il principio di hamilton - infn · il principio di hamilton vita e opere di sir william rowan...

40
Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Upload: others

Post on 26-Aug-2020

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

IlprincipiodiHamiltonVitaeoperediSirWilliamRowanHamilton(1805-1865)

LNFOpenLabs2016,14Maggio2016,Frasca8

Page 2: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

WilliamRowanHamiltonnasceaDublinoil3Agosto.AOFobrelabaFagliadiTrafalgar1805

Page 3: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Between1845and1855one-quarterofinhabitants,morethan2millionpeople,wereremovedfromtheirhomeland.

Page 4: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1808,3anni

Page 5: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

A3annialconvi+odi

zioJames

1808,3anni

Page 6: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

L’infanziadiunEnfantprodige

1808-1823

Page 7: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

LasfidaconZerahColburn,leprimecuriositàsuimisteridellamatema8ca

1818,13anni

Page 8: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1821,16anniLascopertadellageometriaanali8ca

Page 9: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1824,19anni Ilsuoprimoar8coloscien8fico.Rifiutato.

…theresultsatwhichtheauthorhasarrivedarenovel and highly interesAng, and that

considerable analy5cal skill hasbeenmanifestedintheinvesAgaAonswhichleadto them. But we conceive that the discussions

includedintheMemoirareofanaturesovery

abstract,andtheformulæsogeneral,astorequirethatthereasoningbywhichsomeofthe

conclusionshavebeenobtainedshouldbemore fully developed, and thatthe analyAcal process by which some of theformulæhavebeenobtainedshouldbedisAnctlyspecified…

Page 10: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1827,22anni NominaadireForedell’osservatoriodiDunsink

Page 11: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

ConicalRefrac8on:TheForgoFenPhenomenonTodorKalkandjiev,ConerefringentOp8csSL,Barcelona,SpainhFp://www.photonics.com

Lasorprendentepredizione1832

Page 12: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1600-1700,

l’irruzionedellascienza

NicolausCopernicus;1473–1543

GalileoGalilei,1564–1642

IsaacNewton,1642–1727

RenèDescartes1596–1650 Joseph-LouisLagrange

1736–1813

1500

1600

1700

1800

Page 13: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

AndreasCellariusHarmoniaMacrocosmica,1660/61.

NicolausCopernicus;1473–1543

IsaacNe

wton,1642–1727)

Galileo

Galilei,1564–1642

Page 14: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Por\onofHubbleExtremeDeepField.Ognispotemacchiainquestaimmagineèunagalassia.Credit:NASA,ESA

Page 15: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

La matema5ca “è lo strumento

di conoscenza più efficace di

qualsiasi altro che ci sia stato

lasciato in eredità da altri

uomini…»

RenéDescartes(31marzo1596–Stoccolma,11febbraio1650)

Page 16: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1846LascopertadiNeFuno

Page 17: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1919Laconfermadellarela8vitàgeneralediEddington

Page 18: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8
Page 19: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8
Page 20: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Lefon8

Page 21: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

TurnerdipingeIlNaufragio1805

Page 22: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Eppureeral’oraincuiilPoetaama

vagaredasoloperiboschi,

Inascoltato,incontrollato,ariversare

ilsuospiritoinversi;persalire

Finoalcielodeicieli,persalire

Soprailimi5dispazioetempo;

Perchiamaremondiidealiavedere,

Lasuastessacreazioneluminosaenuova.

Eio,sebbenenonosireclamare

Quellaaltaricompensa,ilnomedipoeta,

vichiedoGodeteviinSolitudineciòcheviporgo

Unapartedellabea5tudinedelPoeta

1824 Hamiltonpoeta

Page 23: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

CharlesBaudelaire,1821-1867

…TieneilDiavoloifilichecimuovono!Scopriamounfascinonellecoseripugnan8;ognigiornod'unpasso,colfetoredelletenebre,scendiamoversol'Inferno,senzaorrore.Comeunmiseroviziosochebaciaemordeilmartoriatosenod'unavecchiapuFana,noirubiamoinfreFaunpiacerefur8vospremendoloconforzacomeunavecchiaarancia.…Lefleursdumal,pubblicato1857

1821 NasceBaudelaire

Page 24: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

ElisabethGaskell(1810-65)

1824,19anniHamiltonincontraCatherine

Conosciutaquandoluiaveva19anni,scrivevaancoranel1848,24annidopo"IlricordodileièrimastosemprelostessoehaaKraversatocomeunfiumetuKalamiavita,apparentementenascostoperlunghiperiodiperpoiriemergereprepotentementeconunaimprovvisapotenzachemiterrorizzava,conungradodiforzaevividezzachemisconvolgeva".

Page 25: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1833IlmatrimonioconHelenBayly

Page 26: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1834 IlprincipiodiHamilton

SitodellaM

elbo

urne

University

sciencecommun

ica\

on

Page 27: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1834 Ilprincipiodiminimaazione

Source:hFp://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_19.html

…potremmo immaginare qualche altro movimento che èandatomoltoinaltoedèvenutosuegiùinqualchemodopar\colare….Possiamo calcolare l'energia cine\ca meno l'energiapotenziale e integrare per un tale percorso ... o perqualsiasialtraviavogliamo...Il miracolo è che il percorso effelvamente effeFuato èquellopercuitaleintegralehailvalorepiùbasso.

Page 28: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

LevLandau,Meccanica,EditoriRiuni\TradoFodaMechanique,EdizioniM.I.R.

Lairriducibiledifficoltàdelladivulgazione

Page 29: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

WilliamEdwin HelenElizaArchibaldHenry

Ifigli

•  William,unavventuriero•  Archibald,unpretebisbe8co•  Helen,unadonnamite,sposòperamoreun

reverendopiùgrandedileimanonsopravvissealprimoparto

Page 30: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Dainumerireali…

Page 31: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

x2=−1...ainumericomplessi…

Page 32: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

TentòunatripleFacontenenteunaparterealeeduepar\immaginarie

x+iy+jzConlanaturaletentazionediimmaginareilterzoelementoperpendicolareaglialtridueeperilqualevalesseancorai2=j2=-1.IlproblemaècheilquadratodiuntaletripleFoda

(x+iy+jz)(x+iy+jz)=(x2-y2–z2)+i(2xy)+j(2xz)+ij(2xz)

QuestononèungranderisultatoperchédalprodoFodiduetriplelnonsioleneun altro tripleFo bensì un termine con 4 elemen\. In par\colare il termine ijappareditroppoedovrebbediventareozerooassimilabileaqualcunodeglialtritermini.

i2=j2=k2=ijk=-1

Page 33: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Unquaternionepuòessereinterpretatocomeunangolocombinatoconunassi3DaFornoacuiunasingolarotazionedefinscel’orientazionefinalediunsistemarispeFoadunsistemainizialediriferimento.

...aiquaternioni1843

•  Computergraphics

•  Videogames

•  Stabilizzazionesatelli5

•  …..

Page 34: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Stremato,abbandonalapenna.Esiricompone.1865

Lasuafortunasbiadisce

•  Iquaternionivengononegleaafavoredellematrici

•  Isuoilavoridioacavengonoquasidimen5ca5

•  Laformulazione“hamiltoniana”nontrovaspazio

Page 35: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1920’sLameccanicaquan8s8cariscopreHamilton

Hamiltonèstatounodei

piùgrandiuominidel

mondochelascienza

abbiaprodo+o

ErwinSchroedinger

1945

Page 36: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8
Page 37: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

1937Latentazioneteleologica

«Queste equazioni […] possiamo […]

ricondurleaunprincipiogeneraleunicocheè

quellochesiritrovainungrannumerodicasi,

come principio supremo della natura. E' il

principio di minimo secondo cui la natura

agisceinmododarisparmiareilpiùpossibile.

Fermat l'aveva intravisto come base della

propagazione della luce, Maupertuis come

fondamento della meccanica ed evolvendo,

dopo Hamilton, Jacobi e altri scienzia5, esso

stapenetrando in tua i campidellafilosofia

naturale.»(1937)

Page 38: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Ilfascinodelprincipiodiminimaazione,vienecerto

dalla elegante formulazione di problemi di fisica

ma anche dalla tentazione alla estensione, non

autorizzata,oltrelescienzenaturali

I“principi”diHamilton

ü  Unavitaper“raccontare”lascienza.Dietrograndiconquisteintelle+ualic’èspessouna grande umanità, una grande passione, un groviglio inestricabile di

contraddizionichepuòriconciliarcicontantaastra+ezza

ü  Ricerca,nonsolomanager.Dobbiamodifendereunospazioperlapassione

dellascienza,perlaconoscenza“curiositydriven”.Laricerca,elaricerca

matema5cainpar5colare,generasemidicuièdifficileprevedereIfrua

ü  Unoscienziatononsolodelcome

ü  Uncampionedelperiscopiodellamatema5ca

Page 39: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

Whathappenedin2014:About350peoplepar\cipatedinthewalk.TherewerestudentsandstafffromMaynoothUniversity,St.Patrick'sCollege,Drumcondra,WIT,UCG,KilbegganMercyschool,ColáisteMhuire,Cabra,MountTempleComprehensive,GaelcholáisteReachrann,Donaghmede,OurLady'sTempleogue,KildareTownCommunityschoolandagreatdiversityofpeoplefromthegeneralpublic.TherewerealsogroupsfromtheCabraCommunityCouncil,RoyalCanalAmenityGroupandtheCastleknockTennisClub.FiacreÓCairbreandEoinGillspokeatDunsinkObservatoryandTonyO'FarrellspokeatBroombridge.

Hamilton Walk, 16th October, 2014 Twenty Years of the Hamilton Walk

Thecommemora\veplaquenowonBroomeBridge

2014 20annidelcamminodiHamilton

Page 40: Il principio di Hamilton - INFN · Il principio di Hamilton Vita e opere di Sir William Rowan Hamilton (1805-1865) LNF OpenLabs 2016, 14 Maggio 2016, Frasca8

giuliano.buce\@enea.it