martes, 20 de mayo de 2014

Magia con los números

   La igualdad 2 + 2 = 0 haría quemar cualquier calculadora que se precie y cualquier ordenador de última generación aunque solo las pantallas de semejantes artilugios porque, internamente, funcionan tal y como afirma esa igualdad. Voy a explicar cómo se llega a semejante herejía.
   Mis ex alumnos de ingeniería superior en informática de sistemas no entendían algo tan sencillo pero tenían una disputa interna porque, de alguna manera, sabían que lo que les daría de comer en el futuro (los ordenadores) trabajaban de esa forma.
   La explicación que daba en aquellos momentos y que doy ahora, es tan sencilla que nunca acabé de comprender las razones místicas por las que no me lo explicaron a mí de esta forma. Mis profesores universitarios siempre trataban de verlo todo muy complicado, supongo que para realzar su propio ego…
   La idea es la siguiente: imaginemos un interruptor de la luz con encendido/apagado (o un circuito eléctrico con on/off, para los informáticos). Supongamos que le damos el valor “1” a la posición de encendido y el valor “0” a la de apagado. Entonces, si le damos dos veces al interruptor tenemos la secuencia `apagado -> encendido -> apagado´ por lo que volvemos a la posición cuyo valor es “0”. Vaya por Dios, hemos demostrado que 2 = 0 (aquí, los futuros ingenieros informáticos estaban con la boca abierta). Por tanto, si tomamos el conjunto de los números enteros llamado Z y la operación “suma”, tenemos en este caso particular, que 2 + 2 = 0. ¿Y qué pasa con 2 + 1? Pues que, por el razonamiento anterior, como 2 = 0, si volvemos a encender la luz, se queda encendida por lo que 2 + 1 = 3 = 1. Cualquier suma que hagamos se convertirá, de esta manera, en lo que los matemáticos denominamos `la clase del 0´ ó `la clase del 1´. Hemos conseguido entonces restringir el conjunto Z a un subgrupo llamado Z2 (leído Z sub 2) que, junto a la operación suma, forma un grupo que se escribe (Z2,+). Nota: con la operación `producto´ no se obtiene un grupo porque fallan algunas propiedades de los grupos. Hemos probado que cualquier múltiplo de 2 se convierte en 0 y cualquier número impar se convierte en 1. Más técnicamente, lo que se hace es quedarnos con el resto de la división entre un número par, por ejemplo, si dividimos 15 entre 2, el algoritmo de la división (aprendido con 4 ó 5 años en la escuela básica, que conste) es 15 = 7x2 + 1. Así, 7x2 = 14 es par, lo descartamos y nos quedamos con el resto de la división, 1, por lo que 15 en Z2 toma el valor 1. Es fácil, ¿verdad?
Así tenemos que Z2 = {0,1}. Podemos construir, evidentemente, Z3 = {0,1,2}, Z4 = {0,1,2,3},… Zn = {0,1,2,3,… (n-1)}. Estos Zn, Z sub n, tienen unas propiedades muy interesantes, en las que no voy a entrar, cuando `n´ es un número primo, esto es, un número que solo es divisible por él mismo o por la unidad (2, 3, 5, 7, 11,..) porque se convierten en lo que se llaman “cuerpos”, es decir, Zn con n = primo es un cuerpo, y no el de Giselle Bundchen.
Algo que nos domina en nuestras vidas casi tanto como el número Pi es Z12: el día tiene 24 horas pero las 24h = 12 de la noche, son las 0 horas del día siguiente, por tanto 24 = 0 y así las 15 horas se convierten en las 3 de la tarde (el resto de dividir 15 entre 12 porque 15 = 12X1 + 3) y las 21 horas son las 9 de la noche (el resto de dividir 21 entre 12 porque 21 = 12x1 + 9). Así pues, nuestros relojes y nuestra vida está encapsulada en el grupo (Z12,+). Podemos extrapolar estos sencillos razonamientos a los 7 días de la semana, los 30 del mes, los 365 del año, e ir construyendo los correspondientes Zn.

Bien, espero no haber aburrido y haber despertado la curiosidad como conseguí con aquellos alumnos. Si ellos lograron entenderlo, cualquiera lo entenderá.