La serie de Grandi

La serie de Grandi, \( 1 – 1 + 1 – 1 + \cdots \), propuesta en 1703 por el matemático y sacerdote italiano Guido Grandi, es una de las paradojas más fascinantes en la historia de las matemáticas. Este enigma desafía la intuición y entrelaza la precisión técnica con profundas implicaciones filosóficas. A pesar de su aparente simplicidad, la serie generó desde el principio una notable controversia al producir resultados contradictorios según el modo en que se manipule.
Si se suman sus términos de forma directa, las sumas parciales oscilan entre 1 y 0, lo que sugiere que no converge a un valor único. Sin embargo, al reagrupar los términos de distintas maneras —por ejemplo, \( (1 – 1) + (1 – 1) + \cdots = 0 \) o bien \( 1 + (-1 + 1) + (-1 + 1) + \cdots = 1 \)— se obtienen valores distintos, revelando una ambigüedad que desconcertó a los matemáticos de la época. Para ellos, las series infinitas eran un terreno resbaladizo, donde las reglas del álgebra finita parecían desmoronarse.
Durante el siglo XVIII, la serie de Grandi no fue solo un problema matemático, sino también un campo de batalla filosófico. Influido por su formación teológica, Grandi interpretó la serie como una metáfora de la creación ex nihilo, sugiriendo que el valor medio de la serie, \( 1/2 \), podía ilustrar cómo algo puede surgir de la nada, en resonancia con la doctrina cristiana. Esta interpretación, aunque especulativa, avivó el debate entre matemáticos y filósofos. Leibniz, por ejemplo, defendió que el valor más razonable de la serie era \( 1/2 \), al considerar la media de los valores oscilantes. Sin embargo, esta asignación resultaba polémica, ya que chocaba con la definición estricta de suma como el límite de sumas parciales, el cual en este caso no existe.
La comunidad matemática, aún sin herramientas rigurosas para tratar con series divergentes, se encontraba dividida: algunos consideraban estas manipulaciones como artificios ilegítimos, mientras otros, como Euler, exploraban caminos alternativos. Entre estos se encontraba la idea de tratar la serie como una serie geométrica evaluada en \( x = 1 \), lo que también conduce al valor \( 1/2 \).
La resolución formal de esta paradoja no llegó sino hasta el siglo XIX, con el desarrollo de métodos de sumación no estándar, como la sumación de Cesàro. Este enfoque, que promedia las sumas parciales, asigna a la serie de Grandi el valor \( 1/2 \), no porque sea su suma en el sentido clásico, sino porque refleja su comportamiento promedio. Aunque rigurosa desde un punto de vista técnico, esta solución no disipó del todo la inquietud filosófica, pues evidenció que series divergentes pueden recibir valores asignados más allá del marco de la convergencia tradicional, desafiando las nociones establecidas de certeza matemática.
Hoy en día, la serie de Grandi sigue siendo objeto de estudio en áreas como la teoría de números, el análisis y la física matemática. Su legado resuena incluso en disciplinas más abstractas, como la teoría de nudos o el álgebra homológica, donde manipulaciones similares —como el «engaño» de Eilenberg-Mazur— muestran cómo el infinito continúa desafiando las reglas del razonamiento clásico. Lejos de ser una simple curiosidad histórica, la serie de Grandi nos recuerda que las matemáticas, en su diálogo con el infinito, no solo calculan: también provocan, cuestionan y redefinen los límites de lo posible.