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Posts etiquetados con ‘números irracionales’

La máquina de Ramanujan

Hace unos días varios medios periodísticos se hacían eco de un desarrollo informático que se decía capaz de generar nuevas conjeturas matemáticas usando la inteligencia artificial, bautizando al proyecto como “la máquina de Ramanujan”.

 

Srinivasa Ramanujan

La información venía de un artículo publicado en Nature:

Raayoni, G., Gottlieb, S., Manor, Y. et al. Generating conjectures on fundamental constants with the Ramanujan Machine. Nature 590, 67–73 (2021),

por varios estudiantes de investigadores del Instituto Tecnológico de Israel (más conocido como el Technion) coordinados por el profesor Ido Kaminer.

 

Ido Kaminer

En su página web, los creadores de la “máquina de Ramanujan” dicen:

“Constantes fundamentales como e y π son omnipresentes en diversos campos de la ciencia, como la física, la biología, la química, la geometría y la matemática abstracta. Sin embargo, desde hace siglos las nuevas fórmulas matemáticas que relacionan las constantes fundamentales son escasas y suelen descubrirse esporádicamente por intuición o ingenio matemático.”

Los autores sostienen que la Máquina de Ramanujan ha descubierto docenas de nuevas conjeturas. Conjeturas aquí son entendidas como fórmulas matemáticas que implican a esas constantes. Y lo que proponen a la comunidad matemática es tan simple como esto: aquí tienen las fórmulas, ahora ustedes lo tienen que probar. Y también invitan a desarrollar nuevos algoritmos. La zanahoria es que si usted prueba una de esas nuevas fórmulas o desarrolla nuevos algoritmos a partir de los suyos, la fórmula o el algoritmo llevará su nombre.

Srinivasa Ramanujan

Pero no todo parece tan idílico y han comenzado a surgir dudas y en algún caso, críticas muy duras. Por ejemplo, el matemático John Carlos Baez (Universidad de California en Riverside) publicó en su cuenta de twitter:

“Aquí están algunas de las fórmulas descubiertas por este algoritmo.  Será divertido ver lo que dirán los expertos en fracciones continuas de tipo Ramanujan. ¿Son consecuencias fáciles de resultados conocidos, o se necesitarán nuevas ideas para demostrarlos?”

 

Digamos que la historia no es reciente, este tuit es del 3 de julio de 2019. El blog Persiflage era muy duro en una entrada del 7 d ejulio de 2019:

“La idea de intentar automatizar los métodos para encontrar identidades es interesante. Pero si se quiere afirmar que se ha encontrado algo nuevo, se requiere alguna justificación. Para empezar, debería esperarse que al menos hicieras una búsqueda superficial en la literatura. ¿Tal vez incluso debería consultar a un experto? Si los autores se hubieran contentado con ser más modestos con sus afirmaciones, explicando simplemente que la automatización era su principal objetivo, y que sólo esperaban utilizar estas ideas para hacer nuevos descubrimientos, no habría tenido ningún problema con su artículo. Por supuesto, nadie se habría enterado del artículo.”

Y llegaba a calificar todo esto de un montaje y un fraude. Pero más recientemente, las críticas ya no son tan duras y el 11 de febrero de 2021 decía:

“No tenía intención de volver a hablar de la Máquina de Ramanujan, pero en los últimos días ha habido un aluvión de (intentos de) comentarios trolls en ese post, así que después de echar un breve vistazo a la última versión, he pensado en ofreceros mis actualizaciones. (Lo prometo por última vez). Probablemente lo más bonito que tengo que decir sobre el documento actualizado es que es mejor que el original. Mis quejas sobre el tono del documento siguen siendo las mismas, pero no creo que sea necesario que las repase aquí. En cuanto al mérito intelectual, creo que vale la pena hacer las siguientes observaciones. En primer lugar, sólo me refiero a las contribuciones a las matemáticas. En segundo lugar, lo que cuenta como una nueva conjetura no es realmente tan obvio como parece.”

Estaremos atentos a los posibles desarrollos de esta “máquina de Ramanujan” y el futuro próximo dirá si estamos ante un Ramanujan digital que como el original, deducía fórmulas que dejaron estupefactos a los matemáticos británicos. De momento, el creador del proyecto, Ido Kaminer, dice:

“Nuestros resultados son impresionantes porque al ordenador no le importa si demostrar la fórmula es fácil o difícil, y no basa los nuevos resultados en ningún conocimiento matemático previo, sino sólo en los números de las constantes matemáticas. En gran medida, nuestros algoritmos funcionan de la misma manera que el propio Ramanujan, que presentó resultados sin pruebas. Es importante señalar que el propio algoritmo es incapaz de demostrar las conjeturas que ha encontrado: en este punto, la tarea queda a cargo de matemáticos humanos”.

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


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¡Pitagórico al agua!

Es un día tormentoso en el mar en la costa de Grecia; la época, el siglo V a.C. Un barco navega por esas aguas, cuando, violentamente, un hombre es arrojado por la borda con la intención de que muera ahogado. Su nombre es Hipaso de Metaponto, y su crimen, haber descubierto la irracionalidad de √2.

Esta es la leyenda urbana, de la que no tenemos constancia histórica, aunque el historiador Jámblico refiere en su Vida de Pitágoras ese suceso:

“Hipaso era un pitagórico, pero al haber divulgado por escrito como se podía construir una esfera a partir de doce pentágonos, pereció en el mar por haber cometido ese acto de impiedad. Recibió el mérito por ese descubrimiento pero en realidad todo provenía de ÉL”.

Él era nada menos que el propio Pitágoras, y los descubrimientos de su escuela debían permancer secretos. Otra versión habla de que su delito fue demostrar la incomensurabilidad de los números, probando que √2 no era un número racional. Los pitagóricos afirmaban que toda cantidad se podía medir a partir de una unidad o de sus partes, o, dicho de otra manera, solo había números racionales.

Evidentemente, como dirían los italianos, “si non è vero, è ben trovato”, así que mantendremos la historia, inclusive cuando se le atribuye al mismo Pitágoras el haberlo arrojado por la borda.

Hipaso de Metaponto

Hipaso de Metaponto fue un filósofo y matemático pitagórico, que vivió en el siglo V a.C. Se cree que nació en Metaponto, aunque se conocen pocos detalles de su vida, y hay muchas contradicciones, como suele ocurrir on los personajes de esas épocas. Los pitagóricos se dividieron en dos sectas, los matemáticos, directamente bajo las órdenes de Pitágoras, y el grupo de los acusmáticos, que solo conocían los rudimentos de la doctrina, y eran dirigidos por el propio Hípaso.

Por su parte, Pitágoras era hijo de Menarco, un comerciante y grabador de joyas, y parece que de ahí pudieran venirle sus conocimientos de la geometría de los sólidos, denominados hoy en día pitagóricos o platónicos. Tampoco se conoce mucho sobre su formación, aunque se cree que viajó a Egipto y a Babilonia: en Egipto aprendió muchos de sus conocimientos geométricos; y de los fenicios y caldeos, aprendió aritmética y astronomía. El viaje a Egipto está documentado en uno de los libros del historiador griego Plutarco. En esta entrada anterior de Matemáticas y sus fronteras, podemos encontrar más información sobre Pitágoras.

Pitágoras en La Escuela de Atenas

El Teorema de Pitágoras nos da en realidad relaciones entre ternas de números, aquellos que cumplen la relación establecida en el mismo. Estas ternas pitagóricas ya se encontraban en las tabletas cuneiformes de Babilonia. Su posible extensión a potencias superiores a 2, cuya imposibilidad Fermat aseguró haber probado, dio lugar a una apasionante historia que culminó con la prueba de Andrew Wiles, y que contribuyó a crear una de las ramas más fructíferas de las matemáticas.

Irracionalidad de 2

Una prueba de la irracionalidad de √2 se encuentra en la obra de Aristóteles, Analytica Priora, y apareció primero como la proposición 117 de los Elementos de Euclides. Si suponemos que √2 es racional, pentonces se podría escribir como una fracción irreducible a/b (es decir, a y b no tienen factores comunes). Entonces a2 / b2 = 2 y a2 = 2 b2, y a2 es par y por lo tanto a debe ser par también. Por lo tanto, existe un entero k tal que a = 2k. Si sustituimos a por 2k en la ecuación anterior, obtenemos  2 b2 = (2k)2 = 4k2, de modo que b2 = 2k2, de lo que se deduce que b también es par. Así, hemos llegado a una contradicción.

Hoy en día poseemos una clara división entre los diferentes tipos de números:

  • Naturales: 1, 2, 3,…
  • El cero, 0
  • Enteros negativos: -1, -2, -3, … (Digamos que el matemático y astrónomo indio Brahmagupta (598-670 d.C) fue el primero en referirse explícitamente a los número negativos, como solución de las ecuaciones (se refería a ellos como “deudas”, en contraposición de las “fortunas”, como denominaba a los número positivos).
  • Racionales o fraccionarios
  • Irracionales
    • Irracionales algebraicos, que son soluciones de las ecuaciones algebraicas, como ocurre con √2, solución de la ecuación x2 = 2.
    • Trascendentes.
  • Complejos (basados en la unidad imaginaria, solución de la ecuación x2 = – 1

Hipaso contribuyó sin duda a dar un avance importante al cuadro anterior.

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

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