Sottili percorsi tra Godel, Kafka e Borges

Vi sono storie che si svelano uguali pur seguendo percorsi profondamente diversi. Talvolta sottacciuti, esistono sottili rimandi tra l’arte e la scienza, tra la letteratura e la matematica, entrambe intimamente legate da un desiderio di conoscenza: è così che dalla logica di Godel si arriva alla letteratura di Kafka, passando per Borges.

Il teorema di Godel sembra risuonare ancora con il fragore del silenzio, scandita, lapidaria come l’ultima parola oltre la quale nulla è concesso.

In realtà, in principio la sua dimostrazione non era molto più che un sofisticato percorso logico, molto tecnico, ma le successive letture ed interpretazioni ne amplificarono la portata.

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I frattali e la sezione aurea

Così come la Curva di Koch rappresenta un buon modello per un tratto di costa, si possono costruire altri frattali per rappresentare alcune forme naturali, difficilmente raffigurabili con le forme geometriche classiche. Spesso si tratta di forme che hanno una struttura complessa e articolata, apparentemente in maniera irregolare o ramificata, proprio come un albero.

Vediamo allora come costruire un frattale che possa rappresentare un albero, ma anche una qualsiasi altra struttura ramificata osservabile in natura.

Ma soprattutto, cerchiamo di capire come tutto questo, possa aver a che fare con la Sezione Aurea...

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Il teorema di Incompletezza di Godel

“Non domandarci la formula che mondi possa aprirti
sì qualche storta sillaba e secca come un ramo.
Codesto solo oggi possiamo dirti,
ciò che non siamo, ciò che non vogliamo.”
E. Montale – da Ossi di Seppia

“Questa frase è falsa”

Riuscireste a dimostrarlo? Bene, questa proposizione si dice pertanto indecidibile.

In altre parole, non possiamo stabilire se è vera o falsa, infatti se fosse vera allora sarebbe falsa, mentre se fosse falsa allora sarebbe vera. Insomma, l’unico modo per risolvere la questione è trovare nuovi assiomi che possano completare il nostro sistema logico.

Analogamente alla Teoria dei Tipi Logici, utilizzata per trovare una soluzione al Pararadosso di Russell, è necessario dunque ampliare il sistema logico per poter dimostrare l’affermazione.

Ma anche nel nuovo sistema ci saranno affermazioni non dimostrabili. E allora? sarà necessario ampliare il sistema logico con nuovi assiomi…e così via. Non si può sfuggire all’incompletezza.

Con estremo rigore logico, Kurt Godel dimostrò che “qualsiasi sistema che permette di definire i numeri naturali è necessariamente incompleto”. Vale a dire che avremo sempre la possibilità di incontrare affermazioni di cui non si può dimostrare né la verità né la falsità.

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M. C. Escher e il paradosso di Russell

“E’ stato confrontandomi con gli enigmi che ci circondano e considerando e analizzando le osservazioni da me fatte, che sono giunto alla matematica. Sebbene mi si possa davvero considerare digiuno di esperienza e consuetudine con le scienze esatte, spesso mi sembra di avere molte più cose in comune con i matematici che con i miei discepoli artisti”.

Mauritius Cornelius Escher – Print Gallery

Possiamo comprendere il mondo nella sua totalità quando noi stessi ne siamo parte? Come potremmo essere osservati ed osservatori?

Il messaggio di quest’opera di Mauritius Cornelius Escher è chiaro: un uomo osserva il dipinto di un porto, il mare, una barca e la città con una galleria di quadri in cui un uomo osserva il dipinto di un porto…

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I frattali: la dimensione della curva di Koch

Nel post precedente, avevamo superato il paradosso di Zenone, riducendo ad un valore finito la somma di infiniti termini. Ma come nei versi di William Blake, riemerge quel tormentato rapporto dell’uomo con l’infinito, indomabile, affascinante e ignoto.

Affrontando i frattali, abbiamo appurato come la curva di Koch ci porti ad una figura geometrica con una superficie finita ed un perimetro di lunghezza infinita, lasciando aperto un quesito: come è possibile?

Cercheremo ora di superare quest’altro paradosso, giungendo a conclusioni tutt’altro che ovvie: la risposta infatti, è nella dimensione della figura…

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Paul Valéry, poeta matematico

 “Spero che le mie poesie abbiano la solidità di alcune pagine di algebra”
Paul Valéry

Matematica e Poesia, due mondi agli antipodi ma intimamente legati dalla comune necessità di perseguire valori e principi assoluti. Entrambi sono animati da un grande sforzo di astrazione, per rappresentare e comprendere l’uomo e il mondo, superando i limiti del finito.

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I frattali: la misura della curva di Koch

Nel precedente post sui frattali, ci siamo imbattuti nella curva di Koch, un “oggetto geometrico” particolare, che ben rappresenta, almeno idealmente una struttura frattale come, ad esempio un tratto di costa.

Una variante della curva di Koch è il cosiddetto fiocco di neve di Koch, che si ottiene iterando lo sviluppo della curva sui tre lati di un triangolo equilatero.

Cercheremo ora di rispondere al quesito che ci eravamo posti, in merito alla lunghezza della curva di Koch, ragionando sul fiocco di neve, ossia: quanto misura il perimetro del fiocco di neve di Koch?

Scopriremo che la curva avrà una lunghezza infinita, nonostante racchiuda un’area finita! Dopo aver superato il paradosso di Zenone ci troviamo nuovamente davanti ad un inaspettato e paradossale risultato.

Come nei versi di William Blake, riemerge quel tormentato rapporto dell’uomo con l’infinito, indomabile, affascinante e ignoto.

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Il problema di Delo…e non solo

“Un tempo, gli abitanti di Delo, straziati dalla peste, interrogarono l’oracolo di Apollo per porre fine all’epidemia. L’oracolo rispose che per placare l’ira del dio, avrebbero dovuto costruire un’ara cubica più grande, di volume doppio rispetto a quella attuale. Ingenuamente gli abitanti di Delo raddoppiarono i lati dell’ara, ma l’ira del dio fu ancora più tremenda: in questo modo infatti il volume non era raddoppiato, come richiesto, ma cresciuto di ben 8 volte.”

Così ci è stato tramandato il Problema di Delo, nella versione di Teone di Smirne, matematico del II secolo d.C.. Ma il problema affonda le radici molto lontano nel tempo.

Una versione analoga del problema si trova in una lettera di Eratostene di Cirene nel III secolo a.C., il quale congegnò uno strumento meccanico per individuare la soluzione: il mesolabio. Molti altri matematici si cimentarono nella risoluzione del problema: da Ippocrate di Chio, Menecmo e Archita, nel IV secolo a.C. fino a Diocle e Nicomede nel III secolo a.C..

La soluzione di Ippocrate è la più ingegnosa, mentre trovo quella di Menecmo la più moderna ed elegante. Siete pronti?

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Il Paradosso di Zenone

il moto è impossibile perché ciò che si muove deve arrivare allo stadio intermedio prima di arrivare alla meta (Aristotele Fisica VI:9, 239b10).

Nel V secolo a.C. Zenone diede prova di straordinario intuito logico, destabilizzando il pensiero con i suoi paradossi. Poggiando sull’infinita divisibilità dello spazio arrivò a concludere che il moto è un’illusione.

Così la freccia non raggiungerà mai la meta perchè per arrivarvi deve attraversare un numero infinito di punti e Achille non raggiungerà mai la tartaruga alla quale ha concesso il vantaggio, perchè nel tempo in cui colmerà la distanza che li separa questa avrà compiuto un piccolo passo in avanti mantenendo sempre un seppur piccolo vantaggio.

Queste riflessioni paradossali hanno aperto la via a conclusioni tutt’altro che ovvie.
Vediamo di cosa si tratta.

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I frattali: la matematica della natura

Vi sarà sicuramente capitato di notare che le forme geometriche che così bene si prestano a rapporti e formule matematiche, trovano ben poco riscontro nella realtà. Ben diverse e più articolate sono le forme della natura, nei fiori, negli alberi, nel profilo delle montagne.

Bene, proprio da questa considerazione, nascono i famosi frattali.

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