¿Se han descubierto nuevos conceptos o principios matemáticos en los últimos 50 años?

Chaos Theory y Fractal Geometry eclipsan a casi todos los demás descubrimientos de los últimos 50 años … al menos en términos de cómo desafían radicalmente la noción de realidad de la humanidad, ¡no solo en este universo sino en cualquier universo posible! Sin embargo, existe una controversia: algunas personas dirían que hubo personas que vislumbraron algunos de los principios básicos hace más de 50 años: retroceder, tal vez, hasta fines del siglo XIX.

Pero estas dos ideas relacionadas, la Teoría del Caos y la Geometría Fractal, no surgieron como teorías completamente formadas, diría yo, en los últimos 50 años.

La teoría del caos comienza con, pero no se limita a, la comprensión del “efecto mariposa”. Esta frase fue inspirada por el cuento de Ray Bradbury, “A Sound of Thunder”, en el que los viajeros retroceden en el tiempo para observar la muerte de los dinosaurios. , pero uno de los viajeros se pregunta fuera del camino asignado y pisa una mariposa que no debía morir. Cuando regresa al presente, todo ha cambiado.

La teoría del caos anula muchas décadas, incluso siglos, de intuición científica que sugirió que si pudiera obtener mejores datos, sería fácil hacer predicciones a largo plazo en muchos campos, desde patrones climáticos hasta tendencias sociales. La teoría del caos explica por qué esta intuición de sentido común simplemente no es cierta. El efecto mariposa esencialmente dice que en un sistema caótico, pequeños cambios en las condiciones iniciales pueden tener efectos catastróficos en términos de resultados. Ejemplos de sistemas caóticos incluyen patrones climáticos y el cerebro humano.

El resultado es que necesita datos excepcionalmente buenos incluso para predecir el clima dentro de cinco días. Pero para predecir el clima con seis días o siete días de anticipación, sus datos deben ser exponencialmente mejores para cada día adicional que desee incluir en su pronóstico. Los efectos caóticos empeoran exponencialmente con el tiempo. Porque: Chaos Theory dice, en efecto, “¡la predicción es difícil, especialmente sobre el futuro!”

La geometría fractal, como el caos, tiene que ver con la complejidad. Pero a pesar de que sus raíces se remontan a más de un siglo, no alcanzó la madurez hasta la era moderna de la computadora digital. La “magia” de una computadora toma una fórmula simple que se aplica repetidamente (y recursivamente) para revelar una imagen como si por primera vez se revelara un paisaje extraño.

Una de las cosas asombrosas que nos muestra la geometría fractal es que hay estructuras fractales, como el conjunto de Mandelbrot, que tienen las siguientes propiedades sorprendentes:

1) Todos los que tengan una computadora que explore el conjunto de Mandelbrot verán las mismas imágenes.

2) Y, sin embargo, estas imágenes son infinitamente complejas y, por lo tanto, se pueden explorar para siempre.

Esto es realmente asombroso y afecta dramáticamente nuestra comprensión de la Realidad. Efectivamente, el conjunto de Mandelbrot es como un país extranjero de tamaño infinito. Está objetivamente “allí”, porque se ve igual para cada observador que tiene una computadora, y exhibe las mismas propiedades sin importar quién la mire … y, al mismo tiempo, no es simplemente una tautología que es obviamente cierta. , como “Todos los solteros solteros”. En cambio, se puede explorar como si fuera un continente o un planeta extranjero, cuyas características son siempre nuevas, variadas e inesperadas.

La realidad matemática, por lo tanto, no es exactamente lo que pensábamos que era, y por lo tanto, la realidad física tampoco es la misma.

Estas son ideas radicales que han cambiado la relación de la humanidad con el conocimiento mismo. Pero, por supuesto, hay descubrimientos más pequeños que ocurren todos los días. Uno de los avances más profundos de los últimos tiempos es la prueba del último teorema de Fermat, que alcanzó nuevas ramas de las matemáticas que el propio Fermat nunca supo, para demostrar que si

a ^ z + b ^ z = c ^ z, en el que todos estos números son enteros,

entonces z no puede ser mayor que dos. Durante mucho tiempo, los matemáticos sospecharon que la proposición era cierta, pero solo recientemente se la ha sabido realmente.

Clifford Algebra! En realidad, es una especie de redescubrimiento del trabajo de Clifford de hace un siglo, pero fue totalmente olvidado hasta que David Hestenes lo redescubrió, quien reconoció su profundo significado y pasó toda una vida popularizando la idea.

En mi opinión, Clifford Algebra es el avance más profundo y significativo en matemáticas del que (virtualmente) NADIE ha oído hablar. Básicamente es una nueva combinación y reformulación de álgebra lineal, operaciones de matriz y vector, números complejos, cuaterniones y álgebra exterior o producto de cuña, recombinados en un único esquema autoconsistente que es mucho más intuitivo y unificador que los diversos especialidades matemáticas individuales que une. Es un modelo simple que une todo lo anterior y muchos más, y por lo tanto revela la naturaleza central de las matemáticas, o lo que las matemáticas son en realidad.

¡Y la forma en que Clifford Algebra logra esta Gran Unificación de diferentes ramas de las matemáticas es revelando que todo el álgebra es de naturaleza geométrica! Este es un descubrimiento profundo con profundas implicaciones.

Siempre he preguntado por qué tantos conceptos matemáticos pueden visualizarse como imágenes espaciales. ¿Cuál es la verdadera matemática: las imágenes o los símbolos? Por lo general, primero se nos enseñan matemáticas en símbolos. Pero las imágenes son más primitivas y elementales. La recta numérica es más que una simple muleta mental para ayudar a los estudiantes a comprender el concepto de valores. Clifford Algebra sugiere que la recta numérica es una estructura espacial que sirve como una representación computacional para operaciones computacionales espaciales en esa estructura. Las operaciones computacionales son como movimientos legales a lo largo de la recta numérica. Esto sugiere que la maquinaria computacional de la mente humana es fundamentalmente de naturaleza espacial. Esa es una afirmación profunda y controvertida, pero la evidencia es abrumadora. Clifford Algebra revela la conexión íntima entre las matemáticas y la percepción espacial. Algún día, esto será reconocido como un descubrimiento significativo de la verdadera naturaleza y los orígenes de las matemáticas.

Todo se explica aquí:

Álgebra de Clifford: una introducción visual

Se inventan nuevos conceptos y principios matemáticos cada semana. La mayoría son menores, algunas mucho. Unos pocos son importantes. Se descubre que aún menos tienen un legado que dura años.

Algunos ejemplos al azar:

  • La homología de Floer nació alrededor de 1988. Su inventor, Andreas Floer, se suicidó tres años después, pero su teoría es un campo de investigación muy activo.
  • El polinomio de Jones fue descubierto en 1984 por Vaughan FR Jones y revolucionó completamente la teoría de nudos, la topología de baja dimensión y porciones significativas de física teórica.
  • Relacionado con eso, la teoría de Chern-Simons se introdujo en 1974.
  • Las vías del tren fueron inventadas en 1992 por Bestvina y Handel. Son herramientas importantes en el estudio de homeomorfismos de superficie y grupos libres.
  • A Grigory Margulis se le ocurrió la genial idea de construir gráficos de expansión de grupos de Lie con propiedad T. Esto fue en 1975, y el principio que estableció aún se está estudiando y desarrollando.
  • En la teoría de la computación, las pruebas probabilísticamente comprobables se inventaron en 1990 (implícitamente) o 1992 (explícitamente).
  • Las álgebras de operadores de vértices fueron definidas por Borcherds en 1986.
  • Oded Schramm descubrió la evolución de Schramm-Loewner en 2000. Es un objeto central de estudio en la teoría de probabilidad moderna.

En un comentario sobre otra respuesta, el OP expresó su deseo de comenzar a aprender sobre nuevos desarrollos tan emocionantes. Esto es genial, pero tenga en cuenta: ninguno de estos son temas adecuados para principiantes. Aprender las fronteras de la investigación matemática actual requiere comenzar desde lo básico, incluidas las teorías que tienen 200 años o más.

No te saltes adelante, pero tampoco te desanimes: es un viaje hermoso.

Forzar cae justo fuera de un duro corte de cincuenta años, pero está bastante cerca y es lo suficientemente importante como para justificar una mención.

La geometría tropical es bastante nueva, probablemente muy importante, y algo accesible para un no especialista.

Si quieres algo impactante: el comercio electrónico es un mercado de un billón de dólares y solo podría ser práctico y seguro porque en 1976 se inventó un nuevo concepto matemático revolucionario llamado criptografía de clave pública.

Criptografía de clave pública

¿Qué tan grande es el mercado de comercio electrónico? ¡Nunca adivinarás! – LemonStand