Cómo Pekín convirtió una cementera en un polo mundial de las matemáticas

De una fábrica a un campus junto al lago Yanqi

En el extremo norte de Pekín, una antigua fábrica de cemento alberga ahora un dinámico centro de matemáticas. El Instituto de Ciencias Matemáticas y Aplicaciones de Pekín, conocido como Bimsa, está junto al lago Yanqi, con vistas a las montañas y, en los días despejados, a una parte de la Gran Muralla. En su interior, grupos de investigación se reúnen en salas luminosas para trabajar en geometría, álgebra, campos cuánticos y teoría de cuerdas. El entorno es tranquilo, pero la ambición es grande. El instituto se ha convertido en un punto de encuentro para matemáticos de muchos países que buscan tiempo, colaboradores y recursos para abordar problemas difíciles.

Bimsa ha crecido rápidamente. Cuenta con más de 200 investigadores a tiempo completo, cerca de un tercio de ellos procedentes de fuera de China. Matemáticos de países enfrentados, como Ucrania y Rusia, trabajan codo a codo y comparten pizarras. Para los académicos visitantes, el atractivo es evidente: describen una escala de actividad, una combinación de disciplinas y una concentración de conocimientos especializados poco comunes en un solo campus.

El instituto recibe apoyo conjunto del Gobierno municipal de Pekín y de la Universidad de Tsinghua. Este modelo de financiación ha permitido ofrecer paquetes competitivos a investigadores con y sin trayectoria consolidada, con salarios que, según los materiales del instituto y las convocatorias de contratación, van de 700.000 a 3,5 millones de yuanes al año. Estos recursos se combinan con una estructura que reduce al mínimo las tareas administrativas para que el profesorado dedique la mayor parte de su tiempo a la investigación y los seminarios.

La visión refleja el liderazgo del decano fundador y presidente Shing-Tung Yau, ganador de la Medalla Fields, cuyo trabajo transformó la geometría diferencial y la física matemática. Su prestigio internacional ha contribuido a atraer a investigadores consolidados y a talentos emergentes, y ha conectado a Bimsa con una red mundial de institutos y congresos.

Qué es Bimsa y cómo funciona

Bimsa se presenta como un campus de investigación abierto, centrado tanto en el trabajo básico como en el aplicado. Aproximadamente la mitad del instituto se dedica a las matemáticas aplicadas, una cuarta parte a las matemáticas puras y el resto a áreas interdisciplinarias como la inteligencia artificial y la ciencia de datos. En el campus se celebran con frecuencia seminarios, talleres y grupos de lectura que promueven la colaboración entre grupos y disciplinas.

Una amplia variedad de investigaciones

La investigación abarca la geometría algebraica, la topología algebraica, el análisis y la geometría, la teoría de números, la física matemática y la relatividad general, los campos cuánticos y las cuerdas, la simetría cuántica, la criptografía, las matemáticas computacionales, la estadística y la probabilidad. En el área aplicada, el profesorado trabaja en aprendizaje automático, optimización, algoritmos para la computación científica y modelos matemáticos de sistemas complejos, incluidos proyectos relacionados con la economía digital.

Los encuentros semanales buscan que los investigadores estén al tanto de los avances fuera de sus especialidades. En estas sesiones, profesores de distintas áreas presentan los resultados y las técnicas recientes más importantes. El objetivo es generar nuevas ideas y colaboraciones, y acortar el tiempo que transcurre entre un avance en un campo y su aplicación en otro.

El físico teórico surcoreano Kimyeong Lee, que ha trabajado en Estados Unidos y Asia, destacó la escala y la intensidad del intercambio cotidiano en Bimsa. Señaló que las grandes universidades estadounidenses cuentan con amplios recursos, pero que los departamentos más pequeños pueden sentirse aislados. En Bimsa, dijo, la experiencia diaria es distinta.

En Estados Unidos hay muchas universidades excelentes, pero las instituciones más pequeñas pueden ofrecer oportunidades limitadas. En Bimsa, la interacción está en todas partes.

Enseñanza y formación de nuevos talentos

Muchos investigadores de Bimsa también enseñan en Qiuzhen College, de la Universidad de Tsinghua, que abrió en 2021 para formar a estudiantes que aspiran a dedicarse a la investigación en matemáticas. Los docentes describen a los estudiantes como muy motivados y rápidos para asimilar nuevos contenidos, una señal de que Pekín está creando una sólida cantera para futuros profesores e investigadores de la industria.

El matemático ruso Semen Artamonov, que enseña en el instituto, describió de forma directa el ritmo de las clases.

Es como si ya conocieran el material y hubieran venido a estudiar contenidos de nivel avanzado.

Un escenario mundial: el Congreso Internacional de Ciencias Básicas

Desde 2023, Bimsa ha sido sede del Congreso Internacional de Ciencias Básicas, un encuentro de dos semanas que reúne a ganadores de la Medalla Fields, del Premio Turing y del Nobel, así como a académicos de matemáticas, física e informática. El programa incluye conferencias, mesas redondas y ceremonias de entrega de premios que reconocen artículos influyentes y contribuciones de toda una vida. Entre los organizadores y miembros de los comités ha habido figuras destacadas de las matemáticas y la física.

El congreso entrega los premios Fronteras de la Ciencia, que reconocen artículos sobresalientes publicados en los últimos años en matemáticas, física teórica e informática. Entre los galardonados del primer congreso estuvieron los matemáticos Máté Matolcsi y László Végh, por trabajos que despertaron gran interés en sus respectivos campos, incluidos avances en problemas de larga data y avances algorítmicos. Los reconocimientos a la trayectoria se concedieron a académicos cuyas contribuciones dieron forma a ramas enteras de la investigación.

El físico teórico iraní Mohammad Hossein Yavartanoo, ahora profesor de Bimsa, describió en términos sencillos la magnitud del evento.

Fue un evento muy grande. No había visto nada parecido en ningún lugar del mundo.

Encuentros como el congreso permiten a los investigadores jóvenes acceder de forma concentrada a referentes de sus áreas y refuerzan la cultura del campus, basada en sesiones abiertas para resolver problemas y cursos intensivos. Para Bimsa, también son una señal para la comunidad internacional de que Pekín quiere ser un punto de encuentro para la investigación básica, y no solo para proyectos aplicados con beneficios comerciales a corto plazo.

Colaboración sin fronteras en medio del conflicto

En Bimsa, la vida cotidiana incluye la colaboración entre matemáticos de países que mantienen relaciones tensas. El instituto ha procurado recibir a investigadores de Ucrania y Rusia, y ha extendido esa filosofía a las alianzas institucionales. Un ejemplo es el proyecto Geometría y Física, puesto en marcha con la Universidad HSE de Moscú, una iniciativa conjunta centrada en la simetría especular homológica y la geometría algebraica birracional. Esta cooperación ha incluido congresos en Pekín y Moscú, con formatos presenciales y en línea que reúnen a académicos experimentados e investigadores que inician su carrera.

En noviembre de 2024, un congreso conjunto sobre geometría algebraica y física matemática reunió a más de 30 matemáticos; entre los ponentes había tres ganadores de la Medalla Fields. Una parte considerable del programa estuvo a cargo de estudiantes de doctorado e investigadores posdoctorales de China y Rusia, que presentaron nuevos trabajos y aprendieron de figuras destacadas. El enfoque ha consistido en sentar las bases de una colaboración a largo plazo mediante encuentros periódicos y proyectos compartidos, en lugar de limitarse a visitas puntuales.

Valery Gritsenko, director del Laboratorio Internacional de Simetría Especular y Formas Automorfas de la Universidad HSE, resumió el valor formativo de estos programas para los académicos jóvenes.

Fue una gran experiencia de aprendizaje para la nueva generación de matemáticos.

Para los investigadores, el atractivo tiene tanto que ver con el tiempo como con el talento. El matemático ucraniano Yevgen Makedonskyi destacó la libertad para concentrarse que encontró en el campus junto al lago Yanqi.

Bimsa es uno de los pocos lugares del mundo donde puedo hacer matemáticas y casi no preocuparme por nada más.

Financiación, salarios y competencia por el talento

La remuneración y el apoyo de Bimsa le han ayudado a competir por figuras consolidadas y profesores jóvenes prometedores. Las convocatorias públicas de contratación indican salarios de entre 700.000 y 3,5 millones de yuanes al año, además de apoyo para investigación, ayuda para vivienda y oportunidades de obtener subvenciones. El instituto sigue ampliando sus grupos y puestos de investigación, con cargos que van desde investigador posdoctoral hasta profesor.

El entorno del campus también ha sido un atractivo. La proximidad al Centro de Ciencias Matemáticas Yau de Tsinghua permite compartir seminarios, dirigir conjuntamente a estudiantes y desarrollar proyectos entre campus. Su ubicación cerca de las montañas ofrece un entorno tranquilo para investigar, y el parque científico de Huairou, en los alrededores, se ha convertido en un centro con institutos y laboratorios de ciencias básicas.

China ha aumentado los recursos destinados a la investigación fundamental durante la última década, ha mejorado sus resultados en clasificaciones universitarias de ciencias naturales e ingeniería y ha creado nuevos programas filantrópicos a largo plazo para las ciencias básicas. El sector sigue dependiendo en gran medida del apoyo público, aunque los programas no estatales tienen cada vez más presencia. Estas tendencias han facilitado que institutos como Bimsa planifiquen agendas de varios años en matemáticas puras y aplicadas, y atraigan a investigadores internacionales con ofertas competitivas.

Por qué convergen las matemáticas, la inteligencia artificial y la industria

En la era de la inteligencia artificial, muchos de los problemas más complejos dependen de conocimientos matemáticos. Wu Rongling, subdirector de Bimsa, ha sostenido que el control de la inteligencia artificial avanzada depende de mucho más que ampliar los conjuntos de datos o la capacidad de cómputo. Vincula los objetivos de investigación del instituto con las metas estratégicas más amplias de China en tecnología.

Wu considera que una base sólida en matemáticas es esencial para desarrollar de manera independiente herramientas y marcos de inteligencia artificial. Ha expresado esta idea en términos sencillos.

Solo si dominamos las matemáticas nosotros mismos podremos desarrollar nuestros propios marcos de inteligencia artificial.

La inteligencia artificial moderna se apoya en el álgebra lineal, la probabilidad y la optimización. Estas herramientas son un punto de partida, pero muchos problemas industriales y científicos presentan estructuras que los modelos habituales no captan. Por ejemplo, es difícil aprender restricciones rígidas de la dinámica molecular, las leyes de simetría y conservación de la física o las restricciones topológicas de los materiales sin una estructura matemática que las guíe. Cuando esas estructuras se incorporan a las arquitecturas de los modelos y a los objetivos de entrenamiento, los sistemas pueden aprender con menos datos y ser más robustos.

Wu describe el desafío actual como una brecha entre la complejidad de los problemas del mundo real y la sencillez de muchos modelos en uso. A su juicio, el próximo paso es incorporar matemáticas avanzadas al núcleo de los sistemas de inteligencia artificial para que puedan manejar esas restricciones y reducir el elevado costo computacional que suele exigir el entrenamiento basado en la fuerza bruta.

La inteligencia artificial utiliza matemáticas básicas, pero los problemas del mundo real son complejos. Los problemas complejos requieren herramientas complejas.

Entre los posibles beneficios prácticos figuran acelerar el descubrimiento de fármacos mediante mejores modelos moleculares, lograr predicciones más fiables sobre el clima y los sistemas de fluidos, o mejorar el diseño en la ciencia de materiales y la ingeniería. Estas áreas coinciden con los intereses de varios grupos de Bimsa y con programas aplicados de Tsinghua y de instituciones asociadas.

Divulgación, museos y participación pública

Bimsa ha intentado crear una cultura de investigación que comience desde una edad temprana. El profesorado participa en concursos estudiantiles, campamentos de verano y talleres temáticos organizados por el Centro de Ciencias Matemáticas Yau de Tsinghua. El campus abrió el Museo de Matemáticas del Lago Yanqi, con exposiciones interactivas para estudiantes y visitantes que explican conceptos fundamentales y problemas célebres. La iniciativa busca acercar las matemáticas puras al público e inspirar a futuros investigadores.

En el área aplicada, los laboratorios de Bimsa han desarrollado proyectos con socios de la industria y el Gobierno. Entre ellos hay trabajos de elaboración de índices y modelización para la economía digital, donde la medición y los métodos estadísticos son importantes para las políticas públicas y las empresas. Estos programas permiten a los estudiantes trabajar con datos reales y tener en cuenta sus limitaciones, sin dejar de fundamentar la investigación en principios básicos.

Desafíos a tener en cuenta

El rápido ascenso de Bimsa también plantea desafíos. La colaboración científica internacional sigue enfrentándose a tensiones políticas, controles a las exportaciones y obstáculos para obtener visados. Los congresos, laboratorios conjuntos e intercambios estudiantiles necesitan canales estables y reglas previsibles para mantener el impulso. La diplomacia académica más amplia de Pekín ha dado al instituto socios con los que trabajar, incluidas universidades de Asia y Europa, pero mantener esa apertura requiere atención constante.

La dirección del campus ha dado prioridad a proteger a los investigadores de una carga administrativa excesiva y de interferencias políticas. Mantener ese estándar a medida que crece el instituto pondrá a prueba su gobernanza interna. Contratar a profesores diversos, facilitar la integración de quienes se incorporan y equilibrar a gran escala la investigación pura y aplicada son desafíos prácticos propios de una institución de este tamaño.

La estabilidad de la financiación es otra variable. Los presupuestos públicos han respaldado el crecimiento del instituto, y los nuevos programas filantrópicos en China están aumentando el apoyo a la investigación básica mediante subvenciones de varios años. Ampliar la base de financiadores con una visión a largo plazo facilitaría planificar ciclos de contratación, grandes congresos y proyectos que no se ajustan a plazos anuales o breves.

Puntos clave

• Bimsa, en el norte de Pekín, ha convertido una antigua fábrica de cemento en un activo campus de matemáticas con más de 200 investigadores a tiempo completo y una sólida presencia internacional.
• El instituto recibe el apoyo del Gobierno municipal de Pekín y de la Universidad de Tsinghua, y ofrece paquetes competitivos que ayudan a atraer talento de todo el mundo.
• La investigación abarca las matemáticas puras y aplicadas, así como el trabajo interdisciplinario en áreas como la inteligencia artificial, la ciencia de datos y la física matemática.
• Desde 2023, Bimsa ha sido sede del Congreso Internacional de Ciencias Básicas, un gran encuentro de académicos destacados que incluye los premios Fronteras de la Ciencia.
• Alianzas como el proyecto Geometría y Física con la Universidad HSE respaldan congresos conjuntos y programas de formación para investigadores que inician su carrera.
• Los dirigentes del instituto destacan que una base sólida en matemáticas es fundamental para avanzar de forma independiente en inteligencia artificial y en la modelización de problemas complejos del mundo real.
• Los programas de divulgación, un museo de matemáticas y los concursos estudiantiles forman a futuros investigadores y acercan la teoría pura al público.
• Entre los principales desafíos figuran mantener una colaboración internacional abierta, garantizar la independencia de la investigación y ampliar las fuentes de financiación a largo plazo.