¿Qué campo de las matemáticas será el más fácil de dominar para un aficionado a fin de participar en la investigación profesional?

No soy bueno para dar consejos, pero como preguntaste …

Hubo una época en que los matemáticos aficionados podían hacer importantes descubrimientos en matemáticas. Esa edad se fue. Bueno, en realidad lo que quiero decir es que las posibilidades de encontrar algo como aficionado son muy pequeñas, aunque no exactamente nulas. Hay muy pocos ejemplos recientes, como las nuevas cuatro inclinaciones pentagonales del avión de Marjorie Rice en 1976-77. Vea esta Lista de matemáticos aficionados para más ejemplos. Pero se desconoce el número de matemáticos aficionados que pasaron años trabajando en algún problema abierto y fallaron, aunque espero que sea mucho mayor que los que lo hicieron. La mayoría de los resultados negativos no se hacen públicos, por lo que están condenados a ser probados sin éxito una y otra vez. Las áreas más peligrosas son aquellas donde las conjeturas difíciles de (des) probar se formulan en términos que los aficionados pueden entender, como la combinatoria, la teoría de números y la teoría de gráficos. Y conjeturas de geometría elemental que en realidad son combinatorias. Estas son las zonas más seductoras y peligrosas.

Tomando como ejemplo la prueba del Último Teorema de Fermat, así como los avances serios anteriores, solo se pudo hacer con la ayuda de matemáticas muy avanzadas, a veces aún no descubiertas. Por lo tanto, las posibilidades de hacer algo son muy pequeñas simplemente dominando un solo campo fácil de las matemáticas. Dudo que haya algo así como un campo fácil en el que puedas hacer nuevos descubrimientos sin necesidad de otros campos.

Entonces, lo primero que sugeriría es que, si realmente amas las matemáticas, hazte profesional. La forma más eficiente de hacer esto es enamorarse de algún campo y tener una visión de qué tipo de cosas desea hacer. Y estudiar, practicar, leer mucho.

Pero la vida no siempre nos permite ser profesionales en el campo que amamos, porque debemos mantenernos ocupados con trabajos que pagan, en lugar de pasar años para obtener un título. Entonces, la segunda mejor cosa que puede hacer es compensar con algún otro campo que conozca. Por ejemplo, si es un buen programador, puede intentar reducir todos los casos posibles de un problema a un número finito, aunque sea grande, y hacer que una computadora los revise (consulte esta lista de tales pruebas). O simplemente use la computadora para mejorar algunos resultados o pruebe algunas hipótesis matemáticas, busque contraejemplos … Si toma este camino, todavía creo que tendrá mejores oportunidades si colabora con profesionales. Y tener un trabajo en el que conozcas y apliques las matemáticas, para que puedas tener más tiempo para aprender y entrenar tu mente matemática. Aquí nuevamente me viene a la mente el programador de computadoras, con una orientación hacia algoritmos matemáticos o computación científica, pero otros trabajos también pueden ser útiles.

La matemática es una de las disciplinas más difíciles de tener un impacto como aficionado, vea la respuesta de Cristi Stoica para obtener detalles sobre esto, pero el mundo para mí es aficionado en matemáticas no es inútil. Hay muchas personas como yo que no han estudiado matemáticas, que ni siquiera imaginaron que probarían teoremas en su vida que terminaron haciendo exactamente eso. Vine al departamento de matemáticas porque sabían algunas de las formas más avanzadas y eficientes para resolver ecuaciones diferenciales parciales. La mayoría de las cosas en física e ingeniería se pueden describir con ecuaciones diferenciales parciales, en mi caso simulamos luz electromagnética en estructuras especiales como estas

Estas ecuaciones son muy difíciles de resolver y un problema informático muy desafiante. De hecho, la mayoría de las supercomputadoras se utilizan para resolver exactamente ese tipo de ecuaciones. Terminé no solo implementando esos algoritmos sino también demostrando por qué el enfoque particular que desarrollamos es tan eficiente. Para hacer esto terminé usando matemáticas realmente involucradas (análisis funcional, numérico y análisis complejo).

Comprender las matemáticas tan complicadas es realmente difícil. Para mí fue en realidad un poco más fácil que para la mayoría de los estudiantes de matemáticas. Ya sabía qué cosas funcionan y cuáles no, porque intenté y analicé a fondo todos esos enfoques en mis simulaciones por computadora. Por otro lado, también aprendí muchos aspectos nuevos sobre el problema cuando traté de probar cosas. Por ejemplo, descubrí que algunas suposiciones de que mis teoremas requeridos son realmente importantes y que si no se cumplen, mis simulaciones también se romperían.

Mi punto es que es realmente importante abordar un problema tanto desde el punto de vista matemático / teórico como desde el lado práctico / de aplicación. Incluso si no comienza como matemático, puede comprender bien su problema desde otra dirección que no sea la matemática y dar pequeños pasos hacia este objetivo. Eventualmente puede encontrarse en la posición de descubrir algo nuevo y probarlo. De hecho, la mayoría de las matemáticas fueron descubiertas por no matemáticos de esta manera, especialmente por físicos.

Nunca se sabe si lo que descubres puede ser algo grande en matemáticas o algo más pequeño que solo interese al campo específico (como en mi caso), pero en todos los casos, ser más matemático en tus enfoques puede ser muy beneficioso para ti a largo plazo correr. Decidí ir a una carrera en la industria donde no uso ningún detalle de mi doctorado; Sin embargo, todavía me beneficio mucho de mis enfoques más matemáticos de los problemas.

Esta es una pregunta difícil porque, como ya se ha señalado, cuanto más fácil es estudiar algo, más probable es que alguien más lo haya estudiado a fondo. ¡Solo estudie alguna pregunta famosa si no le importa si llega a algún lado con ella o no!

La especialización puede ayudar. La gente tiende a no convertirse en “maestra” de toda la topología algebraica o teoría analítica de números o áreas tan grandes; tienden a convertirse en maestros de algo realmente específico. Parte de la pregunta que debe hacer es, ¿realmente desea obtener algún resultado, incluso si es un resultado técnico completamente limitado en algún rincón oscuro de las matemáticas, o está esperando algo mejor, como un resultado que otras personas obtendrán? encontrar bonita? Y también, si tiene algo muy específico en mente, sirve para enfocar su estudio de lo que se necesita saber para dar un paso más. Uno de los ex matemáticos profesionales que conocía dijo que le resultaba bastante fácil obtener resultados en el tipo de geometría algebraica que tenía (superficies desplazadas), pero a nadie parecía importarle, así que renunció.

La combinatoria tiene el problema de que los problemas familiares son demasiado familiares, pero mi impresión es que fuera de lo común hay muchos problemas más pequeños y oscuros que una persona que decidió estudiar solo podría resolverlos.

Hay muchas personas a las que no les importa si los resultados que han demostrado son constructivos o no, y comprender algunos resultados no constructivos desde un punto de vista constructivo a menudo puede involucrar al menos un desarrollo más allá de lo que hicieron al principio. Sea sensato, por supuesto, sobre lo que cree que es lo suficientemente novedoso como para valer la pena publicarlo, pero hay algunas cosas bastante simples cuyas contrapartes constructivas se han publicado.

Eso es fácil: ninguno de ellos! Las matemáticas son una de las disciplinas académicas más antiguas conocidas por el hombre. Toda la fruta baja ha sido recogida por ahora. La matemática moderna a nivel de investigación es muy desafiante, tanto en actividades matemáticas aplicadas como puras.

Existe el factor adicional de que los procesos de pensamiento individuales son más o menos susceptibles a diferentes disciplinas. Si le gustan más las reglas, la lógica y las estructuras formales de los objetos, debe ir puro: álgebra, teoría de números, topología, etc. Si le gusta trabajar con funciones, gráficos y similares, piense en el análisis: funcional, armónico u otro . Si desea comentarios más inmediatos y prefiere tener una caja de arena para jugar antes de tener que probar algo, siga la ruta aplicada: sistemas dinámicos, procesos estocásticos, mecánica de fluidos, aprendizaje automático …

No hay un campo matemático más fácil en el que puedas entrar y comenzar a hacer una investigación significativa, lamento decirlo. Ve por lo que disfrutas. Todo es interesante a su manera.