La vita di Pitagora

 

Nella scuola pitagorica scienza e filosofia , musica e religione si fondono inscindibilmente in una mistica contemplazione dell ‘ universo . Secondo Proclo Pitagora trasformò lo studio della matematica in una vera scienza , considerando le fondamenta di essa da un punto di vista più elevato ed indagandone i teoremi sotto un aspetto astratto ed intellettuale . Matematico e filosofo greco nato a Samo verso il 575 A.C. . A quarant’anni si stabilì a Crotone dove fondò una propria comunità di carattere religioso che prese il nome di Scuola Italica . Verso il 500 , una sommossa provocata dal partito democratico cacciò i pitagorici da Crotone . Pare che Pitagora sia riuscito a fuggire a Metaponto , ove morì qualche anno dopo . E’ difficile stabilire quali risultati siano dovuti a Pitagora personalmente e quali ai suoi discepoli ; il merito principale della scuola pitagorica è la fondazione della scienza dei numeri portata oltre le regole pratiche del calcolo . Pitagora è il celebre creatore di un sistema filosofico nel quale l’elemento primordiale non è di natura tangibile , ma un essere di ragione , cioè il numero , considerato come l ‘ essenza stessa delle cose.

Le leggi della formazione della realtà sono , per i Pitagorici , quelle stesse della formazione dei numeri . I numeri sono rappresentati come collezioni di punti separati da spazio vuoto e distribuiti in ordine particolare a seconda dei casi . I numeri dispari , per esempio , sono rappresentati come punti disposti in modo da formare la figura della squadra del falegname ( lo gnomone ) . Nasce così l aritmetica figurata Essa indaga sui numeri tenendo presenti le figure geometriche che li rappresentano .

E’ facile dimostrare per questa via che ogni numero dispari è uguale alla differenza di due quadrati . Precisamente dei quadrati dei due numeri consecutivi di cui il numero dato è uguale alla somma .

 

 

Pitagora e la religione

 

L’adesione di una scuola filosofica , come la pitagorica , a tali forme propriamente magiche , può suscitare meraviglia in chi sia stato partecipe del senso di elevato razionalismo che pervade la scuola ionica . Il cammino della vita è la filosofia , cioè lo sforzo verso la saggezza inteso come fattore di elevazione morale . Ed è caratteristico del genio greco che l’attività artistica e scientifica verso il bello ed il vero assumano qui un significato religioso . Oggi essi appaiono come sogni di menti ammalate ; ma , coprendo con la bandiera della << geometria mistica >> i frutti della pura ricerca scientifica , i Pitagorici ne facilitarono la diffusione anche fra coloro che non sarebbero stati in grado di apprezzare il valore di una scienza allora in fasce .

I numeri erano concepiti come punti , ossia come masse , ed erano di conseguenza concepiti come solidi e quindi il passaggio dal numero alle cose fisiche era ovvio .

L illimitato è il vuoto circondante il tutto ed il mondo nasce mediante una sorta di << inspirazione >> di questo vuoto da parte di un UNO ( la cui genesi non viene ben specificata ) . Il vuoto che entra con la inspirazione e la determinazione che l ‘ UNO produce inspirandolo dà origine alle varie cose ed ai vari numeri .

Il Divino e l’anima

I Pitagorici collegarono il Divino col numero . Non con il numero 1 ma con il numero 7 , il quale è reggitore e signore di tutte le cose , dio , unico , eterno , solido , immobile , uguale a se stesso , diverso da tutti gli altri numeri . Il 7 , all’interno della sacra decade , non è generato ( non è il prodotto di due fattori ) , è un numero primo , né genera altri numeri , e ciò che non è generato e che non genera è immobile .

 

I numeri principio della realtà

 

Per Pitagora i numeri sono il principio di tutte le cose . Per i pitagorici il problema essenziale era quello di cogliere il modo con cui dalla collezione di più unità si generano tutti gli esseri . Le leggi della formazione dei numeri venivano considerate come leggi della formazione delle cose , e si riteneva di potere trovare in esse la vera ragione esplicativa del mondo fisico e morale .

Questa presenza di significati multipli finiva con l’infondere ai numeri , ed a certuni di essi in particolare , un vero e proprio valore magico-simbolico .

Il numero 1 se ne stava per conto proprio come sorgente di tutti i numeri e rappresentava la ragione ( il numero 1 veniva considerato come parimpari servendo a generare sia i numeri pari che i numeri dispari ) .

Il numero 2 rappresentava la donna , il numero 3 rappresentava l’uomo , il numero 4 rappresentava la giustizia perché è il prodotto di due numeri uguali .

Il numero 5 rappresentava il matrimonio essendo la somma del primo numero dispari il 3 ( che rappresentava l’uomo ) col primo numero pari il 2 ( che rappresentava la donna ) .

La contemplazione dei numeri veniva a possedere un doppio aspetto : scientifico e mistico .

Ciascun numero possedeva a sua volta attributi suoi particolari . Il più sacro di tutti era il numero dieci o tetractys , poiché esso rappresentava il numero dell’universo . Infatti conteneva la somma di tutte le dimensioni geometriche possibili . Un punto è il generatore delle dimensioni , due punti determinano una linea ad una dimensione ( retta ) tre punti ( non allineati ) determinano un triangolo con un’area a due dimensioni ,e quattro punti ( non giacenti su uno stesso piano ) determinano un tetraedro con un volume a tre dimensioni .

La somma dei numeri ( 1+2+3+4=10 ) rappresentanti tutte le dimensioni è il venerato numero dieci .

Il numero perfetto fu identificato con il , che visivamente era raffigurato come un triangolo perfetto , formato dai primi 4 numeri , ed avente il numero 4 per ogni lato ( da qui il nome di tetraktys )

La raffigurazione mostra che il numero è uguale a . Ma c’è di più . Nella decade sono contenuti ugualmente il pari ( quattro numeri pari : 2,4,6,8 ) ed il dispari ( quattro numeri dispari : 3,5,7,9 ) . La decade contiene 4 numeri primi ( 2,3,5,7 ) e 4 numeri composti ( 4 , 6 , 8 , 9 ) .

L ‘ uno equivale al punto , il 2 alla linea , il 3 al triangolo ( e quindi alla superficie ) , il 4 alla piramide ( e quindi ad un generico solido ) : i punti , le linee , le superfici , i solido sono in grado di generare tutte le cose che esistono in natura .

Seconde le vedute di Pitagora i 4 numeri della sacra tetracktys sono in grado di generare tutta la realtà che ci circonda .

La teoria delle monadi : aritmetica e mistica dei numeri

In quale modo il numero può essere considerato come una specie di materia , al pari dell’acqua o dell’aria o del fuoco ? La formula paradossale << le cose sono numeri >> viene a significare che ogni porzione di materia è composta di elementi o punti materiali , di piccola ma non nulla grandezza ; e che dalla configurazione ( numero ed ordine ) di codesti punti , fra loro identici e qualitativamente indifferenti , dipendono tutte le proprietà e differenze apparenti dei corpi .

Per i pitagorici la sostanza primitiva infinita dà origine alla materia propriamente detta per condensazione attorno ad un gruppo di punti o centri monadici . Intorno ad ogni centro monadico si forma un piccolo nucleo compatto , la monade , che rimane circondata e separata dalle altre monadi da qualcosa di rarefatto come l’etere .

Ogni numero si identificava con qualche attributo umano . Il numero uno rappresentava la ragione perché è immutabile ; il numero due l’opinione ; il numero quattro la giustizia perché è il primo quadrato perfetto , prodotto di due numeri uguali ; il numero cinque il matrimonio perché è l’unione del primo numero maschile e del primo numero femminile Qualcosa di analogo si trova , ed è molto strano , nella mitologia cinese , nella quale i numeri dispari erano i simboli di bianco , giorno , calore , sole , fuoco mentre i numeri pari rappresentavano il nero, la notte ,il freddo , la materia , l’acqua , la terra . I numeri erano disposti su una sacra tavoletta , chiamata LO-Chou , che , opportunamente usata , aveva proprietà magiche .

· Se partiamo da 1 la somma di un numero qualsiasi di numeri interi consecutivi è un numero triangolare come indica la seguente figura :

 

· La somma di una successione di numeri dispari consecutivi dà sempre un numero quadrato come indica la seguente figura . Se sommo n numeri dispari consecutivi trovo sempre il numero :

 

· La somma di una successione di numeri pari consecutivi dà sempre un numero rettangolare come indica la seguente figura Il numero è il numero rettangolare che si ottiene sommando i primi 3 numeri pari .. Se sommo n numeri pari consecutivi trovo sempre il numero rettangolare :

Le linee diagonali della figura di un qualsiasi numero rettangolare ci dicono che qualsiasi numero rettangolare è uguale alla somma

di due numeri triangolari uguali .

 

 

Numeri naturali

somma triangolare ; numeri triangolari

Numeri dispari

somma quadrata ; numeri quadrati

Numeri pari

somma rettangolare ; numeri rettangolari

Contando per 3

somma pentagonale ; numeri pentagonali

Contando per 4

somma esagonale ; numeri esagonali

 

numeri pentagonali : numeri esagonali :

 

Numeri pentagonali

Per otteniamo il numero pentagonale

Per otteniamo il numero pentagonale

Numeri esagonali

per otteniamo il numero esagonale

per otteniamo il numero esagonale

 

 

Liberata del suo misticismo , la filosofia pitagorica conteneva l’idea fondamentale che soltanto attraverso il numero e la forma l’uomo possa afferrare la natura dell’universo . Questo concetto troviamo espresso nel pensiero scientifico di Filolao il migliore discepolo di Pitagora .

La discontinuità

 

Si dice che la scienza di Pitagora è una matematica del discontinuo , perché essa si fonda esclusivamente sui numeri interi e su ciò che può essere espresso con i numeri interi ( per esempio sulle frazioni ordinarie e non , invece , sui numeri irrazionali ) . Secondo essa , l’accrescimento di una grandezza procede per << salti discontinui >> essendo impensabile aggiungere qualcosa che sia minore dell’unità . Taluno giunge a riconoscere nelle teorie quantistiche moderne una sopravvivenza dell’antica eredità pitagorica sotto forma di concezione discontinua dell’energia .

Il secondo notevole contributo di Pitagora alla matematica ci mette di fronte a dei problemi vitali nel mondo della matematica . Si tratta della sua scoperta da cui fu umiliato e sconvolto , che i numeri naturali sono insufficienti a costruire la matematica , anche nella forma rudimentale da lui conosciuta . Prima di questa scoperta capitale egli aveva predicato , come un profeta ispirato , che tutta la natura , l’universo intero, ogni cosa matematica , fisica , metafisica , morale riposa sul modulo discreto dei numeri naturali e può essere interpretato per mezzo di questi elementi datici da Dio. Dio , dichiarava Pitagora , è numero , anzi meglio è << numero intero >> .Una dura contraddizione distrugge le teorie matematiche , metafisiche e filosofiche di Pitagora ma , contrariamente a certi suoi successori , egli accetta infine la sua disfatta , dopo essersi sforzato , senza successo , di sopprimere la scoperta che aveva distrutto la sua fede .

Ciò che aveva fatto fallire la sua teoria è l’impossibilità di trovare due numeri interi tali che il quadrato dell’uno sia uguale al doppio del quadrato dell’altro . In termini geometrici possiamo dire che il rapporto tra il lato e la diagonale di un qualsiasi quadrato non può essere espresso dal rapporto di due numeri interi .

Con questa scoperta Pitagora fondò l’analisi matematica moderna .

Questo semplice problema ha dato origine a problemi concernenti i concetti matematici dell’infinito , dei limiti , della continuità , concetti che si trovano all’origine dell’analisi moderna .

I numeri amici o numeri amicabili

 

Due numeri interi a e b sono detti numeri amicabili o numeri amici se a è la somma dei divisori di b escluso b e b è la somma dei divisori di a escluso a . I più piccoli numeri che formino una coppia del genere sono e .

I numeri perfetti

 

Un numero si dice perfetto se è uguale alla somma dei suoi divisori , escluso il numero stesso .

Sono numeri perfetti : , , , ,

 

I numeri collega

Si chiamano numeri collega di classe n due numeri tali che ognuno di essi sia uguale alla somma delle cifre dell’altro elevata alla potenza n .

I numeri e sono numeri collega di secondo grado in quanto risulta :

I numeri e sono numeri collega di terzo grado in quanto risulta :

I numeri pitagorici

 

Si ricercano quelle terne di numeri interi ( naturali ) tali che il quadrato di uno di essi sia uguale alla somma dei quadrati degli altri due . Con linguaggio moderno diremmo che si ricercano le soluzioni intere dell’equazione a tre incognite .

Pitagora riesce a dare la formula per x dispari . In questo caso si ottiene una terna pitagorica ponendo : , ,

La formula per x pari è stata data da Platone .

Se x è pari abbiamo : , ,

 

Terne pitagoriche e triangoli aritmetici

[A] è detta equazione pitagorica in quanto esprime la nota relazione fra i lati di un triangolo rettangolo . Se x , y , z sono numeri interi positivi che verificano la [A] , si dice che costituiscono una terna di numeri pitagorici ed il corrispondente triangolo rettangolo è detto triangolo aritmetico . Per risolvere l’equazione [A] per numeri interi , basterà trovare tutte le sue soluzioni intere positivi o meglio basterà determinare le sue soluzioni primitive , cioè le soluzioni costituite da numeri interi primi fra loro .

Ogni terna pitagorica primitiva genera infinite terne pitagoriche .

Ricerca di tutte le terne pitagoriche

Se indichiamo con una costante di proporzionalità le precedenti formule possono essere scritte nella seguente maniera : [B]

Abbiamo così trovato tutte le terne pitagoriche , cioè tutte le possibili soluzioni intere dell’equazione pitagorica [A] .

Proprietà delle terne pitagoriche

 

La somma delle terne che costituiscono una terna pitagorica è un numero pari . Infatti risulta :

Il prodotto delle misure dei tre lati di un triangolo pitagorico è multiplo di . Esempio

 

Storia e leggenda del teorema di Pitagora

 

Come sappiamo il teorema di Pitagora recita . << in ogni triangolo rettangolo il quadrato costruito sull’ipotenusa è equivalente alla somma dei quadrati costruiti sui due cateti >> . Il teorema di Pitagora può essere esposto anche nella seguente forma . << in ogni triangolo rettangolo l’area della superficie del quadrato che ha per lato l’ipotenusa è uguale alla somma delle aree delle superfici dei quadrati che hanno come lato i loro cateti >> . Avendo indicato con a e b le lunghezze dei cateti di un triangolo rettangolo e con c quella dell’ipotenusa , quanto ora affermato si traduce nella relazione : [1]

ossia si può scrivere una relazione tra numeri , collegata alla figura costituita da un triangolo rettangolo . Secondo alcuni storici antichi ( Plutarco , Diogene Laerzio ) fu Pitagora stesso ad enunciare il famoso teorema che porta il suo nome . La leggenda dice che Pitagora comprese tanto bene l’importanza della sua dimostrazione da ordinare una ecatombe , cioè il sacrificio di buoi , in segno di ringraziamento e di gioia per avergli permesso una simile scoperta .

Convinti che Pitagora abbia dimostrato il teorema che porta il suo nome ci chiediamo : << come l’avrà dimostrato ? >> La dimostrazione del teorema di Pitagora , che di solito si studia a scuola non è di Pitagora , ma di Euclide come sappiamo da un certo Proclo << commentatore >> degli Elementi di Euclide .

Noi riteniamo che la dimostrazione originale di Pitagora sia quella che ora esponiamo con l’aiuto di due figure . Nella prima figura è disegnato un quadrato di lato , scomposto in un quadrato di lato a , un quadrato di lato b e 4 triangoli rettangoli di lati a , b , c .

Nella seconda figura consideriamo lo stesso quadrato che , questa volta , decomponiamo in modo diverso , precisamente lo decomponiamo in 4 triangoli rettangoli di lati a , b , c ed in un quadrato di lato c . Abbiamo due quadrati ( quelli grandi di lato , uguali . Se da essi , tanto dall’uno quanto dall’altro , togliamo una stessa area ( quella dei 4 triangoli rettangoli con cateti a , b ) , le parti che restano avranno ancora area uguale . Ma le parti che restano sono , nella prima figura , la somma dei quadrati dei cateti a e b , nella seconda il quadrato dell'ipotenusa c . Il teorema di Pitagora è così dimostrato, con tutta probabilità al modo di Pitagora .

 

 

 

 

La scoperta delle grandezze incommensurabili : crisi del pitagorismo

 

Il teorema di Pitagora che doveva rappresentare il vanto della scuola pitagorica si rivelò , invece , come il << cavallo di Troia del pensiero pitagorico>> . Infatti questo teorema contiene in sé la negazione dell’assioma che vuole le figure geometriche , come ogni oggetto esistente in natura , costituite da un numero finito di monadi . Il primo fatto geometrico che costrinse i pitagorici a riconoscere che le figure geometriche sono costituite da infiniti punti , è proprio connesso a quel medesimo teorema che porta il nome di Pitagora . Applicando detto teorema ad uno dei due triangoli isosceli in cui è diviso un quadrato , si dimostra facilmente che il lato e la diagonale di tale quadrato non possono avere alcun sottomultiplo comune , cioè la diagonale ed il lato di uno stesso quadrato sono grandezze incommensurabili .

Per avere rivelato la natura delle grandezze incommensurabili , Ippaso di Metaponto sarebbe stato scacciato ignominiosamente dalla scuola di Pitagora , ed a lui i pitagorici avrebbero eretto una tomba come ad un morto . Secondo la tradizione su di lui sarebbe caduta l’ira di Giove , il quale lo fece perire in un naufragio . La sua triste morte non impedì che lo scandalo si diffondesse rapidamente tra i cultori della matematica e finisse per scuotere dalle fondamenta l’intera concezione pitagorica .

La scoperta delle grandezze incommensurabili mette in crisi il pitagorismo , in quanto ne contraddice l’idea basilare , e pone fine all’illusione della possibilità di risolvere per via aritmetica i problemi geometrici . La geometria avrà in seguito uno sviluppo autonomo .

La prova dell’esistenza di grandezze incommensurabili apre una crisi di notevole portata , che si esprime nel profondo travaglio di pensiero legato al problema della divisibilità e della composizione delle grandezze geometriche .

Una crisi da cui si potrà uscire con la limitazione della validità dei concetti della matematica ad un solo ambito . Il dualismo tra continuità e discontinuità apparirà da questo momento nella sua entità di dilemma fondamentale e drammatico . Una difficoltà , legata alla comprensione dell’infinito , con la quale la mente umana dovrà misurarsi per secoli .

La crisi del pitagorismo verrà resa ancora più acuta dalla scoperta delle antinomie di Zenone sul movimento e sulla divisibilità . Per uscire da essa , i maggiori scienziati greci non troveranno altra via se non quella di scindere completamente la geometria dall’aritmetica , interpretando la prima come studio del continuo e la seconda come studio del discontinuo . Il rapporto tra continuo e discontinuo resterà , per tutta la storia del pensiero umano , un problema molto difficile e molto dibattuto; verrà , anzi , considerato come uno dei più astrusi << labirinti >> della ragione . . L’averne intuito l’esistenza e la difficoltà va considerato un merito , e molto notevole , dello spirito greco .