La matematica del fiocco di neve

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La matematica non descrive gli oggetti, ma le strutture e le relazioni che intercorrono tra gli oggetti e in tal modo ci aiuta a vedere “quello che non si vede”. Nel 1611 Johan Kepler si trovava a Praga e per Natale donò al suo Benefattore un breve Trattato dal titolo “De nive exangula”. In esso cercò di spiegare le ragioni per cui la neve quando cade, prima di aggrovigliarsi in fiocchi più grossi, presenta sempre la forma di un esagono, e ha ogni volta “sei raggi vellutati come piume”. L’enigma del fiocco di neve dura da oltre 400 anni ed ha iniziato a svelarsi attraverso la simmetria esagonale: in realtà nasconde tante altre relazioni matematiche che scopriremo attraverso un viaggio nel mondo della geometria e degli insiemi numerici. La natura presenta regolarità matematiche, perché le leggi fisiche, come disse Galileo Galilei, sono scritte in linguaggio matematico. Tuttavia non esistono due fiocchi di neve perfettamente uguali, in quanto la natura è un miscuglio di regolarità e di infinita varietà. La danza delle molecole di acqua è condizionata da configurazioni statistiche che noi chiamiamo: temperatura, pressione e saturazione. Esse combinate in modi diversi modificano continuamente il ritmo e l’andamento della danza molecolare. Le regolarità matematiche della materia e le forze che legano i suoi componenti creano minuscoli gioielli di ghiaccio le cui molecole combaciano in modo non del tutto perfetto. Infatti i movimenti dell’aria e del vapore sono soggetti alle leggi del caos, e la forma del fiocco di neve è sempre diversa, a seconda delle condizioni ambientali. Dunque cercare di definire quale sia la forma del fiocco di neve richiede di fare appello al nostro senso della simmetria e della complessità, che sono l’essenza della Matematica, cioè della Bellezza.

 

RELATORE: Gemma GHIGO

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