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viernes, 29 de marzo de 2024

Cuáles son las teorías sobre los fenómenos aleatorios por las que Michel Talagrand ganó el “Nobel” de Matemáticas

-Nobel de las Matemáticas.


Michel Talagrand

FUENTE DE LA IMAGEN,PETER BADGE / TYPOS1 / ABEL PRIZE 2024

Pie de foto,

Nuestras vidas están llenas de fenómenos aleatorios. Mucho de lo que nos sucede parece obra del azar, desde quiénes nos tocan como padres hasta cuándo y cómo morimos.

Michel Talagrand lo llama "la mano dorada del destino", y ha dedicado su vida a tratar de entender aquello que parece impredecible.

Por su trabajo, que revolucionó el campo de la probabilidad y la estadística, el matemático francés de 72 años ha sido galardonado con el Premio Abel 2023, otorgado por la Academia noruega de Ciencias y Letras, considerado por muchos el "Nobel" de las matemáticas.

"Talagrand es un matemático excepcionalmente prolífico cuyo trabajo ha transformado la teoría de la probabilidad, el análisis funcional y la estadística", dijo la Academia al anunciar al ganador.

"Su investigación se caracteriza por el deseo de comprender problemas interesantes en su nivel más fundamental, construyendo nuevas teorías matemáticas a lo largo del camino".

El francés, quien en 2019 ya había ganado el Premio Shaw -considerado el Nobel oriental- trabajó toda su vida como investigador del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (estuvo ahí desde 1974 hasta su retiro en 2017).

Talagrand es el quinto francés que gana el premio desde su fundación en 2003.

Se sumergió en sus estudios después de que una enfermedad genética amenazara su vista cuando era niño y posteriormente descubrió su talento para las matemáticas y la física.

Tras agradecer el premio, el matemático anunció que dedicará los cerca de US$700.000
 con el que está dotado, más el dinero que recibió por el Premio Shaw, a crear un nuevo galardón en sus "áreas favoritas de las matemáticas".

Seguramente, entre estas estén las tres áreas de trabajo en las que más destacó Talagrand, según la Academia noruega: la concentración de la medida, el vidrio de espín y el supremo de los procesos estocásticos.

Aquí te explicamos en qué consisten estas teorías.

Moneda 

Moneda

FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY

Pie de foto,
Si la lanzas solo una vez, tienes un 50% de posibilidades de que caiga de cara y otro 50% de que caiga de cruz.

La concentración de la medida
"Cuando un proceso depende de una variedad de diferentes fuentes de aleatoriedad, en lugar de volverse más complicado, es posible que los diferentes factores aleatorios se compensen entre sí y produzcan resultados más predecibles".

Así explica la Academia noruega el "contraintuitivo" fenómeno de la concentración de la medida.

"Talagrand ha dado estimaciones cuantitativas precisas al respecto", agrega. En otras palabras: logró la manera de dar algo de previsibilidad a procesos aleatorios.

El ejemplo que más se suele citar es el de la moneda lanzada al aire.

Si la lanzas solo una vez, tienes un 50% de posibilidades de que caiga de cara y otro 50% de que caiga de cruz. Pero si la sigues lanzando las probabilidades se hacen más complejas.

La mitad de las veces caerá según el valor esperado (50%-50%), y la otra mitad según el valor menos esperado (otra vez cara u otra vez cruz).

Gracias a la concentración de la medida se puede estimar que si lanzas la moneda 1.000 veces, hay una probabilidad del 99,7% de que caiga de cara entre 450 y 550 veces, mientras que solo hay dos millonésimas de un 1% de posibilidades de que caiga de cara 600 veces.

"Uno de los grandes logros de Talagrand ha sido examinar este fenómeno en detalle y mejorar enormemente nuestra comprensión del mismo", señaló la Fundación Shaw Prize, al distinguirlo en 2019.

"En particular, demostró desigualdades famosas, utilizando técnicas completamente nuevas, que dan nuevos resultados de concentración que se utilizan ampliamente en muchos entornos importantes diferentes".

Michel Talagrand tras recibir el Premio Shaw en Hong Kong 

Michel Talagrand tras recibir el Premio Shaw en Hong Kong

FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

Pie de foto,

En 2019 Talagrand recibió el Premio Shaw en Hong Kong.

El vidrio de espín

El vidrio de espín es un sistema magnético en el que los átomos se organizan de forma completamente aleatoria y desordenada.

Estos fenómenos son notoriamente difíciles de analizar ya que consisten de variables aleatorias que, a su vez, interactúan aleatoriamente.

Si bien el físico italiano Giorgio Parisi -ganador del Nobel de Física en 2021- logró desarrollar una fórmula para predecirlos, fue Talagrand quien pudo comprobar esta importante teoría física, proporcionándole una base matemática completa.

"Talagrand utilizó sus conocimientos de estadística y probabilidad para demostrar los límites de cómo se puede comportar la materia del vidrio de espín", explicó la Academia noruega.

De esta forma "completó" el trabajo del premio Nobel, señaló.

El supremo de los procesos estocásticos
Un proceso estocástico es una colección de variables aleatorias que interactúan.

El "supremo" es el valor más grande que se puede esperar de una colección de esos valores.

Poder calcular este supremo es de utilidad para el campo de la estadística.

La Academia noruega da el siguiente ejemplo: "Si la altura de las olas que rompen en una playa es un proceso estocástico, es útil saber cuál será probablemente la ola más grande que golpeará la playa el próximo año".

"Talagrand ha desarrollado innovadoras herramientas matemáticas para analizar estos máximos", señala.

El Premio Abel, que lleva el nombre del matemático noruego Niels Henrik Abel, fue creado por el gobierno de Noruega, en parte para compensar la falta de un Premio Nobel de Matemáticas.

El ganador es elegido por un comité de cinco matemáticos reconocidos internacionalmente. 

miércoles, 30 de marzo de 2022

_- PREMIO ABEL Dennis Sullivan, capaz de ver mundos abstractos en su mente, gana el ‘Nobel’ de matemáticas.


_- El investigador se lleva el Premio Abel, dotado con 775.000 euros, tras revolucionar la topología, la rama matemática que estudia las características constantes de los objetos que se deforman.

Un día de 1966 hubo un naufragio intelectual en el mar del Norte. El matemático estadounidense Dennis Sullivan iba en la cubierta de un barco hacia Escandinavia y aprovechaba el tiempo para intentar resolver, con papel y bolígrafo, un problema endiablado en un inimaginable espacio de ocho dimensiones. Tenía 25 años y un cerebro excepcional en ebullición, pero se topó con un resultado inesperado. En un arrebato, tiró su cuaderno por la borda, pero enseguida siguió pensando y perseveró. Este miércoles, Sullivan, nacido en Port Huron hace 81 años, ha ganado el Premio Abel, dotado con 775.000 euros y considerado el Nobel de las matemáticas.

Aquel joven investigador se concentró en la la topología, la rama de las matemáticas que estudia las características constantes de los objetos que se deforman. En un ejemplo clásico, un globo con forma de rosquilla se puede aplastar para obtener multitud de configuraciones, pero jamás podrá ser esférico. Su propiedad invariante es tener un agujero. Por eso los matemáticos suelen bromear con que, para un topólogo, una taza y una rosquilla son lo mismo. Sullivan, de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook, es uno de los mejores topólogos del último siglo. Ha brillado en la clasificación de complejísimas estructuras, en espacios con multitud de dimensiones.

El matemático español Daniel Peralta conoció a Sullivan en Stony Brook en 2014 y desde entonces se mantiene en contacto con él. “Es de los pocos matemáticos que, dentro de su mente, es capaz de ver mundos que, para la mayoría, son solo series de símbolos. Tiene una imagen mental de objetos mucho más abstractos que los objetos geométricos más cotidianos”, explica Peralta, del Instituto de Ciencias Matemáticas, en Madrid.

Dennis Sullivan es de los pocos matemáticos que, dentro de su mente, es capaz de ver mundos que, para la mayoría, son solo series de símbolos Daniel Peralta, matemático

La Academia Noruega de Ciencias y Letras, que concede el Premio Abel, ha destacado en un comunicado que Sullivan ha saltado una y otra vez entre las diferentes ramas de las matemáticas, como el álgebra y la geometría, construyendo puentes inéditos entre ellas. Como si un mismo músico fuese un virtuoso tocando la guitarra eléctrica, el clavicordio, el oboe, el cajón flamenco, el arpa y la corneta militar. Ese mestizaje ha hecho que sus sinfonías matemáticas sean inconfundibles, como subraya Peralta. “Su forma de entender los problemas es muy peculiar, muy original, no sigue los caminos habituales”, alaba el investigador español.

Sullivan renovó la topología siendo un veinteañero y condensó sus ideas en un documento en junio de 1970, cuando investigaba en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Jamás publicó aquellos papeles, pero sus colegas comenzaron a fotocopiarlos y circularon por todo el mundo, en copias que cada vez se leían peor, pero mantenían un aura propia de un texto sagrado.

Las conocidas como Notas del MIT se publicaron por fin en 2005. El matemático británico Andrew Ranicki comentó entonces que aquellas fotocopias, ajenas a la cultura oficial, se tradujeron al ruso y se publicaron en la Unión Soviética en 1975, como una especie de samizdat, las ediciones clandestinas de obras prohibidas por la dictadura comunista. “La traducción no incluía los chistes y otros materiales intrascendentes que animaban la edición en inglés”, lamentó Ranicki en el prefacio de la publicación de 2005.

Sullivan también es autor de la teoría de los ciclos foliados, según destaca Daniel Peralta, que recuerda sus resultados relacionados con las líneas geodésicas: el camino más corto entre dos puntos en una superficie curva. “La pregunta es cuándo un movimiento mecánico optimiza las distancias, cuándo está siguiendo los caminos más cortos con respecto a cierta métrica, que puede no ser la métrica habitual del espacio. Sullivan, con su teoría, es capaz de caracterizar estos campos geodésicos”, explica Peralta.

La academia noruega aplaude que el matemático estadounidense haya “cambiado repetidas veces el panorama de la topología”, introduciendo nuevos conceptos. Sullivan se pasea por mundos abstractos, pero la institución recalca que las herramientas para medir las propiedades de los objetos deformables “han sido de incalculable valor en todas las ramas matemáticas y en otros campos, con destacadas aplicaciones en física, economía y ciencia de datos”.

Sullivan, cuenta Peralta, es un matemático de pizarra, que disfruta discutiendo ideas con sus colegas con la tiza en la mano. En los últimos años, además, se ha enfrentado a grandes desafíos matemáticos para intentar salvar vidas humanas. En 2014, tras ganar los más de 700.000 euros del Premio Balzan los más de 700.000 euros del Premio Balzan, anunció que pondría a un equipo de jóvenes investigadores a perfeccionar complejos algoritmos teóricos, con el fin de intentar predecir fenómenos como el comportamiento de los huracanes y la dispersión de contaminantes por el viento. “Es fascinante y estimulante que estos problemas sean, todavía, matemáticamente intratables”, proclamó Sullivan, que sigue en forma, más de medio siglo después de haber tirado sus primeras ideas por la borda.

https://elpais.com/ciencia/2022-03-23/dennis-sullivan-capaz-de-ver-mundos-abstractos-en-su-mente-gana-el-nobel-de-matematicas.html#?rel=lom