giovedì 21 ottobre 2010

Perché dovremmo pagare uno scienziato?

"Perché dovremmo pagare uno scienziato?"

Di Francesco Sylos Labini


La domanda completa, che sembra sia stata posta dal nostro
presidente del Consiglio, è piuttosto una domanda retorica oltre che spaventosamente primitiva: perché dovremmo pagare uno scienziato quando facciamo le migliori scarpe del mondo? Per quanto questa domanda suoni insensata ed invero piuttosto gretta, pare che ci si debba fare i conti oggi in Italia in quanto sembra essere un pensiero comune di tanti. Infatti, è indubbio che vi sia un problema culturale in Italia, che porta a vedere la ricerca come un lusso inutile ed è proprio da questa sciagurata domanda che bisogna partire per un rinnovamento del sistema dell’università e della ricerca.

Per rispondere, potrei citare
Feynman (uno dei più grandi fisici del 900) quando dice che “Tra molto tempo – per esempio tra diecimila anni – non c’è dubbio che la scoperta delle equazioni di Maxwell [ndr, che descrivono le onde elettromagnetiche] sarà giudicato l’evento più significativo del XIX secolo. La guerra civile americana apparirà insignificante e provinciale se paragonata a questo importante evento scientifico avvenuto nel medesimo decennio (Lectures on Physics, vol. II) ” .

Ma non c’è solo un motivo culturale, quello che bisogna ricordare è che la ricerca, quella fondamentale, ha anche un’
importanza economica e sociale. Per rispondere a questa domanda vorrei dunque riportare alcuni brani di un articolo di Sheldon Glashow, Premio Nobel per la fisica 1979, presentato a Parigi alcuni anni fa (ringrazio il Prof. Guido Martinelli per avermelo dato, è tanto efficace quanto introvabile):

Molti politici, ma anche molti rappresentanti dell’industria e del mondo accademico, sono convinti che la società dovrebbe investire esclusivamente in ricerche che abbiano buone probabilità di generare benefici diretti e specifici, nella forma di creazione di ricchezza e di miglioramenti della qualità della vita. In particolare essi ritengono che le ricerche nella Fisica delle Alte Energie e dell’Astrofisica siano lussi inutili e dispendiosi, che queste discipline consumino risorse piuttosto che promuovere crescita economica e benessere per l’uomo. Per esempio, fatemi citare una recente lettera all’Economist: ‘I fisici che lavorano nella ricerca fondamentale si sentirebbero vessati se dovessero indicare qualcosa d’utile che possa derivare dalle loro elaborazioni teoriche … E’ molto più importante incoraggiare i nostri ‘migliori cervelli’ a risolvereproblemi reali e lasciare la teologia ai professionisti della religione’. Io credo invece che queste persone si sbaglino completamente, e che la politica che essi invocano è molto poco saggia e controproducente.

Se Faraday, Roentgen e Hertz si fossero concentrati sui ‘problemi reali’ dei loro tempi, non avremmo mai sviluppato i motori elettrici, i raggi X e la radio. E’ vero che i fisici che lavorano nella ricerca fondamentale si occupano di fenomeni ‘esotici’ che non sono in se stessi particolarmente utili. E’ anche vero che questo tipo di ricerca è costoso. Ciò nonostante, io sostengo che il loro lavoro continua ad avere un enorme impatto sulla nostra vita. In verità, la ricerca delle conoscenze fondamentali, guidata dalla curiosità umana, è altrettanto importante che la ricerca di soluzioni a specifici problemi pratici. Dieci esempi dovrebbero essere sufficienti per provare questo punto.

In breve i dieci esempi sono: il world-wide-web sviluppato all’interno delle ricerche della fisica delle alte energie, i computer, la crittografia moderna (alla base delle transizioni finanziarie a distanza), i sistemi di posizionamento globale GPS, la terapia con i fasci di particelle (per curare ad esempio il tumore al seno, l’AIDS, ecc.), il medical imaging (risonanza magnetica nucleare, tomografia ad emissione di positroni, ecc.) la superconduttività (generazione, trasporto ed immagazzinamento di energia elettrica), i radioisotopi (di nuovo applicazioni nel campo della fisica medica, ma anche in archeologia, geologia, ecc.), le sorgenti di luce di sincrotrone (scienza dei materiali, scienze della terra, ecc.), le sorgenti di neutroni (scienze di base ed ingegneria).

Il Prof. Glashow conclude dunque che

Ho descritto come le discipline scientifiche fondamentali ed apparentemente inutili abbiano contribuito enormemente alla crescita economica ed al benessere dell’uomo. Molto tempo fa ci si mise in guardia che la pressione per ottenere risultati immediati avrebbe distrutto la ricerca pura, a meno di perseguire delle politiche consapevoli per evitare che questo accada. Questo avvertimento è ancora più pertinente al giorno d’oggi. Tuttavia il perseguimento della fisica delle particelle e dell’astrofisica non è motivato dalla loro potenziale importanza economica, non importa quanto grande questa possa essere. Noi studiamo queste discipline perché crediamo che sia nostro dovere capire quanto meglio possibile il mondo in cui siamo nati. La Scienza fornisce la possibilità di comprendere razionalmente il nostro ruolo nell’Universo e può rimpiazzare le superstizioni che tanti distruzioni hanno prodotto nel passato. In conclusione, dovremmo notare che il grande successo dello spirito di iniziativa degli scienziati di tutto il mondo dovrebbe servire da modello per una più ampia collaborazione internazionale. Speriamo che la scienza e gli scienziati ci conducano verso un secolo più giusto e meno violento di quello che lo ha preceduto.

A margine di queste considerazioni il Prof. Glashow mette in risalto altri due punti importanti:

Ma ci sono molte altre ragioni per le quali i governi dovrebbero continuare a finanziare ricerche apparentemente inutili e non indirizzate a scopi pratici:

Qui adatto una considerazione di Sir Chris Llewellyn-Smith, ex-direttore del CERN . Se la ricerca guidata dalla curiosità scientifica è economicamente importante, perché dovrebbe essere finanziata da fondi pubblici piuttosto che privati? La ragione è che ci sono delle scienze che portano benefici di carattere generale, piuttosto che vantaggi specifici a prodotti individuali. L’eventuale ritorno economico di queste ricerche non può essere ascritto ad una singola impresa o imprenditore. Questa è la ragione per la quale la ricerca pura è finanziata dai governi senza tener conto dell’immediato interesse commerciale dei risultati. Il finanziamento governativo della ricerca di base, non indirizzata a finalità immediate, deve continuare se si vogliono ottenere ulteriori progressi.

I fisici delle particelle e coloro che si occupano di cosmologia spendono molti anni sviluppando competenze tecniche o metodi per risolvere problemi che possono (e spesso sono) reindirizzati verso scopi più pratici. Molte delle industrie della Silicon Valley e dell’area di Boston sono state create da fisici, informatici e ingegneri degli acceleratori di particelle che devono le loro capacità all’esperienza conseguita nei laboratori di fisica delle alte energie.”



martedì 12 ottobre 2010

George Polya

"Una grande scoperta risolve un grande problema, ma nella soluzione di qualsiasi problema c'è un pizzico di scoperta. Il tuo problema può essere modesto, ma se stimola la tua curiosità, tira in ballo la tua inventiva e lo risolvi con i tuoi mezzi, puoi sperimentare la tensione e gioire del trionfo della scoperta".


Polya è stato un grande matematico, che ha scritto anche cose interessanti sulla didattica. In "

How to Solve It”, 2nd ed., Princeton University Press, 1957,

fornisce delle linee guida su come affrontare i problemi scientifici


1. UNDERSTAND THE PROBLEM

· First. You have to understand the problem.

· What is the unknown? What are the data? What is the condition?

· Is it possible to satisfy the condition? Is the condition sufficient to determine the unknown? Or is it insufficient? Or redundant? Or contradictory?

· Draw a figure. Introduce suitable notation.

· Separate the various parts of the condition. Can you write them down?

2. DEVISING A PLAN

· Second. Find the connection between the data and the unknown. You may be obliged to consider the auxiliary problems if an immediate connection cannot be found. You should eventually obtain a plan of the solution.

· Have you seen it before? Or have you seen the same problem in a slightly different form?

· Do you know a related problem? Do you know a theorem that could be useful?

· Look at the unknown! And try to think of a familiar problem having the same or a similar unknown.

· Here is a problem related to yours and solved before. Could you use it? Could you use its result? Could you use its method? Should you introduce some auxiliary element in order to make its use possible?

· Could you restate the problem? Could you restate it still differently? Go back to definitions.

· If you cannot solve the proposed problem, try to solve first some related problem. Could you imagine a more accessible related problem? A more general problem? A more special problem? An analogous problem? Could you solve a part of the problem? Keep only a part of the condition, drop the other part; how far is the unknown then determined, how can it vary? Could you derive something useful from the data? Could you think of other data appropriate to determine then the unknown? Could you change the unknown or data, or both if necessary, so that the new unknown and the new data are nearer to each other?

· Did you use all of the data? Did you use the whole condition? Have you taken into account all essential notions involved in the problem?

3. CARRYING OUT THE PLAN

· Third. Carry out your plan.

· Carrying out your plan of the solution, check each step. Can you see clearly that the step is correct? Can you prove that it is correct?

4. LOOKING BACK

· Fourth. Examine the solution obtained.

· Can you check the result? Can you check the argument?

· Can you derive the solution differently? Can you see it at a glance?

· Can you use the result, or the method, for some other problem?



esercizi di fisica classe terza

Esercizi di fisica per la classe terza - per venerdì 15 Ottobre

Esercizio 1

Una tua amica misura la lunghezza dell’aula e comunica il risultato dicendo:"la lunghezza dell'aula è compresa tra 890 e 900 cm". Qual è l’errore associato alla misura? Quanto vale l’errore percentuale della misura?

Esercizio 2

Le lunghezze dei lati di un tavolo sono (15,4 ±0,1) cm e (10,7 ±0,1) cm . Calcolo il valore piu’ plausibile del semiperimetro e la corrispondente incertezza (o errore).

Problema

Un gruppo di studenti misura otto volte il periodo di un pendolo. Il cronometro ha una sensibilità di 0,1 s. Le misure ottenute sono:

25,8 ; 24,0 ; 21,0 ; 23,2 ; 23,8 ; 23,0 ; 20,2 ; 20,8 (in secondi)

Calcola il valore medio e l’errore massimo delle misure. Calcola l’errore percentuale.

Se i valori ottenuti fossero stati tutti uguali, l’incertezza associata al valore medio sarebbe stata nulla?

mercoledì 15 settembre 2010

Relazione di Eugenio Tufino (biomatematica)

Relazione di Eugenio Tufino (biomatematica)

Ambiente di riproduzione dei coccodrilli [Murray]Laboratorio di Biomatematica

Il Laboratorio di Biomatematica è coordinato dal prof. G.Naldi del Dipartimento di Matematica dell’Università di Milano.

Il prof. Naldi ha esposto a me e altri docenti interessati l’argomento del Laboratorio in un incontro dedicato, fornendo poi del materiale di approfondimento.

Successivamente il laboratorio è stato tenuto presso il Liceo Scientifico “Italo Calvino” di Rozzano dal prof. Davide Ambrosi del Politecnico di Milano con l’assistenza di un dottorando.

Il laboratorio è stato proposto in orario pomeridiano agli studenti più motivati di due classe Quarte. Dodici studenti hanno aderito e partecipato al progetto. Si è trattato di tre incontri della durata di due ore e mezza circa ciascuno.

Il primo incontro è cominciato illustrando una presentazione del prof. Naldi sui modelli matematici e sulle loro applicazioni alla biologia. [G. Naldi1] [Comincioli]

In aggiunta a questi tre incontri, ci sono stati due incontri tenuti da me: nel primo, propedeutico al laboratorio con il docente, ho introdotto l’utilizzo di Excel e la trattazione dei casi più semplici di crescita di popolazioni e nell’ultimo si è trattato nel dettaglio il modello di crescita demografica dei coccodrilli esposto nel prossimo capitolo.

Come attività di preparazione e approfondimento ho seguito il Laboratorio di biomatematica condotto dal prof. Naldi e rivolto agli studenti del Liceo “Volta” di Milano in tre incontri dedicati, di cui gli ultimi due tenutisi nel laboratorio di informatica dell’Università di Milano.

Scarica la relazione di Eugenio Tufino (biomatematica) in formato pdf (580 KB)

Relazione di Crittografia (Eugenio Tufino)

La relazione di Crittografia scritta per il corso di 'Tecniche e didattica laboratoriali 2009'


Relazione di Eugenio Tufino (crittografia)

Mappa a tre coloriLa crittografia è un ottimo argomento per stimolare e arricchire l’istruzione matematica degli studenti. Gli studenti sono attratti dal mistero e dall’ intrigo, e la crittografia può essere ben presentata in tal modo. Nella storia vi sono molteplici esempi in cui si sono utilizzate tecniche di crittografia. Altro aspetto importante è che gli studenti imparano a risolvere i problemi applicando i concetti matematici in modo autonomo e per tentativi.

La Crittografia è poi argomento di grande attualità, indispensabile nel difficile problema del trattamento dei dati riservati (per esempio, il bancomat o nel commercio elettronico sul web).

Dal punto di vista matematico, l’argomento ha il pregio di non richiedere pesanti prerequisiti e, d’altra parte, di introdurre rapidamente a problemi di ricerca tuttora aperti, come quelli collegati ai numeri primi.

In questa guida forniremo delle indicazioni per l’utilizzo dei grafi come esempio di crittografia a chiave pubblica. (Tale metodo viene chiamato Codice perfetto a chiave pubblica).

Il materiale che qui riassumiamo è stato presentato dal prof. O. Rizzo dell’Università di Milano in alcuni laboratori di matematica condotti nelle Scuole Superiori di Milano.

Una volta che i grafi sono stati forniti agli studenti, la strategia di soluzione è semplice in quanto consiste di addizioni (modulo n). La decrittazione del messaggio inoltre fornisce quella dimensione ludica che rende il laboratorio accattivante per gli studenti.

In appendice presentiamo alcuni grafi costruiti a partire da un sottoinsieme di punti chiamato “codice perfetto”. Il “codice perfetto” è l’equivalente della chiave privata in un sistema di crittografia a chiave pubblica. Gli esempi proposti possono essere svolti da studenti delle Scuole Medie e classi Prime e Seconde delle Scuole Superiori. Nel laboratorio proposto agli studenti prima dell’introduzione dei grafi si sono svolte alcune applicazioni di crittografia a chiave privata. Elenchiamo in appendice lo schema seguito nel laboratorio.

Speriamo che questa guida possa aiutare gli insegnanti a presentare il laboratorio di crittografia nelle loro classi.

Scarica la relazione di Eugenio Tufino (crittografia) in formato pdf (604 KB)

domenica 12 settembre 2010

Le dieci domande al Ministro Gelmini

Riporto le dieci Domande al Ministro Gelmini, formulate dall'Assemblea delle scuole di Milano

Il Ministro Gelmini, nella sua conferenza stampa del 2 settembre, ha affermato di non voler incontrare i precari in sciopero della fame, ma che avrebbe con piacere risposto a domande specifiche. La Yourcenar, nel suo “Memorie di Adriano”, fa dire all’Imperatore. “Aveva ragione quella postulante, che m’ero rifiutato un giorno di ascoltare fino alla fine, quando esclamò che se mi mancava il tempo per darle retta, mi mancava il tempo per regnare”. Non possiamo pretendere che il ministro dimostri la stessa sensibilità democratica di un imperatore romano. Così l’accontentiamo rivolgendole domande molto concrete, alle quali siamo certi vorrà dare risposta.

  1. Lei sa che i tagli alle elementari hanno cancellato qualsiasi possibilità di realizzare il vero tempo pieno, fatto di tempi distesi e di compresenze, di lavoro in piccoli gruppi, di progetti, di uscite e laboratori per favorire l’apprendimento di tutti?
  2. Cosa risponde ai genitori costretti a pagare un contributo “volontario” di 130/200 € in scuole che vantano, nei confronti del suo Ministero, crediti di 130/200.000 €?
  3. I paesi Ocse spendono in media il 5,7% del prodotto interno lordo per il sistema scolastico e l’Italia il 4,5%, come lo spiega?
  4. Sa che le 10000 assunzioni a tempo indeterminato di questo anno coprono una percentuale insignificante dei posti che ogni anno servono per far funzionare la scuola?
  5. Come mai non c’è un insegnante di sostegno ogni due alunni con disabilità come prevede la legge, tanto che spesso questi alunni sono seguiti solo 4/6 ore a settimana?
  6. Lei è al corrente del fatto che nelle scuole medie la sua manovra ha avuto l’effetto di cancellare laboratori espressivi, italiano per stranieri, interventi di recupero e potenziamento?
  7. Ritiene sia giusto rispettare la legislazione sulla sicurezza? Sa che le classi con un minimo di 27 alunni e un massimo di 35 per classe, imposte dalla sua manovra, sono proibite da norme vigenti che impongono un massimo di 25 alunni?
  8. Aver cancellato le sperimentazioni nei Licei, ispirandosi alla riforma del 1923, risponde ad una esigenza di rinnovamento? Aver tolto ai Licei Artistici l’11% del tempo scuola e ai Linguistici il 17% equivale ad un “potenziamento dell’offerta formativa”?
  9. Come giustifica l’aver ridotto drasticamente l’orario degli Istituti Professionali e Tecnici, tagliando su quelle materie che ha affermato di voler potenziare? Sa che le attività di laboratorio diminuiscono del 20/40%? Vuole che le forniamo le tabelle di confronto?
  10. Quali motivazioni didattiche l’hanno spinta a eliminare ore di lezione, negli Istituti Tecnici e Professionali, anche nelle classi successive alle prime? Ritiene giusto che chi si è iscritto ad un percorso prima della “riforma”, scopra che è stato cambiato a metà strada?

Assemblea delle scuole del milanese