Preuve Proof Prueba

Web Newsletter
Janvier/Février 1998

 

El tema de la carta

La prueba matemática y la percepción

El objetivo del tema de la carta es estimular el intercambio alrededor de ciertas preguntas que estan planteado actualmente acerca del aprendizaje y la enseñaza de la demostración matemática. He invitado a Michael Otte para que haga una contribuciòn relacionada con el tema de visualizaciòn iniciado en May/June Newsletter 1997.

 

El lenguaje penetra, se difunde y está firmemente establecido en nustra cultura humanística y filosófica. El lenguaje controla el razonamiento y el pensamiento, y aun las emociones. Y la separación entre el saber y el habla o el lenguaje es una tarea extraordinariamente difícil, con la cual cada sociedad educada debe lidiar durante un tiempo prolongado solamente para obtener resultados bastante inciertos en general. Tanto en matemática como en filosofía de la matemática, la preponderancia del lenguaje ha infludo extensamente hasta ahora. Aún el intuicionismo en general ha abandonado el a priori de la intuición del espacio de Kant y adopta aun más resueltamente el a priori del tiempo como un sentido interior (véase por ejemplo el discurso inaugural de Brouwer en 1912). O bien, para dar un ejemplo perteneciente a la filosofía de la ciencia y la matemática, la distinción entre análisis y síntesis ha sido desatendida en gran parte por el hecho de que los problemas de sinonimia y de indeterminación en la traducción se han considerado más fundamentales que el problema de la perspectiva y la carga teórica en la observación empírica.

En contraste con aquello, desde la antigüedad griega la matemática ha sido una ciencia del ojo y de la forma, un arte visual. Sin embargo, ya desde el renacimiento las opiniones empezaron a mezclarse. Por un lado, el Gran Libro de la Naturaleza está escrito, como enfatizó Galilei, en el lenguaje de la matemática, en triángulos y otras figuras geométricas. Por otro lado, era creencia extendida que si uno quería "escribir para gente interesada pero no cultivada y hacer accesible esta materia al pueblo y fácil de entender por cualquiera que la estudie de tal libro," uno debería "usar la terminología y el estilode cálculo de la aritmética, tal como yo hice en mi Geometría," escribe Descartes a Desargues en 1639. No obstante Descartes efectivamente creía que la verdad en matemática se constituye a partir de la intuición o la percepción. Pero fue Kant, por sobre todos los demás, quien enfatizó que en matemática "los juicios son siempre visuales, es decir, intuitivos" y quien combinó esta posición con una epistemología constructiva. El problema fundamental de la epistemología de la matemática es, por lo tanto, el de cómo interactúan la actividad (conceptualización, construcción, y deducción) y la percepción.

Consideremos algunos ejemplos:

En un artículo anterior (Otte, 1994, pp. 252ff) he mostrado que la función de la lógica y de los conceptos matemáticos y de las ciencias naturales, consiste en transformar una opacidad dinámica y un movimiento caótico de los procesos y actividades temporales ya sea en imágenes examinables o sino en una forma. Mathematics - a Human Endeavor de H. R. Jacobs proporciona un ejemplo muy simple pero pertinente:
   Alguien quiere cortar un cubo cuyas aristas miden 3 metros en 27 cubos cuyas aristas midan 1 metro. Seis cortes serán ciertamente suficientes. "¿Es posible realizar la tarea con menos de seis cortes si las piezas se reacomodan después de cada corte? Š Esto parece ser un problema muy difícil, dado que el número de piezas aumenta con cada corte y hay muchas maneras diferentes de reacomodarlas" (Jacobs, loc cit).
   Ahora bien, cada uno de los cubos salvo uno tendrá por lo menos una cara que originalmente fue parte de la superficie del cubo grande. La única excepción es el cubo en el centro, que tiene todas sus caras formadas por cortes. Como este cubo tiene seis caras, se necesitan seis cortes para crearlo. De modo que el problema se resuelve mediante la definición de los conceptos apropiados ("cubo en el centro") o encontrando el punto de vista apropiado y a partir de allí razonar deductivamente, en vez de ejecutar una cantidad de simulaciones o ensayos inductivos.

La idea de buscar un objeto, entidad en el cual anclar el concepto teórico nos viene de Parménides (circa 500 a. JC). A la idea de Parménides, la modernidad le ha añadido el elemento de construcción o actividad, que es el factor que permite al elemento perceptual de la matemática y las ciencias naturales producir su efecto completo, porque lo que percibimos no es el mundo en sí mismo sino nuestras propias construcciones. En lugar de mirar afuera hacia la naturaleza, solamente recibiéndola, realizamos experimentos. En lugar de meramente analizar las premisas de un teorema matemático a ser demostrado, el matemático construye un diagrama y un concepto que lo ayudan en la tarea.


Démonstration
©Leiter 1996, Le Monde 1996

Continuemos con el problema del cubo y consideremos ahora el siguiente problema.
   Se dan 27 cubos a niños de 4 o 5 años. Los cubos han sido coloreados en varias formas y tienen caras rojas, azules, verdes, amarillas, etc. en diversas combinaciones. Se les pide a los niños que construyan un gran cubo usando los cubos dados y de tal suerte que el cubo grande tenga todas sus caras exteriores azules. Inicialmente, los niños con entusiasmo eligen aquellos cubos que muestran el color deseado "azul" en la mayoría de sus caras y comienzan la construcción inmediatamente. Pero rápidamente se sienten frustrados al darse cuenta que no hay suficientes cubos "azules."
   En este momento se les pide que analicen cuántas caras azules debe tener un cubo según sea su ubicación en la construcción final. Los cubos que forman los vértices del cubo grande obviamente deben tener tres caras azules, etcŠ. Luego de haber formado de este modo los "conceptos:" vértice-cubo, arista-cubo, cara-cubo, cubo interior, no encuentran dificultades para completar la tarea rápidamente.

Un tercer ejemplo: La intuición es poderosa. Pero por otro lado no existen percepción profunda ni intuición absolutas. Esto es frecuentemente malentendido.
   Por ejemplo, Max Wertheimer (1880-1943), el famoso psicólogo de la Gestalt, comenta acerca de la presentación y la solución de las paradojas de Zenón usando una serie geométrica, tal como es común en matemática en nuestros dias. Más precisamente, comenta sobre la conocida prueba de la convergencia de esa serie, que se obtiene mediante multiplicar la serie por a y luego restar. Sea S = 1 + a + a2 + Š Luego S - aS = 1 o bien S = 1/(1-a).

"Está correctamente deducida y probada, y es elegante en su brevedad. Pero tratar de captar qué ocurre realmente, cómo obtener la fórmula a partir del sentido común, no es tan fácil; involucra pasos difíciles y muchos más. Cuando son urgidos a aceptar la corrección del procedimiento descripto más arriba, muchos se sienten insatisfechos y hasta engañados. La multiplicación de (1 + a + a2 + a3 + Š) por a junto con la sustracción de una serie menos la otra producen el resultado; no producen comprensión de como la serie aproxima este valor en su crecimiento."

La matemática no opera con objetos sino con pensamientos o ideas y hace a éstos perceptibles u observables en formas o diagramas. Los diagramas son modelos en el sentido lógico estricto. Esto es esencialmente de lo que se trata la intuición: Ver la esencia de un pensamiento u objeto como una forma u objeto en sí mismo.

Esta definición, sin embargo, vuelve a aparecer en la determinación de la lógica formal y se sintetiza en la llamada proposición de inmediatez para los sistemas formales. Solo el texto, el signo, lo formal pueden en última instancia darse en estado puro y por consiguiente no demandan problemas posteriores de sentido y justificación. Sobre esta base Hilbert llamó a la lógica formal una lógica material. "El problema de la lógica es un problema muy directo: ¿Cómo puede una proposición decir algo acerca de sí misma?" El principio de este problema es la suposición de que toda proposición immediatamente se implica a sí misma. Si yo digo "p es verdadera" esto quiere decir "p" es verdadera. No se le añade nada a la proposición "p" mediante las palabras "es verdadera." La diferencia entre intuición y lógica debe entonces buscarse en otras circunstancias. Pero, ¿cuál es la diferencia resultante? ¿Dónde la encontramos? Luego de una consideración cuidadosa parecería que lo intuitivo no es otra cosa que una lógica comprimida y no resuelta. Por lo tanto la diferencia es cuestión de tiempo, y por consiguiente tiene que ver con el caracter finito o infinito del sujeto cognitivo. Esta era exactamente la posición de Descartes.

En sus Reglas para la Dirección de la Mente , Descartes escribe:

"Hemos indicado, entonces, las dos operaciones de nuestra comprensión, intuición y deducción, sobre las solas cuales hemos dicho nos es debido apoyarnos en la adquisición del conocimientoŠ En verdad aprenderemos como usar nuestra intuición mental al compararla con la manera según la cual utilizamos nuestros ojos. Pues aquél que pretende ver una multitud de objetos con un único vistazo, ve ninguno de ellos claramente; y de forma similar el hombre que pretende dar atención a muchas cosas al mismo tiempo mediante un único acto de pensamiento está mentalmente confundidoŠ Es un error común en los mortales considerar más atractivo a lo más difícil; ellos suelen pensar que no han aprendido nada cuando observan muy claramente la simple causa de un hecho, y al mismo tiempo se encuentran atrapados en la admiración de algunas explicaciones filosóficas profundas y sublimes, aún cuando éstas en su mayoría se basan sobre fundamentos que nadie ha examinado adecuadamente&emdash;un desorden mental que valora la oscuridad más que la luz." (Regla IX)

Para poder percibir o intuir algo, entonces, debemos antes que nada dedicarnos a su análisis y su síntesis constructiva, para obtener algo que podamos percibir claramente.

 

¿Reacciones?, ¿Observaciones?

Las contribuciones a este tema serán publicadas en la carta de Julio/Agosto.
© Michael Otte 1998
Traduciòn Patricio Herbs

Regreso a la carta