Matemática y realidad
En una lista a la que pertenezco alguien planteó la pregunta de porqué la matemática es tan útil para comprender el mundo real. En otras palabras, por qué algo que se desarrolla con papel y lápiz, sin necesidad de observar nada, se muestra tan aplicable a las disciplinas empíricas.
Hubo quien defendía posturas idealistas, platónicas, afirmando que nosotros poseemos “a priori” la idea de triángulo, o la idea de número, y que el mundo real de algún modo nos “despierta” esas ideas. Es el mito de la caverna, de Platón, centrado en las ideas matemáticas.
Personalmente, la teoría de las ideas de Platón me resulta algo rebuscada, y la hipótesis más sencilla me resultará la más plausible, siempre que resulte suficientemente explicativa.
Yo pienso que la idea de número, como la idea de triángulo, o la de cuadrado, o la del número 4, son ideas adquiridas por la humanidad tras un largo proceso de observación, y de abstracción posterior. Al principio, dos colecciones de piedras con diferente cardinalidad se nombrarían de forma completamente diferente, y tuvo que pasar algún tiempo hasta que aprendimos a decir: ” 2 piedras”, o ” 4 piedras”, etc., etc. Fue la observación continuada de diferentes conjuntos, y el consiguiente y elaborado proceso de abstracción lo que nos hizo concebir la idea de “1″, de “2″, de”3″, de “4″,…………, y al final la idea de número, en general.
De igual forma, la observación repetida de diferentes formas geométricas, existentes o creadas, nos llevó por un proceso de abstracción progresivo a la idea de “línea recta”, de “punto”, de “triángulo”, de “rectángulo”, de “cuadrado”, y después a la idea de “forma geométrica” a la idea de “perímetro”, o a la de “área”. Es sabido que los que dominaban las técnicas para calcular áreas se beneficiaban, haciendo creer a los legos que mayor perímetro equivalía a mayor área.
Resulta claro, así explicado, que el “número” y las “formas” no brotaron exclusivamente del papel y el lápiz, sino de la observación continuada de diversos aspectos del entorno, como fueron las diversas colecciones de objetos - con su diferente numerosidad, o cardinalidad -, y las diferentes formas geométricas.
El origen de la matemática no fue especulativo, ni se formalizó o axiomatizó en un primer momento. La aritmética, y la geometría, surgieron para resolver cuestiones del mundo real, y no es de extrañar, por tanto, que se adapten tan bien a éste. En un proceso mucho más tardío se encontró la forma de axiomatizar y formalizar la geometría, algo que hizo Euclides con sus Elementos de geometría, y casi 23 siglos más tarde Peano, con su formalización de la arimética y su axiomatización del número natural. Estas formalizaciones procuraron siempre respetar el origen práctico de la arimética y de la geometría, de forma que muchos de los resultados teóricos de Euclides ya eran conocidos de forma empírica por los egipcios, de igual forma que los axiomas de Peano conducen a que 2+2 =4.
Posteriormente se vio que eran posibles otras geometrías, y surgieron las geometrías no euclídeas, que, en un principio carecían de modelos reales a los que aplicarse, pero a los que posteriormente se encontró aplicación, como es el caso de la geometría de Riemann a la teoría general de la relatividad de Einstein.
Es decir, en un principio la matemática surge hermanada con la realidad, posteriormente se emancipa, se sigue alejando más, y en el momento más insospechado alguien le encuentra una aplicación a esas teorías. Es el caso de Murray Gell-Mann a la teoría de grupos para la física de partículas, o los espacios de Hilbert a la mecánica cuántica, o la encriptación de datos a la teoría de números, etc.,etc.,etc.
Hoy, la matemática constituye un mundo aparte, y eso hace que nos parezca sorprendente que el mundo de las ideas matemáticas encuentre tal cantidad de aplicaciones al mundo real.
Habitualmente se usa como paradigma de verdad aquello de que 2+2 =4, aunque sólo unos pocos serían capaces de demostrarlo a partir de las correspondientes definiciones y axiomas. Sin embargo, todo el mundo emplea aquello de que “está más claro que 2 y 2 son 4″. Curiosamente nadie dice: “está tan claro como que 2367 y 4378 son 6745″. Este ejemplo nos muestra, una vez más, el origen empírico de la suma de números. Si el origen no hubiera sido empírico estaría tan claro lo uno como lo otro. Todos estamos familiarizados con lo primero, con que 2 y 2 son 4, pero no con lo segundo.