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miércoles, 19 de septiembre de 2007

Paradojas sobre el infinito (II)


Ya hemos hablado en el primer capítulo sobre el infinito de la paradoja de Galileo, según la cual hay tantos números naturales como cuadrados perfectos. Lo mismo puede decirse de los números pares e impares: hay tantos como números naturales. En efecto, por cada número par hay un número natural (y sólo uno) que es su mitad, y para cada número natural hay un número par (y sólo uno) que es su doble. Y obviamente, hay tantos pares como impares, puesto que el conjunto de los impares es igual al de los pares restándole una unidad a cada elemento.


Y ¿qué sucede con los números enteros (es decir, los naturales positivos junto con los negativos)? Pues que hay tantos como naturales. En efecto, a cada número natural positivo le podemos asociar un único número par igual a su doble, y para cada entero negativo, un único impar igual a su doble (en valor absoluto) menos uno. Esta aplicación entre los números enteros y los naturales es biyectiva, así que ambos conjuntos han de tener el mismo cardinal.

Y lo mismo sucede con los números primos. A cada uno de ellos se le puede asociar un natural único que es igual su órden en la secuencia de primos. Así, al 1 le correspondería el 1, al 3 el 2, al 5 el 3, al 7 el 4, etc.

Hasta aquí todo bien. Hemos visto que todos estos conjuntos infinitos, por paradójico que resulte, tienen el mismo número de elementos. El primero en estudiar sistemáticamente estos conjuntos y elaborar una teoría congruente de los mismos fue el matemático Georg Cantor, quien introdujo su concepto de los números transfinitos. Dichos números (que no son tales, sino una forma de caracterizar los distintos tipos de infinito) se definen como los cardinales de los conjuntos infinitos.

Lamentablemente cuando Cantor introdujo sus teorías, la comunidad matemática no estaba preparada para digerirlas. El eminente matemático francés Henri Poincaré condenó la teoría de números transfinitos como una "enfermedad", de la que esperaba que algún día llegarían las matemáticas a curarse. Leopold Kronecker, que fue uno de los maestros de Cantor, y miembro preeminente de la matemática institucional alemana, llegó incluso a atacarle directa y personalmente, calificándolo de "charlatán científico", "renegado" y "corruptor de la juventud".

El caso es que Georg Cantor sufrió de depresión y fue internado repetidamente en hospitales psiquiátricos. Con el tiempo comenzó a interpretar el infinito absoluto (que no es concebible por la mente humana) como Dios, y escribió artículos religiosos sobre el tema. Murió en una clínica psiquiátrica, aquejado de una enfermedad maníaco-depresiva.

Pues bien, según hemos visto, el cardinal de los naturales, los pares, los impares, los primos, los cuadrados, los enteros, etc. es el mismo. A dicho número transfinito Cantor lo representó con el símbolo aleph sub cero (aleph es la primera letra del alfabeto hebreo, y es la que pueden ver en la imagen que encabeza esta entrada). Así pues, aleph sub cero representa el cardinal de los conjuntos infinitos numerables (aquellos que pueden ponerse en aplicación biyectiva con los números naturales).

Y hasta aquí puedo leer... En posteriores capítulos continuaremos esta saga sobre el infinito. Sin embargo, quede aquí nuestra enorme admiración hacia este gran genio e incomprendido pionero de esta rama de las matemáticas.

martes, 28 de agosto de 2007

Un genio de las matemáticas


Este mes de agosto se cumple un año desde que la Unión Matemática Internacional ofreció a este personaje la medalla Fields, el equivalente al premio Nobel en las matemáticas, por su demostración de la llamada conjetura de Poincaré.

Dicho problema, una conjetura propuesta en el 1904 por el francés Henri Poincaré y que se convertiría con el paso del tiempo en el mayor rompecabezas matemático en lo que a la topología se refiere, fue finalmente resuelto por nuestro héroe de la foto, el ruso Grigori Yakovlevich Perelman, en el año 2002.

Bueno, en realidad lo que Perelman demostró es la llamada conjetura de geometrización de Thurston, de la que la de Poincaré es un caso particular.

Damos por sentado en este blog que el grueso de nuestros lectores conocen la conjetura y sus importantísimas implicaciones matemáticas, puesto que en 1999 el Clay Mathematics Institute ofreció un millón de dólares por la demostración de los llamados Problemas del Milenio, entre los que se encontraba dicha conjetura. No obstante, remitimos al lector a los anteriores enlaces para los que deseen refrescar su memoria.

El anuncio de su demostración, en el año 2002, tras ocho años de arduo esfuerzo, resultó tan inusual como el personaje. En lugar de publicarla en una revista especializada, envió tres manuscritos a un archivo on line de textos matemáticos, lo que acabó produciendo peleas por decidir quién fue el primero en completarlo. El documento más reciente en el que resuelve su demostración tiene solamente 473 páginas.

El caso es que en mayo de 2006, un comité de nueve matemáticos otorgó a Perelman la medalla Fields, dotada con un premio económico de 15.000 dólares canadienses (unos 11.000 euros) por su demostración. Sir John Ball, presidente de la Unión Matemática Internacional, trató de persuadirlo para que aceptara el premio. Después de 10 horas de persuasión durante dos días, se rindió. Dos semanas más tarde, Perelman resumió la conversación así: "Él me propuso tres alternativas: acepta y ven; acepta y no vengas, y te enviaremos la medalla luego; tercero, no aceptes ni vengas. Desde el principio le dije que había escogido la tercera." Siguió diciendo que el premio "era completamente irrelevante para mí. Todo el mundo entiende que si la demostración es correcta entonces no se necesita ningún otro reconocimiento".

El mismo Perelman había rechazado previamente un prestigioso premio de la Sociedad Matemática Europea objetando, presuntamente, que el comité del premio no estaba calificado para evaluar su trabajo.

Actualmente Perelman, que está sin trabajo y malvive con su madre en las afueras de San Petersburgo, asegura que ha abandonado las matemáticas porque está decepcionado y que nada de lo que pueda decir interesa a la gente.

Vaya desde aquí nuestro modesto homenaje a este genio de las matemáticas.

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