Il premio “nobel” per la matematica

In questi giorni, come forse avrete letto sui giornali, sono state assegnate le Medaglie Fields, forse il più importante riconoscimento che viene dato per la matematica. Questo premio, assegnato ogni 4 anni a partire dal 1936, viene consegnato in occasione del Congresso Internazionale dei Matematici.

Anche questa volta, così come avviene ogni anno per i Nobel, si riaccende la solita discussione sul perchè non esista un premio Nobel per la matematica e se la medaglia Fields può o meno essere considerata come l’equivalente per la matematica del prestigioso premio.

Detto questo, vorrei fare un pò di chiarezza su questa questione, almeno per cercare di capire insieme quali affermazioni sono vere e quali invece appertengono solo ed esclusivamente alla leggenda storica.

Per prima cosa, perchè non esiste un Nobel per la matematica?

Credo che sia inutile parlare di chi era Nobel e perchè costui abbia deciso di devolvere un ingente capitale nell’assegnazione di premi a suo nome. Come sapete, in punto di morte, Nobel ha lasciato scritto nel suo testamento di istituire un premio per chi avesse contribuito al bene dell’umanità nelle discipline: Fisica, medicina, chimica, letteratura e, come noto, per la pace.

Prima osservazione importante: spesso le persone si chiedono, ma quanti soldi ha lasciato Nobel visto che da più di 100 anni viene assegnato questo premio ed ogni premiato riceve circa un milione di dollari? In realtà, Nobel lasciò un capitale in grado di coprire i primi 5 anni del premio. Successivamente, vista l’importanza che da subito ricorprì il premio, l’accademia di Svezia decise di lasciare questo premio.

Leggendo la lista delle discipline premiate, avrete sicuramente notato la mancanza dell’economia. Forse non tutti sanno che il premio nobel in questa disciplina venne istituito solo nel 1969, sempre in memoria di Nobel, ma finanziato dalla Banca di Svezia.

Dunque, perchè non c’è la matematica?

Le prime ipotesi, che poi sono quelle che riscuotono più successo nel mondo del gossip a cui siamo abituati, sono relative a questioni amorose. Per prima cosa, secondo alcuni, Nobel venne lasciato dalla moglie che si fidanzò con Mittang-Leffler, uno dei più importanti matematici svedesi dell’epoca. Secondo questa ipotesi, se Nobel avesse voluto istituire il premio in matematica, con buona probabilità questo sarebbe andato proprio al rivale in amore.

Questa ipotesi è verosimile? In realtà no, perchè Nobel non si sarebbe mai sposato! Non preoccupatevi, il mondo del gossip non si arrende di fronte a questo dettaglio e propone la storia secondo la quale invece che la moglie, la donna sarebbe stata una compagna di letto di Nobel, mantenendo la storia del matematico svedese.

Ad oggi, però, l’ipotesi più accreditata dalla comunità scientifica è un’altra. Quale sarebbe dunque la motivazione? Semplice, ripensando al testamento di Nobel, se dobbiamo pensare alle discipline che “apportano progresso all’umanità” allora la matematica non è considerata una disciplina “esatta”. Per carità, non fraintendetemi. A mio avviso, così come per qualsiasi persona di scienza, la matematica è uno strumento indispensabile senza il quale, ad esempio, la fisica non potrebbe esistere. La comprensione dei fenomeni fisici avviene formulando modelli matematici che descrivono il comportamento della natura. Al tempo di nobel però, la matematica stava vivendo un periodo considerato buio prima di ripartire con la formulazione di quella che oggi viene definita la matematica moderna.

Detto questo, come anticipato, secondo molti la medaglia Fields può essere considerata l’equivalente per la matematica del premio Nobel. Personalmente, non sono d’accordo su questa affermazione.

Vediamo il perchè.

Per prima cosa, c’è da dire che, anche senza premio Nobel, esistono circa 45 premi internazionali che vengono attribuiti per la matematica. A parte questo, al contrario del premio Nobel, la medaglia Fields viene attribuita ai matematici che abbiano meno di 40 anni e che si siano contraddistinti nei loro settori. Questo premio, più che per scoperte o per la carriera, viene attribuito come auspicio di altrettanti e maggiori successi nell’età matura. Altra differenza importante è che il nobel viene assegnato ogni anno, la medaglia Fields ogni quattro.

E dal punto di vista economico?

E’ vero che i soldi non sono tutto nella vita e che chi impegna la sua vita nella scienza non pensa ai soldi, però valutiamo anche i premi dal punto di vista economico. Chi vince il premio Nobel, riceve una somma di circa un milione di dollari. Per la medaglia Fields invece, il premio è di “soli” 16000 dollari canadesi, cioè poco più di 10000 euro.

Ripeto, i soldi non sono tutto, però buttiamoci un occhio.

A mio avviso, ad oggi, l’equivalente per la matematica del premio Nobel è invece la Medaglia Abel, premio istituito dall’accademia di Svezia a partire dal 2003. In realtà, questo premio era stato fortemente voluto dal matematico Lie già nei primi anni del 1900. Per varie vicissitudini politiche, la cosa passò in cavalleria fino, appunto, al 2003, quando il re di Svezia decise di istituire questo premio.

Così come il Nobel, il premio Abel viene assegnato ogni anno in Svezia, senza limiti di età e, oltre alla gloria, si riceve un premio in denaro paragonabile a quello del Nobel, poco più di 800000 dollari.

Concludendo, speriamo di aver capito finalmente quali e quante sono le leggende che circolano intorno al nobel e quali sono gli equivalenti per la matematica. Ultimissima cosa, negli albi dei premi per matematici, figura un solo italiano per la medaglia Fields, Bombieri nel 1974, mentre nessun nostro connazionale ha mai vinto il premio Abel.

 

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Finalmente …. il “buco” della Siberia

Negli ultimi giorni, molti siti e giornali hanno versato fiumi di inchiostro (anche digitale) per raccontare la “misteriosa” scoperta fatta in una delle zone più remote del pianeta, la penisola di Yamal in Siberia. Senza troppi giri di parole, anche perché credo che tutti sappiano di cosa sto parlando, ci stiamo riferendo a questo:

Il misterioso cratere apparso in Siberia

Un enorme cratere è misteriosamente e improvvisamente apparso dal nulla. Una spaventosa voragine con un diametro, come diverse fonti riportano, di più di 250 metri e una profondità talmente elevata che al momento è stato impossibile misurarlaz.

Vi premetto, che in questi giorni è stato divertentissimo leggere la notizia online anche perché molti giornali, diciamo, “seri” si sono lasciati andare ad ipotesi e fantasie veramente senza freno.

Prima considerazione: Yamal significa “fine del mondo”. Vi rendete conto? Un cratere di questo tipo che appare in una regione che si chiama fine del mondo. Perché è stata chiamata così? Significa che le popolazioni antiche sapevano qualcosa sulla zona che noi ignoriamo?

Scusate, avete presente dove si trova la Siberia? Avete presente il clima in Siberia? Ma, soprattutto, vi siete presi la briga di prendere una cartina e vedere dove si trova la penisola di Yamal? Ve lo mostro io:

La penisola di Yamal in Siberia

Quale nome più adatto per un posto del genere in cui le temperature sono impraticabili, il terreno è praticamente tutto ghiacciato per buona parte dell’anno ed in cui la densità abitativa è praticamente nulla?

Detto questo, nelle prime ore dopo l’uscita della notizia del ritrovamento, le ipotesi sull’origine erano, ripeto anche da giornali nazionali, di questo tipo: il cratere è stato causato dallo schianto di un velivolo alieno. I militari russi hanno rimosso in fretta e furia ogni residuo e, solo dopo aver ripulito la scena, hanno pubblicizzato la cosa.

Semplice considerazione? Dalla foto vedete un buco quasi perfettamente verticale, molto profondo. Secondo me l’astronave aliena non si è schiantata al suolo per un’avaria ma si è lanciata a folle velocità esattamente perpendicolare al terreno. Potrebbe essere il primo caso di suicidio alieno. Vi sembra possibile?

Andiamo avanti. L’altra ipotesi è stata quella del meteorite. Tutti voi ricorderete ancora quanto accaduto a Cheliabynsk e di cui abbiamo parlato a lungo anche su queste pagine:

– Pioggia di meteore in Russia

– Meteorite anche a Cuba e Dark Rift

– Lezione n.1: come cavalcare l’onda

– Se fosse stato il meteorite di Roma …

Ora, come è facile pensare, e come è evidente anche rivedendo il video di quanto accaduto in Russia in quell’occasione, è alquanto improbabile, se non impossibile, che un meteorite arrivi sulla Terra senza che nessuno se ne accorga, senza che frammenti esterni si stacchino nel passaggio in atmosfera ma, soprattutto, come nel caso della nave aliena: ma questo meteorite è caduto perpendicolare al terreno? Mi sembra alquanto scontato pensare che un angolo, seppur minimo, rispetto al terreno, avrebbe provocato una scia più o meno lunga indicando proprio la direzione di arrivo del proiettile cosmico. Invece, niente di niente, un cratere bello dritto che scende verso il basso.

Al solito, con fenomeni poco chiari, invece di stimolare la curiosità, ragionare, magari, ma questo sarebbe chiedere troppo, studiare le possibili origini, si pensa a sparare cavolate solo per impressionare le persone.

In realtà, già poche ore dopo il ritrovamento, gli scienziati accorsi sul luogo, principalmente dall’Accademia delle Scienze della Russia, avevano ipotizzato un’origine assolutamente naturale per il curioso fenomeno. Come forse avrete letto, con ottima probabilità, si è trattato di un crollo del terreno dovuto in parte al riscaldamento globale ed in parte alle, statisticamente possibili, ultime due estati nello Yamal che sono state sensibilmente più calde. Ovviamente, con “sensibilmente più calde” non vogliamo dire che la Siberia sia divenuta località balneare, ma solo che, rispetto alle medie della zona, le temperature sono state più elevate di qualche grado.

Cosa è avvenuto di preciso?

Come sapete nelle zone più vicine all’Artico, il terreno è costantemente coperto da uno spesso strato di ghiaccio permanente, molto spesso, anche non visibile dall’alto perché ricoperto di detriti. Questo strato, che in alcuni punti può raggiungere centinaia di metri, è quello che viene chiamato Permafrost. Del Permafrost avevamo già parlato in passato, ad esempio in questo articolo:

– Cerchi nel ghiaccio: quello che ancora mancava

Ora, le temperature mediamente più alte hanno provocato un parziale scioglimento del permafrost. L’acqua è ovviamente scesa verso il basso ma lo scioglimento dello strato ha liberato gas che si sono accumulati sotto il terreno. Quando la pressione di questi gas è stata troppo alta e il terreno era ormai indebolito dall’acqua, è successo quello che succede con una bottiglia di champagne.

E’ possibile questa spiegazione? Assolutamente si. Cerchiamo di capire il perché. Prima cosa, lo scioglimento del ghiaccio fa scendere l’acqua in verticale, dunque compatibilmente con la forma del cratere che si vede benissimo sia delle foto che dai video. Più che un’esplosione si è trattato di un’espulsione di terreno dovuto all’alta pressione del gas. Questo infatti è in linea con quanto evidenziato dalle ricerche ancora in corso che non hanno evidenziato segni di esplosioni, e quindi repentini aumenti di temperatura, come invece era stato ipotizzato in un primo momento. Inoltre, la forma del cratere ai bordi, dove si vedono cumuli di terra, sono compatibili con questa spiegazione.

Altra cosa molto importante, i numeri che leggete in rete, molto spesso sono tirati fuori con il pallottoliere. Un diametro di 260 metri è assolutamente non credibile. Con buona probabilità si parla al massimo di 80 metri anche se, ancora da verificare con precisione, sembrerebbe che il raggio sia addirittura inferiore ai 40 metri. Per la profondità, siamo invece intorno ai 70 metri.

Cosa c’è sul fondo del cratere? Alcuni siti titolano così “misteriose strutture sul fondo del cratere di Yamal”. Pensate che è stato osservato un lago ghiacciato sul fondo di questa struttura. Scusate, cosa volevate trovare in Siberia nel Permafrost? Inoltre, in linea con la spiegazione data, il lago è alimentato anche dall’acqua precipitata dallo scioglimento del ghiaccio.

Proprio un’ultima osservazione. Possibile che questo cratere si sia formato da un momento all’altro? In realtà si, ma non è assolutamente detto che si sia formato, come molti credono, in questi giorni. Ripeto, stiamo parlando della penisola di Yamal in Siberia. E’ assolutamente lecito pensare che, ad esempio, il cratere si sia formato 2 anni fa ma è stato visto solo oggi. Come potete facilmente immaginare non stiamo parlando del centro di Roma, la zona del cratere non è proprio un punto di passaggio così trafficato. A riprova di questo, si stanno osservando le immagini satellitari della zona proprio per capire quando potrebbe essersi formato il cratere. Secondo il parere dei ricercatori intervenuti, la struttura potrebbe essere crollata tra il 2012 e il 2013, ma questo è ovviamente ancora da verificare.

A questo punto, credo che il discorso sia molto più chiaro. Se da un lato è divertente osservare la risposta della rete a notizie di questo tipo, trovo, e lo ripeto nuovamente, davvero sconcertante osservare come tanti siti, giornali e trasmissioni che dovrebbero avere un ruolo anche educativo sulle persone, preferiscono lasciarsi andare a spiegazioni fantasiose, senza basi scientifiche ma solo frutto di illazioni, molto spesso, scopiazzate su internet.

 

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Perche’ i pinguini non volano?

Guardando le lunghe, e permettetemi anche buffe, marce dei pinguini sul ghiaccio, tutti quanti ci siamo chiesti: perche’ non volano? In fondo, il pinguino e’ del tutto simile ad un uccello, ha le ali, eppure non vola.

La risposta a questa semplice domanda, e’ arrivata proprio pochi giorni fa da un contributo presentato all’Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti.

In realta’, scopo di questa ricerca condotta da diverse universita’ era quello di analizzare le differenze biomeccaniche dei corpi di diversi mammiferi a confine tra il terrestre ed il marino, proprio per capire come l’evoluzione naturale della specia sia stata in grado di traformare nel tempo i corpi degli animali, facendoli adattare al meglio all’ambiente e alle caratteristiche che si volevano raggiungere.

Lo studio ha preso in esame tre diversi animali: il pinguino, l’uria di Brünnich e il cormorano pelagico, studiando in particolare le doti di ciascuna specie al volo e al nuoto.

Come e’ noto, mentre il pinguino e’ un ottimo nuotatore ma e’ incapace di volare, l’uria, molto simile come forma, riesce a fare entrambe le funzioni. Per analizzare queste caratteristiche, sono stati sviluppati dei modelli di simulazione biomeccanica, appositamente creati per studiare il dispendio di ossigeno degli animali durante queste attivita’. Detto in parole povere, l’analisi permetteva di capire la “fatica” fatta dagli animali durante il volo o il nuoto.

Il risultato fondamentale dello studio e’ molto semplice: un’ala fatta per nuotare, non puo’ essere fatta per volare.

Cerchiamo di capire meglio.

Le ali dei pinguini sono molto corte e vengono utilizzate come delle efficienti pinne durante il nuoto. Al contrario, le ali dell’uria, simili per forma e dimensione a quelle del pinguino, consentono molto agilmente di nuotare, ma, anche se lo permettono, non sono progettate per volare al meglio. Cosa significa? Per mantenersi in volo, l’uria deve sbattere le ali molto velocemente, con un conseguente alto dispendio di energia. In tal senso, questo animale riesce a volare, ma lo fa molto goffamente e in modo assolutamente non conveniente.

Cosa significa questo? Mentre l’ala del pinguino si e’ specializzata nel nuoto, abbandonando completamente il volo, quella dell’uria e’ in grado di volare con estrema fatica, ma consente un nuoto molto veloce, anche se meno efficiente di quello del pinguino.

Secondo questa chiave di lettura, l’uria e’ l’anello di congiunzione tra le specie volatili e quelle che invece hanno completamente abbandonato il volo dedicandosi esclsivamente al nuoto.

Al contrario, il cormorano ha delle buone capacita’ di volo, ma le sue ali, troppo grandi, non vengono utilizzate nella fase in acqua. Per spingere durante il nuoto, il cormorano pelagico utilizza infatti i piedi.

In termini evoluzionistici dunque, l’uria riesce ancora a volare anche se con estrema fatica, mentre il pinguino ha completamente abbandonato questa attivita’ modificando la propria ala solo ed esclusivamente per il nuoto.

Notiamo una cosa fondamentale: l’evoluzione naturale degli animali consente di migliorare o comunque adattare al meglio il proprio corpo in funzione dell’ambiente e delle attivita’ piu’ seguite. Come e’ noto, il pinguino tuffandosi in acqua puo’ sfuggiare ai predatori terrestri, ma soprattutto puo’ reperire molto cibo in mare. Al contrario, l’utria ha preferito mantenere la fase di volo per la sua sopravvivenza, a scapito di una peggiore propulsione nella fase di nuoto.

Concludendo, e’ l’evoluzione naturale che ha modificato il corpo del pinguino abbandonando completamente la fase di volo. Questi cambiamenti, lunghi e studiati al meglio, consentono alle specie animali di trasformare in modo efficiente il proprio corpo.

 

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