El gran momento de la investigación matemática en España

El pasado lunes, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades hizo pública la resolución definitiva de este programa para identificar y reforzar centros de investigación de excelencia españoles. Tras este anuncio, el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT), de Madrid, se ha convertido en uno de los dos únicos centros de España en conseguir cuatro acreditaciones Severo Ochoa –el otro es el Instituto de Investigación Biomédica, de Barcelona–.

El ICMAT consiguió el reconocimiento en el primer año de convocatoria del programa, en 2011, y ha obtenido desde entonces financiación del mismo de manera ininterrumpida. El Ministerio ofrece a cada centro galardonado una dotación de 4,5 millones de euros para implementar su proyecto científico, además de una cantidad sustancial de becas predoctorales asociadas a las líneas de investigación del centro. En estos años, y gracias en gran parte a este apoyo, el ICMAT ha reforzado significativamente su posición como un centro de referencia internacional dentro de la investigación en matemáticas.

Durante sus poco más de 15 años de existencia, el ICMAT ha organizado actividades científicas de impacto internacional, y ha mantenido un fuerte compromiso con la formación de personal investigador joven y el fomento de las vocaciones científicas. En este último ámbito, cabe destacar la creación del Pequeño Instituto de Matemáticas, una actividad gratuita que cada viernes del curso reúne en el ICMAT a unos 140 estudiantes de entre 12 y 18 años (40% chicas) para enfrentarse a retos matemáticos desafiantes, en un formato accesible y estimulante. Y, como actividad principal, el ICMAT ha contribuido decisivamente al avance del conocimiento en matemáticas, con nuevos teoremas en prácticamente todas las áreas de las matemáticas, especialmente en las puras.

Estas contribuciones se añaden a los impresionantes avances matemáticos obtenidos en las últimas décadas. Todas ellas, incluso las más abstractas, sin aplicaciones evidentes en el momento de ser formulados, van más allá de la propia comunidad científica: son precisamente la garantía de que, como sociedad, podremos enfrentarnos con éxito a los problemas del mañana. La historia muestra cómo muchas de las teorías matemáticas que se crean desde un punto de vista fundamentalmente abstracto acaban encontrando una aplicación inesperada. Por ejemplo, para formular la teoría de la relatividad general, Albert Einstein tuvo que recurrir a teorías matemáticas sobre geometría generalizada que habían sido creadas por Bernhard Riemann muchos años antes. Otro buen ejemplo son los trabajos teóricos del matemático Alan Turing, precursores de la computación y la inteligencia artificial.

Las matemáticas también abordan problemas que surgen de otras ciencias, como la física. Un ejemplo es la búsqueda de soluciones que generen singularidades en las ecuaciones que gobiernan la dinámica de los fluidos, conocidas como ecuaciones de Navier-Stokes, uno de los problemas del milenio del Instituto Clay, y cuya resolución conlleva un premio de un millón de dólares. A partir de estas preguntas, las matemáticas desarrollan nuevos marcos teóricos que generan avances significativos tanto en el campo del problema original como en la propia matemática.

En muchas ocasiones, se produce una curiosa combinación de ambos fenómenos: las matemáticas se enfrentan a una pregunta de la vida real, desarrollan un marco teórico para solucionarla, el cual permite, al cabo del tiempo, resolver otros problemas muy diferentes, que a menudo ni siquiera existían cuando se formuló la teoría. Un ejemplo paradigmático es el problema de los puentes de Königsberg, que preguntaba si era posible encontrar un recorrido circular en la ciudad de Königsberg (actual Kaliningrado, Rusia) que cruzara todos los puentes exactamente una vez. Para resolverlo, el matemático Leonhard Euler ideó lo que hoy se conoce como teoría de grafos, una herramienta de aplicación ubicua en el análisis de redes, la teoría de la comunicación, la optimización, las ciencias sociales, y más.

Esta capacidad de las matemáticas abstractas de ser aplicadas a otros ámbitos es a veces usada para subestimar la importancia de la investigación matemática, limitándola a áreas con aplicaciones inmediatas en el mundo real. Sin embargo, es más bien al contrario: la verdadera fuerza de las matemáticas reside en su habilidad para abstraer problemas cotidianos y formular teorías abstractas a partir de ellos. Esto las convierte en un pilar esencial del conocimiento humano, tanto presente como futuro, que debe seguir promoviéndose con determinación por los sistemas nacionales de ciencia.

SOBRE EL AUTOR

Javier Aramayona

Director del Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT) y científico titular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).