Velletri 2030: “La matematica della natura”

Osservando una conchiglia da vicino, ci si rende conto che la sua spirale è una geometria incredibilmente precisa, come se fosse stata progettata con regole matematiche. Ma come è possibile che la natura crei qualcosa di così perfetto? Alcune risposte si possono ritrovare nelle opere del matematico Leonardo Pisano, conosciuto come Fibonacci (Pisa 1170 – 1240) nel mondo della matematica e delle scienze naturali. Velletri 2030 ha già scritto sulla sequenza di Fibonacci nel mese di Novembre 2024 in occasione del Fibonacci Day, che cade ogni anno il 23 Novembre.

Fibonacci è stato un precursore del pensiero scientifico moderno, dimostrando che modelli matematici possono spiegare fenomeni naturali e processi biologici. La sequenza di Fibonacci non è solo uno strumento per comprendere e descrivere il mondo che ci circonda; è un simbolo di come l’universo operi in modi perfettamente orchestrati. Fibonacci e il suo modello rappresentano una prova tangibile che la matematica non è isolata dal resto della realtà, ma è anzi un mezzo per vedere l’ordine e l’armonia sottostante, una guida per leggere il libro della natura e per riconoscere che, in fondo, ogni elemento è parte di un grande disegno universale. Un esempio tangibile sono le conchiglie.

Le spirali delle conchiglie non sono tutte uguali, ma seguono la stessa struttura di una spirale di Fibonacci. La spirale di Fibonacci infatti è una buona approssimazione della spirale aurea, un tipo di spirale in cui il rapporto tra i raggi degli archi di circonferenza che compongono la spirale stessa è sempre uguale alla sezione aurea (1,618). La spirale aurea è a sua volta un tipo particolare di una categoria più ampia di spirali, le spirali logaritmiche.

La spirale logaritmica non è un fenomeno esclusivo delle conchiglie. La si può osservare anche in altri contesti naturali, come nella traiettoria di volo del falco pellegrino, che durante la sua picchiata segue una spirale logaritmica per mantenere la preda nel suo campo visivo. Inoltre, il girasole organizza i suoi semi seguendo approssimativamente una spirale logaritmica, ottimizzando lo spazio sulla superficie del fiore.

In fin dei conti la matematica è ovunque. Le forme che si osservano in natura non sono casuali, ma seguono schemi precisi che permettono agli esseri viventi di crescere, muoversi e adattarsi in modo efficiente. La matematica è la lingua con cui la natura parla, e grazie ad essa è possibile leggere i suoi segreti. La bellezza della natura, quindi, non è solo estetica, ma è profondamente matematica.

Ma allora, perchè la matematica rappresenta un ostacolo per gran parte degli studenti? Maschi e femmine alla nascita sono uguali in matematica, ma la scuola genera un divario crescente: uno studio lo dimostra con i numeri. Lo studio condotto in Francia su 2,5 milioni di bambini ha mostrato che prima dell’inizio della scuola elementare non esistono differenze tra maschi e femmine nelle competenze matematiche. Dunque cosa succede? Quando inizia il divario? Secondo la professoressa Elizabeth Spelke, del Dipartimento di Psicologia della Harvard University, i risultati confermano che non c’è alcuna base genetica che favorisca i maschi in matematica. Le abilità di ragionamento numerico sono identiche nei due generi all’inizio del percorso scolastico. La professoressa Elizabeth Spelke suggerisce che il modo in cui la materia viene insegnata potrebbe favorire i maschi.

Serve quindi capire perché il divario nasce a scuola, e se ci sono modi diversi di insegnare che possano renderla più inclusiva fin dai primi anni.