Книга недели: математика в основе всего
Если бы человечество вдруг лишилось знаний из области математики, то со временем распрощалось бы со всеми благами цивилизации, которые стали привычной частью жизни. Да и текста о новинке популяризатора этой науки Иэна Стюарта, который вы сейчас читаете, не было бы. В своей книге он объясняет, как благодаря математике мы изучаем прошлое, следим за настоящим и предсказываем будущее.
Это база. Зачем нужна математика в повседневной жизни
Иэн Стюарт
Покупка продуктов, строительство, трансплантация органов и технологии кинематографа — математика везде
Обложка книги: © «Альпина нон-фикшн»
«Без уравнений аэродинамики невозможно конструировать самолеты. Навигация опирается на тригонометрию. Сегодня мы пользуемся навигацией совсем не так, как делал это Христофор Колумб, поскольку математика у нас встроена в электронные устройства и нам не приходится пользоваться пером, чернилами и навигационными таблицами, но базовые принципы остаются примерно теми же. Для разработки новых лекарств необходима статистика, без которой невозможно обеспечить их безопасность и эффективность. Спутниковая связь невозможна без глубокого понимания небесной механики. Прогнозирование погоды требует решения уравнений, описывающих движение атмосферных масс, количество содержащейся в них влаги, температуру и взаимодействие всех этих факторов. Можно привести тысячи разных примеров. Мы не замечаем, что в них задействована математика, ведь для использования результатов это знать необязательно».
«Сегодня на нашей планете компьютеров больше, чем людей. Как известно, представителей рода человеческого насчитывается 7,6 млрд. А одних только ноутбуков на Земле больше 2 млрд, а еще существует почти 9 млрд смартфонов и планшетов, причем те и другие часто обладают большей вычислительной мощностью, чем лучший суперкомпьютер, который можно было купить в 1980 году. А если учесть еще крохотные компьютеры, которые производители массово втискивают в посудомоечные машины, тостеры, холодильники, стиральные машины и дверцы для кошки, то количество компьютеров превысит численность людей вчетверо».
Иэн Стюарт — почетный профессор Уорикского университета, занимается исследованиями динамики нелинейных систем и популяризацией математики
Фото: © «Альпина нон-фикшн»
«Скорее всего, исчезновения чистой математики на передовых рубежах мы бы просто не заметили. Хотя лет через 100 кое-что из этой категории приобрело бы жизненно важное значение, сейчас без всего этого можно обойтись. Но по мере того как „математикоядные“ будут спускаться с башен из слоновой кости вниз, ближе к земле, у нас начнут пропадать важные вещи. Первыми в очереди стоят компьютеры, мобильные телефоны и интернет — самые математически сложные продукты на планете. Далее идет все, что связано с космосом: метеорологические, экологические и коммуникационные спутники, спутниковая навигация, в том числе авиационная и морская, спутниковое телевидение, отслеживание вспышек на Солнце. Перестанут работать электростанции. Промышленные роботы остановятся, производственные отрасли умрут, и мы вновь вернемся к веникам и швабрам вместо пылесосов. Никаких самолетов: без компьютеров мы уже не сможем их проектировать, а без аэродинамики не разберемся, как удержать их в воздухе. Радио и телевидение исчезнут в клубах инопланетного дыма, потому что эти технологии опираются на уравнения Максвелла для электромагнитного излучения — радиоволн. Все крупные здания рухнут, потому что их конструкции сильно зависят от компьютерных методов проектирования и теории упругости, которая должна обеспечить целостность конструкции. Никаких небоскребов, никаких крупных больниц и стадионов».
«Репортаж The Guardian, процитированный в эпиграфе к данной главе, рисует мрачную картину. Недавнее ускорение таяния арктических льдов и уменьшения ледового покрова, выведенное из наблюдений, а не из математических моделей, подразумевает, что подъем уровня моря к 2100 году составит две трети метра. Это на 7 см больше, чем ранее предсказывала Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC). Около 400 млн человек будут ежегодно подвергаться риску наводнений, что на 10 % больше, чем 360 млн человек, предсказанные IPCC. Кроме того, подъем уровня моря усиливает штормовой нагон волны, что может нанести дополнительный ущерб прибрежным регионам. В 1990-е годы Гренландия ежегодно теряла по 33 млрд тонн льда. За последние 10 лет этот показатель увеличился до 254 млрд тонн в год, а всего с 1992 года потеряно уже 3,8 трлн тонн льда. Примерно половина этих потерь вызвана ускорением сползания ледников и отламыванием от них айсбергов на границе с океаном. Вторая половина обусловлена таянием льда, в основном на поверхности. Так что физика талых прудов сегодня приобретает жизненно важное значение для каждого из нас».
Иэн Стюарт. «Это база. Зачем нужна математика в повседневной жизни». М.: «Альпина нон-фикшн», 2024. — 392 c.
