Los matemáticos Charles Fefferman y Jean-François Le Gall ganan el premio de ciencias básicas de la Fundación BBVA

Fefferman (Washington D.C., Estados Unidos, 1949), que ingresó en la universidad con solo 14 años y publicó su primer trabajo matemático un año más tarde, está considerando uno de los matemáticos actuales más versátiles, autor de resultados en áreas tan aparentemente distantes como la descripción matemática del comportamiento de fluidos , el análisis de las leyes de la mecánica cuántica o las propiedades del grafeno y otros materiales bidimensionales.

Por su parte, Le Gall (Morlaix, Francia, 1959) investiga en teoría de la probabilidad , y una parte importante de su trabajo procede de modelos físicos que intentan explicar el mundo cuántico a escala atómica y en la época del origen del universo, con el desarrollo de una teoría cuántica de la gravedad.

En 1971, con 22 años, Fefferman se convirtió en el catedrático más joven de Estados Unidos. Parte de su extensa carrera tiene una estrecha relación con España, en concreto con la escuela matemática de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM),

Fefferman «destaca por su versatilidad», afirma el profesor Antonio Córdoba, actualmente catedrático emérito de Análisis Matemático en la UAM. «Lo normal es que un matemático haga contribuciones fundamentales en una o dos áreas; Fefferman las ha hecho en análisis armónico, en ecuaciones en derivadas parciales, en problemas de mecánica cuántica y también en el área de mecánica de los fluidos, donde dio con la clave de un resultado que abrió un camino para entender la turbulencia».

Otros resultados de su trabajo tienen que ver con computación, matemática financiera, redes neuronales y física del estado sólido. «Esta diversidad de áreas es lo que hacen que Fefferman sea un matemático excepcional», añade Córdoba.

Tras conocer el fallo del jurado, Fefferman ha explicado que para él, el salto entre áreas es natural: «Tengo la sensación de que yo no elijo los problemas, sino que ellos me eligen a mí. Me entero de algún problema y es tan fascinante que no puedo dejar de pensar en él. Y si pertenece a un campo que no he estudiado anteriormente, pero creo que tengo alguna posibilidad de poder contribuir algo a resolverlo, lo intento».

Fefferman ha realizado largas estancias de investigación en España, ha dirigido la tesis doctoral a siete matemáticos de nuestro país y colabora con una docena de ellos. Su investigación con el grupo de Diego Córdoba en el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT), en Madrid, logró describir matemáticamente cómo rompen las olas, demostrando así que, tal como se esperaba −y como cualquiera puede observar, porque efectivamente las olas rompen−, en el movimiento de los fluidos se producen fenómenos llamados singularidades −que se corresponden con el splash de la ola−. El resultado es importante porque certifica que, en efecto, el modelo que usan los físicos para describir el fenómeno es correcto.

Fefferman contabiliza en «varias docenas» los problemas que ha resuelto a lo largo de su carrera. Algunos los ha resuelto en «apenas un par de semanas», frente a otros que le han llevado «hasta 20 años». A sus 73 años sigue investigando. Trabaja ahora en definir matemáticamente las curiosas propiedades físicas de los nuevos materiales bidimensionales, con problemas como el comportamiento de los electrones en el borde de una lámina de grafeno. También, en un problema de la teoría de control: cómo controlar un sistema cuyo comportamiento no se conoce, el equivalente a lo que logra un piloto cuando «el avión resulta gravemente dañado por alguna razón y él aprende a controlarlo y logra aterrizar. Es un problema enorme, pero estamos progresando», asegura el galardonado.

Por su parte, Jean-François Le Gall ha «transformado profundamente el área de la teoría de la probabilidad», según Emmanuel Royer, director científico adjunto del Instituto Nacional de Ciencias Matemáticas y sus Interacciones (Centro Nacional de Investigación Científica, CNRS, Francia).

Gran parte de los problemas en que trabaja Le Gall proceden de la física, aunque él se describe como un «matemático teórico que trabaja en objetos matemáticos interesantes en sí mismos, sin pensar en las aplicaciones». Las matemáticas avanzan, afirma, «por una motivación estética».

Su primer trabajo se centró en el movimiento browniano matemático. Se trata de un área que remite a Albert Einstein, quien logró explicar el movimiento aleatorio de granos de polen flotando en agua como el resultado de la vibración de las moléculas del fluido, y demostró así que los átomos y moléculas realmente existen. Le Gall ha investigado la geometría que resulta de las trayectorias de las partículas en el movimiento browniano.

En los últimos quince años su investigación ha creado una nueva rama en teoría de la probabilidad basada en la investigación de las llamadas 'esferas brownianas'. No son realmente esferas, sino «objetos matemáticos» –explica el premiado− de superficie irregular que surgen cuando decenas de miles de triángulos diminutos se pegan al azar unos a otros.

Ambos galardonados defienden la importancia crucial de las matemáticas en el mundo actual, tanto para impulsar el avance del conocimiento en todos los campos de la ciencia, como para sentar las bases del desarrollo tecnológico. «El funcionamiento de cualquiera de los gadgets que utilizamos todos los días -señala Fefferman-, depende de las matemáticas, y para que un gadget sea capaz de hacer lo que queramos, antes se ha tenido que resolver un problema matemático».

El catedrático de Princeton considera que «la principal utilidad de las matemáticas es su capacidad para aportar grandes ideas que jamás hubieran emergido si no fuera por ellas, y que han transformado el mundo. Todavía no sabemos cuál será la gran idea que traerán las matemáticas en el siglo XXI, pero en el siglo XX fue el ordenador. Antes de que existieran ordenadores, los matemáticos se dedicaron a pensar sobre lo que se podía calcular y lo que significaba computar algo, e imaginaron máquinas que, posteriormente, en el contexto de la II Guerra Mundial, llevaron al desarrollo de los primeros ordenadores, que fueron ideados por matemáticos». Por ello, Fefferman considera que la revolución de la informática es el ejemplo perfecto que refleja cómo, «a partir del trabajo de muchos matemáticos, nacen ideas que pueden transformar el mundo de maneras impredecibles».

Le Gall, por su parte, destaca no solo el papel fundamental de las matemáticas en las tecnologías que usamos en nuestra vida cotidiana, «como el GPS, que está basado en análisis matemático avanzado», sino su contribución indispensable para el avance del conocimiento en todos los campos: «Las matemáticas son el lenguaje de la ciencia, así que es muy importante resaltar, por ejemplo, que los físicos, al igual que los químicos o los biólogos, utilizan matemáticas para comprender la naturaleza. La mecánica cuántica, por ejemplo, o la relatividad, dependen de una matemática profunda. Es fundamental para la ciencia contar con buenos modelos matemáticos».