http://www.sinewton.org/numeros ISSN: 1887-1984 Volumen 87, noviembre de 2014, páginas 59-68 El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XVI Vicente Meavilla Seguí (Universidad de Zaragoza. España.) Antonio M. Oller Marcén (Centro Universitario de la Defensa de Zaragoza. España.) Fecha de recepción: 31 de marzo de 2014 Fecha de aceptación: 21 de abril de 2014 Resumen El estudio de la evolución del simbolismo matemático a lo largo de los tiempos constituye una faceta importante de la Historia de las Matemáticas, dado que presenta a esta disciplina como un ser vivo, sometido a continuos cambios, y ayuda al lector moderno a comprender las dificultades con las que se encontraron los matemáticos hasta establecer un conjunto de signos sencillo y operativo. En este artículo presentamos el simbolismo algebraico que aparece en tres de los primeros libros sobre Álgebra publicados en castellano en el siglo XVI: los escritos por el alemán Marco Aurel, por el jienense Juan Pérez de Moya y por el portugués Pedro Núñez. Palabras clave Simbolismo algebraico, Historia de las Matemáticas, Siglo XVI, Marco Aurel, Pérez de Moya, Pedro Núñez. Abstract The study of the evolution of Mathematical symbolism over time is an important issue of the History of Mathematics because it presents this discipline as a “living being” under continuous change and it helps the modern reader to understand the difficulties faced by mathematicians until they established a simple and operative system of symbols. In this paper we present the algebraic symbolism that appears in three of the earliest books on Algebra written in Spanish during the XVI century by the German-born Marco Aurel, by Juan Pérez de Moya from Jaén and by the Portuguese Pedro Núñez. Keywords Algebraic symbolism, History of Mathematics, XVI century, Marco Aurel, Pérez de Moya, Pedro Núñez. 1. Introducción La introducción del Álgebra en el aula es probablemente uno de los temas de investigación que más atención recibe desde la Didáctica de la Matemática. Esta atención se justifica tanto en la importancia del Álgebra como herramienta matemática para los alumnos, como en las dificultades que estos parecen encontrar en su manejo. En consecuencia, existen numerosos estudios que abordan el llamado Pensamiento Algebraico desde muy diversos enfoques (Socas, 2011). Puig (2003, p. 106) señala, ampliando y reformulando trabajos de otros investigadores, seis características de “lo algebraico”. La primera de ellas es el uso de un sistema de signos. Por lo tanto, una de las partes en las que se divide la historia de las ideas algebraicas es, precisamente, la historia del sistema matemático de símbolos del Álgebra (Puig, 2003, p. 107). Sociedad Canaria Isaac Newton de Profesores de Matemáticas El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XVI V. Meavilla, A. M. Oller A este respecto, diversos autores, por ejemplo Kieran (1992), distinguen tres fases o etapas en la evolución del simbolismo algebraico que, utilizando términos introducidos por Nesselman, son: 1. Fase retórica: se usa lenguaje natural exclusivamente. 2. Fase sincopada: se introducen algunas abreviaturas para ciertas cantidades y relaciones. 3. Fase simbólica: se extiende y generaliza el uso del lenguaje simbólico. La transición hacia la fase simbólica se inició a comienzos del siglo XVI (Malisani, 1999), si bien no se estableció de forma clara hasta finales del siglo XVII (Eves, 1983). Stallings (2000) recorre, de manera sucinta, la evolución del simbolismo algebraico. Tzanakis y Arcavi (2000) señalan diversas aportaciones de la Historia de las Matemáticas a la Educación Matemática. Una de ellas es que permite mostrar las Matemáticas como una disciplina viva y cambiante en el tiempo. De hecho, pese a que la Historia de las Matemáticas no se incluye entre las ocho competencias que constituyen la Competencia Matemática, sí que se integra (Hoff, 2011, p. 166) en la descripción de una persona competente en Matemáticas. A este respecto, Jahnke (2000, p. 299) afirma que “la lectura de fuentes originales debería convertirse en un aspecto obligado dentro de la formación de profesores de Matemáticas”. En el caso que nos ocupa, los textos antiguos ofrecen una información valiosa concerniente al “simbolismo histórico” (simbolismo matemático utilizado en otros tiempos y que ya no se usa). Esta información permite, en particular, comparar y valorar los signos antiguos con respecto a los que se usan hoy en día. Figura 1. Esta comparación y valoración es especialmente interesante en el trabajo con docentes en formación, puesto que hará posible que adquieran una comprensión global del simbolismo matemático que les permitirá utilizarlo de forma competente para comunicarse con las Matemáticas y comunicar sobre Matemáticas, dos competencias matemáticas específicas (Niss, 2002) que, además de contribuir a la adquisición de la competencia matemática general, les permitirán comprender mejor algunas de las dificultades que sus alumnos encuentran al enfrentarse a la notación algebraica. 60 Vol. 87 noviembre de 2014 NÚM E R OS El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XIV V. Meavilla, A. M. Oller En este trabajo vamos a presentar el simbolismo algebraico que aparece en tres libros de matemáticas escritos en el siglo XVI por el alemán Marco Aurel, el jienense Juan Pérez de Moya y el portugués Pedro Núñez. Estos tres autores (junto con Antich Rocha) constituyeron, en palabras de Rey Pastor (1926, p. 34) “un grupo homogéneo en que la Aritmética algebraica es la única rama cultivada”. 2. Breves apuntes biográficos Aunque no es el objetivo principal del trabajo, pensamos que es interesante ofrecer algunos breves datos sobre la vida de los autores de los textos que vamos a considerar: De Marco Aurel (Meavilla, 1989) sabemos, como se lee en la portada del Libro Primero, de Arithmetica Algebratica (Aurel, 1552), que fue “natural Alemán”. Además ejerció como maestro de escuela en Valencia, y escribió un Tratado muy útil y prouechoso para toda manera de tratantes y personas aficcionadas al contar (Aurel, 1541). Del Bachiller Juan Pérez de Moya, sabemos únicamente, tal como se indica en la portada de algunos de sus libros, que nació antes del 1513 (probablemente en 1512) en Santisteban del Puerto, Jaén. Estudió en Salamanca y Alcalá de Henares. Aunque no fue profesor universitario, posiblemente se dedicó a la enseñanza de las Matemáticas. En 1536 obtuvo una capellanía en su pueblo natal y, ya muy mayor, fue canónigo de la Catedral de Granada, donde murió en 1596. Además de algunas obras de carácter religioso, Juan Pérez de Moya escribió varios libros de contenido científico-matemático en los que procuró divulgar los conocimientos de su época utilizando un lenguaje cercano, claro, preciso y comprensible. La temática de dichos textos transita desde los “libros de cuentas” hasta el álgebra simbólica (“regla de la cosa”); pasando por la aritmética, la geometría, la filosofía natural, la navegación, la geografía, la astronomía o la cosmografía (Meavilla, 2005a). Pedro Núñez nació en Alcácer do Sal (Portugal) en 1502. De origen judío, estudió medicina en la Universidad de Salamanca y obtuvo el título de medicina en la Universidad de Lisboa en 1525. El 16 de noviembre de 1529 fue nombrado cosmógrafo real por Juan III, y el 4 de diciembre del mismo año obtuvo una cátedra de Filosofía Moral en la Universidad de Lisboa. En el año 1534 escribió el primer manuscrito del Libro de Algebra en Arithmetica y Geometria, aunque esta obra se publicaría casi 30 años más tarde. En 1537 ocupó la cátedra de Matemáticas de la Universidad de Coimbra, que dejó vacante al jubilarse en 1562. Núñez murió en Coímbra el 11 de agosto de 1578, tras haber sido consultado por el Papa Gregorio XIII sobre un proyecto de reforma del calendario. 3. Título de capítulo numerado En el folio 69r del Libro Primero, de Arithmetica Algebratica, Marco Aurel introduce los “símbolos cósicos”, que coinciden con los usados por Christoph Rudolff en su obra Die Coss de 1525. Figura 2. Símbolos cósicos de Marco Aurel. (1552, fol. 69r). Sociedad Canaria Isaac Newton de Profesores de Matemáticas Vol. 87 noviembre de 2014 61 El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XVI V. Meavilla, A. M. Oller Para representar los radicales de índice dos, tres y cuatro, Aurel vuelve a tomar prestada la notación de Rudolff. Figura 3. Símbolos radicales de Marco Aurel. (1552, fol. 43r). Por su parte, Pérez de Moya presenta en primera instancia una notación algebraica en su Arithmetica practica, y specvlatiua muy parecida a la de Marco Aurel: Figura 4. Símbolos cósicos de Pérez de Moya. (1562, p. 449). Sin embargo, unas páginas más adelante (pp. 452-453), se introduce un nuevo simbolismo justificado del siguiente modo: “Estos caracteres me ha parecido poner, porque no auia otros en la Emprenta. Tu podras vsar quando hagas demandas de los que se pusieron en el segundo capitulo, porque son mas breues. En lo demas todos son de vna condicion.” Figura 5. Símbolos cósicos alternativos de Pérez de Moya. (1562, pp. 452-453). 62 Vol. 87 noviembre de 2014 NÚM E R OS El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XIV V. Meavilla, A. M. Oller Aunque, como acabamos de señalar, Pérez de Moya justifica la introducción de estos nuevos símbolos en base a necesidades de imprenta, lo cierto es que este simbolismo es casi idéntico al utilizado por Luca Pacioli en la Summa de Aritmetica, Geometria, Proportioni et Proportianalita publicada en 1494. Finalmente, Pedro Núñez, en su Libro de Algebra en Arithmetica y Geometria, introduce un simbolismo algebraico para las potencias de la incógnita (fol. 24v) y para los radicales (fols. 44r-46r) muy parecido al utilizado por el italiano Luca Pacioli en su Summa y por el español Juan Pérez de Moya en su Arithmetica practica, y specvlatiua: Figura 6. Símbolos para las potencias de la incógnita de Pedro Núñez. (1567, fol. 24v) Figura 7. Ejemplo de símbolos radicales de Pedro Núñez. (1567, fol. 45v). En la siguiente tabla presentamos comparativamente los distintos símbolos y denominaciones utilizadas por cada autor para referirse a las sucesivas potencias de la incógnita, junto con su equivalente actual. Marco Aurel Nombre Pérez de Moya Signo Pedro Núñez Actual Nombre Signo Nombre Signo Dragma o número Radix o cosa Censo Cubo Censo de censo Sursolidum o primo relato Número Cosa Censo Cubo Censo de censo n co ce cu cce Cosa Censo Cubo Censo de censo co. ce. cu. ce.ce. x0 x1 x2 x3 x4 Primero relato R Relato primo re.pº x5 Censo y cubo Censo y cubo cecu Segundo relato Censo de censo de censo Cubo de cubo RR ce.cu. ó cu.ce. - x6 Bissursolidum Censo censo de censo Cubo de cubo Censo de cubo o cubo de censo - ccce - - x8 ccu - - x9 x7 Tabla 1. Sociedad Canaria Isaac Newton de Profesores de Matemáticas Vol. 87 noviembre de 2014 63 El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XVI V. Meavilla, A. M. Oller A continuación una tabla similar, pero relativa a los signos radicales. Marco Aurel Nombre Signo Pérez de Moya Nombre Signo Pedro Núñez Nombre Signo Raíz cuadrada Raíz quadrada r ó R Raíz cuadrada R o 2R Raíz cúbica Raíz cúbica rrr ó RRR Raíz cúbica 3R rr ó RR Raíz cuarta RR o 4R - Raíz quinta 5R ru ó RU ó RV Raíz cuadrada universal R.V. Raíz cuadrada de raíz cuadrada - - Raíz quadrada universal Raíz quadrada de Raíz quadrada Raíz quadrada universal Actual (...) Raíz cúbica universal Raíz cúbica universal rrru ó RRRU ó RRRV - - 3 (...) Raíz de raíz universal Raíz quadrada de raíz quadrada universal rru ó RRU ó RRV - - 4 (...) - - Raíz ligada L.R.*. .R.* L.R.*. .R.* - - Tabla 2. Además de estos signos, también se introducían en algunos casos símbolos para denotar operaciones aritméticas o la igualdad. Marco Aurel Nombre Signo Más + Menos – / / Pérez de Moya Nombre Signo Más p. Menos m. Igual ig. Pedro Núñez Nombre Signo Más p. Menos m. / / Actual + – = Tabla 3. Por último, como detalle curioso, señalar que Marco Aurel y Pérez de Moya incluyeron un símbolo específico (q.) para denotar una entidad llamada “quantidad” y que se corresponde a lo que modernamente consideraríamos una segunda incógnita del problema. Figura 8. Regla de la cantidad. Marco Aurel (1552, fol. 108r). 64 Vol. 87 noviembre de 2014 NÚM E R OS El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XIV V. Meavilla, A. M. Oller A la vista de las tablas anteriores podemos hacer algunos comentarios: 1. El simbolismo de Aurel es más moderno que el de sus dos contemporáneos. Se aleja más del álgebra sincopada puesto que utiliza símbolos “abstractos” en lugar de abreviaturas de términos. 2. Sin embargo, con la notación de Aurel resulta difícil (y nada obvio) construir los signos correspondientes a potencias elevadas de la incógnita o a radicales de índices grandes. Esto no sucede en el caso de Pérez de Moya o Núñez. Aunque no lo expresen explícitamente, resulta autoevidente el modo en que se referirían, caso de necesitarlo, a una raíz séptima; por ejemplo. 3. Sólo Pérez de Moya emplea un signo para denotar la igualdad, si bien es cierto que se trata de una mera abreviatura. Tanto Aurel como Núñez utilizan la expresión completa “igual a”, “hacen” u otras similares. 4. Pedro Núñez es el único autor que no utiliza ningún símbolo especial para denotar los “escalares”. Esto lo aproxima a la práctica actual. Aunque son tres los autores que hemos analizado y cada uno de ellos presenta sus propias particularidades, lo cierto es que, esencialmente, son dos las notaciones que hemos encontrado puesto que las de Pérez de Moya y Núñez son muy similares. El mejor modo de comparar ambos métodos de escritura algebraica es presentar algunos ejemplos. En la figura siguiente se muestra el modo en que Marco Aurel escribe la expresión que actualmente denotamos por 6x + 4 = 46: Figura 9. (Aurel, 1552, fol. 80v). Pérez de Moya escribiría esta expresión como: 6. co. p. 4. n. ig. a. 46. n. Mientras que Pedro Núñez pondría: 6. co. p. 4. hacen 46. La diferencia entre ambos métodos de notación salta aún más al a vista observando algunos ejemplos de lo que hoy en día llamaríamos álgebra de polinomios. En la figura siguiente se muestra el producto de polinomios (4x2 + 4x + 4) × (2x – 2) = 8x3 – 8 en el texto de Marco Aurel: Figura 10. (Aurel, 1552, fol. 73v). Sociedad Canaria Isaac Newton de Profesores de Matemáticas Vol. 87 noviembre de 2014 65 El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XVI V. Meavilla, A. M. Oller Por otra parte, en el cuadro siguiente se presenta la suma de polinomios: (9x5 + 5x4 – 9x3 – 3x2 + 8x – 6) + (7x5 + 4x4 – 7x3 + 5x2 – 9x + 6) = 16x5 + 9x4 – 16x3 + 2x2 – x tal y como aparece en la Arithmetica de Pérez de Moya: Figura 11. (Pérez de Moya, 1562, p. 510). Estas comparaciones sacan a la luz ventajas e inconvenientes de cada uno de los dos sistemas de símbolos. Sin embargo ambos presentan un mismo problema principal que dificulta su uso: la necesidad de utilizar un símbolo diferente para cada potencia de la incógnita. Ninguno de ellos está preparado para poder trabajar simbólicamente con potencias mayores que diez. 4. Una actividad de enseñanza y aprendizaje para profesorado en formación Como hemos apuntado en la introducción, el trabajo de aspectos históricos de las Matemáticas (Meavilla, 2005b) es especialmente interesante con profesorado en formación, especialmente si lleva a una reflexión sobre la naturaleza y la evolución de los conceptos involucrados. A modo de ejemplo, hemos diseñado la siguiente secuencia de actividades pensada para que el profesorado de Secundaria en formación pueda comparar y valorar los signos antiguos en relación con los que se usan hoy en día. Figura 12. 66 Vol. 87 noviembre de 2014 NÚM E R OS El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XIV V. Meavilla, A. M. Oller 1. Observa la portada anterior. Busca información sobre el autor del libro. 2. En el Libro de Algebra en Arithmetica y Geometria hemos encontrado el problema siguiente: Divide el número 12 en dos partes tales que la diferencia entre el cuadrado de la primera y el cuadrado de la segunda sea 30. 3. Resuélvelo indicando paso a paso cómo lo has hecho. 4. Para escribir ecuaciones, polinomios, etc., Pedro Núñez utilizó, entre otros, los siguientes símbolos: co. = x ce. = x2 p = más m = menos Además, Núñez usó abreviaturas como las que sueles utilizar para enviar mensajes con el móvil (por ejemplo, q = que). Utilizando este «vocabulario» traduce el siguiente texto en el que se resuelve el problema del apartado 2: Figura 13. 5. Compara tu solución con la que aparece en el texto original. ¿Son iguales? ¿En qué se diferencian? 6. Compara el simbolismo algebraico actual con el utilizado por Núñez. Indica las ventajas o inconvenientes de cada uno de ellos. Justifica tu respuesta. Bibliografía Aurel, M. (1541). Tratado muy util y prouechoso para toda manera de tratantes y personas aficcionadas al contar: de reglas breues de reducciones de monedas. Valencia: F. Diaz Romano. Aurel, M. (1552). Libro Primero, de Arithmetica Algebratica, enel qual se contiene el arte Mercantiuol, con otras muchas Reglas del arte menor, y la Regla del Algebra, vulgarmente llamada Arte mayor, o Regla de la cosa: sin la qual no se podrá entender el decimo de Euclides, ni otros muchos primores, assi en Arithmetica como en Geometria: compuesto, ordenado, y hecho imprimir por Marco Aurel, natural Aleman: Intitulado, Despertador de ingenios. Valencia: Ioan de Mey, Flandro. Eves, H. (1983). An Introduction to the History of Mathematics. Philadelphia: Saunders. Sociedad Canaria Isaac Newton de Profesores de Matemáticas Vol. 87 noviembre de 2014 67 El simbolismo algebraico en tres álgebras españolas del siglo XVI V. Meavilla, A. M. Oller Hoff, T. (2011). History in a Competence based Mathematics Education: A means for the learning of differential equations. En V. Katz y C. Tzanakis (Eds.). Recent developments on introducing a historical dimension in Mathematics Education (pp. 165-173). Washington: MAA. Jahnke, H.N. (2000). The use of original sources in the mathematics classroom. En J. Fauvel y J. van Maanen (Eds.), History in Mathematics Education: the ICMI study (pp. 291-328). Dordrecht: Kluwer. Kieran C. (1992). The learning and teaching of school algebra. En D.A. Grows (Ed.), Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 390-419). Reston, VA: NCTM. Malisani, E. (1999). Los obstáculos epistemológicos en el desarrollo del pensamiento algebraico. Visión histórica. Revista IRICE, 13, pp. 105-134. Meavilla Seguí, V. (1989). 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Licenciado en Ciencias (Sección de Matemáticas) por la Universidad de Zaragoza (1976) y Doctor en Filosofía y Letras (Pedagogía) por la Universidad Autónoma de Barcelona (1998) con una tesis sobre la influencia de las interacciones verbales sobre el proceso de enseñanza y aprendizaje del álgebra elemental. Ha publicado diversos artículos y libros sobre la influencia de la historia de las matemáticas sobre la enseñanza y el aprendizaje de dicha disciplina. En la actualidad es profesor de la Facultad de Ciencias Sociales y Humanas (Campus de Teruel) y miembro del Departamento de Matemáticas (Área de Didáctica de la Universidad de Zaragoza. Email: meavilla@unizar.es Antonio M. Oller Marcén. Licenciado en ciencias Matemáticas (2004) por la Universidad de Zaragoza y Doctor por la Universidad de Valladolid (2012) con una tesis sobre la enseñanza de la Proporcionalidad aritmética en Secundaria. Ha publicado diversos trabajos sobre Educación Matemática, Álgebra y Teoría de Números. Actualmente es profesor del Centro Universitario de la Defensa de Zaragoza. Email: oller@unizar.es 68 Vol. 87 noviembre de 2014 NÚM E R OS