PROGRAMMA DEL CORSO 1.La nascita della scienza 2.Lo sviluppo della scienza 3.La teoria dellevoluzione: storia 4.Principi fondamentali della teoria 5.Caos.

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1 PROGRAMMA DEL CORSO 1.La nascita della scienza 2.Lo sviluppo della scienza 3.La teoria dellevoluzione: storia 4.Principi fondamentali della teoria 5.Caos e ricorsività 6.Complessità

2 LA NASCITA DELLA SCIENZA 1600 misurazione e modellizzazione comprensione e spiegazione sperimentalismo riproducibile incorporazione del tempo matematica

3 SVILUPPI DEL XX° SECOLO Spazio/tempo dimensioni assolute: Relatività Controllabilità processi di misurazione: Teoria dei quanti Prevedibilità deterministica: Caos Dimostrabilità di ogni teoria matematica Indimostrabilità (Godel)

4 ARRIVANO I PC Simulazione (oltre a teoria, esperimento) Sviluppo nuove tecniche matematiche Rappresentazione realtà in forma grafica Possibilità affrontare e studiare scenari complessi

5 SCIENZA Scienza descrive realtà con modelli matematici Ogni fenomeno fisico è descrivibile con grandezze: esempio moto (3 spazio + tempo) Ai legami tra le grandezze caratteristiche di un fenomeno sono associabili equazioni Esempio: la legge del moto è unequazione che collega 3 coordinate spaziali con la temporale Unequazione stabilisce la corrispondenza tra grandezze: permette di dedurre grandezze ignote da grandezze note

6 Sistemi lineari: le variabili sono collegate da equazioni di 1° grado risolvibili Linearizzare un problema vuol dire studiarne le caratteristiche attorno a una situazione di equilibrio, computabile Realismo ingenuo: corrispondenza tra ciò che osserviamo, ciò che descriviamo (esempio della traiettoria) Però: NON cè corrispondenza e un sacco di sistemi NON sono linearizzabili SCIENZA

7 DINAMICA LINEARE, NON LINEARE Dinamica lineare Equazioni 1° grado (rette) Insieme = somma parti Parti non sono correlate Tende a equilibrio Dinamica non lineare Equazioni grado superiore (curve) Insieme > somma parti Parti sono correlate Tende a squilibrio

8 FISICA CLASSICA Perché la visione classica ha dominato la fisica fino al 900 inoltrato? 1.Desiderio di accedere a punto di vista quasi divino sulluniverso 2.Difficoltà nel risolvere equazioni non lineari 3.Mancanza di strumenti di calcolo adeguati Dilemma determinismo: causa/effetto, libero arbitrio Paradosso tempo: irreversibile/reversibile Però:

9 2° principio termodinamica (Carnot): irreversibilità dei processi termodinamici in natura la regola è costituita da processi irreversibili a volte però la dissipazione genera ordine: la natura realizza le strutture più complesse grazie a processi irreversibili associati alla freccia del tempo Il mondo dellirreversibilità è fluttuante caotico e/o complesso LA NUOVA FISICA

10 E il mondo dei sistemi dinamici instabili caratterizzati da: sensibilità alle condizioni iniziali da cui inizia una storia che si evolve nel tempo con orizzonti a prevedibilità limitata entro strutture riconoscibili e capacità di autorganizzazione (order for free) LA NUOVA FISICA