Esto va a ser largo, muy largo. Sin embargo, espero que lo encuentres interesante.
Como dijo una vez mi profesor de Química, los científicos somos personas que hacemos uso de los conceptos de las matemáticas para tratar de modelar y explicar fenómenos del mundo real. Puede hacernos parecer locos a veces. Sin embargo, los matemáticos son aún más locos. Pueden morar en los mundos más poco realistas y, sin embargo, encontrar conceptos y reglas que pueden ser perfectamente consistentes con todas las matemáticas conocidas.
Los mejores matemáticos fueron / son personas que pueden ver patrones / secuencias o tal vez incluso un cierto orden de cosas en escenarios que la mayoría podría no notar. Probablemente puedan entender una forma de lógica que parece abstracta.
Un ejemplo simple de esto podría ser lo siguiente:
En el preescolar, se le enseña a contar los números en la línea de números positivos. Se le enseña a contar 1 manzana o 2 manzanas o 3 manzanas o decir 5 galletas, 9 perros, etc. Se le enseña a numerarlos señalando cada uno. Literalmente, se hace que el niño apunte a cada manzana uno por uno y luego se le hace aprender a contar los números positivos.
Sin embargo, si de niño se notara de cerca, se darían cuenta de que están contando discretamente, es decir, hay 2 manzanas y señala la tercera y luego agrega una más a su lista de manzanas y dice que hay 3 manzanas. Entonces, hay 2 manzanas y luego 3 manzanas y simplemente nada más entre ellas. No había forma de señalar nada entre un entero positivo y el siguiente en la fila.
Esta falta de algo intermedio es probablemente lo que podría haber dado lugar al concepto de fracciones. Nadie había imaginado nunca cómo sería la mitad de las tres cuartas partes. Es 4 o es 5 o es 6. Parecía abstracto o incluso ilógico pensar en algo así como 4 manzanas y media. Sin embargo, digamos que de niño tu madre te hizo un pastel en tu cumpleaños. Sin embargo, ese otro hermano tuyo es terco para tener pastel también. Tu madre simplemente no quiere que ninguno de ustedes se sienta molesto. Y por lo tanto, ella divide ese pastel ‘1’ en 2 partes iguales y, por lo tanto, el concepto de dos mitades iguales se convierte de repente en una realidad práctica y necesaria. Si fueran 3 hermanos, entonces su madre dividiría ese pastel en 3 partes iguales e introduciría el concepto de un tercio.
Digamos que 8 de ustedes amigos se reúnen en una de sus casas para comer una pizza. Entonces divides la pizza en 8 partes iguales. Y digamos, tan pronto como decidas comer, uno de tus amigos sale a hacer una llamada telefónica, así que el resto de ustedes 7 termina sus partes y deja una pieza para él. Así, se han comido siete octavos de la pizza y todavía queda un octavo. Así, cuando las fracciones inicialmente parecían no reales, abstractas o imaginarias, de repente se han convertido en algo práctico que podemos dar por sentado sin tener que pasar demasiado tiempo pensando en ellas. Si fueras un buen matemático, probablemente te preguntarías de niño: Bueno, entiendo que hay 7 mangos en esa canasta y si agregas uno más se convierte en 8. Pero, ¿por qué no puede haber entre 7 y 8?
Entonces, otro ejemplo simple pero fascinante es la resta. Digamos que naciste en la edad de piedra. Y todo lo que sabes son cuatro operaciones matemáticas básicas, enteros positivos y fracciones. Digamos que tomas 3 naranjas y las pones en un recipiente. Ahora di que te llevas una manzana una por una. Empiezas quitando uno y luego te quedas con 2. Luego quitas el siguiente y te quedas con 1 y luego, una vez que quitas uno más, te quedas con 0. En términos simples, has estado haciendo una resta básica. Pero ahora piensa en lo que sucede cuando intentas restar 1 más de 0. Probablemente pienses que es ilógico hacerlo (naces en la edad de piedra, repito). No puedes restar 1 más de 0 ya que no quedan más naranjas en la canasta. Es imposible restar 1 más de 0. Si bien los números positivos aún le parecen tangibles, los números negativos parecen abstractos o imposibles de comprender físicamente lo que son.
Luego, como eres uno de esos inteligentes, te das cuenta del significado de dar y recibir. Por ejemplo, en el cumpleaños de tu amigo, di que le regalas un reloj de pulsera. Básicamente, lo que haces es: le das el reloj de pulsera y él te lo quita. Entonces, pronto comprende que dar y recibir no puede ser 2 eventos aislados. Siempre deben ocurrir juntos. Del mismo modo, los números positivos y negativos siempre deben ocurrir juntos. El concepto de números restringidos al dominio positivo de repente no parece una buena idea. Tu amigo tiene 1 reloj de pulsera y tú tienes (-1) relojes de pulsera. Entonces, ¿los números negativos son ilógicos? No. Pero inicialmente pensaste que los números negativos son intangibles. Entonces, ¿qué los hizo tangibles de repente? Fue el matemático en ti tratando de buscar una analogía donde se puedan aplicar números negativos sin sentirse incómodo con ellos.
Otro buen ejemplo es la relación entre la serie de Fibonacci y la proporción áurea. La secuencia de Fibonacci es una secuencia muy simple:
Comienzas con los dos primeros términos como 1 y 1. Y cualquier término consecutivo a partir del tercer término en adelante, es una suma de sus dos términos anteriores.
Ahora la serie es 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, ………
Ahora intentemos encontrar las raíces del polinomio.
[matemáticas] f (x) = x ^ 2-x-1 [/ matemáticas]
es decir, encontrar qué valores de x harían que f (x) sea igual a 0.
Al resolver la ecuación cuadrática [matemática] x ^ 2-x-1 = 0 [/ matemática], obtenemos uno de los valores de x como
[matemáticas] \ frac {1+ \ sqrt {5}} {2}. [/ matemáticas]
En aras de la simplicidad, califiquemos este valor como ‘a’.
Ahora encontremos el valor de [math] a ^ 2. [/ Math]
De la ecuación cuadrática anterior, está bastante claro que
[matemáticas] a ^ 2 = a + 1 = 1.a + 1 [/ matemáticas]
Ahora encontremos el valor de [math] a ^ 3 [/ math]
Solo necesitamos multiplicar a por la ecuación dada arriba.
Por lo tanto:
[matemáticas] a ^ 3 = 1.a ^ 2 + a = 1. (a + 1) + a = 2.a + 1 [/ matemáticas]
Ahora intentemos encontrar el valor de [matemáticas] a ^ 4 [/ matemáticas]. Todo lo que tenemos que hacer es multiplicar la ecuación anterior con a.
[matemáticas] a ^ 4 = 2.a ^ 2 + a = 2. (a + 1) + a = 3.a + 2 [/ matemáticas]
Similar,
[matemáticas] a ^ 5 = 3a ^ 2 + 2a = 3 (a + 1) + 2a = 5.a + 3 [/ matemáticas]
Ahora observe cuidadosamente:
[matemáticas] a ^ 1 = 1a + 0 [/ matemáticas]
[matemáticas] a ^ 2 = 1a + 1 [/ matemáticas]
[matemáticas] a ^ 3 = 2a + 1 [/ matemáticas]
[matemáticas] a ^ 4 = 3a + 2 [/ matemáticas]
[matemáticas] a ^ 5 = 5a + 3 [/ matemáticas]
[matemáticas] a ^ 6 = 8a + 5 [/ matemáticas]
[matemáticas] a ^ 7 = 13a + 8 [/ matemáticas]
…… ..
Observe de cerca el coeficiente ay los términos constantes en cada potencia de ‘a’.
El coeficiente de ‘a’ forma una secuencia de 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 …
Y el término constante forma la secuencia: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 …
Eso no es más que la serie de Fibonacci. Si fueras una persona inquisitiva en matemáticas, intentarías jugar con la serie de Fibonacci y encontrar este patrón. Dos cosas completamente diferentes: la serie de Fibonacci y la proporción áurea. Aparentemente no relacionado. Y, sin embargo, ambos dependen uno del otro.
Un buen matemático trataría de buscar más patrones de este tipo a través de números y diferentes conceptos matemáticos. Él / ella trataría de cuestionar algo aparentemente abstracto.
Todos los grandes matemáticos que han existido en el mundo hasta ahora han sido capaces de comprender de alguna manera cosas que parecen ilógicas o intangibles y poco reales en un nivel más fundamental.
- Aryabhatta: Introdujo el concepto de 0. Aunque ahora lo damos por sentado, 0 es fundamentalmente difícil de entender. ¿Qué significa ser capaz de contar “nada”? ¿Qué significa multiplicar o dividir simplemente por “nada”?
- Isaac Newton: introdujo la forma aplicada de cálculo (discutible pero se le puede dar el debido crédito por aplicarlo al mapeo de fenómenos reales). ¿Cómo se entiende lo que significa moverse a una velocidad dada en un instante y otra velocidad en el siguiente instante donde “instantáneo” en sí mismo es un término muy vago. Si hablo del séptimo segundo como el primer instante, ¿qué significa el siguiente instante inmediato? ¿Significa el segundo 7.1 o el segundo 7.01 o el segundo 7.00000001?
- Andrew Wiles: Un problema muy simple: [matemáticas] x ^ n + y ^ n = z ^ n [/ matemáticas]. ¿Tiene alguna solución entera conocida en x, y y z para n mayor o igual que 3? Después de haber permanecido sin resolver durante 357 años, Wiles finalmente presentó una prueba de la inexistencia de soluciones en 1994.
Y muchos más, como Pierre De Fermat, Jon Von Neumann, Euler, Carl Gauss, Abel, Ramanujan, etc., etc. La mayoría de ellos parecían compartir un rasgo común de curiosidad, búsqueda de patrones y resolución de problemas. ¿Alguno de estos rasgos los hace buenos matemáticos? Tal vez o tal vez no. Porque “bueno” es un término extremadamente vago. No es una medida científica de lo bueno que alguien es en matemáticas. Tal vez, los concursos internacionales de matemáticas podrían decidir quién es el estudiante de matemáticas más inteligente de la historia. El ganador puede ser considerado uno. Pero, ¿puede ser llamado el más inteligente? Nuevamente, es imposible decir eso porque el creador del problema conocía la solución incluso antes que el ganador. Muy bien, podemos resolver eso colocando un concurso entre el creador del problema y el ganador. Quien gane entre ellos, es la persona matemática más inteligente del mundo. Pero, de nuevo, el nuevo solucionador de problemas que hizo los problemas del concurso para el antiguo solucionador de problemas y el antiguo ganador podría ser más inteligente porque conocía la solución a los problemas incluso antes que el antiguo solucionador de problemas y el antiguo ganador. Y eso funciona paradójicamente. Por lo tanto, es imposible determinar si uno es bueno en matemáticas. Sin embargo, es posible medir la cantidad de matemáticas que alguien entiende, si ese es un criterio para juzgar si una persona es “buena” en matemáticas.