Da una collaborazione tra il Liceo “Europa Unita” e la Fondazione LINKS
MIMIC
Un'esplorazione interattiva della Natura e delle sue forme
Ridurre i processi e le forme della Natura a poche e semplici strutture geometriche è stato, dai suoi albori nell’antica Grecia, una delle aspirazioni della filosofia naturale. Seguendo questo filo rosso lungo il cammino della Scienza, incontriamo la Superformula di Johan Gielis (2003) che si propone di fornire una descrizione unificante delle forme della Natura in termini geometrici. Un opportuno approccio computazionale all'esplorazione di tali formalizzazioni consente un'interazione diretta ed efficace che ne enfatizza le potenzialità.
"The search for differences or fundamental contrasts between the phenomena of organic or inorganic, of animate or inanimate things, has occupied many men's minds, while the search for community of principles or essential similitudes has been pursued by few; ... things animate and inanimate, we dwellers in the world and this world wherein we dwell are bound alike by physical and mathematical law".
From the Introduction and the Epilogue of W. d'Arcy Thompson, "On Growth and Form" (1917)
Superellisse
Obiettivo dichiarato della Scienza è quello di fornire descrizioni convergenti di fenomeni all'apparenza molto diversi. Alla ricerca di modelli unificanti nella descrizione delle forme ci si imbatte nelle curve di Lamé, Supercerchi e Superellissi che ci permettono di spezzare il millenario antagonismo tra cerchio e quadrato, tra ciò che è curvo e ciò che è retto. Il punto centrale dell'intuizione di Lamé è l'utilizzo di una descrizione polare delle sue curve, questo gli consente di introdurre un solo parametro (l'esponente n) per descrivere cerchi e quadrati, passando attraverso forme intermedie ed inaspettate. Gli ulteriori due parametri (a e b) sono utili a spezzare la simmetria lungo i due assi principali. L'estensione alle tre dimensioni consente di ampliare le potenzialità descrittive delle Superellissi.
La limitata simmetria delle Superellissi viene superata dalla scoperta della Superformula da parte del matematico Johan Gielis, nel 2003; è la base geometrica per la generazione di una nuova e variegata famiglia di forme, le Supershapes che costituiscono una generalizzazione delle Superellissi di Lamé. Il contributo di Gielis consiste in una duplice scelta: da un lato quella di rendere indipendente la variazione dei tre esponenti n, dall'altro quella di introdurre un ulteriore parametro (m) che modula e arricchisce il contributo angolare. E' stata così aperta la strada alla descrizione, attraverso una singola equazione, di forme che portano dai pentagoni alle stelle marine e ai sepali di rosa, dagli esagoni ai fiocchi di neve e alle tele dei ragni. Le Supershapes furono introdotte nel campo della geometria col nome di Curve, Superfici e Trasformazioni di Gielis, sia in due dimensioni che in dimensioni superiori.
Lo sviluppo tridimensionale delle Supershapes enfatizza il potere descrittivo della trasformazione di Gielis. L'opportuna combinazione di due trasformazioni ha il potere di generare forme riconoscibili in diversi domini dell'osservazione scientifica: dalle cellule ai tessuti, dalle foglie ai frutti, dai fiori alle farfalle, passando per una lunga galleria di pattern geometrici riscontrabili nel comportamento dei fluidi e dei solidi. L'importanza delle curve e delle superfici di Gielis è quella di fornire un approccio geometrico unificante che si propone come l'anello mancante tra la geometria e le forme della Natura.
La rete "Scienza in verticale" formalizza, consolida ed estende il lavoro di un gruppo verticale di docenti di area scientifica che condivide un percorso di autoformazione in sinergia con altri soggetti operanti a vario titolo nell'ambito della formazione o della disseminazione. La collaborazione si realizza intorno all'allestimento di percorsi laboratoriali relativi all'introduzione e allo sviluppo dei primi concetti, metodi e modelli della Scienza sin dai primi ordini scolastici.
E' composta da docenti della scuola dell'Infanzia, Primaria, Secondaria di primo e di secondo grado di Porto Torres, Sassari e altri paesi del territorio, nonché del Dipartimento di Chimica dell'Università di Sassari. Comprende inoltre l’Associazione per la promozione sociale “Palestre della Scienza-Laboratori didattici in Sardegna”, l’AIF (Associazione per l’insegnamento della Fisica–Sez. Sassari), l’azienda Matrìca che opera nel settore della Green Chemistry e la Fondazione LINKS, un centro di ricerca applicata e di innovazione focalizzato sulle Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione (ICT).
Le attività del gruppo si concretizzano nella realizzazione di exhibit divulgativi e nell'organizzazione di eventi che di disseminazione ("Un tuffo nella chimica...e non solo") in cui gli allievi delle scuole presentano ai visitatori percorsi scientifici sperimentali.
Contatti
vittorio.pilosu@gmail.com
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