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Un retrato alfabético con citas matemáticas

A través de las palabras de veinticuatro matemáticas (doce) y matemáticos (doce), este retrato alfabético busca explorar la esencia del quehacer matemático.

 

matemáticas
Helen Abbott Merrill rodeada de estudiantes en su clase de matemáticas (1886). Fuente: Wikimedia Commons.

 

AUDIN, Michèle

Las matemáticas son como la literatura: no existen si no están escritas. Y utilizan las mismas habilidades; requieren rigor, imaginación y, tal vez, cierto sentido de la estética.

 

BOTT, Raoul

Hay dos maneras de hacer grandes matemáticas. La primera es ser más inteligente que los demás. La segunda es ser menos inteligente que los demás, pero perseverante.

 

CANTOR, Georg

Lo veo, pero no lo creo.

 

DESCARTES, René

Si de verdad quieres buscar la verdad, debes dudar, al menos una vez en tu vida, en la medida de lo posible, de todo.

 

ESCALANTE, Jaime

Para poder enseñar, necesitas tres cosas. La primera es el conocimiento de la materia. Tienes que tener el dominio de lo que vas a enseñar. […] La segunda cosa es que tengo que motivar el concepto que voy a enseñar. […] Tercero, tienes que entender las relaciones humanas. Tienes que ver al niño como una persona. Y respetas al niño. De esa forma, lo motivas.

 

FERMAT, Pierre

Es imposible dividir un cubo en otros dos cubos, una cuarta potencia o, en general, cualquier potencia en dos potencias de la misma denominación superiores a la segunda, y sin duda he encontrado una prueba admirable de ello, pero el margen es demasiado estrecho para contenerla.

 

GAUSS, Carl Friedrich

Sabes que escribo despacio. Esto se debe principalmente a que nunca estoy satisfecho hasta que he dicho lo máximo posible en pocas palabras, y escribir brevemente lleva mucho más tiempo que escribir extensamente.

 

HALMOS, Paul

Para mí, la alegría de descubrir de repente un antiguo secreto y la alegría de descubrir de repente una verdad hasta entonces desconocida son la misma: ambas tienen ese destello de iluminación, una visión casi increíblemente mejorada y el éxtasis y la euforia de la liberación de la tensión.

 

IKEDA, Gündüz

Eviten repetirse solo para aumentar el número de publicaciones. Resuelvan problemas matemáticos reales, por muy complejos que sean…

 

JOHNSON, Katherine

Creamos las ecuaciones necesarias para rastrear una nave en el espacio. Tuve la suerte de trabajar en la división que calculó todas las trayectorias originales, porque supongo que es por eso por lo que se me recuerda.

 

KOVALEVSKAYA, Sofia

Muchas personas que no han estudiado matemáticas las confunden con la aritmética y las consideran una ciencia árida e infructuosa. Sin embargo, en realidad, es una ciencia que requiere mucha imaginación.

 

LITTLEWOOD, John Edensor

Intenta resolver un problema difícil. Puede que no lo consigas, pero demostrarás otra cosa.

 

MIRZAKHANI, Maryam

Es la razón por la que hacer investigación es un reto, así como atractiva. Es como estar perdida en una selva, tratas de utilizar todo el conocimiento que puedes reunir para intentar obtener algunos trucos nuevos que, con un poco de suerte, te permitan encontrar una salida.

 

NOETHER, Emmy

Mis métodos [algebraicos] son ​​en realidad métodos de trabajo y de pensamiento; por eso se han infiltrado en todas partes de forma anónima.

 

Ollerenshaw, Kathleen

Existe un fuerte paralelismo entre el alpinismo y la investigación matemática. En los primeros intentos por alcanzar una cima, la dificultad reside en encontrar una ruta. Una vez en la cumbre, se pueden discernir otras posibles rutas de ascenso y, a veces, se puede elegir una ruta más segura o más corta para el descenso o para ascensos posteriores. En matemáticas, el desafío consiste en encontrar una demostración. Una vez encontrada, casi cualquier matemático competente suele poder hallar una demostración alternativa, a menudo mucho mejor y más breve. Al menos en el alpinismo sabemos que la montaña está ahí y que, si encontramos una forma de ascender y alcanzar la cima, triunfaremos. En matemáticas, no siempre sabemos si existe un resultado, o si la proposición es solo producto de la imaginación, y mucho menos si se puede encontrar una demostración.

 

POINCARÉ, Henri

Los descubrimientos matemáticos, grandes o pequeños, nunca nacen de la generación espontánea. Siempre presuponen un terreno sembrado con conocimientos preliminares y bien preparado mediante el trabajo, tanto consciente como subconsciente.

 

QUINE, Willard Van Orman

Es una insensatez buscar un límite entre las afirmaciones sintéticas, que se sostienen contingentemente según la experiencia, y las afirmaciones analíticas, que se sostienen pase lo que pase.

 

RATNER, Marina

Para mí, las matemáticas son parte de la belleza de la naturaleza y me siento agradecida de poder contemplarlas. Independientemente de la rama de las matemáticas que enseñe, me encanta transmitir su belleza a mis alumnos.

 

SÓS, Vera

La alegría de conocer, comprender y crear es común a todas las ciencias. Existen diferentes maneras de encontrar la verdad. En matemáticas, la inferencia lógica rigurosa conduce a la demostración o refutación de una conjetura. Sentada aquí, en una habitación, sin importar el mundo exterior, puedo decidir si es cierta o no. Esto, en sí mismo, resulta atractivo, dada la gran incertidumbre que impera en el mundo.

 

TAUSSKY-TODD, Olga

Mientras intentaba leer cualquier libro que cayera en mis manos, de repente me di cuenta de que la mayor sabiduría no se adquiría leyendo libros. Sentía que los experimentos científicos proporcionaban una comprensión casi ilimitada… Las matemáticas también se me presentaron en ese momento como una materia experimental… Gradualmente, me quedó claro que [ las matemáticas ] eran mi vocación.

 

UHLENBECK, Karen

Soy consciente de que soy un modelo para las jóvenes matemáticas, y en parte para eso estoy aquí. Sin embargo, es difícil ser un modelo a seguir, porque lo que realmente hay que hacer es mostrar a los estudiantes lo imperfecta que puede ser la gente y aun así triunfar. Todo el mundo sabe que, si una persona es inteligente, divertida, guapa o va bien vestida, triunfará. Pero también es posible tener éxito con todas tus imperfecciones.

 

VIAZOVSKA, Marina

Los resultados más increíbles se obtienen cuando surge una idea para resolver problemas que nadie ha abordado antes. Y cuando se plantean preguntas que nadie se había planteado jamás. Espero hacer algo similar. No puedo contarles mucho al respecto, porque aún no lo he pensado.

 

WHITEHEAD, Alfred North

La esencia de las matemáticas radica en que siempre nos hemos deshecho de la instancia particular, e incluso de cualquier tipo de entidad específica. Así, por ejemplo, ninguna verdad matemática se aplica únicamente a los peces, ni a las piedras, ni a los colores. Mientras se trate de matemáticas puras, se estará en el ámbito de la abstracción completa y absoluta. … Las matemáticas son pensamiento que se mueve en la esfera de la abstracción total, sin ninguna instancia particular de aquello de lo que hablan.

ZASLAVSKY, Claudia

La capacidad de observar y reproducir patrones, tanto numéricos como geométricos, es de gran importancia en África, donde la mayoría de las sociedades carecían de alfabetización hasta hace poco. El bosquimano del desierto del Kalahari camina kilómetros para desenterrar una raíz acuática cuya ubicación había anotado meses antes, ¡y sin ninguna referencia humana que lo guíe! Los pastores de ganado poseen decenas de palabras para describir a sus animales según las marcas en su piel y muchas más para diferenciarlos por la forma de sus cuernos. Cada patrón en el tejido, en la talla de madera y en el teñido de telas tiene un significado especial. Los patrones numéricos son evidentes en los juegos, desde las distintas versiones del tres en raya hasta el juego de mesa africano universal en el que se transfieren y capturan semillas o guijarros.

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y editora de Mujeres con Ciencia

El artículo Un retrato alfabético con citas matemáticas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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¿De dónde salen las escalas musicales?

escalas musicales
Fuente: Mateus2019 / CC BY-SA 4.0 / Wikimedia Commons

 

La música es un arte que surge y evoluciona con la fisiología y la psicología humanas, y cuyas herramientas describimos mediante la acústica musical. Los idiófonos rítmicos y los aerófonos melódicos fueron probablemente los primeros instrumentos musicales que nuestros ancestros hicieron sonar durante decenas de miles de años. Estos instrumentos fabricados en piedra, hueso, madera o metal han sido descubiertos en múltiples yacimientos arqueológicos. Todas las civilizaciones construyeron este tipo de instrumentos de forma casi simultánea y, aunque la música se desarrolló de forma independiente en puntos alejados del planeta, podemos encontrar bases en común en todas las tradiciones musicales al comparar los instrumentos antiguos creados en todos los extremos geográficos. ¿Podríamos deducir las escalas musicales de la prehistoria?

 

Las escalas musicales históricas

Las notas musicales se ordenan según su altura de tono (desde sonidos graves a agudos). En la historia de la música occidental, se ha intentado establecer un formalismo matemático riguroso para explicar las escalas musicales. La escuela de Pitágoras restringía las escalas musicales a las expresadas desde la Tetraktys, explicando así la perfección y la belleza musical desde sus cuatro números místicos. Aristógenes de Tarento y Gioseffo Zarlino modernizaron las escalas musicales usando múltiplos enteros de la frecuencia de una nota base, que denominamos la serie armónica. Así todo, hemos tenido que recurrir a los números irracionales para hacer encajar las notas en la escala equitemperada que actualmente se utiliza de manera generalizada en todo el mundo.

 

La disonancia y la consonancia sonora

Dos sonidos simultáneos pueden sonar agradables o desagradables al oído humano. Al ser esto un fenómeno fisiológico, Hermann von Helmholtz midió la “aspereza” al sonar dos notas de violín simultáneamente, contando los batidos producidos por la interferencia entre dichas notas.

Figura 1: Curvas de disonancia medidas y representadas en H. Helmholtz (1865) “Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik” Fig. 52A, p.292, Fuente: Internet Archive.

 

 

A medida que las frecuencias de dos tonos se van acercando, los batidos se vuelven más lentos, y desaparecen cuando las frecuencias coinciden. Los batidos lentos suelen percibirse como suaves, pero los rápidos tienden a ser ásperos y desagradables. Helmholtz determinó la máxima aspereza entre dos tonos cuando los batidos se producen a unas 32 veces por segundo, y fue capaz de trazar curvas de disonancia como la mostrada en la Figura 1, donde el eje horizontal representa los intervalos entre las dos notas que suenan, y en el eje vertical se muestra la aspereza percibida según el número de batidos.

 

Helmholtz estudió el problema desde un punto de vista fisiológico y psicoacústico, pero se acerca a los intervalos “perfectos” pitagóricos, con mínimas asperezas en las octavas de los extremos de la figura (c-c’, DO-DO), la quinta (c-g, DO-SOL) y la cuarta (c-f, DO-FA), cuyas fracciones encajan con la Tetraktys (2/1, 3/2, 4/3). Esto indica la clara relación entre la consonancia y las escalas musicales.

 

Curvas de disonancia para instrumentos armónicos

Las curvas de disonancia de Helmholtz pueden parametrizarse mediante sencillas funciones exponenciales, con exponentes negativos proporcionales a la diferencia entre las frecuencias de las notas que interfieren. Sin embargo, para generalizar la utilidad de las curvas de disonancia se debe tener en cuenta que la percepción de la disonancia también depende de si tratamos con notas más graves o más agudas (frecuencia absoluta), así como del carácter del instrumento (armónicos que definen su timbre).

 

William Sethares [1] incluye todos estos parámetros para poder calcular las curvas de disonancia. Si restringimos el cálculo para instrumentos armónicos, como por ejemplo los cordófonos, e incluimos unos armónicos propios de las cuerdas del instrumento, obtenemos una curva de disonancia como la mostrada en la Figura 2.

 

Figura 2. Curva de disonancia calculada mediante el método de Sethares para un sonido con espectro armónico. Fuente: Etxebarria, V. (2026) Journal of Mathematics and Music doi: 10.1080/17459737.2025.2560922

 

La curva presenta mínimos en los que destacan los intervalos consonantes de la octava (2/1), la quinta perfecta (3/2), la sexta mayor (5/3), la cuarta perfecta (4/3) y las terceras mayor y menor (5/4 y 6/5, respectivamente). Otros intervalos también pueden identificarse aproximadamente. El encaje exacto de mínimos no es posible con fracciones simples, pero a la vista de esta curva de disonancia podemos deducir que el espectro armónico de un instrumento hace surgir de forma natural los intervalos y la escala común de 12 semitonos.

 

Curvas de disonancia para instrumentos inarmónicos

Muchos instrumentos primitivos de percusión eran simples barras, libres en ambos extremos, hechas con piedra, madera o metal. Ejemplos de instrumentos que han sobrevivido como la txalaparta son rotundamente inarmónicos: al ser golpeadas, las barras o tablas producen frecuencias secundarias parciales que no siguen la serie armónica.

 

Figura 3: Curva de disonancia para una txalaparta golpeando tablas libres-libres, que da lugar a sonido con espectro inarmónico. Fuente: Etxebarria, V. (2026) Journal of Mathematics and Music doi: 10.1080/17459737.2025.2560922

 

Si calculamos curvas de disonancia para instrumentos de espectro inarmónico, obtenemos una escala musical como la mostrada en la Figura 3. Se observa una escala cercana a la poco común heptatónica equitemperada. Uno de los pocos casos documentados de uso de esta escala se produce en música antigua tailandesa mediante el xilófono ranat y el oboe pi, o en el sur de Mozambique con el Timbila de los Chopi.

 

Se trata de una escala musical no documentada en la música occidental, pero que surge de forma natural en instrumentos ancestrales de espectro inarmónico, comunes en cualquier lugar del mundo. Notemos que la escala de 7 tonos equitemperados implica que sus intervalos nunca coinciden (excepto en la octava) con los de la escala de temperamento igual de 12 semitonos: no posee equivalentes a terceras mayores ni menores y su quinta perfecta está muy desviada. A pesar de todo, resulta plausible que esta escala heptatónica tan extraña para la música actual, realmente constituyera una escala natural en la prehistoria, al hacer sonar los primeros instrumentos musicales inarmónicos.

 

Referencias

[1] Sethares, W. A. (1993) Local Consonance and the Relationship between Timbre and Scale. Journal of the Acoustical Society of America, vol. 94, n.3, pp. 1218-1228. doi: 10.1121/1.408175

[2] Etxebarria, V. (2026) Dissonance, sound spectrum and musical scale for ancient idiophones and aerophones. Journal of Mathematics and Music, vol. 20, n.2, pp. 95-109. doi: 10.1080/17459737.2025.2560922

 

Sobre el autor: Victor Etxebarria Ecenarro está diplomado como lutier por el Conservatorio Juan Crisóstomo de Arriaga (Bilbao) y es Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática en la Universidad del País Vasco (UPV/EHU)

El artículo ¿De dónde salen las escalas musicales? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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