elaborando

Ricordo un giorno di scuola, in cui io e i miei compagni leggevamo una commedia di Shaw. Eravamo arrivati al punto in cui il protagonista chiedeva alla protagonista come facesse a dominare e tenere a freno anche gli uomini più intrattabili.
Essa ci pensò un momento e poi suggerì che forse la cosa si poteva spiegare col fatto che teneva tutti a distanza.
A questo punto lo studente che leggeva la parte, esclamò: «Proprio come nel teorema che abbiamo imparato oggi!». Il problema era: è possibile avvicinarsi a un insieme di punti da un punto esterno in modo tale che tutti i punti dell’insieme si avvicinino contemporaneamente?

  righe, tratte dalla prefazione del libro "Giocando con l'infinito. Matematica per tutti.", scritto dalla matematica ungherese Rózsa Péter nel 1943, fanno da introduzione a una serie di divertenti e interessanti giochi con la matematica e il concetto di infinito.

Chi era Rózsa Péter?
Nata a Budapest il 17 febbraio del 1905 come Rózsa Politzer, è stata tra i primi studiosi della teoria della computabilità (una delle fondamenta della scienza dei calcolatori elettronici) e tra i primi a interessarsi di funzioni ricorsive.

Laureata nel 1927 in matematica, cominciò ad insegnare al liceo mentre perfezionava i suoi studi, ottenendo il dottorato nel 1935.
Nel frattempo aveva cambiato cognome in Péter, abbandonando, come altri ungheresi in quel periodo, un cognome che suonava troppo tedesco. Ma nel 1939 arrivarono anche per lei le leggi raziali, che le impedirono di continuare a insegnare, in quanto ebrea.

Fu proprio in questo periodo, mentre era confinata nel ghetto di Budapest e infuriava la seconda guerra mondiale, che concepì il libro Giocando con l’infinito.
Anche se il testo attuale fu poi rivisto prima di essere ripubblicato nel 1957, colpisce lo spirito di serenità e di desiderio di condivisione della conoscenza che traspare dalle pagine del libro, se solo si prova a immaginare il contesto di odio e di umiliazione in cui quelle parole, quei ragionamenti sono venuti alla luce. 

Finita la guerra potè ritornare all'insegnamento e agli studi, pubblicando nel 1951 "Rekursive Funktionen", i suoi lavori sulle funzioni ricorsive.
Il non averlo scritto in inglese la privò della meritata notorietà. Gli stessi risultati ebbero larga diffusione, infatti,  un anno dopo, quando vennero pubblicati, stavolta in inglese, dal matematico Stephen C. Kleen, che vi era arrivato indipendentemente.

Sarà solo nel 1967 che, dopo la traduzione in inglese di "Rekursive Funktionen", le venne riconosciuto il merito dei risultati raggiunti.

Cos'è una funzione ricorsiva?
Un esempio notissimo di funzione ricorsiva è quella che dà la successione di Fibonacci: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ..., serie che si riscontra in botanica, nella musica, nell'arte (rif. Wikipedia).

La formula che definisce i numeri di Fibonacci è la seguente: F_n = F_n-1 + F_n-2
cioè: ogni termine (F_n) è uguale alla somma dei due termini che lo precedono (F_n-1 e F_n-2).
Serve però un punto di partenza, occorre definire i primi due termini:
F₁ = 1, F₂ = 2.
Il concetto di ricorsivo sta nel modo in cui si calcola il valore della funzione per un determinato valore. Esempio, quanto vale il quinto numero di Fibonacci, F₅?
F₅ = F₄ + F₃
F₄ = F₃ + F₂
F₃ = F₁ + F₂ = 2
Quindi F₄ = F₃ + F₂ = 1 + 2 = 3
e: F₅ = F₄ + F₃ = 3 + 2 = 5

Un modo per descrivere le funzioni ricorsive, formalmente inesatto ma che spero aiuti a comprendere come funzionano, è che si calcolano "ricorrendo a sé stesse" una o più volte, fino ad arrivare al valore cercato.
Un aiuto a capire cosa voglia dire in pratica, arriva dal sito gfredericks.com, che mostra il calcolo della funzione di Ackermann (provate con numeri piccoli piccoli, come (2, 2) altrimenti dura un'eternità). 
Esempio di funzione ricorsiva ben noto agli informatici, la Funzione di Ackermann, ha la caratteristica di "esplodere":
A(1,0) = 2, e A(4,0) = 13, ma già A(4,1) = 65.533 e A(4,2) = 2^65.533-3.

Non mi è mai piaciuta particolarmente, l'Ackermann, mentre invece trovo molto bella la Funzione 91 di McCarthy: F_n è stabile al valore di 91, fino n = 101, poi cresce piano piano, senza esplosioni alla Ackermann. Una roba ricorsiva, ma pur sempre tranquilla.

 Una curiosa coincidenza in cui sono inciampato scrivendo questo post è che Rózsa Péter era soprannominata "zia Rózsa" dai suoi studenti, e John McCarthy "zio John". Sarà l'effetto della ricorsività.

Il prodotto di due numeri negativi, spiegato da zia Rózsa
Un esempio della chiarezza con cui Rózsa Péter è in grado di spiegare i concetti matematici, viene quando spiega perché il prodotto di due numeri negativi sia un numero positivo.

Molti ricorderanno le regole del prodotto di due numeri relativi: "più per più fa più, più per meno fa meno, meno per meno fa più".
Al momento di spiegare il perché dell'ultima, le cose si complicano. Ho visto in giro spiegazioni nebulose, che per un insegnante immagino sia complicato capire e poi trasferire ai propri allievi.

Rózsa Péter spiega semplicemente introducendo la velocità negativa (cammino all'indietro a 3 chilometri all'ora) e il tempo negativo (dov'ero 2 ore fa?). La risposta è intuitiva: mi trovavo  6 metri più avanti, quindi (-2 )* (-3) = +6.

E il teorema da cui siamo partiti?
La domanda posta all'inizio era: è possibile avvicinarsi a un insieme di punti da un punto esterno in modo tale che tutti i punti dell’insieme si avvicinino contemporaneamente?
La risposta è: sì, ma occorre essere abbastanza lontani da tutti i punti.

L'immagine del post aiuta a farsi un'idea.
A sinistra in alto dell'immagine, il punto rosso è troppo vicino al gruppo di punti in nero: capiterà che, per avvicinarlo a qualche punto, lo si allontanerà da qualche altro.
Un punto rosso posto abbastanza lontano dal gruppo, come nella parte in basso a destra dell'immagine, si troverà invece in una situazione di "equo distacco" da tutti, potendo trattare ogni punto alla stessa stregua, allontanandosi o avvicinandosi.

Funziona così sicuramente anche nella vita, tutto sta a tenere il prossimo alla giusta distanza.

Buon lunedì.

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  una calda sera d'estate del 1679 a Danzica.
Il sessantottenne astronomo Johannes Hevelius è inquieto, sente che qualcosa sta per capitare, a lui e alla sua giovane moglie Catherina Elisabetha Koopman, appena trentaduenne.
Fa preparare una carrozza e si sposta nella residenza estiva, subito fuori dalle mura della città.
La carrozza fa appena in tempo a ritornare a casa e i cavalli a essere rimessi nelle stalle, che un incendio, probabilmente partito da una candela, divampa inarrestabile, divorando il complesso edificio.

Si tratta in realtà di tre case addossate l'una all'altra, dal numero 33 al 35, di cui Hevelius ha unito i tetti per costruire il proprio osservatorio astronomico, uno dei migliori e più attrezzati d'Europa: lo Stellaeburgum, il borgo delle stelle.
I tre edifici si erano uniti molti anni prima, quando Hevelius aveva sposato la sua vicina di casa, Katharine Rebeschke, di due anni più giovane di lui. Poi, mentre lui aveva avviato i suoi studi della volta celeste sul tetto, lei aveva gestito il birrificio di famiglia nei piani sottostanti.

È in questo osservatorio che Hevelius, che pure preferisce l'osservazione a occhio nudo, ha costruito il suo telescopio kepleriano senza tubo da 150 piedi (46 metri), il più potente dell'epoca.
Ed è sempre lì, sul tetto, che la piccola Elisabetha ha messo piede per la prima volta quando è ancora una bambina, subito rapita dalle meraviglie che quell'uomo, paziente e così sicuro si sé, le ha mostrato.
«Quando avrai l'età giusta - le promette l'astronomo - ti mostrerò tutte le meraviglie del cielo.»

Lei lo prende in parola.
Nel 1662, pochi mesi dopo che è mancata la signora Hevelius, Elisabetha gli si presenta: ha ormai 15 anni, è grande e pronta a riscuotere la promessa. Hevelius ha 51 anni, quando la giovane e devota Elisabetha diventa la sua seconda moglie.

Il matrimonio gli dà nuove energie. Ha già scoperto due comete, una nel 1652 e l'altra proprio l'anno prima, nel 1661; ne scoprirà ancora due, nel 1672 e nel 1677. Insieme continuano l'opera che sta impegnando Hevelius, un catalogo delle stelle visibili e della loro posizione; quando sarà pubblicato, il Prodromus astronomiae descriverà ben 1.564 stelle.

L'aiuto di Elisabetha non è da poco: sa calcolare, maneggiare la complessa strumentazione sul tetto; conosce il latino, anche meglio del marito, e lo aiuta a mantenere i contatti con gli altri astronomi europei (Hevelius è entrato a far parte della Royal Society of London nel 1664).

Torniamo ai nostri tre edifici che bruciano. Le fiamme, inarrestabili, divorano rapidamente il tetto e gli strumenti preziosissimi dei coniugi Hevelius.
È il 16 settembre del 1679. Hevelius ha ormai 68 anni e non si riavrà mai da questa sventura. Elisabetha l'aiuta a cominciare la ricostruzione degli strumenti, ma lo Stellaeburgum non tornerà più quello di prima.
Nel 1687 Hevelius se ne va a 76 anni. Elisabetha completa il Prodromus astronomiae e lo pubblica nel 1690. Sopravviverà tre anni ancora: nel 1693, a soli 46 anni, ritorna al fianco del suo Hevelius, sepolta nella stessa tomba.

Buon venerdì.

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