Cómo contribuir a la investigación matemática a los 15 años

Tal vez obtuviste esto de las otras respuestas o tal vez no, pero quería abordar una parte directamente.

“Me preguntaba si hay conjeturas que sean fáciles de entender y que aún no se hayan resuelto o de alguna otra manera que pueda contribuir a las matemáticas”.

Muchas conjeturas matemáticas son o han sido fáciles de entender, especialmente en áreas como la teoría de números donde la escuela secundaria es aparentemente suficiente para comprender las ecuaciones y los símbolos involucrados. Es importante que no lo compares con “fácil de resolver”. Solo mira el último teorema de Fermat: una simple extensión del teorema de Pitágoras a poderes superiores, ¿verdad? Y dado que solo estamos tratando con enteros (es decir, es una ecuación de diofantina), debe ser más simple de lo que lo habíamos extendido a, digamos, los números reales. Sin embargo, Andrew Wiles (junto con el increíble trabajo de personas como Ken Ribet y Gerhard Frey) mejoró seis años de trabajo dedicado y dedicado, utilizando las técnicas más avanzadas de álgebra, análisis y teoría de números para demostrar que es tan inocuo. buscando conjeturas.

Los problemas no resueltos no se resuelven porque a nadie le importaba mirarlos. Créame cuando digo que cada estudiante de doctorado, cada postdoctorado o profesor asistente de matemática en sus inicios está buscando una conjetura que demostrar. Y han hecho todo lo posible para hacer un esfuerzo, con los años de experiencia, educación y el gran apoyo de sus colegas que los respaldan. Si encuentra un problema no resuelto que despierta su interés, estoy dispuesto a apostar que hay al menos un puñado de documentos discutiéndolo, que muestran métodos de prueba que no funcionan o solo sirven para probar formas más débiles del problema. Pero todos son esfuerzos de algunas de las mentes matemáticas más grandes vivas.

Ahora, no quiero sonar demasiado desalentador. ¡Solo porque no puedan probarlo no significa que tú no puedas! Pero lo que sí quiero hacer es dar una impresión sobre el estado de la investigación matemática moderna. A los 15 años, a menos que tenga el historial de alguien como Terry Tao, simplemente no tiene suficientes antecedentes, educación y probablemente madurez matemática para abordar problemas matemáticos graves (graves en cualquier sentido de la palabra que le gusta). Los humanos han estado estudiando y jugando con las matemáticas durante miles de años. Todo lo que se enseña preuniversitario tiene aproximadamente 300 años (estoy hablando de matemáticas aquí). Incluso el material universitario tiene, en el mejor de los casos, solo 100 años, pero, por supuesto, tiene mucha más libertad para salir del “plan de estudios estandarizado” y aprender ideas más modernas.

El hecho es que simplemente hay mucho que aprender en matemáticas. Los profesionales, salvo las excepciones notables, casi siempre trabajan exclusivamente en un subcampo de un campo de las matemáticas. Atrás quedaron los días en que existían personas como von Neumann y Poincaré, que eran legítimos polímos, incluso en las propias matemáticas. Esto no significa que sea una montaña imposible de escalar; después de todo, la mitad del propósito del doctorado es poner al día a los aspirantes a investigadores con las técnicas y herramientas más modernas de su área de especialización. Pero sin ese “ponerse al día”, por así decirlo, simplemente no es posible contribuir por sí mismo a una investigación matemática significativa.

¿Entonces, qué puedes hacer ahora? Mantente interesado en las matemáticas. No dejes que mi publicación (o la de otras personas) te desanime o disuada. Sé que puede sonar así, pero le conviene mantenerse conectado a la realidad. Estudie mucho, no solo en matemáticas, sino en todas las materias. Debes esforzarte por ser aceptado en la mejor universidad para las matemáticas que puedas, incluso si la escuela no está tan “altamente calificada”, si aprovechas las oportunidades de investigación en un programa de matemáticas de primer nivel, realmente no va a hacer una diferencia. Únase al equipo de matemáticas en su escuela si tienen uno; si no, ¡comience uno o busque actividades matemáticas en su comunidad! Sigue aprendiendo sobre nuevas ideas matemáticas en tu propio tiempo; nunca se desanime de buscar conocimiento por su cuenta (sé por experiencia personal que incluso algunos maestros están en contra de esto, las razones por las cuales nunca sabré por qué). Si no sabe a dónde ir, o qué libro de texto abrir a continuación, Internet es, por supuesto, un recurso maravilloso. Una vez que sientas que tienes un sentido de madurez matemática (mi mejor descripción es: “lo sabrás cuando lo sientas”), busca obtener alguna tutoría, ya sea por un profesor apasionado en tu escuela o un profesor universitario local dispuesto .

Una cosa más, y posiblemente esto sea lo más importante: ¡no te meta en una carrera de investigación matemática! Sé que esto es lo más difícil de entender y aceptar para estudiantes de secundaria e incluso universitarios, pero los intereses y las aspiraciones cambian. Si sientes ese cambio, no luches; más bien, deberías aceptarlo (¡después de pensar mucho en serio!). Las experiencias adquiridas y los conocimientos aprendidos, no importa cuán distantes de sus nuevos intereses, nunca sean una pérdida de tiempo.

Wikipedia tiene una gran lista de problemas no resueltos en matemáticas. Ya podrá comprender algunos de estos con su conocimiento, así que concéntrese en esos e ignore los que requieren más antecedentes hasta más tarde.

Todos estos problemas ya han sido abordados por los mejores matemáticos, por lo que el progreso en cualquiera de ellos es muy raro. Sin embargo, puede aprender algo probándolos y luego ver cuán lejos han llegado otras personas. Si tiene prisa por encontrar algo realmente nuevo que nadie más haya encontrado antes, entonces su mejor opción es inventar sus propios problemas, que pueden ser similares a algunos de estos, pero quizás un poco más simples de resolver. Es más probable que esté probando ideas que otros matemáticos aún no han agotado.

Cuando encuentre algo, debe realizar el ejercicio de escribirlo como un documento matemático. Incluso si es demasiado pequeño para ser publicado y otros matemáticos no se dan cuenta, tendrá la satisfacción de haber resuelto algo y estará en camino de resolver problemas más grandes en el futuro. Cualquier cosa que descubra que no se conocía anteriormente sería un gran logro a su edad.

Al leer, estudiar y practicar el material de tu escuela secundaria para que puedas entender mejor el material universitario cuando ingresas a un programa de matemáticas.

También leyendo sobre lógica matemática y pruebas formales, el pan de cada día de las matemáticas.

Pruebas matemáticas: una transición a las matemáticas avanzadas (3a edición) (títulos destacados para la transición a las matemáticas avanzadas): Gary Chartrand, Albert D. Polimeni, Ping Zhang: 9780321797094: Amazon.com: Libros

Y tome un libro de texto de la vieja escuela con problemas más difíciles. Participa en olimpiadas de matemáticas.

Conozca Latex y vea cuáles son las principales revistas de matemáticas, qué revistas permiten la publicación de estudiantes, que son de uso gratuito.

No puedes contribuir a los 15 años porque simplemente no sabes suficientes matemáticas. No puedo hacer un doctorado en división larga. Pero puede utilizar mejor su tiempo y prepararse para la investigación.

Comienza a hacer preguntas. Entonces respondeles.

No tiene que preocuparse por si la pregunta ya ha sido respondida. Es el viaje a la respuesta que es estimulante. Trata de adivinar de qué se tratará la próxima conferencia. Adivina la fórmula y la razón por la que sería así. Intenta generalizar. Cuando alguien dice algo que solo es aplicable a las iteraciones integerth, piense en lo que significaría una iteración real. Distraerse. No deje que hacer su tarea le impida explorar su tarea, lo que significan las diferentes relaciones y lo que puede hacer con ellas. Encuentra personas que te alienten y te entiendan. Conozca las herramientas para ayudarlo y comunicarse (látex y un sistema de álgebra computacional son algunos).

Tengo solo 19 años y todavía tengo que hacer un descubrimiento innovador en matemáticas, pero disfruto la búsqueda. Cuando estaba en precalculación y aprendía cómo puedes voltear una ecuación sobre el eje y, el eje xy la línea y = x, me preguntaba cómo podría voltear una ecuación sobre cualquier línea. Después de semanas de quedarme despierto hasta tarde, encontré una manera. Después de aprender acerca de la integración en calc I, me pregunté cómo podría encontrar la longitud de la curva, y después de un par de días, llegué a cómo. En calc II después de aprender el teorema de Taylors, me preguntaba si sería posible tomar derivados no integerth. Después de muchos intentos fallidos y semanas de quedarme despierto hasta tarde, descubrí cómo. En Introducción a las pruebas después de aprender sobre álgebra booleana y que nand o ni se pueden combinar para crear cualquier otra función booleana, me preguntaba si existían tales funciones para otras bases. Después de un par de semanas descubrí que hay.

Las matemáticas son sobre exploración. Tu exploración Se necesita dedicación y tiempo, pero la sensación de descubrir algo, incluso si no es nuevo, hace que valga la pena.

No conozco ninguna conjetura que realmente puedas esperar abordar con tus antecedentes, ¡pero no hay prisa! Pareces un estudiante entusiasta, así que creo que el mejor consejo en esta etapa es asegurarte de que realmente entiendes lo que estás aprendiendo en la escuela y leer un poco fuera de tu plan de estudios.

Normalmente, en la parte superior de la pirámide de las matemáticas de la escuela secundaria está el cálculo, pero hay muchas cosas que puede hacer para tener una idea de lo que se trata “” la matemática real “sin necesidad de saberlo (aunque eso no significa que no deba” ¡aprenda cálculo cuando llegue el momento!). Recomendaría un libro de Martin Liebeck llamado “una introducción concisa a las matemáticas puras”. Comencé a leer esto cuando tenía alrededor de 16/17 y transformó totalmente mi comprensión del tema (terminé estudiando física teórica pero casi acepté mi oferta de hacer matemáticas puras). Hay algunos problemas grandes y desafiantes al final de cada capítulo que recomiendo encarecidamente que intente y se requieren muy pocos requisitos previos.

¿Por qué no intentarlo y ver cómo lo encuentras? Le deseo todo lo mejor con su viaje matemático y, si se apega a él, ¡estoy seguro de que puede progresar seriamente en los problemas matemáticos abiertos en el futuro!

No se me ocurre nada de improviso, pero podría intentar una búsqueda en Google de conjeturas no comprobadas , ver cuáles, si las hay, comprende e intentar encontrar ejemplos contrarios.

Uno de los que me presentaron en la escuela fue el teorema de los cuatro colores que, en ese momento, no había sido probado. Nuestro maestro explicó el teorema, nos hizo probar algunos ejemplos y luego dijo que, aunque dudaba de que ninguno de nosotros, y que se incluyera a sí mismo, pudiéramos probarlo , uno de nosotros podría encontrar un mapa que requiriera 5 colores para dibujar.

En otras palabras, uno de nosotros podría encontrar un contraejemplo, algo que generalmente es mucho más fácil que una prueba.

Bueno, ese ha sido probado desde entonces, por lo que no podrá encontrar un mapa así, no importa cuánto intente imaginarlo.

Pero debe haber conjeturas similares, fáciles de entender, de que podrías intentar refutar …

¿Fácil de entender y no probado? Prueba la conjetura de Collatz. Si un número es par, toma la mitad. Si es extraño, triplícalo y agrega uno. Repita hasta que encuentre un bucle o llegue al número 1. La conjetura es que no hay bucles excepto el 1–2–4, que incluye el número 1, por lo que termina de todos modos.

Encuentra cualquier otro bucle o prueba que no hay otros.

Léalo y estudíelo y, sin darse cuenta, encontrará algo para contribuir. Es más fácil contribuir al campo después de haber adquirido suficiente conocimiento de lo que hay ahí fuera …