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Día Internacional de Ada Lovelace
El día de Ada Lovelace es un evento anual celebrado a mediados de octubre cuyo objetivo es elevar el perfil de las mujeres en la ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas.
Pero, ¿por qué? ¿qué hizo Ada Lovelace?
Pues, ahí les va...
Augusta Ada Byron nació en la Inglaterra victoriana, fue hija de Lord Byron(sí, ese Lord Byron el escritor) y de Anna Isabella Noel Byron. Sus padres no estuvieron juntos mucho tiempo y fue criada por su madre, quien le inculcó el pensamiento crítico, las matemáticas y la lógica como una forma de apartarla de todo lo que representaba la figura paterna, sin embargo ya siendo adulta Ada se definió así misma como "científica poetisa".
Ada conoció a Charles Babbage por Mary Sommerville y desde el principio se interesó en sus máquinas analíticas y diferenciales. Ada perfecionó la máquina analítica y modelo una función para calcular y almacenar números, su aporte fue desarrollado plenamente tras la Segunda Guerra Mundial en la primera generación de computadoras y funcionó mediante el mecanismo de Ada: las tarjetas perforadas.
Además Lovelace diseñó un programa para calcular los número de Bernoulli con la máquina de Babbage, y que es considerado el primer software de la historia y por lo tanto Ada es reconocida como la primera programadora.
Durante mucho tiempo Ada permaneció en el olvido simplemente por el hecho de ser mujer, afortunadamente hoy en día se reconocen sus méritos y es homenajeada de distintas formas, por ejemplo:
- El el Departamento de Estados Unidos creó un lenguaje de programación basándose en Pascal y lleva por nombre Ada.
- Microsoft utiliza un retrato de Ada Lovelace como marca de autenticidad de los certificados de licencia de Windows.
- Se le ha considerado como la Madre de la Programación
Por lo tanto, no es descabellado que exista un día especial en el su legado se haga más visible, cosa difícil de lograr si somos conscientes de que sin un lenguaje que nos comunique con las computadoras el mundo no sería el mismo.
Piero della Francesca: pintor y matemático (Parte I)
Hoy día Priero della Francesca (c. 1412-1492) es reconocido
como uno de los pintores semifinales del Renacimiento. Sus obras son
consideradas arquetipos de ese portentoso despliegue técnico de quienes
comenzaban a dominar la naciente ciencia del trazo en perspectiva, la llamada costruuzione leggitima, gracias a la
cual objetos y personajes representados en una pintura parecían habitar un
espacio pictórico real. Este simple hecho habría bastado para cimentar la fama de Piero. Sin embargo, su figura resulta también excepcional por haberse
forjado, de manera independiente a sus talentos artísticos, una reputación como
matemático.
Poco se sabe de la vida de Piero y , a pesar de formar parte
de la lista de ilustres artistas incluidos en la colección de relatos
biográficos debida a Vasari (Vite, 376-380), no hasta el siglo XIX que el mundo
del arte volvió los ojos hacia su obra. Nació en el pequeño pueblo de Borgo San
Sepolcro (hoy Sansepolcro) y realizo su trabajo en sitios relativamente poco
importantes; estos, sin embargo, se han convertido en templos a cuyos muros
acuden como peregrinos los amantes del arte. Ejemplo paradigmático de esta
situación es el relativo a la Flagelación de Cristo (imagen de abajo), una de las más famosas y
preciadas obras del Renacimiento, que permaneció casi desconocida hasta
principios del siglo pasado. Cuando los historiadores del arte posaron su
atención en ella Della Francesca era recordado más como artesano versado en las
disciplinas matemáticas que como pintor.
Durante el siglo XIX Piero era tenido por autor de varios
tratados matemáticos, aunque de ellos solo se conocían tres. La flagelación,
por su parte se apreciaba como una obra menor aunque curiosa, que reflejaba sus
intereses como matemático; también destacaba en la pintura la presencia “de una
necesaria y generosa ley” que ligaba nuestras percepciones con la óptica y las
matemáticas (Guston, Della Francesca).
Estas consideraciones proponen un marco de referencia para
entender de manera unitaria su legado artístico y matemático y captar así la
pureza matemática bajo la que se acomodaban las formas que, flotando “cual
joyas en el aire transparente y la argentina luz”, se posaban en los espacios
claramente definidos por Della Francesca.
Hacia una teoría de la pintura: arte, óptica y matemáticas
A fines del Medioevo los vínculos más estrechos entre la
ciencia y el arte ocurrieron en el seno de lo que se entendía por óptica. Esta
disciplina aportó los elementos teóricos para que pintores, escultores y
arquitectos desarrollaran técnicas con el fin de generar la ilusión de un
espacio consistente y racional donde se distribuían objetos tridimensionales
representados con las proporciones correctas-tamaños relativos-entre unos y
otros. Además, sugería cómo imitar la acción de la luz natural para denotar
relieves. Muestra de su pertinencia para pintura es que los dos primeros
escritos teóricos del tema, el De la pintura de León Battista Alberti (1435) y
los Commentarii de Lorenzo Ghiberti (1478), dedicaron una de las tres partes
que los componen a discutir los usos de la óptica en el arte.
El de Alberti es un tratado corto donde expone lo que
constituye una teoría de la pintura y presenta la ciencia de la perspectiva de
los artistas o perspectiva artificial, con lo que la distingue de la óptica
tradicional, conocida en el Renacimiento como perspectiva naturalis o communis.
Para algunos, este tratado de arte es el más original y el que mayor influencia
ha tenido a lo largo de la historia. Esto podría ser algo exagerado, pero lo
que sí es un hecho, es que con su publicación, Alberti creó un octavo arte
liberal-que se sumaba a las tres disciplinas del trívium y a las cuatro del
cuatrium-y situó al artista en la posición de intérprete del orden que se
manifestaba a través del universo visible. Entusiasmado con las matemáticas de
la luz y del espacio, el pintor semejaba un dios que contemplaba su propia
belleza en los reflejos de la Naturaleza.
Alberti, uno de los más preclaros ejemplos del humanismo
florentino, abre su Libro I señalando que “en aras de un discurso claro, al
escribir…acerca de la pintura, tomaré de los matemáticos aquellas cosas que
parezcan relevantes para el tema. Cuando éstas sean aprendidas intentare:
explicar el arte de la pintura a partir de los principios básicos de la
naturaleza”. Lo cual aparentemente sitúa la obra dentro de la tradición de las
ciencias aplicadas que eran de uso común en talleres y botteghe o escuelas de
oficios. Sin embargo lo cierto es que De la Pintura es un tratado didáctico de
corte humanista, compuesto en el espíritu de los escritos de Cicerón, Séneca y
Quintiliano, y, por lo tanto, leído y estudiado principalmente por una élite
intelectual que populaba en las cortes y que tenía acceso a las nuevas
bibliotecas de quienes veían en la cultura de sus productos una comodidad que
halagaba sus vanidades a la vez que exhibía su grandeza.
El texto de Ghiberiti corresponde a otra tesitura y, al
igual que el libro que Il libro dell´arte de Cennino Cennini (1390), esta
dirigido primariamente a los nuevos pintores que aprendían el oficio en alguno
de los múltiples talleres donde se les entrenaba en cuestiones prácticas y
teóricas, mismas que resultaban muy lejanas de lo que las universidades enseñaban.
Por su parte, y hasta donde ha sido posible establecerlo, el Tratado de pintura
de Leonardo no encajaba en ninguna de estas categorías, apuntaba más bien en
todas direcciones, busca seducir al rico patrono con las posibilidades de su
ingenio, aconseja al no iniciado sobre el uso de las sombras y los efectos
atmosféricos y guía al más experimentado en complejas rutas de la perspectiva.
Partícipe de estas preocupaciones, Piero escribió un tratado
que toca un aspecto de la pintura: la perspectiva...
El cero: Un número de gran valor
Hay un número que aparece en todos los sistemas de numeración sin excepción: el uno. Esto no puede ser sino natural. El uno denota la unidad, el inicio del conteo. Apartir del uno podemos, como el hombre primitivo, formar los demas números: uno y uno son 2, uno y uno y uno son 3 y así sucesivamante. Esto no será muy eficiente pero es el principio fundamental del conteo.
De esta manera, en todos los sistemas de numeración, el 1 es el primer número de contar. Podemos notar también que de hecho, este número ha conservado la notación con la que se designaba desde las cavernas: una raya vertical | es escencialmente lo mismo que nuestro 1, y así se le denota en muchos sistemas de numeración del mundo.
Pero...¿Qué pasa si queremos contar piedras y no hay piedras? Sin duda, tú rápidamente contestas: hay cero piedras. ¿Qué número es éste: cero? Un número muy especial. En realidad el número cero quiere decir que no hay nada, que no podemos empezar siquiera a contar.
Por esta razón. los sistemas de numeración, que sirven para contar cosas comienzan con el número 1, es decir empiezan contanto algo. Sin embargo, saber cuándo tenemos nada y poder expresarlo, poder decir: tengo cero objetos, es importante.
Algunos pensadores han afirmado lo siguiente: "En la historia de la cultura el descubrimiento del cero siempre se distinguirá como el logro más grande de la raza humana".
¿Tan importante es el cero?¿Por qué? En primer lugar, hay una diferencia importante entre el cero y los números de contar. El número cero no se usa en actividades cotidianas. Nadie dice: "voy a comprar cero pescados". En ese sentido, el uso del cero muestra un grado de sofisticación e inteligencia mayor que el uso de los números de contar.
Por eso, no es de extrañar que las culturas humanas tardaran tanto tiempo en desarrollar la idea del cero. En efecto...hubo culturas de primera importancia, como los egipcios, que miles de años antes de nuestra era levantaron las maravillosas pirámides y que, sin embargo, no tenían entre sus conceptos el del número cero. La influencia de las matemáticas egipcias sobre las culturas griega y romana nos lleva a que el sistema calendario que usamos hoy en día no tenga año cero.
El cero tiene propiedades especiales cuando se usa en operaciones matemáticas:
De esta manera, en todos los sistemas de numeración, el 1 es el primer número de contar. Podemos notar también que de hecho, este número ha conservado la notación con la que se designaba desde las cavernas: una raya vertical | es escencialmente lo mismo que nuestro 1, y así se le denota en muchos sistemas de numeración del mundo.
Pero...¿Qué pasa si queremos contar piedras y no hay piedras? Sin duda, tú rápidamente contestas: hay cero piedras. ¿Qué número es éste: cero? Un número muy especial. En realidad el número cero quiere decir que no hay nada, que no podemos empezar siquiera a contar.
Por esta razón. los sistemas de numeración, que sirven para contar cosas comienzan con el número 1, es decir empiezan contanto algo. Sin embargo, saber cuándo tenemos nada y poder expresarlo, poder decir: tengo cero objetos, es importante.
Algunos pensadores han afirmado lo siguiente: "En la historia de la cultura el descubrimiento del cero siempre se distinguirá como el logro más grande de la raza humana".
¿Tan importante es el cero?¿Por qué? En primer lugar, hay una diferencia importante entre el cero y los números de contar. El número cero no se usa en actividades cotidianas. Nadie dice: "voy a comprar cero pescados". En ese sentido, el uso del cero muestra un grado de sofisticación e inteligencia mayor que el uso de los números de contar.
Por eso, no es de extrañar que las culturas humanas tardaran tanto tiempo en desarrollar la idea del cero. En efecto...hubo culturas de primera importancia, como los egipcios, que miles de años antes de nuestra era levantaron las maravillosas pirámides y que, sin embargo, no tenían entre sus conceptos el del número cero. La influencia de las matemáticas egipcias sobre las culturas griega y romana nos lleva a que el sistema calendario que usamos hoy en día no tenga año cero.
El cero tiene propiedades especiales cuando se usa en operaciones matemáticas:
- Para cualquier número n, se tiene que n+0=n.
- Para cualquier número n, se tiene que n*0=0.
- No se puede dividir entre cero.
Sin embargo, la verdadera importancia del cero se debe al uso que tiene en los sistemas de numeración posicional, ya que éstos sistemas son los que han prevalecido en los últimos cien años, ya que proporcionan ventajas a otros sistemas.
Emmy Noether (1882-1935)
Simetrías y su relación con las cantidades conservadas
Emmy Amalie Noether nació el 23 de marzo de 1882 en Erlangen, Babaria, Alemania. El padre de Emmy, Max Noether, de origen judío, fue un distinguido matemático y profesor en Erlangen. Noether asistió a la Höhere Töchter Schule de Erlangen entre 1889 y1897.
Estudió alemán, ingles, francés, aritmética y recibió clases de piano. Su objetivo era convertirse en profesora de idiomas, se examinó en el estado de Babaria y en 1900 se convirtió en profesora oficial de ingles y francés para escuelas femeninas de la región.
Emmy Noether nunca llegó a dar clases de idiomas. En su lugar decidió tomar el complicado camino, para una mujer de su época, de estudiar matemáticas en la universidad. Las mujeres sólo podía estudiar de forma no oficial en las universidades alemanas, sin embargo, cada profesor debía autorizarlo expresamente.
Noether obtuvo la autorización para asistir a la Universidad de Erlangen entre 1900 y 1902. Después, tras matricularse en Nuremberg en 1903 y 1904 asistió a clases magistrales de Blumenthal, Hilbert, Klein y Minkowski.
En 1904 Noether pudo matricularse en Erlangen y en 1907 obtuvo su doctorado bajo la supervisión de Paul Gordan. Tras haber completado su doctorado, la progresión normal hubiera sido acceder a un puesto académico mediante la habilitación. Sin embargo, este camino estaba vetado a las mujeres, por lo que Noether permaneció en Erlangen ayudando a su padre en sus labores cotidianas.
La reputación de Emmy Noether como matemática creció rápidamente según aparecían sus publicaciones. En 1908 fue elegida para pertenecer al Circolo Matematico di Palermo y en 1909 fue invitada a convertirse en miembro de la Asociación Matemática Alemana, en el mismo año fue invitada a dirigirse a la reunión anual de la Sociedad Matemática de Salzburgo.
En 1913 daba clases magistrales en Viena. En 1915 Hilbert y Klein invitaron a Noether a regresar a Göttingen. Le persuadieron para que se quedase en Göttingen mientras intentaban que fuera admitida de forma oficial en la Facultad. Fue hasta 1919cuando lo consiguieron tras mantener un largo estira y afloja con las autoridades universitarias. Durante este tiempo, Hilbert permitió a Noether dar clases magistrales anunciando los cursos de ella bajo su propio nombre.
El primer trabajo de Emmy Noether cuando llego a Göttingen en 1915 fue un resultado, ahora muy famoso, sobre física teórica al que se le conoce como Teorema de Noether, en el que demuestra la relacion entre las simetrías en la física y los principios de conservación. A cada simetría de un sistema le corresponde una cantidad conservada. Este resultado, básico para la teoría general de la relatividad, fue alabado por Einstein en una carta a Hilbert haciendo referencia al penetrante pensamiento matemático de Noether.
Además de su trabajo de enseñanza y de investigación, Noether ayudó en la edición de la revista Mathematische Annalen. Gran parte de su trabajo apareció en publicaciones de sus colegas y estudiantes, en lugar de hacerlo bajo su propio nombre.
El reconocimiento a sus aportaciones matemáticas llego con la invitación a dirigirse al Congreso Internacional de Matemáticas de Bolonia en 1928 y en el de Zurich de 1932. En este último año recibió, de forma conjunta con Artin, el Premio Alfred Ackermann-Teubner para el Avance en el Conocimiento Matemático.
En 1933 aceptó una plaza de profesor visitante en el Bryn Mawr College en los Estados Unidos y tambien comenzó a dar clases magistrales en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Emmy Noether murió el 14 de abril de 1935 en Bryn Mawr, Pennsylvania, Estados Unidos.
Alfredo Macias
Departamento de Física
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa
Fuente: Bol. Soc. Mex. Fis.
La Anécdota del Barómetro (o la Anécdota de Bohr)
Creo que nunca la mencionamos, a pesar de que nuestro profe de Física 1 (Dr. Fernado ) nos la contó recién entrando a la licenciatura. De eso ya unos 3 años.
En fin, la anécdota se le atribuye al maestro de Niels Bohr, Sir Ernest Rutherford, sin embargo su origen es un tanto más sencillo. Alexander Calandra es el verdadero autor de esta anécdota, ficticia por suspuesto, en uno de sus tantos libros, "The Teaching of Elementary Science and Mathematics". El Dr. Calandra (físico, por supuesto) trabajó la mayor parte de su vida en la universidad de Washington y murió hace ya más de 5 años. Destacó más como docente que como investigador, sin embargo su anécdota del barómetro (mejor conocida en muchos lugares como la Anécdota de Bohr) ha dado vueltas al mundo y miles de versiones circulan todavía en internet.
 |
| Dr. Alexander Calandra. |
No cabe duda que muchos la hemos escuchado y vale la pena que todos lo hagan, así que aquí está:
Hace algún tiempo, recibí la llamada de un colega. Estaba a punto de poner un cero a un estudiante por la respuesta que había dado en un problema de física, pese a que este afirmaba con rotundidad que su respuesta era absolutamente acertada. Profesores y estudiantes acordaron pedir arbitraje de alguien imparcial y fui elegido yo. Leí la pregunta del examen: Demuestre como es posible determinar la altura de un edificio con la ayuda de un barómetro.El estudiante había respondido: Lleve el barómetro a la azotea del edificio y átele una cuerda muy larga. Descuélguelo hasta la base del edificio, marque y mida. La longitud de la cuerda es igual a la longitud del edificio.Realmente, el estudiante había planteado un serio problema con la resolución del ejercicio, porque había respondido a la pregunta correcta y completamente. Por otro lado, si se le concedía la máxima puntuación, podría alterar el promedio de su año de estudios, obtener una nota mas alta y así certificar su alto nivel en física; pero la respuesta no confirmaba que el estudiante tuviera ese nivel. Sugerí que se le diera al alumno otra oportunidad. Le concedí seis minutos para que me respondiera la misma pregunta pero esta vez con la advertencia de que en la respuesta debía demostrar sus conocimientos de física.Habían pasado cinco minutos y el estudiante no había escrito nada. Le pregunté si deseaba marcharse, pero me contestó que tenía muchas respuestas al problema. Su dificultad era elegir la mejor de todas. Me excusé por interrumpirle y le rogué que continuara. En el minuto que le quedaba escribió la siguiente respuesta: Coja el barómetro y láncelo al suelo desde la azotea del edificio, calcule el tiempo de caída con un cronómetro. Después aplique la formula altura = 1/2 A por T^2. Y así obtenemos la altura del edificio. En este punto le pregunté a mi colega si el estudiante se podía retirar. Le dio la nota más alta.Tras abandonar el despacho, me reencontré con el estudiante y le pedí que me contara sus otras respuestas a la pregunta. Bueno, respondió, hay muchas maneras, por ejemplo, coges el barómetro en un día soleado y mides la altura del barómetro y la longitud de su sombra. Si medimos a continuación la longitud de la sombra del edificio y aplicamos una simple proporción, obtendremos también la altura del edificio.Perfecto, le dije, ¿y de otra manera? Sí, contestó, este es un procedimiento muy básico: para medir un edificio, pero también sirve. En este método, coges el barómetro y te sitúas en las escaleras del edificio en la planta baja. Según subes las escaleras, vas marcando la altura del barómetro y cuentas el numero de marcas hasta la azotea. Multiplicas al final la altura del barómetro por el numero de marcas que has hecho y ya tienes la altura. Este es un método muy directo. Por supuesto, si lo que quiere es un procedimiento mas sofisticado, puede atar el barómetro a una cuerda y moverlo como si fuera un péndulo. Si calculamos que cuando el barómetro esta a la altura de la azotea la gravedad es cero y si tenemos en cuenta la medida de la aceleración de la gravedad al descender el barómetro en trayectoria circular al pasar por la perpendicular del edificio, de la diferencia de estos valores, y aplicando una sencilla fórmula trigonométrica, podríamos calcular, sin duda, la altura del edificio. En este mismo estilo de sistema, atas el barómetro a una cuerda y lo descuelgas desde la azotea a la calle. Usándolo como un péndulo puedes calcular la altura midiendo su periodo de precisión. En fin, concluyó, existen otras muchas maneras. Probablemente, la mejor sea coger el barómetro y golpear con el la puerta de la casa del conserje. Cuando abra, decirle:-Señor conserje, aquí tengo un bonito barómetro. Si usted me dice la altura de este edificio, se lo regalo.-
En este momento de la conversación, le pregunté si no conocía la respuesta convencional al problema (la diferencia de presión marcada por un barómetro en dos lugares diferentes nos proporciona la diferencia de altura entre ambos lugares) dijo que la conocía, pero que durante sus estudios, sus profesores habían intentado enseñarle a pensar.
Esperamos que les haya gustado la bonita lectura, y que no se olviden quien la escribió. Un profesor dedicado a la docencia, cuyo trabajo ha sido reconocido por muchos, y que sin dudas, a todos nos sirvió como lección. Enseñarnos a pensar es lo que se debería hacer en las escuelas estos tiempos, no solo enseñarnos a memorizar.
