G.W. Leibniz.
"Simbolismo notable del Cálculo Algebraico
e Infinitesimal para una comparación de Potencias y Diferencias
y acerca de la Ley de Homogeneidad trascendental".
Versión Castellana
Virginia Echeverría Tortello y Godofredo Iommi Amunátegui
Nota introductoria por Godofredo Iommi Amunátegui
Instituto de Física
Universidad Católica de Valparaíso
Nota Introductoria
I
El artículo aquí traducido fue
publicado por vez primera en 1710. Apareció en "Miscellanea Berolinensia
ad incrementum scientiarum". Nuestra versión, casi literal,
respeta la puntuación del autor y considera la edición de
C.I. Gerhardt (G.W. Leibniz: Mathematische Schriften, Band V, pp. 377-382;
Georg Olms Verlag 1971; ver Apéndice).
II
A primera y simple vista, a lo largo del texto,
Leibniz da rienda suelta a su virtuosismo formal. Una mirada más
cuidadosa discierne una peculiaridad: la analogía sólo existe
en virtud del simbolismo. De suerte que el hallazgo y el lenguaje florecen
al unísono. Este pensamiento excede los términos afianzados
por una doble vertiente. Encierra en sí, más allá
del dilema, diversas perspectivas posibles cuya unidad parece apropiado
indicar.
El tópico tratado es simple. Hoy en
día un scholar y un escolar pueden estudiarlo con la misma soltura.
En cada caso, sin duda, han de diferir los ecos y las resonancias.
En pocas palabras:
-
Sean las potencias del binomio.
En lugar de (x+y)n escríbase pn(x+y)
-
Considérense las diferenciales de x:
Anótese:
Asimismo las diferenciales de y:
Entonces

-
Los desarrollos de pn(x+y) y de dn(xy)
son similares.
Esta semejanza se mantiene si el número de variables involucradas
aumenta.
Adviértase la correspondencia estructural entre
III
Esta modificación notacional posee un
alcance inesperado. De ella se desprende el concepto de operador:
un cálculo puede llevarse a cabo sin tomar en cuenta la cantidad,
verbigracia el tipo de expresión, sobre el cual aquél se
aplica. (Véase, G.W. Leibniz: "La naissance du calcul différentiel
– 26 articles des Acta Eruditorum", Introduction, traduction et notes par
Marc Parmentier, Paris, J. Vrin, 1989; p. 415 y passim) Conviene traer
a capítulo una idea arraigada en el pensador alemán: si los
signos expresan de modo conciso la naturaleza exacta de una cosa favorecen
el descubrimiento.
La lectura del libro de Florian Cajori "A History
of Mathematical Notations" (Dover ed., 1993. 1era. ed., Open
Court Pub. Co., 1928) basta para sopesar en su justa medida el alcance
de la frase "The leading rôle played by Leibniz in the development
of mathematical notations induces us to present a complete survey of all
the mathematical symbols used by him" (op. cit., Vol. II, p. 180).
IV
En el caso de las potencias propongo una variante.
En la expresión
hágase
Se obtiene:
De idéntica manera, en
sea:
Entonces
etc.
Los coeficientes, en estos desarrollos, corresponden
a filas de los triángulos de E. Lucas.
Cabe suponer que el filósofo de Hannover
hubiese apreciado este divertimento.
V
Al estudiar los desvíos de este pensamiento
se construye una suerte de lugar geométrico mental donde confluyen
atisbos y fragmentos de otros pensadores. Luego se cae en cuenta de que
tal sitio es, propiamente, una construcción de Leibniz. Como si
esas pistas, esas huellas hubiesen sido puestas por él para sugerir
una perspectiva propicia en virtud de la cual percibir lo pensado equivale
a señalar la posibilidad misma de pensar.
Simbolismo notable del cálculo algebraico e infinitesimal
para una comparación de potencias y diferencias y acerca de la ley
de homogeneidad trascendental.
Así como es fácil encontrar la
potencia de una cantidad, así mediante una ley fija podemos encontrar
la diferencia o el elemento. Pero el regreso de la potencia a la raíz
por extracción y el regreso de la diferencia al término por
suma no siempre es posible.
Así como la imposibilidad de la extracción
buscada mediante números racionales lleva a cantidades sordas, así
la imposibilidad de la sumatoria buscada mediante cantidades algebraicas
lleva a las cantidades transcendentes cuya consideración ya otrora
introdujimos en el análisis.
En efecto como a menudo las cantidades racionales
son presentadas por medio de una raíz o irracionalmente puedan ser
reducidas, así a menudo las cantidades algebraicas o bien ordinarias
son presentadas por medio de trascendentes, aunque a la fórmula
ordinaria esté permitido reducirlas.
De esta manera mucho media entre las cantidades
y las fórmulas.
Pero cierta analogía más oculta
subyace entre las potencias y las diferencias, la cual será preciso
exponer en ese lugar.
En primer lugar compararemos las potencias
del binomio (o de las sumas de dos términos) con las diferencias
de un rectángulo (o bien el producto de dos factores) y después
(dado que la analogía permanece) brevemente daremos una ley común
tanto a las potencias de un polinomio cualquiera como a las diferencias
del producto de factores cualesquiera. Pero las potencias así como
las diferencias tienen sus exponentes, los que indican el grado de la potencia
o la diferencia. Y así en pos de una analogía más
clara, dado que dx, ddx, d3x significa la diferencia
primera, segunda y tercera, así representaremos en este lugar a
x,
xx, x3 por p1x, p2x, p3x,
esto
es por la potencia primera, segunda, tercera de la misma x. Y pe(x+y)
significará la potencia del mismo x + y según el exponente
e, asimismo de(xy)
significa la diferencia de
xy según el exponente e.
Sea pues el binomio x + y, su primera
potencia, si se puede decir, o el grado si se prefiere, o que tiene un
exponente 1, es la cantidad misma, o la raíz o el mismo binomio
x
+ y, y de tal modo p1(x + y) = x + y, pero la potencia
segunda o el cuadrado del mismo x + y, o p2(x + y)
será = 1xx + 2xy + 1yy, y el cubo o potencia tercera del
mismo x + y o p3(x + y) es = 1x3
+ 3xxy + 3xyy + 1y3 y el bicuadrado o potencia cuarta del
mismo x + y o p4(x+y) es = 1x4 +
4x3y + 6xxyy + + 4xy3 + 1y4. Y en
general se encontrará que una potencia cualquiera de x + y
o pe(x + y) es
+  ,
etc., donde la sustracción considera números crecientes en
unidades. Así si e = 3 o e – 3 = 0, se desvanece el
término en el cual está e-3 y todos los que le siguen.
Así cuando sea e = 3, se hará  .
Sea
,
donde hay que señalar que x0 o y0
o bien p0x, p0y, u otra potencia de
cualquier cantidad, cuyo exponente desaparece o se hace 0, se convierte
en la unidad. Pues si ponemos en orden las cantidades de la progresión
geométrica , los
exponentes correspondientes estarán en progresión aritmética
-3, -2, -1,01,2,3, de donde .
La fórmula general para la potencia del binomio puede escribirse
así:
Vengamos ahora a las diferenciaciones, mostremos
que sucede allí lo mismo, basta poner en lugar de x+y, xy
y d en lugar de p. Por lo tanto, lo primero ,
como en otro momento mostramos, cuando propusiéramos hace muchos
años por vez primera el cálculo diferencial, desde este único
fundamento todo el resto del cálculo de las diferencias puede demostrarse.
Pero ese mismo fundamento así es demostrado:
es la diferencia entre ,
o mejor dicho entre el rectángulo propuesto y el próximo.
Si bien es , de donde
si se resta xy, se obtiene ;
pero puesto que dx o dy es incomparablemente menor que x
o y, también dxdy será incomparablemente menor
que xdy y ydx, por eso es descartado y finalmente se obtendrá: .
Por otra parte y ,
ciertamente donde la diferencia es nula, y
es dx, , por esto
se podrá escribir .
Pero ahora no explico las variaciones que pueden resultar en los signos
cuando x aumenta y disminuye, o cuando de alguna de las diferencias
por ejemplo dx o dy, resulta una cantidad negativa, tratando
la cosa de modo general cabe la posibilidad de cambiar los signos en casos
especiales donde corresponde. Continuemos con las diferencias segundas: .
Entonces a partir del cálculo precedente
en efecto reemplacemos dx por z entonces ddx=dz, y
resultará d(ydx)=d(yz)=(por el cálculo precedente)ydz+zdy=yddx+dxdy
y
por lo mismo resultará d(xdy)=dxdy+xddy.
Por consiguiente agrupando, resultará
en suma como el cuadrado de x+y o sea xx+2xy+yy, en suma
como  .
La cual analogía entre la diferenciación
y la elevación a una potencia se observa constantemente de continuarse
la potenciación (o elevación de la potencia) y la diferenciación.
En efecto para una nueva elevación de la potencia del binomio el
todo precedente es multiplicado tanto por y como por x, y en el
primer caso es aumentado en una unidad el p correspondiente a y,
y en el caso siguiente el p correspondiente a x: así
al diferenciar, se diferencia el todo precedente a la vez respecto de x
y respecto de y, en le primer caso se aumenta en una unidad el d
correspondiente a y, y en el segundo al d correspondiente
a x.
Por ejemplo si multiplicamos
por y resulta
pero si multiplicamos aquello por x resulta
y del mismo modo si diferenciamos
respecto de y resulta
pero si diferenciamos respecto de x resulta .
De lo cual se sigue que,
es , o en la manera corriente
de escribir . Y generalmente
-como poco antes para las potencias empleamos la letra p,- así ahora
al diferenciar mediante la letra d se tiene:
Y aun más, la misma analogía
ocurrirá entre potencias de multinomios y las diferencias de una
combinación o los resultados de un mayor número de factores,
así como entre la diferencia
de tres términos y la potencia
de un trinomio, siempre cuando siga siendo verdadero. Al elevar una fórmula
a la potencia superior o al diferenciarla el exponente de p o de
d
se aumenta en una unidad en cada letra y una nueva fórmula recoge
todos los resultados.
En el pasado encontré una regla general
para los coeficientes de un polinomio cualquiera elevado a una potencia,
por lo tanto la misma regla será válida para los coeficientes
numéricos de la fórmula que expresa la diferenciación
de un producto de muchos factores.
Por otra parte los coeficientes numéricos
en las potencias no son otra cosa que los números de transposiciones,
que las letras exhiben en la fórmula o en le término al cual
el coeficiente numérico está prefijado, así como para
o para le cubo de resulta:
en este caso el coeficiente de todos los
es 3, porque puede escribirse como xxy, xyx, yxx; y el coeficiente
de todos los xyz es 6, porque puede escribirse como yxz,
xyz, xzy, yzx, zxy, zyx; pero el
coeficiente de todos los
es 1, porque en xxx la transposición nada cambia.
En otra parte mostramos acertadamente el modo
de encontrar el número de transposiciones de la forma propuesta.
Con el fin de conservar la analogía
con las diferencias, se escribirá el cubo o la tercera potencia
de x+y+z así:
Por lo tanto, del mismo modo la diferencia
tercera de xyz se presentará así:
Es evidente que en la nueva manera de escribir
aparece la analogía entre las potencias y las diferencias, la cual
en la corriente (aquí expuesta después) no aparece. Lo admirable
es que esta analogía se extienda para que mediante esta manera de
escribir también
y se asemejen y de verdad,
pues

y

También aparece en el mismo trabajo,
lo que es la "Ley trascendental de los homogéneos" que en
un modo corriente de escribir las diferencias no se reconoce. Por ejemplo,
con esta nueva forma de Característica empleada aparecerá
addx
y dxdx no sólo algebraicamente (en tanto que, en una y otra
parte ambas cantidades son llevadas hacia sí recíprocamente)
sino también trascendentalmente serán homogéneas y
comparables entre si, puesto que aquél puede ser escrito ,
éste , y de una
y otra parte los exponentes diferenciales concluyen en la misma suma, pues
0+2=1+1. Por lo demás, la ley de los homogéneos transcendentales
presupone la corriente o algebraica.
En tanto, no todas las formas transcendentes
son igualmente aptas de por sí para la suma, aunque sean homogéneas
entre sí. Por ejemplo adxddx es sumable de una manera acabada
pero dxdxdx o ,
homogénea la primera tanto algebraica como trascendentalmente, no
es sumable, a no ser que se añada una suposición cualquiera.
Agradecimientos
La gentileza, la atención y la minucia
del Dr. Heinz-Jürgen Hess y de Frau Ingrid Dietsch (Niedersächsische
Landesbibliothek, Hannover) deben ser aquí recordadas.
Este trabajo ha sido financiado, en parte,
por Fondecyt (Proyecto 1990672).
Apéndice
Presentamos aquí el texto original de
Leibniz. Tal vez algún amateur de lenguas clásicas
se distraiga cotejando nuestra versión y este latín tardío.

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