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Uno dei blog di .mau.

Matematica liofilizzata

Ridendo e scherzando, da quando ho iniziato a scrivere per Il Post ho già superato i cinquanta post (esclusi quelli amministrativi come questo, che sono dei meta-post, visto che non parlano di matematica). Ho così pensato di farvi cosa gradita raccogliendoli tutti in un ebook. E visto poi che addavenì lo standard, ve lo lascio in tre versioni uguali ma distinte:

quella ePub, http://xmau.com/mate/liof/MatematicaLiofilizzata.epub;
quella convertita in .mobi, http://xmau.com/mate/liof/MatematicaLiofilizzata.mobi, per chi ha il Kindle e non può leggere gli ePub;
quella in pdf vulgaris http://xmau.com/mate/liof/MatematicaLiofilizzata.pdf.

Per il momento null’altro da dire, a meno che un qualche editore non decida di stamparlo su carta :-) Allora, vi è piaciuto il regalo?

30/09/2010 Uncategorized

Compressione dati fantastica

Un raccontino di fantascienza degli anni ’50, quando il concetto di computer faceva venire in mente enormi stanzoni pieni di valvole, racconta di un alieno che sbarcò sulla Terra nell’ambito di un programma di conoscenze exoculturali. Dopo qualche giorno annunciò che sarebbe tornato a casa, e che gli sarebbe piaciuto portare sul proprio pianeta, come simbolo del livello di conoscenza raggiunto dai terrestri, l’Enciclopedia Britannica. Nemmeno gli scrittori di fantascienza a quei tempi riuscivano a immaginare che un gigabyte di dati si può salvare in una schedina più piccola di un unghia, e così gli interlocutori dell’alieno si stupirono chiedendosi dove avrebbe caricato tutti i volumi. In tutta risposta, l’extraterrestre tirò fuori una barretta di metallo. «Mi basta codificare tutto il testo della Britannica in un enorme numero, metterci davanti uno zero virgola, e fare una tacca corrispondente su questa barretta lunga uno stmerp». Semplice, no?

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24/09/2010 Uncategorized

Il problema 3n+1

Prendete il vostro linguaggio di programmazione favorito, o anche solo carta e penna, e iniziate a fare le seguenti operazioni (se siete tipi informatici, “implementate il seguente algoritmo”). Partite da un numero intero qualsiasi: se è dispari lo moltiplicate per 3 e poi aggiungete uno al risultato, ottenendo un numero pari; se è pari lo dimezzate, ottenendo… non si sa se un numero pari o dispari. Ripetete la cosa finché non ottenete un numero già visto (e quindi entrate in un ciclo infinito), oppure ottenete valori sempre più grandi, e quindi finite nello spazio numerico profondo. Cosa succederà?

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17/09/2010 Uncategorized

Calcolo… enigmatico

La notizia è di qualche giorno fa: Nicholas Sze, di Yahoo!, ha calcolato che la cifra decimale numero 2.000.000.000.000.000 di pi greco è uno zero. Il tutto è stato ottenuto con 23 giorni di computazione su mille computer di Yahoo!, o se si preferisce con l’equivalente di 500 anni di CPU. Ma la cosa che forse può sembrare più strana è che Sze non ha affatto calcolato due quadrilioni di cifre decimali, ma si è limitato a trovare la duequadrilionesima, insieme a qualcuna subito prima e subito dopo di essa.

Ma come è possibile un exploit simile? La storia è lunga, ma la parte interessante è piuttosto recente. Solo nel 1761 J. H. Lambert dimostrò che pi greco era irrazionale, ma ho come il sospetto che già i greci avessero dei dubbi al riguardo, e avevano deciso di non pensarci su e nascondere la cosa sotto un tappeto (rotondo). Archimede però aveva preso il toro per le corna, dato che a lui piaceva giocare con i numeri; usando poligoni inscritti e circoscritti al cerchio, dimostrò che π è compreso tra 3 + 1/7 e 3 + 10/71, risultato che rimase insuperato per secoli… anzi, 22/7 era il valore usato in pratica; sempre meglio che il valore di 3 che si trova nella Bibbia, in fin dei conti.

Il passo successivo avvenne alla fine del diciassettesimo secolo, quando i matematici hanno iniziato a divertirsi con le serie infinite. Le serie ricavate dalle funzioni trigonometriche sono storicamente state quelle più utilizzate: come racconta Wikipedia, la prima ad essere stata trovata è quella di Leibniz, che partendo dallo sviluppo della funzione arcotangente di x in 1 dà

π/4 = 1 − 1/3 + 1/5 − 1/7 + 1/9 − 1/11 + …

che a dire il vero non serve assolutamente a nulla dal punto di vista pratico, ed è solo stata uno stimolo per cercare qualcosa di più facilmente calcolabile. Nei secoli sono state ricavate parecchie formule di questo tipo; la più veloce è attualmente l’algoritmo di Salamin-Brent, scoperto indipendentemente dai due matematici e pubblicato nel 1975; esso permette di calcolare N cifre significative in un tempo proporzionale a N log(N) log(log(N)), e credo sia quello con cui è stato prodotto il record attuale di numero di cifre di pi greco (“solo” 2,7 trilioni…)

Nel 1995 però Simon Plouffe se ne uscì con una formula incredibile, mostrata qui a fianco. formula per calcolare le cifre di pi greco A prima vista potrebbe non dirvi molto; sembra un po’ complicata, anche se non eccessivamente. Però se la si studia attentamente si può scoprire che possiamo limitarci a considerare pochi valori di n per trovare la k-sima cifra esadecimale, perché quelli precedenti sicuramente non la toccano e quelli seguenti sono troppo piccoli. Tutto qui! Scherzo, naturalmente: a nessuno era venuto in mente che fosse possibile una cosa del genere, e forse non è così incredibile che l’abbia scoperta uno che per un paio d’anni ha detenuto il record mondiale del numero di cifre di π imparate a memoria e che è un coautore della On-Line Encyclopedia of Integer Sequences; un tipo abbastanza pazzo, insomma.

Dopo la formula originale (che trova appunto le cifre in base 16) ne sono state trovate altre più veloci da computare; nessuna purtroppo in base 10, il che spiega perché Sze ha calcolato anche “qualche cifra prima e qualche dopo” quella in duequadrilionesima posizione. In pratica, la conversione in base 10 richiede qualche cifra prima e qualche dopo per essere certi di non aver perso nulla. Ma a che serve tutto questo? A nulla, naturalmente; al più può servire per testare i programmi di calcolo parallelo. La formula usata è infatti altamente parallelizzabile: ecco perché Yahoo! ha potuto usare una grande quantità di elaboratori senza soverchi problemi. Un ultima chicca: l’algoritmo MapReduce di distribuzione operazioni usato da Sze è stato creato… da Google. Chissà se a Mountain View raccoglieranno la sfida e cercheranno qualche altra cifra in posizione ancora più incredibile!

21/09/2010 Uncategorized

Il quinto postulato di Euclide

Ci sono argomenti che non possono non essere trattati da chi si occupa di divulgazione matematica. Non ho mai capito se è semplicemente a causa di un “effetto pecora” o perché la gente li trova effettivamente interessanti; il guaio è cercare di trovare un modo almeno un po’ diverso dal solito di trattarli. Stavolta mi occupo di geometrie non euclidee: vediamo se ce la faccio a non annoiare chi sa già tutto a riguardo.

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08/10/2010 Uncategorized ,

Fullerene

Come ha ricordato la Mucca di Schrödinger, sabato scorso Google ha modificato il proprio logo, come gli capita spesso di fare per ricordare qualche anniversario. Stavolta c’era una palla arancione che diventava una specie di pallone da calcio stilizzato che poteva essere ruotato a piacere. Il logo però non celebrava l’inizio dei campionati nazionali di calcio, ma i venticinque anni dalla scoperta della molecola del fullerene. Di fullereni ce ne sono però tanti… e tutto per colpa delle regole di geometria solida!

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06/09/2010 Uncategorized

Aritmetica con gli ordinali

Abbiamo visto come i numeri ordinali corrispondano a un insieme di numeri “messi in ordine”, a differenza dei numeri cardinali che dell’ordine non si curano e sono quelli che usiamo di solito: se ho cinque caramelle in genere non mi interessa sapere qual è la prima, a meno che io non voglia iniziare con quella che mi piace di più. Finché ci limitiamo ai numeri finiti non ci sono grandi differenze; quando però si passa all’infinito non si sa mai cosa possa capitare, e il fatto che il più piccolo ordinale transfinito, ω, abbia un nome diverso dal più piccolo cardinale transfinito, ℵ0 dà qualche sospetto. E in effetti…

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25/08/2010 Uncategorized

Risposte ai problemini ferragostani

Lo so, avete già risolto tutti da un pezzo i problemini matematici ferragostani. Ma per completezza oggi vi trovate le soluzioni “ufficiali”, così potete commentare anche queste.

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21/08/2010 Uncategorized

Le medaglie Fields 2010

Le medaglie Fields (dal nome di un matematico canadese la cui maggiore capacità fu il convincere i politici dell’importanza della materia) sono credo l’unico premio per matematici che è noto anche al grande pubblico. Quello che il grande pubblico forse non sa è che sono un premio di matematici per matematici: vengono infatti assegnate ogni quattro anni durante il Congresso Internazionale dei Matematici, che quest’anno si tiene in India. Stavolta è stato premiato il numero massimo di persone, quattro; in passato (nel 1936 e dal 1950) ci sono stati da due a quattro vincitori.

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19/08/2010 Uncategorized

I numeri ordinali

Ebbene no! Non avevo finito di parlare dei numeri infiniti! Nella teoria cantoriana, infatti, ci sono due tipi diversi di infiniti: quello dei numeri cardinali, quelli di cui si sente generalmente parlare, e quello dei numeri ordinali, i fratelli sfigati che restano sempre in ombra. Per una volta, cerchiamo di alzare le luci della ribalta anche su di loro.

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17/08/2010 Uncategorized