jueves, 21 de julio de 2011

Patrones de diseño

La conocida sucesión de Fibonacci comienza con dos términos iguales, 1, y genera cada nuevo término a partir de la suma de los dos anteriores. Así continúa con1+1=2, 1+2=3, 2+3=5... dando la sucesión 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ...
Si con esos valores se construyen cuadrados y se los acomoda convenientemente se obtiene una figura muy armónica:

Dentro de estos cuadrados pueden construirse espirales, que serán también muy armónicas:

Su armonía no es casual, sino que viene dada por el cociente de dos términos consecutivos de esta sucesión. Si se consideran los dos primeros, 1:1, su valor es 1. Con los siguientes, 2:1, aumenta a 2. Luego será 3:2, que disminuye hasta 1,5. Más adelante se tiene 5:3, que vuelve a aumentar, pero no tanto, sólo hasta 1,66... Y así, subiendo y bajando, esos cocientes van "encerrando" el valor de la razón aúrea, el número de oro, phi, conocido desde la antigüedad y explotado hoy en día en cuestiones de marketing, por la natural atracción que nos genera.
Por ejemplo, en reconocidos logos se encuentra escondida esta sucesión:

Así, su belleza reside en la geometría, las razones, el uso consciente que de ellas hace el diseñador, y la atracción inconsciente que causan en nosotros.
Los casos abundan. ¿Más términos con ejemplos?

sábado, 2 de julio de 2011

Patrones circulares

Desde hace ya mucho tiempo se conoce la constante π (pi), que relaciona la longitud de la circunferencia con el radio de la misma.
En la Biblia se la usa como si valiera tres, para los egipcios antiguos era casi 3,16, en China se aproximaba como la raíz cuadrada de 10, el matemático indio Aryabhata calculó su valor en 3,1416 sin más decimales...
Pero fue en Grecia, una vez más, donde se dedicaron a estudiarla exhaustivamente. Arquímedes diseñó un método que lleva su nombre, y logró aproximar el valor, fijándolo entre 3,14084 y 3,14285.
Lo cierto es que hoy esa constante se usa en diversos ámbitos: cálculo de probabilidades, medición de ángulos, estudio de funciones trigonométricas, identidad de Euler, cuestiones físicas relativas a la gravedad y el movimiento, integrales en coordenadas polares, distribución normal, transformada de Fourier, integral de Cauchy, función zeta... Y como hay patrones por todas partes, algunos notaron que en muchas oportunidades no era π la protagonista de estas fórmulas, sino 2π.
Así fue como intentaron el uso de una única constante, cuyo valor sea 2π. En trigonometría es habitual decir que un giro completo, una vuelta, mide 2π radianes, si se mide en el sistema circular. En griego esa "vuelta" se dice thornos, comenzando con la t griega, llamada "tau": τ.
Todo esto supone, claro está, una nueva mirada, casi un cambio de paradigma, un cambio de modelo. Miles de años de costumbre, y muchos más miles de libros escritos. Muchos son los matemáticos que apoyan esta propuesta: Bob Palais la apoya desde su ensayo "π is wrong!" en el que exhibe varias fórmulas simplificadas, Michael Hartl se explaya en diferentes beneficios y algunas dificultades en su "Manifiesto Tau", y Kevin Houston se presenta como divulgador de esta revolución y promueve el Día Tau, convenientemente fijado para el 28 de Junio (6.28).
Sirva un ejemplo como muestra de todo lo que este cambio encierra: si se establece la equivalencia de un giro con un ángulo de 2π radianes, medio giro es π, y un cuarto de giro es π/2, nada novedoso para quien ya lo conoce. Pero, dicen los defensores de τ, ¿no es más claro y simple decir que un giro es τ, medio giro es τ/2, y un cuarto de giro es τ/4? Y hasta es más bello, si se quiere, y ya lo dijo G. H. Hardy, "La belleza es la prueba primera: no hay lugar permanente en el mundo para matemáticas antiestéticas".
Esta cuestión, como tantas otras que a ciencia se refieren, se definirá por su propio peso. Si el cambio resulta útil, cómodo y beneficioso, seguirá adelante. Si no, la comunidad científica le dará la espalda y será recordada como un intento más de hacer avanzar, paso a paso, el conocimiento humano.

EXTRA: Kevin Houston es también el autor de un fantástico cuadernillo titulado "10 maneras de pensar como un matemático", disponible en forma gratuita, en inglés (y acá en español)