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Ecco qual è stata l’evoluzione della scienza dei numeri nel tempo

Scritto da Natalia, pubblicato il 08/11/2016 Blog > Sostegno scolastico > Matematica > Tutto ciò che Devi Sapere sulla Matematica

Vuoi sapere tutto riguardo alla matematica? Dalla scuola materna al programma delle superiori?

Passando per Einstein, l’esame di maturità o l’algebra?

Bene. Ma sappi sin da ora che sarà necessario fare un lungo viaggio nel tempo per raggiungere questo obiettivo: arriveremo fino all’antichità, ai filosofi greci e alla numerazione araba! Una cronologia che ti permetterà di ammirare la spettacolare evoluzione che la scienza dei numeri ha avuto nel corso dei secoli.

In particolare vedremo che la matematica ha influenzato molti settori della nostra società odierna, a cominciare dall’arte e dall’informatica. In che modo?

Nelle considerazioni finali analizzeremo infine perché il genio di Albert Einstein è da considerarsi inseparabile dalla storia stessa della scienza matematica.

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Dalla nascita all’evoluzione della matematica

Per saperne di più sulla storia della matematica, che ne dici di un flashback fino ai tempi antichi?

Sapevi che le prime nozioni matematiche sono originarie dell'Antico Egitto? Le origini della matematica provengono dall’Egitto!

Il popolo egiziano sarebbe stato il primo ad usare primordiali formule matematiche. Durante gli scavi nel 19° secolo, furono rinvenuti oggetti matematici e risorse preziose finalizzate all’insegnamento di questa materia, che rappresentano per noi importanti testimonianze riguardo alla capacità di risolvere le prime equazioni o di fare scambi commerciali (calcolo a mente, moltiplicazione, divisione, sottrazione e così via).

Fu in seguito, al tempo di Platone, Talete o Pitagora (autori questi ultimi di famosi teoremi), che cominciano ad apparire le prime teorie sull’aritmetica.

Il primo approccio allo studio dell’algebra avviene invece ad Alessandria (nel 4° secolo a.c).

I fondamenti più elementari della matematica nascono con Euclide, Archimede di Siracusa e Apollonio di Perge.

Grazie a questi studiosi comincia a prendere vita la geometria euclidea come oggi la conosciamo, così come lo studio del cerchio, la meccanica statica o il principio fisico del galleggiamento, con la spinta di Archimede. Questa ultima scoperta ha anche permesso la costruzione di grandi imbarcazioni nell’antichità.

Con Tolomeo, Ipparco e Pappo nel frattempo anche la trigonometria comincia ad essere studiata: nella fattispecie, il rapporto tra gli angoli e le distanze nei triangoli.

Le nozioni matematiche vengono poi abbandonate per un po’, fino a quando le ritroveremo con la scoperta dei numeri arabi nel XI secolo. Nel XV secolo, giungiamo alla nozione di somma come oggi la conosciamo, con i suoi più (+) e meno (-). Un’intuizione geniale che deve le sue origini a Edmer John Widmann.

Il 17 ° secolo possiamo affermare che rappresenta di per sé l’età d’oro della matematica:

  • Viene scoperta la gravità quando una mela cade sulla testa di Isaac Newton
  • Si comincia a teorizzare la geometria analitica di Cartesio
  • Compare il calcolo delle probabilità di Blaise Pascal
  • E infine il calcolo infinitesimale di Newton

Subito dopo, nel 18° secolo, Euler comincia a studiare le funzioni. Lagrange lavora sui cambiamenti e sulla meccanica dei fluidi.

E negli ultimi due secoli? Cosa è successo da allora fino ai giorni nostri? La scienza dei numeri ha compiuto passi da gigante e abbiamo assistito alla distribuzione dei numeri primi, alla comparsa dell’elettricità e infine all’arrivo di nuove scienze matematiche come ad esempio la topologia, la geometria differenziale e la geometria algebrica.

Il vocabolario essenziale della matematica

L’analisi appena compiuta riguarda l’origine della matematica e soprattutto la sua evoluzione nel tempo. E’ attraverso questo percorso, lungo quanto affascinante, che oggi siamo in grado di parlare di esame di maturità, di matematica, tabelline, bisettrice, simmetria, perpendicolari e parallele, teorema di Pitagora e teorema di Talete, chimica fisica, calcolo letterale, numeri relativi numeri, fattori e via di seguito all’infinito!

Un lavoro inarrestabile che tra l’altro viene perseguito ogni giorno dai ricercatori universitari, dai docenti del Ministero della Pubblica Istruzione e dai matematici di tutto il mondo.

Saresti in grado di enunciare tutte le definizioni di triangolo equilatero, isoscele, rettangolo e scaleno? Ecco le definizioni di triangolo!

Ma per studiare le discipline scientifiche, è importante chiaramente conoscere perlomeno il vocabolario matematico essenziale. Per superare un esame di maturità scientifica, conseguire un brevetto, diventare uno scienziato, un ingegnere, un insegnante ricercatore, ottenere un dottorato e tanto altro ancora, ti consigliamo di preparare (e studiare!) un glossario ricco e  completo di definizioni matematiche di base:

Equazione, Fattore, Prodotto, Somme, Termini, Differenza, Dividendo, Quoziente, Numeratore, Triangolo, Quadrato, Cerchio, Rettangolo.

Spiegazioni essenziali, che dovrai completare e integrare man mano con concetti e definizioni più complicate. Come ad esempio quelle riguardanti i numeri decimali, il cerchio, il numero complesso, il prodotto scalare, i fattori, l’algebra.

Insomma, tutto ciò che fa parte di quella base comune e di quel bagaglio di conoscenze che ci viene chiesto di assimilare dalla scuola primaria alla scuola media, dal liceo fino all’università, grazie ad esercizi di matematica in grado di garantirti poi l’accesso a una prestigiosa facoltà universitaria o a una sfavillante carriera.

Le interazioni tra matematica e informatica

Matematica e informatica sono discipline strettamente correlate tra loro. Hanno un vocabolario e una  logica spesso sorprendentemente comuni.

Nell’ambito dell’istruzione ministeriale, lo studente acquisisce numerose conoscenze grazie all’ausilio degli esercizi di matematica. Ma che fare di tutte queste competenze in materia, dopo aver conseguito il diploma o la laurea?

Potrai frequentare una scuola di ingegneria perché no, intraprendere una carriera scientifica nell’ambito della modellistica ad esempio, nel campo della tecnologia, cercare di ottenere un dottorato oppure prefiggerti di insegnare in qualità di professore o docente universitario.

E ancora, perché non orientarti verso il campo dell’informatica? In fondo, i primi informatici erano loro stessi dei matematici! I casi più interessanti, dal punto di vista finanziario e della carriera professionale, oggi si trovano proprio tra i “geek”!
Molte scuole permettono anche di mescolare gli studi matematici e quelli informatici, come è il caso di un Master in multimedia, in Gestione d’Impresa o un Master in Data Management.

Se la tua passione è la matematica legata all'informatica, scegli il percorso formativo più adatto a te! Intraprendere studi di matematica e informatica

Le professioni legate alle due discipline scientifiche sono tra l’altro numerose e variegate: insegnante, ingegnere, ricercatore, docente universitario, sviluppatore web, programmatore, sviluppatore di applicazioni per smartphone, responsabile della gestione aziendale, graphic designer, controllore di gestione contabile, analista big data, commercialista, statistico, commerciante e così via.

Arte e matematica hanno molti punti in comune

Ma per i più creativi e sognatori (come te forse!), sappi che la matematica non è correlata solo all’informatica!

Possiamo parlare senza alcun dubbio anche di forti legami esistenti tra la scienza dei numeri e l’arte.

Partendo innanzitutto con alcune considerazioni riguardanti la geometria, disciplina regina nell’ambito del disegno e della pittura! Strano? Eppure il teorema di Talete e il teorema di Pitagora possono realmente condurti ad una sfolgorante carriera come artista. Dalla simmetria al parallelismo fino a giungere alla combinazione dei colori, il passo è breve. Perché sì, il disegno e la pittura sono anche una questione di precisione e di calcoli.

Non possiamo tralasciare ad esempio il cosiddetto “numero d’oro”. Definito anche come “rapporto aureo”, in pittura stabilisce che la relazione e il rapporto tra la parte più piccola e quella più grande di un’opera sono identici al rapporto e alla relazione tra la parte più grande e l’insieme.

Ecco il segreto per rendere un lavoro apparentemente caotico, qualcosa di armonioso da guardare!

Leonardo da Vinci, figura essenziale della matematica e dell'arte Il grande genio matematico Leonardo da Vinci!

Inoltre non possiamo dimenticare di soffermarci sul genio di Leonardo da Vinci, grande talento della matematica e delle discipline artistiche, senza alcun dubbio. Proprio a lui dobbiamo la nozione di prospettiva nonché il famoso Uomo Vitruviano, risultato di numerosi dati matematici.

Ritroviamo il rapporto aureo nelle principali opere del grande artista italiano: la Gioconda e l’Ultima Cena.

Il genio di Albert Einstein

Concludiamo passando da una grande personalità d’eccellenza come Leonardo da Vinci ad un altro genio di fama mondiale: Albert Einstein. Nato nel 1879 in Germania e morto nel 1855 a Princeton negli Stati Uniti, si tratta di un nome noto a tutto il mondo, in ambito scientifico.

A tal proposito c’è una sorta di “leggenda” legata al nome di Albert Einstein, secondo la quale da bambino fosse un pessimo studente. Questo è assolutamente falso. Einstein invece era molto bravo nonché il primo della classe in matematica ma è altrettanto vero che fosse piuttosto ribelle: studiava solo ciò che era di suo interesse, tralasciando altre materie a suo avviso poco interessanti. Più tardi, durante gli studi universitari, dimostrerà una capacità incredibile di studiare e imparare le meccaniche celesti e la fisica nucleare, da autodidatta.

E’ nel 1905 che il matematico e scienziato diventa famoso con la nota formula E = MC2, conosciuta come teoria della relatività ristretta. L’equazione dice che la massa (M) moltiplicata per la velocità della luce al quadrato (C²) produce una certa quantità di energia (E) chiamata energia di massa.

La teoria della relatività generale invece, enunciata nel 1915, prende come punto di partenza la legge di gravitazione di Isaac Newton. Einstein fa poi un ulteriore passo in avanti e, mettendo da parte il concetto di forza gravitazionale, spiega che ogni movimento di un oggetto è determinato dalla configurazione spazio-tempo.

Infine nel 1916 scopre la presenza delle onde gravitazionali.

Si tratta come vedi di teorie matematiche che hanno cambiato la nostra visione del mondo e che possono dare le vertigini! Certo, qui andiamo di gran lunga oltre le semplici nozioni di calcolo mentale, moltiplicazione, geometria (angolo, triangolo, cerchio, simmetria), numeri relativi, trigonometria o matematica della scuola materna o primaria…

Le 5 idee preconcette sulla matematica

La scienza dei numeri e la matematica sono spesso associate a molti cliché!

E tra tutte queste idee preconcette, cerchiamo di ristabilire la verità su alcuni aspetti.

Ad esempio, abbiamo tutti spesso sentito dire che “La matematica non serve a nulla nella vita“.  Evidentemente é un’affermazione priva di senso.

Ad esempio, come sarebbe altrimenti possibile creare degli algoritmi per calcolare su internet quali sono i voli meno cari? Ecco come la matematica può essere applicata alla nostra vita quotidiana!

L’’arte e la matematica non hanno nulla a che vedere l’una con l’altra” . Per sfatare questa affermazione é sufficiente pensare alla geometria: si tratta di un aspetto importante, se non addirittura centrale, di tanti grandi artisti, tra cui ad esempio Pablo Picasso o Victor Vasarely.

Le ragazze sono meno portate dei ragazzi in matematica” . Ancora una volta… FALSO! É giusto ricordare che uomini e donne hanno le stesse capacità intellettuali di base. Ma spesso, é la società stessa a dissuadere le donne a seguire studi scientifici e intraprendere una carriera in questo ambito.

7 esempi sorprendenti di come la matematica può diventare arte

Conosci la Snow Art?

Si tratta della disciplina seguita da Simon Beck, un artista “delle nevi” che ha deciso di disegnare delle figure geometriche nella neve. Il suo libro, che porta lo stesso nome della disciplina, é composto da più di 200 fotografie delle sue opere “bianche”.

Tra i 7 esempi più sorprendenti dell’utilizzo della matematica, ritroviamo anche i frattali.

E come dimenticare la 3D e l’isometria? In questo caso, l’utilizzo di un computer potente é indispensabile e ci permette di zoommare in modo estremamente preciso, fino ad arrivare a dettagli che l’occhio umano, da solo, farebbe fatica a scorgere.

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