Geometria iperbolica > I modelli della geometria iperbolica>
Poincaré
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Coerenza
della geometria euclidea
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Dopo
che fu sollevato il problema della coerenza della geometria
iperbolica, i matematici non poterono fare a meno di interrogarsi
circa la certezza della coerenza della geometria euclidea.
Mai, in precedenza, tale questione era stata considerata seriamente.
Platone concepiva la "linea retta" come il percorso
(idealizzato) di un raggio di luce, così pure Euclide,
nella sua Ottica fu concorde nel ritenere che i raggi di luce
si propagassero lungo linee rette. Da allora in poi lo spazio
fisico, con i raggi di luce come "linee rette" era
stato considerato un ovvio modello per la geometria euclidea.
Pertanto la coerenza di questa geometria non era mai stata
messa in discussione.
Ma nel XX secolo diverse circostanze contribuirono a far vacillare
tale certezza: da un lato si era diffusa la consapevolezza
che nessun esperimento avrebbe potuto dimostrare la verità
di un postulato euclideo, dall'altro erano stati proposti
modelli di universo compatibili con l'esperienza umana, in
cui le leggi euclidee però cessavano di valere.
Occorreva trovare un'alternativa efficace al modello tradizionale
della geometria euclidea, e la scelta più naturale
era quella della geometria analitica (o cartesiana) che è
parte dell'analisi reale, e non della geometria.
Nel corso del XIX secolo l'intero edificio dell'analisi reale
era stato rifondato sull'aritmetica dei numeri interi, base
solida e semplice, la sua struttura logica era stata accuratamente
vagliata. Perciò fine del secolo la fiducia dei matematici
nella coerenza dell'analisi reale era praticamente incondizionato,
e quel ramo della matematica sembrava poggiare su basi molto
più solide di quelle della geometria euclidea.
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Un
nuovo modello poteva dunque essere un'interpretazione della
geometria euclidea come quella che segue:
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Termini
primitivi |
Interpretazione |
Punto
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Coppia (x,y) |
Cerchio
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Insieme di tutte
le coppie (x,y) che soddisfano un'equazione
della forma
(x-h)2 + (y-k)2
= r2 dove h, k e r sono
fissati ed r>0 |
Linea retta |
Insieme di tutte
le coppie (x,y) che soddisfano un'equazione
della forma
ax + by = c
dove a,b e c sono fissati
e inoltre a e b non sono entrambi
nulli |
Il piano
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L'insieme di tutte
le coppie (x,y) |
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Questa interpretazione è
un modello per la geometria euclidea perché trasformai
postulati di Euclide in teoremi dell'analisi reale.
Il modello trasforma anche tutte le contraddizioni della geometria
euclidea in contraddizioni dell'analisi reale, dunque la prima
è coerente solo se lo è la seconda.
Bene, e ora perché
non chiederci se l'analisi reale sia davvero coerente?
Ancora oggi la coerenza dell'analisi reale è un problema
aperto.
Potrebbe esistere un modo per dimostrare la coerenza dell'analisi
reale senza ricorrere ad un altro modello?
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Nel
1931 il matematico Godel (1906-1978) ha concluso che |
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È impossibile
stabilire la coerenza logica di un qualunque sistema deduttivo
complesso, a meno di usare dei principi di ragionamento
la cui coerenza interna è problematica quanto quella
del sistema stesso. |
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L'articolo
di Godel giunse dopo una serie di paradossi logici scoperti
nel primo decennio del secolo scorso e mai risolti in modo
del tutto soddisfacente, e scosse fortemente la fiducia dei
matematici nella coerenza dei sistemi matematici in generale.
Il logico J.B.Rosser
negli anni cinquanta ha affermato:
"c'è l'imbarazzante possibilità che
la matematica moderna sia in realtà gravemente in errore,
e che quindi ogni sistema formale che riproduca ragionevolmente
la matematica attuale debba contenere una contraddizione.
Non crediamo che le cose stiano così, ma non possiamo
addurre nessuna ragione per escluderlo".
Alla luce di tutto ciò,
siamo sicuri che la geometria euclidea sia coerente?
Siamo costretti a rispondere: No.
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Modello di Beltrami |
Arte iperbolica |
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