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Archive for 31 mayo 2019

Pocos matemáticos pueden compararse con Bernhard Riemann en términos de creatividad y profundidad de conocimiento. No solo encontró la nueva disciplina de la geometría riemanniana que se volvería tan importante para la teoría de la relatividad general un siglo más tarde, sino que también avanzó significativamente en otros campos de la matemática, incluido el análisis complejo, la teoría de funciones elípticas, las ecuaciones diferenciales y la teoría de la integración y topología. Es quizás más famoso por descubrir la función zeta de Riemann, que es importante para la teoría analítica de números. Como las de muchos genios, las ideas de Riemann eran tan avanzadas que pocos podían aceptarlas inmediatamente; después de su temprana muerte, el impacto de su investigación comenzó a apreciarse.

Georg Friedrich Bernhard Riemann nació el 17 de septiembre de 1826 en Breselenz, Alemania. Su madre fue Charlotte Ebell, y su padre Friedrich Bernhard Riemann. Riemann mantuvo una estrecha relación con su padre, un ministro luterano, durante toda su vida. Fue el segundo de seis hijos. Su padre lo educó personalmente hasta que tenía 10 años, y en 1842 el niño ingresó en el Johanneum Gymnasium en Lüneburg. Era un buen alumno, pero aún no mostraba un talento extraordinario en la matemática. Aunque sus estudios principales fueron clásicos y teológicos, se interesó por la matemática después de devorar rápidamente un libro de teoría de números de Adrien-Marie Legendre.

En 1846, Riemann se matriculó en la Universidad de Göttingen, donde siguió estudiando matemática. Aunque Carl Friedrich Gauss enseñaba allí en ese momento, no reconoció el talento de Riemann, al igual que algunos de sus otros maestros. Al año siguiente, Riemann se trasladó a la Universidad de Berlín, donde pudo estudiar con Carl Jacobi y Peter Lejeune Dirichlet; este último fue especialmente influyente en Riemann, quien adoptó su enfoque intuitivo y no computacional para las ideas matemáticas. Gran parte del trabajo de Riemann carecía del rigor preciso común en ese momento: centró sus energías en desarrollar conceptos y marcos correctos para comprender la matemática. Durante este tiempo formuló los principios básicos de su teoría de variables complejas.

Riemann regresó a Göttingen en 1849 para un trabajo de doctorado, y presentó su tesis, dirigida bajo la supervisión de Gauss, en 1851. Este trabajo presenta los objetos geométricos que se conocieron como superficies de Riemann. Fue influenciado por ideas de la física y la topología, y aplicó estas técnicas en su análisis de estas superficies, basándose en la teoría más básica de las variables complejas de Augustin-Louis Cauchy. Algunos de sus resultados se probaron utilizando una técnica variacional conocida como principio de Dirichlet (Riemann atribuyó el método a Dirichlet, aunque Gauss y otros lo habían desarrollado anteriormente). Esta tesis fue sorprendente por su originalidad, incluso el soberano Gauss quedó impresionado.

Para su trabajo postdoctoral, Riemann comenzó a investigar la representación de funciones en términos de una base de funciones trigonométricas (análisis de Fourier); en el curso de su investigación, desarrolló una rigurosa teoría de la integración, construyendo lo que más tarde se conocería como la integral de Riemann de una función. Estaba trabajando en Göttingen, y Gauss le exigió que diera una conferencia sobre geometría para completar su beca; la conferencia de Riemann sobre geometría más tarde se hizo muy famosa, ya que estableció los principios básicos y las ideas claves detrás de la teoría de la geometría diferencial. Esta conferencia de 1854 desarrolló conceptos generales de espacio, dimensión, líneas rectas, métricas, ángulos y lugares tangentes para superficies curvas. El resultado de esta exposición notablemente original fue el establecimiento de la geometría diferencial como un campo importante de investigación matemática (hubo trabajos anteriores sobre geometría diferencial, pero Riemann plantó las ideas principales que continuarían guiando el tema a lo largo del próximo siglo), que luego resultó tener una aplicación notable a la teoría general de la relatividad: Albert Einstein, a principios del siglo XX, describió la fuerza de la gravedad como esencialmente una curvatura del espacio, y la teoría geométrica de Riemann fue la base matemática perfecta para esta importante nueva rama de la física.

Esta conferencia probó el concepto fundamental de espacio con una profundidad notable, y pocos científicos y matemáticos pudieron apreciar el genio extraordinario del pensamiento penetrante de Riemann; quizás solo Gauss fue capaz de comprender verdaderamente el significado del nuevo paradigma. Riemann luego pasó a la teoría de las ecuaciones diferenciales parciales, tema sobre el que dio un curso con poca asistencia. Obtuvo una cátedra en Göttingen en 1857, el mismo año en que publicó la teoría de las funciones abelianas. Este trabajo investiga más a fondo las propiedades topológicas de las superficies de Riemann, así como los llamados problemas de inversión. Aunque otros matemáticos, incluido Karl Weierstrass, trabajaban en esta área, el trabajo de Riemann fue tan amplio que se convirtió en un pensador destacado en esta rama de la matemática. Riemann utilizó nuevamente el principio de Dirichlet para sus resultados, y Weierstrass declaró que no era válido para las aplicaciones de Riemann. La búsqueda de una prueba alternativa durante las siguientes décadas condujo a varios otros desarrollos algebraicos fructíferos; David Hilbert finalmente dio la formulación correcta y la prueba de los resultados de Riemann a finales de siglo. Como resultado de la correcta crítica de Weierstrass, muchos matemáticos abandonaron las teorías desarrolladas por Riemann, quien sostuvo que eran ciertas.

En 1858, Riemann recibió la visita de Enrico Betti, quien importó las ideas topológicas de Riemann a su propio trabajo. El año siguiente murió Dirichlet, y Riemann lo reemplazó como presidente de matemática en Göttingen; también fue elegido para la Academia de Ciencias de Berlín a través de las fuertes recomendaciones de Ernst Eduard Kummer y Weierstrass. La siguiente área de investigación de Riemann fue la teoría de números: exploró la función zeta, ya definida por Leonhard Euler, extendiéndola primero al plano complejo. Esta función zeta da la suma de varias series infinitas y ya se sabía que estaba relacionada con el conjunto de números primos. El trabajo de Riemann amplió enormemente el conocimiento de esta función, así como sus aplicaciones; la famosa hipótesis de Riemann, que sigue sin resolverse hoy en día, establece que todas las raíces no triviales de la función zeta se encuentran en la línea en el plano complejo definida por los números complejos cuya parte real es igual a un medio. Esta extraña conjetura ha sido ampliamente verificada numéricamente, pero una prueba completa ha escapado a los esfuerzos concertados de cientos de matemáticos. La función zeta tiene varias aplicaciones para la teoría numérica analítica, como estimar el número de primos menores que un entero dado.

Riemann sufrió de mala salud durante toda su vida. Su constitución débil más tarde impediría su investigación y le quitaría la vida prematuramente. Se casó con Elise Koch en 1862, pero poco después contrajo un resfriado y luego desarrolló tuberculosis. Pasó gran parte de su tiempo en los próximos años en el extranjero, en Italia, con la esperanza de que el clima más suave alivie su enfermedad. Regresó a Göttingen en 1865, y su salud declinó rápidamente a partir de entonces; viajó a Italia en 1866 nuevamente por razones de salud, pero no se recuperó. Murió el 20 de julio de 1866 en Selasca, Italia.

Riemann fue fácilmente uno de los matemáticos más influyentes y creativos del siglo XIX y, de hecho, de toda la historia. Afectó de manera significativa la geometría y el análisis complejo sobre todo, proporcionando esencialmente el marco a través del cual se estudian estos temas hoy. Y las preguntas y los problemas profundos que abordó en el campo de la geometría son extremadamente relevantes para las concepciones modernas del universo físico. Su trabajo en teoría de números ha estimulado un esfuerzo de investigación sin igual: la investigación de la función zeta de Riemann debe ser uno de los campos de actividad matemática más concurridos. Gauss estaría de acuerdo en que Riemann fue sin duda uno de los mejores matemáticos que este mundo ha visto.

En Septiembre del año pasado (2018) ocurrió un hecho de gran trascendencia en Heidelberg Laureate Forum. El matemático Michael Atiyah (1929-2019) anunciaba haber demostrado finalmente la Hipótesis de Riemann. Su conferencia fue vista por decenas de miles de personas por internet y numerosos ciudadanos mostraron su entusiasmo en Twitter, alabando al octogenario experto: “Los héroes a veces no llevan capa”.

 


Fuente bibliográfica:

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

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Georg Rheticus es conocido principalmente por sus tablas trigonométricas, siendo uno de los primeros europeos en producir tal herramienta. Era un hombre intenso y ocupado que promovió la causa de la matemática en Europa en un momento en que había poca actividad intelectual.

Rheticus nació el 16 de febrero de 1514 en Feldkirch, Austria. Su padre se llamaba Georg Iserin y su madre era Thomasina de Porris. El padre de Rheticus era el médico de la ciudad, así como funcionario del gobierno. Cuando Rheticus tenía solo 14 años, su padre fue juzgado y ejecutado por el delito de brujería en 1528. Como consecuencia de la sentencia, a Rheticus no se le permitió usar el nombre de su padre; en cambio, tomó el apellido de soltera de su madre y lo tradujo del italiano al alemán, lo que dio como resultado “von Lauchen”. Más tarde añadió el nombre “Rheticus”, que se refería a la provincia romana de Rhaetia. en la que había nacido.

El padre de Rheticus fue sucedido por Achilles Masser como médico de la ciudad, y este hombre apoyó los estudios adicionales de Rheticus. Estudió en Zurich desde 1528 a 1531 después de terminar su educación latina clásica en Feldkirch. Ingresó en la Universidad de Wittenberg en 1533 y se graduó con una maestría en 1536. En este punto, Rheticus obtuvo un lugar para dar una conferencia en la Universidad de Wittenberg con la ayuda de Philipp Melanchthon, un amigo de Martín Lutero que reorganizó el sistema educativo de Alemania. Rheticus primero enseñó matemática y astronomía en Wittenberg. En 1538 viajó por un año, visitando a varios otros eruditos, y en 1539 viajó a Frauenberg, donde pasó los siguientes dos años estudiando con Copérnico. Esta fue una amistad valiosa para Rheticus, quien devoró con entusiasmo el conocimiento astronómico y matemático del venerable Copérnico. En 1539, Rheticus también visitó Danzig y obtuvo fondos para la publicación del libro de Copérnico Narratio Prima. Este fue esencialmente un trabajo escrito por Rheticus, que contiene una presentación matemática de la investigación de Copérnico.

Rheticus también obtuvo permiso en 1541 para publicar otra de las obras de Copérnico (De Revolutionibis) a través de un interesante obsequio al duque de Prusia: un mapa de Prusia y un dispositivo que podía determinar la hora del día (un prototipo del reloj). El duque también solicitó que Rheticus regresara a su puesto en Wittenberg, y Rheticus fue elegido decano de la facultad de artes. En el mismo año publicó las tablas trigonométricas de De Revolutionibis, complementadas con sus propios cálculos. Esta fue la primera tabla de este tipo en Europa, y la utilidad de este conocimiento ha ayudado a asegurar la posición de Rheticus en la historia.

Melanchthon ayudó nuevamente a Rheticus a obtener un puesto en la Universidad de Leipzig en 1542 como profesor de matemáticas superiores. Después de tres años, Rheticus comenzó otro período de viaje, visitando a Girolamo Cardano en Italia, así como a Feldkirch. Su salud física se deterioró en 1547 en Lindau, y también sufrió problemas mentales. Una vez que se recuperó, se fue a Zurich para estudiar medicina. Cuando finalmente regresó a Leipzig en 1548, fue nombrado miembro de la facultad de teología.

Rheticus fue muy productivo durante estos años, no solo en el área de la matemática; por ejemplo, produjo un calendario para 1550 y 1551. Pronto se vio envuelto en un escándalo en Leipzig: fue acusado de tener una relación homosexual con uno de sus estudiantes, y Rheticus decidió huir en lugar de defenderse. Como resultado, sus amigos (como Melanchthon) lo abandonaron, y fue sentenciado a 101 años de exilio. Mientras tanto llegó a Praga, donde continuó sus estudios de medicina. Utilizó su conocimiento de la medicina principalmente para tratar a pacientes en lugar de realizar una investigación original.

A Rheticus se le ofreció un puesto como profesor de matemática en la Universidad de Viena, pero en lugar de eso se mudó a Cracovia en 1554, donde se estableció como médico. Permaneció allí durante los próximos 20 años, continuando su investigación matemática, utilizando sus tablas trigonométricas para realizar estudios adicionales sobre astronomía y alquimia. Obtuvo fondos para sus proyectos del emperador Maximiliano II y empleó a seis asistentes de investigación. El trabajo más importante sobre trigonometría, el Opus Palatinum de triangulis  describe el uso de las seis funciones trigonométricas principales: seno, coseno, tangente, cotangente, secante y cosecante. Se publicaron más tablas trigonométricas para estas funciones en 1596, años después de su muerte.

Rheticus murió el 4 de diciembre de 1574 en Kassa, Hungría. Además del trabajo matemático sobre tablas trigonométricas, también completó un libro sobre la creación de mapas, así como sobre el diseño de varios instrumentos de navegación, como las brújulas marinas. Fue un intelectual de amplios intereses que viajó ampliamente para promover sus diversas inclinaciones académicas; sus investigaciones se caracterizaron por una vitalidad y energía poco comunes. Desde la perspectiva de la matemática, es una figura importante por sus tablas trigonométricas, que fueron extremadamente útiles para propósitos vinculados a la astronomía y otras ciencias.

 


Fuente bibliográfica:

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

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El siglo XV fue un tiempo lento para la matemática en Europa, durante el cual el conocimiento de la trigonometría se amplió gradualmente. Parte de este desarrollo fue motivado por la navegación y la astronomía, dos ciencias que utilizaron en gran medida la trigonometría. Un siglo antes de que se introdujeran las tablas trigonométricas de Georg Rheticus, Johann Regiomontanus introdujo métodos trigonométricos que podrían usarse para formar predicciones astronómicas precisas.

Johann Müller Regiomontanus nació el 6 de junio de 1436 en Königsberg, Alemania. Su apellido es la traducción latina de su ciudad natal, Königsberg, que significa “montaña del rey”. Regiomontanus estudió con Georg Peurbach, profesor de astronomía, en la Universidad de Viena. No se sabe cuándo terminó sus estudios, pero en 1461 fue nombrado para ocupar el puesto de Peurbach después de la muerte de éste. En 1468 Regiomontanus se convirtió en el astrónomo real del rey Matías Corvino de Hungría.

Regiomontanus fue un excelente erudito que tradujo y publicó muchos documentos. Adelantó el conocimiento de la trigonometría en Europa al proporcionar un método sistemático para resolver triángulos. Esta teoría se desarrolló en su De triangulis omnimodis de 1464. Aplicó esta matemática en la predicción de órbitas astronómicas, como el cometa Halley. Con el apoyo financiero de Corvino , Regiomontanus construyó un observatorio en Núremberg en 1471 con un taller para producir instrumentos. Al año siguiente hizo observaciones muy precisas de un determinado cometa, que 210 años después se verificó que era el mismo que el cometa de Halley.

Regiomontanus también estaba interesado en la Luna, observando varios eclipses. Inventó la idea de utilizar las distancias lunares como ayuda para la navegación, aunque los detalles completos del método no se resolvieron hasta más tarde, cuando la posición de la Luna se podía medir con suficiente precisión. También trabajó en la reforma del calendario, y en 1475 fue convocado a Roma por el Papa para dar consejos sobre este tema y para aceptar un nombramiento como obispo de Ratisbona. Sin embargo, Regiomontanus murió el 9 de julio de 1476 en Roma antes de que pudiera asumir el cargo; algunas cuentas dicen que fue envenenado por enemigos políticos, mientras que otros afirman que murió por la plaga.

Regiomontanus murió antes de su tiempo, pero es una figura significativa en la historia de la matemática. Su trabajo sobre trigonometría fue ciertamente un avance, especialmente a la luz de los oscuros tiempos intelectuales.

 


Fuente bibliográfica:

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

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