MENU

Na čem všem pracují matematici? Zjistěte to se SC...

Science Café

Vzdělaní lidé si musí hledět své svobody, říká v rozhovoru...

13. 9. 2013 Nové Strašecí, Rozhovory

I učení nudné matematické techniky lze oživit, tvrdí matematik Jiří Neustupa

Pozvání na zářijové Science Café v Novém Strašecí přijal tamější  rodák – profesor Jiří Neustupa z Matematického ústavu Akademie věd ČR.

Setkat se s ním tak můžete 17. září v 19 hodin v Bambuča kafe. Našeho hosta už jsme pro vás ale předběžně vyzpovídali a přinášíme malou ochutnávku z toho, co vás čeká 😉

 

Pane profesore, proč mnoho lidí nemá matematiku rádo?

Někdy mi připadá, že patří k dobrému tónu říkat: „Já jsem matematiku nikdy neuměl, a kdyby byla tenkrát povinná, vůbec bych neodmaturoval. Proč se ji mám učit, zatím jsem ji nikdy nepotřeboval.“ Taková vyjádření jsou poměrně častá, především u umělců, novinářů nebo politiků. Mnohokrát jsem slyšel, že je matematika těžká, že je to zbytečné a proč se vůbec učí.

 

V čem tkví ona nechuť k matematice?

Možná v tom, že na začátku je třeba vynaložit množství dřiny a vypěstovat si dril. Příklad z jiné oblasti: je úžasné, když někdo umí skvěle hrát na housle. Slyšet hrát houslového virtuosa bývá velký zážitek. Ale aby se začátečník stal špičkovým houslistou, musí zvládnout základní techniku a neustále se zdokonalovat. Ty úžasné skladby si zahraje až po letech dřiny. S matematikou je to podobné. Nejdříve se musíte naučit základní techniku a pak se stále zdokonalovat. Myslím, že tahle prvotní část nebaví ani houslistu, ani toho, kdo se učí matematiku. Koho by například bavila úprava zlomků. Ale je to právě ta technika, kterou musíte zvládnout, abyste později mohl řešit mnohem zajímavější problémy.


 

Takže je vyučování matematiky na základní a střední škole nudný dril?

I učení nudné matematické techniky je možné proložit něčím, co žáky nadchne. Středoškoláci i děti základní školy mají rády, když se dá výklad spojit s nějakou zajímavou aplikací. Ale to bychom naše povídání museli směřovat do školství a k nedostatku nadšených učitelů, kteří dokážou pro svůj obor studenty zapálit.

 

Ale dobrých houslistů na světě mnoho není…

To je sice pravda, ale obecně muzikantů nebo těch, kteří alespoň slušně zpívají, je většina. Ale zpět k matematice – mnoho lidí si představuje, že je hlavně o číslech. Čísla jsou však pouze jedním z objektů, které matematici zkoumají, jiných objektů je nesrovnatelně více. Vezměte si třeba matematickou logiku. Když začínám se studenty na vysoké škole, často se musíme vrátit k středoškolské látce, teď mám konkrétně na mysli principy matematické logiky.

 

Myslíte logické operace?

Ano. V teorii čísel je základním objektem číslo, v matematické logice je základním objektem výrok a s výroky je možné dělat různé logické operace, například implikace. Řada matematických vět má tvar implikace, a pokud si to studenti nejsou schopni uvědomit, pokud za zněním věty implikaci nevidí, tak větě nemohou rozumět. Principy matematické logiky jsou velice potřebné.


Čemu konkrétně se věnujete vy?

Můj obor by se dal nazvat aplikace matematické analýzy. Pracuji v matematickém ústavu v oddělení evolučních diferenciálních rovnic. Konkrétně se zabývám hlavně parciálními diferenciálními rovnicemi, kde neznámými jsou funkce, a rovnice obsahují derivace těchto funkcí podle různých proměnných. Často se jim také říká rovnice matematické fyziky, protože se do matematiky dostaly právě prostřednictvím fyziky. Tyto rovnice popisují mnoho stavů a procesů v přírodě, tedy z prostředí reálného světa. Parciální diferenciální rovnice většinou modelují procesy a stavy tzv. kontinua, tedy spojitého prostředí. Můžete jimi popisovat chování různých polí, gravitačního, elektromagnetického, vlny v těchto polích nebo proudění tekutin. Následným zkoumáním rovnic, užitím často velmi abstraktních metod, je možné získat mnoho zajímavých a užitečných informací.

 

Parciální diferenciální rovnice, kterými se zabýváte, respektive Navierovy-Stokesovy rovnice jsou jedním z nevyřešených problému tisíciletí. Co by jejich vyřešení vysvětlilo?

Tyto rovnice popisují prodění kapalin a plynů. Byly formulovány již v 19. století, dosud však není jasné, zda pro dané počáteční podmínky existuje jejich řešení. Úspěšné vyřešení tohoto problému by například přispělo k porozumění turbulencím.


A řešitel by byl bohatší o milion dolarů…

To je sice pravda, protože Clayův matematický institut vypsal na vyřešení každého ze sedmi problémů tisíciletí milionovou odměnu, ale z mého pohledu by to znamenalo především pokrok.

 

Autor: Michal Drtina

 

Problémy tisíciletí (Millenium Prize Problems)

je označení pro sedm matematických problémů, které v roce 2000 vyhlásil Clayův matematický institut jako nejdůležitější otevřené problémy soudobé matematiky. Jsou jakousi obdobou Hilbertových problémů ze začátku dvacátého století. Na vyřešení každého z nich vypsal institut odměnu jednoho milionu dolarů. Do této chvíle byla vyřešena pouze Poincarého domněnka.

 

Matematické modelování

proniklo do různých oborů přírodních, technických, ekonomických i sociálních věd a stalo se důležitým pomocníkem při modelování a simulacích systémů, analýzách a předvídání různých procesů, jevů, chování druhů a stavů společenstev. Matematické modely poskytují srozumitelný popis všech relevantních faktorů dané situace a umožňují odhalit podstatné vztahy mezi prvky studovaného systému.

One Response to I učení nudné matematické techniky lze oživit, tvrdí matematik Jiří Neustupa

  1. Miroslav Hradil napsal:

    Velice rád bych se tohoto Sciece Cafe zúčastnil, ovšem v Brně. Nové Strašecí je poněkud daleko. Dle upoutávky je to velice zajímavé téma.