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Posts etiquetados con ‘Multiplicación’

Los secretos de la multiplicación perfecta

En una entrada previa reseñamos el excelente libro de Raúl Ibáñez Torres dedicado a desvelar los secretos de la multiplicación. Esa multiplicación que viene de tiempos antiguos pero que encierra todavía muchos secretos más, como los recientes resultados de David Harvey y Joris van der Hoeven (Integer multiplication in time O(n log n))   han puesto de manifiesto.

Joris van der Hoeven

David Harvey

En un artículo de marzo en Quantamagazine, la revista divulgativa que la filantropía de Jim Simons ha ofrecido al colectivo matemático mundial, el periodista Kevin Hartnett se hacía eco de estos descubrimientos: Mathematicians Discover the Perfect Way to Multiply . Sin duda alguna que la publicación del libro de Raúl Torres es un momento perfecto para recordar estos hechos.

Digamos en primer lugar que ese algoritmo para la multiplicación que parece tan simple y que aprendemos en la escuela, es hoy en día un tema de investigación relevante. La razón es que muchos de los cálculos que se hacen con los ordenadores se basan en la multiplicación, de manera que cuanto más rápidos sean los cálculos de las multiplicaciones, más rápides y exactos serán los que hacemos por ejemplo para calcular nuevos números primos.

Si recordamos el algoritmo para la multiplicación (veáse este video, por ejemplo)

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Sabemos que si multiplicar dos números de 2 cifras precisa de 4 productos, si son de 3, entonces necesitaríamos 9 productos parciales, y en general, si son dos números uno de n cifras y otro de m, estaríamos hablando de nm. Y si n y m son muy grandes, entonces nos daremos cuenta de la complejidad del cálculo (un ordendor podría precisar de años para terminar estas multiplicaciones gigantescas).

Si queremos multiplicar dos números de n cifras, necesitamos n2 productos parciales. En 1952, el matemático ruso Andrey Kolmogorov intentó probar que el algoritmo usual era óptimo asintóticamente, o, en lenguaje coloquial, esta era la mejor manera de multiplicar. En otoño de 1960, Kolmogorov organizó un seminario en Moscú sobre las matemáticas de la computación: Este tema de la multiplicación fue uno de ellos, y para sorpresa de Kolmogorov, n estudiante de 25 años, Anatolii Alexeevitch Karatsuba, encontró un algoritmo que mejoraba la hipótesis de Kolmogorov. Este video explica el método de Karatsuba

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El método ideado por Karatsuba se podría llamar de “dibvide y vencerás”, ya que, como se ve en el video, se tarta de descomponer los dos grandes números en trozos pequeños y operar con ellos.

A.A. Karatsuba

Eeste método fue mejorado en 1971 por Arnold Schönhage y Volker Strassen, quiénes conjeturaron que debería haber alguno mejor que el suyo. Y ese ha sido el logro de Harvey y van der Hoeven, usando la transformada rápida de Fourier, un sofisticado y utílisimo instrumento matemático. El resultado es teórico y la mejora real es pequeña, pero nos sirve para demostrar que incluso los temas que parecen resueltos, esconden secretos que los matemáticos seguimos investigando.

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Manuel de León (CSIC, Fundador del ICMAT, Real Academia de Ciencias, Real Academia Canaria de Ciencias).

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Los secretos de la multiplicación, el nuevo título de Miradas Matemáticas

Septiembre se inicia con un nuevo libro de la colección Miradas Matemáticas, el titulado “Los secretos de la multiplicación, de los babilonios a los ordenadores”, de mi querido amigo y colega Raúl Ibáñez Torres.

Recuerdo que Miradas Matemáticas es un proyecto conjunto entre la editorial La Catarata, el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT) y la Federación Española de Sociedades de Profesores de Matemáticas (FESPM). Ocho son los libros que se han publicado hasta ahora, y este que hoy reseñamos es el noveno de la colección.

En este libro se traza en primer lugar una breve historia de los diferentes sistemas de numeración que las distintas civilizaciones han ido desarrollando a lo largo del tiempo. Es necesario conocer estos sistemas, porque están intímamente ligados a las operaciones aritméticas elementales. Así, el autor nos va iniciando en las distintas maneras que los hombres diseñaron para la suma, la resta, la multiplicación y la división.

En concreto, el autor profundiza en la evolución de los algoritmos que subyacen a la multiplicación, por ser estos los que ilustran de una manera más clara la propia evolución de la aritmética y las matemáticas en general. Sorprende la inventiva y la variedad de estos algoritmos, y como el que actualmente practicamos está basado en el sistema decimal posicional y la invención del cero.

Un mono multiplicador: colocando los pies en dos nçumeros diferentes, aparecerá el resultado de multiplicarlos

Multiplicar (y el resto de operaciones aritméticas) no es solo importante como aprendizaje escolary su uso práctico en la vida cotidiana, sino que es importante en muchos otros aspectos, como en el uso de los modernos ordenadores o en la seguridad criptográfica. Animamos al lector a adrentrarse en esta apasionante historia.

Sobre el autor

Raúl Ibáñez Torres es Profesor de Geometría y Topología en la Universidad del País Vasco, tras una brillante carrera académica con un Premio Extraordinario Licenciatura en 1996 y de Doctorado en 1998. Su actividad investigadora en geometría simpléctica fue dando paso a sus intereses en ladivulgación matemática. En la Real Sociedad Matemática Española se hizo cargo de la dirección de Divulgamat, probablemente e el portal influyente en matemáticas en elngua española. Pero sus actividades divulgativas van más allá, como organizador de cursos de verano, ciclos de conferencias, exposiciones y programas radiofónicos y televisivos.

Es autor de varios libros: La cuarta dimensión, El sueño del mapa perfecto, de la colección El mundo es matemático (2010); Las matemáticas de los juegos (2015), de la editorial RBA; Arthur Cayley (2017), de la colección Genios de las Matemáticas, RBA. También ha sido creador del cuentacuentos Las semillas matemáticas (ilustrador E. Morente). Por toda esta actividad, ha recibido el Premio José María Savirón de Divulgación Científica, en 2010, y el Premio COSCE a la Difusión de la Ciencia, en 2011.

Los secretos de la multiplicación combina adecuadamente la divulgación matemática con los aspectos didácticos, cumpliendo así perfectamente los objetivos de Miradas Matemáticas.

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Manuel de León (CSIC, Fundador del ICMAT, Real Academia de Ciencias, Real Academia Canaria de Ciencias).

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