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Archive for agosto 2018

James Gregory, uno de los matemáticos más grandes del siglo XVII, también fue uno de los menos conocidos, en gran parte debido a su propio aislamiento. De hecho, su trabajo sobre los fundamentos del cálculo, llevado a cabo de forma independiente y simultánea con Sir Isaac Newton, no fue reconocido hasta siglos después de su muerte; y en muchas otras áreas de la matemática, como la teoría de números, las ecuaciones algebraicas, la integración y las ecuaciones diferenciales, Gregory anticipó significativamente los descubrimientos de los matemáticos posteriores. 

James Gregory nació en noviembre de 1638 en Drumoak, Escocia, hijo de John Gregory, un clérigo que aprendió teología, y Janet Anderson, cuyo hermano fue alumno de Francois Viète. Gregory era el hijo más joven y tenía dos hermanos mayores, Alexander y David. Su madre, que era intelectualmente talentosa, educó a Gregory. Después de la muerte de su padre en 1651, su hermano David supervisó su instrucción matemática. Esto implicó leer los Elementos de Euclides de Alejandría, que James encontró bastante fácil. 

Gregory cursó estudios superiores en Marischal College en Aberdeen. Su salud era pobre, y sufría de fiebre cuaternaria cuando aún era joven. Mientras estaba en la escuela, Gregory se interesó en los telescopios y completó su primer libro, Optica Promota. Este trabajo describió un telescopio reflectante (una invención novedosa que aumentó el poder del telescopio) y las ecuaciones matemáticas de la reflexión. El libro cubre astronomía matemática a través de varios postulados y teoremas. En 1663, Gregory viajó a Londres y pudo publicar su libro; su telescopio fue construido por Robert Hooke unos 10 años después. 

En 1664 Gregory viajó a Italia para continuar sus estudios matemáticos. Pasó gran parte de su tiempo en la Universidad de Padua con el matemático Stefano Angeli; allí Gregory aplicó series infinitas al cálculo de las áreas del círculo y la hipérbola. Gregory también aprendió el método de las tangentes (el predecesor de la teoría de la diferenciación) e hizo tales descubrimientos en el cálculo inicial como para ganarse el derecho del descubrimiento. De hecho, su trabajo inicial sobre cálculo reflejó los trabajos de Newton, aunque ninguno de los matemáticos conocía el trabajo del otro. Ciertamente, Gregory no recibió ningún crédito por sus descubrimientos durante su propia vida, ya que era solitario y no estaba dispuesto a diseminar su conocimiento. A modo de ejemplo, en Vera circuli et hyperbolae quadratura (1667), Gregory sienta las bases para la geometría infinitesimal. La tesis de este documento era que los números pi y e son trascendentales, un concepto que pocos matemáticos de la época incluso captaron. Aunque defectuoso, los argumentos de Gregory incluyeron una variedad asombrosa de ideas, tales como la convergencia, las funciones algebraicas y las iteraciones. 

Su Geometriae pars universalis (1668), un primer intento de un libro de texto de cálculo, mostró claramente que la diferenciación y la integración son operaciones inversas. Después de concluir su trabajo en Padua, Gregory regresó a Londres en 1668 y se vio involucrado en una disputa con Christiaan Huygens. Este último había recibido la Geometriae pars universalis de Gregory para su revisión, y acusó a Gregory de haber robado algunas de sus propias ideas. En retrospectiva, esto era imposible, pero no obstante agrió las relaciones entre los dos matemáticos y fomentó la renuencia de Gregory a publicar. 

Durante el verano de este año, Gregory obtuvo la serie infinita para las funciones trigonométricas y encontró la antiderivada de la función secante, resolviendo un problema en el ámbito de la navegación. En las reuniones de la Royal Society, en  la que fue elegido fellow en 1668, Gregory discutió temas científicos como astronomía, gravitación y mecánica. Mediante la intervención de otro compañero, Carlos II fue persuadido para crear la silla Regius en la Universidad St. Andrews para Gregory, a fin de facilitar su investigación matemática continua. 

Gregory asumió el cargo, y en 1669 se casó con Mary Jamesome y tuvieron dos hijas. La enseñanza de Gregory no fue bien recibida, en parte porque los estudiantes no estaban bien preparados. El estilo educativo de St. Andrews se centraba en los clásicos y ponía poco énfasis en los desarrollos actuales en ciencia y matemática. Más tarde, la facultad se rebeló contra él, alegando que sus enseñanzas matemáticas tenían un impacto negativo en sus propios cursos; su salario incluso fue retenido. 

Mientras tanto, Gregory continuó su propia investigación. Al conocer el trabajo de Isaac Barrow, pudo extenderlo y desarrollar en gran medida los fundamentos del cálculo; por ejemplo, descubrió el teorema de Taylor mucho antes que Brook Taylor. Cuando Gregory se dio cuenta del trabajo que Newton estaba haciendo en cálculo, postergó sus propias publicaciones para evitar otra desagradable disputa. También descubrió la refracción de la luz, pero no buscó más investigación sobre este tema, de nuevo en deferencia a Newton. Gregory también estuvo involucrado en astronomía, y se embarcó  personalmente en una colecta para construir un observatorio en St. Andrews en 1673. Las relaciones con la facultad de St. Andrews se habían vuelto tan odiosas que se fue a la Universidad de Edimburgo en 1674, tomando la cátedra de matemática allí. 

Gregory mantuvo su puesto durante solo un año antes de morir de un derrame cerebral en octubre de 1675 en Edimburgo. Tenía solo 36 años. Su último año fue especialmente productivo, ya que Gregory hizo incursiones en ecuaciones diofánticas. Antes de muchos otros matemáticos, comenzó a darse cuenta de que la ecuación de quinto grado no admitía soluciones racionales; Niels Henrik Abel probaría esto más de un siglo después. Gregory es un personaje fascinante, ya que sus enormes contribuciones a la ciencia y a la matemática pasaron inadvertidas hasta principios del siglo XX, cuando se revelaron sus verdaderas contribuciones. Además de ser codescubridor del cálculo y la geometría infinitesimal, Gregory desarrolló pruebas de convergencia (como la prueba de la razón de Augustin-Louis Cauchy), definió la integral de Riemann, desarrolló una teoría de ecuaciones diferenciales que permitía singularidades e intentó establecer la trascendencia de pi. Como vemos, Gregory estaba muy por delante de la mayoría de sus contemporáneos; sin embargo, su influencia fue insignificante debido a la oscuridad de su vida y su renuencia a publicar.

 


Fuente bibliográfica:

  • McElroy, Tucker (2005) A to Z of Mathematicians. Facts On File, Inc.
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Una de las teorías científicas más notables del siglo XIX -la teoría matemática de la electricidad- fue desarrollada en gran medida por un molinero autodidacta, George Green. Sus contribuciones fueron sobresalientes, pero Green se dio poca cuenta de su importancia, y gran parte de su vida está envuelta en la oscuridad. 

George Green nació en julio de 1793 en Sneinton, Inglaterra. Se desconoce su cumpleaños exacto, pero fue bautizado el 14 de julio de 1793. Fue considerado después de su padre como un próspero panadero. La madre de Green era Sarah Butler, quien ayudó al padre de Green a comprar su propia panadería en Nottingham. Green tenía una hermana, Ann, que era dos años más joven. 

Green recibió muy poca educación. Cuando tenía nueve años, fue enviado a la escuela de Robert Goodacre durante dos años, donde se interesó por primera vez en la matemática. Se desconoce cómo Green se interesó por la matemática, pero se dedicó al tema vigorosamente, hasta que superó a Goodacre. A lo largo de su vida, Green continuó estudiando matemática en sus momentos libres. 

En 1802 Green dejó la escuela para trabajar en el negocio de su padre, que se volvió bastante exitoso a lo largo de los años. El padre de Green compró un pedazo de tierra en 1807, y allí construyó un molino; este estaba destinado a convertirse en el estudio privado de Green. En 1817 se construyó una casa junto al molino, y la familia de Green se mudó allí. Green continuó sus propias investigaciones matemáticas en sus momentos libres lejos del trabajo.  

Green tenía poco acceso a la matemática de  su tiempo y no podía mantenerse al tanto de los desarrollos franceses. Sin embargo, mostró familiaridad con la matemática contemporánes en sus obras posteriores, y se formula la hipótesis de que el graduado de Cambridge de nombre John Toplis lo instruyó. En cualquier caso, Green adquirió gran familiaridad con las matemáticas británica y francesa, y dominó el cálculo y las ecuaciones diferenciales. Mientras tanto, Green tuvo varios hijos de Jane Smith, la hija del gerente de la fábrica; conoció a Smith en algún momento antes de 1823. En este año también obtuvo acceso a las transacciones de la Royal Society, lo que aumentó sus recursos. 

Los siguientes años fueron difíciles: sus padres murieron y nacieron dos hijas. A pesar de las numerosas perturbaciones, Green logró estudiar matemática en el último piso del molino, y en 1828 publicó An Essay on the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Electricity and Magnetism. Este fue sin duda uno de los trabajos matemáticos más importantes, ya que dotó a la electricidad de una teoría matemática: su trabajo introdujo la función potencial, demostró la relación entre las integrales de área de superficie y las integrales de volumen (conocida como la fórmula de Green) y definió la importante «Función de Green»  tan omnipresente en la teoría de ecuaciones diferenciales. Esta monumental obra fue poco apreciada por su audiencia local, pero un lector llamado Sir Edward Bromhead animó a Green a perseguir sus dones matemáticos. 

Como resultado de la amistad con Bromhead, Green conoció a varios matemáticos, incluido Charles Babbage. Desde 1830 Green publicó tres documentos adicionales de gran valor, que tratan los temas de electricidad e hidrodinámica. Según el consejo de Bromhead, Green dejó su fábrica en 1833 para inscribirse en Cambridge como estudiante universitario. Green se destacó en matemática, pero tuvo dificultades en sus otras asignaturas debido a su pobre educación. Sin embargo, se graduó cuarto en su clase en 1837, y luego se quedó en Cambridge, llevando a cabo su propia investigación. Obtuvo una beca Perse en 1839 a pesar del requisito que requería soltería, pero pudo sortearlo ya que Green no estaba legalmente casado. Sin embargo, tuvo siete hijos con Jane Smith. 

Green produjo artículos sobre hidrodinámica, óptica y refracción del sonido, tales como Mathematical Investigations Concerning the Laws of the Equilibrium of Fluids Analagous to the Electric Fluid (1833) y On the Determination of the Interior and Exterior Attractions of Ellipsoids of Varying Densities (1835). En 1840 enfermó y regresó a Nottingham para recuperarse. Green hizo su testamento (su patrimonio fue a parar a su familia) y murió el 31 de mayo de 1841 en Nottingham. 

La importancia del trabajo de Green apenas fue comprendido (ni por él ni por sus contemporáneos) durante su propia vida. Unos años más tarde, en 1850, las obras de Green fueron republicadas por William Thomson, un evento de gran interés para Joseph Liouville. A través de James Clerk Maxwell y otros, la teoría de la electricidad de Green estaría completamente desarrollada a fines del siglo XX. Por lo tanto, el trabajo de Green llegó a ser muy influyente para la ciencia. Pero Green es mejor conocido hoy en día por el teorema de Green y la función de Green, que son muy importantes en la teoría de las ecuaciones diferenciales.

 


Fuente bibliográfica:

  • McElroy, Tucker (2005) A to Z of Mathematicians. Facts On File, Inc.

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Hermann Grassmann hizo contribuciones sustanciales al álgebra y la geometría durante el siglo XIX. Sus ideas eran tan avanzadas que muchos de sus colegas no reconocieron sus méritos, pero las generaciones posteriores rápidamente gravitaron hacia el trabajo sumamente abstracto y hermoso de Grassmann. 

Hermann Günter Grassmann nació el 15 de abril de 1809 en Stettin, una ciudad de Prusia, aunque ahora se encuentra en Polonia. Grassmann enseñó en la escuela secundaria en Stettin durante la mayor parte de su vida; comenzó a enseñar en 1831 y continuó hasta su muerte, a excepción de un breve período (1834-1836) en Berlín. Mientras enseñaba, pudo dedicar parte de su tiempo a la investigación personal en álgebra y geometría. 

Grassmann es bien conocido por su desarrollo del cálculo vectorial, pero su trabajo más importante fue su Die lineale Ausdehnungslehre (Teoría de la extensión lineal)  de 1844. Este libro desarrolló un álgebra abstracta, un conjunto con ciertas reglas de operaciones aritméticas que definen cómo interactúan los símbolos en el conjunto, donde los símbolos eran objetos geométricos, como puntos, líneas y planos. Su álgebra dio ciertas reglas para las interacciones de estas cosas. Grassmann también estudió los subespacios de un espacio geométrico dado y desarrolló un cierto tipo de variedad algebraica que luego se llamó variedad grassmanniana. 

Grassmann también inventó el concepto de álgebra exterior, otro tipo de álgebra con un producto especial llamado producto exterior. Esta estructura abstracta estaba relacionada con los cuaterniones de Sir William Rowan Hamilton, y luego fue desarrollada por William Clifford en una herramienta que ha sido bastante útil en mecánica cuántica. El álgebra exterior es un importante objeto de estudio en la geometría diferencial moderna. Las ideas de Grassmann estaban bastante avanzadas para su época, y fueron aceptadas lentamente; esto llevó a la frustración de Grassmann, quien en sus últimos años se apartó de la matemática para estudiar sánscrito. (Su diccionario de sánscrito todavía se usa hoy en día.) Además de su trabajo matemático, Grassmann también contribuyó a la literatura en las áreas de la acústica, la  electricidad y la botánica. 

Grassmann murió el 26 de septiembre de 1877, en Stettin. Aunque decepcionado por la falta de aceptación de sus brillantes ideas, Grassmann alcanzó fama más adelante. A fines del siglo XIX, más geómetras comenzaron a descubrir su obra; Élie-Joseph Cartan se inspiró para estudiar las formas diferenciales, que son importantes para la geometría diferencial. Hoy, Grassmann es visto como un colaborador temprano en el campo en ciernes de la geometría algebraica.

 


Fuente bibliográfica:

  • McElroy, Tucker (2005) A to Z of Mathematicians. Facts On File, Inc.

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