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

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

Авторы:

Жанры: Научная литература, Математика

Циклы: не входит в цикл

Формат: Фрагмент

Всего в книге 45 страниц. Год издания книги - 2017.

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.

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.


С этой книгой читают
Лес. Как устроена лесная экосистема

Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.


Технологии против Человека. Как мы будем жить, любить и думать в следующие 50 лет?

Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.


Князь Евгений Николаевич Трубецкой – философ, богослов, христианин

Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.


Интеллигенция в поисках идентичности. Достоевский – Толстой

Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.


Историческое образование, наука и историки сибирской периферии в годы сталинизма

Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.


На траверзе — Дакар

Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.


Наследие

Николь, двоюродная сестра Холли Катере, похищена колдунами из Верховного ковена. Молодая ведьма, принадлежащая к древнему колдовскому роду, отправляется в Лондон, чтобы спасти похищенную сестру. Прибыв в столицу Англии, Холли неожиданно выясняет, что в подземельях Верховного ковена держат в плену Жеро, ее возлюбленного, изувеченного Черным огнем, могучим колдовским заклинанием. Тем временем старый враг Холли, колдун Майкл Деверо, собирает в Америке армию зомби. Холли любит Жеро, но пока идет война с Майклом, ей приходится временно забыть о своих чувствах и вступить в навязанную враждебным кланом борьбу.Впервые на русском языке мистический сериал «Проклятые», попавший в списки бестселлеров «Нью-Йорк тайме»!


На волнах любви
Автор: Рут Сирс

Действие романа происходит в живописном курортном городке Калифорнии на берегу океана. В местной больнице, куда после окончания медицинских курсов приезжает Эйва Кендалл, работает молодой хирург, красавец Блейк Стонтон. Она становится его помощницей и очень скоро влюбляется в него. Но ее чувство наталкивается на непробиваемую стену равнодушия. Эйва узнает, что Блейк переживает личную трагедию — с тех пор, как утонула в океане его жена, он сторонится людей.Однако красота Эйвы, ее сердечность и удивительная самоотверженность постепенно разрушают эту стену.В жизнь Блейка Стонтона вновь вмешивается разбушевавшаяся морская стихия.


Замуж за лучшего друга

Осознав в последний момент, что совершает большую ошибку, Эми сбегает из-под венца. Ей неловко и стыдно, поэтому, когда друг детства Лео предлагает ей поехать с ним в Тоскану, она сразу же соглашается. Она думает, что вдали от дома сможет вновь обрести душевный покой, но внезапно вспыхнувшая между ней и Лео страсть переворачивает ее привычный мир с ног на голову.


Свет твоей любви
Автор: Тара Пэмми

На званом ужине рыжеволосая Клио Норвуд встречает старого институтского друга. Теперь он разбогател, стал влиятельным мужчиной, но так и остался холостяком. Оба бегут от прошлого, оба привыкли делать вид, что все хорошо. А теперь их связывает общая цель…


Другие книги автора
Формула призвания

Эта книга — уникальный путеводитель в мире 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. Нелли Литвак нашла понятную формулу «попадания в призвание» и предлагает семь правил, которые помогут любому старшекласснику сделать обоснованный индивидуальный выбор. Как понять, какая профессия подходит именно вам? Что необходимо знать о вузе и учебной программе и как извлечь максимальную пользу за предстоящие годы инвестиций в самого себя? Абитуриентам книга даст отправные точки для поиска и выбора специальности, а родителям подскажет, как избежать конфликтов с детьми и поддержать их в принятии одного из главных решений в жизни.


Наши хорошие подростки

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 и школьный уклад нескольких поколений в России и в Голландии, сравнивая традиции образования и воспитания, Нелли Литвак решила систематизировать собственные методы и накопленный опыт и поделиться ими с другими.