Particiones: Hardy y Ramanujan

Una partición de un número entero positivo n es una forma de descomponerlo como suma de enteros positivos. El orden de los sumandos no es relevante, por lo que normalmente se escriben de mayor al menor. Por ejemplo, las particiones del número 4 son:

4 = 2+1+1 = 3+1 = 2+2 = 1+1+1+1.

Estas particiones se suelen visualizar a través de diagramas, como los diagramas de Ferrers, que deben su nombre al matemático Norman Macleod Ferrers.

Diagrama de Ferrers del número 4. Imagen: Wikimedia Commons.

La teoría de particiones de números se utiliza en el estudio de polinomios simétricos, del grupo simétrico y en teoría de representación de grupos, entre otros.

La función de partición >p>(n) indica el número de posibles particiones del entero n; por ejemplo, p(4)=5. El valor de p(n) crece muy rápidamente al aumentar n. Por ejemplo, p(100)=190.569.292 y p(1000)=24.061.467.864.032.622.473.692.149.727.991.

Godfrey Harold Hardy y Srinivasa Ramanujan. Imágenes: Wikimedia Commons.

Matemáticos de la talla de Godfrey Harold Hardy (1877-1947) y Srinivasa Ramanujan (1887-1920) trabajaron en el tema de las particiones de números, obteniendo algunas expresiones asintóticas para la función partición. Y Partition es precisamente el título de una obra de teatro del dramaturgo Ira Hauptman con los dos geniales matemáticos antes citados como protagonistas.

El título Partition se refiere tanto a la teoría matemática de las particiones de números como a las particiones –en el sentido de antagonismo– de temperamento, de cultura y de método matemático que distanciaron a los dos personajes.

La obra comienza en 1918, con una escena en Scotland Yard, donde un oficial de policía interroga a Ramanujan. El joven matemático ha intentado suicidarse tirándose a las vías del tren; ha bebido sin darse cuenta Ovaltine que contiene rastros de productos animales y, por lo tanto, piensa que ‘está contaminado’. Hardy consigue que no le encarcelen declarando ante la policía que Ramanujan es miembro de la Royal Society.

La siguiente escena tiene lugar cinco años antes. Hardy y Alfred Billington –un colega ¿ficticio? de Hardy de la Universidad de Cambridge– discuten sobre una carta que el matemático británico acaba de recibir. Es de Ramanujan, un joven autodidacta indio que, junto a la misiva, le ha enviado algunos cuadernos que contienen extraordinarias fórmulas matemáticas. Intrigado por los brillantes resultados de Ramanujan, Hardy decide invitarle a Cambridge para conocer los detalles de su método de trabajo.

Ramanujan, un simple empleado de correos perteneciente a una de las castas más bajas de la India y sin formación universitaria, acepta la invitación y viaja a Inglaterra desde Madrás.

Cartel de una de las representaciones de Partition. Imagen: University of California, Berkeley.

Nada más conocerse, Hardy y Ramanujan perciben el abismo que los separa. El británico es ateo, seguro de sí mismo, independiente, fiel a la lógica racional y tenaz defensor del método deductivo. Por el contrario, el joven indio es religioso, tímido, leal a su intuición y mantiene que sus resultados matemáticos le son concedidos por la diosa Namagiri durante el sueño.

Hardy intenta inculcar a Ramanujan el rigor científico basado en las demostraciones; quiere hacer del él un ‘matemático completo’. Pero el genio indio no consigue entender lo que el profesor quiere explicarle; Ramanujan sabe que sus fórmulas son ciertas porque Namagiri se las dicta en sueños. Hardy intenta convencer al joven matemático de la necesidad de demostrar sus resultados para ratificarlos. Pero Ramanujan está convencido de que las matemáticas se descubren, en contra de la opinión del profesor que asegura que se deducen.

En Partition, Hardy propone a Ramanujan abordar la solución del Último Teorema de Fermat –es pura ficción, nunca trabajaron en este tema–. El joven se obsesiona con este problema y pide ayuda a Namagiri, quien conversa con el espectro de Pierre Fermat para complacer a su protegido. Fermat confiesa a la diosa que no recuerda la demostración de su teorema; de hecho reconoce que ni siquiera es consciente de haber escrito alguna vez una prueba…

La guerra estalla en Europa. Hardy deja en un segundo plano las matemáticas para dedicarse a la política. Ramanujan, desvalido, se obsesiona con el problema de Fermat y acaba enfermando. Al poco tiempo, ya en su país, muere afectado de una tuberculosis.

La obra finaliza con un emotivo discurso de Hardy ante los miembros de la London Mathematical Society sobre la figura de su admirado, y ya desaparecido, Ramanujan.

Por cierto, casi al final de la obra, Hardy visita a Ramanujan en el hospital y se alude al famoso número de Hardy-Ramanujan: el profesor comenta al joven que ha llegado al sanatorio en el taxi número 1729; inmediatamente Ramanujan advierte que 1729 es el menor entero positivo que puede expresarse como una suma de dos cubos de dos maneras diferentes (1729=103+93=123+13).

Referencias

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.

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