La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a...

32
La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggi Alberto Saracco Diparmento di Scienze Matemache, Fisiche e Informache Università di Parma Genova, 27 oobre 2019 Festival della Scienza

Transcript of La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a...

Page 1: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

La geometria dell'universoLa scienza delle forme dai greci a oggi

Alberto SaraccoDipartimento di

Scienze Matematiche, Fisiche e InformaticheUniversità di Parma

Genova, 27 ottobre 2019

Festival della Scienza

Page 2: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Il teorema di Pitagora

Page 3: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Il teorema di Pitagora

A2+B2=C2

Pitagora 575-495 AC

Page 4: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Il teorema di Pitagora

Serve una dimostrazione!

Page 5: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Euclide: matematica = dimostrazioni

Serve una dimostrazione!

Euclide – IV-III sec AC

Page 6: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Postulati e dimostrazioni

Page 7: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Il V postulato

V POSTULATO

Se una retta taglia altre due rette e forma dalla stessa parte angoli interni

la cui somma è minore di due angoli retti,allora le due rette si incontreranno

dalla parte di tali angoli.

Page 8: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Euclide senza il V postulato

Proposizioni 1-28 e 31 dimostrate senza il V

17: teorema inverso

Proposizioni 16 e 17: corollari della 32

Eliminare il V postulato!

Page 9: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Euclide ripulito da ogni macchia

Dimostrare V a partire da I-II-III-IV

Oppure

Sostituire V con una proprietà equivalente

Studiare la geometria assoluta(postulati I-IV)

Page 10: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

P se e solo se V

In geometria assoluta,

V implica P e P implica V

P teorema della geometria Euclidea

Page 11: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

P se e solo se V

Esiste un rettangoloRette parallele alla stessa retta sono parallele

Teorema di Pitagora

Per un punto esterno ad una retta, passa una e una solo parallela

Esiste una coppia di rette equidistanti

Somma angoli interni di un triangolo: due angoli retti

costante

Page 12: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Girolamo Saccheri 1667-1733

Tentativo di dimostrazione per assurdo

Geometria assoluta+

V è falso ASSURDO!

Page 13: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Saccheri Euclide ab omni naevo vindicatus 1733

Geometria assoluta+

V è falso

Page 14: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Saccheri Euclide ab omni naevo vindicatus 1733

Geometria assoluta+

V è falso

RetteAsintotiche:Non bello!

Page 15: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Saccheri Euclide ab omni naevo vindicatus 1733

Geometria assoluta+

V è falso

RetteAsintotiche:Non bello!

ASSURDO

Page 16: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Saccheri Euclide ab omni naevo vindicatus 1733

Geometria assoluta+

V è falso

RetteAsintotiche:Non bello!

ASSURDO

ERRORI DI CONTO!

Page 17: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Bolyai (1802-1860) e Lobachevskij (1792-1856)

Fondamenti della geometria iperbolica

Page 18: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Geometria iperbolica

Rette asintotiche Non ci sono figure simili

Somma degli angoli interni di un triangolo < 2 retti non costante

Per un punto esterno ad una retta data passano infinite parallele

In un triangolo la somma degli angoli interni e dell'area è costante

Page 19: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Geometria iperbolica: e se ci fosse un assurdo?

Idea: modello della geometria iperbolica in termini di geometria euclidea

Riemann (1826-1866) Poincaré (1854-1912)

Beltrami (1835-1900)

Klein (1849-1925)

Page 20: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Limite del cerchio, M. C. Escher

Poincaré

Page 21: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Geometria sferica

Riemann

Page 22: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Paperoga

Non ci sono parallele!

Page 23: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Di nuovo la geometria euclidea

Assiomi di Hilbert

Page 24: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Hilbert vs Euclide

Geometria greca Matematica moderna

Assiomi (verità)

Teoremi (veri)

Assiomi (arbitrari)

Teoremi

ModelliModelli

Page 25: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Ma allora cos'è la (una) geometria?

Programma di Erlangen

Klein (1872)

GeometriaGeometria

Studio delle proprietà invarianti rispetto a un gruppo di trasformazioniStudio delle proprietà invarianti rispetto a un gruppo di trasformazioni

Page 26: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Altre geometrie: la topologia

Page 27: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Altre geometrie: la geometria differenziale

L'analisi al servizio della geometriaL'analisi al servizio della geometria

Gauss: curvaturaGauss: curvatura

Page 28: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Geometrie omogenee o a curvatura costante

Page 29: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

Misurare la geometria dell'universo

Luce = rette

Page 30: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

La geometria moderna

Congettura di Poincaré (1903)

L'unica 3-varietà chiusa semplicemente connessa è la 3-sfera

Page 31: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

La geometria moderna

Congettura di Poincaré (1903)

Archimede 4-2019, gennaio 2020

Flusso di Ricci

Page 32: La geometria dell'universo La scienza delle forme dai greci a oggisaralb74/divulgazione/EuclideGenova2019.pdf · 2019-10-29 · La geometria dell'universo La scienza delle forme dai

www2.unipr.it/~saralb74/divulgazione

maddmaths.simai.eu

Grazie!Grazie!