Abstract - Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere

Istituto Lombardo Accademia di
Scienze e Lettere
Milano
Convegno Internazionale
La geometria degli atomi
e delle molecole.
La Meccanica negli studi di Carlo Cercignani
22 novembre 2012
Abstract
Istituto Lombardo - Sala delle Adunanze
Palazzo Brera, Via Brera, 28 – Milano
Presentazione del convegno
All’inizio dell’anno 2011 la comunità matematica apprese la dolorosa notizia della
scomparsa prematura di Carlo Cercignani, membro del nostro Istituto da 25 anni,
autorevolissimo studioso della teoria cinetica dei gas rarefatti. I suoi studi, profondi e,
in molti casi, pionieristici, gli valsero numerosi riconoscimenti internazionali, tra i
quali una Laurea Honoris Causa dall’Université Pierre et Marie Curie (Paris VI ) nel
1982.
Oltre che membro del nostro Istituto, Cercignani è stato socio nazionale
dell’Accademia dei Lincei e membro dell’Académie des Sciences di Parigi.
L’Istituto Lombardo, a poco più di un anno dalla scomparsa, intende ricordare e
onorare la figura di Carlo Cercignani con un Convegno che ne illustri sia l’opera
scientifica, coronata da numerosi risultati di assoluta eccellenza, che l’opera didattica,
svolta per più di 40 anni presso il Dipartimento di Matematica del Politecnico di
Milano, e i suoi interessi di più vasto raggio: Carlo infatti non si limitava a studi di
teoria cinetica, ma aveva un’ampia cultura di matematica e fisica in generale, di
filosofia, letteratura, arte.
Per diletto scriveva romanzi e poesie, traduzioni dal greco antico e da altre lingue
moderne.
Il presente Convegno si articola in due mezze giornate. Nel corso della mattinata,
dopo un ricordo di carattere biografico, seguiranno due interventi scientifici che
trattano temi che sempre furono cari a Cercignani. Nel pomeriggio ancora due
interventi di carattere scientifico, seguiti da due riguardanti l’insegnamento della
Meccanica razionale nelle nostre università; in conclusione, un ricordo delle attività
“ludiche” di Carlo, che tanto hanno divertito i suoi collaboratori e amici e, qualche
volta, gli studenti, e che permettevano di intravedere, dietro all’autorevole scienziato,
lo spirito scherzoso, quasi goliardico, ancora fresco come negli anni della giovinezza.
10.00 Saluto del Presidente Istituto Lombardo
GIANPIERO SIRONI
Saluto del Presidente AIMETA
CARLO CINQUINI
Saluto del Direttore del GNFM/INdAM
TOMMASO RUGGERI
Presiede: CARLO PAGANI
10.30 MARIA LAMPIS (Politecnico di Milano)
Ricordo di Carlo Cercignani
11.00 CLAUDE BARDÒS (Laboratoire J.L. Lions – Université Paris 7)
Vlasov equation with a Dirac Potential
11.50 MARIO PULVIRENTI (Sapienza - Università di Roma)
Dalla legge di Newton per sistemi di particelle all’equazione di Boltzmann
Presiede: FRANCO MAGRI
14.30 KAZUHO AOKI (Kyoto University)
Moving-boundary problems in kinetic theory of gases
15.15 MARCO CANNONE (Université Marne-La-Vallée)
Su un problema di inversione in meccanica statistica
16.00 coffe break
Presiede: ANTONIO GIORGILLI
16.20 MAURIZIO VIANELLO (Politecnico di Milano)
L’introduzione alla Meccanica razionale di Carlo Cercignani: spazio,
tempo e movimento
16.40 TOMMASO RUGGERI (Università degli Studi di Bologna)
I testi di Meccanica razionale ed il contributo di Carlo Cercignani
17.00 LUIGI GALGANI (Università degli Studi di Milano)
I “divertissements” di Carlo Cercignani: dai fondamenti della fisica alla
letteratura
MARIA LAMPIS
Politecnico di Milano
Ricordo di Carlo Cercignani
Come scritto nel titolo del mio intervento, descrivero’ brevemente la vita e l’attivita’ scientifica e
didattica di Carlo Cercignani, anche Lui Membro effettivo di questo Istituto, oltre che
dell’Accademia dei Lincei, di numerose altre Associazioni scientifiche italiane e Straniere, tra cui l’
Academie des Sciences de l’Istitut de France (Parigi), sezione Meccanica, terzo italiano dopo Vito
Volterra e Tullio Levi –Civita.
Fu uno dei piu’ noti scienziati a livello mondiale nel campo della teoria cinetica dei gas. Veramente
Carlo si occupo’ anche di molti altri argomenti di ricerca; era abilissimo nel maneggiare i piu’
sofisticati strumenti matematici e si divertiva a inventare i metodi di soluzione dei problemi che
mano a mano affrontava. Le sue qualita’ scientifiche principali erano la fantasia, l’originalita’ e la
creativita’.
Era appassionato anche di argomenti estranei alla Fisica Matematica, perche’ giustamente riteneva
che la cultura fosse unica, anche se, purtroppo, il mondo, per ragioni pratiche e di carriera, e’ invaso
da miriadi di articoli superspecialistici su campi ristretti del sapere.
Non voglio dilungarmi ora in particolari, accenno solo al fatto che ottenne molti riconoscimenti,
fece parte dell’Editorial Board di numerose prestigiose riviste internazionali, dell’ Advisory
Commettee di alcuni Congressi Internazionali cui era particolarmente affezionato, referee di
migliaia di lavori: ricordo pacchi di Math. Rev. che gli arrivavano da fare, etc.
Fu autore di numerosi libri scientifici e di alcuni didattici, sempre scritti di getto in poco tempo con
originalita’ , senza preoccuparsi di seguire le tracce di quelli esistenti precedentemente.
I piu’ famosi sono quelli di Teoria Cinetica: ricordo The Boltzmann Equation and its Applications,
Edito da Springer-Verlag (1988): e’ un vero e proprio trattato, frutto dell’elaborazione di centinaia
di articoli di teoria cinetica, meccanica teorica in generale, simulazioni numeriche, etc. aventi come
punto comune la teoria cinetica.
Tra di noi chiamavamo i libri a seconda del colore della copertina: quello citato sopra era il “libro
giallo”, altri da lui scritti precedentemente, il libro verde, poi riedito come libro blu, poi c’era il
famoso libro nero.
Insomma almeno nei primi tempi si lavorava e un po’ ci si divertiva: il senso dell’umorismo non ci
mancava, avevamo studiato ai tempi della goliardia, delle poesie scanzonate, delle citazioni
dantesche, latine, greche. I tempi in cui si usavano le magliette con le equazioni di Maxwell
e
altro.
Naturalmente ora non sto a citare i molti altri libri, tra cui quelli su Boltzmann di cui conosceva la
storia della sua vita e che lo affascinava per la sua visione filosofica.
Non tocca a me parlare della sua didattica, ma ricordo che il testo di Meccanica Razionale “Spazio,
Tempo, Movimento” fu scritto in poco meno di tre mesi prima di fare il corso. Precedentemente
insegnava Aerodinamica. In seguito vi annoto’ parecchi errori scritti a matita; probabilmente voleva
riscriverlo e ampliarlo, anche perche’ era stato stampato in modo molto compatto e non facilmente
leggibile dagli studenti, ma non aveva certo il tempo di riscriverlo materialmente da solo, non aveva
certo una segretaria personale, come molti professori all’estero. Purtroppo alla fine quando fu
ordinato di liberare il suo studio, qualcuno butto’ via il libro, dall’aspetto sciupato, che conservava
in un sacchetto che portava a lezione.
Penso che parlero’ improvvisando, non mi piacciono i ricordi “ingessati” e cerchero’ di portare
almeno qualcuna delle sue fotografie.
CLAUDE BARDÒS
Laboratoire J.L. Lions – Université Paris 7
Vlasov equation with a Dirac Potential
Introducing a Dirac Potential instead of the standard Poisson potential in the Vlasov
equation change it into a very singular problem at a cross road of very subjects. In
particular Penrose's method differenciates between linearly well posed and ill posed
problems. It leads to a reuslt of ill posedness for the full non linear problem. On the
other hand when restricted to kinetic hydrodynamic it gives rises to a well posed
problem which locally in times is related to the semi classical limit of the Non Linear
Schrodinger Equation.
MARIO PULVIRENTI
Sapienza – Università di Roma
Dalla legge di Newton per sistemi di particelle all’equazione di Boltzmann
E' ben noto che Carlo Cercignani e' stato uno dei massimi esperti di equazione di
Boltzmann, cui ha dedicato gran parte della sua attività scientifica, ottenendo risultati
fondamentali riconosciuti a livello internazionale. Tra gli argomenti che più lo hanno
appassionato e cui ha fornito contributi rilevanti, c'è sicuramente il problema di
derivare l'equazione di Boltzmann, in maniera matematicamente ineccepibile,
a
partire dalle leggi fondamentali della meccanica.
In questo mio contributo vorrei fare il punto di quanto è stato dimostrato a tutt' oggi.
In particolare vorrei richiamare il classico risultato di Lanford del 1973 e i più recenti
sviluppi.
KAZUHO AOKI
Kyoto University
Moving-boundary problems in kinetic theory of gases
Kinetic theory of gases is a classical field in statistical mechanics but plays an
increasingly important role in modern microfluidics because the classical fluid
dynamics is no more valid for a gas in micloscale systems. One of the hot topics in
kinetic theory is numerical analysis of the Boltzmann equation in a domain with a
moving boundary. Since one has to handle the velocity distribution function of gas
molecules in kinetic theory, the treatment of moving boundary is more complicated
than in continuum fluid dynamics. In this talk, we focus our attention on some
fundamental aspects of moving boundary problems on the basis of a model
Boltzmann equation. More specifically, we discuss the singularities in the molecular
velocity distribution function caused by a moving plate and numerical approach
capable of describing the singularities correctly. As applications, we consider the
propagation of nonlinear acoustic waves in a rarefied gas and the decay of linear
oscillator in a rarefied gas. Some results that will be presented are contained in the
references below. This is a joint work with Tetsuro Tsuji.
[1] T. Tsuji and K. Aoki, Decay of a linear pendulum in a free-molecular gas and in a
special Lorentz gas, J. Stat. Phys. 146, 620-645 (2012).
[2] T. Tsuji and K. Aoki, Numerical analysis of nonlinear acoustic wave propagation
in a rarefied gas, in Rarefied Gas Dynamics, edited by A. Santos and M. Mareschal
(AIP, Melville, 2013) (to be published).
[3] T. Tsuji and K. Aoki, Gas motion in a micro gap between longitudinally
oscillating and stationary plates, in the Proceedings of the third European Conference
on Microfluidics (to be published).
MARCO CANNONE
Université Marne-La-Vallée
Su un problema di inversione in meccanica statistica
Questa conferenza contiene una serie di testimonianze per il "maestro" Carlo
Cercignani, che ha contribuito ad avviare e incoraggiato i miei primi passi
nel campo della ricerca. I ricordi di Milano (1989), Parigi (1994) e Kyoto (2000) si
succederanno.
Saranno poi evocate le soluzioni auto-similari per l' equazione di Boltzmann,
scoperte nel 2002 da Alexander Bobylev e Carlo Cercignani.
MAURIZIO VIANELLO
Politecnico di Milano
L’introduzione alla Meccanica razionale di Carlo Cercignani:
spazio, tempo e movimento
Nel 1976 Carlo Cercignani pubblicò il suo libro dedicato all'insegnamento della
Meccanica Razionale: "Spazio, Tempo, Movimento". In un periodo di rinnovamento,
segnato da importanti contributi a livello internazionale, questo testo, scritto in
brevissimo tempo e di non sempre facile lettura, era destinato a diventare un
riferimento per i corsi di Meccanica Razionale italiani.
La presentazione si propone di mettere in evidenza gli aspetti che lo hanno reso
così significativo e culturalmente imprescindibile.
TOMMASO RUGGERI
Università degli Studi di Bologna
I testi di Meccanica razionale ed il contributo di Carlo Cercignani
In questa relazione si presenta una breve e necessariamente incompleta rassegna
storica dei libri Italiani di Meccanica Razionale soffermandosi in particolare sui due
momenti innovativi: l’uso del calcolo vettoriale e la necessità di rivolgersi anche alle
applicazioni.
In particolare si fa
un breve cenno
ai libri di Castellano, Maggi, Cisotti,
Marcolongo, Burali-Forte, Boggio e Burgatti per finire con il monumentale trattato
delle Lezioni di Meccanica Razionale di Levi-Civita e Amaldi che ha avuto
un’influenza fortissima in tutta la comunità fisico matematica non solo italiana.
Dopo le Lezioni vi sono stati diversi contributi originali con ottimi testi di Meccanica
Razionale, ma certamente un punto di discontinuità è rappresentato dal libro di Carlo
Cercignani. Già dal titolo l’autore dichiara che il suo libro è diverso: non più lezioni
di Meccanica Razionale ma Spazio Tempo Movimento!
L’originalità del libro è probabilmente legata a due profonde necessità: 1) vedere la
Meccanica Razionale come parte della Fisica Matematica e la necessità di definire
concetti che talvolta sono dati per scontati proprio come spazio, tempo e movimento;
2) aggiornare alcuni argomenti con i risultati moderni e esaltando il ruolo della
Meccanica Analitica.
LUIGI GALGANI
Università degli Studi di Milano
I “divertissements” di Carlo Cercignani:
dai fondamenti della fisica alla letteratura
Oltre a compiere i suoi ben noti studi sulla teoria cinetica, Carlo Cercignani compiva
studi anche in diversi altri campi.
Uno di questi è' di interesse in ambito scientifico, perché riguarda i fondamenti della
fisica. In un lavoro pubblicato sulla rivista Meccanica, ho già avuto occasione di
illustrare tali suoi studi in relazione soprattutto al noto problema di Fermi Pasta
Ulam, mettendo in luce il suo più significativo contributo originale. A questi studi, in
cui ho avuto occasione di collaborare con lui, farò brevemente cenno anche in questa
conferenza.
Verranno poi ricordati i suoi interessi per la letteratura: le traduzioni dell'Iliade e
dell'Odissea in versi di un nuovo tipo, da lui concepito per meglio rendere l'originale
metro greco, i sonetti di Shakespeare .... . Verrà poi ricordato il suo primo romanzo
``Muerte a Pastrufazio'', in stile gaddiano, a molti già familiare, e soprattutto il suo
ultimo ``romanzo'', `` La creazione secondo Michele'', mettendo in luce il suo
significato per
comprendere la concezione dell'autore riguardo ai problemi
fondamentali della vita.
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