dissabte, 16 de setembre del 2017

Srinivasa Ramanujan

Article aparegut a la revista de l'IES Josep de Ribera

Per a qui no haja sentit mai el seu nom, potser li resulte estrany que estiguem parlant d’un matemàtic. O pot ser pense que es tracta d’algun personatge de l’antiguitat. Però Ramanujan va viure a principis del segle XX, i a pesar de les barreres que els seus orígens li van posar, el seu interès i fascinació pels nombres el van portar a descobrir propietats molt interessants dels mateixos. Pot ser les mateixes condicions de les que parlem van fer que la seua vida fóra curta, però intensa, almenys en descobriments matemàtics. Va nàixer a l’Índia i després va viure a Gran Bretanya, convidat per la Universitat de Cambridge, per acabar tornant a l’Índia on va morir amb 32 anys.

Ramanujan va nàixer en 1887 en una família humil d’Erode, quan l’Índia pertanyia a Gran Bretanya. Son pare treballava en una botiga de la localitat i no estava molt a casa, pel que va ser sa mare la que li va transmetre les tradicions hinduistes dels bramans, la literatura tradicional i les cançons, així com la pràctica necessària per seguir fidel a les seues creences, especialment en l’oració i l’alimentació. Aquesta pràctica l’acompanyaria tota la vida, i cal destacar que Ramanujan va seguir el règim vegetarià que li demanava les seues creences en tot moment, fins i tot durant la primera guerra mundial a Gran Bretanya, on hi havia una gran escassetat de verdures. Això, pot ser no era molt comprés per la societat britànica, però formava part de la seua personalitat i de la seua manera d’entendre la vida. Però Ramanujan sempre va trobar gent que el va recolzar i el va comprendre, encara que el seu pensament fóra molt diferent, com els matemàtics anglesos Godfrey Hardy i John Littlewood, que van veure el geni de Ramanujan i van saber ser companys i amics per damunt de les diferències culturals. Amistat més valuosa encara quan, per la formació autodidacta de Ramanujan, la seua visió intuïtiva de les matemàtiques xocava amb la més formalista de Hardy, que va suplir i va completar moltes de les intuïcions de Ramanujan, complementant-se perfectament.

Les seues primeres passes matemàtiques les va fer a l’Índia, on unes vegades per casualitat i altres per interès dels seus professors va tindre a l’abast llibres amb coneixements matemàtics que va devorar ràpidament. El seu geni va ser reconegut pels seus professors, que el van invitar a participar en la revista de la Societat Matemàtica de l’Índia. En aquesta revista va publicar el problema de calcular la suma de la següent sèrie infinita:


Una sèrie infinita és una suma d’infinits termes que pot acabar donant un resultat finit (pel que es diu que convergeix) o, pel contrari tendir a infinit amb resultats cada vegada més grans. Una de les més típiques és la següent:


I les sèries infinites eren una de les grans aficcions de Ramanujan, com hem vist que va fer a l’Índia i seguiria fent una vegada a Anglaterra. La sèrie proposta per Ramanujan no va ser resolta per ningú durant sis mesos, fins que ell mateix va donar la solució, una solució general per a aquest tipus de sèries, però que nosaltres reduirem al cas concret que hem proposat. La sèrie s’entén més fàcilment si es parteix de la solució, que és 3. Si tenim en compte que 
podrem fer:
i tornem a començar, perquè l’últim número que apareix és
Així:

Amb el 16 tornem a fer el mateix
I amb el 25 el mateix

I així fins l’infinit. Substituint-ho tot, queda finalment

Podem continuar substituint totes les vegades que vulguem. Sembla un joc, però és el tipus de coses que feia Ramanujan, i com moltes de les matemàtiques que es fan com jocs, acaben aplicant-se a multitud de situacions en molts àmbits.

Una altra de les sèries que va inventar Ramanujan és una relacionada amb el número π. Ja sabeu, la relació entre el diàmetre de la circumferència i la seua longitud, però que apareix en multitud de situacions en Matemàtiques i en les seues aplicacions en moltes ciències. Abans de Ramanujan ja es coneixien moltes sèries que convergien a π, però cap de forma tan ràpida com ho fa aquesta, és a dir, que només sumant uns pocs termes, ja ens dóna molts decimals correctes de π. És aquesta:


Un poquet més complexa, clar està. Si voleu provar-la, recordeu que 

Queda, doncs:


Ramanujan tenia una gran capacitat per a operar amb nombres i descobrir les seues propietats. Segons el seu amic Hardy “cada nombre natural és un amic de Ramanujan” i es diu que Ramanujan veia en cada equació descoberta “un pensament de Déu”. Es conta que quan Hardy va anar a visitar-lo a l’hospital en el que estava ingressat, li va comentar que havia anat en un taxi el número del qual no tenia massa rellevància, era 1729. Ramanujan li va contestar “no és cert, és el número més xicotet que es pot posar com a suma de dos cubs” i li ho va especificar immediatament:


Efectivament, la comprensió de Ramanujan del funcionament dels números era excepcional. Si voleu saber més d’ell, podeu veure la pel·lícula “El hombre que conocía el infinito”, a més que podeu trobar infinitat d’informació sobre ell en internet, com la pàgina que mostra la seua fórmula per a calcular π i calcula els dígits que li demanem: http://keisan.casio.com/exec/system/1355104874. A més, sempre podeu posar Ramanujan en youtube i vos eixiran molts vídeos amb les seues contribucions.