EL IMPACTO NO PLANIFICADO DE LAS MATEMÁTICAS
De niño leí un chiste sobre alguien que inventó el enchufe eléctrico y tuvo que esperar a que se inventara el enchufe para ponerlo. ¿Quién inventaría algo tan útil sin saber para qué serviría? Las matemáticas a menudo muestran esta asombrosa cualidad. Al tratar de resolver problemas del mundo real, los investigadores a menudo descubren que las herramientas que necesitan fueron desarrolladas años, décadas o incluso siglos antes por matemáticos sin perspectiva ni preocupación por la aplicabilidad. Y la caja de herramientas es amplia, porque, una vez que se prueba un resultado matemático a satisfacción de la disciplina, no necesita ser reevaluado a la luz de nueva evidencia o refutado, a menos que contenga un error. Si fue cierto para Arquímedes, entonces es cierto hoy.
El matemático desarrolla temas en los que nadie más puede ver el sentido de seguir, o empuja las ideas hacia lo abstracto, mucho más allá de donde otros se detendrían. Hablando con un colega durante el té sobre un conjunto de problemas que solicitan el número mínimo de guardias estacionarios necesarios para mantener bajo observación cada punto de una galería de arte, describí las matemáticas básicas y noté que solo funciona en un plano bidimensional, y se rompe en situaciones tridimensionales, como cuando la galería de arte contiene un entrepiso. “Ah”, dijo, “pero si nos movemos a 5D podemos adaptarnos...” Esta extensión y abstracción sin dirección o propósito aparente es fundamental para la disciplina. La aplicabilidad no es la razón por la que trabajamos, y muchas cosas que no son aplicables contribuyen a la belleza y magnificencia de nuestro tema.
Ha habido presión en los últimos años para que los investigadores predigan el impacto de su trabajo antes de que se lleve a cabo. Alan Thorpe, entonces presidente de Research Councils UK, fue citado por Times Higher Education (22 de octubre de 2009) diciendo: “Tenemos que demostrarle al contribuyente que esto es una inversión, y queremos que los investigadores piensen en cuál será el impacto de su obra.” La Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. se centra de manera similar en los impactos más amplios de las propuestas de investigación (ver Nature 465 , 416–418; 2010 ). Sin embargo, predecir el impacto es extremadamente problemático. La última Revista Internacional de Ciencias Matemáticas (Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas; 2010), una evaluación independiente de la calidad y el impacto de la investigación del Reino Unido, advirtió que incluso las ideas matemáticas más teóricas “pueden ser útiles o esclarecedoras de formas inesperadas, a veces varias décadas después de su aparición”.
No hay manera de garantizar por adelantado qué matemáticas puras encontrarán aplicación más adelante. Solo podemos dejar que se produzca el proceso de curiosidad y abstracción, dejar que los matemáticos obsesivamente lleven los resultados a sus extremos lógicos, dejando muy atrás la relevancia, y esperar a ver qué temas resultan extremadamente útiles. De lo contrario, cuando lleguen los desafíos del futuro, no tendremos a mano la pieza correcta de matemáticas aparentemente sin sentido.
Para ilustrar esto, pedí a los miembros de la Sociedad Británica para la Historia de las Matemáticas (incluyéndome a mí mismo) historias no reconocidas del impacto no planificado de las matemáticas (más allá del uso de la teoría de números en la criptografía moderna, o que las matemáticas para operar una computadora existían cuando uno fue construido, o que los números imaginarios se volvieron esenciales para los complejos cálculos que hacen volar los aviones).
Es bien sabido que la idea de los cuaterniones se le ocurrió al matemático irlandés William Rowan Hamilton el 16 de octubre de 1843 mientras caminaba por el puente Brougham, en Dublín. Marcó el momento tallando las ecuaciones en la mampostería del puente. Hamilton había estado buscando una forma de extender el sistema de números complejos a tres dimensiones: su percepción sobre el puente era que, en cambio, era necesario pasar a cuatro dimensiones para obtener un sistema de números consistente. Mientras que los números complejos toman la forma a + ib, donde a y b son números reales e i es la raíz cuadrada de −1, los cuaterniones tienen la forma a + bi + cj + dk, donde las reglas son i² = j² = k² = ijk = −1.
Hamilton pasó el resto de su vida promoviendo el uso de cuaterniones, como matemáticas elegantes por derecho propio y útiles para resolver problemas de geometría, mecánica y óptica. Después de su muerte, Peter Guthrie Tait (1831-1901), profesor de filosofía natural en la Universidad de Edimburgo, llevó la antorcha. William Thomson (Lord Kelvin) escribió sobre Tait: “Hemos tenido una guerra de treinta y ocho años por los cuaterniones”. Thomson estuvo de acuerdo con Tait en que utilizarían cuaterniones en su importante libro conjunto, el “Tratado de filosofía natural” (1867), siempre que fueran útiles. Sin embargo, su completa ausencia en el manuscrito final muestra que Thomson no estaba convencido de su valor.
A finales del siglo XIX, el cálculo vectorial había eclipsado a los cuaterniones, y los matemáticos del siglo XX generalmente seguían a Kelvin en lugar de a Tait, considerando los cuaterniones como una hermosa, pero tristemente poco práctica, nota al pie de página histórica.
Así que fue una sorpresa cuando un colega que enseña desarrollo de juegos de computadora preguntó qué módulo de matemáticas deberían tomar los estudiantes para aprender sobre los cuaterniones. Resulta que son particularmente valiosos para cálculos que involucran rotaciones tridimensionales, donde tienen varias ventajas sobre los métodos matriciales. Esto los hace indispensables en robótica y visión artificial, y en la programación gráfica cada vez más rápida.
Sin duda, Tait estaría feliz de haber ganado finalmente su 'guerra' con Kelvin. Y la expectativa de Hamilton de que su descubrimiento sería de gran beneficio se ha hecho realidad, después de 150 años, en el juego, una industria que se estima tiene un valor de más de 100 mil millones de dólares en todo el mundo.
● Fuente
● Peter Rowlett
https://www.nature.com/articles/475166a?fbclid=IwAR3LryiiHY_zkV7xWsiLuDIfaMcPawXi7DErFFpcobTh1A39JdmZhE8-gnM




















