Come fa la matematica a guidare le nostre navi in mare? - George Christoph

Guarda la lezione completa: http://ed.ted.com/lessons/how-does-math-guide-our-ships-at-sea-george-christoph

Senza la matematica i nostri antenati marinai avrebbero mai visto il mondo? Grandi pensatori matematici e le loro rivoluzionarie scoperte hanno una storia incredibile. Esplora la scoperta dei logaritmi attraverso la storia della navigazione, l'avventura e la scoperta di nuovi mondi.
Lezione di George Christoph, animazione di the Hobizals.

Come potete immaginare, 400 anni fa,

attraversare gli oceani era un'impresa ardua.

I venti e le correnti spingevano e trascinavano le barche fuori rotta,

cosi i marinai calcolavano la direzione dal porto che lasciavano,

sforzandosi di registrare la direzione della nave e la distanza percorsa.

Questo procedimento è conosciuto come: "Navigazione stimata",

perché essere solo mezzo grado fuori rotta, potrebbe indirizzare verso un'isola che si trova a diversi chilometri oltre l'orizzonte.

Era un errore facile da commettere.

Per fortuna, tre invenzioni hanno reso possibile la navigazione moderna:

i sestanti, gli orologi e gli strumenti matematici necessari ad eseguire i calcoli richiesti in modo semplice e veloce.

Sono tutti importanti. Senza gli strumenti giusti, molti navigatori non sarebbero disposti a navigare lontani dalla vista della terra.

John Bird, un costruttore di strumenti di Londra,

creò il primo apparecchio in grado di misurare l'angolo fra il sole e l'orizzonte durante il giorno,

chiamato sestante.

Conoscere quest'angolo era importante, poiché poteva essere confrontato con l'angolo in Inghilterra nello stesso momento.

Confrontare questi due angoli era necessario per determinare la longitudine della nave.

Gli orologi sono arrivati dopo.

Nel 1761, John Harrison, costruttore di orologi e falegname,

creò un orologio che poteva calcolare l'ora esatta in mare.

Uno strumento in grado di mantenere l'ora esatta anche nelle peggiore condizioni: con oscillazioni e scossoni

era necessario per conoscere l'ora in Inghilterra.

Però ci fu un problema:

dato che questo orologio era fatto a mano, era molto costoso.

Così si usava un metodo alternativo basato sulle fasi lunari e calcoli complicati per abbattere i costi.

I calcoli per determinare ogni volta la posizione di una nave richiedevano ore.

Ma i sestanti e gli orologi erano inutili a meno che i marinai non sapessero usare questi strumenti per determinare la loro posizione.

Fortunatamente, intorno al 1600 un matematico inventò il pezzo mancante.

Giovanni Nepero lavorò per più di 20 anni, nel suo castello in Scozia per sviluppare lo strumento matematico noto come logaritmo.

Le idee sui logaritmi di Nepero coinvolgevano la forma di 1 su E e la costante dieci alla settima.

Nei primi anni del1600 l'algebra non era completamente sviluppata,

e il logaritmo di uno di Nepero non era uguale a zero.

Questo rendeva i calcoli meno convenienti rispetto al logaritmo base 10.

Henry Briggs, un famoso matematico al Gresham College di Londra,

lesse il lavoro di Nepero nel 1614 e l'anno successivo fece il lungo viaggio per incontrare Nepero ad Edimburgo.

Briggs si presentò senza preavviso alla porta del castello di Nepero

e gli suggerì di cambiare la base e la forma del suo logaritmo in qualcosa di più semplice.

Insieme convennero che con base 10 il logaritmo di uno uguale zero

avrebbe reso molto più semplici i calcoli quotidiani.

Oggi li ricordiamo come i Logaritmi Comuni di Briggs.

Fino allo sviluppo delle calcolatrici elettriche nel ventesimo secolo,

qualunque calcolo che coinvolgesse la moltiplicazione, la divisione, la potenza e la radice con di numeri grandi e piccoli

veniva fatta usando i logaritmi.

La storia del logaritmo non è solo una lezione di matematica.

Diversi personaggi hanno portato al successo la navigazione.

Costruttori, astronomi, matematici,

e ovviamente marinai.

Creatività non vuol dire solo approfondire il proprio campo di lavoro,

significa anche incrociare tra loro le discipline.