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Archive for abril 2019

Blaise Pascal es famoso por su brillante trabajo fundacional en probabilidad, geometría e hidrostática, así como por sus reflexiones sobre la filosofía y la religión. El trabajo de Pascal en la matemática del juego, junto con el de Pierre de Fermat, sentó las bases de la teoría moderna de la probabilidad y la estadística y provocó un movimiento en Europa occidental hacia una sociedad «estocástica». Sus trabajos en el campo de la hidrostática fueron innovadores, proporcionando gran parte de la teoría detrás de la moderna tecnología hidráulica, mientras que sus esfuerzos en la apologética cristiana son notables por su claridad de pensamiento y comprensión de la naturaleza humana.

Pascal nació el 19 de junio de 1623 en Clermont (ahora Clermont-Ferrand) en la región francesa de Auvernia. Blaise fue el tercer hijo de Étienne Pascal, un matemático, quien educó a su único hijo. Antoinette Begon, su madre, murió cuando Pascal tenía solo tres años. Curiosamente, al joven Pascal no se le permitió estudiar matemática hasta los 12 años, cuando comenzó a leer los Elementos de Euclides de Alejandría. Sin embargo, incluso antes de este tiempo, el precoz niño estaba investigando la geometría por su cuenta.

Blaise acompañaría a su padre a las reuniones celebradas en París por Marin Mersenne, un sacerdote que promovió en gran medida la difusión y la comunicación de la matemática. En este contexto, Pascal desarrolló aún más sus habilidades matemáticas, siendo influenciado por el pensamiento de Girard Desargues. Pascal pronto se convirtió en el principal discípulo de Desargues en el estudio de la geometría, y en junio de 1639 descubrió el «hexagrama místico». Había encontrado que los lados opuestos de un hexágono inscritos en una sección cónica forman tres puntos que son colineales.

En diciembre de 1639 la familia Pascal se mudó a Rouen, donde Étienne logró un puesto como recaudador de impuestos. En 1640, Blaise publicó su primer trabajo, Ensayo sobre secciones cónicas, un resumen de un tratado sobre cónicas. Poco después, en 1642, comenzó un intento de mecanizar la suma y la resta para ayudar a su padre con sus cálculos contables. En 1645, Pascal había completado la construcción de la primera calculadora digital (aunque Wilhelm Schickard había diseñado un prototipo anterior en 1623 que no fue fabricado). El dispositivo, aunque no tuvo éxito financiero debido al costo de la construcción, era bastante similar a una calculadora mecánica de los años cuarenta.

Después de varios experimentos con la presión atmosférica, Pascal concluyó que a medida que la altitud aumenta, la presión del aire disminuye y que existe un vacío por encima de la atmósfera. Aunque cierto, estos hallazgos, publicados en 1647 como New Experiments Concerning Vacuums resultaron controvertidos en la comunidad científica, y hubo cierto debate sobre quién tenía prioridad en los descubrimientos, ya que varios científicos estaban investigando la hidrostática, que se define como el estudio de los fluidos en reposo y las presiones que ejercen, y el Treatise on the Equilibrium of Liquids de Pascal de 1654 dio una descripción rigurosa del tema. Este tratado demostró claramente los efectos del peso del aire, así como varias leyes de la hidrostática, incluida la ley de de la presión de Pascal. Este principio es la base de la prensa hidráulica, esencialmente un tipo de palanca. Su tratamiento dio una síntesis de conocimientos previos y nuevos trabajos, y presentó lúcidamente el concepto de presión.

El joven Pascal había estado interesado en la religión desde 1646, y cuando su padre murió en 1651 se volvió profundamente contemplativo sobre los asuntos espirituales. Sus ideas se publicaron más tarde en su obra filosófica Pensées de Monsieur Pascal sur la religion et surquelques autres sujets (Pensamientos de Monsieur Pascal sobre la religión y algunos otros temas) de 1670. Su trabajo sobre geometría proyectiva, el estudio matemático de la perspectiva, quedó plasmado en la obra The Generation of Conic Sections (1654). Sección cónica es el nombre de una curva obtenida al cortar un cono por un plano en ciertos ángulos. Este gran trabajo abordó la generación proyectiva de cónicas y sus propiedades, la definición del hexagrama místico y la teoría proyectiva de centros y diámetros. Además, su Treatise on the Arithmetical Triangle apareció en el mismo año, donde trata el llamado triángulo de Pascal, un triángulo de números en el que cada entrada se obtiene sumando las dos entradas que se encuentran arriba. Aunque no inventó el triángulo aritmético, su trabajo fue bastante influyente en el desarrollo del teorema binomial general.

En 1654, Pascal estaba trabajando en algunos problemas de juego con Fermat. Las dos preguntas principales que investigaron fueron: el problema de los dados, calcular la probabilidad de obtener un par de seises en un número dado de lanzamientos; y el problema de las apuestas, relacionado con cómo dividir el pozo de manera justa entre los jugadores si se interrumpe un juego de azar. Al formular este tipo de problemas, Pascal se convirtió en el padre fundador de la teoría occidental de la probabilidad. En los siglos siguientes, la cultura occidental se volvería cada vez más cuantitativa, abarcando un enfoque estocástico (es decir, relacionado con la probabilidad y la posibilidad) de los fenómenos. Se hizo evidente, después de estos humildes orígenes, que se podía obtener información confiable de eventos inciertos, siempre que se pudiera realizar y medir un gran número de ensayos repetidos. Pascal trabajó en un cálculo de probabilidades, utilizando el razonamiento inductivo para encontrar soluciones. Su trabajo sobre juegos parece haber afectado la visión de Pascal de la apologética cristiana (defensas retóricas o racionales de una creencia), ya que Pensées incluye la famosa «apuesta de Pascal»:

Si Dios no existe, uno no perderá nada creyendo en él, mientras que si existe, perderá todo al no creer.

De hecho, el enfoque de Pascal de la probabilidad prefigura la teoría moderna de la decisión, en la cual la elección está íntimamente relacionada con la probabilidad de eventos inciertos. Uno puede ver el método apologético de Pascal como un problema clásico en la teoría de la decisión.

Pascal sufrió durante mucho tiempo de mala salud (indigestión y dolores de cabeza constantes), estuvo enfermo durante su juventud y se temía que no tuviera mucho tiempo para vivir. En 1654 fue arrastrado más profundamente por las preocupaciones religiosas; en la noche del 23 de noviembre, designado como su «noche de fuego», experimentó una segunda conversión al cristianismo; a partir de este momento, se apartaría de la ciencia y la matemática para adentrarse  de lleno en la religión y la epistemología (el estudio del conocimiento y las estructuras de creencias). En 1656 y 1657 compuso sus Lettres provinciales (Cartas provinciales), una polémica jansenista contra los jesuitas. Fueron publicadas de forma anónima, y se dice que su rigor de pensamiento y claridad de presentación causaron una herida al jesuitismo de la que nunca se recuperó. Su defensa del cristianismo a los incrédulos, formulada en Pensées, fue escrita en este momento.

Animado incluso por sus amigos jansenistas, Pascal hizo un trabajo final en matemática. En 1657 preparó los Elementos de Geometría, que desafortunadamente no fue completado. Su último trabajo en 1658 y 1659 fue sobre la cicloide, una curva trazada por la trayectoria de un punto marcado en la circunferencia de un círculo rodante. En sus investigaciones de esta curva, desarrolló la «teoría de los indivisibles», siendo un precursor del cálculo integral que pronto formularon Sir Isaac Newton y Gottfried Leibniz, Pascal consideró problemas tales como calcular áreas bajo curvas, y centros de gravedad para superficies y volúmenes debajo de superficies de revolución (la superficie obtenida al girar una curva alrededor de un eje fijo). Curiosamente, parece que este trabajo se desarrolló a lo largo de varios concursos matemáticos públicos, en los que Pascal planteó problemas de cálculo a la comunidad.

En 1659, Pascal cayó gravemente enfermo y buscó la soledad, dedicándose a obras de caridad. Su último proyecto fue el desarrollo de un proyecto de transporte público en París que involucraba carruajes tirados por caballos. Murió a los 39 años con gran dolor, el 19 de agosto de 1662, en París. Por sus contribuciones a la matemática, así como a la física y la religión, Pascal se ubica como uno de los intelectos más grandes de Occidente. Parece que su alma estaba dividida entre el orgullo por sus habilidades y logros intelectuales y la abnegación de una austera marca agustiniana, pero tal vez fue esta misma tensión la que produjo un trabajo tan brillante. Aunque algunos matemáticos pueden exceder a Pascal en términos de originalidad, profundidad o volumen, la sistematización de gran parte de la ciencia y la matemática de Pascal debe llamar la atención y ser motivo de admiración.

 


Fuente bibliográfica:

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

 

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Pappus de Alejandría es el último de los grandes matemáticos griegos. Se le conoce principalmente por considerar ciertas preguntas geométricas que florecieron en el campo de la geometría proyectiva. Prácticamente nada se sabe de su vida personal. 

Pappus nació aproximadamente en el año 290 en Alejandría, Egipto. Las fuentes antiguas que describen las fechas de su actividad están en conflicto, pero el consenso de los estudiosos indica que estuvo activo desde 284 hasta 305, durante el reinado del emperador Diocleciano. Sin embargo, esto también puede ser demasiado temprano, ya que ahora se sabe que el Almagesto de Pappus se escribió después del año 320. Se calcula que su muerte ocurrió alrededor del 350 en Alejandría.

Al parecer, Pappus vivió en Alejandría toda su vida. Tenía una familia, ya que dedica uno de sus libros a su hijo Hermodorus. También habla sobre su amigo filósofo Heirius, y parece que Pappus dirigió una escuela en Alejandría.

El principal trabajo de Pappus sobre geometría se llama Colección matemática y se cree que fue escrito alrededor del año 340. Un manual de geometría diseñado para reavivar el interés en las obras clásicas, este volumen se divide en varios libros. El libro I, sobre aritmética está perdido, y el libro II trata la notación de Apolonio de Perga para expresar grandes números. El libro II analiza los medios armónicos, geométricos y aritméticos y las construcciones que los acompañan, así como algunas paradojas geométricas. En el Libro IV, Pappus trata algunas curvas especiales, como la espiral y la cuadratriz. Divide problemas geométricos en problemas planos, sólidos y lineales. El libro V describe la construcción de panales por abejas y la optimalidad del círculo para encerrar el área máxima con un perímetro mínimo. Revisa los 13 sólidos semirregulares de Arquímedes de Siracusa y demuestra los resultados que relacionan el área de la superficie y el volumen para varios tipos de sólidos. El libro VI considera el campo de la astronomía, repasando las obras de Euclides de Alejandría, Eratóstenes de Cirene y Apolonio.

El libro VII contiene el «Tesoro del análisis», en el que Pappus expone el método de análisis y síntesis que se encuentra en las obras clásicas de Euclides y otros. Describe el análisis como un desglose de un problema en problemas más simples y relacionados; estos luego se sintetizan en la solución final. Este método de pensamiento fue distintivamente griego, y más tarde fue dominado por los matemáticos europeos que estudiaron los clásicos. Pappus también presenta el llamado problema de Pappus, que ha influido enormemente en la evolución de la geometría; René Descartes y Sir Isaac Newton, analizaron más adelante este tema de la geometría. El libro VIII trata la mecánica, que Pappus define como el estudio del movimiento y la fuerza. El trabajo en su conjunto demuestra el dominio de Pappus de muchas ciencias matemáticas, y su exposición es bastante buena.

Además de su Colección matemática, Pappus escribió varios comentarios de calidad variable, incluidos aquellos sobre el Almagesto de Claudio Ptolomeo y los Elementos de Euclides. Pappus también escribió un trabajo sobre geografía, y bien pudo haber escrito sobre música e hidrostática, pero las fuentes originales no han sobrevivido. 

Pappus fue influyente en los matemáticos europeos posteriores, ya que dio una visión perspicaz de todas las obras matemáticas griegas más antiguas. Después de leer a Pappus, un matemático podría rastrear las fuentes originales de grandes matemáticos como Euclides y Arquímedes. Sus propios descubrimientos matemáticos parecen limitados, aunque el problema de Pappus puede verse como la base de la geometría proyectiva.

 


Fuente bibliográfica:

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

 

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Nicole Oresme fue un excelente académico que propuso varias ideas, en una forma primitiva, siglos antes que las personas a quienes generalmente se les acredita. En particular, fue un predecesor de René Descartes en su representación gráfica de las relaciones funcionales. 

Oresme nació en 1323 en Allemagne, Francia. No hay información sobre su vida temprana, pero se sabe que era de ascendencia normanda. Asistió a la Universidad de París en la década de 1340, estudiando artes con el filósofo Jean Buridan. Este maestro alentó los intereses de Oresme en la filosofía natural y lo empujó a cuestionar las ideas de Aristóteles.

Oresme se licenció en teología en el Colegio de Navarra en 1348, y se convirtió en máster en teología en 1355. Esto le llevó a ser nombrado gran maestro del Colegio de Navarra en 1356. Durante este tiempo se hizo amigo del futuro rey Carlos V. Esta amistad nació de intereses intelectuales similares y continuó a lo largo de sus vidas.

Oresme asumió posiciones religiosas cada vez más prestigiosas, que culminaron con su nombramiento como capellán real del rey en 1364. Desde 1370 en adelante residió en París y se dedicó a asesorar al rey y traducir al francés varias de las obras de Aristóteles. Oresme desafió algunas de las nociones veneradas de Aristóteles, redefiniendo el tiempo y el espacio en términos más cercanos a lo que se acepta hoy.

Oresme contribuyó a la matemática a través de la invención de un tipo de geometría de coordenadas que trazaba la relación entre una tabla de valores de a pares (como las variables independientes y dependientes de una función) y una gráfica bidimensional. Este concepto anticipa la geometría analítica más sofisticada de Descartes en tres siglos; es probable que Descartes haya estado familiarizado con el ampliamente leído Tractatus de configurationibus qualitatum et motuum de Oresme.

Oresme también fue el primer matemático en usar el exponente fraccionario (aunque en una notación diferente), e hizo investigaciones primitivas en series infinitas. Él planteó la pregunta de si la razón de períodos de dos cuerpos celestes podría ser un número irracional. Esta cuestión bastante profunda de las periodicidades irracionales ha sido explorada en los estudios dinámicos no lineales del siglo XX. Además de estos descubrimientos matemáticos, Oresme también hizo esbozó pensamientos (aunque no formuló una teoría por completo) sobre problemas científicos, proponiendo la ley de la caída libre, la rotación de la Tierra y la teoría estructural de los compuestos químicos. Después de ser nombrado obispo en 1377, murió el 11 de julio de 1382 en Lisieux, Francia.

Oresme fue un excelente erudito del siglo XIV que realizó varios avances científicos y filosóficos innovadores. En matemática, inventó la geometría de coordenadas, que fue un paso hacia la teoría completa de la geometría analítica popularizada en el siglo XVII. Sus ampliamente leídas obras probablemente influyeron en matemáticos posteriores.

 


Fuente bibliográfica:

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

 

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