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nydus/An Introduction to MathematicsPublic
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VII. Números imaginarios

La ecuación x 2 + 1 = 3 se convierte en x 2 = 2 , y esta tiene dos soluciones, ya sea x = + 2 o x = − 2 . La afirmación de que existen estas soluciones alternativas se escribe habitualmente como x = ± 2 . Hasta aquí todo marcha sobre ruedas, al igual que en el caso anterior.

Pero ahora surge una dificultad análoga. Pues la ecuación x2+3=1 da x2=−2 y no hay ningún número positivo o negativo que, al ser multiplicado por sí mismo, dé un cuadrado negativo. Por lo tanto, si nuestros símbolos han de significar los números ordinarios positivos o negativos, no hay solución para x2=−2, y la ecuación carece de sentido de hecho.

Así, tomando finalmente la forma general x2+a=b, hallamos el par de soluciones x=±(b−a), si, y solo si, b no es menor que a.

En consecuencia, no podemos afirmar sin restricciones que las «constantes» a y b puedan ser cualesquiera números; es decir, las «constantes» a y b no son, como deberían ser, «variables» independientes y sin restricciones; y así, de nuevo, una multitud de limitaciones y restricciones se acumularán en torno a nuestro trabajo a medida que avancemos.

Por consiguiente, nos aguarda la misma tarea que antes: debemos dar una nueva interpretación a nuestros símbolos, de modo que las soluciones ±(b−a) para la ecuación x2+a=b tengan siempre significado. En otras palabras, requerimos una interpretación de los símbolos para que a tenga siempre significado, ya sea a positivo o negativo.

Por supuesto, la interpretación debe ser tal que se cumplan todas las leyes formales ordinarias de la suma, la resta, la multiplicación y la división; y además no debe interferir con la generalidad que hemos alcanzado mediante el uso de los números positivos y negativos. De hecho, debe en cierto modo incluirlos como casos especiales.

Cuando a es negativo, podemos escribir −c2 en su lugar, de modo que c2 sea positivo. Entonces

a&=(−c2)={(−1)×c2}&=(−1)c2=c(−1).

Por consiguiente, si podemos interpretar nuestros símbolos de tal modo que (−1) tenga un significado, habremos alcanzado nuestro objetivo.

Así, (−1) ha llegado a ser considerada como la cabeza y el frente de todas las cantidades imaginarias.

Este asunto de encontrar una interpretación para (−1) es una tarea mucho más difícil que el análogo de interpretar el −1. De hecho, mientras que el problema más sencillo se resolvió casi instintivamente tan pronto como surgió, al principio apenas se le ocurrió, ni siquiera a los más grandes matemáticos, que aquí existía un problema que tal vez fuera susceptible de solución. Ecuaciones como x2=−3, cuando aparecían, simplemente se descartaban por considerarlas un sinsentido.

Sin embargo, se fue percibiendo gradualmente durante el siglo XVIII, e incluso antes, lo sumamente conveniente que sería que pudiera asignarse una interpretación a estos símbolos sin sentido.

Se realizaba un razonamiento formal con estos símbolos, asumiendo simplemente que obedecían las leyes ordinarias de transformación algebraica; y se vio que se podía alcanzar todo un mundo de resultados interesantes, con tal de que estos símbolos pudieran usarse legítimamente.

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