¿Qué es tan especial o único acerca de las matemáticas que seguimos volviendo a esta frase?
No es una concisión universal: hay muchos conceptos expresados de manera más concisa en inglés que las matemáticas. Me gustaría mostrar a través de las matemáticas que el experimento de los gemelos no es paradójico, requeriría un poco de matemáticas. Pero la sola oración "los odómetros de dos autos similares que arrancan igual y se encuentran igual, pero recorren diferentes caminos mostrarán diferentes kilometrajes" explica rápidamente una parte decente de la teoría. (Obviamente hay más detalles y precisión, pero este reemplazo de una parte de las matemáticas con lenguaje natural es la idea principal de este párrafo) (También tomé prestado este ejemplo parafraseado de Tim Maudlin)
Las matemáticas tampoco son universalmente efectivas. Hay muchos conceptos que no se expresan fácilmente matemáticamente, como la moral, la identidad propia, la percepción y las emociones.
Las matemáticas tampoco describen exclusivamente nada. Siempre hay otras representaciones (lógica, computación, lenguaje natural, imágenes) para cualquier formulación matemática.
Por último, las matemáticas no son una ontología (salvo para los platónicos radicales). Transmite conceptos. Bueno, puedo entender un concepto en inglés, francés, imágenes, diagramas, matemáticamente igual de bien si soy competente en esos medios.
Para mí el lenguaje es la maravilla. Y las matemáticas son un lenguaje, ¿no?
No estoy tratando de ser click-baity o reaccionario. Simplemente no veo la maravilla única sobre la "eficacia irrazonable de las matemáticas". El lenguaje es al menos igual de maravilloso, y las matemáticas son un lenguaje. ¿Qué me falta? ¿Solo estoy siendo denso?
La efectividad de las matemáticas no solo es muy razonable sino que tampoco es fundamentalmente diferente de la efectividad de los lenguajes naturales. Las matemáticas son simplemente la continuación de la conversación que tenemos en cualquier lenguaje natural pero usando una notación simbólica y presumiblemente un proceso más profesional.
La efectividad muy razonable de las matemáticas se debe enteramente a la lógica y al hecho de que el razonamiento matemático es más sistemáticamente lógico que cualquier cosa que hagamos en lenguajes naturales.
Y ahora la cuestión es la de la eficacia de la lógica misma. Entonces, una explicación muy razonable es que la lógica es una capacidad cognitiva del cerebro humano, en sí misma producto de la selección natural. Esto por sí solo es completamente suficiente para justificar el hecho de que la lógica se adapta a nuestro entorno natural y, por lo tanto, es muy eficaz para permitirnos evolucionar nuestras creencias de acuerdo con nuestra experiencia personal de nuestro entorno. Y luego no hay razón para que esto no se aplique a ambientes más exóticos mientras podamos manejar las observaciones de ellos y así obtener datos confiables, que es exactamente lo que hace la ciencia.
Presumiblemente, muchos aspectos de la utilidad de las matemáticas no son irrazonables: cosas como la aritmética (contar, sumar, multiplicar, etc.) o la geometría simple (medidas de longitud, áreas, volúmenes, ángulos, etc.) probablemente se desarrollaron para lidiar con situaciones obvias de la vida real. problemas.
De la misma manera, nuestros lenguajes evolucionan para permitirnos hablar sobre cosas que necesitan (o son divertidas) de las que hablar, por lo que tiene sentido, y no es irrazonable, que podamos discutir conceptos y expresar pensamientos de manera concisa. (Esto es claramente muy aproximado, y la pregunta de por qué o cómo los humanos son capaces de formar nuevas palabras/oraciones/construcciones lingüísticas (y posiblemente si hay áreas generales sobre las que la estructura del procesamiento del lenguaje humano hace que sea imposible o muy difícil hablar) no es nada sencillo.)
Por otro lado, la "Eficacia irrazonable de las matemáticas en las ciencias naturales " generalmente se piensa que significa que los conceptos puramente matemáticos resultan útiles en la ciencia, sin que hayan sido desarrollados para ese propósito:
No veo ninguna efectividad análoga "irrazonable" del lenguaje en este sentido. (Sin embargo, es posible que no los conozca).
Creo que tienes una definición diferente de "efectividad" en mente.
Las matemáticas son efectivas porque hacen predicciones que funcionan. Si te preguntas "¿qué tan lejos viajará esta bala de cañón?" o "¿se derrumbará este puente si 10 autos de 1,1 t de peso lo cruzan al mismo tiempo?", puedes usar modelos matemáticos de la física para obtener una respuesta.
No veo una manera de hacer eso basando su física en el lenguaje en lugar de las matemáticas. Por supuesto, puede decir "este puente se derrumbará" y "este puente no se derrumbará" con lenguaje, pero no puede decir cuál es la correcta.
Las matemáticas y el lenguaje describen la realidad en dos niveles muy diferentes.
¿Qué es tan especial o único acerca de las matemáticas que seguimos volviendo a esta frase?
Las matemáticas se basan en el principio de precisión idealizada y falta de ambigüedad. El valor de 1 es precisamente 1. No es 1,0001. Ese es un valor completamente diferente. Tampoco hay otro valor que sea equivalente a 1 en todos los sentidos. Cada valor está estrictamente definido y es único. Cada operación es determinísticamente precisa.
Sin este tipo de precisión, las matemáticas se desmoronarían por sus propios hilos. Es el equivalente a redondear pi hacia abajo para que sea igual a tres y luego esperar que todas las matemáticas subsiguientes sigan teniendo sentido.
Desde la perspectiva de alguien que disfruta de la solidez que proporciona un sistema determinista de este tipo (lógicos, matemáticos, desarrolladores de software, ... son definitivamente un subconjunto de ellos), el lenguaje humano hace alarde de estas reglas constantemente. Hay ambigüedades, sinónimos parciales, una dependencia de la inferencia contextual, un estándar no acordado universalmente, y la imprecisión no solo se entiende sino que incluso se espera en algunos casos.
Tome los siguientes ejemplos:
Ayer me comí una manzana
Hay un error ahí, pero difícilmente tropezamos con él. Si escribo esto en un libro, todos sabrán lo que quiero transmitir.
IP = 3.14159265539...
En primer lugar, no notará fácilmente dónde intercambié dos dígitos. En segundo lugar, si tomamos lo que escribí al pie de la letra, todos mis cálculos posteriores comenzarían a mostrar inconsistencias y todo se desmoronaría.
Usando un ejemplo del campo del desarrollo de software para explicar lo desordenados que somos los humanos: las fechas .
A los humanos les va razonablemente bien entendiendo las fechas en la vida diaria y cómo hacer su horario alrededor de ellas. Pero el sistema de fechas es muy humano e impreciso. Entre zonas horarias, meses de duración arbitraria, años bisiestos, excepciones a los años bisiestos (y luego excepciones a esas excepciones, y luego...) horario de verano en algunos lugares, pero no en todos, días festivos arbitrarios que no están sujetos a la misma fecha todos los años y difieren para países y culturas, zonas horarias con diferencias de 15/20/30 minutos en lugar de incrementos por hora, límites de zona horaria no lineales, cambios en el calendario estándar (juliano/gregoriano), países que históricamente se han saltado algunos días para corregir su calendario (IIRC Francia una vez se saltó 12 días en julio para sincronizar de nuevo con el calendario inglés), (¡y mucho menos los conceptos relativistas!)...
Es la ruina de la carrera de todo desarrollador de software. Si hay un Infierno, imagino que es un lugar que me haría escribir la lógica que engloba las conversiones entre todos los sistemas de cronometraje de la humanidad.
No es una concisión universal: hay muchos conceptos expresados de manera más concisa en inglés que las matemáticas.
En su defensa, aquí es donde brilla la imprecisión del lenguaje humano. Al ser vago y dejar los detalles para la inferencia, puede omitir la pedantería que consume mucho tiempo y, en cambio, puede concentrarse en los trazos generales. Debido a que las matemáticas dependen de la precisión absoluta, no permiten trazos amplios.
Un ejemplo sencillo aquí es que nuestro país ha intentado aprobar una ley que baja el límite de velocidad para los camiones cuando llueve. Sencillo, claro, comprensible. Excepto que no pueden hacer cumplir esta ley debido a la ambigüedad aparentemente infinita en "cuando llueve". ¿Cuánta agua debería caer del cielo exactamente? ¿Qué pasa si deja de llover pero la carretera sigue mojada? ¿Qué tan mojada debe estar la carretera? ¿Cómo podrían saber los conductores si los marcadores de "llueve" se han cumplido mientras conducen? ...
A los humanos les gusta mucho construir sistemas que sean flexibles y maleables, por lo que se pueden agregar excepciones e inconsistencias siempre que haya una razón para que estén allí. Las matemáticas y otros campos deterministas aborrecen la flexibilidad, favoreciendo en cambio la rigidez y la consistencia extrema.
Para un ser humano, las matemáticas y la lógica son antinaturalmente frías e indiferentes, desprovistas de toda alma. Para un lógico, los sistemas humanos son sucios, desordenados e impredecibles.
"Para mí, el lenguaje es la maravilla. Y las matemáticas son un lenguaje, ¿no?"
No.
Creo que entiendo de dónde viene tu confusión. Está pensando en las matemáticas como una mera herramienta de descripción. Deseo desafiar su suposición de que "las matemáticas son solo un lenguaje" en esta respuesta. Las matemáticas tienen un componente de lenguaje, que denominaré LOM (abreviatura de lenguaje de las matemáticas). Su problema es que confunde las matemáticas con LOM como lo hacen la mayoría de los principiantes en matemáticas.
En primer lugar, ¿qué es el lenguaje? El lenguaje es una correspondencia entre ideas/experiencias humanas (semántica) y símbolos escritos/sonidos hablados (sintaxis). Por ejemplo, la experiencia humana de ver un color azul se corresponde con los símbolos escritos "blue" en el idioma inglés y con los símbolos escritos "bleu" en el idioma francés. Observe cómo la misma idea (de color azul) se corresponde con diferentes caracteres escritos a medida que se cambia el idioma. Veamos otro ejemplo, la idea del número dos se corresponde con la sintaxis "Dos" en idioma inglés, se corresponde con la sintaxis "Deux" en idioma francés, se corresponde con la sintaxis "2" en el idioma LOM mencionado anteriormente . Obviamente LOM fue diseñado para tener una sintaxis más corta para que la misma idea se pueda expresar de manera más compacta en LOM que en inglés. En principio cualquier idea que sea expresable en LOMis también es expresable en inglés. Toma ese ejemplo:
La tercera ley de Newton expresada en idioma inglés: La fuerza ejercida por la partícula A sobre B es igual a la fuerza ejercida por la partícula B sobre A en magnitud pero de dirección opuesta.
La tercera ley de Newton enunciada en LOM:
Observe que la MISMA verdad sobre el mundo físico se expresó de dos maneras diferentes en dos idiomas diferentes: inglés y LOM.
De acuerdo, basta de ejemplos que muestren que LOM es un lenguaje y demos ejemplos de cosas que son matemáticas pero que no forman parte de LOM. Estas son las verdades matemáticas. Así como una verdad física (la de la tercera ley de Newton) se expresó en dos idiomas diferentes arriba, también enunciaré una verdad matemática (el pequeño teorema de Fermat) en dos idiomas diferentes:
Enunciado del teorema de Euler en idioma inglés: Para cualquier número p que no sea divisible por dos y tenga exactamente dos divisores, debe darse el caso de que restando uno de dos elevado a la potencia de p-1 se obtenga una respuesta que sea divisible por pag.
Enunciado del teorema de Euler en el lenguaje LOM:
Cuando una persona razonable ve una afirmación como esta, no puede evitar preguntarse por qué 2^(p-1)-1 debe ser divisible por p para cualquier número primo impar, y eso no es una cuestión de lenguaje. Los idiomas, en gran medida, pueden elegirse arbitrariamente, por eso las diferentes culturas desarrollan diferentes idiomas, pero no desarrollan diferentes verdades matemáticas o diferentes verdades físicas. Otro ejemplo de una verdad sobre las matemáticas de nivel secundario es la expansión de Taylor de la función seno:
El lado izquierdo de la ecuación anterior expresa la relación entre la hipotenusa y el lado opuesto de cierto triángulo rectángulo, mientras que el lado derecho tiene una suma infinita de potencias de $x^k$ dividida por el número de formas de permutar $k$ objetos. Una persona razonable no puede evitar preguntarse por qué diablos algo geométrico como el seno de un ángulo se relaciona con polinomios divididos por un coeficiente combinatorio como k!. Puede responder que se debe al teorema de Taylor, pero ¿qué hace que el teorema de Taylor sea verdadero? Ciertamente no es solo una convención lingüística como denotar azul por bleu en francés, no es una elección humana. !! Es una verdad matemática y tiene una explicación digna de ser comprendida!! Diferentes civilizaciones humanas desarrollan diferentes lenguajes pero no Desarrollar diferentes expansiones de Taylor de la función seno :D El teorema del límite central es otro ejemplo de una verdad matemática. Se podría decir en muchos idiomas, pero la verdad es la misma. Solo mencioné ejemplos de matemáticas de secundaria o matemáticas de pregrado, pero la totalidad de las verdades matemáticas conocidas es muy profunda. Ver elclasificación de grupos simples finitos, por ejemplo.
Con suerte, di muchos ejemplos para ilustrar la diferencia entre las matemáticas y LOM. Si aún no está convencido, considere esta pregunta tonta:
Dado que cualquier libro de texto de física consta de símbolos matemáticos y palabras en inglés, ¿por qué la física no es solo un lenguaje compuesto por una mezcla de símbolos matemáticos y palabras en inglés?
Probablemente respondería que la física se trata de la totalidad de las verdades sobre nuestro universo, y estas verdades se expresan en inglés y/o símbolos matemáticos. De manera similar, las matemáticas tratan sobre las verdades sobre los objetos matemáticos (formas, números, álgebra,...) y estas verdades se pueden expresar en inglés y/o símbolos matemáticos (LOM)
Las matemáticas tampoco describen exclusivamente nada. Siempre hay otras representaciones (lógica, computación, lenguaje natural, imágenes) para cualquier formulación matemática.
Como mencioné anteriormente, pensar en las matemáticas como una herramienta descriptiva es incorrecto. Por cierto, la lógica formal y el cálculo son partes de las matemáticas. La lógica formal podría estudiarse en el área de las matemáticas llamada lógica matemática y la computación es realmente el estudio de varias preguntas sobre los objetos matemáticos llamados máquinas de Turing, por lo que podría decirse que la informática teórica (en particular, algo así como la teoría de la complejidad computacional y la teoría de la computabilidad) son solo matemáticas. . Es que por el teorema de completitud de Gödel , cualquier sistema formal (¿casi todos?) podría estudiarse dentro de las matemáticas. La computación y la lógica formal son sistemas formales, por lo que automáticamente se convierten en matemáticas.
El lenguaje natural es ad hoc y evolutivo, que sea efectivo no es sorprendente dado que las personas pueden crear o modificar el lenguaje natural de la forma que consideren adecuada. Cuando funciona bien, es un caso en el que el agua encaja en el charco.
En la estimación de algunas personas, las matemáticas no son arbitrarias de esta manera; las matemáticas son una estructura lógica particular, unitaria, donde ninguna parte puede ser alterada sin destruir el todo. Si fuera el caso de que existe este tipo de estructura lógica única, una que existe pero no como una entidad física, entonces es algo curioso que esta cosa abstracta en particular, aparentemente, se mapee tan directamente en el dominio completamente diferente de la existencia física. .
En algunos aspectos, esta es solo una manera prolija de decir que sospecho que las personas que respaldan la "efectividad irrazonable de las matemáticas" tienden a superponerse con los realistas matemáticos, y simplemente no hay muchos "realistas lingüísticos" que tomen la mismo tipo de visión metafísica del lenguaje.
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