Нелли Литвак, Андрей Михайлович Райгородский - Кому нужна математика? Понятная книга о том, как устроен цифровой мир

Кому нужна математика? Понятная книга о том, как устроен цифровой мир
Название: Кому нужна математика? Понятная книга о том, как устроен цифровой мир
Авторы:
Жанры: Математика | Научно-популярная литература
Серии: Нет данных
ISBN: Нет данных
Год: 2017
О чем книга "Кому нужна математика? Понятная книга о том, как устроен цифровой мир"

Если вы хотите найти ответ на вопрос «Зачем мне математика?», эта книга для вас. В ней рассказывается о современных приложениях математики, без которых невозможно существование авиации, страхования, железных дорог, медицины, интернета, экономики… Список можно продолжать долго, но проще будет сказать – невозможно существование современного мира, каким мы его знаем.

Эта книга будет полезна широкому кругу читателей, но для наиболее заинтересованных и подготовленных читателей авторы добавили дополнительные сведения, объединив их в специальном приложении.

Бесплатно читать онлайн Кому нужна математика? Понятная книга о том, как устроен цифровой мир


Все права защищены. Никакая часть настоящего издания ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, если на это нет письменного разрешения издателя.


© Н. Литвак, А. Райгородский, 2016

© Издание, оформление. ООО «Манн, Иванов и Фербер», 2017

* * *

Введение

О чем эта книга

В этой книге мы расскажем о некоторых современных приложениях математики. Мы выбрали семь тем, по одной на каждую главу:

1) задачи планирования и составление расписаний (глава «Менеджмент и многогранники»);

2) кодирование текстов для хранения и передачи в цифровом виде (глава «Мир нулей и единиц»);

3) структура соединения серверов каналами связи в интернете (глава «Надежность интернета»);

4) балансирование нагрузки в телекоммуникациях (глава «Сила выбора из двух»);

5) шифрование конфиденциальных сообщений (глава «Секретные числа»);

6) операции подсчета при анализе больших данных (глава «Счетчики с короткой памятью»);

7) распределение рекламных мест в поисковых системах, таких как Google и «Яндекс» (глава «Миллион аукционов в минуту»).


Мы ни в коем случае не претендуем на хоть сколько-нибудь полный обзор бесчисленных приложений математики. На это понадобится не одна книга, а целая библиотека! Например, мы вообще не упоминаем о медицинских приложениях, скажем, о создании подвижной трехмерной картинки на экране при компьютерной томографии или нахождении мутаций в геномах клеток рака. Мы также не касались приложений в высокотехнологичном производстве, например в машиностроении и авиации, и широкого спектра применений в экономике.

Выбранные нами темы объединены одной идеей. Все они связаны с компьютерами и интернетом. Мы хотим на ярких и конкретных примерах показать, что сам по себе компьютер, даже самый мощный, не способен творить ставшие уже столь привычными для нас чудеса: показывать тексты и фотографии, делать сложные расчеты, искать информацию и пересылать данные по всему миру. За всем этим стоит математика; без нее компьютер остался бы просто безжизненным и практически бесполезным устройством.

Конечно, даже эту тему невозможно полностью раскрыть в одной книге. Мы выбрали лишь несколько наиболее близких к теме наших собственных исследований примеров. Если бы эту книгу писали другие авторы, то и темы были бы другими, но не менее впечатляющими.

Мы очень хотим разделить с вами если не наше увлечение, то хотя бы наше восхищение математикой – точной и красивой, древней и всегда современной и, безусловно, невероятно полезной!

Для кого эта книга

Эта книга написана для широкого круга читателей и не требует специальной подготовки. При этом для наиболее заинтересованных и подготовленных читателей мы добавили, кроме основного текста, дополнительные объяснения и приложения.

Основной текст. Основной текст книги не требует абсолютно никакой математической подготовки. Мы постарались писать его так, чтобы он был интересен и понятен каждому читателю. В каком-то смысле наш рассказ можно сравнить с научно-популярными телевизионными программами.

Дополнительные объяснения. Иногда для интересующегося читателя мы объясняем основные идеи чуть более подробно. Этот текст мы приводим во врезках. В основном он не требует математической подготовки. Но при желании его можно пропустить без ущерба для понимания остального содержания главы.

Приложения[1]. В конце книги мы поместили приложения к каждой главе, где приводим более строгие математические формулировки, включая формулы, теоремы и доказательства (или хотя бы идеи доказательств). Сноски на них ищите в соответствующих главах. Приложения рассчитаны на уровень старшеклассников, увлекающихся математикой.

Глава 1

«Кому-то еще нужна математика?»

Нелли

После долгого перелета и полуторачасового стояния в очереди я наконец предъявляю паспорт и кладу указательный палец на маленький сканер в аэропорту Атланты. Унесенные ветром…

– С какой целью вы приехали в США? – в голосе пограничника нет ни капли интереса.

– Я приехала на конференцию.

– Какую?

– По математике.

Со мной все ясно, пограничник ухмыляется и берется за печать:

– И что, кому-то еще нужна математика?

Нет, вы только подумайте! Он сидит в аэропорту Атланты, где буквально каждые десять минут приземляется самолет, сканирует мой паспорт, компьютер в долю секунды находит мои отпечатки пальцев среди миллионов других отпечатков и сравнивает мой файл с сотнями тоненьких линий на маленьком сканере. Каким образом, хотелось бы знать, было решено, во сколько, куда и какой самолет должен садиться? Как сохранить отпечатки пальцев в компьютере, который хоть и показывает на экране всякие картинки, на самом деле не умеет хранить ничего, кроме нулей и единиц? Как быстро найти нужную запись среди миллионов других? И как компьютер – кучка пластмассы и железа – может решить, совпадают ли две картинки, отфильтровав при этом неизбежные помехи и неточности?

Можно копать и дальше, разбираясь в конструкции самолета (максимальная прочность при минимальном весе), вникать в таинственную систему определения стоимости билетов и так далее и тому подобное. И ничего этого – заметьте, абсолютно ничего! – нельзя было бы сделать без математики. Самолеты, цены, линии на пальцах – все это описано с помощью переменных, функций и уравнений. И для всех этих задач найдены эффективные и точные способы решения. Потому что у компьютера нет глаз, и при этом он должен узнать мой отпечаток пальца быстро и безошибочно. Целая команда математиков могла бы работать всю жизнь, занимаясь исключительно проблемами, связанными с аэропортом Атланты.

Я беру свой паспорт и улыбаюсь пограничнику:

– Конечно нужна!

Развивать дискуссию бесполезно. И потом, при всей бессмысленности вопроса не его вина, что он представляет себе математику как бесконечный ряд никому не нужных экзерциций с числами и формулами. И уж конечно, не он один такой.

Недавно я обсуждала эту ситуацию на занятии со студентами-математиками. Вас спрашивают: где вы учитесь? Вы отвечаете: на прикладной математике. Вас спрашивают: и зачем это нужно? В аудитории смущенные понимающие улыбки. Каждый не раз слышал этот вопрос.

Я считаю, что математика должна быть либо красивой, либо полезной. А лучше – как это часто бывает в настоящей науке – и то и другое! Наверное, без специальной подготовки красоту математики понять довольно сложно. Но мне кажется удивительным, что в эпоху цифровых технологий широкой публике так мало известно о невероятной полезности математики. Скептицизм американского пограничника – скорее правило, чем исключение. В этой книге мне хотелось понятно и интересно рассказать именно о пользе математики. Ну и о красоте, конечно, тоже. Надеемся, читатель сможет ее увидеть и оценить.


С этой книгой читают
Эта книга – уникальный путеводитель в сфере высшего образования для абитуриентов и их родителей. Автор – математик и увлеченный, талантливый педагог – знает изнутри систему высшего образования в России и Голландии, имеет богатый опыт работы со студентами разных специальностей из разных стран. Она нашла понятную формулу «попадания в призвание» и предлагает семь правил, которые помогут любому старшекласс нику сделать обоснованный индивидуальный выб
По статистике, голландские дети – самые счастливые в мире. Именно в этой стране живет и растит двух девочек автор книги Нелли Литвак. Будучи успешным профессионалом, она тем не менее одним из главных своих достижений считает хорошие отношения со старшей дочерью. А доверительные отношения в семье психологи рассматривают как отправную точку благоприятного становления личности. Наблюдая педагогические успехи и провалы родителей и учителей, семейный
В данной работе по возможности доступно, ясно мной излагаются основные понятия и функционирование параллельной специализированной гибридной вычислительной машины (МПСГВМ).Главное внимание уделено общему представлению об операциях параллельной специализированной гибридной вычислительной машины при решении задач класса NP.Функциональная схема параллельной специализированной гибридной вычислительной машины подчинена схеме метода точного мгновенного
Эта книга для воспитателей детских садов. В ней собран практический материал для работы с детьми дошкольного возраста по обучению математике в игровой форме. Ведь самое главное для ребенка – это игра, да ещё и занимательная.
Столкнулась с тем, что для своих занятий нет подходящих методичек с большим количеством задач, на которых возможно отработать приемы и варианты решения. Поэтому наполнила книгу созданными задачами и примерами. Поможет в организации дополнительных занятий и т. д.
Предлагаемое вниманию читателя пособие отражает авторский подход к объяснению материала важного раздела школьной математики – тригонометрии, содержит образцы решения задач из Открытого банка заданий ЕГЭ (ФИПИ). Адресовано учащимся 10—11 классов для подготовки к ЕГЭ по математике.
В пособии представлен необходимый теоретический материал и основные понятия по курсу зарубежной литературы XX в.; системе практических занятий; списки текстов для обязательного и дополнительного чтения. В приложении даны некоторые произведения зарубежных поэтов. Для филологов, журналистов, культурологов, специалистов по связям с общественностью, а также для всех, кто интересуется историей зарубежной литературы ХХ в.
Учебное пособие «Русская современная драматургия» создано на основе многолетней работы автора со студентами-филологами МПГУ по данной теме в спецкурсах и спецсеминарах. Пособие состоит из двух частей: «Русская драма накануне перестройки» и «Русская драма на современном этапе». В обзорных и монографических главах рассматриваются основные тенденции развития русской драматургии последних двух десятилетий, затрагивается проблема традиции и новаторств
Славянские сказки, поведанные бабушкой девочке Ведарке. С их помощью она познает каноны мироздания, учится поступать верно и оценивать свои поступки.
Каждый человек сталкивается с двумя приключениями: юностью и одиночеством. Труднее, когда оба приключения выпадают на один период жизни. Но оттого приключения и интересные, что они трудные.В данном сборнике представлены стихи, которые рождались на стыке двух приключений. Может быть, и вам доводилось с таким сталкиваться? Думаю, многие найдут здесь что-то о сражениях с одиночеством, со своей юностью, разговоры с самим собой.