Angel "Java" Lopez en Blog

Publicado el 6 de Octubre, 2018, 11:20

Ya se acerca el fin de año. Antes de escribir las resoluciones de octubre, reviso las de septiembre:

- Escribir sobre Historia de las Matemáticas [completo] ver post
- Escribir sobre Matemáticas [completo] ver post
- Escribir sobre Historia de la Ciencia [pendiente]
- Estudiar blues en guitarra [completo]

El tema de agosto en matemáticas, fue la prueba presentada por Atiyah, de la Hipótesis de Riemann. Todo indica que no es una prueba, porque usa propiedades de una función T que no están claramente demostradas. Pero por lo menos es un interesante "approach".

Mis resoluciones para el nuevo mes:

- Escribir sobre Historia de las Matemáticas
- Escribir sobre Matemáticas
- Escribir sobre Historia de la Ciencia
- Estudiar blues en guitarra

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Publicado el 2 de Octubre, 2018, 13:04

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A Master of Numbers and Shapes Who Is Rewriting Arithmetic
https://www.quantamagazine.org/peter-scholze-becomes-one-of-the-youngest-fields-medalists-ever-20180801/

A Poet of Computation Who Uncovers Distant Truths
https://www.quantamagazine.org/computer-scientist-constantinos-daskalakis-wins-nevanlinna-prize-20180801/

The Universal Pattern Popping Up in Math, Physics and Biology
https://www.quantamagazine.org/the-universal-pattern-popping-up-in-math-physics-and-biology-20180823/

A Number Theorist Who Bridges Math and Time
https://www.quantamagazine.org/fields-medalist-akshay-venkatesh-bridges-math-and-time-20180801/

How Network Math Can Help You Make Friends
https://www.quantamagazine.org/how-network-math-can-help-you-make-friends-20180820/

Tinkertoy Models Produce New Geometric Insights
https://www.quantamagazine.org/tinkertoy-models-produce-new-geometric-insights-20180905/

The Strange Numbers That Birthed Modern Algebra
https://www.quantamagazine.org/the-strange-numbers-that-birthed-modern-algebra-20180906/
Quaternions

Why Mathematicians Can’t Find the Hay in a Haystack
https://www.quantamagazine.org/why-mathematicians-cant-find-the-hay-in-a-haystack-20180917/

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Publicado el 1 de Octubre, 2018, 14:41

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Four Is Not Enough
https://www.quantamagazine.org/the-numbers-and-geometry-behind-a-math-coloring-puzzle-20180618/
How many colors do you need to color an infinite plane so that no points 1 unit apart are the same color?

Her Key to Modeling Brains: Ignore the Right Details
https://www.quantamagazine.org/mathematician-carina-curto-thinks-like-a-physicist-to-solve-neuroscience-problems-20180619/

Mathematics Shows How to Ensure Evolution
https://www.quantamagazine.org/mathematics-shows-how-to-ensure-evolution-20180626/

Mathematicians Tame Turbulence in Flattened Fluids
https://www.quantamagazine.org/mathematicians-tame-turbulence-in-flattened-fluids-20180627/

The Peculiar Math That Could Underlie the Laws of Nature
https://www.quantamagazine.org/the-octonion-math-that-could-underpin-physics-20180720/
New findings are fueling an old suspicion that fundamental particles and forces spring from strange eight-part numbers called "octonions."

A Math Theory for Why People Hallucinate
https://www.quantamagazine.org/a-math-theory-for-why-people-hallucinate-20180730/

A Traveler Who Finds Stability in the Natural World
https://www.quantamagazine.org/alessio-figalli-a-mathematician-on-the-move-wins-fields-medal-20180801/

An Innovator Who Brings Order to an Infinitude of Equations
https://www.quantamagazine.org/caucher-birkar-who-fled-war-and-found-asylum-wins-fields-medal-20180801/

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Publicado el 28 de Septiembre, 2018, 13:30

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Más artículos sobre la prueba presentada por Michael Atiyah. Como comentaba en el anterior post, el punto principal es las cualidades de la función T, que o no parecen cumplirse, o no parecen probadas. No parece que la discusión pase por la adecuación de la función T con la constante de estructura fina, que es el resultado principal del "paper" de enero, pero que parece accesorio a la prueba de RH de este septiembre.

The Ramanujan Summation: 1 + 2 + 3 + ⋯ + ∞ = -1/12?
https://medium.com/@marktdodds/the-ramanujan-summation-1-2-3-1-12-a8cc23dea793

Did a mathematician really solve a million-dollar math problem?
https://www.usatoday.com/story/news/nation-now/2018/09/25/riemann-hypothesis-mathematician-said-he-solved-1-m-math-problem/1418487002/

Reading Into Atiyah"s Proof
https://rjlipton.wordpress.com/2018/09/26/reading-into-atiyahs-proof/

Atiyah Riemann Hypothesis proof: final thoughts
https://aperiodical.com/2018/09/atiyah-riemann-hypothesis-proof-final-thoughts/

Retired mathematician rocks math world with claim that he's solved $1 million problem
https://www.nbcnews.com/mach/science/retired-mathematician-rocks-math-world-claim-he-s-solved-1-ncna914046

Mathematician claims to have solved 160-year-old Reimann hypothesis
https://www.independent.co.uk/news/uk/home-news/riemann-hypothesis-uk-mathematics-solved-claim-sir-michael-atiyah-a8557656.html

Mathematician may have cracked $1 million riddle
https://nypost.com/2018/09/25/mathematician-may-have-cracked-1-million-riddle/

Mathematicians Skeptical of Supposed Million-Dollar Proof
https://gizmodo.com/mathematicians-skeptical-of-supposed-million-dollar-pro-1829301425

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Publicado el 25 de Septiembre, 2018, 12:12

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Más sobre el caso Atiyah Hipótesis de Riemann. El punto débil parece la función T (de Todd), si su aplicación en la prueba DEPENDE de su relación con la constant de estructura fina, entonces es bastante dudosa. Si el tema de la constant de estructura fina es accesorio, tal vez haya algo interesante. Veremos.

Explainer: Has Michael Atiyah conquered the Everest of mathematics?
https://www.irishtimes.com/news/world/explainer-has-michael-atiyah-conquered-the-everest-of-mathematics-1.3639725

Top Mathematician Says He's Solved a 160-Year-Old Maths Problem Worth $1 Million
https://www.sciencealert.com/top-mathematician-sir-michael-atiyah-solved-a-160-year-old-1-million-maths-problem-riemann-hypothesis

Skepticism surrounds renowned mathematician"s attempted proof of 160-year-old hypothesis
https://www.sciencemag.org/news/2018/09/skepticism-surrounds-renowned-mathematician-s-attempted-proof-160-year-old-hypothesis

Atiyah's Lecture on the Riemann Hypothesis
https://www.reddit.com/r/math/comments/9igc4d/atiyahs_lecture_on_the_riemann_hypothesis/

Riemann hypothesis, the fine structure constant, and the Todd function
https://www.johndcook.com/blog/2018/09/24/riemann-hypothesis-the-fine-structure-constant-and-the-todd-function/
https://news.ycombinator.com/item?id=18059880

Discussion about Atiyah's Paper
https://news.ycombinator.com/item?id=18054890

Proof of Riemann hypothesis, Generalized Riemann hypothesis and Ramanujan τ-Dirichlet series hypothesis
https://arxiv.org/abs/1703.03827

What is the definition of the function T used in Atiyah's attempted proof of the Riemann Hypothesis?
https://mathoverflow.net/questions/311280/what-is-the-definition-of-the-function-t-used-in-atiyahs-attempted-proof-of-the

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Publicado el 24 de Septiembre, 2018, 18:13

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6th HLF – Lecture: Sir Michael Francis Atiyah
https://www.youtube.com/watch?v=jXugkzFW5qY

The Fine Structure Constant, Michael Atiyah
https://drive.google.com/file/d/1WPsVhtBQmdgQl25_evlGQ1mmTQE0Ww4a/view

The Riemann Hypothesis, Michael Atiyah
https://drive.google.com/file/d/17NBICP6OcUSucrXKNWvzLmrQpfUrEKuY/view

A Mathematician May Have Just Solved a A 160-Year-Old, $1 Million Problem
https://motherboard.vice.com/en_us/article/d3j3kk/a-mathematician-may-have-just-solved-a-a-160-year-old-dollar1-million-problem

Top mathematician says he solved the 'single most important open problem' in math after 160 years
https://www.thisisinsider.com/riemann-hypothesis-solved-by-sir-michael-atiyah-after-160-years-he-says-2018-9

Riemann hypothesis likely remains unsolved despite claimed proof
https://www.newscientist.com/article/2180504-riemann-hypothesis-likely-remains-unsolved-despite-claimed-proof/

The Riemann Hypothesis and Atiyah
https://twitter.com/johncarlosbaez/status/1043975994246291456

Has the Riemann hypothesis been 'solved'? Who is Michael Atiyah? Why is it so important?
https://www.standard.co.uk/news/uk/has-the-riemann-hypothesis-been-solved-who-is-michael-atiyah-a3944486.html

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Publicado el 23 de Septiembre, 2018, 18:50

La hipótesis de Riemann podría considerarse como el problema del siglo. Es uno de los problemas matemáticos pendientes de solución más famosos. Mientras que el Ultimo Teorema de Fermat y la Conjetura de Poincare fueron probados. la hipótesis de Riemman se resiste todavía, luego de más de siglo y medio de haber sido formulada.

Cuéntase que el matemático Hardy, cuando tenia que cruzar el Atlántico, enviama un telegrama al otro declarando que tenia una prueba de la hipótesis. De esta forma, esperaba que ninguna divinidad dejaría que le pasara algo en el viaje.

Hilbert lo propuso como uno de los problemas de su lista de 1900. Es uno de los pocos que pasado el siglo veinte todavía no tiene solución. Hilbert decía que si se durmiera tres mil años y se despertara, lo primero que preguntaría es si se había resuelto el problema. Del siglo XX al XXI pasó a ser uno de los problemas del milenio, según el instituto de matemáticas Clay.

Yo estoy tratando de explicar la hipótesis en mi serie La Hipótesis de Riemman. Ya a fines del siglo XIX se vió que no era necesaria su verdad para probar el teorema de los números primos, (ver teorema de Hadamard y de la Vallée-Poussin) pero se espera que si es verdad, la distribución de los primos sea la esperada.

Ver también:

https://en.wikipedia.org/wiki/Riemann_hypothesis
https://en.wikipedia.org/wiki/Prime_number_theorem 
https://en.wikipedia.org/wiki/Riemann_hypothesis#Function_fields_and_zeta_functions_of_varieties_over_finite_fields notablemente se demostró la hipótesis para otros campos, y hay varias generalizaciones

En estos días el mundo matemático está esperando la conferencia de Michael Atiyah, medallista Field, anunciada para mañana lunes 24 de septiembre. Ver

Famed mathematician claims proof of 160-year-old Riemann hypothesis
https://www.newscientist.com/article/2180406-famed-mathematician-claims-proof-of-160-year-old-riemann-hypothesis/

News regarding ABC conjecture and Riemann Hypothesis
https://www.johndcook.com/blog/2018/09/20/abc-conjecture-riemann-hypothesis/

Michael Atiyah claims proof of Riemann Hypothesis
https://aperiodical.com/2018/09/michael-atiyah-claims-proof-of-riemann-hypothesis/

Hay algún escepticismo sobre la validez de la prueba, que no fue publicada todavía. No se espera que Atiyah haya encontrado el éxito donde otros muchos matemáticos fracasaron. Pero esperemos a maña. Me he referido a Atiyah varias veces en este blog, por ejemplo en relación a un teorema de Hilbert. Ver su entrevista en

https://www.lavanguardia.com/lacontra/20111228/54241694041/sir-michael-atiyah-el-camino-mas-corto-para-crear-es-un-largo-rodeo.html

Pero hay un dato interesante en las noticias publicadas sobre el tema. En Aperiodical leo:

Atiyah will speak at the HLF on Monday at 9am CEST, and his abstract, available to read through the HLF conference app, claims he will present "a simple proof using a radically new approach […] based on the work of Von Neumann (1936), Hirzebruch (1954) and Dirac (1928)."

Hirzebruch es conocido por el teorema de Hirzebruch–Riemann–Roch, luego opacado en parte por el trabajo novedoso de Gothrendieck, que lo extendió más allá del resultado original. Ver

Friedrich Hirzebruch
https://en.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Hirzebruch

Atiyah trabajó con Hirzebruch, en sus años jóvenes, y será interesante ver qué camino aprovechó de los descubrimientos de su maestro para llegar a su proclamada prueba. Pero en el párrafo que mencioné arriba, mencionan a Von Neumann y a Dirac, dos "habitué" de este blog. Eso da una pista, y acá apuesto que la prueba tiene que ver con:

MATRICES HERMITIANAS

usadas tanto en la mecánica cuántica que tanto Von Neumann como Dirac ayudaron a desarrollar. No es un camino nuevo en los intentos de demostración de este problema. La idea es que la hipótesis afirma que la función zeta de Riemman

z(x + iy) 

tiene TODOS sus ceros no triviales en x = 1/2. Pero eso equivale a que, haciendo cambio de variables (rotación 90 grados y desplazamiento 1/2), todas los ceros no triviales de otra función:

h(y + ix - i/2)

SON REALES. El camino de las matrices hermitianas, mostraría que existe una matriz "infinita" M, que sea hermitiana (igual a su transpuesta conjugada), tal que el determinante de M - wI, o sea su polinomio característico, sea igual a la función h de arriba.

Se sabe que las matrices hermitianas solo tienen autovalores (los ceros de su polinomio característico) reales. Con eso se completaría la demostración. Claro que una cosa es decirlo, y otra es encontrar esa matriz M infinita que cumpla con todo eso. Pero bien podría Atiyah haber encontrado un camino nuevo en este forma de solucionar el problema: una forma de "armar" esa matriz para obtener la función h, transformada de la zeta. Pero lo mío es solo un albur, veremos si es así.

Vivimos tiempos interesantes.

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Publicado el 22 de Septiembre, 2018, 17:47

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Hay novedades sobre la Hipótesis de Riemman

Legendre's Theorem, Lagrange's Descent
https://public.csusm.edu/aitken_html/notes/legendre.pdf

Symmetry of second derivatives
https://en.wikipedia.org/wiki/Symmetry_of_second_derivatives

Patterns That Eventually Fail
https://johncarlosbaez.wordpress.com/2018/09/20/patterns-that-eventually-fail/

News regarding ABC conjecture and Riemann Hypothesis
https://www.johndcook.com/blog/2018/09/20/abc-conjecture-riemann-hypothesis/

Hirzebruch–Riemann–Roch theorem
https://en.wikipedia.org/wiki/Hirzebruch%E2%80%93Riemann%E2%80%93Roch_theorem

Friedrich Hirzebruch
https://en.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Hirzebruch

Famed mathematician claims proof of 160-year-old Riemann hypothesis
https://www.newscientist.com/article/2180406-famed-mathematician-claims-proof-of-160-year-old-riemann-hypothesis/

Michael Atiyah claims proof of Riemann Hypothesis
https://aperiodical.com/2018/09/michael-atiyah-claims-proof-of-riemann-hypothesis/

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Publicado el 16 de Septiembre, 2018, 14:42

Las matemáticas son fascinantes, y van más allá de lo que mucha gente piensa. No son solamente hacer números, sino manejar conceptos, ideas, teorías completas, que van desarrollándose en la historia. Pero lo notable es cómo alguna de esas ideas van creciendo y se van descubriendo relaciones inesperadas entre ellas.

En los primeros días de enero de 1967, Robert Langlands se encuentra por coincidencia con André Weil,  en un pasillo del Institute for Defense Analysis de Princeton. Ambos llegaban para escuchar una conferencia de Shiing-Shen Chern. En ese momento, Weil estaba en sus sesenta años, prominente miembro del grupo Bourbaki, matemático consagrado y creativo, uno de los individuos más influyentes del siglo XX, especialmente en geometría algebraica y teoría de números. Por otro lado, Langlands era treinta años más joven, un matemático prometedor, pero todavía en sus primeros años de carrera. No sabiendo cómo iniciar una conversación, Langlands le comenta alguna de sus propias ideas sobre conexiones entre las formas automorfas y la teoría de números. Weil le sugiere entonces que le envíe por escrito esas ideas. Langlands pensó que era una forma amable de sacarse de encima a un joven inoportuno, pero igual plasma por escrito sus pensamientos, y días después le envía una carta, comenzando:

"En respuesta a su invitación ... escribí esta carta. Luego de haberla escrito me doy cuenta que difícilmente tenga una afirmación de la que esté seguro. Si desea leerla como pura especulación, apreciaría su gesto; si no, estoy seguro que tiene un bote de basura cerca".

Weil no respondió a la carta, pero la tipeó, y envió esa transcripción a otros matemáticos. El contenido de la carta comenzó a conocerse como "las conjeguras de Langlands".

Con el tiempo, esas conjeturas dieron frutos inesperados: de alguna forma participaron del camino a la demostración del Ultimo Teorema de Fermat. Pero fueron más allá. Dieron lugar al llamado "programa de Langlands" que predice la existencia de una red de conexiones entre las formas automórficas y los grupos de Galois. Ese programa está guiando investigaciones modernas, para probar y mostrar esas conexiones. En este año, 2018, Langlands fue galardonado por el premio Abel.

Sería largo explicar el programa, aún sus ideas base, pero debo confesar que es fascinante de explorar. Con conexiones desde la teoría de números hasta las curvas elípticas y más, nos da una vívida impresión de la unidad de las matemáticas y los resultados no evidentes que se están manejando en estos tiempos.

Lecturas adicionales

The Abel Prize Laurate 2018
A glimpse of the Laureate’s work
17 handwritten pages that shaped a whole area of mathematical research
From quadratic reciprocity to Langlands’ program
Letter to André Weil

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Publicado el 8 de Septiembre, 2018, 15:05

Ya estamos más cerca del fin de año. Comienza un nuevo mes, primero revisión de las resoluciones del mes anterior:

- Escribir sobre Historia de las Matemáticas [pendiente]
- Escribir sobre Matemáticas [completo] ver post ver post ver post
- Escribir sobre Historia de la Ciencia [pendiente]
- Estudiar blues en guitarra [completo]

Mis resoluciones para el nuevo mes;

- Escribir sobre Historia de las Matemáticas
- Escribir sobre Matemáticas
- Escribir sobre Historia de la Ciencia
- Estudiar blues en guitarra

Espero esta vez poder escribir sobre historia de las matemáticas y de la ciencia; tengo algunos temas pensados, pero hay que poner manos a la obra.

Nos leemos!

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Publicado el 2 de Septiembre, 2018, 16:03

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Elliptic Curves, Modular Forms and the Langlands Program
http://ww1.math.nus.edu.sg/rsch-staffprofile/2013-GanWeeTeck.pdf

Elementary Introduction to the Langlands Program
https://www.msri.org/system/cms/files/270/files/original/Frenkel-NHK-3.pdf

Compositionality Journal
http://www.compositionality-journal.org/

Genus
https://en.wikipedia.org/wiki/Genus_(mathematics)

Genus of a Curve
https://www.encyclopediaofmath.org/index.php/Genus_of_a_curve

Falting's Theorem
https://en.wikipedia.org/wiki/Faltings%27s_theorem

Mordell Conjecture
http://mathworld.wolfram.com/MordellConjecture.html

Tate Conjecture
https://en.wikipedia.org/wiki/Tate_conjecture

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Publicado el 1 de Septiembre, 2018, 15:27

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Sigo leyendo y comentando "The Arithmetic of Elliptic Curves" de Silverman. En el anterior post enuncié el teorema de Hasse-Minkowski, Tendría que corregir su enunciado: no trata sobre módulo p, sino sobre los campos p-ádicos Qp. Leo:

In other words, a quadratic polynomial has a solution in Q if and only if it has a solution in every completion of Q. Hensel’s lemma says that checking for solutions in Qp is more or less the same as checking for solutions in the finite field Z/pZ, and this is turn is easily accomplished using quadratic reciprocity. We summarize the steps that go into the Diophantine analysis of quadratic equations.

(1) Analyze the equations over finite fields [quadratic reciprocity].
(2) Use this information to study the equations over complete local fields Qp [Hensel’s lemma]. (We must also analyze them over R.)
(3) Piece together the local information to obtain results for the global field Q [Hasse principle].

Es interesante notar que la reciprocidad cuadrática surge asociada a campos finitos. De alguna forma, las cuadráticas están bien entedidas, gracias a resultados como los de arriba. Y cuando se quiere ir más allá, ahí aparecen en primer lugar las curvas elípticas:

Where does the geometry appear? Linear and quadratic equations in two variables define curves of genus zero. The above discussion says that we have a fairly good understanding of the arithmetic of such curves. The next simplest case, namely the arithmetic properties of curves of genus one (which are given by cubic equations in two variables), is our object of study in this book. The arithmetic of these so-called elliptic curves already presents complexities on which much current research is centered. Further, they provide a standard testing ground for conjectures and techniques that can then be fruitfully applied to the study of curves of higher genus and (abelian) varieties of higher dimension.

Este es un punto a destacar: el genus. Por un lado, podemos leer una definición orientada a geomtría algenbraica:

https://www.encyclopediaofmath.org/index.php/Genus_of_a_curve

Pero es más interesante notar que genus tiene otros significados:

https://en.wikipedia.org/wiki/Genus_(mathematics)

Para una curva algebraica, se relaciona con la superficie que forma EN LOS COMPLEJOS. Y como en las superficies reales,, el genus está relacionado con la cantidad de "agujeros" que presenta. Mientras que las cuadráticas tienen genus 0, las elípticas son las primeras con genus 1. Al no ser "tan regulares" cono las de genus 0, tienen otras propiedades. Mordell debe haber sido iuno de los primeros que tratar de clasificar esas propiedades. Ver la conjetura de Mordell:

http://mathworld.wolfram.com/MordellConjecture.html

probada por Faltings:

https://en.wikipedia.org/wiki/Faltings%27s_theorem

Como se llegó con esto a la solución del Ultimo Teorema de Fermat, es cuestión de otros posts.

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Publicado el 26 de Agosto, 2018, 14:30

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Hoy voy a comenzar a comentar un libro de Joseph H. Silverman. No crea que termine en un solo post el comentario; es un libro muy interesante. Primero, como otros libros que comenté, es un libro para matemáticos. Pero también es bastante autocontenido, así con unos pocos preliminares se puede comenzar a leerlo y entenderlo. Es el "The Arithmetic of Elliptic Curves", estoy leyendo la segunda edición de Springer.

Comienza presentando algunas curvas simples en X, Y. Leo:

The study of Diophantine equations, that is, the solution of polynomial equations in integers or rational numbers, has a history stretching back to ancient Greece and beyond. The term Diophantine geometry is of more recent origin and refers to the study of Diophantine equations through a combination of techniques from algebraic number theory and algebraic geometry. On the one hand, the problem of finding integer and rational solutions to polynomial equations calls into play the tools of algebraic number theory that describe the rings and fields wherein those solutions lie. On the other hand, such a system of polynomial equations describes an algebraic variety, which is a geometric object. It is the interplay between these two points of view that is the subject of Diophantine geometry.

¿ Cuál es el tipo de curva mas simple que presenta? Las aX + bY = c , las rectas. Se sabe que si a, b, c son racionales, estas curvas siempre tienen puntos (X, Y) con X, Y racionales. Cuando pasamos a curvas de segundo grado, no es evidente cuándo tenemos puntos racionales (aún cuando todos los coeficientes sean racionales). Desde hace tiempo se sabe clasificar esas curvas en distintos tipos, como elipses, hipérbolas, parábolas. Primero, como resultado de conceptos geométricos en los antiguos griegos, luego llegado Descartes y sus coordenadas, desde el punto de vista algebraico esa clasificación es posible. Debe ser uno de los gérmenes de la geometría algebraica.

Un teorema que no conocía: el de Hasse-Minkowski. Sea un polinomio f(X, Y) cuadrático con coeficientes racionales. Entonces, tiene tiene puntos racionales SI Y SOLO SI tiene tiene ALGUNA solución racional para TODO  módulo p, siendo p primo. Es común pasar a aritmética modular y probar con primos, por ejemplo, en el último teorema de Fermat. Notablemente, este teorema no se puede aplicar a polinomios valorizados sobre campos finitos.

Lo importante ahora, es entender que esos puntos racionales sobre curvas algebraicas, serán la base para operaciones sobre las curvas elípticas, operaciones que forman grupo. El estudio de los puntos racionales de esas curvas ha sido altamente fructífero.

Para llegar a esos resultados, Silverman primero presenta variedades afines y curvas algebraicas. Pero eso será tema de un próximo post.

Nos leemos!

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Publicado el 20 de Agosto, 2018, 12:18

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Hay algo en las matemáticas, que es hermoso: la relación que tienen diversos temas, la unidad que se va descubriendo en su estructura. Es notable cómo se ha ido progresando en este sentido, tan notable que es la principal pista para aceptar la existencia de un mundo matemático, distinto del físico o del mental. Sería increíble que todo esto se deba a la creación humana.

Esa relación en los temas se ve en la historia de las curvas elípticas. Hoy quiero comentar brevemente el libro:

Elliptic and Modular Functions from Gauss to Dedekind to Hecke de Ranjan Roy

Tiene pocas menciones de curvas elípticas, pero es interesante por su desarrollo histórico de los temas que trata. Comienza con las formas modulares en su estado en el siglo XIX. Primero presenta el grupo modular, estudiado por Lagrange es su estudio de las formas cuadráticas (cita un trabajo de 1775). El estudio de las formas cuadráticas (expresiones en x, y, con grado 2 en sus términos) es la semilla de multitud de desarrollos que llegan a los tiempos actuales. Lagrange, por ejemplo, estudió qué enteros se podían obtener de una forma cuadrática cuando sus variables adoptaban valores enteros, y mostró la equivalencia entre formas cuadráticas, ante algunas transformaciones. Aparece el grupo modular y sus generadores S y T (notación introducida no por Lagrange sino por Mordell y Rademacher, ya en el siglo XX). Desde comienzo, el libro se despacha con la historia de todo lo que derivó, pasando por Gauss (con resultados que no publicó), Jacobi, Abel, Einsenstein, Dedekind (su paper sobre formas modulares, y las sumas de Dedekind), algunos resultados tempranos de Euler (como su producto), Klein, Hermite, Hurwitz, Hecke y más.

Es justamente Hurwitz el que muestra que las curvas elípticas (que aparecen en la historia LUEGO de las integrales elípticas, y las funciones elípticas (éstas tan estudiadas, por ejemplo, por Abel)), son PARAMETRIZABLES por dos funciones. ¿Qué significa esto? Así como los puntos de una circunferencia (x, y) se pueden expresar por dos funciones periódicos de UN parámetro (sen(t), cos(t)), lo mismo pasa con las curvas elípticas, con dos funciones, esta vez, en vez de ser funciones circulares como el seno y el coseno, son funciones elípticas, CON DOBLE PERIODO (el tema de este doble periodo aparece en muchos de los resultados, como en el grupo modular).

Hurwitz publica este resultado en un conocido "paper", leo en 12.1:

Hurwtiz"s 1881 paper and its 1904 update were regarded during the early twentieth century as providing fundamental foundations for the theory of modular functions. In his 1917 paper on Ramanujan"s conjectures, Mordell wrote in a footnote, concerning Hurwitz"s original 1881 paper, "For an elementary introduction to the modular functions, see Hurwitz . . . ." Again, perhaps because of J. P. Serre"s 1957 lecture on modular forms,2 employing several key ideas from Hurwitz"s 1904 paper, Hurwitz"s proofs of basic results on modular forms have become well known and commonly used. For these reasons, we discuss Hurwitz"s paper in its entirety and provide a translation into English as an appendix.

Vean cómo sus ideas llegan hasta Mordell y Serre, en el siglo XX. Leo algo sobre Mordell (que tan importante fue en el camino de la demostración del Ultimo Teorema de Fermat), leo en 13.1:

Louis J. Mordell (1888–1972) was born in Philadelphia, Pennsylvania, but after secondary
school, he traveled to Cambridge, England, to study mathematics. He took the Mathematical Tripos examinations and went into research in number theory. In 1917, he published a paper on the representations of numbers as sums of an even number of squares in which he utilized the theory of modular forms. According to J. W. S. Cassels, "Mordell was, apparently, the first to treat the representation of integers as the sum of a fixed number n of squares by using the finite dimensionality of the space of modular forms of given dimensions to establish identities thereby unifying the existing mass of results for individual values of n." This paper established Mordell as an expert in elliptic modular functions in Britain. When Hardy drew his attention to Ramanujan"s conjectures, Mordell quickly found the solution within Hurwitz"s work on the multiplier equation. Textbooks generally concentrate on Mordell"s work on the Euler product of delta(ω1, ω2), and it is not usually mentioned that Mordell also considered delta 12/a  (ω1, ω2), where a is a divisor of 12. Mordell evidently did not attempt to generalize these results to other modular forms, and this was done almost two decades later by Hecke, then unaware of the earlier work on this topic of Ramanujan and Mordell.

Espero que esto ayude a empezar a ver las múltiples relaciones entre distintas partes de las matemáticas, siendo curvas elípticas una de las puntas del iceberg que sobresale.

Una nota personal: ver que ese factor 12 debe estar relacionado con el 24 de alguna conjetura de Ramanujan y el "lattice" de Leech y grupos esporádicos.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Publicado el 13 de Agosto, 2018, 11:14

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Resultants, Resolvents and the Computation of Galois Groups
http://www.alexhealy.net/papers/math250a.pdf

The Abel Prize Laurate 2018: Robert P. Langlands
http://www.abelprize.no/c73016/seksjon/vis.html?tid=73017

Curious Quaternions
https://plus.maths.org/content/os/issue32/features/baez/index

Ubiquituos Octonions
https://plus.maths.org/content/os/issue33/features/baez/index

Brun's Theorem
https://en.wikipedia.org/wiki/Brun%27s_theorem

Sieve Theory
https://en.wikipedia.org/wiki/Sieve_theory

A polynomial upper bound on Reidemeister moves
https://arxiv.org/abs/1302.0180

An Upper Bound on Reidemeister Moves
https://johncarlosbaez.wordpress.com/2018/03/09/an-upper-bound-on-reidemeister-moves/

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Publicado el 5 de Agosto, 2018, 13:08

Nuevo mes, tiempo de escribir las resoluciones mensuales. Antes, una revisión de las del mes anterior:

- Escribir sobre Historia de las Matemáticas [pendiente]
- Escribir sobre Matemáticas [completo] ver post
- Escribir sobre Historia de la Ciencia [completo] ver post
- Estudiar blues en guitarra [completo]

También escribí algo más sobre matemáticas:

La Matemática es Diferente, por Ian Steward

Mis resoluciones del nuevo mes:

- Escribir sobre Historia de las Matemáticas
- Escribir sobre Matemáticas
- Escribir sobre Historia de la Ciencia
- Estudiar blues en guitarra

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Publicado el 2 de Agosto, 2018, 21:01

Sigo leyendo libros de Ian Stewart, esta vez, "Significant Figures, The Lives and Work of Great Mathematicians". Me llama la atención su comparación de las matemáticas con otras ciencias en su historia:

ALL BRANCHES OF SCIENCE can trace their origins far back into the mists of history, but in most subjects the history is qualified by ‘we now know this was wrong’ or ‘this was along the right lines, but today’s view is different’. For example, the Greek philosopher Aristotle thought that a trotting horse can never be entirely off the ground, which Eadweard Muybridge disproved in 1878 using a line of cameras linked to tripwires. Aristotle’s theories of motion were completely overturned by Galileo Galilei and Isaac Newton, and his theories of the mind bear no useful relation to modern neuroscience and psychology.

Mathematics is different. It endures. When the ancient Babylonians worked out how to solve quadratic equations – probably around 2000 BC, although the earliest tangible evidence dates from 1500 BC – their result never became obsolete. It was correct, and they knew why. It’s still correct today. We express the result symbolically, but the reasoning is identical. There’s an unbroken line of mathematical thought that goes all the way back from tomorrow to Babylon. When Archimedes worked out the volume of a sphere, he didn’t use algebraic symbols, and he didn’t think of a specific number π as we now do. He expressed the result geometrically, in terms of proportions, as was Greek practice then. Nevertheless, his answer is instantly recognisable as being equivalent to today’s  πr3.

Hay ciencias cuyos primeros resultados perduran desde la antiguedad, como la estática desde Arquímedes. Pero otras han ido formando modelos explicativos de la realidad, que luego se cambian por otros, como ahora tenemos las ideas de Einstein que reemplazaron a las de Newton. Pero las matemáticas formas modelos que al no tener que corresponder con una realidad, pueden ser formulados y extendidos sin desecharlos. La geometría de Euclides sigue siendo tan verdadera en su base hace 2000 años como ahora, aun cuando sabemos que no es la geometría a aplicar al mundo físico. Tiene ese encanto la matemática: es el "gran juego" que vamos armando a lo largo de los siglos. Habrá que ver cuanto de esta "creación humana" es creación propia o es descubrimiento de un mundo matemático que existe más allá de nuestra experiencia.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Publicado el 31 de Julio, 2018, 22:31

Isaac Newton tuvo un interesante intercambio epistolar con Richard Bentley, uno de los teólogos principales de Inglaterra, con gran interés en la ciencia. Un fragmento de una respuesta me parece interesante de compartir:

is unconceivable that inanimate brute matter should (without the mediation of something else which is not material) operate upon & affect other matter without mutual contact; as it must if gravitation in the sense of Epicurus be essential & inherent in it. And this is one reason why I desired you would not ascribe {innate} gravity to me. That gravity should be innate inherent & {essential} to matter so that one body may act upon another at a distance through a vacuum without the mediation of any thing else by & through which their action or force {may} be conveyed from one to another is to me so great an absurdity that I beleive no man who has in philosophical matters any competent faculty of thinking can ever fall into it. Gravity must be caused by an agent {acting} consta{ntl}y according to certain laws, but whether this agent be material or immaterial is a question I have left to the consideration of my readers.

Newton rechaza como absurdo que la gravedad pueda actuar a distancia a través del vacío sin la mediación de nada. No puede describir el agente intermedio, ni siquiera si es "material o no material" según su ontología. Al menos para mí, no queda claro si Newton podría aceptar una acción a distancia INSTANTANEA, mediando ese desconocido agente. Tengo que comentar en algún post futuro, la posición de Laplace, que se planteó alguna vez si la acción de la gravedad era instantánea o no, y si hasta se ejercía de la misma forma en un cuerpo "en reposo" que sobre uno "en movimiento". Hay más para comentar sobre otros fragmentos de Newton a Bentley, por ejemplo, su postura sobre la distribución de la materia, y si el universo es infinito o no.

Mientras, mis referencias son:

The Newton-Bentley Exchange
Original letter from Isaac Newton to Richard Bentley

Nos leemos!

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Por ajlopez, en: Ciencia

Publicado el 23 de Julio, 2018, 12:30

Este mes estoy leyendo sobre algunos temas matemáticos, como geometría algebraica, teoría de grupos, teoría de categorías, hipótesis de Riemann, teoría de Galois, teoría de números, curvas elípticas, historia de las matemáticas. Sobre los últimos temas, encuentro mucho para leer en Ian Stewart. Escribió varios libros de divulgación y también de texto. Estos últimos son muy interesantes, porque si bien son técnicos, están escritos (a veces con coautor) de una forma accesible, amena, con notas históricas. Leo en su "Galois Theory", un párrafo sobre los grandes problemas de las matemáticas.

A physicist friend of mine once told me that while every physicist knew what the big problems of physics were, his mathematical colleagues never seemed to be able to tell him what the big problems of mathematics were. It took me a while to realise that this doesn't mean that they don't know, and even longer to articulate why. The reason, I claim, is that the big problems of physics, at any given moment, are very specific challenges: measure the speed of light, prove that the Higgs boson exists, find a theory to explain high-temperature superconductors. Mathematics has problems like that, too, indeed, Galois tackled one of them—prove that the quintic cannot be solved by radicals. But the big problems of mathematics are more general, and less subject to fashion (or disappearance by virtue of being solved). They are things like "find out how to solve equations like this one", "find out what shape things like this are", or even "find out how many of these gadgets can exist". Mathematicians know this, but it is so deeply ingrained in their way of thinking that they are seldom conscious of it. But such problems have given rise to entire fields of mathematics, here, respectively, algebra, topology, and combinatorics. I mention this because it is the first of the above big problems that runs like an ancient river through the middle of the territory we are going to explore. Find out how to solve equations. Or, as often as not, prove that it cannot be done with specified methods. ¿What sort of equations? For Galois: polynomials.

Bueno, hay igual grandes problemas matemáticos, que han impulsado el desarrollo de matemáticas notables (el ejemplo más conocido por todos es el llamado Ultimo Teorema de Fermat, sobre el cual Stewart también escribió un libro matemático). Hasta el propio Stewart escribió un libro de divulgación sobre algunos grandes problemas matemáticos. Podemos también recordar la lista de problemas de Hilbert, y el programa de Langlands.

Tanto en ideas generales como en problemas grandes, la matemática de este siglo está bien provista.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Publicado el 22 de Julio, 2018, 12:58

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Free Modular Lattice on 3 Generators
https://blogs.ams.org/visualinsight/2016/01/01/free-modular-lattice-on-3-generators/

Pigeonhole principle
https://en.wikipedia.org/wiki/Pigeonhole_principle

Earliest Known Uses of Some of the Words of Mathematics
http://jeff560.tripod.com/mathword.html

Earliest Uses of Various Mathematical Symbols
http://jeff560.tripod.com/mathsym.html

Images of Mathematicians on Postage Stamps
http://jeff560.tripod.com/stamps.html

The Abel Prize 2018, Robert P. Langlands
http://www.abelprize.no/c73016/binfil/download.php?tid=73020
A glimpse of the Laureate"s work

From quadratic reciprocity to Langlands" program
http://www.abelprize.no/c73016/binfil/download.php?tid=73038

17 handwritten pages that shaped a whole area of mathematical research
http://www.abelprize.no/c73016/binfil/download.php?tid=73037

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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