En Gnu/Linux, podemos ejecutar programas para Windows, utilizando herramientas como Wine, pues Darling es algo parecido pero para programas de OS X.
Darling, es un proyecto de código abierto basado en GNUstep y cuyo
objetivo es lograr la compatibilidad para ejecutar aplicaciones
Darwin/OS X en sistemas GNU, además de proporcionar herramientas útiles
que ayudarán especialmente en la instalación de las aplicaciones.
El proyecto todavía está desarrollándose, pero ya se está ejecutando programas básicos OS X.
Desafortunadamente el proyecto se encuentra en desarrollo temprano y hay pocos programas de Apple que se puedan ejecutar en modo gráfico aunque algunos ya lo hacen a través de la terminal.
La buena noticia es que este es un proyecto de investigación para una tesis universitaria que está llevando a cabo Luboš Doležel, algo que asegura que el proyecto seguirá en marcha durante, al menos, algunos meses.
Aquí podéis ver una captura donde se muestra el mismo ejecutable en las dos plataformas. Un simple “Hello World”
Si estás interesado en colaborar en este proyecto o quieres más información así como la descarga, entra en su pagina oficial.
lunes, 17 de diciembre de 2012
miércoles, 12 de diciembre de 2012
125 años del nacimiento de Srinivasa Ramanujan.
En este 12 de Diciembre de 2012 se cumple el centésimo
vigésimo quinto aniversario del nacimiento de Srinivasa Ramanujan
(1887-1920), motivo por el que se han organizado congresos
(Universidades de Florida (EEUU) y Mysore (India)) y publicaciones
(Notices of the AMS) que muestran el impacto creciente de su obra en las
matemáticas que se han creado desde la conmemoración de su centenario,
hace ahora veinticinco años.
Tratándose de Ramanujan cabe preguntarse si el número de esa efemérides, 125, hubiera tenido para él algún significado especial, aparte de que 125 sea igual a cinco elevado al cubo, por lo que si lo escribiésemos en base 5 obtendríamos 1000 que es una cifra mucho más redonda e imponente. Pero recordemos, una vez más, su famosa anécdota en torno al número 1729, cuando su amigo, y protector, Godfrey Harold Hardy le visitó en el hospital y le contó que la matrícula del taxi que le había llevado era 1729, un entero un tanto anodino, a lo que Ramanujan, desde su lecho de enfermo, contestó: “¡No Hardy, no!… 1729 es un número muy interesante, ya que se trata del entero menor que puede ser expresado de dos maneras distintas como suma de dos cubos”: 1729 = 13 + 123 = 93 +103. Hardy, sorprendido, le preguntó a renglón seguido si conocía la respuesta para las cuartas potencias, a lo que Ramanujan contestó que no podía verla en ese momento, pero que tendría que ser un número muy grande. Con la ayuda de un ordenador, sabemos ahora que se trata de 635318657 = 1344 + 134 = 1584 + 594, pero todos podemos ver en ese maravilloso ejemplo el inicio de unas preguntas y de una teoría fecunda que trascienden a la anécdota que las originó. Ilustra también la tendencia de Ramanujan de considerar los ejemplos especiales por delante de las construcciones más generales. Tanto en sus celebrados Cuadernos de Notas, como en su correspondencia con Hardy, se recrea en presentar casos particulares que resultan ser especialmente significativos, antes que describir el panorama más general que estaba subyacente.
El talento de Ramanujan tiene difícil parangón. La mayoría de los matemáticos poseemos una cierta intuición geométrica, pero la intuición aritmética, aquella que permite detectar las cancelaciones ocultas y los patrones y simetrías en series numéricas, es rara avis, y sus poseedores, como Euler y Ramanujan, nos maravillarán siempre con sus fórmulas, identidades y cálculos, tan sorprendentes y fascinantes ahora, como lo fueron setenta y cinco o cientos de años atrás. Ramanujan poseía una potente intuición algebraica y combinatoria, y unas habilidades de manipulación de series, algoritmos, fracciones continuas y todo eso, muy por encima de cualquier otro matemático conocido. Durante los cinco años que estuvo en Cambridge, en tiempos de la primera guerra mundial, publicó veintiún artículos de investigación, cinco de los cuales fueron en colaboración con Hardy. Las referencias siguientes son una buena base de partida para quienes deseen profundizar en su obra: Collected Papers of S. Ramanujan, AMS.ISBN 0-8218-2076-1; S. Ramanujan (1957): Notebooks, Tata Institute; S. Ramanujan (1988): The Lost Notebook; and “Ramanujan: Letters and Commentary” by Bruce Berndt and Robert A. Rankin (AMS and London Math. Society).
Las vicisitudes de su existencia le han envuelto siempre con un cierto halo de romanticismo. El mismo Hardy escribió que haber conocido a Ramanujan era “el capítulo romántico de su vida”y ese mismo adjetivo ha sido usado por quienes han escrito su biografía, o diversas novelas y obras teatrales basadas en ella. Un ejemplo es la obra de Robert Kanigel (1991) “The man who knew infinity: a life of the genius Ramanujan”; otro más reciente es “The indian clerk” (traducida al castellano por “El contable hindú”) de David Leavitt. Abel y Galois son otras figuras del Olimpo matemático que comparten romanticismo con Ramanujan: como él fueron también genios precoces, incomprendidos en sus comienzos y fallecieron en plena juventud, por lo que siempre quedará la duda de cuál hubiese sido su legado de haber disfrutado de una vida más larga, o una existencia más acomodada. Ahora es muy fácil encontrar en lnternet una amplia información sobre la vida de Ramanujan: sus origénes humildes en Kumbakonam, cerca de Madrás; la personalidad un tanto dominadora de su madre, Komalatammal; sus problemas en la universidad de Madrás, donde perdió sus becas por descuidar las asignaturas que no eran de Matemáticas; sus manuscritos con teoremas y fórmulas maravillosas que finalmente supo apreciar Hardy y que le valió la invitación para viajar a Cambridge; el supuesto sueño de su madre en el que la diosa Namagiri de Namakkal le ordenó no interponerse en el camino de su hijo permitiéndole viajar a Inglaterra; sus años en Cambridge, o su enfermedad y retorno a la India.
Para terminar esta breve reseña, valgan las siguientes fórmulas que Ramanujan envió a Cambridge en su manuscrito original, junto con los comentarios que motivaron entonces:
Hardy: “Estas fórmulas me derrotaron completamente. Yo no había visto antes nada como esto. Una simple mirada resulta suficiente para darse cuenta que solamente las podría haber escrito un matemático de primera clase. Deben ser verdad, porque nadie puede tener la imaginación suficiente para inventárselas”. “¿De dónde vienen estas fórmulas, y por qué son verdaderas?”
Tratándose de Ramanujan cabe preguntarse si el número de esa efemérides, 125, hubiera tenido para él algún significado especial, aparte de que 125 sea igual a cinco elevado al cubo, por lo que si lo escribiésemos en base 5 obtendríamos 1000 que es una cifra mucho más redonda e imponente. Pero recordemos, una vez más, su famosa anécdota en torno al número 1729, cuando su amigo, y protector, Godfrey Harold Hardy le visitó en el hospital y le contó que la matrícula del taxi que le había llevado era 1729, un entero un tanto anodino, a lo que Ramanujan, desde su lecho de enfermo, contestó: “¡No Hardy, no!… 1729 es un número muy interesante, ya que se trata del entero menor que puede ser expresado de dos maneras distintas como suma de dos cubos”: 1729 = 13 + 123 = 93 +103. Hardy, sorprendido, le preguntó a renglón seguido si conocía la respuesta para las cuartas potencias, a lo que Ramanujan contestó que no podía verla en ese momento, pero que tendría que ser un número muy grande. Con la ayuda de un ordenador, sabemos ahora que se trata de 635318657 = 1344 + 134 = 1584 + 594, pero todos podemos ver en ese maravilloso ejemplo el inicio de unas preguntas y de una teoría fecunda que trascienden a la anécdota que las originó. Ilustra también la tendencia de Ramanujan de considerar los ejemplos especiales por delante de las construcciones más generales. Tanto en sus celebrados Cuadernos de Notas, como en su correspondencia con Hardy, se recrea en presentar casos particulares que resultan ser especialmente significativos, antes que describir el panorama más general que estaba subyacente.
El talento de Ramanujan tiene difícil parangón. La mayoría de los matemáticos poseemos una cierta intuición geométrica, pero la intuición aritmética, aquella que permite detectar las cancelaciones ocultas y los patrones y simetrías en series numéricas, es rara avis, y sus poseedores, como Euler y Ramanujan, nos maravillarán siempre con sus fórmulas, identidades y cálculos, tan sorprendentes y fascinantes ahora, como lo fueron setenta y cinco o cientos de años atrás. Ramanujan poseía una potente intuición algebraica y combinatoria, y unas habilidades de manipulación de series, algoritmos, fracciones continuas y todo eso, muy por encima de cualquier otro matemático conocido. Durante los cinco años que estuvo en Cambridge, en tiempos de la primera guerra mundial, publicó veintiún artículos de investigación, cinco de los cuales fueron en colaboración con Hardy. Las referencias siguientes son una buena base de partida para quienes deseen profundizar en su obra: Collected Papers of S. Ramanujan, AMS.ISBN 0-8218-2076-1; S. Ramanujan (1957): Notebooks, Tata Institute; S. Ramanujan (1988): The Lost Notebook; and “Ramanujan: Letters and Commentary” by Bruce Berndt and Robert A. Rankin (AMS and London Math. Society).
Las vicisitudes de su existencia le han envuelto siempre con un cierto halo de romanticismo. El mismo Hardy escribió que haber conocido a Ramanujan era “el capítulo romántico de su vida”y ese mismo adjetivo ha sido usado por quienes han escrito su biografía, o diversas novelas y obras teatrales basadas en ella. Un ejemplo es la obra de Robert Kanigel (1991) “The man who knew infinity: a life of the genius Ramanujan”; otro más reciente es “The indian clerk” (traducida al castellano por “El contable hindú”) de David Leavitt. Abel y Galois son otras figuras del Olimpo matemático que comparten romanticismo con Ramanujan: como él fueron también genios precoces, incomprendidos en sus comienzos y fallecieron en plena juventud, por lo que siempre quedará la duda de cuál hubiese sido su legado de haber disfrutado de una vida más larga, o una existencia más acomodada. Ahora es muy fácil encontrar en lnternet una amplia información sobre la vida de Ramanujan: sus origénes humildes en Kumbakonam, cerca de Madrás; la personalidad un tanto dominadora de su madre, Komalatammal; sus problemas en la universidad de Madrás, donde perdió sus becas por descuidar las asignaturas que no eran de Matemáticas; sus manuscritos con teoremas y fórmulas maravillosas que finalmente supo apreciar Hardy y que le valió la invitación para viajar a Cambridge; el supuesto sueño de su madre en el que la diosa Namagiri de Namakkal le ordenó no interponerse en el camino de su hijo permitiéndole viajar a Inglaterra; sus años en Cambridge, o su enfermedad y retorno a la India.
Para terminar esta breve reseña, valgan las siguientes fórmulas que Ramanujan envió a Cambridge en su manuscrito original, junto con los comentarios que motivaron entonces:
Hardy: “Estas fórmulas me derrotaron completamente. Yo no había visto antes nada como esto. Una simple mirada resulta suficiente para darse cuenta que solamente las podría haber escrito un matemático de primera clase. Deben ser verdad, porque nadie puede tener la imaginación suficiente para inventárselas”. “¿De dónde vienen estas fórmulas, y por qué son verdaderas?”
martes, 11 de diciembre de 2012
2013, año de las matematicas del planeta Tierra.
El año 2013 ha sido declarado el Año de
las Matemáticas del Planeta Tierra por los institutos de investigación
matemática de Norteamérica, a los que se han sumado otras instituciones
relevantes, como la American Mathematical Society (AMS), la European
Mathematical Society (EMS) o la International Mathematical Union (IMU).
El objetivo principal de esta
celebración es señalar el papel clave que tienen las matemáticas en los
procesos relacionados con la continua evolución dinámica de nuestro
planeta, focalizando la investigación matemática en estos temas, crear
un contexto para poder atacar estos temas de un modo interdisciplinar y
buscar sinergias entre investigadores en las temáticas señaladas. Más
información en
lunes, 10 de diciembre de 2012
Ada Lovelace, pionera de la programación informática y de la ciencia de la computación.
Hoy se cumplen 197 años del nacimiento de Ada Lovelace, precursora de la ciencia de la computación gracias a sus estudios sobre la máquina analítica de Charles Babbage.
En 1833, cuando ya había sido presentada en sociedad y gracias a su protectora Mary Somerville, Ada Lovelace conoció a Charles Babbage. Semanas después de este primer encuentro, Ada visitó con su madre al inventor y matemático en su casa, donde éste les mostró la parte ya construida de su máquina diferencial.
Ada Lovelace
no ha pasado la historia por ser hija de Lord Byron, uno de los grandes
poetas de la literatura inglesa y símbolo del romanticismo, sino como
la asistente visionaria que entrevió las posibilidades de la máquina analítica de Charles Babbage.
Ada Lovelace
fue una pionera en su época. Estudió matemáticas y ciencias, y gracias a
su preparación desarrolló una serie de instrucciones que permitían
hacer cálculos en una versión inicial y alejada de lo que hoy conocemos
como ordenador. Las aportaciones de Ada Lovelace al campo de la informática permitieron a otros científicos, como al inglés Alan Turing, continuar las investigaciones en este ámbito hasta llegar a ser considerado como el precursor de la ciencia de la computación.
Ada Augusta Byron -este es su verdadero nombre- nació el 10 de diciembre de 1815 en Piccadilly, Londres. Hija de Lord Byron y Annabella Milbanke
(la princesa de los paralelogramos, según la llamaba Byron), no llegó a
conocer a su padre, que abandonó Inglaterra cuando ella apenas contaba
dos meses de edad tras de divorciarse de su madre. Lord Byron escribía a
su única hija legítima a menudo y la homenajeaba en sus continuas obras
poéticas: no es extraño encontrar el nombre de Ada entre las
heroínas de las obras del escritor, algo que continuó así hasta su
muerte por malaria en Grecia (adonde el poeta había acudido a colaborar
con la revolución nacionalista) cuando ella tenía solo ocho años de
edad.
A los veinte años Ada Lovelace se casó con William King,
octavo barón de King y que más tarde fue nombrado Conde de Lovelace.
Desde entonces su nombre de casada pasó a aser Lady Augusta Bryon King,
Condesa de Lovelace. Nace de ahí su denominación moderna Lady Ada Lovelace. La llegada de sus tres hijos le impidió continuar con sus estudios. Tuvo tres: Bryon Noel Byron, Annabella y Ralph Gordon.
Gracias a una mente privilegiada y a su curiosidad por las matemáticas, Ada Lovelace
fue capaz de deducir y prever la capacidad de los ordenadores para ir
más allá de los simples cálculos de números. Han sido varias las mujeres
que han realizado aportaciones a la informática, pero sólo Ada Lovelace
ha conseguido que un lenguaje de programación lleve su nombre. Su
trabajo en este campo es reconocido y valorado en el mundo informático
hasta el punto de que el Centro Informático de San Diego y el Museo de la Historia de los Ordenadores le han dado a Ada Lovelace un sitio entre sus personalidades.
Ada Lovelace murió de cáncer el 27 de
noviembre de 1852 a los 36 años de edad y fue enterrada, a petición
suya, al lado de su padre en la Iglesia de Santa María Magdalena en
Hucknall, Nottingham.
Completa formación científica
Intentando eliminar cualquier inclinación de Ada hacia la literatura, Lady Byron educó a la niña en el mundo científico. Así, desde bien pequeña, Ada Lovelace estuvo
rodeada de los mejores profesores. Le le proporcionaron una completa
formación científica, muy superior a lo que se espera de una mujer de la
época.
Ada Lovelace recibió clases particulares
de matemáticas y ciencias, sobre todo de la rama de Astronomía, contando
entre sus tutores con el prestigioso Augustus de Morgan, el primer
profesor de matemáticas de la Universidad de Londres, o Mary
Sommerville, una brillante matemática que acababa de publicar un libro
sobre mecánica celeste y que acabó convirtiéndose en su ejemplo a
seguir.
En 1833, cuando ya había sido presentada en sociedad y gracias a su protectora Mary Somerville, Ada Lovelace conoció a Charles Babbage. Semanas después de este primer encuentro, Ada visitó con su madre al inventor y matemático en su casa, donde éste les mostró la parte ya construida de su máquina diferencial.
Babbage, que desde 1828 ocupaba la cátedra
Lucasiana de Matemáticas de la Universidad de Cambridge (la misma que
había ocupado Newton), diseñó su máquina para que generara tablas
matemáticas automatizando los pasos «mecánicos» de los cálculos. Algo
así como el antepasado de los ordenadores actuales. Y a partir de ahí
comenzó una intensa correspondencia entre ambos.
Por su formación, su experiencia infantil en el
diseño de una máquina propia -a los doce años quiso construir una
máquina voladora inspirada por los experimentos de la época-, y por sus
habituales visitas a fábricas y talleres, Ada Lovelace pudo entender el funcionamiento de la máquina.
Dos años más tarde, el 8 de julio de 1835, se
casó con William King, octavo barón de King, nombrado más tarde Conde de
Lovelace y once años mayor que ella. Al contraer matrimonio Ada se
convirtió en la Condesa de Lovelace, y a partir de entonces pasaría a la
posteridad como Lady Ada Lovelace. Pero a pesar del matrimonio -que tuvo tres hijos-, su carrera no se truncó.
Una asistente visionaria
Babbage había queda tan impresionado por las capacidades de Ada Lovelace
que en 1842 requirió de sus servicios. Se había publicado en francés un
trabajo sobre la máquina analítica y Babbage quería que ésta lo
tradujera al inglés y lo ampliara con anotaciones propias. Estas notas,
cuya extensión triplicaba la del trabajo que había traducido, resultaron
contener lo que se considera en la actualidad como los primeros
programas informáticos.
Entre otras cosas, Ada Lovelace describió
un algoritmo para calcular los números de Bernoulli en la máquina
analítica que es considerado el primer algoritmo adaptado
específicamente para una «computadora», hecho por el que Ada Lovelace
es considerada como la primera programadora de la historia. También
sugirió la utilización de tarjetas perforadas para introducir
instrucciones en la máquina analítica.
Ada Lovelace falleció a los treinta y seis
años -casi a la misma edad que su padre- el 27 de noviembre de 1852,
debido a un cáncer uterino y probablemente por las complicaciones
derivadas de las sangrías realizadas por sus médicos.
A pesar de que son muchas las mujeres que han realizado grandes aportaciones a la informática, solo Ada Lovelace
cuenta con un lenguaje de programación que lleve su nombre. En 1979 el
Departamento de Defensa de los Estados Unidos creó un lenguaje de
programación basado en Pascal en su honor llamado lenguaje de programación Ada.
Ada Lovelace tiene también un día propio en el calendario: el 16 de octubre. El día de Ada Lovelace
rinde homenaje a todas aquellas mujeres del ámbito internacional que
han contribuido con esfuerzo y pocas alabanzas en el campo de la
ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas.
jueves, 26 de abril de 2012
Ubuntu 12.04 LTS disponible.
Canonical ha anunciado la disponibilidad de Ubuntu 12.04 LTS Precise Pangolin, una nueva edición de esta popular distribución que llega con cambios destacables en diversos apartados.
En las notas de la versión podéis encontrar la descripción de esas novedades de las que ya hemos hablado en el pasado, tales como la integración de HUD (Heads-Up Display) en Unity, las opciones de personalización de Unity gracias a las preferencias del sistema y a la inclusión de MyUnity o el soporte extendido de touchpads, incluidos la mayoría de Synaptics y de los trackpads de los portátiles de Apple.
En materia de apliaciones se ha elegido a Rythmbox como aplicación de reproducción musical por defecto, en la cual está integrada la Ubuntu One Music Store. LibreOffice está en versión 3.5.2, mientras que contamos con GNOME3.4.1 como entorno de escritorio, lo que hará sencillo instalar la nueva versión de GNOME Shell y las aplicaciones que se han retocado especialmente en esa versión de GNOME, tales como Epiphany (“Web”) o Boxes, el gestor de virtualización.
Hay más novedades que podéis comprobar en el anuncio oficial, y por supuesto ya podéis descargar e instalar Ubuntu 12.04 LTS Precise Pangolin en diversos formatos desde este enlace.
martes, 24 de abril de 2012
Ubuntu 12.10 Quantal Quetzal: adios al marron en Ubuntu.
Era difícil superar la complejidad de los nombres de pasadas ediciones de Ubuntu, pero Mark Shuttleworth lo ha vuelto a conseguir al anunciar el nombre de la futura edición otoñal de la distro de Canonical, que se llamará Ubuntu 12.10 Quantal Quetzal.
Quantal Quetzal llegará el 8 de octubre de 2012 y lo hará con cambios estéticos: una nueva versión del tema y la tipografía, una nueva iconografía y “quizás un nuevo factor de forma que despega” (¿smartphones, tablets?). De hecho, Shuttleworth deja claro que el marrón quedará atrás para dar paso a algo “colorido y ligero”.
De hecho, Quantal Quetzal iniciará un ciclo de cuatro ediciones de Ubuntu que culminarán con Ubuntu 14.04 LTS, algo que precisamente aprovecharán para refrescar el aspecto visual de Ubuntu. Estaremos atentos a esas intenciones de Canonical, que muy pronto lanzará como sabéis la versión final de Ubuntu 12.04 LTS.
Por cierto, para los que queráis saber que es un quezal -más allá de la foto-: wikipedia al rescate. El soplo del anuncio lo hemos recibido de nuestros compañeros de MuyComputer, que han estado “al loro” (nunca mejor dicho, aunque no sean exactamente lo mismo) :)
lunes, 23 de abril de 2012
Una demostracion de Milnor del teorema de la bola peluda.
Hace algunos dias en www.gaussianos.com aparecia el post que os dejo a continuacion.
El maravilloso teorema de la Bola Peluda, es un resultado que se suele ilustrar diciendo que es imposible peinar una bola que esté completamente cubierta de pelo. Ya se habló en Gaussianos hace un tiempo acerca de él, y hoy vamos a volver a hacerlo.
Y vamos a volver a hacerlo gracias a Dani, que hace un tiempo me envió una interesante demostración de este resultado traducida y preparada casi para publicarla. Y hoy va a ser el día en que aparezca en el blog.
El resultado en realidad es más general y afirma que no existe ningún campo continuo de vectores tangentes (que siempre sean distintos de cero) en ninguna esfera de dimensión par. Existen multitud de demostraciones de este hecho, en su mayoría bastante complicadas, que usan argumentos combinatorios, de teoría homológica o homotópica, de formas diferenciales o incluso de topología geométrica, pero en 1978 el genio de la topología diferencial John Milnor, premio Abel en 2011, publicó una demostración de este teorema que es completamente elemental.
Es cierto que a pesar de no necesitar maquinaria pesada es un texto matemático hecho y derecho que posiblemente asuste a algunos, pero realmente la idea que hay detrás es simplemente, en palabras del propio Milnor, “la observación de que la función no es un polinomio para impar”. La prueba sólo requiere conocimientos básicos de cálculo en varias variables y algo de familiaridad con la topología general, y es una pincelada de elegancia que nos ofrece el hombre que recibió una medalla Fields en 1959 por su descubrimiento de las esferas exóticas: espacios topológicos de dimensión 7 que eran homeomorfos a la 7-esfera pero no difeomorfos. Dicho de otra manera, dotó a la 7-esfera de estructuras diferenciables no equivalentes a la usual. El estudio de las esferas exóticas aún está lejos de estar cerrado, y de hecho no se sabe si existen estructuras diferenciables exóticas en la esfera de dimensión 4.
Por supuesto que un campo tangente en la esfera sería simplemente una aplicación
para la cual .
Decimos que es un campo continuo si sus funciones coordenadas son continuas y que es suave si todas tienen derivadas parciales continuas de todos los órdenes. La restricción de que el campo no se anule en ningún punto simplemente se traduce en exigir .
También es importante darse cuenta de que la restricción sobre la paridad de la dimensión es esencial. En la esfera podemos definir el campo
que claramente cumple las condiciones pedidas. También notamos que si es un campo de vectores continuo y tangente que nunca se anula, el campo
es un campo continuo y tangente que además es unitario. Bastará por lo
tanto probar que no existen campos continuos, tangentes y unitarios.
Nosotros demostraremos el Teorema con la hipótesis adicional de suavidad
del campo. El caso general se puede deducir de éste con el Teorema de Aproximación de Weierstrass,
que permite aproximar cualquier función continua por una polinómica (y
por lo tanto infinitamente diferenciable) haciendo el error tan pequeño
como queramos. De esta forma bastará comprobar la veracidad del
siguiente hecho:
Ninguna esfera de dimensión par admite un campo
Procedamos con la demostración de esta última afirmación:
Sea una región compacta y un campo suave que está definido en un entorno de . Consideremos para cada número real la aplicación que hace
Esta última aplicación está definida en todo , y entonces es fácil demostrar el primer Lema que necesitaremos:
Para quien no sepa cómo demostrar esto, comentar que es simplemente
la aplicación el teorema del valor medio en cada coordenada. A partir de
esto vemos que si fuera , se tendría , y por lo tanto la desigualdad obliga a que sea si se tiene .
En estas condiciones sabemos que el volumen de la región se puede calcular mediante la integral
Pero la diferencial de tiene una matriz jacobiana en de la forma
por lo que su determinante será de la forma
para ciertas funciones definidas en . En particular, para pequeño será estrictamente positivo y podemos escribir la anterior integral como
donde .
Esto demuestra el primer Lema. Para completar la prueba necesitaremos otro más. Supongamos, para buscar una contradicción, que existe un campo suave de vectores tangentes y unitarios definido en una esfera de dimensión par . Consideramos nuestra región como la región compacta que yace entre dos esferas concéntricas y de radios , y extendemos el campo a todo por la ecuación para cada . Así es un campo de vectores definido en todo que por el Teorema de Pitágoras lleva la esfera unidad dentro de la esfera de radio .
Estamos ya en condiciones de concluir la demostración del Teorema de la Bola Peluda. En efecto, se sigue del segundo Lema que para cada , la aplicación lleva la esfera de manera sobreyectiva en la esfera de radio , y por lo tanto es la región concéntrica entre las esferas de radios y . Pero es obvio entonces que podemos expresar el volumen de esta región por la fórmula
que para impar no es un polinomio en , una contradicción con el primer Lema.
Milnor también es reconocido en la comunidad matemática por redactar sus textos de una manera extremadamente clara e intuitiva. Recomiendo a cualquiera que quiera aprender las ideas que yacen detrás de la topología diferencial su libro Topology from the Differentiable Viewpoint. En 50 páginas mete una cantidad de conceptos e ideas increíble, y no requiere más conocimientos que esta demostración. Es fantástico.
El maravilloso teorema de la Bola Peluda, es un resultado que se suele ilustrar diciendo que es imposible peinar una bola que esté completamente cubierta de pelo. Ya se habló en Gaussianos hace un tiempo acerca de él, y hoy vamos a volver a hacerlo.
Y vamos a volver a hacerlo gracias a Dani, que hace un tiempo me envió una interesante demostración de este resultado traducida y preparada casi para publicarla. Y hoy va a ser el día en que aparezca en el blog.
El resultado en realidad es más general y afirma que no existe ningún campo continuo de vectores tangentes (que siempre sean distintos de cero) en ninguna esfera de dimensión par. Existen multitud de demostraciones de este hecho, en su mayoría bastante complicadas, que usan argumentos combinatorios, de teoría homológica o homotópica, de formas diferenciales o incluso de topología geométrica, pero en 1978 el genio de la topología diferencial John Milnor, premio Abel en 2011, publicó una demostración de este teorema que es completamente elemental.
Es cierto que a pesar de no necesitar maquinaria pesada es un texto matemático hecho y derecho que posiblemente asuste a algunos, pero realmente la idea que hay detrás es simplemente, en palabras del propio Milnor, “la observación de que la función no es un polinomio para impar”. La prueba sólo requiere conocimientos básicos de cálculo en varias variables y algo de familiaridad con la topología general, y es una pincelada de elegancia que nos ofrece el hombre que recibió una medalla Fields en 1959 por su descubrimiento de las esferas exóticas: espacios topológicos de dimensión 7 que eran homeomorfos a la 7-esfera pero no difeomorfos. Dicho de otra manera, dotó a la 7-esfera de estructuras diferenciables no equivalentes a la usual. El estudio de las esferas exóticas aún está lejos de estar cerrado, y de hecho no se sabe si existen estructuras diferenciables exóticas en la esfera de dimensión 4.
Teorema de la bola peluda…y demostración
Bueno, entremos ya en materia. Vamos a comenzar volviendo a enunciar el teorema:Teorema de la bola peludaLa esfera de dimensión , denotada por , se define como el subconjunto de vectores del espacio euclideo que tienen norma igual a 1 (y llamaremos al conjunto de vectores con norma ). Un vector se dice tangente a en si el producto escalar euclideo es cero.
Ninguna esfera de dimensión par admite un campo continuo de vectores tangentes que no se anule en ningún punto.
Por supuesto que un campo tangente en la esfera sería simplemente una aplicación
Decimos que es un campo continuo si sus funciones coordenadas son continuas y que es suave si todas tienen derivadas parciales continuas de todos los órdenes. La restricción de que el campo no se anule en ningún punto simplemente se traduce en exigir .
También es importante darse cuenta de que la restricción sobre la paridad de la dimensión es esencial. En la esfera podemos definir el campo
Ninguna esfera de dimensión par admite un campo
suave de vectores tangentes y unitarios.
Sea una región compacta y un campo suave que está definido en un entorno de . Consideremos para cada número real la aplicación que hace
Lema 1:La primera afirmación se sigue del hecho de que una aplicación continuamente diferenciable definida en un compacto es Lipschitz, esto es, existe una constante tal que para cualesquiera se tiene que
Si el parámetro es suficientemente pequeño, la aplicación es inyectiva y transforma la región en una región cercana , cuyo volumen se puede expresar como un polinomio en .
En estas condiciones sabemos que el volumen de la región se puede calcular mediante la integral
Esto demuestra el primer Lema. Para completar la prueba necesitaremos otro más. Supongamos, para buscar una contradicción, que existe un campo suave de vectores tangentes y unitarios definido en una esfera de dimensión par . Consideramos nuestra región como la región compacta que yace entre dos esferas concéntricas y de radios , y extendemos el campo a todo por la ecuación para cada . Así es un campo de vectores definido en todo que por el Teorema de Pitágoras lleva la esfera unidad dentro de la esfera de radio .
Lema 2:Suponemos sin problemas . El determinante de la diferencial de , que vimos que era de la forma , no se anula para pequeño. Así pues, por el Teorema de la Función Inversa, lleva abiertos del interior de a abiertos de . En particular, la imagen es un conjunto relativamente abierto de la esfera de radio . Pero como es también compacto, y por lo tanto cerrado, es un subconjunto del espacio conexo que es a la vez abierto y cerrado, de modo que por no ser vacío ha de ser el total.
Si el parámetro es suficientemente pequeño, lleva la esfera en la esfera de radio de manera sobreyectiva.
Estamos ya en condiciones de concluir la demostración del Teorema de la Bola Peluda. En efecto, se sigue del segundo Lema que para cada , la aplicación lleva la esfera de manera sobreyectiva en la esfera de radio , y por lo tanto es la región concéntrica entre las esferas de radios y . Pero es obvio entonces que podemos expresar el volumen de esta región por la fórmula
Milnor también es reconocido en la comunidad matemática por redactar sus textos de una manera extremadamente clara e intuitiva. Recomiendo a cualquiera que quiera aprender las ideas que yacen detrás de la topología diferencial su libro Topology from the Differentiable Viewpoint. En 50 páginas mete una cantidad de conceptos e ideas increíble, y no requiere más conocimientos que esta demostración. Es fantástico.
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