Wednesday, April 15, 2009

Basic Math stuff, Part II

I would like to go on latter Garay's "post" and talk about the concept of symmetry and the algebraic structure there may be related with it.

For the sake of the argument, let me work on two specific examples in order to make sense, mathematically speaking, of what exactly we are going to consider as a symmetry of something. The first one: reflection.




Let's fix an axis, as the picture shows. In doing so, we can see that there will be a symmetry of the hole picture, namely a reflection through the such an axis. In other words, in applying a reflection (don't forget the axis), it seems we have done nothing to the picture, then such a reflexion is going to be considered as a symmetry of our picture. It turns out that we may think of that reflection as an element of a set which has indeed an algebraic structure: it is a "group".
Needless to say that in the latter example, once we have fixed the axes, there is only one symmetry of the picture. This means that the "group" of symmetries has two elements: doing nothing(it is certainly a symmetry) and the unique reflection; a group of two elements then.

Another basics example is going to be rotations.
The ancient Greek certainly knew that there are only 5 regular solid in the space. Such solid with clear symmetries we would like to describe in mathematical terms. We are focus on the symmetries of one of them: Tetrahedron.



What do we mean by a symmetry in this context? Well, similarly as Garay pointed out "post", if we make the tetrahedron to spin 120 degrees (fixing an axis), it'll seem that we have done nothing to such a solid. In other words, such type of rotations seem to do nothing to the tetrahedron, that's exactly what we are going to consider as a symmetry of such a solid, ergo rotations of this type (apparently doing nothing) are symmetries in this context.



It turns out the set of rotation of the tetrahedron has algebraic structure. By Algebraic structure we mean, they form a group: A_4, the alternating group in four elements. Therefore, let me say that the set of symmetries of such a solid is the group A_4. Here is a picture showing such symmetries.




In working on the previous examples we have avoided the name of "group action". However it is exactly what we have been doing above. A group is acting on an object by symmetries. The group with two elements was the first example while the alternating group A_4 was the second one. Now we want to mention another less obvious (Csar's opinion) example of symmetry. In doing so and in the light of the previous examples, we might say that we are about to describe another group action and that is exactly the point. It is the point because via that idea, we're going to be able to write the concept of symmetry in a concrete mathematical way. That fact enable us to deal with symmetries abstractly, and such a thing will draw and amazing conclusion working out one of the most famous problems of the last century: Solubility of a polynomial by radicals.

The 18th-century question we are going to deal with is the following. Given a polynomial, when there exists an algebraic expression for its solutions involving only taking radicals, addition and multiplication of its coefficients?. When? and what are the polynomials like whose solutions are a basic algebraic manipulation of its coefficients? The answer to this question was an achievement of the concept of symmetry in terms of group actions solved by a 22-years-old guy named Evariste Galois.
Let's state the theorem exactly as it is:

(Galois-1830) A polynomial with coefficients in a field of characteristic zero is solvable by radicals if and only if its Galois group is solvable.

We are going to argue that given a polynomial, there exists a group acting on its roots by permutations. For example, let us consider the polynomial X^3-1. This polynomial factors as (X-1)(X^2+X+1). Clearly 1 is a root. However there are 2 complex roots as well, and those prevent the "symmetries" of this polynomial from being more than 2. Indeed, we will have 2 symmetries here, namely only permutation the roots of X^2+X+1. In other words, if A and B are roots of the latter polynomial then what we can only do is exchange A by B and vice versa. Therefore, we can say that the associated group of symmetries here is the one with two elements: Z_2. We had seen this group in the first example. Permutations that's all. This has nothing to do with multiply them nor add them up. Just permutations. Since we can't permute a real root for a complex one, that's the reason we can't permute the root 1 neither with A nor B.

It turns out that given a polynomial E. Galois realized there is always a group acting on the set of its roots. The subtle thing, though, is that not all the permutations are allowed. Indeed, those permutation that the symmetries do allow to come into the game, form the so-called Galois group of the the polynomial. Hence, the problem now is to find out whether a permutation is allowed or not. The theorem says "If the symmetries (permutations) of the polynomial are such that they form a group which is both acting on the set of roots and it is solvable, then the polynomial is solvable". In other words, Galois realized that if the permutations acting on the roots of the polynomial form a solvable group then there should exists an algebraic expression for such roots in terms of the coefficients. Moreover, such an algebraic expression should only involve radicals, addition, subtraction and division, i.e., basic algebraic manipulations. He proved that and wrote down his name in the mathematical history in such a beautiful way.

p.s Did you realize that there are no pictures once we started talking about algebra?
That's how it is...no pictures. Just formal mental manipulations.

References
Algebra, Serge Lang. 3rd edition, Springer-Verlag 2002.
Field and Galois Theory, P. Morandi. Springer-Verlag 1996.

Que simetrias tiene la Ritonga?

Saturday, April 11, 2009

Sahagun-Mendoza

Se ha dicho mucho sobre los antiguos mexicanos del valle de Mexico. Fueron un imperio indiscutiblemente, tenian una organizacion social monarquica (un solo hombre gobernando), al parecer opresora en muchos aspectos y un tanto social-democrata en otros. Por citar un ejemplo, digamos que ejercian el derecho a la propiedad privada, tal y como la conocemos(*). Claro, solamente que a los unicos que se les permitia tener tierras propias debian ser nobles. Los demas, es decir los no nobles, tenian que trabajar la tierra de manera comunal (socialista el asunto). Este marco comunistoide de trabajar la tierra, sirvio de base a los espanioles para forjar lo que actualmente conocemos como ejido. Todo lo anterior haciendo a un lado a los esclavos, nada de ello aplicaba para ellos.

Pero cual es la fuente de todos estos datos tan especificos?. Mas aun, despues de una guerra tan devastadora como la que fue "Mexico Vs Cortes-Tlaxcala" ¿Como se rescato el legado azteca?. Pues en general, la fuente mas importante del legado azteca son los codices, es decir, los libros que fueron escritos por manos aztecas (y espaniolas). Todos en su mayoria pictograficos (imagenes). Lo interesante es que no hay uno solo que se considere sin duda alguna pre-conquista, es decir, escrito antesde de la conquista. Entonces, si no hay tales libors pre-conquista, significa no sobrevivio nada? Bueno, loque opina la gente que sabe del asunto, es que se reconstruyo buena parte de ese legado a la llegada de los europeos. Esto se afirma de ejemplos muy representativos.




De todos esos libros que habria y que se re-escribieron, pocos de ellos se conservan en Mexico. Unos de los tantos saqueos que ha sufrio esa sufrida tierra del valle de Mexico fue el de sus libros. Los codices asi, se resguardan en el Vaticano, Londres, Paris, EU, Espania, etc. Permitanme enumerar los casos que me son mas relevantes


Ferjevary-Mayer: Liverpool, Reino Unido.
Telleriano-Remensis: Paris, Francia.
Borgia: El Vaticano.
Borbonicus: Paris, Francia.
Florentino: Solo hay Copias.
Aubin: Reino unido, Francia, EU.
Mendoza: Oxford, Reino Unido.

Queda mas o menos claro cual es el papel de Mexico como poseedor de este material. Sin embargo observen que tampoco Espania es la poseedora de este material. Aqui la pirateria jugo en contra de los ibericos.

Sobre el primer caso arriba, Ferjevary-Mayer, aun esta en tela de discusion si lo elaboraron manos aztecas. Sin embargo es presumiblemente pre-conquista y ademas de una belleza indiscutible. Echenle un ojo en la siguiente imagen, y a la de arriba de paso. Por ahi dicen que pudo haber sido hecho en Veracruz. (**)



Lo que me interesa comentar y lo que origino que escribiera este "post" es la imagen sesgada, para mal, de los espanioles que llegaron por el Atlantico a tierras mexicanas. El Primer Virrey Don Antonio de Mendoza, que dicen era un hombre sabio, entre otras cosas instauro en sus primeros anios, al frente del gobierno de la Nueva Espania, el Colegio de la Santa Cruz en Tlatelolco. Mismo donde enseniaria mucha gente muy culta, como Fray Bernardino de Sahagun hombre a quien se le debe mucho del rescate del legado Azteca. Este senior, Sahagun, enseniaba a los naturales en Tlatelolco entre otras cosas, latin, griego, nahuatl y teologia. Es mas, Miguel-Leon Portilla lo llama el primer antropologo en Mexico(@) pues se decico muchos anios a recopilar todo lo que pudo del legado azteca: organizacion social, mornarquia, guerra, historia azteca, lenguaje, medicina azteca, religion, etc(***). En fin, regresando al otro chico de la historia, Mendoza dio la instrucion que se hiciera un libro con constumbres y legado azteca tambien. Asi nacio el Codice Mendoza, ademas de mandar re-hacer los tan apreciados acueductos que llevavan agua a la capital. Que por cierto, aun existen en salto del agua, DF. La que sigue es una imagen del codice Mendoza y que a un mexicano se le debiera hace familiar.( y mas a aquellos de la ciudad de la esperanza).




En concreto, si los libros aztecas existentes no fueron en su mayoria hechos antes de la llegada de la cruz y de la hostia, tuvieron los espanioles por tanto mucho que ver en su eleboracion. Se puede afirmar esto dado a que las instituciones aztecas (pre-consquita), encargadas del fomento a la educacion y bellas artes, quedaron desechas despues de la guerra. Mas aun, la evidencia quedo plasmada en las anotaciones en espaniol que la mayoria de ellos (los codices) tienen. Sobre los hombros de este duo de chicos, Sahagun y Mendoza, descansa mucho del rescate del legado cultural de nuestra nacion.




"Allí, encima de él, se ha erguido el águila, está destrozando, está desgarrando a la serpiente, la devora. Y el tunal, el tenochtli, serás tú, tú, Tenochtli. Y el águila que tú verás, seré yo.
Ésta será nuestra fama: en tanto que dure el mundo, no acabará el renombre, la gloria,
de México-Tenochtitlan."

(Chimalpain, Memorial Breve de Culhuacán,
f. 58v) y Codice Laud. Que por cierto, esta en Oxford, RU.




(*) Mexico, Tierra de Volcanes, Joseph H.L. Schlarman.Editorial Porrua, Mexico 1958.
(**) Wikipedia
(***) Historia General de las cosas de la Nueva Espania. 12 tomos.
(@) Bernardino de Sahagún: Pionero de la Antropología ©1999, UNAM. Miguel-Leon Portilla.

Saturday, April 4, 2009

Zion National Park

Abrazando al capitalismo, nos fuimos Ritonga y yo al parque nacional mas nombrado en el estado de Utah: Zion Park.



Y menciono el capitalismo pues sin alinearse a las reglas capitalistas que rigen este pais, es poco menos que imposible llegar alla. Sin embargo, "abrazar al capitalismo" ni en mi Mexico hubiese salido tan barato. Tomar prestado un auto ultimo modelo por tres dias, nos costo el equivalente a comprar un botellas de vodka y un "carton" de cervecita (tamanio familiar por supuesto). Es decir, pensando en reventon, rentar un auto el fin de semana no esta fuera del presupuesto de un clase mediero. Aqui dejo evidencia del hecho.



Ya para cuando estas ahi se te olvida lo que pudo haber costado y no puedes evitar la pequenies que se hace evidente. Aqui les dejo la vista que se tiene desde uno de los picos del canion...sobre la carretera un visitante... y sobre el despeñadero se ve gente al filo del canion, desde donde tome la foto.





Ya para el momento en que fue tomada la foto de arriba habiamos pasado la parte extenuante del paseo. La Ritonga estaba llena de vitalidad y de ansias por llegar a la sima. Pese a que estuvimos casi dos dias, lo cierto es que solo recorrimos la parte turistica del canion (la mas pequenia). La historia para los que tienen animo, equipo, y un permiso del parque (que no es dificil de conseguir en temporada baja), es que pueden internarse en el corazon de Zion. Este ultimo sin veredas aparentes y con paisajes igual de impresionantes. Aqui les pongo la senda que hay que caminar para internarse y pasearse por dicho sitio. La recomendacion que recibimos de la gente del parque fue la de no ir alla, pues necesitabamos equipo de ski por la cantidad de nieve que aun habia.



Lo interesante del asunto (aun mas!!), es que el canion se estrecha hacia un extremo. Es decir, si caminas rio arriba, en la vereda mostrada en la foto de anterior, llegas a una parte donde con los brazos extendidos puedes tocar las dos grandes paredes del canion. Dandole credito a Michael Claypool and Sasha Davies por la siguiente foto, ahi les dejo una vista de como se ve por alla "arriba". Les pongo enseguida otra llendo hacia el otro extremo del canion para contrastar.





Ritonguita quedo tan entuciasmada que la tuve que persuadir de no subir ese mismo dia las demas cimas... que se esperara por favor a la otra visita!





Asi nos despedimos del parque... Lo bueno es que la primavera se asoma...aunque a veces esta se arrepiente y el invierno se estaciona de nuevo por aqui. Ya es abril!!





Por el momento el capitalismo marcha bien, no tengo nada contra el, asi que espero siguamos teniendo un trato cordial.