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miércoles, 24 de septiembre de 2025

María Gaetana Agnesi: Religiosa, matemática y ¿bruja?

 


María Gaetana Agnesi nació en Milán, el 16 de mayo de 1718, y procedía de una familia pudiente e interesada en las artes y las ciencias. Su padre, Pietro Agnesi, fue profesor de matemáticas en la Universidad de Bolonia. Su madre, Anna Fortunata Brivio, era de  la familia aristocrática Brivio.

La joven María perdió a su madre a la edad de trece años, por lo que  su padre llegó a casarse dos veces más, y extendió la familia a 21 hijos.  María fue una niña muy brillante: a los cinco años hablaba francés perfectamente, como su italiano natal. Unos pocos años más tarde, dominaba el latín, el griego, el hebreo y el español, y ya desde una temprana edad, se preocupó por los derechos de la mujer y su acceso a la educación.

El ambiente familiar influyó muy positivamente en que pudiera explotar todo su potencial intelectual. De hecho, una de sus hermanas, Maria Teresa Agnesi Pinottini, fue una famosa compositora que deleitaba a las visitas tocando el clavicémbalo.

María era una chica retraída y muy devota, deseaba entrar en un convento pero su padre no se lo permitió. Cuando la madre de María muere durante el parto de su octavo hijo, ella misma se hizo cargo de la casa y de sus hermanos, apartándose de la vida pública. Sus deseos se redujeron a poder ir a misa siempre que quisiera, vestir sencilla y humildemente, y no tener que asistir a bailes y fiestas. Probablemente esta vida austera fuera el mejor derrotero para María, ya que su padre pecaba de un afán exhibicionista con sus dos talentosas hijas, en un salón de los más concurridos por los intelectuales de toda Italia.

A los doce años, María había sufrió una enfermedad que los médicos no fueron capaces de diagnosticar. Sus convulsiones se achacaron al estudio excesivo, por lo que se le indicó que se divertirse más y pasearse a caballo. Sin embargo, estos remedios no resolvieron el problema y se le pidió que fuera moderada en todas sus actividades.

Portada de la  primera edición de las Instituciones Analíticas

María tuvo una excelente formación matemática; por ejemplo, a los catorce años ya estudiaba balística y geometría. Tuvo tutores que la iniciaron en estos estudios matemáticos, como el monje Ramiro Rampinelli, que había enseñado matemáticas en Roma y en Bolonia, y fue quién la puso en contacto con los Ricatti. Su fama matemática se consolidó con su obra Instituzioni analítiche ad uso della gioventú italiana, publicada en Milán en 1748, y dedicada al análisis matemático. La obra fue editada por ella misma, y adquirió rápidamente notoriedad entre los matemáticos de la época, porque puede considerarse como el primer texto completo de Cálculo, incluyendo el cálculo diferencial y el cálculo integral. Es un gran trabajo con unas 1000 páginas repletas de ilustraciones y ejemplos.

Fue traducida a varios idiomas y utilizada para aprender matemáticas durante más de cincuenta años en muchos países de Europa.

Entre 1750 y 1752 consta que era catedrática de matemáticas en la Universidad de Bolonia, ciudad que en esa época pertenecía a los Estados Pontificios. El Papa escribió a Agnesi el 2 de septiembre de 1750: En tiempos pasados Bolonia ha tenido en puestos públicos a personas de vuestro sexo. Nos parece adecuado continuar con esa honorable tradición. Hemos decidido que se le adjudique la bien conocida cátedra de matemáticas…. 

¿La bruja de Agnesi?

Hoy en día, María Gaetana es también recordada por su curva “embrujada”, pero que no se trata de ningún hechizo, ni María era una bruja. La historia por la que la curva recibió este nombre surge de la mala traducción del término versiera, del latín vertere, que es un término naval, que identifica la cuerda o cabo que hace girar la vela. John Colson, el traductor inglés, la confundió con la palabra avversiera, que significa diablesa o bruja. La ecuación de su curva embrujada es la siguiente:

donde a es un parámetro (de hecho, el radio de la circunferencia inicial con la que se construye la curva). Para a = 1/2, resulta:

y esta es su representación gráfica:

La magia de esta curva es que aunque su contorno sea infinito, el área encerrada bajo la curva es finita y proporcional al área de un círculo; además, el volumen engendrado por la revolución de esta curva alrededor de su asíntota es cuatro veces su hipotético volumen.

La curva tiene interesantes aplicaciones en física y en estadística. Desde el punto de vista de la estadística, la distribución de Cauchy de una variable aleatoria se expresa como una curva de Agnesi. Así mismo, en la física, pueden explicarse fenómenos de resonancia atómica cuando incide radiación monocromática sobre un electrón. La intensidad de esta radiación dependerá de la longitud de onda con que incide esta luz, y la relación entre estos dos parámetros puede modelizarse mediante la curva bruja de Agnesi.

Su padre Pietro Agnesi muere en 1752, y a partir de ese momento, María se siente libre y abandona las matemáticas para atender a sus tendencias religiosas, dedicando mucho tiempo al estudio de la Teología, especialmente de la Patrística. De hecho, María se desprendió de gran parte de su fortuna en obras de caridad y ejerció, desde 1771, por designación del arzobispo Tozzobonelli, el cargo de directora del Hospicio Trivulzio de Milán donde se concentró en el cuidado de los menesterosos y enfermos, sobre todo mujeres mayores, y donde ella misma muere el 9 de enero de 1799.

Al final de su vida era famosa en toda Europa como una de las mujeres de ciencia más capaces del siglo XVIII. Un cráter de Venus lleva su nombre en su honor. En la Biblioteca Ambrosiana de Milán se guardan sus obras inéditas que ocupan veinticinco volúmenes.

 


miércoles, 17 de septiembre de 2025

MÚSICA Y MATEMÁTICAS, UN COMPLEMENTO PERFECTO


                                                 Pitágoras y la Armonía de las Esferas

 La relación entre las Matemáticas y la Música es profunda y ha influido en la creación y comprensión de la música a lo largo de la historia. Aunque se sabe que los antiguos chinos, egipcios y mesopotámicos estudiaron los principios matemáticos del sonido, son los pitagóricos de la Grecia antigua quienes fueron los primeros investigadores de la expresión de las escalas musicales en términos de proporcionalidades [ratio] numéricas, particularmente de proporciones de números enteros pequeños.

Su doctrina principal era que “toda la naturaleza consiste en armonía que brota de números”.  Para los griegos, la música era una expresión artística de las matemáticas y su estudio se incluía en la teoría filosófica denominada Armonía de las Esferas. Esta teoría abordaba el comportamiento de las relaciones armónicas de los sistemas musicales y de los cuerpos celestes. 

Durante la Edad Media, la música siguió formando parte del Cuadrivio —es decir, las cuatro vías para alcanzar la sabiduría— formado por: la Aritmética, que es “estudio de los números en reposo”; la Geometría, que estudia “las magnitudes en reposo”; la Música, definida como “los números en movimiento”; y la Astronomía, que refleja “las magnitudes en movimiento”.

La música consiste en crear patrones de sonido a través de la repetición de frases con un pulso, acento y duración determinada, mientras que las matemáticas son las encargadas de estudiar esos patrones y ayudar a explicar lo desconocido. Su estrecha relación permite a una y otra ser la respectiva herramienta para el aprendizaje de la otra disciplina.

  Así pues, por la propia naturaleza abstracta del sonido, la relación entre las matemáticas y la música es particularmente estrecha y se extiende desde la construcción de las distintas teorías musicales y los sistemas de afinación hasta la propia composición musical asistida por ordenador, donde se utilizan algoritmos y modelos matemáticos. 

A lo largo de la Historia de la Música se han aplicado conceptos matemáticos tanto para la resolución de problemas musicales como en otros procesos, como la creación musical. Desde la elección de las notas musicales hasta su disposición, su tonalidad, los tiempos o los métodos de composición se realizan gracias a las matemáticas.  Como ya hemos dicho, desde los pitagóricos hasta los grandes compositores, la historia de la música y las matemáticas se entrelazan. Algunos ejemplos del uso de las matemáticas para la creación musical son: 

La simetría y la composición 

El compositor Johann Sebastian Bach es estudiado por la capacidad innovadora de sus composiciones y por apoyarse en el concepto de la simetría musical, utilizado ya por los pitagóricos. Como resultado de esta composición musical a través de la simetría, la interpretación de una partitura sonará igual empezando por el principio o por el final. 

Combinatoria, probabilidades y azar

Otro gran compositor reconocido por apoyarse en las matemáticas para la composición de sus piezas es Wolfgang Amadeus Mozart. Un ejemplo de la capacidad de Mozart de utilizar las matemáticas para su creación musical es el uso de la combinatoriaA través de un juego de dados, el compositor logra componer un vals de 16 compases gracias a la sumatoria del resultado que arrojan dos dados. A través del juego de dados de Mozart (ver enlace al final), una persona puede crear una composición musical apoyada en el azar.

Iannis Xenakis

Mozart no es el único músico que se ha apoyado en las matemáticas para la creación y análisis de obras musicales. Iannis Xenakis (1922-2001), uno de los pioneros de la música electrónica, compositor, arquitecto y matemático, aplicó de manera sistemática las matemáticas en su composición musical. Su obra se apoya en principios compositivos basados en la teoría de probabilidades, en las cadenas de Markov, en la teoría de juegos, en principios geométricos y en otras ramas de las Matemáticas.

Además del trabajo de estos compositores, otro ejemplo del uso de las matemáticas para la creación musical es la aplicación de algoritmosLa manipulación del material musical a través de algoritmos permite la generación automática de melodías sobre la base de unos textos, como ya lograra Guido d’Arezzo (991-1050). Así, en un texto dado, las vocales que formaban parte de las palabras eran traspuestas a distintas notas en la escala, proporcionando un método de composición melódica. 

La relación entre matemáticas y música ofrece unas condiciones especialmente favorables para la elaboración de distintas familias algorítmicas. El objetivo fundamental de las mismas radica en la consecución de una creatividad artificial aplicada a la composición musical, suficientemente desarrollada como para engañar al oído del melómano experimentado. 

 Por último es importante resaltar la importancia de la Música  y las Matemáticas como herramientas muy importantes en la educación. Así,  conseguimos:

Coordinación y pensamiento analítico: Aprender a tocar un instrumento mejora la coordinación mano-ojo y el pensamiento analítico.

Desarrollo cerebral: La práctica musical estimula el córtex prefrontal, impulsando el desarrollo de capacidades intelectuales.

Activación cerebral: La música activa áreas del cerebro usadas en la resolución de problemas lógicos y espaciales, haciendo que las matemáticas sean más comprensibles.

Elementos compartidos: Proporciones, series, fracciones, secuencias y patrones son elementos comunes entre la música y las matemáticas.

Desarrollo de habilidades espaciales: Los niños que aprenden música desarrollan habilidades físico-mentales que potencian las regiones espaciales del cerebro.