Según mi experiencia en la comunidad de investigación matemática, no estaría de acuerdo con que los matemáticos estén “obsesionados” con conjeturas de prueba, aunque esto depende en gran medida del área de investigación de la que esté hablando.
Quiero comenzar con dos afirmaciones. Primero, es importante tratar de entender qué es matemática pura, internamente, en sus propios términos, y segundo, en realidad es difícil de entender eso; Es difícil responder a la pregunta de qué son las matemáticas puras. Podría decirse que es un problema no resuelto desde el punto de vista de la sociología.
La dinámica social de la comunidad matemática global en el siglo XXI es increíblemente compleja. Lo que se necesita es un estudio sociológico completo de las matemáticas contemporáneas, análogo a los estudios sociológicos de las ciencias físicas como la vida en el laboratorio. Soy incompetente para dar una cuenta completa, pero haré algunos comentarios.
1. Las matemáticas necesitan pruebas y teoremas.
- Pregunta que contiene suposiciones: ¿Los matemáticos evitan la biología como los biólogos evitan las matemáticas?
- ¿Cuál es el mayor resultado matemático del siglo XXI en este momento?
- ¿Hay alguna diferencia entre cómo los matemáticos y los físicos ven el concepto de infinito?
- ¿Qué software utilizan los ingenieros, matemáticos y físicos para trabajar a diario?
- ¿Cómo se debe abordar un problema no resuelto en matemáticas?
Es cierto que la producción y la preservación de pruebas de teoremas es una parte importante de ser matemático, y no solo por la razón banal de supervivencia dentro del sistema universitario. La prueba, que satisface un cierto grado de rigor (el grado no es absoluto, sino que lo fija la comunidad), es el estándar de la verdad en matemáticas, y hay buenas razones para ello (que muchas otras respuestas han abordado).
La historia muestra que las matemáticas sin un estándar de prueba suficientemente alto pueden perderse. Esto es cierto no solo a nivel individual sino a nivel colectivo. El ejemplo moderno más notorio es la “escuela italiana” de geometría algebraica a principios del siglo XX, en la que las pruebas comenzaron a desestimarse. Esto culminó con la afirmación de “teoremas” realmente incorrectos, y la escuela colapsó (en el contexto más amplio del colapso social de posguerra en Italia). Para obtener más información sobre esto, consulte la siguiente pregunta sobre Desbordamiento matemático.
¿Qué errores cometieron realmente los geómetras algebraicos italianos?
2.… Pero las pruebas y los teoremas no son el verdadero objetivo.
Sin embargo, la verdadera moneda de las matemáticas son las ideas, no los teoremas probados. Y mi observación de muchos matemáticos, junto con mi propio trabajo matemático, me ha convencido de que a la mayoría de los matemáticos les interesan las ideas más que los teoremas y más que las conjeturas que pueden convertirse en teoremas. Entonces ahí es donde no estoy de acuerdo contigo.
Por otro lado, existe claramente una estrecha relación entre ideas y teoremas. Estoy siendo intencionalmente vago, pero déjame tratar de aclarar esto. Aquí hay algunas formas en que las ideas, en algunos sentidos de esa palabra, reclaman un lugar más alto en la jerarquía intelectual que los teoremas:
1. Una idea, si tiene la calidad de una “técnica”, puede valer mucho más que un solo teorema, debido a su poder para probar muchos teoremas. Un ejemplo de esto es el método circular en la teoría de números.
Método de círculo de Hardy-Littlewood
2. Una idea, si tiene una calidad “visual”, puede ser intrínsecamente atractiva y tender a repetirse en lugares inesperados. Puede haber razones neurocientíficas de por qué los matemáticos se apegan personalmente a ideas visuales específicas. Un ejemplo de este tipo de idea es la construcción de Pontrjagin-Thom en topología algebraica.
Explicación de la construcción Thom-Pontryagin (y sus generalizaciones)
3. Las ideas son robustas. No dependen del idioma y funcionan en muchos contextos. Por otro lado, los teoremas solo significan lo que dicen. Esto se aplica particularmente a las ideas que tienen la calidad de una “heurística”. Un ejemplo de esto es la idea de un principio local a global.
Lista de principios locales a globales
4. En la dinámica de la comunidad matemática, un teorema es algo muerto, a menos que tenga una idea viva detrás de él. Una idea es algo vivo. Un teorema solo puede ser reprobado o aplicado. Una idea puede ser refinada, refundida, deconstruida, analizada por sus méritos estéticos, trasplantada, sintetizada con otra idea, etc. Una idea matemática sin un teorema puede prosperar generando investigación, pero un teorema matemático sin una idea generalmente no genera investigación, y así no prospera. Este es un punto vago, y no voy a ampliarlo más, pero lea el artículo de Thurston que enlace a continuación, y su explicación de lo que sucedió con la teoría de la foliación al principio de su carrera.
Sin embargo, volveré a enfatizar que las ideas sin teoremas y pruebas no significan mucho. Una ventaja de las matemáticas como disciplina intelectual es que es sumamente precisa. Si está haciendo afirmaciones sin teoremas y pruebas, o al menos sin argumentos, es probable que esté perdiendo esta ventaja por completo.
Karl Popper, escribiendo sobre científicos, dijo que la ciencia funciona a través de un ciclo de conjetura y refutación de dos etapas. Los científicos inventan todo tipo de hipótesis creativas locas, pero son absolutamente despiadadas al someter esas hipótesis a experimentos para intentar refutarlas. El resultado, al menos en teoría, es una forma altamente eficiente de descubrir la verdad sobre los fenómenos físicos. La situación es comparable en matemáticas. La belleza en las matemáticas es típicamente conceptual, pero agregamos fuerza a nuestro edificio intelectual al someter nuestras ideas más salvajes a altos estándares de formulación y prueba rigurosas.
3. La naturaleza conceptual de las matemáticas es la verdadera razón de su valor para otras disciplinas y para la empresa intelectual humana total.
Las matemáticas no son solo “sobre” ideas. También es particularmente bueno para generarlos. Y este es el argumento más importante para fomentar (leer: financiar) las matemáticas puras, en mi opinión. No es que cualquier documento dado, por ejemplo, en geometría algebraica, sea particularmente probable que genere algún avance valioso en el futuro en criptografía o aprendizaje automático. Más bien, lo más destacado es que los matemáticos tienen ideas, que son buenos para tener ideas, porque se entrenan para tener ideas. Como dijo Cedric Villani (durante una sesión de preguntas y respuestas después de una proyección de Berkeley, a la que asistí, de un documental francés sobre matemáticas): “las matemáticas son el principal productor mundial de ideas”. Y los matemáticos son las personas que necesitaremos para enfrentar los difíciles desafíos técnicos no especificados que enfrentaremos en el futuro.
Finalmente, le animo a que lea el artículo de Thurston “Sobre pruebas y progreso en matemáticas”.
[matemáticas / 9404236] Sobre pruebas y progreso en matemáticas
En lo que a mí respecta, esta es la mayor contribución para comprender cuál ha sido el punto de las matemáticas posteriores a 1950 e influyó en gran medida en mi propia perspectiva, de la que solo he explicado una pequeña parte en esta publicación.