Bernhard Riemann: matemático alemán y padre de la geometría riemanniana
Bernhard Riemann: vida y legado del genio alemán que revolucionó el análisis, la geometría y la física matemática; padre de la geometría riemanniana, clave para la relatividad.
Georg Friedrich Bernhard Riemann (nacido el 17 de septiembre de 1826 cerca de Hannover; fallecido el 20 de julio de 1866 en Selasca, Italia) fue un matemático alemán. Tuvo una vida corta y no escribió mucho sobre sus descubrimientos, pero las cosas que descubrió fueron todas extremadamente importantes y tuvieron un efecto revolucionario en las matemáticas. Contribuyó a muchos campos de las matemáticas, como el análisis, la geometría, la física matemática y la teoría de números. Hoy en día, mucha gente le considera un gran matemático. Fue uno de los primeros matemáticos que trabajó en el análisis complejo. El tipo de geometría que inició (que hoy se llama geometría de Riemann) es una de las bases de la teoría de la relatividad, desarrollada por Albert Einstein.
Vida y formación
Riemann nació en una familia modesta y mostró pronto aptitudes para las ciencias y las matemáticas. Estudió en la Universidad de Göttingen y más tarde en Berlín, donde recibió influencias de matemáticos como Carl Friedrich Gauss, Peter Gustav Lejeune Dirichlet y otros contemporáneos. Fue un académico reservado y de salud delicada; sufrió enfermedades crónicas que limitaron su producción escrita y le llevaron a morir joven —a los 39 años— en Selasca.
Principales contribuciones
- Superficies de Riemann y análisis complejo: Riemann introdujo la idea de superficies de Riemann para estudiar funciones holomorfas multivaluadas, lo que permitió comprender ramificaciones y continuaciones analíticas. Desarrolló métodos geométricos y topológicos en el análisis complejo.
- Teorema de representación de funciones y mapeo conforme: El teorema de mapeo conforme de Riemann establece que todo dominio simplemente conexo distinto del plano entero es conformemente equivalente al disco unitario, resultado fundamental en análisis complejo.
- Integral de Riemann: Sistematizó la definición de integral mediante sumas (sumas de Riemann), aportando una base riguroso-funcional para el cálculo integral clásico.
- Geometría riemanniana: En su célebre conferencia de habilitación (1854), "Über die Hypothesen, welche der Geometrie zu Grunde liegen", formuló la noción de variedad con una métrica (elemento lineal ds² = g_{ij} dx^i dx^j), la idea de curvatura generalizada y el estudio local de métricas, que sentaron las bases de la geometría diferencial moderna.
- Teoría de números y la hipótesis de Riemann: En su trabajo de 1859 sobre la función zeta ζ(s), Riemann realizó la continuación analítica y la fórmula que relaciona los ceros de ζ(s) con la distribución de los números primos. Propuso la famosa hipótesis que hoy lleva su nombre: que todos los ceros no triviales de ζ(s) tienen parte real ½. Esta conjetura sigue siendo uno de los problemas abiertos más importantes de las matemáticas.
- Teorema de Riemann–Roch: Estableció resultados que conectan la topología de superficies complejas con el espacio de funciones meromorfas, influyendo en la geometría algebraica posterior.
Método y estilo
Riemann trabajó de forma profundamente conceptual, buscando estructuras generales más que cálculos extensos. Aunque publicó relativamente poco, sus ideas eran originales y a menudo adelantadas a su tiempo; muchas de sus notas y bocetos publicadas póstumamente fueron estudiadas y desarrolladas por matemáticos posteriores.
Influencia y legado
La obra de Riemann transformó áreas tan diversas como el análisis complejo, la topología, la geometría diferencial y la teoría de números. La geometría riemanniana proporcionó el lenguaje geométrico que años después usaría Einstein para formular la teoría general de la relatividad: la gravedad aparece ahí como curvatura del espacio-tiempo, concepto directamente relacionado con la métrica riemanniana. La hipótesis de Riemann sigue guiando gran parte de la investigación en teoría analítica de números.
Obras destacadas
- "Über die Hypothesen, welche der Geometrie zu Grunde liegen" (1854) — conferencia habilitatoria donde expone la geometría riemanniana.
- "Über die Anzahl der Primzahlen unter einer gegebenen Größe" (1859) — artículo sobre la función zeta y la distribución de los primos.
- Diversos trabajos y notas sobre funciones de una variable compleja, superficies de Riemann y series trigonométricas.
En resumen, Bernhard Riemann es considerado uno de los pilares de la matemática moderna: su pensamiento geométrico y analítico abrió caminos que todavía se exploran y amplían hoy en múltiples disciplinas científicas.
Bernhard Riemann 1863
Vida
Infancia
Bernhard Riemann era el segundo hijo de una familia de seis. Su padre era pastor luterano. La familia era muy pobre y no tenía mucho que comer. Varios de los niños murieron, y Bernhard siempre tuvo mala salud. Sus padres eran cariñosos, pero él era un niño muy tímido. Más adelante, tuvo que esforzarse mucho para ser lo suficientemente valiente como para hablar en público. Su padre fue uno de sus primeros profesores. El niño tenía muchas ganas de aprender de todo. A los diez años tuvo un profesor de matemáticas especializado, pero a menudo se le daban mejor las matemáticas que a su profesor. A los 14 años, se fue a Hannover, donde vivió con su abuela, para poder ir a una escuela Gymnasium. Su padre quería que fuera sacerdote, pero Bernhard era demasiado tímido para predicar a la gente. Al final le dejó estudiar matemáticas.
Hay una anécdota muy conocida de la época escolar de Riemann. El director de la escuela le excusó de las clases de matemáticas porque éstas eran demasiado fáciles para él. Bernhard preguntó al director si podía pedirle prestado un libro de matemáticas difícil para leer, así que el director le prestó Théorie des Nombres (Teoría de los Números) de Legendre. Se trataba de un libro enorme con unas matemáticas tan difíciles que sólo unos pocos en el mundo las habrían entendido todas. El director se sintió decepcionado cuando el chico le devolvió el libro después de sólo seis días. Le preguntó hasta dónde había llegado. El chico dijo que había leído todo el libro. Era cierto, y lo había entendido y recordado todo. Más adelante, cuando Riemann tenía 33 años, desarrolló la famosa hipótesis de Riemann. Era un artículo de sólo 8 páginas, pero desarrolló su idea a partir de lo que había escrito Legendre. Desde entonces, los matemáticos se han esforzado por intentar demostrar lo que escribió Riemann.
Vida universitaria
Riemann estudió en las universidades de Gotinga y Berlín. Durante su época de estudiante desarrolló ideas que serían muy importantes para la física matemática moderna. En 1851 se doctoró con una tesis titulada Fundamentos para una teoría general de las funciones de una variable compleja. Esta tesis se convertiría en algo muy útil para la topología, que se ocupa de la posición y el lugar. Cuando se convirtió en profesor en Göttingen, tuvo que ofrecer tres conferencias de las que los profesores elegirían una. Uno de los profesores era Carl Friedrich Gauss, uno de los más grandes matemáticos de la historia. Gauss le pidió que hablara sobre las Hipótesis que forman los fundamentos de la Geometría. El propio Gauss había trabajado en este tema. Riemann estaba terriblemente nervioso por dar una conferencia sobre este tema delante del famoso Gauss. Cuando dio la conferencia, se convirtió en uno de los acontecimientos más famosos de la historia de las matemáticas. Gauss no solía elogiar a los matemáticos más jóvenes, pero se mostró muy entusiasmado. Las ideas de Riemann hicieron posible que Einstein desarrollara su teoría de la relatividad más de medio siglo después.
Al principio Riemann no tenía sueldo. Dependía de las cuotas de los estudiantes. Al cabo de cuatro años recibió un pequeño salario. En 1857 se convirtió en profesor asociado y en 1859 en profesor titular, sucediendo a Dirichlet, que había sucedido a Gauss cuatro años antes. Riemann sufría de mala salud. El exceso de trabajo le provocaba a menudo periodos de depresión. Hubo muchas muertes en su familia, pero trabajó muy duro e hizo varios descubrimientos que ahora llevan su nombre. Se hizo muy famoso. En una visita a Berlín, Borchardt, Kummer, Kronecker y Weierstraß -todos ellos matemáticos muy famosos- le colmaron de elogios. Fue a París, donde conoció a Hermite, que le admiraba mucho. La Royal Society de Londres y la Academia Francesa de las Ciencias le concedieron una distinción.
Se casó y durante un tiempo fue feliz. Luego enfermó. Sufrió una pleuresía y realizó varias visitas a Italia por su salud. Murió en Selasca, en el Lago Mayor, a los 39 años.
Páginas relacionadas
- Suma de Riemann
- Hipótesis de Riemann
- Función zeta de Riemann
Preguntas y respuestas
P: ¿Quién fue Georg Friedrich Bernhard Riemann?
R: Georg Friedrich Bernhard Riemann fue un matemático alemán nacido el 17 de septiembre de 1826 cerca de Hannover, que contribuyó a muchos campos de las matemáticas.
P: ¿Cuál fue el impacto de los descubrimientos de Riemann?
R: Aunque Riemann no escribió mucho, las cosas que descubrió fueron extremadamente importantes y tuvieron un efecto revolucionario en las matemáticas.
P: ¿En qué campos de las matemáticas contribuyó Riemann?
R: Riemann contribuyó a muchos campos de las matemáticas, como el análisis, la geometría, la física matemática y la teoría de números.
P: ¿Qué es la geometría de Riemann?
R: La geometría de Riemann es el tipo de geometría que inició Riemann, que es una de las bases de la teoría de la relatividad, desarrollada por Albert Einstein.
P: ¿Qué es el análisis complejo?
R: El análisis complejo es la rama de las matemáticas que se ocupa de los números complejos y sus funciones.
P: ¿Por qué se considera a Riemann un gran matemático?
R: Riemann es considerado un gran matemático por sus importantes contribuciones a muchos campos de las matemáticas y su impacto en el desarrollo de la teoría de la relatividad.
P: ¿Cuándo y dónde falleció Riemann?
R: Riemann falleció en Selasca, Italia, el 20 de julio de 1866.
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