«Математические этюды» — уникальный российский научно–популярный проект, который курирует Математический институт им. В. А. Стеклова Российской Академии наук.
Основное содержание сайта — фильмы и мультфильмы о решённых и нерешённых математических задачах, которые сняты с использованием современной трёхмерной компьютерной графики.
Создатель сайта «Математические этюды» — кандидат физ.–мат. наук, заведующий лабораторией популяризации и пропаганды математики, лауреат премии Президента РФ 2010 года в области науки и инноваций – Николай Андреев.
Лаборатория разработала для школьников и их учителей — преподавателей математики — необычные уроки, такие, чтобы они вызывали интерес к предмету. Свои мини–уроки молодые учёные назвали этюдами. Они выпустили ряд дисков и, кроме того, выложили все этюды на своём сайте в свободном доступе.
Проект реализуется с 2002 г. За время работы проекта создано более 50 фильмов и 35 миниатюр на темы из самых разных разделов математики и её приложений.
Фрагменты интервью Николая Андреева для различных изданий.
– Расскажите подробнее о проекте, за который была присуждена президентская премия.
– Основной проект, над которым работает наша команда – "Математические этюды". Это фильмы, созданные с помощью компьютерной графики, рассказывающие о решённых и нерешённых математических задачах так, чтобы даже не математикам было интересно их смотреть, чтобы они увлекали, и чтобы хотелось после этого пойти почитать книжку, поискать информацию в интернете. В проекте "Математические этюды" уже больше 50 фильмов. Например, наш самый последний фильм называется "Невидимка". Он рассказывает про аэродинамическую задачу Ньютона. Ньютон изучал падение тел в разреженной среде, которая представляется, как небольшие редко расположенные шарики. Тело с ними сталкивается, и при столкновении, естественно, замедляется. Результат, полученный математиками уже в XXI веке, состоит в том, что некоторые тела в задаче Ньютона, оказывается, могут падать абсолютно без сопротивления. А в области оптики в аналогичной задаче оказывается, что такие тела будут невидимы с одного из направлений.
– Фильмы размещены на сайте в открытом доступе. Их скачивают, смотрят, но знаете ли вы, как они воспринимаются, как используются?
– Фильмы многослойны, некоторым зрителям просто интересно увидеть что–то красивое. А для некоторых можно остановить фильм, рассказать что–то более глубоко, и потом дальше продолжить просмотр. Порой нам пишут: "Если бы в моем детстве были бы такие фильмы, то я бы любил математику, а теперь буду своих детей этими фильмами заинтересовывать". На сайт приходит довольно много писем от учителей, которые используют фильмы как на уроках (у нас есть фильмы по учебному материалу), так и в кружках для поднятия интереса. Вокруг каждого фильма можно сделать научно–исследовательскую работу школьника, и этим учителя тоже пользуются.
– Проект "Математические этюды" начинался больше 10 лет назад в инициативном порядке. А сейчас во многом из него выросла Лаборатория пропаганды и популяризации математики. То есть, популяризация для вас основная, а не побочная рядом с наукой деятельность. Какие цели вы перед собой ставите?
– Среди целей – рассказать зрителю, чем сейчас занимается математика. Это своего рода отчёт научных работников перед общественностью. Вообще хотелось бы вернуть те времена, когда за обедом обсуждали не сериалы, а какие-то задачи, научные факты. Кроме того, популяризация науки способствует тому, чтобы общество не доверяло тем, кто пытается их обмануть, будь то с экранов телевизора или каким-либо другим способом. Это просто способ поднятия общего уровня грамотности общества.
– Как организована ваша работа? Наверняка сложился круг людей, которые участвуют в проекте и помогают ему.
– Основных членов команды пятеро: Михаил Калиниченко, который, собственно, делает фильмы, Роман Кокшаров, дизайнер, веб–программист, Никита Панюнин, сотрудник Лаборатории популяризации и пропаганды математики Математического института имени Стеклова, который делает математические расчеты для наших фильмов, и Никита Шевельзон, он создает музей математических моделей, ну, и я, Николай Андреев, возглавляю команду и Лабораторию. Кроме основных участников есть еще очень много помощников, среди них как школьники, так и учителя, научные работники, просто люди, которые «прибиваются» к проекту через сайт, и мы продолжаем общаться.
– В наше время никуда не уйти от вопроса о финансировании всей этой довольно обширной деятельности.
– В первые годы мы делали все на энтузиазме, а с 2008 года нас поддерживает фонд Дмитрия Зимина "Династия".
– А с чего начались "Математические этюды"?
– Первый мультфильм был сделан по той математической задаче, которой я сам занимался. Это задача Дж. Дж. Томпсона, известного физика. Школьники знают его по модели строения атома как "пирога" с "изюминками" электронов. Здесь и возникает задача о том, как расположатся N электронов, если их бросить на сферу и запретить им убегать с неё. Все с детства помнят, что одноименные полюса магнитов отталкиваются. Точно так же и электрончики – отталкиваются, пытаясь разбежаться по сфере подальше друг от друга. В случае двух понятно: они оттолкнутся и разлетятся в диаметральные концы сферы. А вот в случае пяти и более электронов уже не так просто. Общего решения у этой задачи нет, только некоторые частные случаи решены математиками. Это сложная и красивая задача, и её можно хорошо показать с помощью 3D–графики.
Но это был первый опыт, сейчас мы этот фильм редко показываем. Но даже после того, как был сделан этот фильм, стало ясно, что такая визуализация может быть интересна не только математикам.
Мы сделали ещё парочку мультфильмов и поняли, что у нашей команды (в 2002 году она состояла из двух человек – трёхмерщика из Одессы Михаила Калиниченко и меня) получается нечто оригинальное: хорошо сошлись две профессии. И до сих пор нигде в мире нет такой серии математической 3D–графики, потому что математикам–теоретикам очень сложно сработаться со специалистами по компьютерной графике, зачастую пришедшими из рекламы. Для одних всё слишком затянуто, для других слишком быстро. В общем, мы поняли, что у нас возникла по сути новая профессия, и этим нужно заниматься. Нет смысла заставлять учёных самостоятельно рисовать красивые презентации для популяризации науки, они на это полжизни потратят.
А с другой стороны, если сделать быстро и плохо, получится неконкурентный "рыночный продукт". Вот подходит подросток к магазину, у него есть ограниченное время и ограниченный ресурс денег. Он может купить журнал про мотоциклы, а может – научную книжку. При этом первый вариант ему уже известен и интересен, а научной книжкой надо ещё заинтересовать. Это мы и пытаемся делать в своих фильмах. Но это, кстати, является и одной из главных проблем современной школы. Вот начинают учащиеся проходить синусы и косинусы – а зачем нам это надо, спрашивают они? Сейчас ведь дети стали существенно более прагматичными.
Значит, надо показать им, зачем это надо. Привести примеры из той области, которая им интересна. Скажем, у нас есть мультфильм о том, как поворачиваются передние колеса автомобиля. Первым научился это правильно делать Карл Бенц – оказалось, что он хорошо знал свойства равнобокой трапеции.
— Зачем вам этот сайт?
— В начале прошлого века математик Яков Перельман сделал великую вещь — положил научно–популярную книжку на стол в каждой советской семье. Вот и нам хочется, чтобы люди обсуждали не сериалы, а математические этюды.
Наш сайт в интернете посещают порядка 15 тысяч различных людей в день — и это мы пока ещё не занимались продвижением в социальных сетях. Одна из возможностей достучаться до молодёжи — это переход на мобильные устройства. У человека должна быть возможность получать математические мультфильмы в таком виде, в каком ему удобно. Школьный мультфильм «Теорема Пифагора» у нас, к примеру, для айфонов безплатный, а для айпадов уже есть минимальная стоимость. Его скачали уже десятки тысяч человек — порядка 60 тысяч — а значит, что у этой аудитории есть потребность в подобном контенте.
— А зачем человеку вообще смотреть математические мультфильмы, если школу он закончил лет 10 назад?
— Чтобы было интереснее жить. Когда изучаются естественнонаучные задачи, приходит понимание, как решить жизненные проблемы. В голове всё встает по местам. Так рождается математика.
Вот у меня дочка в третьем классе: садимся, решаем несколько задач, и после этого у неё ум приходит в порядок, она начинает всё организованно делать. Прорешали 3–4 задачи, разложили несколько головоломок, потратили немного времени: а мысли просветлели, и вы свои дела начали делать по-другому. Не говоря уже о том, что техника без математики просто не живёт. Куда ни ткнёшь, всюду есть какая–то математика.
— У вас ведь даже есть мультфильм про обычный пакет молока.
— Все знают про развёртку тетраэдра, но оказывается, что на его примере можно решить современные задачи. Многие, наверное, замечали, что пакеты одной марки сока имеют закругленные углы. Оказывается, если делать такую упаковку с углами не строго прямыми, а закругленными, то при том же внутреннем объёме можно сэкономить на производстве самих пакетов. При гигантских тиражах экономия существенная.
— Сколько времени занимает работа над одним таким математическим этюдом?
— Набросать основу мультфильма получается довольно быстро. Расчёты делают математики из нашей лаборатории, потом они передаются аниматорам. Больше всего времени уходит на внесение корректив: меньше двух месяцев никогда не бывает, а иногда и по полгода делаем. Бывают мультфильмы, которые мы откладываем и возвращаемся к ним через год. Вот скоро появится мультфильм про радугу. Оказывается, и это тоже математика.
Давно уже сделан фильм про гиперболоиды. Но оказывается, что не осталось никаких чертежей от Шуховской башни. Вот уже 4 месяца наша команда делает качественную модель — на её примере можно объяснить, какие математические задачи решались по ходу стройки. Если вы посмотрите на записи Шухова, там на каждой странице просто куча формул. Изначально он задумывал создать 350–метровую постройку, но в разрушенной стране не хватило металла, и вышла 150–метровая. Если бы 350–метровая башня была построена, то она была бы выше Эйфелевой — при этом в 4 раза легче и в несколько раз прочнее.
— Что вообще такое современная математика? Иногда кажется, что уже доказаны все возможные теоремы.
— Когда я начинаю читать лекции, то говорю, что работаю в математическом институте имени Стеклова РАН, где сто взрослых учёных сидят и доказывают теоремы. Все начинают ржать, потому что считают, что во времена Пифагора математика закончилась. На самом деле, постоянно возникает масса нерешённых задач. И одна из целей нашего проекта — показать, что такие задачи есть, и тем самым завлечь. Если не занятием математикой, то хотя бы некоторым уважением к этой науке, её мощи и красоте.
Нормальным людям вообще некая любознательность присуща. Вопрос только — убили в них это качество уже или ещё не успели. Одна из проблем наших школ — это то, что зачастую учителя дают ответы на вопросы, которые у учеников ещё не возникли. Поэтому на уроках математики они не понимают, зачем нужны косинусы, синусы. И мы, собственно, с помощью мультфильмов стараемся объяснить, показать интересные математические сюжеты. И продемонстрировать, зачем эта математика нужна и что она может делать.
Перейти на сайт «Математические этюды» http://www.etudes.ru/
Подготовлено по материалам сайтов:
http://www.svoboda.org/content/article/2307740.html
http://family–rambler.livejournal.com/78655.html
http://theoryandpractice.ru/posts/3304–matematik...
http://didaktor.ru/matematicheskie-etyudy-uvlekatelno-o-matematike-i-ne-tolko
Если вы хотите всегда вовремя узнавать о новых публикациях на сайте, то подпишитесь на нашу рассылку.
Поделиться с друзьями