AUTORES CIENTÍFICO-TÉCNICOS Y ACADÉMICOS Matemáticos precoces (3ª parte) Prof. Dr. Félix García Merayo Vicepresidente de ACTA Una ecuación no significa nada para mi a no ser que exprese una idea de Dios. S. Ramanujan La matemática es el trabajo del espíritu humano destinado tanto a estudiar como a conocer, tanto a buscar la verdad como a encontrarla. E. Galois à 1. Introducción Traemos a estas páginas una nueva lista de nombres y sus correspondientes cortas biografías que corresponden a matemáticos cuyas capacidades y sabiduría son, en la mayor parte de ellos, condiciones autodidactas adquiridas a la edad en que otros niños no han aprendido ni siquiera a leer y menos a manejar los números. Hemos escogido en esta ocasión las vidas del indio Ramanujan y del francés Galois. Como en los artículos anteriores sobre este mismo tema, y en aras de la brevedad y la síntesis a la que nos obliga la estructura de los Manuales de ACTA, hemos tomado los rasgos más característicos de cada personaje, los necesarios y suficientes para hacernos una idea de los potenciales representados por cada matemático en el mundo que les tocó vivir, sus relaciones con otros científicos de su época, en algunos casos, de superior edad, así como la herencia de su sabiduría que nos han legado. à 2. Srinivasa RAMANUJAN Srinivasa Ramanujan Aiyangar nació en el sur de la India el 22 de diciembre de 1887, en la villa de Erode. Falleció en 1920, a los treinta y dos años de edad, un año después de su regreso a la India desde Inglaterra. Dos fueron sus contribuciones más importantes a la matemática. Por una parte, la reconstrucción por sí mismo del edificio de 41 ACTA Matemáticos precoces (3ª parte) la teoría de números; por otro lado, las propuestas que hizo de innumerables fórmulas y teoremas originales. Ramanujan estuvo toda su vida fascinado por el número π, relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro. Provenía de una familia de pobre condición de la casta de los Brahamanes. Su infancia transcurrió en Kumbakonam, a 260 kilómetros de Madrás, donde su padre era contable en la casa de un fabricante de paños; su madre, mujer de un gran sentido común, era hija de un oficial brahaman del Tribunal en Erode. El matrimonio pasó algún tiempo sin descendencia, hasta que en 1887 nació su primer hijo. Ramanujan fue un auténtico autodidacta y su precocidad para las matemáticas fue rápidamente reconocida. Por ello, a los siete años le fue concedida una beca en el instituto, Town High School, de Kumbakonam, después de haber asistido a la escuela desde los cinco años. Se cuenta que a esa edad, los siete años, ya era capaz de recitar fórmulas matemáticas a sus compañeros de clase y que recordaba, gracias a su memoria asombrosa, gran cantidad de cifras del número π y de la raíz cuadrada de 2. Era de carácter reposado y de mente reflexiva. Su intuición se encontraba a sus anchas en los rincones más profundos de la teoría de números; se ha escrito que los números eran sus amigos. Sus trabajos, más de 50 años después de su muerte, están asociados a las nuevas fórmulas aparecidas desde 1974. G. H. Hardy, especialista en análisis y teoría de números, fue el descubridor de Ramanujan y es también el europeo que mejor le ha conocido. Sello emitido en 1962 en conmemoración del 75 aniversario del nacimiento de Ramanujan. Ramanujan forma parte de los matemáticos que podríamos considerar como modernos. Se dice que fue un matemático al que sólo pueden comprender los matemáticos de primera clase y, por tanto, no es de extrañar que despertara poca atención fuera del campo que él dominaba. En su época se decía que es sin discusión el más extraordinario matemático de 42 nuestro tiempo. Otro punto a notar es que era un matemático de características muy particulares. No era versátil, como Gauss o Poincaré. Tampoco era un geómetra y no le importaba la física matemática, dejando las posibles aplicaciones de su trabajo matemático a otras disciplinas. A los doce años dominaba una obra fundamental, como era la Trigonometría plana de S. Loney y era capaz de comprender sin dificultad algunas de las páginas en las que se contenían las sumas y productos de series infinitas, tema que jugó un papel importante en toda su obra a lo largo de su corta vida. Tres años más tarde, corría el año 1902, cuando contaba los 15, estando en la sexta clase del instituto, un amigo suyo le consiguió el préstamo de la obra de George Shoobridge Carr, matemático de Cambridge, titulado Sypnosis of Elementary Results in Pure and Applied Mathematics, Sinopsis de resultados elementales de la matemática pura y aplicada. Esta obra, que pertenecía a la biblioteca del Government College local, había sido publicada en dos volúmenes, en 1880 y en 1886. El libro era esencialmente un compendio de las notas de Carr como profesor y constaba de una lista de 6.165 teoremas, la mayor parte enunciados pero sin demostración. Ramanujan extrajo muchos de sus conocimientos de esos dos libros: construyó un prominente edificio de conocimiento e investigación analítica y se puso a demostrar sus fórmulas inmediatamente. Y todo ello sin la ayuda de otros libros. En 1903 pasó el examen para poderse matricular en el Government College de Kumbakonam, aquella institución de cuya biblioteca provenía el libro de Carr. Obtuvo así la beca Junior Subrahmanyan Scholarship. Pero a causa de su poco dominio del inglés dado que su única preocupación eran las matemáticas, suspendió el examen siguiente, con lo que le suprimieron la beca ganada el año anterior. Abandonó Kumbakonam y se fue primero a Vizagapatam y luego a Madrás. Allí se repite una situación similar a la anterior de hace pocos años: en diciembre de 1906 suspende el First Examination in Arts. Nunca volvería a intentarlo. Ramanujan continuará su trabajo independiente en matemáticas pero debe abandonarlo, al menos provisionalmente, con el fin de buscar un empleo permanente ya que había contraído matrimonio en 1909. Durante la búsqueda de trabajo le llegó una carta de Diwan Bahadur R. Ramachandra Rao, recaudador en Nelore, pequeña ciudad a 129 kilómetros al norte de Madrás. Se trataba de un rico mecenas apasionado de las matemáticas al que le había llegado alguno de los cuadernillos de apuntes con fórmulas, teoremas y otras maravillosas ideas de Matemáticos precoces (3ª parte) Ramanujan. Ramachandra Rao le proporciona una ayuda económica mensual, en parte gracias a las recomendaciones que le llegan de otros matemáticos indios que apreciaban en lo que valían los descubrimientos de Ramanujan. La primera entrevista de Ramachandra con Ramanujan ha quedado muy bien descrita con las propias palabras de aquél. Extraemos algunos párrafos. Hace algunos años, un sobrino mío, ignorante por completo de todo conocimiento matemático, me dijo: Tío, tengo un visitante que habla de matemáticas y no lo comprendo. ¿Podría mirar si hay algo de interés en su charla?. [....] Entonces, condescendí a que Ramanujan hablara en mi presencia. [...] Era una pequeña figura rústica, vigorosa, sin afeitar, desaliñada, con un rostro conspicuo, que entró con un gastado libro de notas bajo el brazo. Era extremadamente pobre. [...] Jamás pidió ninguna distinción. Necesitaba desahogo, en otras palabras, que se le suministrara el mínimo vital. Abrió el libro y empezó a explicar algunos de sus descubrimientos. Al punto vi claramente que era algo fuera de lo conocido. [...] Apreció debidamente mi ignorancia y me demostró algunos de sus hallazgos más simples. Éstos iban más allá de los libros existentes y ya no tuve duda de que era un hombre notable. [...] Me inició en las integrales elípticas y en las series hipergeométricas; finalmente, su teoría de las series divergentes, no divulgada todavía, me convenció. [...] Dijo que él quería una pequeña pensión para vivir y así proseguir sus estudios. Ramachandra Rao se comprometió por tanto a pagar los gastos de Ramanujan. Pero poco más tarde, y porque éste no deseaba en absoluto ser mantenido por otra persona, aceptó un trabajo en 1912 en el despacho del Port Trust, una agencia portuaria, de Madrás, cuyo presidente era el británico Sir Francis Spring y el administrador, V. Ramaswami Aiyar, fundador de la Sociedad Matemática de la India, Indian Mathematical Society. En cualquier caso, nunca había renunciado a sus estudios de matemáticas. Así, en 1911, cuando contaba 23 años, sus primeros trabajos fueron publicados en el Journal de la Sociedad Matemática aludida. Su primer artículo (1911) trataba sobre algunas propiedades de los números de Bernouilli. Al año siguiente colaboró con la misma revista con dos notas y algunos problemas. Aconsejado por Mr Griffith, del Madras Engineering College, y por el propio Sir Francis Spring, Ramanujan envió sus investigaciones a tres eminentes matemáticos británicos. Parece que uno sólo le respondió: fue Godfrey Harold Hardy (1877-1947). Hardy era un matemático puro, lo que para él significaba que para clasificar como tal una cuestión de las matemáticas, tenía que ser inservible; si era inservible era, no sólo pura, sino además hermosa; si era útil, era fea, y cuanto más útil más fea, más impura. Estas opiniones sobre la matemática pura no fueron siempre bien acogidas. El matemático británico G. H. Hardy. Cuando Ramanujan comenzó a cartearse con Hardy, éste era miembro del Trinity College de Cambridge. Transcribimos algunos párrafos de la carta enviada a Hardy por Ramanujan el 16 de enero de 1913 y que sus amigos le ayudaron a redactar en inglés. Me permito presentarme a usted como un contable del Accounts Department en la Port Office de Madrás, con un salario de 20 £ (indias) anuales solamente. Tengo 23 años de edad [acababa de cumplir los 25]. No he recibido educación universitaria. [...] dejada la escuela he empleado el tiempo libre de que disponía en estudiar matemáticas. [...] estoy siguiendo una trayectoria propia. He hecho un estudio detallado de las series divergentes en general y los resultados a que he llegado son calificados como sorprendentes por los matemáticos locales .... Yo querría pedirle que repasara los trabajos aquí incluidos. Si usted se convence de que hay alguna cosa de valor, me gustaría publicar mis teoremas, ya que soy pobre. [...] Pido que me excuse por las molestias que le ocasiono. Quedo, apreciado señor, a su entera disposición. S. Ramanujan 43 ACTA Matemáticos precoces (3ª parte) Hardy, como matemático reconocido, solía recibir, entre otras, cartas de locos y de ingenuos; por eso estuvo tentado de no leer la de Ramanujan. Pero lo hizo en compañía de su eminente amigo John Littlewood: revisaron la lista de los 120 teoremas, y sus correspondientes fórmulas, contenidos en la carta. Después de esta revisión el número de puntos adjudicados a Ramanujan era de 100, puntos medidos de acuerdo con la escala que el propio Hardy utilizaba para calificar a otras personas, a él mismo y a su amigo. En esa escala, Hardy era acreedor a 25 puntos y Littlewood, a 30. El matemático alemán Hilbert había alcanzado los 80 puntos. Hardy seleccionó 15 de esos teoremas como claramente representativos e hizo comentarios sobre los mismos como que él había demostrado algo semejante o que alguna de las fórmulas había sido ya descubierta por Lagrange y demostrada por Jacobi, cosa que ignoraba Ramanujan, o que otras eran de un nivel distinto y, desde luego, tan difícil como profundo. Y otro comentario de Hardy: una ojeada es suficiente para comprender que solamente podían [las fórmulas] ser escritas por un matemático de la más alta categoría. Deben ser ciertas, porque, si no lo fueran, nadie habría tenido suficiente imaginación para inventarlas. Y este último: Es ya bastante maravilloso que tan sólo soñara en problemas como éstos; problemas que han requerido cien años para ser resueltos por los más sutiles matemáticos europeos y cuya solución no está completa todavía ... ALGUNAS DE LAS FÓRMULAS ENVIADAS A HARDY POR RAMANUJAN 1) 2) 3) El coeficiente de xn en la serie (1 - 2x + 2x4 - 2x9 + ···)-1 es el número entero más próximo a 4) El total de números comprendidos entre A y x que son cuadrados o suma de cuadrados es siendo K=0,764 ... y θ (x) muy pequeño comparado con el valor de la integral. 5) Teorema Hardy-Ramanujan. Estimación del número de particiones p(n) de un número natural n en sumandos enteros. Por ejemplo, p(5)=7, puesto que, 5=4+1=3+2=3+1+1=2+2+1=2+1+1+1= =1+1+1+1+1. 44 Matemáticos precoces (3ª parte) Algunas de las fórmulas de Ramanujan desconcertaron a Hardy, dado que éste no sabía cómo demostrarlas. En mayo de 1913, debido a la ayuda de muchos amigos, Ramanujan fue relevado de su cargo de empleado en el Port Trust, y le concedieron una beca especial. Al mismo tiempo, desde que Hardy descubriera las fórmulas de Ramanujan, aquél se esforzó por traerlo a Cambridge lo antes posible. Pero debido a las fuertes reticencias de su madre y a un prejuicio de casta, el viaje se retrasa. Definitivamente, Ramanujan supera sus propias dudas y se embarca para Inglaterra en marzo de 1914. Durante los cinco años que siguieron a su llegada, Hardy y el autodidacta y genial hindú Ramanujan trabajaron juntos en el Trinity College. Su asociación, aunque por desgracia breve, fue de lo más brillante. Se ha dicho que es difícil imaginar dos hombres de educación y ambiente más dispares y, sin embargo, fue Hardy uno de los primeros en discernir la que él denominó profunda e invencible originalidad de Ramanujan. Éste fue proclamado igual a Hardy, pero con facultades del todo diferentes. Hardy dejó dicho, [...] mi asociación con él es el único incidente romántico de mi vida. Hardy fue consciente de que toda su mejor obra fue una consecuencia de su colaboración con Littlewood y Ramanujan. Al respecto de los impedimentos que la madre de Ramanujan había puesto a su hijo, Hardy escribió: Al fin el consentimiento llegó, fácilmente, de una manera inesperada. Una mañana, su madre declaró que la noche anterior había tenido un sueño, en el que había visto a su hijo, en una gran sala, rodeado de un grupo de europeos y que la diosa Namagiri le había ordenado que no se interpusiera en el camino de su hijo y que colaborara al objeto de su vida. Cuando Ramanujan llegó al fin a Cambridge, tenía dos becas: una de 250 £ de Madrás, 50 de las cuales estaban destinadas al sustento de su familia en la India, y otra de 60 £ del Trinity College. Los conocimientos técnicos de Hardy se orientaron hacia el brillante, pero tosco, genio que Ramanujan poseía, resultando de esta colaboración mutua una serie de trabajos sobre las propiedades de ciertas entidades de la teoría de números, como la obtención del total probable de divisores de un número entero. Ramanujan estudió también las funciones de partición que permiten evaluar todas las maneras posibles de expresar un entero mediante la suma de enteros positivos. En cualquier caso, Hardy se planteó inmediatamente la cuestión de qué método seguir para enseñarle las matemáticas modernas. Las ausencias de su conocimiento sobre la matemática en general, eran tan asombrosas como lo era su profundidad. Era un hombre capaz de trabajar, con medios desconocidos para la época, con ecuaciones modulares y sobre variable compleja, aunque no tenía ni remota idea de lo que era una función de variable compleja y lo hacía con toda sencillez y familiaridad. Lo mismo ocurría con las fracciones continuas, para las que poseía un dominio que superaba a cualquier matemático del mundo de aquel entonces; conocía por sus propios medios la función Zeta y las técnicas usuales de los más famosos problemas de la teoría de números. Todo lo dicho hasta aquí son conclusiones que nos ha dejado escritas el propio Hardy. ¿Cómo había llegado Ramanujan a sus conclusiones? Hardy advierte que Ramanujan había obtenido todos sus resultados, nuevos o viejos, verdaderos o falsos, por un proceso de prueba mixta, intuición e inducción, de la cual era completamente incapaz de dar cualquier razón coherente. Era imposible pedir a este hombre que se sometiera a una instrucción sistemática para intentar aprender de nuevo matemáticas desde el principio. Temía además (son palabras del propio Hardy) que, si yo insistía indebidamente en materias que Ramanujan consideraba tediosas, podía destrozar su confianza o romper el encanto de su inspiración. [...] En cualquier caso, yo aprendí de él mucho más de lo que él aprendió de mí. También sabemos por Hardy cuáles eran las aficiones de Ramanujan aparte de las matemáticas. Le interesaban muy poco la literatura y el arte, pero distinguía la buena literatura de la mala. Era un filósofo sutil y un ardiente político, pacifista y ultrarradical. Tenía una memoria prodigiosa, tanto que podía recordar la naturaleza de los números de una manera casi pavorosa, de tal forma que Littlewood señalaba a este respecto que, cada número entero positivo era uno de sus amigos personales. Se ajustaba a las normas religiosas de su casta con una severidad muy poco corriente en los indios residentes en Inglaterra, pero su religión era más bien ritual y no de convicción intelectual; todas las religiones le parecían por igual más o menos verdaderas. Era vegetariano en el sentido más estricto, lo que le procuró serias dificultades ante la enfermedad que más tarde padeció; sus necesidades alimentarias eran difíciles de satisfacer en una Inglaterra racionada por la guerra. Poseía una asombrosa perspicacia para las fórmulas algebraicas, transformaciones de series infinitas y demás. Sentía una auténtica pasión por lo inesperado, extraño y estrambótico. Sobre su prodigiosa memoria y su amor por 45 ACTA Matemáticos precoces (3ª parte) los números, cuenta Hardy que cuando iba a visitarle estando enfermo, viajó en el taxi de matrícula 1.729, [...] y observé que el número me parecía más bien insípido y que esperaba que no le fuera de mal agüero. No replicó es un número muy interesante; es el número más pequeño expresable como suma de dos cubos de dos maneras diferentes. Ramanujan se estaba refiriendo a estas relaciones: 1.729 = 13+123 = 93+103. En 1917, Ramanujan es elegido miembro de la Royal Society de Londres así como del Trinity College; será el primer indio que ostentará esta doble distinción. Pero, al mismo tiempo que su persona es cada vez más famosa, su salud comienza a deteriorarse a ritmo rápido en la primavera de ese mismo año. Se trasladó a un sanatorio de Cambridge a principios del verano de 1917; estuvo también en los sanatorios de Wells, de Matlock y Londres pero no mejoró, al menos en apariencia, hasta el otoño de 1918, fecha en la que se aprestó a renovar sus esfuerzos en el trabajo activo y sus mejores teoremas fueron descubiertos en ese momento. A principios de 1919, cuando la paz le permite viajar, Ramanujan regresa a su India natal y muere el 26 de abril de 1920 de lo que fue diagnosticado en la época como una tuberculosis, sin duda contraída durante su estancia en la húmeda Inglaterra que se agravó, como hemos dicho, por la estricta observancia de ciertas reglas de alimentación vegetariana que se imponía, debido a una promesa que había hecho a sus padres. También se dice que la enfermedad que le llevó a la muerte consistió en una grave carencia de ciertas vitaminas. CONCEPTO Y FÓRMULAS MANEJADOS POR RAMANUJAN 1. Ecuación modular. Una ecuación modular es una relación algebraica entre el valor de una función f(x) y la propia función en la que su variable independiente x se reemplaza por una potencia entera de la misma, como f(xp), siendo p el orden de la ecuación modular. Por ejemplo, sería una ecuación modular de segundo orden, No todas las funciones modulares verifican una ecuación modular. 46 2. Aproximación de π. Ramanujan hacia 1910, publicada en 1914. 3. Radicales infinitamente repetidos. Ramanujan en sus años de escuela. Esta expresión se deduce por aplicación sucesiva de la función recursiva, y haciendo al final, n=1. Al regreso a su patria fue el ídolo de los jóvenes intelectuales indios y, a pesar de sus sufrimientos, no detuvo sus investigaciones en ningún momento obteniendo notables resultados que se conocen como su libro de notas perdido. Para finalizar, añadiremos que sus trabajos sobre el número π provienen en gran parte de sus investigaciones sobre las ecuaciones modulares tratadas exhaustivamente en sus libritos de notas. Sobre este tema publica con su firma en 1914, Ecuaciones modulares y aproximaciones de π. Las tentativas de Ramanujan por calcular el valor de π con el mayor número de cifras posible, se inscriben en una tradición secular: Arquímedes, Antiphon, Ludolph van Ceulen, Newton, Wallis, Gregory, Leibniz, John Machin, entre otros, sin olvidar a los buscadores modernos que se han ayudado del ordenador. Referencias n Newmann, J. R., SIGMA, El Mundo de las Matemáticas, Ediciones Grijalbo, 1968. n Borwein, J. y Borwein, P., Srinivasa Ramanujan, Les Mathématiciens, BELIN, Pour le Science, 1996. n Dictionary of Scientific Biography, Nueva York, 1970-1990. n Gindikin, S., Tales of mathematicians and physicists, Springer, 2007. n http://mathworld.wolfram.com/RamanujanConstant.html. Matemáticos precoces (3ª parte) à 3. Évariste GALOIS El filósofo, crítico y ensayista francés Émile Chartier, conocido con el seudónimo de Alain (18681951), escribió el 10 de agosto de 1909 estas frases consagradas exclusivamente a Galois aparecidas en Dépêche de Rouen et de Normandie: Hace poco más de dos meses, se inauguraba en Bourg-la-Reine una placa de mármol a la memoria de Évariste Galois. Este hombre, que murió a los veinte años, ha dejado sobre la matemática pura memorias que fueron publicadas más tarde y que han aclarado uno de los caminos más difíciles que se hayan trazado a través de las ideas puras. Es poco más o menos lo que yo puedo decir sobre él. Dejo su biografía a los moralistas y a los fabricantes de imágenes edificantes. Vamos entonces a tratar de dar algunos rasgos de la biografía de Galois así como la descripción somera de la obra matemática que nos ha legado. Nicolas-Gabriel Galois, padre de Évariste. Más tarde, Nicolas-Gabriel Galois contrae matrimonio con Adélaïde-Marie Demante, hija de Thomas-François Demante, doctor agregado en la Facultad de Derecho de la antigua Universidad de París y después Presidente del Tribunal de Louviers; latinista apasionado, trasmite a su hija una sólida cultura clásica y religiosa. Durante los doce primeros años, Évariste Galois estuvo recibiendo formación de su madre, consistente en unas fuertes bases de griego y latín; también le trasmitió su escepticismo religioso: en la familia Galois no existía la devoción, si acaso, el estudio crítico de la religión comparando los textos sagrados con Cicerón o Séneca. Las matemáticas tampoco tuvieron demasiada cabida en ese programa: éste consistió probablemente en las clásicas lecciones de aritmética, ya que las matemáticas no estaban consideradas como una materia importante. Ninguno de sus ascendientes se distinguió en ellas. Galois a los 15 años. Dibujo a lápiz realizado por un compañero de su clase. Galois fue un genio incomprendido y oprimido por profesores estúpidos e ignorado por los grandes matemáticos de su tiempo. Los acontecimientos de la época le empujaron hacia actividades políticas en las que despilfarró su energía y que, finalmente, le conducirían a la muerte. Galois nació el 25 de octubre de 1811 en Bourg-la-Reine, en las cercanías de París. Su padre, Nicolas-Gabriel Galois, era un admirador de Napoleón y representaba en esa villa al partido liberal. Fue elegido alcalde de Bourg-la-Reine en el período de los Cien Días en los que Napoleón volvió al poder, entre el 20 de marzo y el 18 de junio de 1815. Su abuelo paterno dirigía una institución escolar que más tarde heredó su hijo Nicolas-Gabriel. La Route dOrleans, calle de Bourg-la-Reine donde nació Évariste Galois. 47 ACTA Matemáticos precoces (3ª parte) Galois fue un alumno precoz y crítico. En 1823, con doce años, fue inscrito en el Collège Louis-leGrand, una escuela preparatoria parisina a la que también acudieron Robespierre y Víctor Hugo. Con ello pasa de una atmósfera familiar tranquila a otra confinada, se trataba de un internado, y violenta. Allí comenzó su educación política, de tal forma que las simpatías liberales y antirrealistas que había heredado de sus padres estuvieron en perfecta armonía con las opiniones de la mayor parte de los alumnos que acudían a esa escuela. Ese mismo año, el conde de Artois, futuro Carlos X, a la cabeza de los ultrarrealistas, pasa a tomar el poder. En el liceo, y durante el primer trimestre, las relaciones entre los alumnos, la mayor parte herederos de la Revolución Francesa, y el nuevo director Berthot fueron muy difíciles, ya que aquellos sospechaban que se quería entregar a los jesuitas la dirección del colegio. Hay que señalar que los jesuitas eran la punta de lanza de la reacción de la derecha que siguió a la era napoleónica. Los alumnos organizaron una pequeña rebelión al rehusar cantar durante el oficio en la capilla, recitar en clase y brindar por Luis XVIII en la celebración de una fiesta en el colegio. Como reacción, el director expulsó a varios alumnos. Aunque Galois no siguió esa suerte (se desconoce si participó o no en la revuelta) la decisión autoritaria del director contribuyó, sin duda alguna, a acrecentar la desconfianza de Galois hacia la autoridad: había crecido entre libros en el entorno familiar y ahora descubriría las primeras luchas sociales. ningún profesor desearía tener: obtuvo un insuficiente en retórica, de forma que tuvo que repetir. Los boletines escolares de 1826 y 1827 manifiestan una degradación sensible. Eric Temple Bell, cuyo libro Men of Mathematics, publicado en 1937, recoge la mayor parte de las biografías de matemáticos célebres, asegura que el escaso interés que Galois sentía por la retórica era debido a sus preocupaciones por el álgebra: se había inscrito en esa época, tenía 15 años, en un curso de matemáticas impartido por Hippolyte Jean Vernier, curso que despierta el genio de Galois por esa ciencia. Los cursos de matemáticas eran suplementarios a los de formación clásica. En muy poco tiempo, el joven escolar asimila los manuales clásicos y más tarde los grandes autores de la época, como Legendre (1752-1833), Éléments de géométrie, Elementos de geometría, y Lagrange (17361813), Résolution des équations algébriques, Resolución de las ecuaciones algebraicas, la Théorie des Fonctions analytiques, Teoría de las funciones analíticas, y las Leçons sur le calcul des Fonctions, Lecciones sobre cálculo de funciones. Trabajando casi exclusivamente las matemáticas, el joven adolescente obtiene el primer premio en el Concurso general. Estas serán las notas que Vernier hace constar en su boletín: Celo y progreso, muy notables; inteligencia, progreso notable; método, insuficiente; disposición, éxito, que será tanto más grande cuanto más metódico sea su trabajo. EL SIGLO DE GALOIS Patio de la casa donde vivió Galois en Bourg-la-Reine. Pintura de N. Markovitch. Refiriéndonos al aprovechamiento escolar de Galois, los primeros años en Louis-le-Grand fueron positivos y no tuvo ningún problema: obtuvo varios primeros premios en latín y griego, así como media docena de accésits. Sin embargo, en Segundo las cosas cambian y pasa a convertirse en el alumno que 48 1804-1814: Primer imperio. Grandeza y decadencia del Emperador Napoleón I. 1814: Vuelta de Luis XVIII. 1815: Retorno del Emperador: los Cien Días. 1815-1830: Segunda Restauración. Luis XVIII (1815-1824); Carlos X (1824-1830). 1830-1848: Monarquía de Julio. Luis Felipe. 1848-1851: Segunda República. Luis Napoleón Bonaparte. 1852-1870: Segundo Imperio. Napoleón III. 1871: Comuna de París. 1873: Tercera República. 1885-1899: Tiempos de crisis: Panamá, Dreyfus, atentados anarquistas, etc. Galois comienza a despreciar las materias que no sean las matemáticas, lo que le acarreará la hostilidad del resto de profesores de letras que dejan constancia en sus boletines del alumno, notas tales como disipa- Matemáticos precoces (3ª parte) do, criticón, extravagante, charlatán... Sin hacer caso de ellas, ni tampoco de Vernier, Galois decide por su cuenta presentarse al concurso de entrada en la École Polytechnique un año antes del que le correspondía por edad y sin haber seguido el curso preparatorio en matemáticas que se impartía en la propia escuela. Al faltarle la base necesaria, Galois suspende. En aquella época no era necesario haber finalizado el bachillerato para presentarse al ingreso en la Escuela Politécnica. Además, considerando que su suspenso era una injusticia, endurece su oposición hacia la autoridad. Afectado por esta situación (deseaba ardientemente integrarse en la escuela más importante de la época) Galois se resigna a regresar al liceo Louis-leGrand y comenzar allí una clase de matemáticas especiales con el eminente profesor Louis-Paul-Émile Richard (1795-1849), quien advierte rápidamente sus cualidades excepcionales: Este alumno posee una superioridad marcada sobre todos sus condiscípulos o Este alumno sólo trabaja para las matemáticas superiores. Sin embargo, su profesor de física y química dice de él que, es distraído y trabaja flojo o conducta pasable y trabajo nulo. Visto lo cual, Richard pide para Galois su admisión, sin examen, en la Politécnica y, aunque tal petición fue rechazada, los estímulos de Richard sobre Galois fueron espectaculares: en marzo de 1829, siendo todavía un estudiante, Galois publica su primer artículo en los Annales de Mathématiques Pures et Appliquées de Joseph Diaz Gergonne con el título Démostration dun théorème sur les fractions continúes périodiques, Demostración de un teorema sobre las fracciones continuas periódicas. No obstante, ese artículo sería algo marginal en la obra de Galois; lo que verdaderamente le interesaba era la teoría de ecuaciones, tema que había descubierto en la obra de Lagrange. A los 17 años, se compromete con uno de los problemas más difíciles sobre el que se habían roto la cabeza los matemáticos durante más de un siglo. En esa época (1829), el problema crucial de la teoría de ecuaciones era llegar a conocer las condiciones bajo las que se podía resolver una ecuación. Concretamente, se investigaba sobre un método para resolver las ecuaciones algebraicas con una sola incógnita x, con coeficientes racionales y de grado n en x, xn. El método debería ser lo suficientemente general como para poder aplicarlo a todas las ecuaciones del tipo anterior apoyándose únicamente en las cuatro operaciones aritméticas y en la extracción de raíces. En la época de Galois, habían trascurrido ya 300 años de esfuerzos y no se había encontrado el método para solucionar las ecuaciones de grado quinto o superior. Incluso se dudaba que existiera una solución general para un grado cualquiera. Sólo estaban resueltas las de grado dos, tres y cuatro. Fue Galois quien establecería criterios precisos para poder determinar si las soluciones de una ecuación dada podían expresarse o no mediante radicales. Pero lo más notable de Galois no fue quizá el descubrimiento de esos criterios sino el método, al que dio nacimiento, para lograrlo. Sus investigaciones le llevan a establecer una teoría que se aplica a otros dominios de la matemática alejados de la teoría de ecuaciones, como fue la teoría de grupos. Galois envió a la Academia de Ciencias sus primeros trabajos, su Memoria, sobre lo que se convertiría más tarde en la teoría de grupos, el 25 de mayo y el 1 de junio de 1829, poco tiempo antes de finalizar sus estudios en Louis-le-Grand. Apenas dos meses más tarde, Galois se presentaría por segunda vez, y ésta sería la última, al concurso de entrada en la Escuela Politécnica. No lo consigue. La fatalidad se había ensañado con él: el 2 de julio de 1829, algunas semanas antes del concurso, su padre Nicolas-Gabriel se suicidaba en su apartamento de París, calle Jean-deBeauvais, cercano al liceo Louis-le-Grand. Como consecuencia, el concurso de acceso tuvo lugar en condiciones psicológicas muy adversas para Galois; también se dice que rehusó seguir las recomendaciones que el examinador le impuso para su exposición. Estos dos infortunios acrecentarán aún más su odio hacia la jerarquía conservadora que reinaba entonces en Francia. Después de ello, tuvo que contentarse con entrar el 25 de octubre de 1829 en la Escuela Normal, École Normal, llamada entonces École Préparatoire, de menos prestigio que la Politécnica. Gracias a una nota excepcional alcanzada en matemáticas en el bachillerato (noviembre de 1829), diploma exigido para el ingreso, fue admitido en aquella institución, poco más o menos cuando sus primeros artículos sobre la teoría de grupos debían presentarse en la Académie des Sciences, artículos que, por otra parte, nunca fueron presentados. Dichos trabajos habían sido recibidos por uno de los matemáticos franceses más eminentes de la época y ferviente realista partidario de la restauración, Augustin Louis Cauchy, sobre el que había recaído la responsabilidad de informar sobre los escritos de Galois. Parece que Cauchy ya conocía algo sobre la teoría de las permutaciones en la que descansaba, a su vez, su teoría de grupos. No está clara la verdadera causa por la que Cauchy no presentó los artículos de Galois: bien porque perdiera, olvidara o rechazara los manuscritos o porque reconociera su importancia y decidiera tratarlos con sumo cuidado. En unas notas encontradas en los archivos de la Academia de Ciencias descubiertas en 1971 por René Taton, Cauchy escribe: Me proponía presentar hoy en la Academia [...] el informe 49 ACTA Matemáticos precoces (3ª parte) sobre los trabajos del joven Galois. [...] Retenido en casa por una indisposición, siento no poder asistir a la sesión de este día y os ruego inscribir mi nombre en el orden del día de la siguiente sesión para los [...] objetivos que acabo de indicar. Sin embargo, Cauchy presenta en la Academia, una semana más tarde, uno de sus propios artículos y no los trabajos de Galois. Se desconoce este cambio de actitud y de opinión de Cauchy. LAS ESCUELAS EN TIEMPO DE GALOIS La École Polytechnique fue creada en 1794 con el nombre de École central des travaux publics. Hacia 1830 se convierte en el centro francés más importante de la enseñanza de las matemáticas y, en ella, un gran número de politécnicos se dedicaron a la investigación. Los alumnos ingresaban en edad comprendida entre los 16 y 20 años. Debían consagrar su entrega al rey y llevar una buena conducta. La École Normal fue fundada en 1794. Entre sus profesores se cuentan los prestigiosos Lagrange, Laplace y Monge. Fue cerrada en 1795 y reabierta en 1808. En 1815, la escolaridad pasa de dos a tres años. Fue disuelta durante la Restauración y volvió a abrir sus puertas en 1826 con el nombre de École Préparatoire. Para ser admitido era necesaria una prueba de bon esprit, es decir, de conformismo político. En 1830 la escuela vuelve a llamarse normal y la escolaridad era de tres años, finalizando en el nivel de Agrégation. Galois insiste y se decide a presentar al Grand Prix de matemáticas de la Academia un artículo un mes antes de la fecha límite. El dosier fue enviado a JeanBaptiste Joseph Fourier, inventor del análisis que lleva su nombre, entonces secretario perpetuo de la Academia. Eso ocurría en febrero de 1830 y Fourier falleció en mayo, no encontrándose el manuscrito de Galois entre sus papeles. Galois atribuye esta mala fortuna a una intención perversa por parte de la Academia y acusa a ésta de rechazar a priori su trabajo por ser aún un joven estudiante. No obstante, Galois continúa publicando en revistas tales como el Bulletin des Sciences Mathématiques, Astronomiques, Physiques et Chimiques del barón de Férussac, tribuna mucho menos vistosa que las sesiones de la Academia. Estos artículos demuestran que Galois era en 1830 con diez y nueve años uno de los matemáticos más avanzados en la investigación de las condiciones para la resolución de ecuaciones algebraicas de cualquier grado. 50 El 17 de enero de 1831, Galois, que había llegado a ciertas conclusiones, sometió a la Academia una nueva memoria redactada a petición del matemático Siméon Denis Poisson: Sur les conditions de résolubilité des équatios par radicaux, Sobre las condiciones de resolubilidad de las ecuaciones por medio de radicales. Se trata, sin duda, del artículo más importante de la obra de Galois y su existencia, un año antes del duelo que sería la causa de su muerte, desmonta la leyenda según la cual Galois habría escrito su artículo sobre la teoría de grupos en una sola noche. Poisson (1781-1840) y Silvestre Lacroix (1765-1843) estudian profundamente el artículo y finalmente, después de varios meses en los que Galois no cesa en su impaciencia, Poisson y Lacroix recomiendan a la Academia que lo rechace, al mismo tiempo que invitan a Galois a detallar y clarificar su contenido ya que consideraban que una de las demostraciones era insuficiente y que al resultado obtenido podía también llegarse con la ayuda de uno de los teoremas de Lagrange. Según Peter Newman, de la Universidad de Oxford, la crítica estaba bien fundamentada. Los planteamientos de Galois eran tan concisos que resultaba extremadamente difícil seguirlos; además, tampoco estaban exentos de error. Un siglo y medio después, las cosas resultan claras y es posible actualmente presentar lo esencial de su teoría de una forma accesible. Galois fue un incomprendido e incluso acusado de plagio al encontrarse ciertos trabajos póstumos del matemático noruego Niels Henrik Abel (1802-1829) sobre el mismo tema de resolución de las ecuaciones algebraicas, asunto del que Galois se defenderá más tarde en un escrito redactado en prisión a finales de 1831. Coincidiendo con la finalización de su trabajo sobre la teoría de grupos, la vida de Galois toma un giro político. En julio de 1830, los republicanos que se oponían a la Restauración, se echaron a la calle y después de tres jornadas tumultuosas de reacción popular, los días 27, 28 y 29, conocidas como las Trois Glorieuses, el rey Carlos X debe abdicar y salir para el exilio, lo que representó una gran victoria para los republicanos. El 28 de julio, los estudiantes de izquierdas de la École Polytechnique tomaron un papel activo en este movimiento; Galois y sus camaradas fueron encerrados en su escuela por el director de la misma, M. Guigniault, para evitar tumultos. No obstante, Galois termina el curso con éxito y, curiosamente, con mejores notas en física que en matemáticas. A la vuelta de vacaciones, en octubre de 1830, Galois se convierte en un republicano activo. El 10 de noviembre se adhiere a la Societé des Amis du Peuple que formaba parte de la artillería de la Garde National, rama republicana de la milicia constituida Matemáticos precoces (3ª parte) prácticamente por republicanos. Cuenta entre sus amigos con estudiantes republicanos como Raspail (1794-1878), Blanqui (1805-1881), Napoléon Lebon, etc. Galois critica al director de la escuela y al filósofo Victor Cousin por sus posiciones políticas, primero fieles a Carlos X, después a Louis-Philippe. Su oposición a la escuela se hace oficial en el mes de diciembre de aquel año y, como era previsible, fue expulsado de ella el 4 de enero de 1831. Galois colabora en la revista Gazette des Écoles exponiendo su manifiesto para llevar a cabo una reforma de la enseñanza. Incluso crea su propia escuela el 13 de enero de 1831 impartiendo un curso público de álgebra superior en la librería Caillot, en el número 5 de la rue de la Sorbonne. La Gazette precisa: [...] este curso tendrá lugar todos los jueves, una hora y cuarto. Asistieron entre 30 y 40 alumnos, pero el curso fue clausurado a las pocas semanas. Durante este mismo período de tiempo, asiste también regularmente a las sesiones de la Academia motivado por una carta que recibe de la matemática francesa Sophie Germain. Se dice que había adoptado la deplorable actitud de insultar a los oradores. Notas marginales en uno de los manuscritos dejados por Galois donde escribe: Falta algo en esta demostración; pero no tengo tiempo. La primavera de 1831 fue caliente y alcanzó su paroxismo el 9 de mayo durante un banquete en Vendanges de Bourgogne, un restaurante de Belleville, en el que los republicanos celebraban la absolución de 19 oficiales de artillería que habían sido acusados de complot contra el gobierno y cuyo proceso, proceso de los 19, se había celebrado en abril de 1831. Según cuenta Alejandro Dumas padre en sus memorias, Galois, que tenía veinte años (aún no los había cumplido), se levantó y, sosteniendo en la misma mano su vaso y un cuchillo abierto, dijo: Por Luis-Felipe. Este acto de provocación le valió el arresto en casa de su madre al día siguiente siendo llevado a la prisión de Sainte-Pélagie, donde estuvo más de un mes. En el proceso que se siguió, el abogado defensor de Galois sostuvo que las palabras que éste había pronunciado en el brindis habían sido, Por Luis-Felipe si traiciona, pero que la última parte de la frase no se había escuchado debido al ruido dentro del restaurante. Además, el banquete no había sido una reunión pública sino privada. No se sabe si debido a esta argumentación o a la corta edad del acusado, lo cierto es que fue puesto en libertad inmediatamente. Enlazando con el plano matemático de la vida de Galois, y como ya se ha dicho, el 4 de julio de 1831, a las pocas fechas de su arresto y liberación, la Academia resuelve no admitir su informe en un texto firmado por Poisson y Lacroix. Constituyó para él el golpe más duro. Pocos días después, el 14 de julio, Galois fue de nuevo arrestado en el Pont Neuf de París, esta vez por vestir ilegalmente el uniforme de Artillería de la Guardia que había sido disuelta. Condenado el 23 de octubre de 1831, en esta ocasión pasará un total de ocho meses en la prisión de Sainte-Pélagie. Durante este período, Galois pasaría alternativamente de la depresión al furor. Raspail, que también redimía una pena en la misma cárcel, contará más tarde que Galois estuvo pensando en el suicidio. Galois tuvo una premonición que confió a Raspail: Moriré en un duelo por los ojos bonitos de alguna coqueta de baja condición. ¿Por qué? Porque ella me pedirá vengar su honor comprometido por otro. Galois también se puso a favor de uno de sus compañeros prisioneros muerto de bala, acusando a un guardián e incluso al director de la prisión como instigadores del hecho. Como resultado, Galois fue metido en el calabozo. En el prefacio mordaz de sus memorias escritas en la prisión, se puede leer: Yo no digo a nadie que yo deba a sus consejos o a sus estímulos todo lo que hay de bueno en mi obra. No lo digo, pues sería mentir. Los detalles de la estancia de Galois en prisión nos han llegado a través de Lettres sur les prisions de Paris, publicadas por Raspail en 1839. El final de la vida de Galois ha ejercido siempre una particular fascinación sobre los teóricos. Sus biógrafos no quieren nunca tomar al pie de la letra las 51 ACTA Matemáticos precoces (3ª parte) propias palabras de Galois, en el sentido de que el duelo fue simplemente el resultado de una querella personal. Al contrario; quieren explicar su muerte por la intervención de prostitutas, de agentes provocadores u opositores políticos. No existen pruebas, sin embargo, que soporten estas hipótesis. El 16 de marzo de 1832, Galois, de salud frágil, fue trasladado desde la prisión a la pensión del Señor Faultrier debido a la epidemia de cólera declarada en toda Europa y llegada al París de Los Miserables de Victor Hugo. Se piensa que fue allí donde hizo amistad, una relación breve y efímera, con la infâme coquette. Pero, según se encuentra en las referencias actuales, parece absurdo pretender que esta joven fuera una prostituta o una conspiradora que ayudara a organizar el asesinato de Galois. Es posible que todo ello provenga de la similitud existente entre el epíteto infâme coquette y las palabras ya citadas, cualquier coqueta de baja condición, puestas por Raspail en boca de Galois, deduciéndose de ahí la hipótesis de que se tratara de una prostituta. Por otra parte, el 25 de mayo de 1832, seis días antes de su muerte, Galois en carta a su amigo Auguste Chavalier alude a un desencanto sentimental: Cómo consolarse de haber aniquilado en un mes la fuente más bella de felicidad que un hombre haya tenido, de haberla aniquilado sin dicha, sin esperanza, [...]. Pero ¿quién era esta mujer? Se han encontrado fragmentos de dos cartas escritas a Galois en las semanas que precedieron al duelo; parece que se trataba de una querella personal en la que Galois se vio envuelto y que no quería admitir. Así comienza la primera carta: Os ruego que cortemos esta cuestión. No tengo suficiente espíritu para continuar una correspondencia de esta clase [...]. Y concluye escribiendo [...] no pensar en cosas que no existirán ni han existido nunca. La segunda carta está redactada en el mismo tono, pero, a diferencia de la primera, está firmada por Stéphanie D. El padre Carlos Alberto Infantozzi, de la Facultad de Humanidades y Ciencias de la Universidad de Montevideo, ha logrado descifrar en los manuscritos de Galois un nombre que éste había borrado: Stéphanie Dumotel. Realmente se trataba de Stéphanie-Félicie Poterin du Motel, hermana de un internista de la pensión Faultrier, Jean-Baptiste Poterin du Motel. La joven aludida estaba prometida quizá con Pescheux dHerbinville, joven evocado por Alejandro Dumas en sus Memorias, y uno de los 19 héroes aclamados en el restaurante de Belleville. La joven y su tío provocan a Galois en duelo, encontrando allí la muerte. Las circunstancias exactas de ese duelo nos son desconocidas: Galois podría haber sido víctima de los duelos estúpidos tan frecuentes en la época o 52 bien de un golpe montado como consecuencia de sus ideas republicanas. Su hermano Alfred Galois defenderá esta segunda tesis. El 30 de mayo, al alba, el matemático prodigio Galois, que contaba entonces 20 años, escribía a sus amigos Napoléon Lebon y Delauney [...] he sido provocado por dos patriotas y me ha sido imposible rehusar. Os pido perdón por no haberos advertido. Pero mis adversarios me habían pedido bajo el honor no prevenir a ningún patriota. [...]. Guardad mi recuerdo pues la suerte no me ha dado suficiente vida para que la patria conozca mi nombre. Vuestro amigo que va a morir, É. Galois. La misma noche, escribe también a su amigo Auguste Chavalier: He hecho en análisis varias cosas nuevas [...] unas conciernen a la teoría de ecuaciones; otras a las funciones integrales [...]. Se podrán hacer con todo ello tres memorias ... Pide públicamente a Jacobi o a Gauss su dictamen, no sobre la veracidad sino sobre la importancia de los teoremas. Después de esto, espero que haya gentes que encuentren beneficio al descifrar todo este berenjenal. Los acontecimientos de la mañana siguiente justifican plenamente la desesperanza que se trasluce en estas líneas. Al alba, deja su habitación en la pensión del Señor Faultrier para afrontar un duelo a la orilla de un estanque próximo. Galois recibe una bala en el abdomen y es abandonado a su suerte en el lugar del duelo. Su cuerpo herido será descubierto por un campesino que lo lleva al hospital Cochin donde morirá en la mañana del 31 de mayo de 1832. Surgen estas preguntas: ¿Galois fue abandonado por los testigos del duelo? ¿Los testigos fueron a buscar ayuda? Litografía de un duelo en la época de Galois. Matemáticos precoces (3ª parte) En sus últimos momentos están presentes su primo Gabriel Demante y su hermano Alfred. A los llantos fraternales, Galois responde: No llores, tengo necesidad de todo mi valor para morir a los 20 años. Sabemos por el hermano de Gabriel, el abad Demante, que Galois, todavía con pleno conocimiento, rechazó la extremaunción. Catorce años más tarde, en 1846, los manuscritos que Galois había dejado a Chevalier fueron hechos públicos por el matemático francés Joseph Liouville, quien los había presentado a la Academia en 1843. Ese ha sido el camino por el que la fecunda rama de la matemática, como es la teoría de grupos, ha llegado a nuestros días. Referencias n n n n Temple Bell, Eric, Men of Mathematics, 1937. Rothman, T., Évariste Galois, Les Mathématiciens, BELIN, Pour la Science, 1996. Corbalán, F., Galois. Revolución y matemáticas, Nivola, 2004, 2ª edición. http://perso.wanadoo.fr/frederic.gales/Index.htm. Dedicatoria Me honro en tener pocos pero buenos amigos y donde la muestra es más reciente es en la universidad. Me consta que siempre le he tenido a mi lado, apoyándome en mis muchos años dedicado a la docencia y a la investigación. Al catedrático Luis Maté, que es un ilustrado en la historia científica. 53