Математический язык в познании и мышлении

Математик Алексей Семихатов об открытии планеты Нептун, уравнениях Максвелла и математическом описании расширения Вселенной

14.08.2014
24 484
Почему мы рассматриваем окружающий мир через призму математической логики? Как была открыта планета Нептун? И как Максвелл вывел свои уравнения? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Алексей Семихатов.

Математика обладает свойством опережать экспериментальные знания и позволяет нам силой мысли проникать в те уголки Вселенной, куда мы физически проникнуть не можем. Канонический пример такого рода — это знаменитое открытие планет на кончике пера. Человек брал лист бумаги и сидел за ним несколько лет, делая вычисления, потом вызывал астронома и говорил: «Посмотри в эту область неба, и ты увидишь там планету, которую до этого никто не видел». В действительности история была чуть более интересная. Люди, которых попросили посмотреть на небо, не вполне были уверены, что эти вычисления достойны внимания, у них были другие заботы. Тем не менее нашлась группа людей, которые поступили таким образом, и так была открыта планета Нептун. Были проделаны вычисления, которые говорили о том, что имеющиеся нарушения в траектории предыдущей планеты можно объяснить, если предположить, что есть еще одно тело, доселе неизвестное. Из видимых с помощью телескопа нарушений движений предыдущей планеты, последней известной в XIX веке, с помощью сложных математических расчетов длиной в несколько лет удалось узнать, где могло бы двигаться новое небесное тело.

Современная математика и квантовая физика Математик Армен Сергеев о Стандартной модели, теории струн и исследованиях Поля Дирака

Средствами логического анализа можно узнать недостающие куски реальности. Это ярко выразилось в истории с электричеством и радиосвязью. К моменту открытия никто не знал слова «радиосвязь». К середине XIX века имелись записанные несколькими людьми законы. Был математически выраженный закон Кулона, который говорил о том, как электрические заряды притягиваются, был закон Ампера — закон о магнитных и электрических полях — о том, какие магнитные поля создаются токами, потом появился закон Фарадея. Это были математические утверждения, которые существовали изолировано и более или менее сами по себе. Максвелл задался целью найти, нет ли единого математического формализма, в котором все эти законы записывались бы однотипно и в некотором смысле равномерно.

Эйнштейн сумел разработать свой математический аппарат для описания гравитационных сил и написать уравнения, одним из решений которых могла быть вся Вселенная. Дальше выяснилось, что логически возможно добавить в эти уравнения некоторые слагаемые (некоторая параллель тому, что делал Максвелл). Эйнштейн его добавил, руководствуясь, по-видимому, ложными соображениями. Потом всю жизнь считал это самой большой своей ошибкой. Сейчас выяснилось, что нечто, вроде этого слагаемого, весьма вероятно описывает экспериментально обнаруженный недавно эффект — ускоренное расширение Вселенной. Вселенная расширяется не так, как думали раньше: что-то ее расталкивает, и она расширяется все быстрее и быстрее. Исключительно средствами логики удается увидеть, что может происходить в природе. Современное познание природы в значительной степени на фундаментальном уровне продолжает эту традицию.

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Физического института им. Лебедева РАН
Узнал сам? Поделись с друзьями!
  • publicStatic

    Крутой чувак! Больше видео с ним!

  • Tim

    Очень интересно! Больше видео с ним!

  • Yeah Science, Bitch!

    Yeah science, bitch!

  • Алексей Левин

    «Целые числа создал Господь, а все прочее — дело рук человеческих.»
    Леопольд Кронекер

  • Алексей Левин

    Олднако история открытия Нептуна на деле куда интересней. Скорее всего, эту планету дважды заметил Галилей, который, однако, принял ее за обычную звезду. 10 мая 1795 года Нептун наблюдал известный французский астроном Мишель Лаланд, который тоже решил, что имеет дело со звездой.

  • roman rst17

    Присоединяюсь. Алексей Семихатов великолепен! Про Максвелла и происхождение его уравнений — очень занимательно.

  • Паша Ковалевский

    Замечательное видео

  • Чертовски интересная лекция. Присоединяюсь к просьбам — приглашайте Алексея почаще 🙂

  • Игорь Усимов

    Автор рассуждает о том, о чем современная философия давно уже все знает.
    Математика — это всего лишь частный ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ практический способ различать реальность на части.
    Инопланетянам совсем не обязательно владеть математикой, чтобы построить космический корабль.
    У них могут быть другие способы РАЗЛИЧАТЬ реальность, вполне возможно, более совершенные, такие, о которых мы не можем и мечтать. Даже такие, которые мы не способны описать имеющимися у нас лингвистическими средствами.
    Вполне возможно, что те десять деревьев в парке или пять домов в городе, о которых упомянул комментатор, инопланетяне рассмотрят как единую систему, которая вовсе не нуждается в дифференцировании.
    Вообще, вы все должны понимать, что математика — это плод ЭВОЛЮЦИИ.
    Скорее всего, появление математики — это событие, имеющие БОЛЬШУЮ вероятность.
    И потенциальные инопланетяне будут обладать чем-то вроде математики.
    Но повторю, совсем не обязательно, что у инопланетяне будут воспринимать реальность так же, как люди.
    Резюмируя, должен заявить, что математика — это сугубо человеческое восприятие мира, связанное со случайным и одновременно закономерным развитием человека как природного и социального существа.
    Я согласен вот с чем: для того, чтобы эффективнее использовать окружающую нас реальность, необходимо ее как можно эффективнее дифференцировать или различать на части. Математика и наука в этом смысле — очень полезные инструменты практического освоения реальности.
    Но с чего вы решили, что у инопланетян не найдется других инструментов для различения реальности, кроме математики и науки?
    Если уж инопланетяне долетели до нашей планеты, значит они точно не обладают таким архаическим и отсталым практическим инструментом, как математика. У них есть что-нибудь получше науки и «рационального мышления».
    Читайте Делеза, Дерриду или какого-нибудь Фуко, и все поймете.
    Математики не могут объективно судить о собственной науке. Они слишком пристрастны. Только сторонний наблюдатель может оценить математику. Таким наблюдателем является философ.
    Короче, не делайте из математики фетиш или магию. Математика — не более чем плод тысячелетних проб и ошибок развития ЧАСТНОЙ человеческой цивилизации.
    У нас получилось создать математику, но у инопланетян получится лучше.
    Поэтому они летают по космосу, а мы все еще сидим на Земле и даже забыли, как летать на луну))))

  • Игорь Усимов

    Для меня это видео интересно с точки зрения написания фантастики.
    Я давно придумываю инопланетную цивилизацию, напрочь лишенную того, что мы люди называем «рациональным мышлением».
    Например, известная всем цивилизация жуков из различных фильмов.
    Есть у этих жуков математика? Иди даже язык?
    А что, если инопланетяне вообще вышли в космос не благодаря технике и преобразованию природы в горы свалок и пропахших гарью городов, а продолжили эволюционировать и изменять свою природу?
    То есть ничего подобного мозгу у них не появилось, но они сумели преодолеть пространство как некие эволюционирующие пчелы или муравьи?
    Что, если к нам прилетят такие муравьи или пчелы?
    Мы же не будем ждать, что у них есть математика?
    Но они будут разумны в том простом смысле, что будут МОГУЩЕСТВЕННЕЕ нас.
    Ведь НИКТО ЕЩЕ не привел точное определение разумности.
    На самом деле человек по своей природе — расист и ксенофоб, и признает разумными только тех инопланетян, которые будут обладать большими военными возможностями, чем человек.
    Вот прилетят такие космические пчелы и пустят человечество на корм своим личинкам.
    И тогда человечество со своей математикой канет в Лету, а пчелы полетят дальше, в другую звездную систему.
    Даже жаль, что никаких инопланетян во вселенной не существует(((

  • Игорь Усимов

    Простите за грубость, но это все научная бравада. Никаким законам природа, яблоко или Луна не подчиняются и не думают подчиняться. Просто для НАШИХ ПРАКТИЧЕСКИХ НУЖД достаточно уравнения Ньютона или Шредингера.
    Чтобы строить дома или отправлять ракеты в космос.
    Точно так же как для муравья достаточно ферментного следа на пути муравьиного конвоя и муравьев-переселенцев.
    Но это не значит, что природа подчиняется какому-то «ферментному муравьиному закону».
    Хотя муравьи думают, что все подчиняется ферментным следам))))
    Наука абсолютизирует науку, и это очень весело наблюдать))))
    Математика как всегда начинает заниматься онтологией)))
    Не надоело открывать колесо по десятому разу?
    Не стоит ли почитать современную философию?)))

  • он похож на шамана транслирующего музыку сфер

  • Игорь Усимов — Не современную а античную.

  • mathhex

    Игорь Усимов, Вы типичный образованец, с подготовкой философского факультета! Не обижайтесь: в моём понимании «образованиец» – человек получивший образование, но ввиду его, полученного образования, специфики, не способный понять ограниченность своих знаний и, как следствие, судящий «со своей колокольни» обо всём на свете, в том числе о том, чего не понимает, или точнее, чего только краем коснулся.
    У Вас даже отдалённого представления о том, что такое математика, нет. Математика – инструмент, который естественные науки используют для моделирования реальности и логического оперирования элементами построенных моделей.
    Это ж надо, в XXI веке ещё остались наивные и убеждённые люди, считающие, что отвлеченные и бесплотные игры разума – основная суть современной философии – помогут познать мир. Философия – давно пройденный этап развития методологии познания человеком окружающего мира: еще в XVIII веке в ней выделилась натурфилософия, ставшая после Наукой. А Деррида, Делёз, Фуко и прочие героические постмодернисты к методологии познания объективной реальности не имеют никакого отношения. Пока ребята вроде Вас рассуждают о трансцендентальном, «такой архаический и отсталый практический инструментом, как математика» позволил развить, в частности, аппарат современной физики, результатом практического использования которого являются все те устройства, благодаря которым Вы пишете свои строки… Именно это и есть практический критерий эффективности современного этапа развития методологии человеческого познания – науки.
    А Вы, как я погляжу, у нас и философ, и математик, и физик, и историк, и геополитик, и биолог. Тут одно из двух: или вы – гений, корифей всех наук, или вам следует умерить пыл и заняться полезной деятельностью, хотя какой – сложно сказать, ведь Вы «философ», «профессор МГУ» «из Минска», аж «с 1998 г.»
    В прочем, чёрт знает, может быть Вы – всего лишь тролль…

  • Ашот Алверцян

    Человек устроен так! что все время ему приходится сравнивать, делать выбор ,рассчитывать, планировать…(математика) мы! многое как нам кажется, просчитали, добились, узнали.(Но наши расчеты мизерны , планета в грязи ,болезнях, без лекарств)похоже математика это мизер то что у нас есть.

  • Станислав Борисов

    Странно слышать такие сентенции от доктора математических наук!
    Наука «математика» сформировалась как один из инструментов описания окружающего нас мира. Природа первична, а человек, в том числе и методами математики, лишь описывает её. Формулы, описывающие процессы в окружающем мире, выводились и подтверждались на основе наблюдений за природой и экспериментов. Поэтому число «Пи» одинаково везде: и у землян и у инопланетян, правда отображено будет по разному, но суть его от этого не изменится. А то что окружающий нас мир так логичен и «математичен» — то он такой и другого мы пока не знаем. Это его свойство и позволяет «на кончике пера» выводить его законы!.

  • Алексей Козин

    Алексей если вы хотели лаконично сумничать то тогда не «целые числа» а «натуральные» т.к по вашей логике «целые числа» вывел именно человек в результате логико-математических умозаключений. А вообще любая религия даже такая как Буддизм(атеизм) это утопия и деградация.

  • Алексей Левин

    Голубчик, зачем же так расстраиваться? Я всего лишь процитировал замечательного математика. И Кронекер говорил именно о целых числах, а не о натуральных, хотя разницу между ними, полагаю, прекрасно знал. Впрочем, вполне возможно, что имел-то он в виду именно натуральные числа, просто неточно выразился. А что до отождествления атеизма и буддизма, то оно на Вашей совести, дорогой тезка.

  • Алексей Левин

    Совершенно согласен. Математика конструирует абстрактные знаковые системы все более высоких уровней, которые достаточно часто (но далеко не всегда) подходят для описания нашего мира — вероятно, в силу особенностей порождающих грамматик, которые заложены в их основу. И никакой мистики.

  • Алексей Козин

    Какой совести это факт Буддизм это атеистическая религия дорогой мой.

  • Алексей Левин

    Дорогой тезка, Вам известно, как пользоваться знаками препинания? Научитесь, а потом уж выступайте в дискуссиях.

  • Вообще-то буддизм — это нетеистическая религия. Нетеистическая и атеистическая — разные вещи. Просто уточняю, хотя это не относится в теме данного видео.

  • Алексей Козин

    Ок) Если вам так угодно это подмножество атеизма суть от этого не меняется. Агностицизм так же является подмножеством атеизма и это не делает его «моно теорией» так что в чем собственно нарекание?
    p.s Не я первый господа вспомнил и мне все эти религии по барабану если честно.

  • Очень интересное и захватывающе рассказывает.

  • Anatoly Mospan

    (((На самом деле человек по своей природе — расист и ксенофоб, и признает разумными только тех инопланетян, которые будут обладать большими военными возможностями, чем человек.))) Бред! запишитесь на прием к доктору.

  • Dmitry Rybakov

    Почему-то ученые думают, что расширяют поляну своего знания в темном лесу незнания. Потом удивляются, что незнаем все больше и больше. Вопросов все больше и больше. И уже что бы что-то объяснить надо чуть ли ни каждому второму человеку становиться ученым и мудрилой.

  • Igor Batrakov

    Алексей, Вы из немногих ученых, которых можно слушать часами. Ясный критический ум, простое и точное изложение мысли. Вы транслируете свою энергию на аудиторию. Спасибо. Таких людей я встречаю очень редко.

  • Anatoly Mospan

    Математика, несомненно, прекрасный инструмент познания мира. Плохо то, что за математическими абстракциями все чаще не замечается физической сущности.

  • Владимир Зюбин

    Насчет Лобачевского небольшая ремарка: как я понимаю, Лобачевский как раз хотел доказать «пятый постулат» методом «от обратного», надеялся получить противоречие, но у него ничего не вышло… и он сильно расстраивался из-за этого, все искал у себя ошибку, ну, и т. д.

  • Владимир Зюбин

    забавные вопросы задает Алексей Семихатов: будет ли совпадать число Пи у инопланетян и у нас. Ответ очевидный, что будет, единственное условие — найти общий язык… почему математику это не очевидно, большая загадка, думаю, следствие того, что «математики» повально не различают пространства и многообразия (если хотите, объекты и их модели).

    К сожалению, вижу в этом очередное подтверждение тезиса, что в математике и физике большие проблемы с научностью.

    Опубликовано материалов
    03587
    Готовятся к публикации
    +28
    Самое читаемое за неделю
  • 1
    ПостНаука
    5 426
  • 2
    ПостНаука
    812
  • 3
    Елизавета Бонч-Осмоловская
    96
  • Новое

  • 96
  • 5 426
  • 812