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E
Poincaré dovette pagare
Il
re di Svezia e Norvegia, Oscar II, appassionato fin da giovane per
lo studio della Matematica, istituì un premio da assegnare
in occasione del suo sessantesimo compleanno (il 21 gennaio
1889) a chi avesse risolto un importante quesito nel
campo dell'Analisi matematica. A tale scopo incaricò
un matematico svedese, Gösta Mittag Leffler, di nominare
una commissione per proporre i quesiti e per la successiva
assegnazione del premio. Di questa commissione fecero parte,
oltre a Mittag Leffler, il francese Charles Hermite e il tedesco
Karl Weierstrass.
Uno dei quesiti richiedeva di studiare il sistema dinamico che descrive
il moto di n corpi soggetti alle reciproche attrazioni esercitate
dalla forza di gravità, arrivando quindi a dimostrare in modo
rigoroso la stabilità del sistema solare.
Henri Poincaré - a quel tempo matematico già affermato, sebbene
non al culmine della propria fama - partecipò al concorso,
anche se si rendeva conto che il problema era ben lungi
dal poter essere risolto nella sua generalità. Per questo
si limitò ad affrontare un caso ridotto, il problema
di 3 corpi, che si presentava già così complicato da
indurlo a rinunciare ad ottenere una soluzione esatta. Per
questo affrontò il problema mediante un'analisi qualitativa o geometrica.
In altre parole, cercò di determinare, nello spazio delle fasi
in cui le traiettorie erano confinate, l'esistenza di punti di equilibrio
o di soluzioni periodiche (i cosiddetti cicli limite) e loro
proprietà di stabilità. Per effettuare questo tipo di analisi, Poincaré
ideò un nuovo modo di affrontare i problemi geometrici - da lui
denominato Analysis situs - che sarebbe poi diventata l'odierna
Topologia (detta anche geometria del foglio di gomma,
in quanto analizza le proprietà geometriche che si conservano
in seguito a deformazioni continue, senza strappi né
sovrapposizioni).Nonostante il suo elaborato non fornisse
una soluzione al quesito posto, Poincaré vinse il premio
in quanto, come scrisse la commissione nel suo giudizio,
il suo lavoro introduceva "metodi che aprono una
nuova epoca nella Meccanica celeste". Di fatto, quell'elaborato
non solo segnava la nascita della teoria qualitativa dei
sistemi dinamici, ma questa veniva sviluppata fino ad ottenere la
prima chiara formulazione del concetto di caos deterministico,
anche se ciò non avvenne subito. Infatti, la storia ha
un curioso epilogo.
Durante la stampa dell'elaborato vincitore del concorso, un giovane
matematico notò qualcosa che non andava bene e questo
costrinse Poincaré a riprendere in esame il manoscritto.
Ben presto si accorse di un errore, che aveva conseguenze
serie su alcuni dei risultati ottenuti. Quando lo comunicò
a Mittag Leffler, si creò una situazione alquanto imbarazzante:
chi avrebbe avuto il coraggio di comunicare a re Oscar
che il premio era stato assegnato ad un lavoro contenente un errore?
Mittag Leffler chiese allora a Poincaré di non diffondere la notizia
e di adoperarsi per eliminare l'errore, onde procedere poi alla
ristampa del manoscritto corretto (a patto che i costi fossero pagati
dallo stesso Poincaré). Il punto in cui Poincaré si era sbagliato
riguardava l'esistenza di traiettorie che si allontanano da un
punto di equilibrio per poi ritornarvi asintoticamente - oggi note
come
traiettorie omocline - la cui esistenza sta alla base dei comportamenti
caotici. Poincaré riuscì a rimediare brillantemente all'errore
e a mandare in stampa un manoscritto che conteneva anche una
pionieristica descrizione del fenomeno del caos deterministico.
Un
solo rammarico: i costi per la ristampa che Poincaré dovette pagare
furono superiori al premio offerto dal re.
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