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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 4 - 26 feb 2014
ISSN 2037-4801

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Problemi difficili? Ci pensa la fisica

Problemi difficili? Ci pensa la fisica

Calcolare il percorso più breve in un viaggio a tappe tra le capitali europee, riconoscere se un numero è primo, crittografare un messaggio informatico. Di questi e di altri casi complessi studiati dalla matematica e dalla fisica tratta in maniera dettagliata e allo stesso tempo divertente 'Risolvere i problemi difficili’, di Tommaso Castellani, fisico teorico dell’Istituto di ricerche sulla popolazione e le politiche sociali (Irpps) del Cnr.

Generalmente la fisica produce modelli semplici che isolano alcuni aspetti della realtà complessa, per studiarli. La branca della fisica dei sistemi complessi si occupa proprio di sistemi detti 'disordinati’, tra cui quelli termodinamici e magnetici, che l’autore approfondisce nel terzo capitolo.

Tra i giochi matematici affrontati nel volume c’è il sudoku, il rompicapo costituito da 81 caselle, nel quale devono essere inseriti i numeri da 1 a 9 senza ripetizioni in ogni quadrato, riga e colonna. Non esiste un algoritmo matematico per risolverlo e il numero delle scelte possibili cresce in modo esponenziale con l’aumentare del numero di caselle: un sudoku con quadrati di 16 caselle invece che di 9 si trasformerebbe in un 'problema intrattabile’.

L’autore parla poi della crittografia, utilizzata per proteggere i messaggi in rete, attraverso la presentazione della 'macchina Enigma’ di Alan Turing, uno dei padri dell’informatica del secolo scorso, sul cui modello teorico si basano gli attuali computer. Sebbene sembri una comune macchina da scrivere, questo apparato è molto complesso: facendo ruotare i tre dischi che vi sono contenuti, sulla cui circonferenza vi sono le lettere dell’alfabeto, ciascuna lettera viene sostituita da un’altra, con un meccanismo che permette la cifratura del messaggio.

Il quarto capitolo è dedicato al K-Sat (dove Sat sta per 'Satisfiably Problem’, ossia 'Problema della soddisfacibilità’), per esempio il quesito relativo alla scelta di persone da invitare ad una festa, evitando possibili conflittualità tra loro. Nell’epilogo, infine, si illustra come la fisica statistica si possa applicare anche ai sistemi collettivi biologici, come stormi di uccelli, banchi di pesci o di altri animali.

Il testo fa parte della collana 'Chiavi di lettura’ di Zanichelli, composta da agili libri scritti da scienziati e divulgatori.

 

Viola Rita

titolo: Risolvere i probelmi difficili
categoria: Specialistica
autore/i: Castellani Tommaso
editore: Zanichelli
pagine: 160
prezzo: € 12.90