguistiche, sociali, politiche, etiche), dove l’ambiguità si considera<br />
quasi alla stregua <strong>di</strong> una legge <strong>di</strong> natura. Questo, a mio avviso, si deve alla <strong>di</strong>ffusa<br />
confusione tra ambiguità descrittiva e ambiguità percettiva, ossia <strong>di</strong>fferenza <strong>di</strong> percezione<br />
<strong>di</strong> uno stesso oggetto (o <strong>di</strong> una stessa situazione) da parte <strong>di</strong> in<strong>di</strong>vidui <strong>di</strong>versi,<br />
che rende possibile la formazione <strong>di</strong> una molteplicità <strong>di</strong> opinioni inconciliabili e in<br />
competizione: ne consegue che l’impegno <strong>di</strong> eliminare le ambiguità si interpreta come<br />
inimicizia nei confronti della pluralità delle opinioni (espressa dal vecchio, o<strong>di</strong>oso<br />
adagio “la matematica non è un’opinione”, il quale, tra l’altro, come vedremo tra poco,<br />
è in larga misura falso).<br />
In realtà, un po’ <strong>di</strong> riflessione su quegli stessi elementi della recente evoluzione<br />
storica della matematica che abbiamo ricordato precedentemente rivelerebbe ai<br />
non matematici (e anche a qualche matematico) che il compito cui è approdata la<br />
matematica moderna è la sud<strong>di</strong>visione delle opinioni in “gruppi <strong>di</strong> compatibilità”:<br />
in ciascun gruppo, devono trovar posto soltanto opinioni che non si contrad<strong>di</strong>cano<br />
vicendevolmente — e cioè che non siano tali che la verità <strong>di</strong> una comporti la falsità<br />
<strong>di</strong> qualcuna delle altre — e le loro conseguenze comuni. Ed è anche importante<br />
controllare, alla scoperta <strong>di</strong> ogni nuova conseguenza, che non ci siano contrad<strong>di</strong>zioni<br />
tra essa e le conseguenze precedentemente riconosciute. È questa la ricerca della<br />
coerenza (o, come i matematici amano <strong>di</strong>re, consistenza) che deve caratterizzare la<br />
“compatibilità” tra tutte le affermazioni appartenenti a uno stesso gruppo. Ogni gruppo<br />
<strong>di</strong> compatibilità può ambire allo status <strong>di</strong> teoria matematica, tanto che si potrebbe<br />
ad<strong>di</strong>rittura sostenere che la matematica potrebbe oggi ragionevolmente definirsi come<br />
“l’arte <strong>di</strong> riconoscere (e classificare) le opinioni in quanto tali, sì che nessuna possa<br />
ambire a prevalere sulle altre”. L’approfon<strong>di</strong>mento <strong>di</strong> questa descrizione, tuttavia, non<br />
fa parte degli scopi <strong>di</strong> questa nota, e dobbiamo lasciarlo da parte. Quello che invece<br />
vogliamo sottolineare è il valore educativo che <strong>di</strong> conseguenza si dovrebbe riconoscere<br />
a quegli stessi meto<strong>di</strong> che assicurano alla matematica il successo nel raggiungimento<br />
del suo obiettivo (cfr. PUTNAM, 1993; VON WRIGHT, 1989).<br />
Ciò premesso, siamo indotti a considerare una <strong>di</strong>versa possibile concezione<br />
dell’ “inter<strong>di</strong>sciplinarità”, nella quale conteggi, misure, tecniche <strong>di</strong> calcolo e descrizio-
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58 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
ni geometriche si considerino aspetti riservati ad applicazioni specifiche, al <strong>di</strong> sopra<br />
e al <strong>di</strong> fuori delle quali si persegua l’utilizzo della caratteristica più fondamentale<br />
della matematica, comune a tutte le teorie che ne fanno parte: quella che potremmo<br />
permetterci <strong>di</strong> identificare come la “mentalità matematica”. Oggi questa mentalità<br />
può identificarsi proprio con la sopra descritta ricerca della coerenza o consistenza dei<br />
sistemi <strong>di</strong> affermazioni, e quin<strong>di</strong> nel tentativo <strong>di</strong> perfezionare le capacità <strong>di</strong> riconoscere<br />
— date certe affermazioni libere, le tanto amate “opinioni” — tutte le altre che ad esse<br />
sono necessariamente vincolate e che, utilizzando il modo <strong>di</strong> <strong>di</strong>re matematico, ne sono<br />
gli inevitabili “teoremi”.<br />
L’applicazione <strong>di</strong> questa mentalità e <strong>di</strong> questa ricerca non soltanto alla nostra<br />
formulazione, ma soprattutto alla <strong>di</strong>dattica, delle regole del linguaggio, e alla comunicazione<br />
del loro significato e del loro valore, sarà l’oggetto <strong>di</strong> questa nota.<br />
2 La ricerca della coerenza nelle <strong>di</strong>scipline normative<br />
Il nostro scopo è applicare la sistematica ricerca della coerenza alla pratica della<br />
<strong>di</strong>dattica del linguaggio. A tal proposito, cominceremo con l’osservare che lessico,<br />
<strong>di</strong>zione, ortografia, morfologia, grammatica e analisi logica, le sei tra<strong>di</strong>zionali fasi<br />
nelle quali si articola lo stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> qualsiasi linguaggio, sono <strong>di</strong>scipline normative<br />
(o sistemi normativi). A tal proposito, non sarà forse inutile rammentare che sono<br />
tra<strong>di</strong>zionalmente qualificate come “normative” le <strong>di</strong>scipline come la fisica e la chimica,<br />
in quanto sistemi <strong>di</strong> asserzioni che esprimono “leggi <strong>di</strong> natura”, destinate ad orientare<br />
le nostre attese circa esperienze future, dalle quali possono essere smentite (POPPER,<br />
1970). Ma qui l’attributo “normativo” è inteso in un senso <strong>di</strong>verso e più completo,<br />
come sistema <strong>di</strong> regole, attinente in particolare all’ “addestramento” dell’in<strong>di</strong>viduo,<br />
ossia la prescrizione delle decisioni che egli deve o può prendere in <strong>di</strong>verse circostanze<br />
in vista <strong>di</strong> scopi pre-assegnati. In tal senso sono sistemi normativi tutti i co<strong>di</strong>ci <strong>di</strong><br />
leggi, il manuale delle lezioni <strong>di</strong> guida o quello sull’uso dell’equipaggiamento per le<br />
immersioni subacquee o per il paracadutismo (cfr. ad esempio CONTE, 2001 e VON<br />
WRIGHT, 1989).<br />
Forse, a un primo sguardo, qualcuno potrà sostenere le sei <strong>di</strong>scipline elencate<br />
sopra andrebbero piuttosto considerate come descrittive anziché normative, con la sola<br />
eccezione <strong>di</strong> alcune esplicite istruzioni facilmente reperibili nei libri <strong>di</strong> grammatica.<br />
Ma si tratta <strong>di</strong> un equivoco che trae origine dall’ovvia circostanza che non tutte le<br />
regole d’uso <strong>di</strong> una lingua possono essere espresse da istruzioni nella stessa lingua,<br />
cosicché — almeno a uno sta<strong>di</strong>o iniziale — è necessario ricorrere a un linguaggio<br />
ostensivo, ossia alla rappresentazione analogica degli usi consentiti <strong>di</strong> un certo numero<br />
abbastanza elevato <strong>di</strong> elementi linguistici fondamentali. Un tale equivoco scompare<br />
quando stu<strong>di</strong>amo una lingua straniera, poiché in tal caso chi ci insegna può utilizzare la<br />
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nostra lingua madre per darci le istruzioni d’uso degli elementi <strong>di</strong> quella che vogliamo<br />
imparare.<br />
Ciò chiarito, rivolgiamo la nostra attenzione alla questione che c’interessa. Ovviamente,<br />
il problema della coerenza si presenta per ogni <strong>di</strong>sciplina (in quanto sistema<br />
<strong>di</strong> asserzioni). Siamo tuttavia abituati all’idea che esso debba assumere particolare<br />
rilievo per i sistemi assiomatico-deduttivi (in<strong>di</strong>pendentemente dal fatto che gli assiomi<br />
definiscano oggetti del tutto astratti o invece abbiano la pretesa <strong>di</strong> descrivere proprietà<br />
evidenti <strong>di</strong> elementi del mondo empirico). Ma possiamo facilmente convincerci che<br />
esso dev’essere almeno altrettanto importante per le <strong>di</strong>scipline normative nel senso<br />
che inten<strong>di</strong>amo qui. 3 A parte il fatto che possiamo riconoscere l’ovvia possibilità<br />
<strong>di</strong> istituire un’imme<strong>di</strong>ata analogia tra scienze “pre<strong>di</strong>ttive” — come la fisica — e<br />
sistemi normativi, 4 se si interpreta correttamente la nozione <strong>di</strong> “coerenza <strong>di</strong> un sistema<br />
normativo”, ovvero <strong>di</strong> un complesso <strong>di</strong> istruzioni, si comprende subito che la simultanea<br />
vali<strong>di</strong>tà delle due regole (a) “nelle circostanze c1,c2,...,cn, esegui l’azione a”<br />
e (b) “nelle circostanze c1,c2,...,cn, non eseguire l’azione a”, comunque derivata,<br />
risulterebbe del tutto paralizzante, vanificando l’esistenza stessa del sistema normativo<br />
che le avesse prodotte entrambe.<br />
Applicare ai sei sistemi normativi elencati prima, nei quali si ripartiscono tutte le<br />
regole linguistiche, la ricerca <strong>di</strong> coerenza che abbiamo sopra delineato significherà<br />
dunque anzitutto impe<strong>di</strong>re che si presentino come simultaneamente valide due regole<br />
come quelle appena viste. Ma questo non basta. Dobbiamo essere più precisi. In<br />
effetti, la negazione della regola (a) non è la (b), ma la regola (c) “nelle circostanze<br />
c1,c2,...,cn, ti è consentito eseguire qualsiasi azione <strong>di</strong>versa da a (e perciò anche<br />
l’azione a, se è consentita)”. Questo, d’altra parte, è intuitivo, poiché la negazione<br />
dell’esistenza <strong>di</strong> un obbligo dev’essere l’assenza <strong>di</strong> qualsiasi obbligo. Così, per<br />
garantire la coerenza <strong>di</strong> un sistema normativo, occorre accertare che in esso non sono<br />
mai compresenti due regole della forma (a) e (c) (con gli stessi valori <strong>di</strong> c1,c2,...,cn,<br />
ed a).<br />
In conclusione, la teoria dell’uso degli elementi <strong>di</strong> un linguaggio è un sistema<br />
normativo, e chi ha il compito <strong>di</strong> elaborarla, formalizzarla e comunicarla dovrebbe<br />
avere, tra gli altri, il compito <strong>di</strong> tentare <strong>di</strong> <strong>di</strong>fenderne la coerenza. Ma soprattutto<br />
potrebbe suggerire a coloro che la stu<strong>di</strong>ano <strong>di</strong> non limitarsi a imparare le regole ed<br />
3 Non è qui possibile approfon<strong>di</strong>re questo punto, tanto per motivi <strong>di</strong> spazio quanto in vista del<br />
limitato obiettivo <strong>di</strong> questa nota. Ci limitiamo ad osservare che non per caso la struttura delle <strong>di</strong>scipline<br />
normative ha dato origine a una vera e propria branca della logica, la “logica deontica”, il cui problema<br />
tuttora più arduo è proprio quello della coerenza (PIZZO, 2010, VON WRIGHT, 1989)<br />
4 A tal proposito, potrebbe essere sufficiente notare che una tipica asserzione <strong>di</strong> una <strong>di</strong>sciplina<br />
normativa, ossia “nelle tali con<strong>di</strong>zioni agisci in uno <strong>di</strong> questi mo<strong>di</strong> e in nessun’altro”, può tradursi in<br />
un’asserzione normativo-descrittiva (come quelle della fisica) della forma “nelle date tali con<strong>di</strong>zioni<br />
l’agire in uno <strong>di</strong> questi mo<strong>di</strong> produce l’effetto che ci siamo posto come scopo; nessun’altro modo <strong>di</strong><br />
agire lo produce”.
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obbe<strong>di</strong>re ad esse, ma anche <strong>di</strong> comprenderne l’origine e <strong>di</strong> sottoporre a critica logica<br />
la loro coesistenza.<br />
3 Dal sistema normativo all’educazione linguistica<br />
A questo punto sarà necessario aprire una parentesi, per chiarire due punti<br />
importanti della <strong>di</strong>scussione precedente.<br />
In base a quanto si è prospettato al principio <strong>di</strong> questa <strong>di</strong>scussione, lo scopo <strong>di</strong><br />
questa nota è suggerire un modo <strong>di</strong> “insegnare” la lingua (italiana in particolare,<br />
ma — perché no? — qualsiasi lingua, anche straniera) facendo uso <strong>di</strong> un“attitu<strong>di</strong>ne<br />
procedurale” <strong>di</strong> tipo matematico: e nelle Sezioni precedenti si è identificata questa<br />
“attitu<strong>di</strong>ne procedurale” come l’analisi meta-logica della coerenza del sistema delle<br />
regole della lingua riguardato come sistema normativo in senso logico.<br />
Ora, si deve riconoscere che il riferimento al puro e semplice insegnamento (scolastico)<br />
della lingua è quanto meno riduttivo e inappropriato, per almeno due ragioni:<br />
(1) l’insegnamento della lingua è essenzialmente la notifica delle sue possibilità e<br />
delle regole per il suo uso; (2) non può essere <strong>di</strong>versamente, visto che esso si svolge<br />
nella scuola primaria e secondaria (me<strong>di</strong>a) inferiore, con gli ultimi approfon<strong>di</strong>menti al<br />
primo anno della scuola secondaria superiore: in altri termini, se si prescinde dallo<br />
stu<strong>di</strong>o della storia della letteratura e dalla lettura dei classici, l’insegnamento della<br />
lingua — almeno nel senso che qui ci interessa — si svolge, e con ogni evidenza deve<br />
svolgersi, in un periodo della vita dei <strong>di</strong>scenti nel quale qualsiasi proposta <strong>di</strong> analisi<br />
metalogica è quasi certamente prematura.<br />
In realtà, come in<strong>di</strong>cato nel titolo, questa nota mira a proporre un progetto <strong>di</strong><br />
educazione linguistica, non solo <strong>di</strong> insegnamento, soprattutto se, come in questo caso,<br />
con questa parola deve intendersi il puro e semplice addestramento. La <strong>di</strong>fferenza tra<br />
addestramento ed educazione è profonda e <strong>di</strong> enorme importanza, e tuttavia non sembra<br />
che sia oggetto dell’accurata riflessione che meriterebbe, né in ambito scolastico,<br />
né in ambito sociale, né in ambito politico. 5 Il primo mira a sviluppare la capacità<br />
<strong>di</strong> eseguire correttamente e facilmente e senza problemi “funzionali” determinate<br />
azioni (prescritte in relazione alle circostanze, ossia come “funzioni” <strong>di</strong> queste); la<br />
seconda mira a sviluppare la capacità <strong>di</strong> decidere — in vista <strong>di</strong> scopi non imposti, ma<br />
con<strong>di</strong>visi, e dopo una valutazione razionale dei motivi che hanno suggerito certe regole<br />
a priori — le azioni da compiere in ciascun caso. L’addestramento ha sempre una<br />
dominante meccanica (come ad esempio nel caso della cosiddetta scuola-guida, sia in<br />
teoria che nella pratica), l’educazione mai. Addestrare qualcuno alla guida significa<br />
abituarlo a rispettare la segnaletica, e ad eseguire determinate sequenze <strong>di</strong> gesti perché<br />
5 Anche perché, a quanto possiamo vedere, nell’attuale struttura sociale ed economica non soltanto<br />
del nostro paese, ma ormai <strong>di</strong> quasi tutti i paesi del mondo, i responsabili delle strutture politiche, sociali<br />
ed economiche preferiscono <strong>di</strong> gran lunga avere citta<strong>di</strong>ni addestrati che educati.<br />
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si sa che esse produrranno certi comportamenti del veicolo; educare qualcuno alla<br />
guida significa fame una persona capace <strong>di</strong> capire la necessità e l’importanza della<br />
segnaletica, e <strong>di</strong> decidere consapevolmente e responsabilmente <strong>di</strong> osservare le regole<br />
ma, se necessario, decidere cosa fare in circostanze non esplicitamente co<strong>di</strong>ficate. 6<br />
E, tanto per concludere con un esempio molto specifico, l’addestramento alla matematica<br />
produce eccellenti solutori <strong>di</strong> esercizi, ma solo l’educazione alla matematica<br />
può produrre — in con<strong>di</strong>zioni favorevoli — persone capaci <strong>di</strong> trovarne applicazioni<br />
insospettate, e fondatori <strong>di</strong> teorie <strong>matematiche</strong>.<br />
Ciò premesso, l’educazione linguistica, intesa come sviluppo della capacità <strong>di</strong><br />
interpretare gli scopi delle regole della lingua, e <strong>di</strong> sottoporre ad esame critico la<br />
loro coerenza, deve superare i limiti dell’insegnamento scolastico, ed essere ripresa<br />
nella scuola secondaria e, se necessario, anche all’università (per coloro che vogliano<br />
de<strong>di</strong>carsi a una professione nella quale l’uso della lingua abbia un ruolo centrale). In<br />
tal modo, si otterranno non solo utenti abili, ma utenti consapevoli, capaci <strong>di</strong> trovare<br />
motivi razionali per accettare o rifiutare occasionali trasgressioni delle regole, siano<br />
esse derivanti da limitata conoscenza dell’adattabilità della lingua a circostanze nuove<br />
e inaspettate, o dettate da situazioni a descriver le quali la lingua risulti effettivamente<br />
inadeguata.<br />
4 Coerenza normativa ed “evoluzionismo linguistico”<br />
In questa Sezione conclusiva, allo scopo <strong>di</strong> evidenziare le motivazioni della proposta<br />
elaborata nelle Sezioni precedenti, e <strong>di</strong> illustrarne il significato pratico, delineeremo<br />
l’applicazione della ricerca della coerenza normativa al problema dell’ “evoluzionismo<br />
linguistico”. Con questo nome si può in<strong>di</strong>care una posizione filosofica (o, se si vuole,<br />
un atteggiamento culturale) secondo la quale ogni violazione <strong>di</strong> una regola <strong>di</strong> qualcuno<br />
dei sistemi normativi sui quali si basa l’uso della lingua va accettata come segno<br />
del suo carattere storico e della sua <strong>di</strong>pendenza dai tempi. “La lingua si evolve” è<br />
il principio unico <strong>di</strong> questa corrente <strong>di</strong> pensiero, ripetuto ogni volta che si constati<br />
un’alterazione del co<strong>di</strong>ce linguistico riconosciuto, accettato e proposto in fase <strong>di</strong> addestramento.<br />
Ora, riconosciuta l’innegabilità del carattere storico <strong>di</strong> tutti gli strumenti<br />
<strong>di</strong> comunicazione, e quin<strong>di</strong> in particolare <strong>di</strong> ogni linguaggio verbale scritto e parlato,<br />
vogliamo però esaminare questo principio alla luce della prospettiva descritta nella<br />
Sezione 2.<br />
Preliminarmente, non si può far a meno <strong>di</strong> osservare che il principio evoluzionista<br />
non è del tutto onesto. L’uso del verbo “evolversi” sembra pensato apposta per contrabbandare<br />
un giu<strong>di</strong>zio positivo: poiché, nelle nostre abitu<strong>di</strong>ni mentali e linguistiche, un<br />
in<strong>di</strong>viduo o un popolo o uno strumento evoluto (anche e soprattutto se questa parola è<br />
6 Esistono forme <strong>di</strong> addestramento alla decisione. Ma in tal caso sono co<strong>di</strong>ficati i tipi <strong>di</strong> circostanze<br />
inaspettate, in base alle classi <strong>di</strong> informazioni mancanti.
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intesa nel senso darwiniano) è migliore <strong>di</strong> un in<strong>di</strong>viduo o popolo o strumento arretrato,<br />
nel principio è implicito il messaggio che ogni alterazione è immancabilmente un<br />
bene. Ma ciò che si ha in realtà il <strong>di</strong>ritto <strong>di</strong> sostenere (e che tra l’altro è ovvio) è che<br />
ogni lingua — esattamente come ogni altra cosa, del resto — cambia, e anche molto<br />
velocemente: ma a qualcuno dovrebbe pur balenare in mente il pensiero che non ogni<br />
mutamento è un miglioramento. D’altra parte, la nozione <strong>di</strong> “evoluzione” contiene in<br />
sé quella <strong>di</strong> “selezione”, e quest’ultima rinvia all’esistenza <strong>di</strong> “controlli severi”. Ora,<br />
se — in nome del <strong>di</strong>ritto all’evoluzione — accettiamo qualsiasi violazione <strong>di</strong> norme<br />
non esplicitamente annullate o mo<strong>di</strong>ficate in vista <strong>di</strong> obiettivi funzionali, eliminiamo<br />
appunto uno dei caratteri qualificanti dell’evoluzione, ossia esclu<strong>di</strong>amo ogni possibilità<br />
<strong>di</strong> evoluzione reale. Questo è esattamente un esempio <strong>di</strong> rinuncia alla coerenza,<br />
anche se al livello del meta-sistema normativo riguardante le regole <strong>di</strong> applicazione<br />
del sistema normativo linguistico. Allo stesso livello, l’accettazione in<strong>di</strong>scriminata<br />
delle violazioni esclude le possibilità <strong>di</strong> addestramento, e perciò è un’incoerenza<br />
dalla quale dovrebbero guardarsi particolarmente tutti coloro che hanno la funzione<br />
<strong>di</strong> istruttori, ossia il compito <strong>di</strong> enunciare i sistemi normativi che reggono l’uso della<br />
lingua e <strong>di</strong> controllarne l’applicazione, 7 poiché la loro posizione “evoluzionistica” <strong>di</strong><br />
fatto annulla l’efficacia e nega l’esistenza stessa <strong>di</strong> quei sistemi normativi. 8<br />
Siamo dunque giunti alla conclusione che l’ “evoluzionismo linguistico”, se propugnato<br />
senz’alcuna precauzione, produce vere e proprie incoerenze a livello metateorico.<br />
Questo, come accennato, <strong>di</strong>pende dal fatto che le violazioni delle regole, <strong>di</strong><br />
qualunque tipo siano, sono semplicemente accettate come inevitabili, e tutto sommato<br />
positivi, cambiamenti <strong>di</strong> struttura. Ma la natura, dalla quale mutuiamo del tutto<br />
arbitrariamente la nozione <strong>di</strong> “evoluzione”, è molto severa con gli “errori” casuali.<br />
Immaginiamo che in una popolazione <strong>di</strong> ghepar<strong>di</strong> nascano alcuni ghepar<strong>di</strong> senza<br />
coda. Come si regola la natura con questo “errore”? I ghepar<strong>di</strong> scodati nuovi arrivati<br />
debbono <strong>di</strong>mostrare <strong>di</strong> poter sopravvivere quanto i vecchi ghepar<strong>di</strong> regolarmente<br />
caudati, svolgendo le stesse funzioni: in caso contrario, si estinguono in breve tempo,<br />
lasciando i loro predecessori trionfanti sul campo. I professionisti della lingua dovrebbero<br />
dunque fornire non solo dei criteri, ma anche dei meto<strong>di</strong> <strong>di</strong> selezione, attraverso i<br />
quali stabilire se e quali mo<strong>di</strong>fiche del linguaggio possano sopravvivere, soppiantando<br />
7 Capita spesso, invero, che docenti <strong>di</strong> lingua (italiana, in particolare) siano particolarmente comprensivi,<br />
e accoglienti, nei confronti <strong>di</strong> forme linguistiche che risultano nuove in quanto in palese contrasto<br />
con quelle norme che essi stessi insegnano. Da un lato, c’è da domandarsi perché le novità rinvenute<br />
nei compiti degli alunni debbano essere considerate “strafalcioni” che comportano votacci, mentre gli<br />
strafalcioni <strong>di</strong> alcuni giornalisti debbono essere considerati “novità”.<br />
8 C’è un’evidente analogia tra il comportamento degli “evoluzionisti linguistici” e quello degli<br />
scienziati che, secondo la descrizione <strong>di</strong> Kuhn (KUHN, 1978), cercano <strong>di</strong> salvare il para<strong>di</strong>gma corrente <strong>di</strong><br />
una teoria scientifica includendovi, tramite l’adozione <strong>di</strong> appropriate ipotesi aggiuntive, anche evidenze<br />
sperimentali che da esso sarebbero vietate (secondo l’analisi <strong>di</strong> (POPPER, 1970)). Ma, nel contesto<br />
linguistico, si tratta solo <strong>di</strong> salvare un’etichetta <strong>di</strong> lingua.<br />
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Bruno carBonaro<br />
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Bruno Carbonaro 63<br />
— se opportuno — forme linguistiche precedenti. E, naturalmente, stare attenti ad<br />
utilizzare soltanto quelle forme riconosciute degne <strong>di</strong> sopravvivenza.<br />
Ora, è ben <strong>di</strong>fficile assegnare dei criteri ampiamente con<strong>di</strong>visi per decidere quali<br />
forme linguistiche meritino <strong>di</strong> sopravvivere e quali no. Ci sono molte possibilità <strong>di</strong>verse:<br />
criteri <strong>di</strong> economia, criteri <strong>di</strong> semplicità, criteri <strong>di</strong> conservazione della ricchezza<br />
espressiva. Ad esempio, in base ai primi, parole come “posizionare” e “scannerizzare”<br />
sono replicanti inutili <strong>di</strong> “collocare” e “scan<strong>di</strong>re”; e secondo gli ultimi lo stesso verbo<br />
“posizionare” manifesta un’ingiustificata pervasività, evidenziata dal suo uso come sostituto<br />
unico <strong>di</strong> tutta una famiglia <strong>di</strong> verbi (“mettere”, “porre”, “<strong>di</strong>sporre”, “collocare”,<br />
“piazzare”, etc.) ricca <strong>di</strong> sfumature.<br />
Però, a parte il fatto che è ben <strong>di</strong>fficile che ciascuno dei questi tipi <strong>di</strong> criteri possa<br />
essere unanimemente accettato, è evidente che ciascuno <strong>di</strong> essi è <strong>di</strong> natura squisitamente<br />
psicologica e filosofica. Dobbiamo lasciarli perciò da parte, e limitarci ad analizzare<br />
qualche conseguenza dell’unico criterio che qui ci interessa in connessione con la<br />
cultura matematica e col modo <strong>di</strong> pensare che da essa deriva, ossia il già descritto<br />
criterio <strong>di</strong> consistenza (o coerenza).<br />
L’adozione <strong>di</strong> questo solo criterio porta a conseguenze alquanto sorprendenti, che<br />
meritano un’accurata riflessione. Agli occhi <strong>di</strong> un “evoluzionista linguistico” che voglia<br />
adottarlo rigorosamente, e limitarsi ad esso come strumento <strong>di</strong> selezione naturale,<br />
errori ortografici che qualsiasi docente sottolineerebbe in blu come strafalcioni, quali<br />
“legere” in luogo <strong>di</strong> “leggere” e “faggioli” in luogo <strong>di</strong> “fagioli”, risulterebbero tutto sommato,<br />
purché coerentemente ripetuti in ogni occorrenza (e, nel caso del verbo “leggere”,<br />
in ogni sua forma), peccati venialissimi se paragonati alla presenza (in testi <strong>di</strong> articoli<br />
giornalistici prodotti da penne illustri) <strong>di</strong> frasi come “uno <strong>di</strong> quelli che fa ”, oppure<br />
“è trent’anni che”, o ancora (in qualche intervista televisiva, detto da qualche cinquantenne)<br />
“faccio questo da quando sono un ragazzino”. In fondo, gli errori ortografici<br />
violano convenzioni locali, ossia circoscritte alle singole parole sbagliate, e potrebbero<br />
(se proprio si volesse) essere accettati subito come mo<strong>di</strong>fiche del linguaggio ad effetto<br />
imme<strong>di</strong>ato (dopotutto, il verbo italiano “leggere” nasce proprio da un errore <strong>di</strong> ortografia<br />
rispetto al verbo latino). Gli altri errori che abbiamo citato, invece, richiedono —<br />
per salvare la coerenza normativa della grammatica — la riscrittura <strong>di</strong> tutti i co<strong>di</strong>ci <strong>di</strong><br />
coniugazione dei verbi, nei quali agli attuali “essi fanno” ed “essi sono”, peraltro regolarmente<br />
usati rispettivamente dovunque non compaia il pronome relativo preceduto<br />
dal partitivo e dovunque non si <strong>di</strong>a un’informazione temporale, andrebbero sostituiti<br />
“essi fa” 9 (dove il verbo “fare” è qui usato come variabile per qualsiasi verbo italiano)<br />
ed “essi è”, e all’attuale “io ero” andrebbe sostituito “io sono”, così producendo una<br />
pericolosa ambiguità tra la coniugazione del presente e quella dell’ imperfetto.<br />
9 Quarant’anni fa, si favoleggiava del presidente <strong>di</strong> una squadra <strong>di</strong> calcio il quale, riferendosi al<br />
proprio potere economico che gli consentiva l’acquisto <strong>di</strong> calciatori particolarmente bravi, <strong>di</strong>ceva “C’è<br />
chi può e chi non può: io può.” Ma era oggetto <strong>di</strong> scherno, non <strong>di</strong> imitazione.
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64 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
Nessun evoluzionista linguistico, che però voglia mantenere un minimo <strong>di</strong> rigore<br />
riguardo ad uso e pronunzia dell’h in italiano, potrebbe ammettere come inevitabile<br />
risultato <strong>di</strong> un processo evolutivo quanto accade nella trasmissione televisiva<br />
(scientifica) Geo&Geo, i cui conduttori ne pronunziano il titolo, che abbiamo appena<br />
scritto, come “gheo-en-gheo”. Qui si realizza la perfezione dell’incoerenza, poiché la<br />
pronunzia rivela incertezza persino sull’uniformità linguistica della sequenza verbale.<br />
L“en” centrale fa pensare a una sequenza anglosassone, ma in inglese il gruppo “geo”<br />
dei vocaboli che traducono il nostro “geografia” e aggettivi collegati si pronunzia, per<br />
quanto attiene alla dolcezza della g, esattamente come in italiano. E allora dev’essere<br />
un’altra lingua, che comunque non è l’italiano. Ma quale, e perché?<br />
In conclusione, si può riba<strong>di</strong>re che tutte queste forme linguistiche andrebbero come<br />
minimo sottoposte a una sorta <strong>di</strong> controllo <strong>di</strong> idoneità, analogo a quelli cui la natura<br />
sottopone ogni forma <strong>di</strong> vita mutante, nella prospettiva della preservazione (o della realizzazione<br />
tramite una qualche analisi logica graduale) della non-autocontrad<strong>di</strong>ttorietà<br />
dei co<strong>di</strong>ci normativi dell’uso della lingua (e, va da sé, del comportamento <strong>di</strong>dattico<br />
<strong>di</strong> coloro che hanno il compito <strong>di</strong> garantire l’applicazione <strong>di</strong> tali co<strong>di</strong>ci). In questa<br />
nota abbiamo voluto soltanto, un po’ per gioco e un po’ con la speranza <strong>di</strong> dare un<br />
contributo culturale all’unità e all’armonia dello sviluppo delle conoscenze dell’in<strong>di</strong>viduo,<br />
prospettare cosa dovrebbe accadere se ci si preoccupasse <strong>di</strong> fondere o integrare<br />
le abitu<strong>di</strong>ni mentali sollecitate da <strong>di</strong>scipline <strong>di</strong>verse.<br />
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Bruno carBonaro<br />
65<br />
Bruno Carbonaro 65<br />
Riferimenti bibliografici<br />
BOOLE G. (1976), Indagine sulle leggi del pensiero su cui sono fondate le teorie<br />
<strong>matematiche</strong> della logica e della probabilità, trad. it., Torino, Einau<strong>di</strong>.<br />
CONTE A.G. (2001), Filosofia del linguaggio normativo, Torino, Giappichelli.<br />
GEYMONAT L. (1976), Storia del pensiero filosofico e scientifico, vol. IV, V e VI,<br />
Milano, Garzanti.<br />
KUHN T.S. (1978), La struttura delle rivoluzioni scientifiche, trad. it., Torino,<br />
Einau<strong>di</strong>.<br />
MESCHKOWSKI H. (1976), Mutamenti nel pensiero matematico, trad. it., Torino,<br />
Boringhieri.<br />
PIZZO A. (2010), Logica del linguaggio normativo. Saggi su logica deontica e<br />
informatica giuri<strong>di</strong>ca, Roma, Aracne.<br />
POPPER K. (1970), Logica della scoperta scientifica, trad. it., Torino, Einau<strong>di</strong>.<br />
PUTNAM H. (1993), Matematica: materia e metodo, trad. it., Milano, Adelphi.<br />
RUSSELL B. (1970), “La matematica e i metafisici”, trad. it., in RUSSELL B.,<br />
Misticismo e logica, Milano, Longanesi, 1970, 7, 1–92.<br />
STABLER E.R. (1970), Il pensiero matematico, trad. it., Milano, Boringhieri.<br />
VON WRIGHT G.H. (1989), Norma e azione. Un ’analisi logica, trad. it., Bologna,<br />
Il Mulino.<br />
WAISMANN F. (1971), Introduzione al pensiero matematico, trad. it., Torino,<br />
Boringhieri.<br />
✉BRUNO CARBONARO<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Matematica<br />
Seconda Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Napoli, Caserta.<br />
bruno.carbonaro@unina2.it
66 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
66 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 2/2010<br />
Scuole Estive <strong>Mathesis</strong><br />
14 - 17 luglio, 26 - 30 luglio 2011<br />
Terni, Villa Spirito Santo<br />
La <strong>Mathesis</strong> Nazionale, quale ente riconosciuto dal MIUR per la formazione dei<br />
docenti, organizza due scuole estive:<br />
• dal 14 al 17 luglio 2011<br />
per i docenti della scuola dell’infanzia e primaria;<br />
• dal 26 al 30 luglio 2011<br />
per i docenti della scuola secondaria <strong>di</strong> 2° grado.<br />
La partecipazione alla Scuola prevede una serie <strong>di</strong> attività in presenza:<br />
- lezioni,<br />
- seminari,<br />
- attività <strong>di</strong> laboratorio,<br />
che si svolgeranno presso la sede del Centro Formazione della Diocesi <strong>di</strong> Terni, Narni<br />
e Amelia:<br />
Villa Spirito Santo<br />
Strada <strong>di</strong> Collerolletta 15<br />
05100 Terni (TR).<br />
Per partecipare è necessario inviare la domanda a segreteria@mathesisnazionale.it<br />
entro il 30 maggio 2011. Per ulteriori informazioni e scaricare il modello <strong>di</strong> domanda<br />
consultare il sito www.mathesisnazionale.it.<br />
Il Comitato Organizzatore, selezionerà 40 partecipanti per ciascuna delle due scuole,<br />
con precedenza ai soci della <strong>Mathesis</strong> più giovani.<br />
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Onde elettromagnetiche ed Elettrosmog:<br />
l’inquinamento invisibile<br />
Vito Capozzi<br />
Nel corso del convegno 1 sono state illustrate le principali proprietà ed applicazioni<br />
delle onde elettromagnetiche (e.m.). Esse hanno uno spettro <strong>di</strong> frequenza molto vasto<br />
(Fig. 1) che va dalle onde ra<strong>di</strong>o fino ai raggi gamma, comprendendo le microonde,<br />
(frequenze tipiche della telefonia mobile e dei sistemi <strong>di</strong> comunicazione delle reti<br />
wireless) e la luce visibile.<br />
Fig. 1: Spettro delle onde elettromagnetiche.<br />
Le onde e.m., sin dalla loro scoperta avvenuta nella seconda metà del XIX secolo<br />
hanno avuto uno sviluppo enorme nel campo delle telecomunicazioni (ra<strong>di</strong>o, televisione,<br />
telefoni cellulari) e della me<strong>di</strong>cina, (la Marconi-terapia, le ra<strong>di</strong>ografie a raggi X, la<br />
tomografia assiale computerizzata (TAC), la ra<strong>di</strong>oterapia con raggi gamma). La stessa<br />
vita sulla terra non potrebbe esistere senza le ra<strong>di</strong>azioni visibili ed infrarosse che ci<br />
arrivano dal sole. Infatti, l’energia solare, può arrivare sulla terra, grazie alle proprietà<br />
1 CONVEGNO <strong>di</strong> STUDI Onde elettromagnetiche ed elettrosmog: L’inquinamento invisibile, 5<br />
Maggio 2010, Liceo Classico “V. Lanza” <strong>di</strong> Foggia. L’Autore ringrazia la Direzione del Liceo Classico<br />
ed in particolare la prof.ssa Carmen Talia per l’organizzazione del Convegno.<br />
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68 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ?/201?<br />
che hanno le onde elettromagnetiche <strong>di</strong> propagarsi attraverso lo spazio alla velocità <strong>di</strong><br />
circa 300 000 km/s.<br />
Negli ultimi decenni, lo sviluppo delle telecomunicazioni ha influito decisamente<br />
sul nostro modo <strong>di</strong> vivere, migliorando la qualità stessa della vita. Come tutte le<br />
innovazioni tecnologiche, oltre ai tanti vantaggi presentano anche aspetti negativi. Si<br />
pensi alla scoperta dell’energia nucleare con i suoi aspetti positivi (centrali nucleari<br />
per la produzione <strong>di</strong> energia elettrica) e aspetti negativi (sviluppo delle armi nucleari).<br />
Si pensi ancora allo sviluppo automobilistico con gli ovvi vantaggi nel campo dei<br />
trasporti, ma anche con gli enormi problemi <strong>di</strong> inquinamento da parte dei gas <strong>di</strong> scarico<br />
e l’aumento <strong>di</strong> anidride carbonica (CO2) nell’atmosfera.<br />
Anche le telecomunicazioni alle frequenze delle microonde usate nelle trasmissioni<br />
ra<strong>di</strong>o-TV e della telefonia mobile hanno come effetto negativo l’elettrosmog. Questa<br />
forma recente <strong>di</strong> inquinamento è rappresentato dal livello <strong>di</strong> fondo del campo e.m.<br />
esistente soprattutto nei centri urbani ed è dovuto alla presenza delle tante antenne<br />
ra<strong>di</strong>otelevisive e <strong>di</strong> telefonia mobile esistenti nelle città. Questa ra<strong>di</strong>azione e.m. <strong>di</strong><br />
fondo investe continuamente il corpo umano ed è assorbita dalle nostre cellule e<br />
tessuti, a seconda della frequenza delle singole componenti <strong>di</strong> frequenza presenti nella<br />
ra<strong>di</strong>azione e.m.. Infatti, mentre il corpo umano è trasparente alle onde ra<strong>di</strong>o tra 10 3<br />
Hz e 10 6 Hz, esso assorbe in misura crescente le microonde dei canali TV e della<br />
telefonia mobile, che hanno frequenza tra 10 8 Hz e 10 11 Hz (JACKSON, 1984).<br />
Questa capacità <strong>di</strong> assorbimento del corpo umano è dovuta, principalmente, alla<br />
presenza <strong>di</strong> acqua in tutte le nostre cellule. L’energia elettromagnetica, assorbita dalle<br />
cellule, oltre a farne aumentare la temperatura, può attivare dei processi biochimici<br />
che possono condurre ad alterazioni ed anomalie del funzionamento cellulare. 2<br />
Non solo l’acqua, ma anche i tanti costituenti <strong>di</strong> una cellula (es. DNA, aminoaci<strong>di</strong>,<br />
proteine, lipi<strong>di</strong>, etc.) possono assorbire le microonde e dar luogo, per esempio, a<br />
rottura dei legami chimici che costituiscono il delicato equilibrio del nostro DNA<br />
(PAULRAJ ET AL., 2006).<br />
La “dose” <strong>di</strong> ra<strong>di</strong>azione assorbita dal corpo umano è definita come l’energia<br />
elettromagnetica assorbita nell’unità <strong>di</strong> tempo (1 s) in 1 kg <strong>di</strong> materia biologica ed è<br />
nota come SAR (Specific Absorption Rate), misurata in W/kg.<br />
Quando il nostro corpo è esposto ai campi elettromagnetici (CEM), ci possono<br />
essere effetti indotti sulla salute umana, che <strong>di</strong>pendono da tre fattori:<br />
a) intensità delle onde e.m.;<br />
b) frequenza delle onde e.m.;<br />
c) tempo <strong>di</strong> esposizione alle onde e.m.<br />
Da alcuni decenni, molti laboratori <strong>di</strong> ricerca nel mondo, stanno stu<strong>di</strong>ando i<br />
possibili effetti biologici indotti dall’esposizione ai CEM. Ciò viene fatto seguendo<br />
due approcci sperimentali:<br />
2 Per una rassegna sull’argomento, si consulti (LEVIS, 2008).<br />
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vito capozzi<br />
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Vito Capozzi 69<br />
a) esperimenti in “vitro” su cellule umane (ARDOINO ET AL., 2004; LOVISOLO<br />
ET AL., 1999);<br />
b) esperimenti in “vivo” su cavie d laboratorio (BIAGI ET AL., 2009).<br />
La normativa vigente in Italia ha fissato dei limiti <strong>di</strong> salvaguar<strong>di</strong>a per l’esposizione<br />
ai CEM <strong>di</strong> 20 V/m (corrispondenti ad una intensità <strong>di</strong> 1W/m 2 ) per ambienti esterni e<br />
<strong>di</strong> 6 V/m (corrispondenti a 0.1 W/m 2 ) per ambienti interni e permanenza superiore a 4<br />
ore (DPCM, 2003).<br />
Gli esperimenti “in vitro” e “in vivo” sono condotti con CEM ad alta intensità,<br />
quando si superano i 20 V/m. Per valori inferiori a 20 V/m si parla <strong>di</strong> basse intensità<br />
<strong>di</strong> CEM.<br />
Gli effetti biologici indotti da CEM ad alta intensità sono <strong>di</strong>versi ed oggi sono<br />
accettati e con<strong>di</strong>visi dalla comunità scientifica (LEVIS, 2008). Per esposizione <strong>di</strong> cavie<br />
da laboratorio a CEM <strong>di</strong> intensità maggiore <strong>di</strong> 100V/m ed alla frequenza <strong>di</strong> microonde<br />
dell’or<strong>di</strong>ne <strong>di</strong> 1 GHz (tipica della telefonia cellulare) la letteratura scientifica riporta le<br />
seguenti evidenze sperimentali osservate in molti laboratori <strong>di</strong> ricerca e quin<strong>di</strong> risultati<br />
con<strong>di</strong>visi ed accettati:<br />
• evidenza <strong>di</strong> cataratta;<br />
• alterazione del sistema ematopoietico (es. riduzione dei linfociti, mo<strong>di</strong>ficazione<br />
delle proteine plasmatiche, monocitosi);<br />
• alterazione del sistema nervoso e comportamentale (es. aggressività, vertigini,<br />
insonnia);<br />
• alterazione del sistema endocrino (es. alterazione degli ormoni tiroidei);<br />
• danni alla catena del DNA.<br />
Sempre per l’esposizione a CEM <strong>di</strong> alta intensità, stu<strong>di</strong> epidemiologici su alcune<br />
categorie particolari (militari e tecnici <strong>di</strong> impianti radar, tecnici <strong>di</strong> antenne TV<br />
trasmittenti) riportano i seguenti risultati:<br />
• evidenza <strong>di</strong> cataratta;<br />
• riduzione della fertilità e casi <strong>di</strong> sterilità;<br />
• alterazioni neurologiche: insonnia, vertigini, astenia, irascibilità;<br />
• maggiore pre<strong>di</strong>sposizione all’insorgenza <strong>di</strong> neoplasie.<br />
Lo scenario <strong>di</strong>venta più <strong>di</strong>fficile per l’esposizione a CEM <strong>di</strong> bassa intensità (< 20<br />
V/m), perché gli effetti biologici e sanitari sono meno evidenti e necessitano <strong>di</strong> lunghi
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tempi <strong>di</strong> esposizione per accumulare una dose SAR sufficiente a indurre alterazioni<br />
sanitarie (BRAUTTI, 1994).<br />
Nella letteratura scientifica esistono molti esperimenti “in vitro” su cellule umane<br />
(JOUBERT ET AL., 2007), in cui sono stati riscontrati a bassi livelli <strong>di</strong> esposizione a<br />
CEM e lunghi tempi <strong>di</strong> esposizione (settimane), i seguenti effetti biologici:<br />
• alterazione del trasporto <strong>di</strong> ioni alcalini (es. Ca, Na e K) attraverso la membrana<br />
cellulare;<br />
• alterazione delle proteine della membrana cellulare;<br />
• anomalie nella replica del DNA;<br />
• alterazione dell’apoptosi cellulare.<br />
Questi effetti biologici potrebbero tradursi in alterazioni della funzione cellulare con<br />
conseguenti effetti sulla salute, ma per fortuna esistono nelle cellule meccanismi <strong>di</strong><br />
<strong>di</strong>fesa e <strong>di</strong> riparazione cellulare.<br />
I meccanismi <strong>di</strong> interazione delle onde e.m. che sono alla base degli effetti biologici<br />
suddetti, non sono ancora del tutto compresi e sono oggetto <strong>di</strong> ricerca in molti<br />
laboratori su scala internazionale.<br />
Passando ad esperimenti condotti su cavie da laboratorio esposte a CEM <strong>di</strong> bassa<br />
intensità (< 20 V/m) la letteratura scientifica presenta i seguenti risultati:<br />
• <strong>di</strong>sturbi della funzione riproduttiva;<br />
• <strong>di</strong>sturbi del sistema immunitario;<br />
• alterazione del DNA;<br />
• aumento dell’incidenza <strong>di</strong> linfomi, rispetto alle cavie non irra<strong>di</strong>ate.<br />
Oggi esistono anche stu<strong>di</strong> epidemiologici su volontari (Svezia) e tecnici addetti<br />
alle antenne radar e <strong>di</strong> telecomunicazioni, esposti a bassi CEM e per lunghi perio<strong>di</strong><br />
(anni) che hanno mostrato le seguenti alterazioni (LEVIS, 2008):<br />
• <strong>di</strong>sturbi delle funzioni cognitive (calo della concentrazione, amnesie a breve<br />
termine);<br />
• <strong>di</strong>sturbi neuro-fisiologici (cefalee, aggressività, depressione, ansia, insonnia);<br />
• <strong>di</strong>sturbi al sistema neurovegetativo (nausea, astenia, vertigini);<br />
• <strong>di</strong>sturbi al sistema immunitario;<br />
• anomalie nella catena del DNA e nei cromosomi.<br />
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vito capozzi<br />
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Vito Capozzi 71<br />
Purtroppo, a bassi livelli <strong>di</strong> intensità, manca ancora una buona statistica su gran<strong>di</strong><br />
numeri e stu<strong>di</strong> epidemiologici su campioni significativi <strong>di</strong> popolazione. Pertanto, la<br />
ricerca scientifica non ha ancora chiarito la connessione causa-effetto, cioè la relazione<br />
tra lo stimolo esterno dei CEM e la risposta biologica all’interno delle nostre cellule.<br />
Comunque, i risultati prodotti dalla ricerca scientifica devono far riflettere sull’esposizione<br />
cronica a CEM ed indurre misure <strong>di</strong> precauzione. Per questa ragione, è<br />
stato adottato il “principio <strong>di</strong> cautela” in base al quale gli organismi internazionali<br />
<strong>di</strong> controllo (tra cui l’Organizzazione Mon<strong>di</strong>ale <strong>di</strong> Sanità) fissano le linee guida e<br />
gli standards internazionali sui livelli <strong>di</strong> intensità e <strong>di</strong> potenza delle onde e.m., a cui<br />
bisogna adeguarsi. Quin<strong>di</strong>, mentre l’esposizione a CEM <strong>di</strong> elevata intensità (> 100<br />
V/m) produce effetti sanitari accettati e riproducibili, l’esposizione a bassi livelli <strong>di</strong><br />
CEM è oggetto <strong>di</strong> continuo <strong>di</strong>battito nella ricerca scientifica.<br />
In attesa che la ricerca risolva questa fondamentale connessione tra causa-effetto<br />
dei CEM, cosa possiamo fare per <strong>di</strong>fenderci dall’elettrosmog? Potremmo rinunciare in<br />
massa al telefono cellulare e alle trasmissioni TV, ma questa è una strada, certamente,<br />
non percorribile! Sarebbe come rinunciare all’automobile per eliminare l’inquinamento<br />
chimico dei gas <strong>di</strong> scarico. Chi è <strong>di</strong>sposto a farlo? Sicuramente pochissimi!<br />
Possiamo, però, adottare degli accorgimenti molto semplici per ridurre e <strong>di</strong>fenderci<br />
dall’elettrosmog:<br />
a) trasferire le antenne della telefonia mobile e soprattutto le antenne ra<strong>di</strong>o-TV<br />
trasmittenti al <strong>di</strong> fuori delle periferie urbane;<br />
b) non tenere il cellulare vicino al cuore;<br />
c) persone con “pace-maker” dovrebbero evitare l’uso del telefono cellulare, o<br />
almeno mantenerlo a 30-50 cm <strong>di</strong> <strong>di</strong>stanza;<br />
d) usare l’auricolare o la tecnologia Blu-tooth;<br />
e) telefonate brevi e tenersi a <strong>di</strong>stanza da altre persone (l’antenna dei cellulari<br />
emette CEM <strong>di</strong> alcune decine <strong>di</strong> V/m);<br />
f) evitare l’uso dei “cordless” e preferire il telefono col cavo elettrico, perché<br />
il livello dei CEM <strong>di</strong> un “cordless” è maggiore <strong>di</strong> quello emesso dei telefoni<br />
cellulari;<br />
g) evitare <strong>di</strong> usare il cellulare all’interno delle automobili, perché la carrozzeria<br />
metallica riflette le onde e.m. all’interno dell’abitacolo;<br />
h) essere a qualche metro <strong>di</strong> <strong>di</strong>stanza dalle antenne dei moderni “wireless” e<br />
preferire i collegamenti via cavo alla rete “internet”.
72 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
72 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ?/201?<br />
Queste semplici precauzioni riducono notevolmente la “dose” <strong>di</strong> ra<strong>di</strong>azione a ra<strong>di</strong>ofrequenza<br />
assorbita da ciascuno <strong>di</strong> noi e ci permettono <strong>di</strong> convivere con le innovazioni<br />
tecnologiche nel campo delle telecomunicazioni che, fuori da ogni dubbio, hanno<br />
molto migliorato la qualità della nostra vita.<br />
Riferimenti bibliografici<br />
ARDOINO L., LOPRESTO V., MANCINI S., PINTO R. e LOVISOLO G.A. (2004),<br />
“ 1800 MHz in vitro exposure device for experimental stu<strong>di</strong>es on the effects of mobile<br />
communication system”, Ra<strong>di</strong>ation Protection Dosimetry, vol. 112, pp 419 – 428.<br />
BIAGI P.F., CASTELLANA L., MAGGIPINTO T., MAGGIPINTO G., LIGONZO T.,<br />
SCHIAVULLI L., LOIACONO D., LASALVIA M., PERNA G. e CAPOZZI V. (2009),<br />
“A reverberation chamber to investgate possible effects of in vivo exposure of rats<br />
to 1.8 GHz electromagnetic fields”, Progress in Electromagnetic Research, PIER,<br />
vol. 94, pp. 133 – 152.<br />
BRAUTTI G. (1994), “Un esperimento sugli effetti biologici delle ra<strong>di</strong>azioni non<br />
ionizzanti”, Il Nuovo Saggiatore, vol.10:2, pp. 29 – 33.<br />
Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 8 luglio 2003; (G.U. n. 199 del<br />
28-8-3003).<br />
JACKSON J.D. (1984), Elettro<strong>di</strong>namica Classica, Ed. Zanichelli, cap. 7, p. 263.<br />
JOUBERT V., LEVEQUE P., CUEILLE M., BOURTHOUMIEN S. e C. YARDIN<br />
(2007), Bioelectromagnetics, vol. 22, pp.115 – 121.<br />
LEVIS A. G. (2008), “Effetti biologigi e sanitari a breve e lungo termine delle Ra<strong>di</strong>ofrequenze<br />
e delle microonde”, Bollettino dell’Associazione Padovana Prevenzione e<br />
Lotta all’Elettrosmog (APPLE), www.applelettrosmog.it<br />
LOVISOLO G., ARDOINO L., ASTA D., GALLONI P., PINTO R. e MARINO C.<br />
(1999), “Metodologie sperimentali nella ricerca bioelettromagnetica”, Alta Frequenza<br />
- Rivista <strong>di</strong> Elettronica, vol. 11 n. 3, pp. 13 – 21.<br />
PAULRAJ R. e BEHARI J. (2006), “Single strand DNA breaks in rat brain cells<br />
exposed to microwave ra<strong>di</strong>ation”, Mutation Research, vol. 596, pp. 76 – 80.<br />
✉VITO CAPOZZI<br />
Prof. Or<strong>di</strong>nario <strong>di</strong> Fisica Applicata, Responsabile del Laboratorio <strong>di</strong> Fisica Me<strong>di</strong>ca<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Scienze Biome<strong>di</strong>che, Facoltà <strong>di</strong> Me<strong>di</strong>cina e Chirurgia<br />
Università <strong>di</strong> Foggia, Viale Luigi Pinto, 71100 Foggia; v.capozzi@unifg.it.<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
Proprietà <strong>di</strong> strutture n-volte irrazionali<br />
Arnaldo D’Amico, Michiel Bertsch<br />
Sunto: Si evidenziano, per k > 1 intero, alcune proprietà espresse da strutture del tipo<br />
<br />
k<br />
x + k<br />
<br />
x + ··· k<br />
<br />
x + k x + k√ x + a0<br />
che chiameremo n-volte irrazionali, dove n, il numero <strong>di</strong> ra<strong>di</strong>ci presenti nell’espressione, tende a ∞,<br />
nonché una semplice relazione che consente <strong>di</strong> generare numeri reali qualunque sia il numero k > 1.<br />
Introduciamo, in quanto ci servirà nel seguito, l’equazione che esprime la parte<br />
aurea del segmento unitario. Dato un segmento unitario [0,1] e detto N un punto<br />
interno ad esso, (fig. 1) si definisce parte aurea del segmento il valore <strong>di</strong> N che sod<strong>di</strong>sfa<br />
la proporzione<br />
1 N<br />
= , (1)<br />
N 1 − N<br />
Fig. 1 – Segmento unitario con in<strong>di</strong>cazione della parte aurea del segmento.<br />
dalla quale si ha l’equazione<br />
N 2 + N − 1 = 0<br />
le cui soluzioni sono N1 = −1+√5 2 = 0,618...e N2 = −1−√5 2<br />
<strong>di</strong> equazione y = N 2 + N − 1 (fig. 2) si <strong>di</strong>ce aurea.<br />
73<br />
73<br />
= −1,618...La parabola
74 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
74 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
a:<br />
Fig. 2 – Parabola aurea <strong>di</strong> equazione Y = N 2 + N − 1.<br />
Si fa notare che esiste un’altra parabola aurea, <strong>di</strong> equazione y = N 2 −N −1 relativa<br />
N 2 − N − 1 = 0,<br />
rappresentata in fig. 3, che fornisce soluzioni opposte a quelle precedentemente trovate,<br />
cioè −0,618... e 1,618... Ciò deriva dal considerare un’altra proporzione, simile<br />
alla (1), così espressa e relativa alla fig. 4:<br />
1 N<br />
=<br />
N 1 + N ·<br />
Per inciso si ricorda che limn→∞ Fn−1<br />
Fn<br />
Fn<br />
= 0,618...(fig. 5) e limn→∞ = 1,618...<br />
Fn−1<br />
(fig. 6), dove Fn−1 e Fn sono due numeri consecutivi della ben nota successione <strong>di</strong><br />
Fibonacci: 0, 1, 1(= F1), 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233(= F12)...<br />
Si fa notare che (1,618...) 2 = 2,618... e che i tre numeri N1 = 0,618..., −N2 =<br />
1,618... e N2 2 = 2,618... hanno le stesse cifre decimali: N1 = −1+√5 2 ; 1+√5 2<br />
(−N2)+1 e N2 2 √ 2 1+ 5 = 2 = 3+√5 2<br />
+ 1 =<br />
= N1 + 2. La prima proprietà continua a valere<br />
per le 2 soluzioni <strong>di</strong> N2 − N − x = 0, dove x > 0: 1+√1+4x 2 = − 1−√1+4x 2 + 1.<br />
Un’altra proprietà dei tre numeri <strong>di</strong> cui sopra è la seguente: le due curve <strong>di</strong><br />
equazione<br />
y = ±(N − 0,618...)(N − 1,618...)(N − 2,618...)<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
a. d'aMico - M. BErtsch<br />
75<br />
A. D’Amico, M. Bertsch 75<br />
Fig. 3 – Parabola aurea <strong>di</strong> equazione Y = N 2 − N − 1.<br />
Fig. 4 – Segmento unitario con parte aurea esterna al segmento.<br />
intersecano l’asse delle y nei punti y = ∓2,618... (punti A e B in fig. 7). Inoltre<br />
se si calcolano le or<strong>di</strong>nate delle due equazioni in corrispondenza <strong>di</strong> N = 2,618...+<br />
0,618...= 3,236... si ottiene ancora ±2,618... (punti C e D).<br />
L’equazione N2 −N −1 = 0, una volta generalizzata, si presta a particolari ulteriori<br />
considerazioni. Introduciamo prima una struttura algebrica, detta n-volte irrazionale,<br />
<strong>di</strong> questo tipo:<br />
an = k<br />
<br />
<br />
<br />
k<br />
x + x + ··· k<br />
<br />
x + k<br />
<br />
x + k√ x + a0 ,<br />
dove n è il numero <strong>di</strong> ra<strong>di</strong>ci presenti nell’espressione, x > 0, a0 > 0 e l’intero k > 1.<br />
Si osservi che, scelto a0 > 0, an è determinata da una relazione ricorsiva:<br />
<br />
a0 > 0 dato,<br />
an+1 = k√ x + an<br />
per n = 0,1,2,...
76 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
76 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
Fig. 5 – Convergenza dei rapporti (numero minore <strong>di</strong>viso numero<br />
maggiore) dei numeri <strong>di</strong> Fibonacci al valore 0,618...<br />
Fig. 6 – Convergenza dei rapporti (numero maggiore <strong>di</strong>viso numero<br />
minore) dei numeri <strong>di</strong> Fibonacci al valore 1,618...<br />
È facile far vedere che<br />
<br />
<br />
<br />
k k<br />
x + x + ··· k<br />
<br />
x + k<br />
<br />
x + k√ x + a0 → N+ per n → ∞, (2)<br />
dove N+ > 0 è l’unica soluzione positiva dell’equazione k√ x + N = N, ovvero <strong>di</strong><br />
N k − N = x. (3)<br />
La relazione (3) consente <strong>di</strong> approssimare numeri reali N, quin<strong>di</strong> anche tutti gli<br />
interi, inserendo nella relazione (2), al posto <strong>di</strong> x, il valore ottenuto dalla (3), dove k<br />
rappresenta l’or<strong>di</strong>ne delle ra<strong>di</strong>ci coinvolte.<br />
Elenchiamo alcuni esempi, in cui prenderemo sempre a0 = k√ x :<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
a. d'aMico - M. BErtsch<br />
77<br />
A. D’Amico, M. Bertsch 77<br />
Fig. 7 – Figura che esprime le due curve sovrapposte <strong>di</strong> equazione Y =+o − (N −<br />
0,618...)(N − 1,618...)(N − 2,618...). Le due curve intersecano l’asse delle or<strong>di</strong>nate<br />
nei quattro punti <strong>di</strong> coor<strong>di</strong>nare: A(0 , 2,618. . . ); B(0 , −2,618. . . ); C(2,618. . . + 0,618. . . ,<br />
2,618. . . ); D(2,618. . . + 0,618. . . , −2,618. . . ). Si noti che i punti fondamentali sono sempre<br />
legati ai numeri aurei.<br />
1. Volendo generare N = 5, con k = 3 (ra<strong>di</strong>ci cubiche), dalla (3) si ottiene 53 −5 =<br />
120 = x, per cui applicando la (2) si ha<br />
<br />
3<br />
120 + 3<br />
<br />
120 + 3<br />
<br />
···+ 3 120 + 3√ 120 → 5 per n → ∞.<br />
2. Volendo generare il numero aureo N = 1,618... con k = 2 (ra<strong>di</strong>ci quadrate), si<br />
ha, per la (3), (1,618...) 2 − 1,618...= 2,618...− 1,618...= 1 = x, per cui,<br />
applicando la (2) si ha:<br />
<br />
1 +<br />
<br />
1 +<br />
<br />
···+ 1 + √ 1 → 1,618... per n → ∞.<br />
È anche possibile generare il numero aureo 1,618... utilizzando le ra<strong>di</strong>ci<br />
cubiche con x = 2,618..., cioè per n → ∞
78 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
78 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
<br />
3<br />
2,618... + 3<br />
<br />
2,618... + 3<br />
<br />
··· + 3 2,618... + 3√ 2,618... → 1,618...<br />
Infatti, applicando la (3) si ha<br />
(1,618...) 3 −1,618... = (2,618...−1)(1,618...) = (1,618...) 2 = 2,618...<br />
3. Se k = 2 e x = 2 la struttura n-volte irrazionale fornisce nel limite il numero 2.<br />
4. Se k = 5 ed il numero N da generare è 10 si ha, applicando la (2), un valore per<br />
x pari a 99990, quin<strong>di</strong>, per n → ∞,<br />
<br />
3<br />
99990 + 3<br />
<br />
99990 + 3<br />
<br />
··· + 3 99990 + 3√ 99990 → 10.<br />
Tornando all’esempio 3, se k = x = 2 e a0 > 0, per la (2)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
an = 2 + 2 + ··· + 2 + 2 + a0 → 2 per n → ∞<br />
È noto “quanto velocemente” an converge a 2: per ogni 0 < a0 < 2 esiste una costante<br />
C > 0 tale che 2 − an ∼ C 2 4 −n per gran<strong>di</strong> valori <strong>di</strong> n, ovvero, più precisamente,<br />
2 n 2 − an → C per n → ∞.<br />
La costante C <strong>di</strong>pende dal valore <strong>di</strong> a0 ed è <strong>di</strong>fficile da determinare. È notevole<br />
osservare che se a0 = √ 2, il valore <strong>di</strong> C è noto:<br />
2 m<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2 − 2 + ··· + 2 + √ 2 = π per m → ∞ (4)<br />
dove m è il numero <strong>di</strong> ra<strong>di</strong>ci quadrate presenti nell’espressione.<br />
Questa relazione non<br />
<br />
deve meravigliare in quanto l’espressione 2 − 2 + ··· 2 + 2 + √ 2 nella (4)<br />
rappresenta la lunghezza <strong>di</strong> un lato <strong>di</strong> un poligono inscritto in una circonferenza <strong>di</strong><br />
raggio unitario, mentre 2 m rappresenta il numero <strong>di</strong> tali lati. Non si conosce però una<br />
<strong>di</strong>mostrazione analitica (cioè, non geometrica) della (4).<br />
Ci si può chiedere se esistano strutture n-volte irrazionali che possano consentire<br />
l’impiego <strong>di</strong> valori negativi <strong>di</strong> x. La risposta è affermativa purché l’equazione N k −<br />
N − x = 0 abbia due soluzioni,<br />
1 −<br />
N+ > k k−1 > N− > 0, (5)<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
a. d'aMico - M. BErtsch<br />
79<br />
A. D’Amico, M. Bertsch 79<br />
e a0 sia maggiore <strong>di</strong> quella più piccola:<br />
k −<br />
x > −(k − 1)k k−1 e a0 > N− . (6)<br />
In tal caso an converge a N+, la maggiore delle soluzioni <strong>di</strong> N k − N = x:<br />
an = k<br />
<br />
<br />
<br />
k<br />
x + x + ··· k<br />
<br />
x + k<br />
<br />
x + k√ x + a0 → N+ per n → ∞.<br />
Per esempio, se k = 2 la prima con<strong>di</strong>zione equivale a x > −2 −2 = − 1<br />
4 , mentre a0 =<br />
|x| verifica la seconda:<br />
an =<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
x + x + ··· x + x + |x| → 1 + √ 1 + 4x<br />
2<br />
Elenchiamo alcuni esempi in cui x < 0 e a0 = k |x| :<br />
1. Si consideri la (2), con k = 2 ed N = 0,8. Per la (3) x = −0,16:<br />
<br />
−0,16 + −0,16 + ··· −0,16 + √ −0,16 + 0,4 → 0,8.<br />
2. Si consideri la (2), con k = 2 e N = 0,7. Per la (3) x = −0,21:<br />
<br />
−0,21 + −0,21 + ··· −0,21 + −0,21 + √ 0,21 → 0,7.<br />
per n → ∞.<br />
3. È possibile generare 0,618... con le ra<strong>di</strong>ci cubiche: per n → ∞<br />
<br />
3<br />
−0,382... + 3<br />
<br />
−0,382... + ··· 3<br />
<br />
−0,382... + 3 −0,382... + 3√ 0,382...<br />
→ 0,618... ,<br />
dove 0,382... = (0,618...) 2 = 3−√5 2 .<br />
Infatti: (0,618...) 3 − 0,618... = −0,382...<br />
In questo caso la prima con<strong>di</strong>zione nella (6), con k = 3, è “appena” sod<strong>di</strong>sfatta<br />
(si nota che 0,618... coincide con N+ , poiché 0,618... > 3 −1/2 ; cf. (5) con<br />
k = 3); non per caso la convergenza a 0,618... risulta essere molto lenta.
80 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
80 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
Conclusioni.<br />
Le strutture n-volte irrazionali sono governate dalla semplice relazione N k −N = x,<br />
dove N rappresenta il numero da calcolare, k l’or<strong>di</strong>ne della ra<strong>di</strong>ce ed x il numero da<br />
inserire sotto le n ra<strong>di</strong>ci come ra<strong>di</strong>cando. La <strong>di</strong>mostrazione della convergenza si basa<br />
su tecniche <strong>matematiche</strong> elementari, ma è omessa in questo lavoro, orientato invece<br />
a mettere in evidenza alcune proprietà <strong>di</strong> queste strutture che le rende <strong>di</strong> un certo<br />
interesse per ulteriori speculazioni. Per particolari valori <strong>di</strong> x e <strong>di</strong> k si ottengono la<br />
sezione aurea, il suo inverso, ed il quadrato del suo inverso, numeri con le stesse cifre<br />
decimali.<br />
✉ARNALDO D’AMICO<br />
Università <strong>di</strong> Roma Tor Vergata,<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Ingegneria Elettronica<br />
Via del Politecnico, 1 – 00133 Roma.<br />
arnaldo.damico@miur.it<br />
✉MICHIEL BERTSCH<br />
Università <strong>di</strong> Roma Tor Vergata,<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Matematica<br />
e IAC-CNR, Roma.<br />
bertsch.michiel@gmail.it<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
Ancora due <strong>di</strong>mostrazioni del Teorema <strong>di</strong><br />
Cantor-Bernstein<br />
C. Coppola, G. Gerla, S. Tortoriello<br />
Sunto: Riprendendo il <strong>di</strong>scorso iniziato in un nostro articolo già apparso su questo perio<strong>di</strong>co, si considera<br />
un argomento fondamentale della teoria ingenua degli insiemi, il teorema detto <strong>di</strong> Cantor-Bernstein. Lo<br />
scopo è fornire materiale per possibili percorsi <strong>di</strong>dattici legati alla nozione <strong>di</strong> equipotenza.<br />
Abstract: This paper deals with a fundamental topic of the naïve set theory, the Cantor-Bernstein theorem.<br />
It continues a paper proposed by the same authors and already published in this journal [COPPOLA ET<br />
AL., 2010]]. The aim is to give hints for possible teaching paths related with the equipotence relation.<br />
1 Introduzione e un po’ <strong>di</strong> storia<br />
Con questo lavoro ripren<strong>di</strong>amo il <strong>di</strong>scorso iniziato con un nostro articolo già<br />
pubblicato su un numero precedente <strong>di</strong> questo giornale (si veda [COPPOLA ET AL.,<br />
2010]) nel quale è stata affrontata la questione <strong>di</strong> come si possa trovare una strategia<br />
<strong>di</strong>mostrativa per il famoso teorema <strong>di</strong> Cantor-Bernstein.<br />
Non ci inoltreremo nella storia del teorema e delle sue tante <strong>di</strong>mostrazioni. È una<br />
storia alquanto intricata e si sviluppa attraverso vari episo<strong>di</strong> riguardanti la vita dei<br />
matematici coinvolti. Ci limitiamo ad esporre brevemente alcune notizie tratte da una<br />
serie <strong>di</strong> articoli, reperibili in rete, <strong>di</strong> A. Hinkis.<br />
La prima volta che compare l’enunciato del Teorema sembra essere nella lettera<br />
del 5 novembre 1882 <strong>di</strong> Cantor a Dedekind. Questa lettera, in cui Cantor delinea la<br />
sua teoria sui numeri transfiniti, rappresenta un punto <strong>di</strong> rottura nei rapporti tra i due<br />
matematici che per ben 17 anni interromperanno ogni rapporto epistolare. Nella lettera<br />
Cantor <strong>di</strong>ce che mentre in un loro precedente incontro aveva parlato del teorema come<br />
<strong>di</strong> una congettura, ora ne ha trovato finalmente una <strong>di</strong>mostrazione. Cantor, tuttavia,<br />
non espone questa <strong>di</strong>mostrazione ma, alla fine della lettera, enuncia <strong>di</strong> nuovo il teorema<br />
e lo presenta come un “aufgabe”, cioè come un “compito <strong>di</strong> ricerca” (così come viene<br />
interpretato il termine da vari storici). Ma solo chi si pone come “maestro” può pensare<br />
<strong>di</strong> porre un problema <strong>di</strong> cui ha già trovato la soluzione e, quin<strong>di</strong>, questo “assegno per<br />
casa” deve essere stato probabilmente percepito da Dedekind come inappropriato ed<br />
81<br />
81
82 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
82 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ?/2011<br />
offensivo. 1 Ad ogni modo sembra che Dedekind abbia fatto una prima <strong>di</strong>mostrazione<br />
corretta del teorema tra il 1887 ed il 1897 anche se tale <strong>di</strong>mostrazione sarà pubblicata<br />
solo nel 1932. Nel frattempo, nel giro <strong>di</strong> pochi anni, vari autori troveranno nuove<br />
<strong>di</strong>verse <strong>di</strong>mostrazioni. Ad esempio, 17 anni dopo la lettera della “rottura”, Cantor in<br />
una lettera a Dedekind del 1899 <strong>di</strong>ce che Bernstein aveva presentato per la prima volta<br />
la sua <strong>di</strong>mostrazione del teorema in un seminario ad Halle nel 1897. 2<br />
La <strong>di</strong>mostrazione <strong>di</strong> Bernstein, leggermente mo<strong>di</strong>ficata, compare in un’appen<strong>di</strong>ce<br />
al libro sulla teoria delle funzioni <strong>di</strong> Borel apparso nel 1898. Borel racconta <strong>di</strong> averla<br />
ricevuta da Cantor e lo ringrazia per avergli dato il permesso <strong>di</strong> pubblicarla. Può<br />
sembrare strano che Cantor abbia preso l’iniziativa <strong>di</strong> dare a Borel la <strong>di</strong>mostrazione <strong>di</strong><br />
Bernstein e che non abbia tenuto conto dell’importanza che una sua pubblicazione<br />
avrebbe potuto avere per quest’ultimo che all’epoca aveva 19 anni. Forse Cantor<br />
non dava molta importanza al teorema visto che lui stesso aveva annunciato <strong>di</strong> averlo<br />
provato già nel 1882. Ad ogni modo non entreremo nella ingarbugliata questione<br />
delle precedenze. Ci limiteremo a riportare, nei prossimi paragrafi, due <strong>di</strong>mostrazioni,<br />
quella <strong>di</strong> Borel e quella <strong>di</strong> König, che ci sembrano particolarmente interessanti dal<br />
punto <strong>di</strong> vista <strong>di</strong>dattico.<br />
2 La <strong>di</strong>mostrazione <strong>di</strong> Borel<br />
La <strong>di</strong>mostrazione <strong>di</strong> Borel, che ricorda le tecniche <strong>di</strong> manipolazione delle serie<br />
<strong>di</strong> potenze positive, si basa sul fatto che l’equipotenza è compatibile con l’unione<br />
<strong>di</strong>sgiunta.<br />
Proposizione 1. Date due famiglie (Xi)i∈I e (Yi)i∈I <strong>di</strong> insiemi a due a due <strong>di</strong>sgiunti e<br />
posto X = <br />
Xi e Y = <br />
Yi, risulta che<br />
i∈I<br />
i∈I<br />
Xi ≡ Yi, per ogni i ∈ I ⇒ X ≡ Y.<br />
Dimostrazione. Sia, per ogni i ∈ I, fi : Xi → Yi una funzione biettiva tra Xi ed Yi e<br />
definiamo la funzione f al modo seguente. Detto x un elemento <strong>di</strong> X, sia i ∈ I tale che<br />
x ∈ Xi. Tale in<strong>di</strong>ce i, essendo gli elementi della famiglia (Xi)i∈I a due a due <strong>di</strong>sgiunti,<br />
esiste ed è unico. Poniamo allora f (x) = fi(x). Ovviamente f è ben definita. Per<br />
1 Naturalmente non è certo questa l’unica causa dell’interruzione dei rapporti tra Cantor e Dedekind.<br />
2 In proposito si racconta un aneddoto, riportato in [HINKIS, Internet]), secondo cui Bernstein<br />
avrebbe trovato l’idea per la <strong>di</strong>mostrazione mentre si stava radendo. Anche se l’autenticità dell’aneddoto<br />
non è accertata, tuttavia è interessante pensare a Bernstein che, davanti ad uno specchio, improvvisamente<br />
viene illuminato da una idea per la <strong>di</strong>mostrazione. Infatti due specchi posti uno <strong>di</strong> fronte all’altro evocano<br />
una situazione che corrisponde ad una possibile <strong>di</strong>mostrazione del teorema (si veda la successione <strong>di</strong><br />
stelle e <strong>di</strong> cerchi in [ COPPOLA ET AL., 2010]).<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
c. coppola - g. gErla - s. tortoriEllo<br />
83<br />
C. Coppola, G. Gerla, S. Tortoriello 83<br />
provare che f è biettiva consideriamo un elemento qualunque y ∈ Y . Allora esiste uno<br />
ed un solo i tale che y ∈ Yi e, quin<strong>di</strong>, esiste uno ed un solo x ∈ Xi tale che fi(x)=y e<br />
cioè tale che f (x)=y.<br />
Torniamo ora alla <strong>di</strong>mostrazione del teorema che enunciamo in<strong>di</strong>cando con S<br />
e C i due insiemi coinvolti poiché, come abbiamo fatto in [ COPPOLA ET AL.,<br />
2010], vogliamo illustrare il ragionamento considerando una stella ed un cerchio,<br />
rispettivamente.<br />
Teorema 2. Siano S e C due insiemi tali che C abbia potenza uguale ad una parte<br />
propria C <strong>di</strong> S e che S abbia potenza uguale ad una parte propria S <strong>di</strong> C. Allora S e C<br />
sono equipotenti.<br />
Dimostrazione. Per ipotesi esiste una funzione iniettiva f : S → C con S = f (S) ed<br />
una funzione iniettiva g: C → S tale che g(C) =C. Illustreremo la <strong>di</strong>mostrazione<br />
con figure in cui S è una stella, C un cerchio, f una traslazione che porta la stella ad<br />
inscriversi nel cerchio e g sia una contrazione che porta il cerchio ad inscriversi nella<br />
stella 3 (Figura 1).<br />
Figura 1.<br />
Per provare che S e C sono equipotenti proviamo che S è equipotente a C, infatti in<br />
tale caso per la transitività seguirebbe l’equipotenza tra S e C. Ciò consente <strong>di</strong> riferirci<br />
ad un solo insieme (la stella). Ora osserviamo che la funzione composta h = g ◦ f<br />
si presenta come una applicazione iniettiva <strong>di</strong> S in sé. 4 Nell’esempio fatto, h è una<br />
funzione della stella in sé che, essendo una composizione <strong>di</strong> una traslazione ed una<br />
contrazione, conserva la forma delle figure.<br />
3 Il <strong>di</strong>scorso fatto per la stella ed il cerchio può essere ovviamente ripetuto anche per il pentagono<br />
ottenuto congiungendo i vertici della stella. Tale pentagono “stellato”, chiamato anche pentalfa o<br />
pentagramma, è una delle figure “misteriose” delle geometria pitagorica. Da notare che, se denotiamo<br />
con Φ il valore del numero aureo, allora il rapporto tra le aree dei cerchi circoscritti e inscritti nella stella<br />
è <strong>di</strong> Φ 2 , mentre il rapporto tra le aree dei pentagoni stellati, così come tra le aree delle stelle è <strong>di</strong> Φ 4 .<br />
Infine il rapporto tra l’area del cerchio circoscritto alla stella e la stella stessa è il valore costante 2Φ.<br />
4 Abbiamo leggermente semplificato la <strong>di</strong>mostrazione <strong>di</strong> Borel senza alterarne lo spirito.
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Poniamo:<br />
A1 = S −C (stella meno cerchio: in scuro nella Figura 2).<br />
A2 = C − h(S) (cerchio meno stella: in chiaro nella Figura 2).<br />
Figura 2.<br />
Inoltre definiamo per ricorsione i valori successivi ponendo (Figura 3)<br />
A3 = h(A1)=h(S) − h(C) (stessa forma <strong>di</strong> A1 quin<strong>di</strong> stella meno cerchio)<br />
Figura 3.<br />
A4 = h(A2) (stessa forma <strong>di</strong> A2 quin<strong>di</strong> cerchio meno stella)<br />
...<br />
An = h(An−2)<br />
...<br />
Si noti che gli elementi della successione (An)n∈N sono a due a due <strong>di</strong>sgiunti. Inoltre<br />
gli elementi <strong>di</strong> in<strong>di</strong>ce pari sono equipotenti tra loro e lo stesso vale per quelli <strong>di</strong> in<strong>di</strong>ce<br />
<strong>di</strong>spari. Posto I = <br />
An (nella nostra figura I è il punto centrale della stella), S può<br />
essere scomposto al modo seguente<br />
n<br />
S = I ∪ A1 ∪ A2 ∪ A3 ∪ A4 ∪ A5 ∪ ...<br />
mentre il cerchio C può essere scomposto al modo seguente<br />
C = I ∪ A2 ∪ A3 ∪ A4 ∪ A5 ∪ ...<br />
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c. coppola - g. gErla - s. tortoriEllo<br />
85<br />
C. Coppola, G. Gerla, S. Tortoriello 85<br />
Commutando opportunamente abbiamo anche che<br />
C = I ∪ A3 ∪ A2 ∪ A5 ∪ A4 ∪ ...<br />
Essendo A1 equipotente ad A3, A2 equipotente ad A2, A3 equipotente ad A5, . . . possiamo<br />
concludere che S è equipotente a C.<br />
3 La <strong>di</strong>mostrazione <strong>di</strong> König<br />
Nel 1906 il matematico ungherese Julius König (1849-1913) <strong>di</strong>ede una nuova<br />
<strong>di</strong>mostrazione del teorema <strong>di</strong> Cantor-Bernstein. Questa <strong>di</strong>mostrazione viene considerata<br />
particolarmente importante perché si presta a possibili generalizzazioni in nuovi<br />
contesti che probabilmente nemmeno lo stesso König aveva previsto. La strategia<br />
<strong>di</strong>mostrativa si basa sulla seguente proposizione che è una ovvia riformulazione in<br />
termini <strong>di</strong> partizione della Proposizione 1.<br />
Proposizione 3. Dati due insiemi X ed Y consideriamo una partizione <strong>di</strong> X ∪Y in<br />
classi <strong>di</strong> equivalenza in modo che in ciascuna classe gli elementi <strong>di</strong> X siano tanti<br />
quanti quelli <strong>di</strong> Y . Allora X è equipotente ad Y .<br />
Utilizzando le stesse notazioni del Teorema 2, la <strong>di</strong>mostrazione è la seguente. Per<br />
ogni x ∈ S costruiamo la seguente successione <strong>di</strong> elementi <strong>di</strong> S ∪C, che in<strong>di</strong>chiamo<br />
con [x],<br />
... f -1 (g -1 (x)), g -1 (x), x, f (x), g( f (x)),....<br />
Tale successione può sempre essere continuata verso destra, ma non sempre verso<br />
sinistra. Infatti g -1 è definito solo se x ∈ g(C), f -1 (g -1 (x)) è definito solo se g -1 (x) ∈<br />
f (S), e così via. Analogamente a partire da un elemento y ∈ C possiamo costruire la<br />
sequenza, che in<strong>di</strong>chiamo con [y]<br />
...g -1 ( f -1 (y)), f -1 (y), y,g(y), f (g(y)),....<br />
che ancora può essere prolungata indefinitamente verso destra, ma non sempre verso<br />
sinistra. Vogliamo provare che la classe <strong>di</strong> tali sequenze costituisce una partizione <strong>di</strong><br />
S ∪C. È evidente che tale classe costituisce un ricoprimento. Inoltre se due sequenze<br />
hanno un elemento in comune anche l’elemento che segue sarà lo stesso e, se esiste,<br />
sarà lo stesso anche quello che lo precede (perché f e g sono iniettive). Dunque le due<br />
sequenze coincidono. Essendo<br />
S = <br />
S ∩ [z] e C = <br />
C ∩ [z],<br />
z∈S∪C<br />
z∈S∪C
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per <strong>di</strong>mostrare l’equipotenza tra S ed C è sufficiente mostrare che, per ogni z ∈ S ∪C,<br />
l’insieme S ∩ [z] è equipotente ad C ∩ [z]. A tale scopo, chiamiamo S-stopper una<br />
sequenza che si ferma a sinistra con un elemento <strong>di</strong> S e C-stopper una sequenza che<br />
si ferma a sinistra con un elemento <strong>di</strong> C. Ora se la classe [z] è S-stopper, allora f è<br />
una biezione che porta S ∩ [z] in C ∩ [z]. Se [z] è C-stopper, allora g è una biezione che<br />
porta C ∩ [z] in S ∩ [z]. Negli altri casi, cioè quando [z] si prolunga indefinitamente a<br />
sinistra, sia f che g sono biezioni tra le due classi.<br />
In effetti la partizione proposta da König è legata alla più generale nozione <strong>di</strong><br />
relazione <strong>di</strong> equivalenza generata da una data relazione. Ricor<strong>di</strong>amo come si può<br />
ottenere tale relazione. Nel seguito, data una relazione binaria R in un insieme X<br />
in<strong>di</strong>chiamo con R -1 la relazione {(x,y): (y,x) ∈ R}, in<strong>di</strong>chiamo invece con Diag(X)<br />
la relazione {(x,x): x ∈ X}.<br />
Proposizione 4. Data una relazione binaria R in un insieme X, la più piccola relazione<br />
riflessiva contenente R è<br />
Ri f l(R) = R ∪ Diag(X).<br />
La più piccola relazione simmetrica contenente R è<br />
Simm(R) = R ∪ R -1 .<br />
La più piccola relazione transitiva contenente R è<br />
Trans(R) = {(x,y): esiste x1,...,xn con x = x1,(xi,xi+1) ∈ R e xn = y}.<br />
Proposizione 5. La più piccola relazione <strong>di</strong> equivalenza contenente R è<br />
Eq(R) = Trans(Simm(Ri f l(R))).<br />
Possiamo ora provare la seguente proposizione.<br />
Proposizione 6. La partizione definita da König è la partizione associata alla relazione<br />
<strong>di</strong> equivalenza Eq( f ∪ g) generata dalla relazione binaria f ∪ g nell’insieme S ∪C.<br />
Dimostrazione. Dobbiamo calcolare Trans( f ∪ g ∪ f -1 ∪ g -1 ∪ Diag(S ∪C)). È evidente<br />
allora che si devono considerare catene x1,...,xn in cui xi+1 si ottiene da xi<br />
applicando una delle funzioni f , g, f -1 , g -1 . Inoltre ci si può limitare a catene in cui<br />
tali funzioni si applicano alternativamente. È evidente che in tale modo le classi <strong>di</strong><br />
equivalenza determinate da Trans( f ∪ g ∪ f -1 ∪ g -1 ∪ Diag(S ∪C)) coincidono con le<br />
classi definite da König.<br />
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c. coppola - g. gErla - s. tortoriEllo<br />
87<br />
C. Coppola, G. Gerla, S. Tortoriello 87<br />
Conclu<strong>di</strong>amo questo paragrafo osservando che le <strong>di</strong>mostrazioni del teorema <strong>di</strong><br />
Cantor-Bernstein non si limitano certo a quelle esposte da questo articolo o dal<br />
precedente. Ad esempio, nove ne sono state date prima <strong>di</strong> quella <strong>di</strong> König: da Cantor<br />
(1882), da Dedekind (1887, 1897), da Schröder (1896), da Bernstein (1897), da Borel<br />
(1898), da Schenflies (1900), da Zermelo (1901), da Russell (1902) e da Peano (1906).<br />
4 Considerazioni <strong>di</strong> carattere <strong>di</strong>dattico<br />
La <strong>di</strong>mostrazione esposta in [COPPOLA ET AL., 2010] e quella esposta nel paragrafo<br />
2 <strong>di</strong> questo articolo forniscono spunti <strong>di</strong> tipo <strong>di</strong>dattico. Infatti mostrano che anche<br />
per un argomento tanto lontano dalla geometria, come è il teorema <strong>di</strong> Cantor-Bernstein,<br />
sono possibili “<strong>di</strong>mostrazioni” che, in un senso debole, possono essere viste come<br />
<strong>di</strong>mostrazioni <strong>di</strong> tipo “visuale” cioè <strong>di</strong>mostrazioni in cui si “percepisce” la verità <strong>di</strong><br />
un enunciato semplicemente guardando alcune figure. Proviamo infatti, riprendendo<br />
il <strong>di</strong>scorso effettuato in [ COPPOLA ET AL., 2010], a chiedere ad uno studente se<br />
una stella sia equipotente ad un cerchio e <strong>di</strong> in<strong>di</strong>care eventualmente una funzione che<br />
esprima l’equipotenza. È improbabile che si riesca ad avere una risposta. Proviamo<br />
invece a mostrare le seguenti due figure (Figura 4). In tale caso è possibile suggerire<br />
Figura 4.<br />
che l’equipotenza può essere “percepita” immaginando <strong>di</strong> trasformare la stella nel<br />
cerchio al modo seguente:<br />
1. Si trasla la parte scura nella figura a sinistra verso destra.<br />
2. Si allarga la parte in chiaro nella figura a sinistra per poi traslarla a destra in modo<br />
opportuno.<br />
Naturalmente si dovrebbe per prima cosa convincere uno studente che <strong>di</strong>latando<br />
una figura si conserva l’equipotenza. La cosa non dovrebbe essere <strong>di</strong>fficile in quanto<br />
basta mostrare che proiettando l’ombra <strong>di</strong> una figura su un piano si ottiene una figura<br />
“con altrettanti punti”. Per seconda cosa si dovrebbe mostrare che figure scomponibili<br />
in pezzi equipotenti sono equipotenti, cosa anche questa che non sembra presentare
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<strong>di</strong>fficoltà. Ciò suggerisce anche la possibilità <strong>di</strong> attività <strong>di</strong> tipo manipolativo che<br />
potrebbero essere una naturale estensione <strong>di</strong> un modulo <strong>di</strong>dattico per il calcolo delle<br />
aree tramite la nozione <strong>di</strong> equiscomponibilità (in questo caso si pensa a studenti <strong>di</strong><br />
scuola secondaria). Si ricorda che la nozione <strong>di</strong> equiscomponibilità viene utilizzata<br />
per il calcolo delle aree per il fatto che figure equiscomponibili hanno la stessa area.<br />
Pertanto il calcolo dell’area <strong>di</strong> una figura si può ricondurre al calcolo, già noto,<br />
dell’area <strong>di</strong> un’altra figura con essa equiscomponibile. Tipico esempio è quando si<br />
mostra che ogni triangolo è equiscomponibile con un rettangolo con la stessa base ed<br />
avente come altezza la metà dell’altezza del triangolo oppure che un parallelogramma<br />
è equiscomponibile ad un rettangolo con la stessa altezza e la stessa base (Figura 5).<br />
Si tratta allora <strong>di</strong> estendere la nozione <strong>di</strong> equiscomponibilità sostituendo alla nozione<br />
“avere la stessa estensione” la nozione “essere equipotenti”.<br />
Figura 5.<br />
Successivamente, si dovrebbe suggerire che la stella si può scomporre in due figure<br />
e che traslando una figura (la parte scura) e sostituendo i pezzi dell’altra (i pezzi in<br />
chiaro) in pezzi simili è possibile ottenere un cerchio. Naturalmente essendo i pezzi in<br />
bianco infiniti la sperimentazione non può che essere approssimata e non può evitare<br />
che si attivi una intuizione dei processi infinitari. D’altre parte ogni manipolazione<br />
<strong>di</strong> materiale <strong>di</strong>dattico per l’introduzione <strong>di</strong> concetti geometrici non può che essere<br />
approssimativa per l’ovvio fatto che nessun oggetto fisico può rappresentare un ente<br />
geometrico.<br />
Un altro modo <strong>di</strong> percepire l’equipotenza è quello <strong>di</strong> immaginare che la figura a<br />
sinistra (in Figura 4) sia stata <strong>di</strong>segnata su <strong>di</strong> un vetro in due <strong>di</strong>verse tonalità <strong>di</strong> grigio<br />
e che tale figura sia proiettata a destra su <strong>di</strong> uno schermo tramite due tipi <strong>di</strong> proiezione.<br />
Una proiezione è con raggi paralleli e porta la parte in grigio scuro nella parte in grigio<br />
scuro. L’altra proiezione è con raggi che partono da un opportuno punto C e porta la<br />
parte in grigio chiaro nella parte in grigio chiaro.<br />
Naturalmente non si sostiene che queste visualizzazioni siano una “<strong>di</strong>mostrazione”<br />
(nemmeno parziale) del teorema. Le stesse usuali <strong>di</strong>mostrazioni visuali, come ad<br />
esempio quelle sopra esposte, hanno un valore <strong>di</strong>mostrativo maggiore poiché si<br />
rivolgono a figure “generiche” che si ritengono rappresentative <strong>di</strong> tutte le possibili<br />
figure del dato tipo. In questo caso invece ci si riferisce ad un esempio particolare<br />
(anche se non è <strong>di</strong>fficile estendere tale esempio a moltissime altre figure, e sostituire,<br />
✐<br />
✐
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c. coppola - g. gErla - s. tortoriEllo<br />
89<br />
C. Coppola, G. Gerla, S. Tortoriello 89<br />
ad esempio, la stella con pentagono o con un triangolo). Tuttavia è chiaro che<br />
attività e visualizzazioni come quella della stella e del cerchio portano a considerare<br />
plausibile un risultato che in prima istanza non lo sembrerebbe e portano a sviluppare<br />
una intuizione che può nel seguito essere la base per un <strong>di</strong>scorso rigoroso e <strong>di</strong> tipo<br />
strettamente insiemistico.<br />
In accordo con tali idee, attualmente stiamo progettando alcune <strong>di</strong> attività da<br />
proporre in una scuola secondaria superiore che pongono al centro del <strong>di</strong>scorso la<br />
nozione <strong>di</strong> equipotenza tra insiemi non necessariamente finiti.<br />
Riferimenti bibliografici<br />
COPPOLA C., GERLA G. e TORTORIELLO S. (2010), “Cercare una <strong>di</strong>mostrazione<br />
del Teorema <strong>di</strong> Cantor-Bernstein”, <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> Matematiche, 3, 2010, pp. 115–125.<br />
BARONE E. e LENZI D. (2006), “Dalla car<strong>di</strong>nalità degli intervalli reali al teorema <strong>di</strong><br />
Cantor-Bernstein”, <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> Matematiche, 6, 2006, pp. 3–10.<br />
BERNSTEIN F. (1901), Untersuchungen aus der Mengenlehre, Ph.D. thesis.<br />
Göttingen, Germany.<br />
HINKIS A., Bernstein, Borel and the Cantor-Bernstein theorem, in<br />
http://www.hinkis.org/Mathematical_papers/04_01_Bernstein_Borel_CBT_02.pdf.<br />
— On the ruptures in the Cantor-Dedekind correspondence, in<br />
http://www.hinkis.org/Mathematical_papers/01_06_Cantor_Dedekind_01.pdf.<br />
KLEE V. e REAY J.R. (1998), “A surprizing but easily proved Geometric<br />
Decomposition Theorem”, Math. Magazine, 71, 1998, 3–11.<br />
✉CRISTINA COPPOLA<br />
Università <strong>di</strong> Salerno, DMI<br />
84084 Fisciano (Salerno).<br />
ccoppola@unisa.it<br />
✉S. TORTORIELLO<br />
Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Salerno<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Scienze Farmaceutiche<br />
84084 Fisciano (Salerno).<br />
fstortoriello@unisa.it<br />
✉GIANGIACOMO GERLA<br />
Università <strong>di</strong> Salerno, DMI<br />
84084 Fisciano (Salerno).<br />
gerla@unisa.it
90 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
A Roma, venerdì 6 maggio 2011<br />
ore 8.30 – 17.30<br />
Il Congresso:<br />
MATEMATICA e TECNOLOGIA<br />
esperienze europee a confronto<br />
Un congresso <strong>di</strong> cui c’era bisogno quale occasione d’incontro e riflessione su un tema<br />
tanto <strong>di</strong>battuto e che la collaborazione instaurata tra CASIO Italia e la MATHESIS ha<br />
consentito <strong>di</strong> realizzare.<br />
Il Congresso avrà luogo a Roma presso l’Istituto Tecnico del Turismo “Cristoforo<br />
Colombo”, in via Panisperna 255 <strong>di</strong>retto dalla preside Ester Rizzi.<br />
Parteciperanno al congresso relatori provenienti da <strong>di</strong>versi Paesi europei. Per l’Italia<br />
relazioneranno il prof. CARLO SBORDONE e le prof.sse TIZIANA BINDO e FILOME-<br />
NA ROCCA.<br />
Animeranno la tavola rotonda i proff. MICHELANGELO DI STASIO, ADRIANA LAN-<br />
ZA e LISA LORENZETTI. Nel corso del Congresso saranno anche presentati i risultati<br />
<strong>di</strong> due esperienze <strong>di</strong>dattiche realizzate in scuole secondaria <strong>di</strong> 2° grado delle province<br />
<strong>di</strong> Latina e Torino.<br />
A introdurre i lavori del congresso sarà il presidente della <strong>Mathesis</strong>, EMILIO AMBRISI.<br />
Il <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> Matematiche pubblicherà sul prossimo numero (n. 2/2011) le sintesi<br />
degli interventi e delle relazioni.<br />
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Ipazia e lo strano caso della marchesa Diodata<br />
Corrado Bonfanti<br />
Quando si parla <strong>di</strong> “scienza al femminile”, Ipazia <strong>di</strong> Alessandria (circa 370–415)<br />
è una delle icone più apprezzate e più rappresentative; ma lo è anche — e questo ora<br />
c’interessa — quando si parla <strong>di</strong> integralismi avversi al libero pensiero.<br />
Filosofa, astronoma e matematica, allieva e continuatrice <strong>di</strong> suo padre Teone,<br />
ella ebbe gran seguito nei circoli intellettuali <strong>di</strong> quella Alessandria d’Egitto, che<br />
— inconsapevole dell’imminente tracollo — aveva nella cosmopolita Biblioteca il<br />
centro <strong>di</strong> confluenza, <strong>di</strong> irra<strong>di</strong>azione e <strong>di</strong> rielaborazione della cultura me<strong>di</strong>terranea,<br />
accumulata nel corso <strong>di</strong> secoli. Scrisse opere <strong>di</strong> rilievo — principalmente eru<strong>di</strong>ti<br />
commentari ai classici della scienza — purtroppo perdute e note solo per testimonianze<br />
e citazioni <strong>di</strong> altri autori e cronachisti.<br />
Donna, a quanto si tramanda, <strong>di</strong> assai piacevole aspetto, Ipazia era personalmente<br />
affezionata alle credenze religiose ra<strong>di</strong>cate nella tra<strong>di</strong>zione egizio-ellenica e alla<br />
più recente teosofia neoplatonica; il suo insegnamento, iniziato quando era appena<br />
ventenne e aperto a persone <strong>di</strong> ogni ceto e <strong>di</strong> ogni provenienza, era però saldamente<br />
ispirato a posizioni <strong>di</strong>chiaratamente tolleranti e, da buona scienziata, sostanzialmente<br />
laiche.<br />
Ebbe però la ventura <strong>di</strong> vivere in un’epoca <strong>di</strong> gran<strong>di</strong> mutazioni: all’ormai irreversibile<br />
declino <strong>di</strong> un Impero oscillante tra Oriente e Occidente, faceva riscontro il<br />
vigore del giovane cristianesimo, seppure ancora magmatico e litigioso al proprio<br />
interno riguardo all’assetto istituzionale e a quello teologico-filosofico, tra accuse e<br />
contraccuse <strong>di</strong> eresia. Comunque sia, il popolo cristiano e i suoi capi erano inebriati<br />
e spesso fuorviati — con buona pace del messaggio evangelico — dall’essere usciti<br />
dallo status <strong>di</strong> movimento perseguitato per assurgere provvidenzialmente al ruolo <strong>di</strong><br />
unica religione <strong>di</strong> stato. Un percorso <strong>di</strong> pochi decenni, avviato dall’e<strong>di</strong>tto <strong>di</strong> tolleranza<br />
emanato da Costantino (313) e, dopo l’ininfluente interlu<strong>di</strong>o <strong>di</strong> Giuliano l’apostata,<br />
concluso dall’e<strong>di</strong>tto <strong>di</strong> Teodosio (393), che risultò definitivamente vessatorio per i<br />
non-cristiani.<br />
91<br />
91
92 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
92 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> ??/201?<br />
A livello locale, il potere dei vescovi-capipopolo si andava mescolando con quello<br />
delle autorità civili e si avviava a soppiantarlo, una volta <strong>di</strong>ssolto l’Impero, almeno in<br />
Occidente. Erano i primi sintomi <strong>di</strong> quella contesa tra il potere religioso (il papato <strong>di</strong><br />
Roma) e il potere temporale (l’impero, ormai “romano” solo <strong>di</strong> nome) che sarebbe<br />
stata il motivo conduttore della grande politica europea per tutto il me<strong>di</strong>oevo e oltre.<br />
Dalle parti <strong>di</strong> Alessandria, a quel tempo, era il vescovo Cirillo a fare il bello e il cattivo<br />
tempo, all’insegna <strong>di</strong> un integralismo ferocemente avverso a veri o presunti eretici,<br />
a pagani e a infedeli <strong>di</strong> ogni sorta. Con l’obiettivo <strong>di</strong> prevalere sulle fazioni in lotta<br />
tumultuosa, e non sod<strong>di</strong>sfatto <strong>di</strong> aver espulso gli ebrei dalla città, il bravo Cirillo (nulla<br />
a che fare con Cirillo e Meto<strong>di</strong>o, posteriori <strong>di</strong> quattro secoli) se la prese con Ipazia,<br />
pubblico emblema della non-cristianità: sguinzagliò quin<strong>di</strong> una squadraccia <strong>di</strong> monaci<br />
invasati e misogini, tristamente conosciuti come i Parabalani, i quali sequestrarono la<br />
bella Ipazia e, ancora ben viva, la <strong>di</strong>sossarono a colpi <strong>di</strong> affilate valve <strong>di</strong> conchiglie,<br />
l’usuale succedaneo delle costose lame <strong>di</strong> metallo. Nulla poté la leale — e rischiosa!<br />
— solidarietà <strong>di</strong>mostrata a Ipazia da due tra i suoi antichi allievi: Oreste e Sinesio, nel<br />
frattempo <strong>di</strong>venuti prefetto imperiale <strong>di</strong> Alessandria il primo e l’altro, benché in cuor<br />
suo agnostico, vescovo <strong>di</strong> Tolemaide, nella vicina Cirenaica.<br />
Tutto questo è storia, ben conosciuta fin dall’antichità e, ai giorni nostri, resa anche<br />
popolare dal film Agorà, ai cui sceneggiatori si perdonano volentieri le pur suggestive<br />
illazioni — <strong>di</strong> sapore scopertamente kepleriano — sulle intuizioni scientifiche <strong>di</strong><br />
Ipazia e l’addolcimento — se mai possibile — del massacro finale. Ma non sembra<br />
che ne sia stata al corrente una certa marchesa Diodata Saluzzo Roero (1774–1840),<br />
letterata attiva in Torino nel primo Ottocento e incline al genere <strong>di</strong>dascalico-e<strong>di</strong>ficante.<br />
Ecco infatti lo “strano caso”: nel suo poema Ippazia ovvero delle Filosofie, del 1827,<br />
la marchesa Diodata <strong>di</strong>pinge la fine <strong>di</strong> Ipazia con questi versi<br />
«Languida rosa sul reciso stelo / Nel sangue immersa la vergin giacea /<br />
Avvolta a mezzo nel suo bianco velo, / Soavissimamente sorridea /<br />
Condannatrice de l’altrui delitto, / Mentre il gran segno redentor stringea.»<br />
Ipazia, insomma, martirizzata mentre testimonia la propria fede stringendo a sé il<br />
crocefisso! E il taglio dell’intero poema è conforme a questi versi.<br />
Ma non basta: a questo ineffabile svarione — grossolana ignoranza o revisionismo<br />
intenzionale maturato nel clima co<strong>di</strong>no e gesuitico della restaurazione sabauda? —<br />
aderì volentieri il cavaliere abate Giuseppe Maffei, contemporaneo della Roero e<br />
autore <strong>di</strong> una non celebrata storia della letteratura italiana in cui non si peritò <strong>di</strong><br />
scrivere<br />
«Nella schiera <strong>di</strong> quelle valorose donne che illustrarono la nostra età [. . . ]<br />
surse [. . . ] Diodata Saluzzo Roero, la quale in un poema cantò Ippazia<br />
che coltivò la filosofia e le <strong>matematiche</strong> in Alessandria e morì martire <strong>di</strong><br />
Cristo.» (Maffei, 1834)<br />
✐<br />
✐
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✐<br />
corrado Bonfanti<br />
93<br />
Corrado Bonfanti 93<br />
Tra i contemporanei, il Maffei non fu peraltro il solo ad esprimere un consenso<br />
acritico nei confronti della marchesa Diodata. Questo episo<strong>di</strong>o pressoché sconosciuto<br />
<strong>di</strong> storia matematico-letteraria è stato infatti ripreso all’inizio del Novecento da uno<br />
dei tanti biografi <strong>di</strong> Ipazia, il quale c’informa che:<br />
[Tra le opere su Ipazia] abbiamo un Poema d’Ipazia ossia delle Filosofie,<br />
del quale uno scrittorello del Giornale Aral<strong>di</strong>co, dell’anno 1827, ci <strong>di</strong>ce<br />
“essere stato mandato alla luce dalla marchesa Diodata Saluzzo Roero”, e<br />
<strong>di</strong> superba fattura; ma a giu<strong>di</strong>care dai pochi passi riferiti, si tratta <strong>di</strong> una<br />
poesia <strong>di</strong> ben poco valore artistico e <strong>di</strong> niuno storico. Basti osservare che<br />
l’autrice, per la quale il recensore ha una vera e propria cornucopia <strong>di</strong><br />
lo<strong>di</strong> entusiastiche, riteneva la nostra eroina una martire cristiana, mentre,<br />
come vedremo, [. . . ] (Agàbiti, 1914)<br />
Si potrebbe anche riflettere sulla mancata reazione da parte dei cultori <strong>di</strong> scienza,<br />
che pur non mancavano in quel tempo e in quei luoghi, dove era ancora fresca la<br />
memoria della matematica milanese Maria Gaetana Agnesi (1718–99) e del grande<br />
torinese Giuseppe Luigi Lagrange (1736–1813). Ai matematici in particolare, in<br />
una Torino semifrancofona, doveva essere nota se non altro la monumentale e allora<br />
recente Histoire des Mathématiques del Montucla, dove si legge la veritiera storia <strong>di</strong><br />
Ipazia, «conosciuta [<strong>di</strong>ce l’autore] da tutti quelli che hanno familiarità con la storia<br />
ecclesiastica <strong>di</strong> quel secolo.» (Montucla, 1802)<br />
Riferimenti bibliografici<br />
MAFFEI G. (1834), Storia della letteratura italiana, Società tipogr. de’ classici<br />
italiani, Milano, vol. IV, pp. 274–5.<br />
AGÀBITI A. (1914), Ipazia - La prima martire della libertà <strong>di</strong> pensiero, Enrico<br />
Voghera E<strong>di</strong>tore, Roma, pp. 34–5.<br />
MONTUCLA J.É. (1802), Histoire des mathématiques, Chez Henri Agasse, Paris,<br />
Tome I er , p. 332.<br />
✉CORRADO BONFANTI<br />
Socio onorario <strong>Mathesis</strong>, Sezione <strong>di</strong> U<strong>di</strong>ne.<br />
corrado.bonfanti@uniud.it
“master_1_2011” — 2011/5/11 — 16:23 — page 94 — #94<br />
94 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
1<br />
GIUSEPPE ISERNIA<br />
Recensione<br />
Paolo Linati<br />
L’algoritmo delle occasioni perdute<br />
La matematica nella scuola della seconda<br />
metà del novecento<br />
E<strong>di</strong>zioni Erickcson<br />
QUESTO libro è una riflessione sull’insegnamento della matematica nella scuola<br />
secondaria italiana fra il 1955 ed il 2005, fra acca<strong>di</strong>menti ed esperienze<br />
dell’autore.<br />
Un viaggio fra le occasioni perdute, sia nel passaggio dalla scuola per pochi alla scuola<br />
<strong>di</strong> tutti, sia nel rinnovamento dell’insegnamento della Matematica tanto nei contenuti<br />
(dall’insiemistica alla nuova geometria, dalla matematica per il reale a quella per<br />
il citta<strong>di</strong>no, la probabilità, . . . ) quanto nelle metodologie che tenessero conto anche<br />
dei cambiamenti dell’atteggiamento della società, ed in particolare degli studenti,<br />
nei confronti della scuola.<br />
In un algoritmo <strong>di</strong> “concatenazioni fra cause-effetti” l’autore rivisita cinquant’anni<br />
<strong>di</strong> vita professionale basandosi su ricor<strong>di</strong> personali e citazioni da riviste, testi e<br />
documenti.<br />
Non si parla solo <strong>di</strong> matematica. Vengono affrontati quei temi che nella seconda<br />
metà del secolo scorso hanno portato a quello che per l’autore è stato “un vero cambiamento<br />
antropologico”: temi che hanno riguardato non solo gli insegnanti, ma anche<br />
tutti quegli italiani che quel periodo hanno vissuto; il libro è perciò rivolto non<br />
solo agli insegnanti <strong>di</strong> matematica, ma anche ai giovani che <strong>di</strong> quegli anni hanno<br />
sentito parlare e che vogliono capire e comprendere.<br />
Abbiamo già avuto occasione <strong>di</strong> apprezzare l’approfon<strong>di</strong>ta e puntuale riflessione<br />
sui temi proposti dal prof. Linati con la relazione Professionalità dell’insegnante <strong>di</strong><br />
matematica nella seconda metà del Novecento tenuta durante il Congresso Nazionale<br />
della <strong>Mathesis</strong> 2010 (Matematica: Appren<strong>di</strong>mento e Professionalità docente) e ci fa piacere<br />
poterli affrontare nel loro insieme leggendo una prosa scorrevole e piacevole, anche<br />
per i non addetti ai lavori, che alleggerisce argomentazioni solitamente destinate ad<br />
un pubblico circoscritto.<br />
✐<br />
✐
✐<br />
✐<br />
In<strong>di</strong>ce<br />
EMILIO AMBRISI<br />
E<strong>di</strong>toriale p. 3<br />
ANDREA LAFORGIA<br />
Nessuna liturgia nell’insegnamento della Matematica “ 7<br />
ANTONINO GIAMBÒ<br />
Probabilità e paradossi “ 11<br />
ROCCO BRUNETTI<br />
Spigolando tra i quesiti assegnati agli esami <strong>di</strong> Stato<br />
la <strong>di</strong>stanza minima <strong>di</strong> un punto da una parabola “ 19<br />
ANTONIO D’ONOFRIO<br />
Legame ristabilito tra Fisica e Matematica “ 27<br />
GABRIELE LUCCHINI<br />
Supporti tecnologici, contributi metodologici e appren<strong>di</strong>mento<br />
della Matematica “ 31<br />
CARLO TOFFALORI<br />
Aspettando Achille “ 41<br />
BRUNO CARBONARO<br />
Matematica ed educazione linguistica “ 55<br />
VITO CAPOZZI<br />
Onde elettromagnetiche ed Elettrosmog: l’inquinamento invisibile “ 67<br />
A. D’AMICO - M. BERTSCH<br />
Proprietà <strong>di</strong> strutture n-volte irrazionali “ 73<br />
C. COPPOLA - G. GERLA - S. TORTORIELLO<br />
Ancora due <strong>di</strong>mostrazioni del Teorema <strong>di</strong> Cantor-Bernstein “ 81<br />
CORRADO BONFANTI<br />
Ipazia e lo strano caso della marchesa Diodata “ 91<br />
Recensioni:<br />
PAOLO LINATI<br />
L’algoritmo delle occasioni perdute “ 94<br />
Inserzioni:<br />
Pedagogia della lumaca o. . . pedagogia del gambero? (p. 10) - È vero che la<br />
Matematica può anche essere interessante? L’intervista tra i giovani della sezione<br />
<strong>Mathesis</strong> <strong>di</strong> Rovigo (p. 52) - Scuole Estive <strong>Mathesis</strong> (p. 66) - Congresso <strong>Mathesis</strong>-<br />
Casio (p. 90).<br />
95<br />
95
96 <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> 1/2011<br />
Istruzioni per gli autori<br />
Politica e<strong>di</strong>toriale:<br />
Il <strong>Perio<strong>di</strong>co</strong> <strong>di</strong> <strong>matematiche</strong> pubblica articoli, in lingua italiana o inglese, inerenti le Scienze<br />
Matematiche e Fisiche <strong>di</strong> carattere Scientifico, Storico e Didattico, <strong>di</strong> effettiva originalità. I<br />
lavori vengono sottoposti alla consulenza <strong>di</strong> esperti anonimi che riferiscono al Direttore, a cui<br />
compete il giu<strong>di</strong>zio definitivo.<br />
Standard da rispettare:<br />
Il lavoro deve essere scritto con carattere Time New Roman, su fogli formato A4 e con<br />
interlinea 1.<br />
La <strong>di</strong>mensione del carattere è 11 pt ad eccezione del titolo che è 14 pt in grassetto e del nome<br />
degli autori 12 pt.<br />
I margini sono:<br />
superiore 5,7 cm; inferiore 6 cm; destra e sinistra 4,5 cm.<br />
Il testo è quin<strong>di</strong> contenuto in un riquadro <strong>di</strong> 12 cm×18 cm.<br />
L’articolo deve contenere un sunto in lingua inglese <strong>di</strong> al più 10 righe.<br />
1. Titolo del primo paragrafo<br />
Primo paragrafo<br />
etc.<br />
Dopo ogni paragrafo aggiungere uno spazio verticale <strong>di</strong> 11 pt.<br />
Di norma l’articolo non può superare le 12 pagine, salvo autorizzazione speciale della <strong>di</strong>rezione<br />
del perio<strong>di</strong>co.<br />
Il testo va giustificato a sinistra e a destra.<br />
Le formule devono essere allineate a sinistra, con il numero allineato a destra:<br />
formula (2.3)<br />
(formula n. 3 del paragrafo n. 2).<br />
Le tabelle e le figure seguono una numerazione a parte.<br />
I teoremi e le definizioni vanno numerati a parte e separati dal testo <strong>di</strong> un’interlinea.<br />
Limitare allo stretto essenziale le note a piè <strong>di</strong> pagina.<br />
L’ultimo paragrafo va seguito da due spazi verticali e dalla bibliografia essenziale che va<br />
riportata con criteri <strong>di</strong>versi a seconda che si tratti <strong>di</strong> un articolo su rivista, su atti <strong>di</strong> Congresso<br />
o Convegno o in un libro, come negli esempi seguenti:<br />
COGNOME N. (anno <strong>di</strong> pubblicazione), Titolo del libro (in corsivo), numero e<strong>di</strong>zione (se<br />
<strong>di</strong>versa dalla prima), numero del volume (per opere in più volumi), Luogo <strong>di</strong> pubblicazione,<br />
E<strong>di</strong>tore, titolo dell’eventuale collana, numero d’or<strong>di</strong>ne dell’opera, pagine (se si fa riferimento<br />
a specifiche porzioni del libro).<br />
COGNOME N. (anno <strong>di</strong> pubblicazione), “Un articolo su perio<strong>di</strong>co”, Nome rivista (in corsivo),<br />
Luogo <strong>di</strong> pubblicazione, num. perio<strong>di</strong>co, pagine contenenti l’articolo.<br />
COGNOME N., COGNOME N. (anno <strong>di</strong> pubblicazione), “Un articolo ad un convegno”, in: Atti<br />
del Convegno (in corsivo), numero del volume contenente l’articolo (per opere in più volumi),<br />
Luogo <strong>di</strong> pubblicazione, E<strong>di</strong>tore, pagine contenenti l’articolo (o altre in<strong>di</strong>cazioni).<br />
COGNOME N. (anno <strong>di</strong> pubblicazione), “Un articolo su testo monografico”, in COGNOME<br />
N. (e<strong>di</strong>tor), Titolo del libro (in corsivo), numero del volume contenente l’articolo (per opere<br />
in più volumi), Luogo <strong>di</strong> pubblicazione, E<strong>di</strong>tore, anno <strong>di</strong> pubblicazione, pagine contenenti<br />
l’articolo (o altre in<strong>di</strong>cazioni).<br />
Modalità <strong>di</strong> invio dei lavori<br />
Gli articoli vanno inviati tramite posta elettronica, in formato Word o LaTex e simultaneamente<br />
in formato pdf, a ciascuno dei componenti del Comitato <strong>di</strong> redazione. È gra<strong>di</strong>ta una nota <strong>di</strong><br />
presentazione.<br />
96
✐<br />
✐
LATINA<br />
Marcello Ciccarelli<br />
Via Cena, 38<br />
04100 Latina<br />
tel. 0773 697807<br />
pbal0452@panservice.it<br />
LECCE<br />
Sebastiano Rizzo<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Matematica<br />
Via Arnesano<br />
73100 Lecce<br />
tel. 0832 316965<br />
sebastiano.rizzo@unile.it<br />
MANTOVA<br />
Fabio Mercanti<br />
Polo regionale <strong>di</strong> Mantova<br />
Piazza d’Arco, 1<br />
46100 Mantova<br />
tel. 335 7793114<br />
famerca@alice.it<br />
MILANO<br />
Paola Gario<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Matematica<br />
Via Sal<strong>di</strong>ni, 50<br />
20133 Milano<br />
tel. 02 7388514<br />
mathesis.milano@unimi.it<br />
ORISTANO<br />
Castriota Marco Maria<br />
Via Sinis, 27<br />
09170 Oristano<br />
0783 211177<br />
marcocas@yahoo.it<br />
ORTONA - LANCIANO<br />
Antonio Iarlori<br />
Via Cappuccini, 433/8<br />
66034 Lanciano<br />
tel. 0872 49610<br />
NAPOLI<br />
Salvatore Rao<br />
DMA “R. Caccioppoli”<br />
Università “Federico II”<br />
Via Cintia, Monte S.Angelo, Ed. 5A<br />
80126 Napoli<br />
tel. 081 675664<br />
salvatore.rao@unina.it<br />
PARMA<br />
Paola Vighi<br />
Dip. <strong>di</strong> Matematica - Università<br />
Campus Universitario<br />
Parco Area delle Scienze, 53/A<br />
paola.vighi@unipr.it<br />
impaginazione e ottimizzazione grafica<br />
Giuseppe Isernia<br />
PAVIA<br />
Angela Pesci<br />
Dip. Matematica-Università<br />
Via Ferrata, 1<br />
27100 Pavia<br />
tel. 0382 985660<br />
angela.pesci@unipv.it<br />
PESCARA<br />
Antonio Maturo<br />
Via Pianacci, 21<br />
65015 Montesilvano (PE)<br />
tel. 085 4492569<br />
amaturo@unich.it<br />
PIACENZA<br />
Piero Lo<strong>di</strong>giani<br />
Strada Farnesiana, 13<br />
29100 Piacenza<br />
tel. 0523 616396<br />
plo<strong>di</strong>giani@libero.it<br />
REGGIO CALABRIA<br />
Caterina Romeo<br />
S.S. 106 Diram Irto, 22<br />
89131 Ravagnese (RC)<br />
tel. 0965 891272<br />
caterina.romeo@tin.it<br />
ROMA<br />
Stefano Geronimo<br />
Via Angelo Poliziano, 27<br />
00184 Roma<br />
tel. 06 70454168<br />
domenico.geronimo@alice.it<br />
ROVERETO<br />
Bruno Firmani<br />
Via Matteotti, 20<br />
38100 Trento<br />
firmani@ing.unitn.it<br />
ROVIGO<br />
Lisa Lorenzetti<br />
Liceo Paleocapa<br />
45100 Rovigo<br />
SALERNO<br />
Giovanni Vincenzi<br />
Dip. <strong>di</strong> Matematica e Informatica<br />
Via Ponte Don Melillo<br />
84084 Fisciano (SA)<br />
gvincenzi@unisa.it<br />
SERRA SAN BRUNO<br />
Vincenzo Iorfida<br />
Piazza Mastro Bruno Pelaggi<br />
89822 Serra San Bruno (VV)<br />
SEREGNO<br />
Luigi Landra<br />
Viale Santuario, 70<br />
20038 Seregno (MI)<br />
tel. 0362 230557<br />
landra.luigi@libero.it<br />
SUD SALENTO (ex Tricase)<br />
Lorenzo Barone<br />
Via Adriatica, 177<br />
73100 Lecce<br />
tel. 0832 493558; 328 2896778<br />
enzo.barone@libero.it<br />
TERNI<br />
Ivano Argentini<br />
c/o Liceo Ginnasio Tacito<br />
Viale Fratti, 12<br />
05100 Terni<br />
tel. 0744 274134<br />
i.argentini@tin.it<br />
TREVIGLIO<br />
Annamaria Manenti<br />
Via Oberdan, 14<br />
24047 Treviglio (BG)<br />
manenti.annamaria@simail.it<br />
UDINE<br />
Paolo Giangran<strong>di</strong><br />
c/o ISIS “A. Malignani”<br />
Viale Leonardo da Vinci, 10<br />
33100 U<strong>di</strong>ne<br />
paolo.giangran<strong>di</strong>@uniud.it<br />
VASTO<br />
Antonella Pellegrini<br />
Via delle Gardenie, 11<br />
66054 Vasto (CH)<br />
tel. 0873 58541<br />
pelant@tiscali.it<br />
VERBANIA<br />
Marisa Capra<br />
Via Pola, 3<br />
28922 Verbania (VB)<br />
tel. 0323 503335<br />
marisa.capra@gmail.com<br />
VERONA<br />
Luciano Corso<br />
Via IV Novembre, 11 b<br />
37126 Verona<br />
tel. 045 8344785<br />
lcorso@iol.i<br />
VICENZA<br />
Francesco Rizzotto<br />
ITG Ceccato<br />
Via Vanzetti, 14<br />
36016 Thiene (VI)<br />
rizzotto@mathesisvicenza.it<br />
www.e<strong>di</strong>tricerotas.it<br />
aprile 2011
Maria Gaetana Agnesi, una donna e un’amante appassionata<br />
della più duratura delle regine: la matematica.<br />
Le sue Istituzioni analitiche le de<strong>di</strong>ca a un’altra grande regina,<br />
un’altra donna, Maria Teresa d’Austria, e l’intera de<strong>di</strong>ca<br />
è un manifesto del femminismo settecentesco: Parmi<br />
infatti, che in questa età, …debbano le Donne tutte servire<br />
alla gloria del loro sesso… La sua è un’opera pedagogica,<br />
tradotta in altre lingue, riferimento per più <strong>di</strong> una generazione<br />
<strong>di</strong> giovani e <strong>di</strong> maestri. Il titolo completo è Instituzioni<br />
analitiche ad uso della gioventù italiana. “Gioventù<br />
italiana”! E siamo nel 1748, passerà ancora esattamente<br />
un secolo per la prima guerra d’in<strong>di</strong>pendenza! Comincia<br />
così l’opera: Non avvi alcuno, il quale informato essendo<br />
delle Matematiche cose, non sappia altresì quanto, in oggi<br />
spezialmente, sia necessario lo stu<strong>di</strong>o dell’Analisi… Ma<br />
quanto è chiara la necessità <strong>di</strong> lei, onde la gioventù ardentemente<br />
s’invogli <strong>di</strong> farne acquisto, gran<strong>di</strong> altrettanto<br />
sono le <strong>di</strong>fficoltà, che vi s’incontrano, sendo noto, e fuor<br />
<strong>di</strong> dubbio, che non ogni Città, almeno nella nostra Italia,<br />
ha persone, che sappiano o vogliano insegnarla, e non<br />
tutti hanno il modo <strong>di</strong> andar fuori della Patria a cercarne i<br />
Maestri… Le sue Istituzioni le scrive quin<strong>di</strong> per la gioventù<br />
italiana e le scrive in Italiano; non dà ascolto a chi ne<br />
consiglia la traduzione in Latino – i<strong>di</strong>oma che da alcuni<br />
credasi più convenire a tal materia –ma segue l’autorevole<br />
esempio <strong>di</strong> tanti celebri Matematici Oltramontani, ed Italiani<br />
ancora, le <strong>di</strong> cui opere nella loro natìa favella vanno<br />
a comune vantaggio stampate.<br />
Con l’Agnesi il binomio Italiano-Matematica <strong>di</strong>viene<br />
strumento vincente nella formazione dell’identità <strong>di</strong><br />
gioventù italiana, vero fondamento della costruzione<br />
dell’Italia unita, <strong>di</strong> cui, quest’anno, festeggiamo il 150°<br />
dell’avvenuta realizzazione. (ea)<br />
<strong>Mathesis</strong><br />
Società Italiana <strong>di</strong> Scienze Matematiche e Fisiche<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Matematica, Facoltà <strong>di</strong> Scienze<br />
Seconda Università <strong>di</strong> Napoli<br />
Via Vival<strong>di</strong> 43 – 81100 Caserta<br />
www.mathesisnazionale.it<br />
ISSN: 1582-8832