dissabte, 10 de desembre del 2011

Les sobtades aparicions dels problemes de Sam Loyd (III)

En l'article anterior (titulat evidentment Les sobtades aparicions dels problemes de Sam Loyd  (II)) us vaig presentar un dels més famosos trencaclosques de Loyd de només tres peces: el Trick Donkeys Puzzle. A la seva difusió va contribuir el fet que Phineas Taylor Barnum (1810-1891) l'utilitzès, rebatejant-lo amb el nom de P. T. Barnum's Trick Mules, per fer publicitat del seu circ.

En el web Deceptology hi trobareu diverses versions d'aquest puzzle, i un d'anterior amb dos gossos en lloc dels cavalls,  (feu clic a Two deceptive 19th Century puzzles: The Trick Mule Puzzle, and The Dead Dog Puzzle), entre d'altres hi ha el disseny estilitzat i asèptic que apareix a Wikipedia:





Recordeu que volem obtenir la següent figura, amb els cavalls al galop:





Trick Donkeys Puzzle (Solució)

Sigui quina sigui la versió que utilitzeu (diria, però, que la manera de presentar les peces pot influir en el temps que necessitem per solucionar el problema), cal tenir una certa flexibilitat mental i trencar alguna regla de percepció per tenir èxit i no és, en absolut, un problema de matemàtiques. Es tracta, suposo, de fer ús d'allò que en diuen "pensament lateral" (en aquesta època de substantivar i adjectivar, no se'n salven ni el pensament ni la intel·ligència).

Per visualitzar com s'han d'encaixar les peces, aneu al següent enllaç i, quan s'obri, feu clic damunt del Show me! que apareix entre els dos cavalls: http://users.dickinson.edu/~richesod/horses.html

Si sou observadors i intenteu aplicar la solució en la versió del puzzle que vaig presentar en l'entrada anterior, comprovareu que per aconseguir el model que es demana hem de superar un problema de quiralitat. És a dir, hem obtingut la disposició que mostrem abaix a l'esquerra i volem la de la dreta:



No n'hi ha prou amb girar el puzzle, com ho farem per tal que el genet que va cap a l'esquerra vagi cap a la dreta i viceversa?

Solució al problema de la quiralitat (+/- Mostra/Oculta)

Sempre que he proposat aquest problema porto, degudament amagat, un petit mirall que aconsegueix per reflexió la imatge correcta. En una ocasió, abans de treure el mirallet, un alumne em va donar una altra resposta enginyosa: va agafar les peces degudament muntades i les va posar a contrallum per la cara no impresa! Per cert, una enganyosa pregunta clàssica: per què els miralls canvien dreta per esquerra i no fan el mateix amb la part de dalt i la de baix?


Em guardo per a una altra entrada, el repte de Loyd que més desesperació i més maldecaps va provocar. I aquesta vegada sí que té un rerefons veritablement matemàtic.

dimarts, 22 de novembre del 2011

Les sobtades aparicions dels problemes de Sam Loyd (II)

En Les sobtades aparicions dels problemes de Sam Loyd (I) ja vaig fer una petita introducció a la recreativa i matemàtica obra d'aquest nord-americà. En l'escrit anterior vaig proposar un dels originals problemes de Loyd: The Ferry Boat Problem. Algun dels seguidors del bloc ja el va solucionar, però no estar de més donar-hi algunes voltes.


The Ferry Boat Problem (Solució)

Com que no puc millorar les explicacions que m'he anat trobant, us dono alguns enllaços:
  • Podeu veure un dibuixet aclaridor amb la solució si feu clic aquí.
    •  No us perdeu els comentaris de l'enllaç Enigma del domingo: "otro clásico de Sam Loyd". Hi ha qui soluciona el problema aplicant l'àlgebra més clàssica; d'altres, Krenek Kovalsky (?), refuten alguna observació repelosa amb arguments de vell llop de mar: "Como marino debo responder. No se considera cruce entre embarcaciones hasta que sus costados por cuaderna maestra coinciden. Por ello y teniendo en cuenta que los barcos deben ciabogar para volver a atracar de popa, la eslora de los barcos no es significativa. Ya sé que hay ferries de doble popa de desembarque, pero aún así ciabogarán por el sentido de las hélices." 
    • I evidentment podem consultar la resposta original que dóna el propi Loyd en la pàgina 349 de la seva The Cyclopedia of Puzzles (cliqueu la imatge per poder-la llegir i disculpeu-ne la baixa qualitat):




    La ubiqüitat dels problemes de Sam Loyd és sorprenent. Hi ha un petit trencaclosques (de només tres peces!) que em van passar  fa uns quants anys en una fotocòpia i sense massa referències (més tard, n'he descobert l'origen). L'he utilitzat en alguna de les meves classes per omplir aquelles estones que d'altra manera es perdrien i l'interès que desperta és notable. Semblaria que un puzzle de només tres peces s'ha de resoldre en un instant, però no és així si la idea se li ha acudit a Sam Loyd!



    Trick Donkeys Puzzle

    N'hi ha versions més artístiques, però us en mostro una de casolana que és, amb alguna modificació, la primera que vaig veure:


    Podeu fer clic a la imatge, imprimir i retallar per les línies negres que enquadren les figures si hi voleu jugar. El requadre de l'esquerra, amb els dos genets al galop, és el model; és a dir, quin és el resultat final que hem d'obtenir ajuntant les altres tres peces (n'hi ha dues d'idèntiques, amb un cavall, i una altre, amb dos genets). Les peces no s'han de doblegar ni augmentar-ne el seu nombre amb hàbils talls, però podeu provar d'engrescar els cavalls amb un "arri, arri", a veure si s'animen!


    Samuel Loyd



    No patiu que, si no us en sortiu, ja donaré la solució i explicarem alguna cosa més d'aquest i d'altres problemes proposats per Mr. Loyd en properes entrades. Penseu que la culpa de tot plegat la té aquest senyor tan seriós de la fotografia de l'esquerra.

    dimecres, 2 de novembre del 2011

    James Randi: màgia, escepticisme... i neurociències

    La trajectòria vital del canadenc, nacionalitzat nord-americà, James Randi (Toronto, 1928) té molt poc a veure amb les matemàtiques; però, si em calgués alguna justificació, podria dir que li dedico aquest escrit perquè ha treballat en física recreativa i aplicada (en les vessants: il:lusionisme i investigació de "fenòmens estranys") o perquè era amic i col·laborador de Martin Gardner — en l'entrada d'aquest bloc que vol ser un homenatge a aquest darrer ja apareix el seu nom de passada, vegeu Martin Gardner (1914-2010). Randi, el seu nom autèntic és Randall James Hamilton Zwinge, és més famós per les seves activitats en contra de les pseudociències i per la seva feina de "desemmascarament" de les interpretacions paranormals d'alguns fenòmens que no pas per la seva faceta d'il·lusionista. Va ser membre, com Gardner, del CSICOP (actualment Commitee for Skeptical Inquiry o CSI), però les disputes legals amb el "doblegaculleres" Uri Geller van fer que deixés d'estar-ne associat per a no perjudicar el CSICOP (Geller havia presentat demandes legals que afectaven aquesta organització a més de a Randi). Randi també és conegut perquè ha ofert un premi d'un milió de dòlars a qualsevol persona capaç de demostrar la possessió de poders paranormals, sobrenaturals o ocults en un experiment dut a terme sota unes condicions acordades per totes dues parts. Si us animeu a presentar-vos-hi o si sou persones curioses, feu clic a


    i a continuació us podeu passejar pel web de la James Randi Educational Foundation (per a més informació, vegeu.també Fundación Educativa James Randi).

    Si voleu més dades biogràfiques, podeu consultar aquestes fonts que estan al costat de la fotografia de Mr. Randi:

     

    James Randi a Wikipedia
      








     Aquest escèptic empedreït (parlem d'escepticisme científic, no d'escepticisme filosòfic) ha estat a Espanya aquest any, a principis de maig, per tal de participar en la trobada Neuromagic: los engaños de la mente que va reunir professionals de la màgia i de les neurociències (vegeu la breu explicació que apareix a Fundación Illa de San Simón, en la columna esquerra d'aquesta pàgina web podreu descarregar una nota de premsa en format pdf). No sé si l'intercanvi de coneixements va ser profitós o ha permès algun avanç important en les teories de la cognició (ho dubto), però si que ens ha deixat alguns vídeos curiosos: un és Magia y neurociencia, manual para "engañar" al cerebro. I no em puc estar d'insertar-ne un altre, que no us podeu perdre (i que de fet ha estat el detonant que m'ha portat a escriure tot això):



    Aquest darrer vídeo el trobareu també en la notícia La magia puede ayudar al conocimiento del cerebro. Ah! i si una nit d'insomni teniu la temptació de trucar a un tarotista o a un endeví d'aquests que proliferen tant per les nostres contrades, val més que li doneu una ullada a Skeptical Inquirer.

    dimarts, 11 d’octubre del 2011

    Les sobtades aparicions dels problemes de Sam Loyd (I)

    Ja he comentat en un altre lloc (vegeu Problemes per passar un pont (I)) alguns danys col·laterals que patim, gustosament, els professors de matemàtiques: tothom es veu amb cor de proposar-nos problemes matemàtics o d'enginy i ens veiem obligats, per amics i familiars, a repassar comptes en tot tipus de comerços. Ara he recordat, encara que no faci massa al cas, una anècdota que explicava Pilar Bayer: quan en una botiga a la qual hi anava amb freqüència (diria que era una peixateria, però parlo de memòria), la persona que l'atenia es va assabentar que es dedicava a la matemàtica, li va dir tot seguit: així, vostè deu fer sumes molt llargues, oi?

    Tornem als danys, repeteixo que gustosament patits, amb un exemple. El curs passat, durant una classe de 2n de batxillerat, un alumne em va posar a prova amb dos reptes matemàtics (va aprofitar que els seus companys encara es barallaven amb alguns exercicis mecànics i vull creure que ell ja els havia acabat): un era un anodí, però elegant, problema de trigonometria (me'l guardo per a una altra ocasió), però l'altre, en aparença senzill, em va desconcertar. En resum l'enunciat d'aquest venia a dir:


    Problema dels dos viatjants

    Un viatjant surt d'un edifici A i es dirigeix cap a l'edifici B. Un altre viatjant surt de B i va cap a A. Els dos es troben a 720 metres d'A i continuen fins el seu destí. Passat un cert temps, surten simultàniament (*) de cadascun dels edificis i fan el trajecte invers, ara es troben a 400 metres de B. Si sabem que van a velocitats constants i el trajectes són en línia recta, quina distància separa els dos edificis?

    (*) Correcció del 15 d'octubre de 2011
    Aquest enunciat era una excusa per introduir el problema original (The Ferry Boat Problem) que trobareu més avall  i he comès un error important en la redacció del problema al no posar-hi la deguda atenció. Com podreu comprovar, si llegiu els comentaris que acompanyen aquest article, m'ho ha fet notar en Frederic, comentarista habitual del bloc. El surten simultàniament que està marcat en negreta canvia de forma decisiva la situació. En descàrrec de l'alumne que me'l va explicar, diré que ell no va afegir aquesta condició en la tornada. Com que ha passat força temps, no recordo les paraules exactes, però anaven en el sentit de: els dos viatjants passen un cert temps en cadascun dels edificis i quan tornen es troben a 400 metres de B... sense la simultaneïtat de la meva transcripció maldestra. Per tant, si us poseu a solucionar el problema agafeu la versió dels ferrys que està escrita més avall.

    Però aprofito l'ocasió per demanar-vos:

    Pregunta sobre aquesta versió apòcrifa del problema dels dos viatjants
    Si no en canviem el redactat i la tornada es fa simultàniament, quina és la solució?

    El problema no té solució perquè, amb les condicions que s'hi donen, és impossible que es trobin en l'anada a 720 metres d'A i a la tornada a 400 metres de B. Si els dos viatjants van sempre a velocitats constants i surten simultàniament en les dues ocasions, com que mesurem primer la distància des d'A i després des de B, aquestes dues distàncies haurien de ser idèntiques (o 720 metres les dues vegades o 400 metres les dues).


    Jo que sóc una persona curiosa i, perquè negar-ho, m'estava fent un embolic amb els viatjants que em feia enyorar el final de la famosa obra d'Arthur Miller, vaig decidir fer una cerca per la xarxa. Devia escriure alguna cosa semblant a 400 720 problema i el cercador em va descobrir que l'enunciat del problema original era de Sam Loyd! Com haureu llegit si heu fet clic en l'enllaç anterior, el nord-americà Samuel Loyd (1841-1911) va ser un jugador d'escacs que es va dedicar també a la matemàtica recreativa. De fet, sense ser matemàtic, podeu llegir la seva biografia en el web dedicat a la història de la matemàtica MacTutor (vegeu Samuel Loyd a MacTutor).

    Un fill de Sam Loyd va publicar el 1914, quan ja havia mort el seu pare, un recull de l'obra paterna amb el títol de Sam Loyd's Cyclopedia of 5000 Puzzles, Tricks and Conundrums (si voleu veure aquest llibre escanejat, paga la pena, feu clic a The Cyclopedia of Puzzles o si voleu dirigir-vos directament a la portada i anar passant pàgines digitals, cliqueu aquí). Hi trobareu el problema dels viatjants en la versió original, amb el nom de:


    The Ferry Boat Problem


     En aquesta edició, el problema està a la pàgina 80 (veieu-lo en l'anglès original). Si voleu una traducció en castellà que correspon a l'edició espanyola d'un recull de l'obra de Loyd a cura de Martin Gardner, us la dono tot seguit (disculpeu que no ho tradueixi al català):

    "Dos ferrys se ponen simultáneamente en marcha en márgenes opuestas del río Hudson. Uno de ellos va de New York a Jersey City, y el otro de Jersey City a New York. Uno es más rápido que el otro, de modo que se encuentran a 720 yardas de la costa más próxima.
    Tras llegar a destino, ambas embarcaciones permanecen diez minutos en el muelle para cambiar el pasaje, y luego emprenden el viaje de regreso. Vuelven a encontrarse esta vez a 400 yardas de la otra costa. ¿Cuál es la anchura exacta del río?
    El problema muestra que la persona normal, que sigue las reglas rutinarias de la matemática, quedará perpleja ante un problema simple que requiere tan sólo un conocimiento superficial de aritmética elemental. Un niño podría resolverlo y, no obstante, me atrevo a arriesgar la opinión de que noventa y nueve de cada cien hombres de negocios no lograrían resolverlo en una semana. ¡De eso sirve aprender matemática por medio de reglas en vez de hacerlo por medio del sentido común, que siempre nos da una razón!"


    No estic massa d'acord amb l'apel·lació al sentit comú o a l'aritmètica elemental ni tampoc en l'afirmació que un nen pot resoldre el problema, però és veritat que no calen massa coneixements matemàtics per resoldre'l... o sí, si ens agrada matar mosques a canonades! A mí de vegades m'agraden les canonades: ara que ja sé la solució pel mètode curt, em deleixo per aconseguir-la a partir de les fredes equacions de la cinemàtica elemental.


    Com va dir Andrew Wiles (però no espero aplaudiments): Crec que ho deixaré aquí! Ja tornarem a invocar a Sam Loyd i Martin Gardner en una altra ocasió. I la solució? Au va! no caigueu en la temptació d'acudir al cercador i a veure si la trobeu tot solets!

    diumenge, 25 de setembre del 2011

    Fotografia matemàtica

    Les teories i les activitats matemàtiques requereixen definicions precises i acurades. Els aprenents d'aquesta disciplina s'estranyen que conceptes força intuïtius es presenten de forma molt abstracta (veieu a tall d'exemple: Sobre la definició de límit d'una funció en el bloc Apunts matemàtics) o, a l'inrevés, que les definicions són tan abstractes que costa fer-se'n una idea intuïtiva (cliqueu subespais vectorials i no us espanteu si no sou de l'ofici).

    Ara em veig en el dilema de voler parlar de fotografia matemàtica i de ser incapaç de fer-ne una precisa i acurada definició. ¿Es convoquen arreu concursos de fotografia matemàtica i els membres del jurat són incapaços de donar una bona definició d'allò que s'ha de presentar per optar a un premi? Podeu llegir diversos intents de definició en el web Fotografia matemàtica o veure la presentació Fotografía matemática que van fer en una escola de la Comunitat de Madrid (Escuelas Pías de Aluche) i comencereu a intuir de què vull parlar.

    Em sembla que el problema rau en què, en els concursos de fotografia matemàtica, no es premien només les fotografies! Permeteu-me un exemple:


    Aquesta fotografia, que ignoro si ha participat en algun certamen, és de Laura Martín Escribano i la podeu trobar en Cocina y Matemàticas o en Matemágicas. En aquest cas arquetípic, les quatre llimones, un pèl passades, i les dues mandarines no conformen una fotografia matemàtica acceptable sense l'enginyós títol. Per cert, no ens fem un fart de dir a les classes que les fraccions s'han de simplificar! Per què no "un tercio de dulzura"? Un cas semblant el protagonitzen els publicistes de la Damm Lemon 6-4, que dominaran l'anglès, però cauen en el mateix parany i no saben o no volen simplificar (Per què Damm Lemon 6-4 i no 3-2?).

    En molts casos, aquestes fotografies estan més a prop de l'art del genial Joan Brossa que de les matemàtiques: us recomano una passejada pel web Joan Brossa. Poeta,  cliqueu en l'apartat Obra i ja em direu si la poesia visual o els poemes objecte no tenen trets en comú amb les fotografies matemàtiques. De totes maneres, sóc un ferm defensor d'aquests certàmens perquè fomenten una manera de mirar, diguem-ne mirada matemàtica (apa! una altra definició quasi impossible).

    Per cert, ABEAM  organitza, ja fa anys, un concurs de fotografia matemàtica (en el seu web hi podeu llegir una ponència de Santi Vilches i Carles de Cubas sobre el concurs (X anys de fotografia matemàtica) i veure la presentació d'aquesta ponència. Aquesta presentació és especialment interessant perquè, entre d'altres coses, mostra exemples de bones fotografies d'aquest tipus i assenyala, discutint casos concrets, la importància del títol en la valoració d'aquestes obres.

    Si us animeu a participar en algun concurs com aquest: trieu un bon tema, feu-ne una bona fotografia (ja sabeu: enquadrament, llum, etc.) i... penseu-vos bé el títol. Espero que els enllaços que he anat donant serveixin per entendre què és una fotografia matemàtica i que us ajudin a percebre el món de forma més polièdrica.