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1.7. LA INTERPRETACIÓN HEURÍSTICA EN LA OBRA DE REY PASTOR A. Hernando González Dpto. Matemáticas y Computación, Universidad de Burgos l. INTRODUCCIÓN El objetivo de estas páginas es mostrar las evidentes diferencias entre los enfoques pedagógicos y, por tanto, heurísticos defendidos por Rey Pastor y la ortodoxia de cuño bourbakista del momento. No he tratado de hacer un estudio detallado de todas las obras de Rey Pastor, tarea que, además de ser muy amplia, llevaría necesariamente a la de sus colaboradores y discípulos más cercanos. Incluso limitándonos a los libros de texto sería eso un trabajo muy arduo, aunque también es verdad que tendría un interés intrínseco ya que las diferencias pedagógicas, son trasunto de diferencias más profundas que atañen a la propia esencia de las teorías matemáticas e, incluso, a su forma de desarrollarlas y, por tanto, a las futuras vías de investigación. En esta pequeña contribución he tomado en consideración únicamente dos libros de texto en sus últimas ediciones: Lecciones de Algebra, quinta edición (Madrid, 1960) y Teoría de Funciones, quinta edición, (Madrid, 1967, edición póstuma). En algunas ocasiones utilizo material de otros textos y sí tengo presente diversos estudios sobre la obra de Rey Pastor; en particular los contenidos en las Actas del 1 Simposio sobre Julio Rey Pastor celebrado en 1983 y publicado dos años más tarde (en este libro se incluye una bibliografía de la obra científica de Rey Pastor) y en el libro: Julio Rey Pastor, matemático (1979) editados por el Instituto de España, de Sixto Ríos, Luis A. Santaló y Manuel Balanzat. Algunas obras de Rey Pastor han sido editadas en Selecta publicada por la fundación Banco Exterior (1988). 2. LA SITUACIÓN EN LOS AÑOS 50 En la década de los cincuenta la corriente dominante dentro de la matemática y su pedagogía era la del grupo Bourbaki. Los puntos de vista de Rey Pastor, claramente opuestos a los de ese grupo, se vieron como una inclinación hacia posiciones ya superadas. No obstante, con la perspectiva del momento presente no es este asunto que se pueda despachar tan a la ligera. 112 A. Hernando González Los libros de texto dominantes durante mucho tiempo adoptaban un enfoque muy formalizado en el que se seguía el esquema de axiomas, teoremas, corolarios; sin hacer prácticamente ninguna referencia a nada exterior a esa concatenación deductiva del sistema formal. Mientras que en los trabajos de Rey Pastor se hacía la presentación de modo más informal, sin darse en la mayor parte de los casos las demostraciones detalladas de los teoremas y completando el texto con numerosas notas en las que el autor exponía sus puntos de vista, comentaba problemas relevantes o se ocupaba de algunos desarrollos históricos. En toda disciplina, y muy particularmente en matemáticas, no se puede deslindar lo propiamente matemático de su pedagogía ni de su filosofia. La razón es muy sencilla, dependiendo de lo que pensamos que es la matemática, así debe transcurrir su forma de ser enseñada y la misma investigación. A su vez, también es preciso que se imbrique todo ello con su proceso histórico, pues es la evolución pasada de la matemática lo que determina su realidad actual. La relación entre todos estos elementos está perfectamente clara en Rey Pastor. Nunca descuidó los aspectos pedagógicos e históricos, siempre desde una perspectiva muy global y muy meditada. Se puede discrepar con sus valoraciones, pero no se puede negar que están siempre sólidamente fundadas. 3. EL ÁLGEBRA EN LA OBRA PEDAGÓGICA DE REY PASTOR El ejemplo del álgebra servirá para marcar nítidamente las diferencias entre Rey Pastor y sus contemporáneos. 3 .1. Filosofia El formalismo, que en la terminología de Rey Pastor equivale a bourbakismo, llevaba a mediados de siglo a un ansia de generalizar; así, por ejemplo, en muchos libros de texto se habla de cuerpos en general, y apenas se mencionan los cuerpos compuestos de elementos numéricos. Rey Pastor es perfectamente consciente de este hecho e indica rotundamente que para él eso no es lo más adecuado, ya que los conjuntos numéricos no son simplemente "otros" ejemplos más. "Se comprende, pues, el ímpetu con que los jóvenes geómetras se pusieron a la fácil tarea de pasar del campo complejo a cualquier campo K, es decir, a cualquier conjunto de entes donde sean factibles las cuatro reglas escolares; basta en efecto, intercalar en cada alusión a los coeficientes el ritornello "sobre el campo K', para que la teoría quede modernizada" [Lecciones de Algebra, p. 159]. Ahora bien esa fiebre "generalizadora" conduce a un cierto abandono de Interpretaciones heurísticas en la obra de Rey Pastor 113 la "sustancia" de los problemas, que quedan reducidos a un esquematismo formal en el que se pierde la esencia de las materias a tratar en aras de ese formalismo que, a fuerza de imponerse, deja sin significado la propia teoría. El enfoque conducente a preocuparse exclusivamente de lo más general hace que no se informe de la importancia especial de algunos casos particulares. 3.2. Historia Ya se ha mencionado que Rey Pastor utilizaba con frecuencia referencias a la evolución histórica de la cuestión a tratar para anotar sus libros. Además dedicó un considerable esfuerzo al estudio de la historia de la disciplina como se comprueba sin más que consultar la lista de su bibliografia. Así, por ejemplo, cuando en su prólogo a su última edición de sus Lecciones de Algebra, cita la idea de Bourbaki de que el álgebra debe ser, antes que estudio de la resolución de las ecuaciones numéricas, análisis de las estructuras algebraicas puramente formales, reconoce que ello es así, pero pone varias reparos a la hegemonía del estudio de las estructuras, insistiendo en que eso sería desvirtuar la verdad histórica. Fiel a ello, en su exposición comienza por la teoría usual para resolver ecuaciones utilizando la teoría de Galois, y, sólo al final de la obra, introduce las nociones usuales de estructuras algebraicas. Tal enfoque, nos puede parecer hoy en día un tanto forzado. No obstante, las consideraciones históricas en Rey Pastor siempre están atemperadas y relacionadas con razones pedagógicas. No sería razonable que una exposición actual siguiera el orden del texto del riojano, pero, asimismo, la insistencia en la generalización y el olvido de la evolución histórica conduce a que muchas de las presentaciones de las estructuras algebraicas sean bastante ininteligibles. 3.3. Pedagogía Precisamente son las razones pedagógicas las que llevan a Rey Pastor a dejar los conceptos abstractos, de más dificil asimilación, para el último capítulo en su exposición del álgebra, y haciendo su exposición a un nivel bastante introductorio. Previamente, el lector había tenido que estudiar a fondo la resolución de ecuaciones a la forma antigua. Tampoco lleva Rey Pastor su enfoque a los extremos, pues cuando le parecen más fáciles las notaciones o las demostraciones de tipo más general, no sólo las expone sino que indica explícitamente sus ventajas. En todo caso, es siempre patente el cuidado que pone en razonar el modo de exposición desde un punto de vista pedagógico. Su enfoque, hoy en día, puede parecer discutible, e, incluso claramente deficiente, pero tiene la gran virtud de que muestra sin ambages en qué esta basado. Muy por el contrario, una buena parte de las exposiciones actuales del 114 A. Hernando González álgebra se dedican al estudio de las correspondientes estructuras sin informar al lector de las razones pedagógicas e históricas que justifican tal elección. Es más, durante muchos años se extendió la suposiCÍón de que el enfoque formal y estructural a ultranza se justificaba por sí mismo, y se llegó a la increíble aberración de que había que introducirlo incluso en los niveles más elementales de la enseñanza. El argumento que se daba era sencillo: si la matemática en el fondo se basa en las ideasde conjuntos y de su estructura, por ahí se debe empezar. Justo es reconocer que, incluso en los tiempos en los que esta (alucinatoria) corriente estaba más en boga, hubo matemáticos de primera fila como Thom, Freudhental o Kline que pusieron en tela de juicio las virtudes pedagógicas de semejante invento, pero, por ello mismo, es justo recordar que las reticencias de Rey Pastor, sobre todo visto lo que ocurrió después, eran, incluso, demasiado moderadas. 3 .4. Otros aspectos El índice del libro Lecciones de Algebra tiene, como el propio autor recalca, poco que ver con los manuales al uso de su momento y todavía menos con los actuales. En realidad mezcla aspectos que hoy se pondrían dentro de un libro de cálculo numérico con otros que casi han desaparecido de los programas con el último capítulo ya mencionado que sería casi lo único que se rescataría en los programas actuales. Además de eso utiliza la última parte del libro para demostrar el teorema fundamental del álgebra, aprovechando para discutir en qué lugar debe incluirse dicho resultado. Rey Pastor afi1ma con agudeza que "el punto trascendente del álgebra" es precisamente la introducción del número irracional, aspecto éste que ha sido recordado por algunos de los estudiosos de su obra (véase en especial el muy interesante estudio de Pascual Llorente en las Actas del 1 simposio sobre J Rey Pastor), y precisamente ahí radica, al decir del ilustre matemático, la vinculación entre álgebra y análisis. En todo caso no está de más recordar que la demostración del teorema fundamental del álgebra, evidentemente vinculado al análisis en el campo complejo, suele quedar en tierra de nadie en los programas actuales, de manera que, aunque numerosas veces se utiliza, pocas veces se demuestra. De este modo, el propio enfoque deductivista, tan caro a tantas exposiciones, queda él mismo desvirtuado considerablemente. Pese a todo lo anterior, y como han señalado los estudiosos de su obra, Rey Pastor estuvo siempre mucho más vinculado al análisis que al álgebra. Por eso dedicaremos el siguiente apartado a su estudio. 4. EL ANÁLISIS EN LA OBRA PEDAGÓGICA DE REY PASTOR Los elementos de la teoría de funciones de Rey Pastor siguen un plan mucho más ortodoxo que el que animaba a su obra sobre álgebra. Pese a lo Interpretaciones heurísticas en la obra de Rey Pastor 115 cual, en numerosas ocasiones indica su desacuerdo con otras exposiciones del tema más próximas a lo que él denominaba formalismo. En los siguientes subapartados veremos algunos de esta peculiaridades. 4.1. Funciones analíticas Rey Pastor en este mismo texto se ocupa tanto de las funciones de variable real como de las de variable compleja. Es más, la transición de una a otras la hace con enorme sencillez (y, también hay que decirlo, excesivamente poca preparación), de este modo expone la teoría de funciones analíticas, tomando como punto de partida su propiedad de ser desarrollables en serie de Taylor. Exposición que era semejante a la de otros autores del momento. Este punto lleva inmediatamente a una reflexión: Hoy en día la mayoría de los estudiantes de primer curso de licenciatura (del tipo que sea) se enfrentan con los problemas de convergencia de series de variable real. Invariablemente se encuentran con casos "patológicos" que se estudian con cuidado (como el que va por un campo minado), pero sin que se dé ninguna explicación general más allá de decir: "algunas veces convergen y otras no". Ese mismo alumno debe esperar a un hipotético curso de variable compleja (que en muchas ocasiones no llega) para poder comprender la razón (por otro lado bien sencilla) que determina el radio de convergencia de la serie. En todo caso, e incluso cuando llega ese curso, no se le advierte al alumno de la diferencia crucial entre la convergencia en variable real y en variable compleja. En resumen, se pierde completamente la dimensión heurística de la teoría que se estudia, haciéndose creer al alumno que en análisis matemático lo normal es que pasen "cosas raras". Ciertamente, el enfoque antiguo, del que participa Rey Pastor, era mucho más transparente desde el punto de vista pedagógico. Por desgracia, además en los libros actuales casi siempre el análisis en una variable real se continua con el análisis en varias variables con lo que el análisis complejo queda relegado. Entre los textos de análisis actuales no se cita tan siquiera la importancia que tiene la introducción del campo complejo para elucidar los problemas de convergencia de las series de Taylor. La única excepción que conozco es el extraordinario libro de Spivak, tan magnífico en tantos aspectos. 4.2. Polinomios de Taylor Los polinomios de Taylor, en cambio, sí se utilizan en las exposiciones habituales para aproximar funciones; sin embargo, en muy pocas ocasiones se muestran sus grandes posibilidades heurísticas. No obstante, y, sobre todo, a raíz del uso masivo de los computadores y los programas tales como DERIVE 116 A. Hernando González en las aulas, su uso "visual" ha venido a complementar al puramente analítico. Por eso, resulta una grata sorpresa ver como Rey Pastor en su libro citado hace uso de los polinomios de Taylor como fuente de recursos pedagógicos. Así es capaz de deducir las propiedades usuales de las funciones relativas a máximos, mínimos, puntos de inflexión, concavidad y convexidad inspeccionando sencillamente la forma de los coeficientes (o sea de las derivadas). Lo que permite obtener una visión teóricamente satisfactoria y de gran simplicidad y potencia heurística y que, sorprendentemente, no aparece sino raras veces en las obras modernas. Además de ello, para resolver indeterminaciones del tipo 0/0 recurre también al uso de los polinomios de Taylor, indicando además de manera específica, su interés pedagógico. Las indeterminaciones que se resuelven por este método pueden ser igualmente resueltas por la regla de 1 'Hopital que es el que se usa por la inmensa mayoría de los libros. Sin embargo, la idea de Rey Pastor tiene la gran ventaja de que es heurísticamente "transparente". Es decir, el alumno, al estudiar las indeterminaciones por este sistema, observa a la vez de qué forma quedan los infinitésimos de orden sucesivo, y, por tanto, el resultado aparece como consecuencia lógica de la estructura particular de las series de Taylor que haya en el problema. Sin embargo, si usa la regla de l'Hopital únicamente observa que van resultando una serie de valores intermedios, pero cuyo significado permanece oscuro. Por otro lado, si, como suele ser más que usual, el alumno no comprende en profundidad la demostración de la citada regla, entonces su aplicación queda reducida a un galimatías de cálculo del que sólo se sabe que, mientras uno no se equivoque, da, casi por milagro, el resultado correcto. Rey Pastor indica explícitamente que el método de las series de Taylor es más fácil de comprender, de hecho, este uso específicamente pedagógico es muy claro ya que, a esas alturas del texto, ya había explicado la regla de l'Hopital, con lo que, de paso, recuerda que una buena pedagogía suele conllevar la posibilidad de llegar a lo mismo por varios caminos, de forma que el alumno pueda hacerse una idea más cabal del terreno que pisa. 4.3 Utilización de ejemplos "prácticos" Rey Pastor participa de una tradición de acuerdo con la cual se introducían numerosos ejemplos en la exposición de la materia, de manera que el alumno no se perdía en la selva teórica todavía no digerida. De este modo, tenía oportunidad de hacer matemáticas "con las manos" a través de ejemplos que iban cimentando su destreza en distintos campos. Eso es especialmente visible cuando se estudian distintas funciones, sus desarrollos, su modo de convergencia, etc. Por el contrario, en los libros modernos es más usual recurrir a contrajemplos únicamente para explicitar aspectos puramente teóricos, lo que hace sospechar a los alumnos queel análisis es un magma teórico sin aplicación práctica. En realidad, todo ese armazón teórico, que se elaboró Interpretaciones heurísticas en la obra de Rey Pastor 117 básicamente a finales del siglo XIX, surgió entre otras cosas para resolver problemas prácticos tales como la dificultad para estudiar diferentes series y su convergencia (por ejemplo, las series de Fourier). El grave error de muchos enfoques usuales está en que, al exponerse una teoría sin indicar los motivos de su desarrollo, se vuelve toda la disciplina un asunto ininteligible. 4.4. Ejemplos históricos Rey Pastor recurre a menudo a problemas históricos. Por ejemplo, se detiene a demostrar que el número e no es ni racional ni algebraico. En otra ocasión indica las formas de aproximarse al número p. Esta clase de consideraciones han desaparecido casi por completo en los libros actuales, sin embargo, a menudo se dan por sabidas. Más grave es que otros resultados capitales desde el punto de vista histórico también se desprecian. Ya hemos indicado el caso del teorema fundamental del álgebra que no se suele demostrar, aunque su uso es más que habitual, de modo que una y otra vez comprobamos que el enfoque rigorista no tiene ningún rigor. O, de otro modo, se presume de lo que se carece. Incluso cabría preguntar cuántos estudiantes universitarios conocen por ejemplo la demostración de Euclides de que los números primos son infinitos. Se lleva tan lejos la presentación deductivista y cerrada que no cabe sino buscar en el ombligo de una teoría que, al dejar de ser contextualizada, pierde, como he reiterado, el sentido para transformarse en una jerga puramente formal. No hay que pensar que Rey Pastor utilizaba el orden histórico como referencia al orden pedagógico, sino como asunto a reflexionar. Así, en el prólogo a su libro sobre la teoría de funciones, indica que, aunque en el orden histórico fue primero la integral, él opta por el orden usual de empezar por la derivada. En este sentido, es interesante constatar como algunas de las presentaciones más modernas y pensadas del análisis matemático, ponen en tela de juicio esta vieja idea, así el libro de Apostol hace una pequeña introducción a la integral antes de presentar la derivada. El libro de Larson, por su parte, empieza señalando que el concepto clave del análisis es el límite y que se "subdivide" en los problemas de derivación y de integración. Mi opinión personal es que se debe dar la mayor unidad posible a la exposición desde el principio. En ese sentido me parece buena la idea de Larson de introducir todos los conceptos fundamentales como lo que son: una unidad. Por otro lado, es desde el punto de vista pedagógico recomendable señalar que se comienza por la exposición de las derivadas por la sencilla razón de que son más fáciles de hacer, no porque su concepto sea más elemental. 4.5. Inclusión de teorías "modernas" Rey Pastor, a pesar de que su exposición esta teñida de clasicismo, no duda en introducir teorías más modernas tales como la integración de 118 A. Hernando González Lebesgue o la teoría de Cantor de los cardinales transfinitos. Nuevamente, llama la atención que muchas exposiciones modernas, a pesar de beber de la teoría de conjuntos cantoriana, "olvidan" su exposición, quizá porque se sale un poco de cuadro. Con ello se priva al alumno de ponerse en contacto con ideas sugestivas, sencillas y que ciertamente son dificiles de soslayar si uno quiere comprender mínimamente la matemática moderna. En términos generales, los libros de texto suelen presentar teorías muy homogéneas de forma que son, por un lado, aburridas, y, por otro, poco estimulantes. Como consecuencia, el alumno que quiere profundizar en algunas cuestiones más allá del núcleo básico no puede encontrar las respuestas, o, por lo menos, las sugerencias que menudeaban en los textos de Rey Pastor. 5. LA IMPORTANCIA DE LO PEDAGÓGICO EN REY PASTOR Los estudios sobre la obra de Rey Pastor suelen coincidir en señalar su potencia matemática y su brillantez, a la vez que indican que casi siempre le faltó un cierto "olfato" en la elección de los temas, o, quizá, le faltó habilidad para encontrar líneas de investigación que hubieran tenido mayor repercusión internacional. También se suele criticar su obra sobre la historia de la matemática española a la que suele infravalorar, no obstante, también se debe recordar que estaba desbrozando un camino poco transitado. Análogamente, en sus libros de texto, se indica que su enfoque suele estar anticuado aunque se reconoce la brillantez de algunos de sus planteamientos. No voy a entrar en los terrenos citados en primer lugar, pero creo que las páginas que anteceden, sin ninguna pretensión de tratar el tema en profundidad, muestran que las ideas pedagógicas de Rey Pastor son más atinadas de lo que se suele suponer. Al menos se ve en ellas algo que yo creo que es impagable: El esfuerzo de su autor por conseguir hacer accesible al alumno teorías de muy diverso tipo. También resulta estimulante ver los continuos comentarios en los que una y otra vez explica y defiende sus planteamientos y la elección del enfoque, sobre todo si se compara con la ausencia total de algo semejante en muchas exposiciones más modernas. Todo ese esfuerzo pedagógico se puede resumir con una frase de Puig Adam, discípulo de Rey Pastor y gran profesor y pedagogo: "Quién supiera escribir un libro capaz de despertar el respeto al rigor sin ahogar la intuición". 6. CRÍTICA DEL FORMALISMO Aunque la critica de los enfoques pedagógicos surgidos de la escuela de Bourbaki la he realizado en otras ocasiones con más detalle, utilizaré la obra de Rey Pastor para retomar algunas de sus líneas fundamentales. El problema fundamental que aqueja a la exposición deductivista es que sólo atiende al rigor, pero tomándolo como cosa absoluta, como un fin en sí Inte1pretaciones heurísticas en la obra de Rey Pastor 119 mismo, ignorando así que el rigor es una necesidad que se impone por el contexto de la teoría (en la que lo histórico tiene un papel fundamental). Por cierto, este mismo rigor es traicionado ya que, en términos reales, se dejan muchas cosas sin fundamentar ni demostrar como ya hemos comprobado. Otro ejemplo, es la introducción de los números reales a base de una sucesiva ampliación de los conjuntos numéricos empezando por los naturales. En cambio, es muy poco frecuente la exposición de la fundamentación de este conjunto utilizando, por ejemplo, los axiomas de Peano. Lo más grave de todo es que este uso exclusivo de un rigor puramente formal y que priva a las teorías de significado (nunca se informa al lector de las razones por las que se estudian esas teorías y no, por ejemplo, los modos de resolver una sopa de letras), conduce a su vez a la afirmación de que hay que desconfiar de la intuición. Esta suposición está apoyada sobre la de que la intuición es algo absoluto. Como se constata a lo largo de la historia que a veces ha fallado, se opta por rechazarla. Conclusión que tiene consecuencias desastrosas. La intuición (yo prefiero llamarla la interpretación semántica de una teoría) es siempre relativa a la teoría estudiada. Veámoslo con un ejemplo: Si nos fiamos de nuestra experiencia inmediata tendremos "la intuición" de que la tierra es plana. No obstante, si estudiamos el problema con mayor detalle nos daremos cuenta de que eso no es así. Ahora bien: no es la intuición lo que falla, es la idea de que el contexto en que nos movíamos era absoluto y cierto. Una vez que se deshace este malentendido se comprende que la intuición siempre tiene un carácter relativo. El papel del profesor es exponer una teoría de forma que el alumno pueda adquirir una cierta intuición de lo que significa, en caso contrario, la exposición se convierte en un galimatías ininteligible. El fon11alismo moderno, temeroso de los absolutos anteriores (por ejemplo, durante mucho tiempo se creía que lageometría euclídea era absoluta), se embarca en la curiosa solución de afirmar que sólo el rigor nos da seguridad, eso sí a costa de renunciar a entender las teorías. No se puede imaginar disparate mayor. Todo lo anterior se puede resumir afirmando que la intuición es siempre necesaria para la comprensión de una teoría, pero siempre que se insista en su carácter relativo. Por lo mismo, se puede decir que el aumento de rigor sólo se justifica si existe una contrapartida heurística. Es decir, sólo cuando sirve para entender mejor la teoría que se está aprendiendo. Por desgracia, lo usual es utilizarlo para lo contrario. En cualquier caso, el cuidado que pusieron Rey Pastor y Puig Adam en los aspectos pedagógicos les pone muy por encima de una buena parte de las exposiciones posteriores. 7. EPÍLOGO DESDE LAACTUALIDAD En el número correspondiente al primer cuatrimestre del año 1999, la Gaceta del la Real Sociedad Matemática Española publicaba una entrevista 120 A. Hernando González al famoso científico Roger Penrose. En ella explicaba su opinión de que los números complejos son extremadamente importantes para la compresión de muchas teorías. También indica su enorme importancia en las teorías fisicas modernas: Tengo la firme convicción de que los números complejos y las estructuras analíticas complejas, las estructuras holomorfas, en fin, fundamentalmente números complejos, su álgebra y análisis están en la raíz del comportamiento del mundo fisico Creo, sinceramente, que cualquier persona que siga_ la exposición de Rey Pastor encontrará muy natural esta idea. En cambio, mucho me temo que será ininteligible para la mayoría de los alumnos que sigan los actuales planes de estudio. 1 2 3 4 5 6
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