Enrike Zuazua: sorprende la precisión de las matemáticas en la expresión de la realidad

Enrike Zuazua ha recibido recientemente el Premio Euskadi de Investigación en Ciencia y Tecnología 2006. Zuazua es catedrático de Matemática Aplicada en la Universidad Autónoma de Madrid y ha respondido con calma y amabilidad a todas nuestras preguntas.

Enrike Zuazua: sorprende la precisión de las matemáticas en la expresión de la realidad


Ganador del Premio Euskadi de Investigación 2006
"Sorprende la precisión de las matemáticas en la expresión de la realidad"
01/04/2007 | Galarraga Aiestaran, Ana | Elhuyar Zientzia Komunikazioa
Enrike Zuazua se licenció en la UPV/EHU y allí se doctoró. Presentó su tesis en euskera.
L. Jauregialtzo/Argazki press
Para empezar, queremos felicitarle por el premio. ¿Ha sido una gran sorpresa?

Gracias. La verdad es que no lo esperaba. Y es que en ciencia y tecnología hay mucha gente haciendo cosas brillantes, y en ese ámbito las matemáticas no son más que un pequeño campo. Por eso, no pensaba que iban a premiar las matemáticas.

Entonces, ¿no sólo tú, sino también las matemáticas?

Eso es, en gran medida, lo es. Además, hay que tener en cuenta que actualmente un matemático no trabaja solo. Por tanto, cuando premian a una persona también se premia a quienes trabajan o colaboran con ella.

En mi caso, detrás están los profesores de Leioa, y no sólo los de Leioa, sino también aquellos magníficos profesores que tuve anteriormente en la escuela. Sin ellos, seguramente, yo no elegiría luego las matemáticas como asignatura, y ahora no estaríamos hablando de esto.

No sé hasta qué punto no va a ser una excusa, pero muchos dicen que ahora no les gusta por los malos profesores que han tenido en la escuela, como las matemáticas.

Sí, eso se escucha a menudo, pero se puede decir lo mismo en otros temas: lengua, historia, geografía... Lo que pasa es que las matemáticas son más difíciles que esas, y eso también influye. Sin embargo, cuando me preguntan ¿qué es lo más importante del sistema educativo? Pues yo creo que es profesor, porque, a pesar de ser una clase pequeña, tener muchos alumnos, tener pocos recursos…, al final, un profesor brillante enseña.

De todas formas, ha dicho que las matemáticas son difíciles. ¿Crees que es más difícil que la física y la química o la biología?
La ecuación de las ondas es aplicable a ámbitos como la acústica, la elasticidad, etc.
De archivo

Seguramente no. Puede decirse que las ciencias en general son difíciles. Sin embargo, la biología, por ejemplo, también puede ser estudiada de forma descriptiva, aunque sea somera. Eso es imposible en matemáticas. Bueno sí, en geometría, se puede decir que esta imagen es cuadrada o redonda... Pero a partir de ahí empieza a complicarse. Las cosas hay que cuantificarlas, hay que hacer cálculos y entonces se hace difícil.

¿Por qué porque es abstracto?

En matemáticas hay dos campos, la abstracción y el cómputo. Y ambos son de alguna manera difíciles para la mayoría de la gente. Eso se nota en las encuestas. De hecho, el computar no tiene muchas dificultades. En definitiva, hay que seguir las normas de forma sistemática, ágil y acabada. No tiene por qué ser difícil. Pero sabemos que la gente tiene problemas con ello.

Luego está el campo de la abstracción. Y es curioso, pero viene uno tras otro. Eso lo sabemos los matemáticos y los científicos, y es así: antes de llegar a la abstracción hay que hacer muchos ejercicios. Con muchos ejercicios y repetidos, los mecanismos se interiorizan y se convierten en automáticos. Por ejemplo, la integración se hace bastante sencilla, pero para ello primero hay que hacer cincuenta o cien integrales. Y eso es difícil para la gente.

¿Estás de acuerdo con la tesis del libro Vivir sin números? Según esta tesis, vivimos en una sociedad tecnológica que necesita números, pero a la gente no le importa que no entienda los números.

Sí, esa es la paradoja actual. Nunca hemos vivido en una sociedad tan numérica y la sociedad nunca ha dado tanta luz a las matemáticas.

Al menos se han recordado con las matemáticas a la hora de otorgar el premio Euskadi de Ciencia y Tecnología...

Y es de agradecer, por supuesto.

(Foto: L. Jauregialtzo/Argazki press)
El jurado ha destacado especialmente las aportaciones realizadas en la teoría de las ecuaciones de derivados parciales y la teoría del control y sus aplicaciones en el diseño óptimo y aeronáutico. ¿Esa es tu especialidad o estás en eso, no?

Sí. Yo estudié en París, creyendo que era Laboratoire d'Analyse Numérique --hoy se llama Jacques-Louis Lions. Fue fundador de Jacques-Louis Lions (falleció hace seis años) y yo tuve una oportunidad única para trabajar con él.

El laboratorio fue creado hace unos treinta años para estudiar las aplicaciones de las matemáticas. Para entonces, en el mundo había una corriente sólida para llevar las matemáticas a cosas prácticas.

Para ello existen diversas metodologías como la estadística. Todos conocemos el uso de la estadística en encuestas, sociología, etc. Pero muchas veces surge la necesidad de utilizar otras herramientas matemáticas en otros campos, y muchas veces la metodología adecuada consiste en seguir a Newton y a Galileo.

En palabras de Galileo, la naturaleza está escrita en el lenguaje de las matemáticas. ¿Qué significa esto? Pues que si analizamos cualquier cosa de la naturaleza y creamos una metodología para entenderla bien, crearemos fórmulas matemáticas tanto como queramos. Estas fórmulas son ecuaciones diferenciales y ecuaciones de derivadas parciales.

Nosotros los utilizamos para analizar problemas complejos como el diseño de trenes o coches, el diseño de aviones, las centrales eléctricas, los problemas de energía...

Por tanto, ¿es posible expresar matemáticamente la realidad con precisión?

Bueno, Einstein dijo, ¿no? Sorprende la precisión de las matemáticas en la expresión de la realidad. En realidad es sorprendente cómo mimetizan la realidad los modelos matemáticos.

La literatura también sirve para explicar la realidad, pero a menudo utiliza metáforas y otros trucos. ¿También tiene matemáticas?
Zuazua trabaja con ingenieros del INTA y Airbus.
De archivo

No hay trampas en matemáticas, si no es lógico. La matemática es una construcción humana, por lo que desde el principio se puede cuestionar su valor. Sin embargo, una vez aceptados los modelos y principios básicos, y siguiendo correctamente la metodología y normas del matemático, no hay lugar para el error.

Eso sí, las matemáticas trabajan con instrumentos abstractos y su fuerza está en esa abstracción. Así, ax=b puede ser un cálculo sencillo, con una sola respuesta x=b/a, o incluso un modelo para el movimiento de los planetas. Entonces, el truco de las matemáticas puede estar en esa simplificación; si esa simplificación es excesiva, se pueden cometer grandes errores y el resultado puede ser incorrecto. Pero las matemáticas son correctas. Sin embargo, las matemáticas necesitan modelos adecuados para dar respuestas correctas.

Por eso, en ingeniería y tecnología actual, las matemáticas son una herramienta, pero no es la única. Es decir, en la construcción de un coche se utilizan modelos matemáticos, pero también se realizan experimentos de laboratorio y pruebas. No se pone todo el proceso en manos de las matemáticas.

¿Y cuál crees que es tu mayor aportación?

No sé, no es fácil decir uno solo. Ha mencionado antes el control y es muy importante porque nos afecta a todos. De hecho, el control se utiliza para controlar procesos complejos en nuestro beneficio, por ejemplo, para mantener una temperatura adecuada en casa o en un gran punto de venta. Otro ejemplo puede ser la reducción de la contaminación o del ruido, o llevar un satélite donde se quiera… Se encuentran en proceso de control.

Yo he trabajado mucho en eso. En este triángulo de la teoría del control, de las ecuaciones diferenciales o de las derivadas parciales, y del análisis numérico. Y yo creo que algunas cosas que hemos hecho han sido interesantes. Por ejemplo, la ecuación de las ondas es aplicable a la acústica, elasticidad, etc. y se ha desarrollado un análisis numérico que se explica en el control y control de estos procesos. Además, ha tenido una pequeña aplicación en aeronáutica, y es por ello que el jurado lo ha mencionado.

Sin embargo, en eso, en el campo de la aeronáutica, hemos sido meros asesores. Trabajamos con ingenieros del INTA y Airbus. Trabajan con métodos de ingeniería, pero saben en cierta medida de matemáticas, cuándo el error encontrado es susceptible de ser resuelto matemáticamente y cuándo puede haber un problema de interés para las matemáticas. Así, yo hemos tenido la oportunidad de aplicar los temas tratados anteriormente de una manera más académica.

En definitiva, hay que tener en cuenta que, en matemáticas, hacer una pregunta apropiada es, en realidad, de gran valor. Ahí tenemos, por ejemplo, el teorema de Fermat. Él, XVII. En el siglo XX, con un enunciado sin pruebas, dejó para otros muchos matemáticos un trabajo de 300 años, en torno al cual han surgido y evolucionado excelentes matemáticos hasta dar respuesta a esta pregunta, con la obra de Andrew Wiles en 1995.

Aunque el área de Zuazo es matemática aplicada, en la mayoría de los tiempos se dedica a la matemática teórica.
L. Jauregialtzo/Argazki press
Entonces, antes trabajaba más en matemáticas teóricas, ¿y más tarde empezó en matemáticas aplicadas?

Sí, totalmente. Hasta hace poco, y ahora también la mayor parte del tiempo, me dedico a la matemática teórica, aunque mi campo es la matemática aplicada. Sin embargo, esto es totalmente normal. A veces nos critican porque creen que siempre tendríamos que jugar en la aplicación, pero nosotros somos matemáticos. ¿Cuál es la cuenta? Pues si mantienes tu actividad durante muchos años y estás dispuesto a hablar con otros científicos, es absolutamente normal que salga algo multidisciplinar. Y eso ha ocurrido. Pero para eso hace falta tiempo, y a nosotros ahora nos ha llegado ese momento.

Hace falta tiempo, pero eres joven. En poco tiempo has hecho muchas cosas.

Bueno, joven sí, pero no tanto. Mira, entramos en la universidad con 18 años y muchas veces no salimos. Yo, por ejemplo, tengo 45 años y eso significa que llevo 27 años en el ámbito universitario. Son muchos años, por lo que hemos podido hacer algo bastante.

Cuéntanos: La medalla Fields es para los matemáticos menores de 40 años. Por tanto, desde el punto de vista matemático, antes de los 40 años debemos ser capaces de hacer cosas importantes. Después han creado el premio Abel para premiar la trayectoria completa o la no premiada en su día. Y eso está muy bien.

En cualquier caso, cada vez hay más premios en el mundo de la ciencia, y no diré que son un gran acicate, porque hacemos lo que hacemos por amor, pero siempre está bien que los demás reconozcan de vez en cuando nuestro trabajo.

Fructíferos encuentros del centro Pedro Pascual de Benasque
En Benasque, entre las altas montañas del Pirineo aragonés, existe un centro científico especial. Bajo el nombre de Pedro Pascual, en homenaje a uno de los fundadores del centro, que, desgraciadamente, murió recientemente, mantiene su intención de reunir a científicos de diferentes ámbitos de una manera totalmente informal y abierta, para dar a conocer el trabajo del otro e impulsar la generación de nuevas ideas.
(Foto: -)
A Enrique Zuazua le encantan los encuentros que se celebran en Pedro Pascual: "En la mayoría de los congresos hay muchas conferencias y presentaciones y no tenemos ninguna posibilidad de hablar con el adjunto. Recibimos información pero no podemos intercambiarla. Los congresos de Benasque son todo lo contrario: en un ambiente distendido se organizan unas pocas conferencias y la mayor parte del tiempo se dedica a trabajar unas con otras. Es muy enriquecedor".
Este año, del 26 de agosto al 7 de septiembre, Zuazua estará en Benasque, uno de los organizadores del congreso sobre ecuaciones diferenciales parciales y diseño óptimo.
Galarraga de Aiestaran, Ana
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