La intuición es muy valiosa en las matemáticas. Guía nuestro pensamiento y nos ayuda a eliminar rutas de investigación poco probables. Sin ninguna intuición, estaríamos tropezando a ciegas a través de un espacio de búsqueda infinito. No hace falta decir que esto no sería mucho.
Sin embargo, nunca debemos confiar solo en la intuición, porque hay situaciones en las que nos miente directamente. Por ejemplo, supongamos que ato una cuerda alrededor de la Tierra y una cuerda alrededor de la Luna. Si luego lo muevo un metro por encima de la superficie, ¿en qué caso me falta más cuerda (para poder hacer un bucle completo)? Muchas personas responderán que la Tierra es mucho más grande, por lo que necesitarás más cuerda allí. Pero esto no es cierto: en ambos casos, usted es un medidor exacto de [sap]] 2 \ pi [/ math] de cuerda.
Por supuesto, podría argumentar que esta fue una pregunta importante y no una que sea particularmente importante en cualquier caso. Aquí hay un ejemplo más insidioso: el problema de Monty Hall. El problema es así: en un programa de juegos, tienes tres puertas, detrás de una de las cuales hay un tesoro, pero no sabes cuál. Usted elige una puerta al azar, pero antes de abrirla, el anfitrión abre una de las otras dos puertas, lo que demuestra que no tiene ningún tesoro detrás. Aquí está la pregunta: para maximizar sus posibilidades de obtener el tesoro, ¿debería cambiar a la otra puerta sin abrir o quedarse con su puerta actual? ¿Hace alguna diferencia?
La mayoría de las personas (¡incluidos algunos matemáticos profesionales!) Argumentarán que no importa si cambias o no, hay un 50% de probabilidades de adivinar la puerta correcta de cualquier manera. Sin embargo, esto no es así, de hecho, es dos veces más probable que el tesoro esté detrás de la otra puerta sin abrir. Este es un resultado muy poco intuitivo para la mayoría de las personas. (Para establecer correctamente su intuición, aquí hay una variación del problema de Monty Hall: en lugar de tener tres puertas, imagine que había cien. Usted selecciona una al azar, y luego se abren 98 puertas sin tesoro, dejando solo su puerta y uno más. En este caso, es bastante obvio que debe cambiar.)
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Aquí hay otro ejemplo: el teorema de la curva de Jordan. Sin entrar en detalles técnicos, la afirmación básica del teorema es que si tiene un bucle continuo en el plano sin autoinversiones, entonces divide el plano en dos partes conectadas (el “interior” y el “exterior”). Este teorema parece totalmente obvio para casi todos (al menos, cualquiera que no haya estudiado este problema), por lo que es increíblemente sorprendente que este teorema sea notoriamente difícil de demostrar. Estoy seguro de que esto ha llevado a más de un estudiante de matemáticas exasperado a cuestionar cuál es el objetivo del esfuerzo.
Para tener una idea de por qué el teorema de la curva de Jordan es difícil, tratemos de pensar en una simple generalización de la misma. Específicamente, vamos a deshacernos de las condiciones sobre las auto-intersecciones. Obviamente, si la curva puede tener auto-intersecciones, por lo general ya no dividirá el plano en dos partes conectadas, pero podría dividirlo en tres, cuatro o incluso infinitas piezas conectadas. No seamos demasiado exigentes y expresemos nuestra conjetura de este modo: “Un bucle continuo en el plano divide el plano en al menos dos piezas conectadas”.
Esta es una conjetura encantadora, y tiene mucho sentido que sea verdad. Desafortunadamente, no lo es. Considere la curva de Peano: no puedo dibujar una imagen correctamente, pero puedo mostrarla como una especie de proceso limitante (crédito para António Miguel de Campos, también conocido como Tó campos1 , por la imagen):
La curva de Peano llena el espacio, es decir, cubre cada punto en el cuadrado unitario. Por supuesto, no es un bucle, ya que comienza en una esquina y termina en otra, pero esto se puede arreglar fácilmente conectando un segmento de línea entre estos dos extremos. Observe lo que hace esto: la curva de Peano no tiene “interior” en ninguna parte, solo tiene un “exterior” que es todo el espacio fuera del cuadrado de la unidad. Esto demuestra que nuestra conjetura muy intuitiva fue muy errónea.
El problema con la intuición es que a veces nos sugiere cosas que están mal. Otras veces, nos hace ignorar las posibilidades perfectamente válidas porque “no tienen sentido” (este fue el estado de la geometría no euclidiana durante siglos). El matemático sabio sabe cómo usar la intuición como herramienta, pero siempre verifica sus sugerencias.