Попаднах на тази статия и ми се стори доста интересна - поне като за моя "хуманитарен" ум
Ето част от нея, а който има време и желание, може да я дочете тук -- http://fmi-plovdiv.org/GetResource?id=1890
ВСЕЛЕНА И МАТЕМАТИКА
1. ЗАГАДКАТА.
Преди години професор М. Ливио изнася лекция в Университета Корнел, като един от слайдовете в презентацията му е озаглавен:
„Математик ли е Бог?"
Веднага щом той се появява на екрана, един от студентите на първия ред ужасено възкликва:
„Силно се надявам, че не е!"
По късно професорът пише:
Моят реторичен въпрос не целеше да предложи философска дефиниция на понятието за Бог, нито пък беше част от хитро замислен план за сплашване на онези слушатели, които не обичат математиката. По-скоро целта ми беше да представя една загадка, която в продължение на столетия са се опитвали да разрешат някои от най-блестящите умове на света - универсалността и привидното вездесъщество и всемогъщество на математиката. Такива качества обикновено свързваме с божественото, или както пише английският физик Д. Джийнс (1877-1946):
„Изглежда вселената е била проектирана от някой, който се е интересувал от чиста математика".
Фактите:
Наистина, математиката изглежда подозрително успешна в описването и обясняването не само на космоса като цяло, но дори и на някои от привидно хаотичните човешки постъпки.
Независимо от това, дали математиците се опитват да формулират теории за вселената, дали анализаторите на стоковите борси се мъчат да предскажат следващия борсов срив, дали невробиолозите създават модели на функционирането на мозъка, или статистиците се опитват да оптимизират разпределението на ресурсите, всички те неизбежно използват някаква математика.
Нещо повече, дори учените да прилагат формални системи, разработени без връзка една с друга, те все пак се позовават на една и съща обща и вътрешно съгласувана математика.
Какво придава на математиката такива невероятни възможности?
Този въпрос си е задавал и Айнщайн:
„Как е възможно чистата математика, която е плод на независимото от опита човешко мислене , да пасва така добре на материалните обекти?"
Това чувство на пълно объркване съвсем не е ново. Още някои от философите на древна Гърция, най-вече Питагор и Платон, са благоговеели пред очевидната способност на математиката да оформя и направлява развитието на вселената, като в същото време остава отвъд силите на хората да я изменят, направляват или да и влияят по какъвто и да било начин.
В този аспект световно известният специалист по математическа физика Роджър
Пенроуз например разграничава три различни „свята":
свят на съзнателното възприятие - светът, който приютява всички обитаващи съзнанието ни образи;
материален свят - него обикновено обозначаваме с понятието „материална действителност“;
Платоновия свят на математическите идеи - който според Пенроуз е също толкова действителен, колкото световете на материята и съзнанието, е родината на математиката. Тук откриваме естествените числа 1, 2, 3,, 4,..,, фигурите и теоремите на Евклидовата геометрия, Нютоновата теория на движението, струнната теория, теорията на катастрофите и математическите модели на динамиката на фондовите борси.
Според Пенроуз налице са следните три загадки:
1. Материалният свят изглежда се подчинява на закони, които обитават света на математическите идеи. Тъкмо това някога е озадачило Айнщайн, както и носителя на Нобелова награда за физика Юджийн Вигнер (1902-1995), според когото: „приложимостта на езика на математиката за формулиране на физическите закони е чуден дар, който нито разбираме, нито заслужаваме. Трябва да сме благодарни за него и да се надяваме, че той ще продължи да ни съпътства в бъдещите изследвания и ще обхване, за добро или лошо, за радост или почуда, още повече клонове на нашето знание“.
2. Второ, самите ни съзнаващи умове, които са обиталището на съзнателното възприятие - по какъв начин те възникват в рамките на матетиалния свят? Как е възможно умът да се роди от материята? Що бъдем ли някога в състояние да формулираме теория за дейността на съзнанието, която да бъде също толкова вътрешно съгласувана и убедителна, колкото съвременната теория за електромагнетизма?
3. Въпросните възприемащи умове по необясним начин успяват да получат достъп до света на математиката, откривайки, създавайки или описвайки съкровищницата на абстрактните математически и идеи и понятия.
За съжаление Пенроуз не предлага обяснение за нито една от тези три загадки. Вместо това заключава лаконично:
„Без съмнение световете са не три, а само един, но понастоящем нямаме дори бледи идея за него"
Това е далеч по-скромно признание, в сравнение с отговора на учителя от пиесата на А. Бенет „Цели четиридесет години“ , отнасящ се до донякъде сходен въпрос:
Фостър: Все още не съм съвсем наясно по въпроса за Светата Троица, господине.
Учителят: Три в едно, едно в три, съвсем ясно е. Ако имаш съмнения по въпроса, обърни се към учителя си по математика.
Как се е почувставал ученика след това „обяснение“ всички можем да си представим.
В действителност има два различни аспекта, свързани с успеха на математиката в обясняваното на света около нас (които Вигнер обозначава като „необяснимата ефективност на математиката"), като единият от тях е много по-изумителен от другия.
Първият можем да наречем „активен". Когато физиците се лутат из лабиринта на
природата, те осветяват пътя си с помощта на математиката - инструментите, които използват и разработват, моделите, които развиват и хипотетичните обяснения, които въвеждат, неизменно са математически по своята природа. Например Нютон е наблюдавал падаща ябълка, луната и вълните по брега на морето (поне се твърди че ги е наблюдавал), а не математически уравнения. Въпреки това той успява да извлече от тези природни феномени ясни, стегнати и невероятно точни математически закони, на които се подчинява природата. Аналогично Джеймс Кларк Максуел (1831-1879) разширява рамките на класическата физика, като включва в нея всички електрични и магнитни явления, известни през шестдесетте години на XIX в. Това той успява да направи с помощта на едва четири математически уравнения.
Но загадъчната ефективност на математиката има също и „пасивна" страна, която е толкова удивителна, че „активната" й страна бледнее пред нея.
Понятия и отношения, изследвани от математиката без да е имано предвид каквото и да било външно приложение, след десетилетия (а понякога след цели векове) ни дават решение на въпроси, формулирани по повод изследването на материалната действителност! Как е възможно това?
Един от елитните математици Г. Х. Харди (1877-1947) е бил така горд от това, че изследванията му се ограничават в областта на чистата математика, че гръмко обявил: „Нито едно мое откритие не е допринесло ни най-малко и вероятно няма да до-принесе, пряко или непряко, за добро или лошо, за благоустрояването на света".
Както можете да предположите, оказало се, че греши. Едно от откритията му се е превъплътило в закона на Харди-Вайнберг , който е един от фундаменталните принципи, използвани от генетиците при изучаването на еволюцията на биологичните популации. Така дори Харди, един от най-гласовитите противници на приложната математика, е бил насила въвлечен в производството на практически приложими математически теории.
Това обаче е само върхът на айсберга. Кеплер и Нютон откриват, че планетите в нашата слънчева система при движението си около Слънцето описват елипси - геометрични фигури, изследвани от гръцкия математик Менехъм ( около 350 г.пр.Хр.) т.е. цели две хилядолетия по-рано.
Новите видове геометрии, чието начало поставя Б. Риман (1826-1866) в класическата си лекция от 1854 г. се оказват точно това, което е нужно на Айнщайн за описване на тъканта на космоса.
Резултатите на Галоа (1811-1832) създадени с единствената цел да се изследват решенията на алгебрични уравнения, днес са се превърнали в инструмент използван от физици, инженери, лингвисти и дори антрополози за описване на твърде различни по вид симетрии в природата.
През 1975 г. Файгенбаум, тогава млад специалист по математическа физика, изследвайки числено асимптотичното поведението на решението едно уравнение (с калкулатор) установил че получените числа клонят към 4.669.... Това се получило и при редица други уравнения. Файгенбаум бързо заключил, че това откритие разкрива някаква универсална закономерност, макар че не разполагал с никакво приложно обяснение за това явление. Нещо повече статията му посветена на този проблем е била отхвърлена от редица научни списания. Не след дълго обаче резултатите от различни експерименти показали, че поведението на втечнения хелий при загряване съвпада със
закономерността, установена от Файгенбаум. Оказало се, че това не е единственото явление в природата, при което се наблюдава тази закономерност. Забележителното число на Файгенбаум се появило отново в изследването на прехода на течности към състояние на турбулентност и дори било използвано за описване на процесите, които протичат в капещите чешми.
Списъкът на такива математически „предвиждания", служещи за целите на различни научни дисциплини може да бъде продължаван неопределено дълго.
2. ОТКРИТА ИЛИ ИЗМИСЛЕНА
Както стана дума необяснимата ефективност на математиката поставя пред нас множество вълнуващи въпроси като:
Наистина ли математиката съществува независимо от човешкия ум?
С други думи, откриваме ли ние истините на математиката, също както астрономите откриват непознати галактики или пък математиката не е нищо повече от човешко творение?
... ... ...