Прес-конференція "Гранітна опора наук"

КРИВОРІЗЬКА ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА І-ІІІ СТУПЕНІВ №69

КРИВОРІЗЬКОЇ МІСЬКОЇ РАДИ ДНІПРОПЕТРОВСЬКОЇ ОБЛАСТІ

 

 

 

 

 

 

Прес-конференція на тему:

«Гранітна опора наук»

 

 

 

 

 

 

 

 

Проведена в 11-А класі

Вчитель І. Червяченко

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кривий Ріг

1. Вступне слово ведучого

Ми живемо у вік науково-технічного прогресу. Математика проникла в усі сфери життя. Жодне технічне вдосконалення не можливе без розрахунків. Але так само важко уявити розвиток будь-якої науки, включаючи суспільні, без використання математики.

Математика все глибше проникає не тільки в суміжні з нею науки, а й у віддалені, стає непохитною опорою прогресу людських знань. Виникли квантова хімія, молекулярна біологія, математична лінгвістика та інші сучасні напрямки наук. Особливої популярності здобула математика, коли у неї з’явився надійний помічник – ЕОМ.

Професія математика стає масовою. І якщо ви не станете математиком, все одно знання цього предмета буде вам потрібним у житті, у вашій майбутній професії.

Тема сьогоднішньої нашої прес-конференції – «Гранітна опора наук». Мова піде про значення математики в різних галузях людської діяльності.

Лрхимед и Ломоносов – соль Земли, соль Земли –

Знать сегодняшних вопросов не могли, не могли,

Но сказали нам учение тогда, нам тогда:

«С математикой дружите вы всегда!»

 

Припев:

Математика – основа всех наук,

Математика – нам самий лучший друг.

На земной нашей планете и космической ракете

Математика, мой друг, нужна вокруг.

 

Все скачала вроде просто – дважды-два, дважды-два!

А потом гудит от формул голова, голова.

Все открития, все новинки впереди, впереди,

Только в ногу с математикой иди!

 

Чтобы дома или в дальней стороне,

На Земле, Венере, Марсе иль Луне

Быть готовыми преграды одолеть, одолеть,

Ми должны над теоремами потеть.

 

Припев:

Математика – основа всех наук,

Математика – нам самий лучший друг.

На земной нашей планете и космической ракете

Математика, мой друг, нужна вокруг.

 

Ведучий Сьогодні у нас на прес-конференції присутні представники науки:

• Завідуючий кафедри геодезії ШАН (Шкільної Академії Наук) -
• Кандидат хімічних наук ШАН -
• Декан факультету математичної лінгвістики -
• Майстер спорту з баскетболу -
• Доцент історичного факультету «Минуле і сучасність», -
• Військовій інженер -

Представники преси:

• Власний кореспондент газети «Глобус» -
• Редактор журналу «Цікавий калейдоскоп» -
• Завідуючий відділом науки журналу «Горизонти науки» -
• Кореспондент газети «Призовник» -
• Редактор журналу «Фізики і лірики» -
• Редактор журналу «Будьте здорові» -

Ведучий. Розпочинаємо прес-конференцію.

Прошу представників преси, а також всіх присутніх на конференції ставити запитання нашим «науковцям».

Власний кореспондент газети «Глобус». Хотілося б послухати про застосування математики в географії, зокрема про те, якими питаннями займається математична картографія.

Завідуючий кафедрою геодезії ШАН. Географія з давніх часів йде в ногу з математикою. Згадаємо, що перша спроба вимірювання Землі була зроблена Ератосфеном, якого більшість з нас знає як спеціаліста в області теорії чисел.

Всім відомо, яке велике значення в житті людей мають карти. Розв’язанням задач картографії займались такі математики, як Ламберт, Мольвейде, Гаусc, Бельтрамі.

Далекі заокеанські подорожі спонукали картографів задуматися над точністю своїх атласів. Через невелику помилку щодо розташування острова на карті корабель міг розбитися на рифах саме там, де карта показувала море, Мореплавцям потрібні були карти, які б точно показували земну поверхню. У 1877 році видатний російський математик Леонард Ейлер створив теорію конформних проекцій. Він розв’язав проблему: як знайти таке відображення ,щоб спотворення масштабу було мінімальним, застосувавши математичний апарат у своїх дослідженнях.

Середина XX століття виявилася переломною у розвитку географії. Створюється нова наукова галузь – математична географія, мета якої – установити просторові закономірності, що пов’язують окремі області географії в єдину систему. На допомогу географам прийшли ЕОМ. За їх допомогою створюються банки географічних даних, які можуть зберігати різноманітну географічну інформацію, видавати її у вигляді таблиць, графіків, рівнянь, карт тощо, тобто саме так, як зручно користувачеві.

Своїми успіхами географія завдячує математиці. При створенні геодезичних карт доводиться розв’язувати велику кількість рівнянь (800 і більше). ЕОМ розв’язує їх за кілька годин, на що раніше витрачалися роки роботи великої кількості обчислювачів.

Питання. Якими питаннями, крім картографії, ще займалися математики?

Відповідь. Видатний математик Отто Юлійович Шмідт вивчив географічне положення Арктики, умови життя в ній. За його участі був створений геодезичний інститут.

Відомий математик Борис Миколайович Делоне вивчав гори і зробив класифікацію гірських вершин Західного і центрального Кавказу.

Питання. Ми знаємо, що планета Уран була відкрита без телескопа, за допомогою обчислень. Говорять, що подібні відкриття траплялися і в географії. Чи так це?

Відповідь. Відкриття «на кінчику пера» були і в географії. Так, визначний дослідник Кропоткін за допомогою математичних досліджень і теорій вивчив рух течій і криги в Північному Льодовитому океані, за допомогою розрахунків передбачив існування не відомої раніше землі. Пізніше у вказаному місці був відкритий архіпелаг Шпіцберген.

Редактор журналу «Цікавий калейдоскоп». Математика й історія... Здається нічого спільного не може буди у цих двох науках. Проте про них сьогодні також говорять, що вони крокують поруч. У чому ж полягає їх співробітництво?

Доцент факультету «Минуле і сучасність». Історія – наука безперервного розвитку. Все, що відбувається сьогодні, завтра стане історією. Тому важливо зберегти для майбутніх поколінь подій минулих років. Сьогодні в цьому історикам допомагають ЕОМ. Використовуючи комп’ютерну техніку, відомий математик Кнорозов склав програму розшифрування писемності народів майя, яку історики розгадували більше ста років. За короткий час машини розшифрували більше половини рукописів.

В інституті кібернетики ім. В. М. Глушкова створена автоматизована інформаційна система «Пам’ять» для збирання, систематизації і зберігання даних про певні історичні події. Зокрема, такими машинами вже зібрана й оброблена інформація про учасників Великої Вітчизняної війни.

Питання. Які математичні теорії застосовуються в дослідженнях?

Відповідь. Найбільш широке застосування має статистичний аналіз, теорія ймовірностей. Широкого використання здобули графіки, таблиці, діаграми та ін.

Послухайте приклад обробки історичного матеріалу за допомогою відсоткування.

... Невдовзі після закінчення ВВВ в одному з архівів Подстдама була виявлена солдатська пошта – сім мішків листів німецьких військовослужбовців шостої армії рейху, яка в січні 1943 року опинилася в самому пеклі війни. Головне управління цензури Німеччини затримало їх для вивчення настрою солдат. Ось короткі записи з тих листів:

«...Прекрасні села спалені і перетворені на попелища. Але найстрашніше те, що гине багато людей»

«...Я не боягуз, але мені сумно і страшно помирати за беззмістовну злочинну справу...» І таких листів багато. Як же охарактеризувати настрій солдатів в цілому? Листи були поділені на чотири категорії:

• Солдати, які сумніваються у перемозі німців, - 37,2 %.
• Солдати, які вірять у перемогу Гітлера, -2,1 %
• Солдати, які зовсім втратили віру в перемогу, - 57,1 %
• Опозиційно настроєні проти німецького уряду - 3,4 %

Які красномовні цифри! Створена за їх допомогою картина здалася відділу інформації такою сумнівною, що вони побоялися Її доводити до відома фюрера.

Так, за допомогою математичних методів була здійснена найпростіша процедура аналізу інформації. Як багато вона показала!

Завідуючий відділом науки журналу «Горизонти наук» Мені довелося читати, що хімічні експерименти можна проводити сьогодні без колбочок і пробірочок, а лише за допомогою математичних розрахунків. Хотілося б докладніше почути, як це відбувається насправді.

Кандидат хімічних наук ШАН. Пройшло більше двохсот років з того часу, як хімія перестала бути описовою наукою. Після того, як геніальний Ломоносов увів у хімічну науку терези, знання математики стало необхідним для кожного хіміка.

У наш час стало можливим проводити хімічні експерименти не тільки без колбочок, а й без хімікатів. ЕОМ може, розв’язавши рівняння, дати відповідь, які саме хімічні сполуки одержимо в результаті взаємодії вихідних елементів.

Питання. Які нові напрями хімії, пов’язані з математикою, виникли в наш час?

Відповідь. Завдяки досягненням математики й обчислювальної техніки виникла нова галузь хімічної науки – квантова хімія. Вона вивчає питання будови й реакційних можливостей хімічних сполук. Застосування ЕОМ підвищує точність розрахунків, швидкість їх виконання, а також складність молекул, які розраховуються. Так, вдалося описати молекулу з 51 атом, що містить 176 електронів.

Одним з важливих напрямків хімії є моделювання розчинників, тут також успішно застосовуються обчислювальні методи прямої оптимізації молекулярної динаміки Монте Карло та ін. Все це виявилося придатним для опису складних органічних та біологічних молекул, оточених з усіх сторін молекулами розчинника.

Широкого розмаху набуває «молекулярний дизайн» нових ліків. Щоб знайти новий лікарський препарат звичайним способом, потрібно систематизувати й випробувати на тваринах не менше 20 000 хімічних сполук, на що йде 7-10 років. Комп’ютерний підхід дозволяє проводити кванто-хімічні розрахунки дуже швидко.

Крім того, ході машинного експерименту можна так видозмінити молекулу, що в ній різко й цілеспрямовано посилюється лікувальний ефект. З використанням ЕОМ розвивається нова галузь хімії-прогнозування сплавів. У пам’яті ЕОМ вводяться дані про будову кожного елемента, який буде складовою частиною сплаву. Враховуючи характерні особливості окремих сполук, комп’ютер передбачає можливості майбутніх сплавів.

Кореспондент газети «Призовних». Застосування математики у військовій справі ніхто не заперечує. Але хотілося б почути про конкретний внесок математиків у військову науку.

Військовий інженер. Використання математики у військовій справі розпочалося ще в глибоку давнину. Ще стародавні вавілоняни використовували математику при будівництві укріплені. Всім відомо, що створення диференціального та інтегрального числення тісно пов’язане з розвитком артилерії. З розвитком авіабудування конструктори зіткнулися з новим явищем – флатером, тобто миттєвим руйнуванням літака. Видатний математик Мстислав Всеволодович Келдиш створив математичну теорію флатера, яка допомогла захистити конструкції від руйнувань. Тим самим було врятоване життя багатьох льотчиків. Під керівництвом математика Михайла Олексійовича Лаврентьєва була розроблена теорія камулятивних снарядів, у якій були використані властивості конічних поверхонь.

Видатний російський математик Олексій Миколайович Кирилов розробив теорію непотоплюваності кораблів.

Про застосування математики у військовій справі можна сказати ще словами поет:

Как воздух математика нужна. Одной отваги офицеру мало.

Расчеты, залп и — цельпоражена могучими ударами металла.

И воину припомнилось на миг, как школьником мечтал в часы ученья

О подвигах о шквалах огневих о яростном порыве наступленья.

Но строг учитель был. И каждый  раз он обрывал мальчишку резковато:

«Мечтать довільно» Повтори рассказ о свойстве круга и углах квадрата».

И воинам любовь збережена к учителю далекому, седому.

«Как воздух математика нужна сегодня офицеру молодому.

 

Редактор журналу «‘Будьте здоровы». Говорять, що математика знайшла застосування і в спорті. Це, мабуть, мають на увазі той факт, що спорт сприяє гармонійному розвиткові людини, в тому числі і математика? Чи так це насправді?

Майстер спорту з баскетболу. Багато хто думає, що математика і спорт несумісні. Це прозвучало і в жартівливому запитанні редактора. Ще великий майстер фехтування іспанець Луїс Пачено де Нарвес розвинув теорію фехтування, засновану на математичних принципах.

Сьогодні математика і спорт стрімко ідуть на зустріч одне одному. Широко застосовуються математичні методи відбору, опису й аналізу експериментальних даних, що одержуються в результаті спостережень за тренуванням, рекордами окремих спортсменів та цілих колективів.

Встановлюється не тільки перспективність окремих спортсменів, а й умови, найбільш сприятливі для тренувань. Теорія ймовірностей застосовується для побудови математичної моделі гри в теніс, футбол.

Питання. В одній з газет розповідалося, що траєкторія молота спортсмена визначається песною формулою. Не могли б ви прокоментувати цей факт?

Відповідь. Будь-ласка. Читав цю статтю в «Известиях». У ній наголошувалося, що шлях до рекордів часто починається в тиші кабінетів за письмовим столом і математичними розрахунками. Так, чемпіон з метання молота Анатолій Самоцвєтов вивів складні формули, що визначають, яки повинен бути кут вильоту, яка допустима в межах довжина тросу, скільки разів потрібно повернутися навколо осі, щоб політ був найдальшим. Математика допомогла Анатолію стати чемпіоном.

Питання. А чи знайшли застосування в спорті кібернетика?

Відповідь. Так. Створені роботи-боксери, роботи-тенісисти, які служать тренажером не тільки для спортсменів-початківців, а й для досвідчених професіоналів.

Редактор газети «Фізики і лірики». Відомо, що математика і література створили новий напрямок науки - математичну лінгвістику. Чи не обмежує або, точніше, чи не принижує художньої цінності творів їх математичний або кібернетичний аналіз?

По-перше, математичні принципи давно здобули свого поширення в літературі. Перші спроби застосувати математику при вивченні літератури й музики пов’язані з піфагорійським вченням про гармонію (VI ст. до н.е.). Видатний узбецький математик Аль-Біруні (973 - 1048) застосував математичні методи для вивчення теорії індійських віршів і прийшов до розв’язання комбінаторних задач.

На сьогодні лінгвістам допомагає комп’ютерна техніка. За допомогою ЕОМ складають частотні словники різних авторів. Методи математичної статистики й теорії ймовірностей дозволяють визначити, випадкова чи ні схожість частотних словників. За допомогою таких словників визначають належність твору певному авторові, а також розшифровують тексти стародавніх народів.

Математичний та кібернетичний аналіз творів не принижує їх художньої цінності, а навпаки, розкриває їх багатство і неповторність.

Питання. Назвіть кілька прикладів встановлення авторства за допомогою частотних словників.

У XVII столітті німецький філософ Вульф висунув гіпотезу, що не гомер написав «Іліаду» та «Одісею», що взагалі такого автора не було. Дослідження творів за допомогою ЕОМ показали, що такий автор був. Книги написані не глупою авторів, а єдиним.

У знаменитої пушкінської «Русалки» є ціла низка фіналів. Сьогодні встановлено, що жоден з них не належить перу Олександра Сергійовича.

О от дослідження частотних словників «Біблії» показало, що її писав не один автор, а принаймні п’ять.

Учені-математики О. М. Крилов, А. М. Колмогоров використовували статистичний аналіз, теорію ймовірностей, елементи комбінаторики для дослідження законів побудови російського вірша.