In un recente (2021) video del tipo “tutorial” dal titolo “The Big Misconception About Electricity” ("Il grande fraintendimento sull’elettricità") (https://www.youtube.com/watch?v=bHIhgxav9LY) Derek Muller, un ingegnere canadese che si esprime attraverso il canale youtube “Veritasium”, pone la seguente domanda: dato il circuito (immaginario) in figura, lungo 300.000 km, ossia 1 light-second per parte e con distanza di 1 m tra i conduttori, quanti secondi impiegherebbe l’energia della batteria a raggiungere la lampada (e accenderla) dall’istante in cui l’interruttore viene chiuso?

Derek propone 5 risposte, una delle quali è quella giusta:

Ho scritto quanto segue utilizzando articoli scritti da Michael Irving e pubblicati online, come al solito da me liberamente rielaborati, tratti da pubblicazioni su Nature Photonics.

Già da tempo si sente parlare di computer quantistici, mentre le telecomunicazioni basate sui quantum bit (termine coniato da Benjamin Schumacher per indicare il bit quantistico ovvero l'unità di informazione quantistica) o qbit costituiscono un argomento più recente e di cui non si parla spesso ma che sta acquistando sempre maggiore importanza.

Grazie a Internet, abbiamo una grande quantità di informazioni, ma il rovescio della medaglia è che i dati sensibili sono spesso vulnerabili a intercettazioni e furti. Anche la protezione della crittografia tenderà a essere vanificata dalla crescente potenza di calcolo dei computer.

Da tempo avevo in mente di fare un po’ di luce sul mio soprannome, che a molti sarà parso un po’ strano. Allora mi sono deciso a descrivere sommariamente questo oggetto da cui l'ho tratto, uno strumento musicale poco conosciuto ma molto importante nella storia della musica occidentale. Cosa c’entra la musica con EY? Niente, viene subito da dire. Ma, forse, niente è un po’ troppo poco. Potremmo dire che la musica condivide alcuni aspetti con gli oggetti di EY? Ben poco, mi pare, con impiantistica, automazione industriale, costruzione, veicoli e motori; forse qualcosa di più con elettrotecnica, elettronica, matematica, fisica (specialmente acustica), informatica… C’entra qualcosa, in sostanza, solo per i fenomeni ondulatori. Oppure ci sono altri motivi? Non lo so, ma visto che Admin in passato mi ha sollecitato a scrivere sulla musica, accolgo di nuovo il suo gentile invito.

Fin da bambino mi è sempre piaciuto andare in bici. Più tardi, mi sono chiesto qual è la fisica del suo movimento e quanta energia assorbe. La bici da ferma cade ma in movimento sta in equilibrio: come mai? Per darmi una risposta ho pensato all'effetto "giroscopio" che si produce nelle ruote che è basato sul principio della conservazione del momento angolare (o momento della quantità di moto). Però qualcosa non mi ha mai convinto del tutto in questa spiegazione: i ciclisti su pista riescono a non cadere anche stando fermi, quindi senza nessun giroscopio. Certo loro, come quelli del circo, hanno grandi capacità di ristabilire velocemente l'equilibrio con micromovimenti del corpo. Tuttavia, per noi mortali, basta una velocità anche molto bassa per raggiungere una stabilità sufficiente a non cadere; a velocità così basse però l'effetto giroscopio è veramente piccolo rispetto alla massa bici + ciclista.

Mi sono imbattuto in un articoletto del Dr. Goulu, un matematico svizzero (vivente) esperto in architetture software, che ci tiene a tenere segreto il nome. L'articolo mi è sembrato simpatico e ho pensato di riproporlo qui, tradotto dal francese.

La sezione aurea o “proporzione divina” sembra rappresentare il rapporto esteticamente più perfetto che si possa trovare nella natura, nei monumenti antichi, nelle famose opere d'arte o in un semplice rettangolo. Ad esempio: in quale di questi rettangoli in figura vi sembra che ci sia la proporzione migliore tra i lati?

Se avete risposto il 5, avete la stessa preferenza del 34% degli intervistati in un sondaggio identico [1], ma il 5 non è un rettangolo aureo. Il rettangolo aureo è il 2, scelto dal 18% delle persone, ma anche il 9, scelto dal 5%, nettamente inferiore all'11% medio. In altre parole: statisticamente non è facile trovare il “divino” in un rettangolo ...

Siamo giunti alla 3a e ultima parte di questa breve rassegna, in cui vengono illustraste sommariamente le variabili casuali (random variables) sia discrete che continue, tramite le quali vengono applicati in maniera più sistematica i concetti visti nelle due parti precedenti.

Una variabile casuale rappresenta con un numero i possibili risultati che potrebbero verificarsi per qualche esperimento casuale. Una variabile casuale discreta X ha un insieme di valori possibili distinti. Ad esempio, X potrebbe essere:

a) il numero di case nel vostro quartiere che hanno un camino

b) il numero di biciclette nuove vendute ogni anno da un negozio di biciclette

Prosegue il discorso iniziato nella prima parte e vengono passati in rassegna i punti basilari della Teoria della probabilità, senza alcuna pretesa, come sempre del resto, di grande rigore e di esaustività.

Abbiamo detto nella prima parte che se si passa da una popolazione a un campione, la frequenza relativa può diventare probabilità.

Questo perché un campione è una parte di una popolazione e il fatto che possa rappresentarla tutta non è la certezza assoluta ma può essere una quasi-certezza. Naturalmente la teoria ha sviluppato dei criteri di scelta del campione in base al grado di rappresentatività richiesto. I criteri dicono, ad esempio, quanto deve essere numeroso il campione affinché l’errore di valutazione sia contenuto in un limite prestabilito.

Tutti sappiamo che la statistica e la probabilità sono legate tra loro: ma in che modo? Certamente non sono la stessa cosa, ma spesso vengono interscambiate, il che può creare confusione.

Allora mi sono proposto di fare una breve illustrazione dei due concetti e del loro collegamento, creando un'occasione di ripasso o di prima visione di argomenti dai quali siamo sempre più circondati. Mi sono basato soprattutto su testi anglosassoni in uso nelle scuole superiori, disponibili online, perché mi è parso che avessero il mio stesso obiettivo: mostrare gli argomenti in modo il più possibile semplice, con esempi spiegati nel dettaglio, senza tralasciare né dare niente per scontato, salvo "le quattro operazioni" o poco più. La maggior parte degli esempi è riportata nell'originale inglese e me ne scuso con chi lo conosce poco (ma chi bazzica l'elettronica e l'elettrotecnica è difficile che non lo conosca per niente). Anche se ritengo che sia un inglese accessibile a tutti, ho spesso inserito tra () la traduzione dei termini meno immediati.

Questo articolo affronta il tema della natura delle note musicali e degli aspetti matematici che riguardano la loro generazione. La musica da sempre cerca suoni "consonanti" ossia suoni che, messi insieme, producano un risultato "piacevole" per l'udito. Si tratta però di una piacevolezza particolare, diversa da quella che ad esempio procura il rumore dello sciabordio dell'acqua di mare su una spiaggia, e che, dal punto di vista fisico, si basa su due condizioni: 1) la presenza in ciascun suono di una frequenza che spicca su tutte le altre (chiamata "fondamentale") e che dura stabilmente per un certo tempo (dell'ordine del secondo) e 2) l'essere il rapporto tra le frequenze fondamentali dei suoni caratterizzato da una frazione con numeratore e denominatore razionali e piccoli. La seconda condizione limita la quantità di suoni utilizzabili e si scontra con il desiderio o la necessità di individuare i suoni "consonanti" a partire da un principio unico, per esempio una frazione generatrice. Vedremo come si renda indispensabile individuare una o più tecniche di minimizzazione di questo contrasto, tecnica fondata già nell'antichità su basi matematiche che è stata chiamata "temperamento". Molto presto ci si è resi conto che questa tecnica non era unica; di conseguenza nel tempo sono sorti numerosi "temperamenti".

L’intento di questo EYBignami è divulgativo: vuole offrire una panoramica sulle telecomunicazioni senza entrare nei dettagli ma presentando una sintesi dei principali concetti e formule usati nella tecnica delle telecomunicazioni. I contenuti sono estratti dal libro on line “Trasmissione dei Segnali e Sistemi di Telecomunicazione” di Alessandro Falaschi, docente presso l’Università La Sapienza di Roma, che ne ha gentilmente autorizzato l’uso, disponibile integralmente per il download gratuito su http://www.teoriadeisegnali.it e che potrà essere usato per gli approfondimenti. Il prof. Falaschi infatti mette a disposizione il suo libro nel preciso intento di far circolare l'informazione anziché sottrarla al pubblico mettendola in vendita.