День числа "Пи": несколько причин полюбить математику

Представьте себе массу людей, выстроившихся в шеренгу. Над каждым из них табличка с определенной цифрой. Все они стоят в строгом порядке. Неподалеку другие люди пекут пироги, поют странные песни и рассказывают неловкие математические анекдоты. К чему это все? Так в научном музее Сан-Франциско "Эксплораториум" каждый год, четырнадцатого марта, отмечают день числа "Пи" — неофициальный День математики, который придумал больше тридцати лет назад косматый физик Ларри Шоу. Корреспондент akubookapa.ru, вместе с Институтом математики НАН Украины, разбирался как это было и почему сегодня все так же важно говорить об этом.

Перед тем, как попасть в музей, Шоу работал над ускорителями частиц в Ливерморской национальной лаборатории. В 1972 году Френк Оппенгеймер (младший брат Роберта Оппенгеймера, отца атомной бомбы) пригласил его куратором в "Эксплораториум". Вчерашний физик устраивал выставки, писал музыку и изучал буддизм, пока не заметил, что в американском варианте записи дат — месяц/день/год — 14 марта точь в точь совпадает с тремя первыми цифрами числа "пи" (3,14). Нельзя сказать, что это открытие тот час перевернуло его жизнь, но уже через год по всему музею посетители ели праздничные Пи-роги (Pi-pie).

То, что в этот же день родился выдающийся физик Альберт Эйнштейн только добавило веса выдумке Шоу и праздник стал традицией с пускай не очень оригинальными, но обаятельными ритуалами. Обязательным атрибутом считаются те самые Пи-роги, а также любая еда, в которой "присутствует" знаменитая константа — ананасы (pineapple), кедровые орехи (pine nuts) и пицца (pizza). Не обходится действо и без праздничных шествий, которые исправно, вплоть до своей кончины в 2017 году, возглавлял Ларри "Принц пи" Шоу. Праздник настолько породнился с наукой в целом, что в 2009 году Палата представителей США выпустила специальный документ, которым поддержала празднование Дня "пи" четырнадцатого марта по всему земному шару.

Кратко и по делу в Telegram

Справка: Ради справедливости, стоит отметить, что существуют две резервные даты, которые также связывают с этим числом — 22 июля (дробь 22/7 использовалась в качестве приближения "пи") и 28 июня (6/28). Последнюю еще называют днем "тау", другой константы, которая равна "пи" умноженному на два.

Казалось бы, к чему такой ажиотаж вокруг незатейливого отношения длины окружности к ее диаметру? Да, и откуда вообще взялось "пи"? Долгое время эту греческую букву использовали для обозначения окружностей, а в 1706 году впервые "по назначению" ее применил английский математик Уильям Джонс. Спустя двадцать лет идею подхватил Леонард Эйлер, рок-звезда математики нового времени. Хотя приблизительное значение константы ученые пытались выяснить задолго до того. Есть даже версия, что Вавилонская башня упала по вине строителей, которые решили — "пи" равно трем. Да и кто только не занимался вопросом — египетские жрецы, китайские философы, авторы ведийский текстов.

Все пытались уточнить "пи". Эстафету Архимеда подхватил сначала Птолемей, а потом голландец Людольф ван Цейлен. За десять лет он продвинулся на двадцать цифр после запятой и сдался со словами "У кого есть охота — пусть идёт дальше". Но методы математики развивались — появился анализ, который во многом перевернул мир и до сих пор держит в ужасе большинство первокурсников технических специальностей. К концу XIX века цифр стало больше пятисот, а саму константу начали обнаруживать в самых неожиданных уголках человеческих знаний, выводя из самых умопомрачительных формул.

Читайте также: Ученые из MIT разработали мягкую "кожу" для роботов

Вскоре, закономерно, вмешались компьютеры и после запятой появились сначала миллионы, а потом и триллионы знаков. В 2019 году сотрудница Google Эмма Харука Ивао установила мировой рекорд, преодолев 31 триллиона цифр!

К этому времени то, что обычно называют "математикой" давно перестало быть наукой, превратившись в необъятный кластер дисциплин. Математические модели вросли в химию, биологию, социологию, экономику, а кое где даже в литературу. О физике и вспоминать не стоит. В цифровую эру математика окончательно стала столь же неотъемлемой для человеческой цивилизации, как для самой математики число пи. Правда у такой универсальности и необходимости оказался существенный, но очевидный недостаток — математика чертовски сложна. С этим согласна и младший научный сотрудники Института математики НАНУ Екатерина Пожарская.

"Какая реакция возникает когда мы сталкиваемся с чем-то для нас непонятным? Страх и отвращение. Поэтому главное — с детства иметь хорошего учителя или наставника, который сможет легко и интересно объяснить сложный материал. Хотя настойчивая, осознанная работа ученика не менее важна", — говорит она.

И все же в глазах подавляющего большинства Царица наук, как называет математику Пожарская, вызывает, как минимум уныние. И здесь нельзя свалить вину только на плохое образование в Украине или тяжелое советское наследие. Аспирант Института математики Александр Лагодзинский называет это глобальной проблемой. Элементарный пример. Если поискать в соцсетях европейские или североамериканские группы, выкладывающие научный юмор, то окажется, что добрая половина всех математических мемов о том, что математика заставляет людей плакать. Ну как такую любить?

Читайте также: Устаревшие статьи на "Википедии" будет исправлять искусственный интеллект

А вот у Екатерины получается неплохо — в прошлом году она защитила кандидатскую диссертацию на тему энтропийных чисел классов периодических функций нескольких переменных. Непонятно? Кому то может показаться, что для понимания таких заклинаний нужно быть математиком, кандидатом физико-математических наук в третьем поколении и, не сомневаясь, при поступлении подать документы на единственную специальность — математику. Все это именно о Пожарской, хотя она свою тягу аргументирует иначе:

"У каждого процесса или события есть причина. И как раз математика дает ответ на вопрос "Почему это так, а не иначе?". Она постоянно вокруг нас, в каждом процессе, состоянии, устройстве. Просто очень часто мы воспринимаем все как должное, не задумываемся о том, какие алгоритмы лежат в основе".

Другой красноречивый довод приводит замглавы Совета молодых ученых Института математики Адриана Плакош. Казалось бы, чем может заниматься девушка с таким элегантным, прибрежным именем? Нильпотентными р-группами Черникова! Адриана не скрывает, что любовь к предмету ей привили еще школьные учителя и она частенько побеждала на Олимпиадах по математике. Но в то же время это был ее сознательный выбор уже во взрослом возрасте — будущий кандидат физико-математических наук поступила на все факультеты, в которые подавала документы, и долго решалась что выбрать.

"Именно тогда, проанализировав все возможности, я осознала, что математика является универсальной наукой, которая фигурирует во всех профессиональных направлениях будущего", — признается Плакош.

Читайте также: От ГМО до сингулярности: что ждет человечество к 2030 году (ВИДЕО)

К этим двум практическим аргументам замдиректора по научной работе Института математики Александра Антонюк добавляет третий — эстетический. Доктор наук отмечает, что лично ее интересует в математике скорее не результат, а сам процесс достижения результата — поиск интересных зависимостей и неожиданных последствий.

"Чтобы увидеть эту красоту часто нужно овладеть достаточно большим объемом информации, определений, простых и не очень теорем, потратить много времени на то, чтобы разобраться, вжиться в отрасль. Только тогда настоящая "красота математического результата" кристализуется в сознании. Особенность математики в том, что ее нужно пройти последовательно, от простых определений и терминов к более изощренным но громоздким определениям современной математической мысли", — объясняет Антонюк.

Своими мыслями о том, как доносить важность и красоту математики, в условиях практически неконтролируемого роста этой изощренности, рассказал Лагодзинский, который является также одним из организаторов Дня числа "пи" в Украине. Он говорит о двух компонентах. Первый — популяризация за счет создания качественного научно-популярного контента и проведения тематических мероприятий. Второй — персоналии.

Читайте также: Во всей Украине ввели карантин из-за эпидемии коронавируса

"Дети и взрослые люди не поверят человеку, который не горит математикой и не сможет доступно объяснить материал. Надо проводить тренинги для ученых, учителей, активистов чтобы повысить качество донесения информации до публики", — считает Лагодзинский.

В Украине вопрос ярких персоналий, которые бы увлекательно говорили о математике в публичной плоскости, не закрыт. Есть учитель физики из Одессы Павел Виктор, Ютуб-канал которого собрал почти 20 млн просмотров. Есть молодой и перспективный генетик, популяризатор науки Александр Коляда. Однако условного Стивена Строгаца (американский ученый, автор научно-популярных бестселлеров о математике) всеукраинского масштаба нет. И эта проблема пока остается не решенной. С другой стороны, по словам Адрианы Плакош, уже сейчас проходит достаточно много мероприятий направленных на популяризацию математики. Всего пару недель назад Совет молодых ученых и актив Института математики приняли участие в NEOобразовательном арсенале, а 14 марта должно было состояться празднование Дня числа "пи". Из-за карантина, вызванного коронавирусом, праздник пришлось отменить, но, по словам Лагодзинского, он обязательно состоится после. Тем более, что в активе математиков есть еще несколько запасных дат.

Источник