Plaan, kuidas matemaatika abil lahendada maailma väljakutsed

Minhyong Kim ei nõustu, et teda kutsutaks optimistiks, kuid ta kõlab selle moodi kohutavalt. "Kui me võtame tegelikkust täpselt sellisena, nagu see on, ei usu ma, et meil on tõelist alust pessimismiks," ütles ta hiljutises vestluses.

See väljavaade on taga Matemaatika inimkonnale, Kim alustas hiljuti programmi, mille eesmärk on rakendada matemaatikat võib-olla kõige ambitsioonikama võimaliku väljakutse jaoks: maailma paremaks muutmine.

59-aastase Kimi jaoks on see järgmine pööre karjääris, mis on alati hoidnud pilku väljapoole. Matemaatikuna on ta töötanud arvuteooria ja geomeetria ülimalt abstraktsel ristumiskohal. Siiski otsib ta sageli inspiratsiooni väljastpoolt. Eelkõige on ta omaks võtnud füüsilise intuitsiooni, püüdes tuua täpset analoogiat aastatuhandete vanuste matemaatiliste probleemide ja kaasaegse füüsika ideede vahel. Quanta teatatud 2017-st.

Samal ajal on Kim avaldanud üheksa raamatut matemaatikast oma kodumaa Lõuna-Korea üldsusele. Paljud jõudsid bestsellerite nimekirja, sealhulgas tema 2018. aasta tiitel Hetk, mil vajate matemaatikat. «Motivatsioon oli seal eelkõige see, et see oli lihtsalt lõbus. Mulle lihtsalt meeldis seda teha, ”ütles Kim.

Programmiga Mathematics for Humanity on Kimi kavatsused tõsisemad. Ta juhib programmi hiljuti ametisse nimetatud direktorina Rahvusvaheline Matemaatikateaduste Keskus Edinburghis ja ta on selle korraldanud nii, et see hõlmaks mitut omavahel seotud eesmärki. Esiteks soovib ta anda toetusi matemaatikutele ja teadlastele, kes soovivad rakendada matemaatikat pakiliste sotsiaalsete väljakutsete lahendamisel. Taotlejate hulgas on ka teadlased Matemaatika ja Demokraatia Instituut Bostonis, mis püüab kujundada avalikku poliitikat matemaatilise mõtlemise kaudu, ja Vietnami matemaatika edasijõudnute instituut, mis töötab välja matemaatilisi tööriistu kliimamuutustega tegelemiseks.

Teine eesmärk on hariv. Ta soovib avardada valdkonna ajalugu, et kajastada täpsemalt paljude alusmõtete ebakindlat päritolu. Näiteks arvatakse, et matemaatilise kaanoni tuum pärineb Vana-Kreeka valgete meeste õpetustest. Kuid tegelikult tekkis suur osa neist teadmistest Vana-Kreeka impeeriumi avarustes, mis hõlmas tänapäeva Lähis-Ida ja Põhja-Aafrikat. Kimi jaoks tõukab see valgendamine eemale noored, kes võiksid matemaatikasse panustada, kuid ei pea seda endale kuuluvaks.

Kimi seisukoht on laias laastus see, et rohkem inimesi matemaatikas ja rohkem matemaatikat maailmas saab olla ainult hea. Ta juhib tähelepanu nii mitmekesistele edusammudele nagu Google'i otsingualgoritm ja Amartya Seni heaoluökonoomika kui hea matemaatilise koolituse kasulikud tagajärjed. Ta arvab, et seda tüüpi ristrakenduste võimalused kasvavad ainult tänu tehnoloogia ja teabe suurenenud rollile ühiskonnas.

Quanta rääkis Kimiga tema eesmärkidest teoses Mathematics for Humanity ja tänapäeva matemaatilise karjääri muutuvast olemusest, miks ta ei arva, et maailma probleemid on teravamad kui alati olnud, ja Eukleidese ideede udusest ajaloolisest päritolust. Intervjuu on koondatud ja selguse huvides toimetatud.

Mida proovite programmiga Mathematics for Humanity saavutada?

Püüan luua partnerasutuste võrgustikku, mis tunneks, et inimkonna jaoks on olemas üks matemaatikavõrgustik, kuhu nad kuuluvad. Seotuse tunne oma töös on alati hea. Kui tundub, et teete midagi üksikut, läheb see katki. Nii et vähemalt matemaatikute seas tahame luua suuremat seotust inimeste seas, kes püüavad maailma paremaks muuta.

Kas programmiga Mathematics for Humanity seotud matemaatikud on rohkem puhta matemaatika või rakendusmatemaatika poolel?

Isegi matemaatikute seas on minu arvates eksiarvamus puhta matemaatika ja rakendusmatemaatika idee kohta. Matemaatika ajaloos on selle jaotuse peale nii jäigalt mõelda väga hiljuti. Matemaatika reaalsus on väga keeruline ja väga segane kogu aeg.

Kui vaadata noori matemaatikuid, siis seal on palju inimesi, kes on minusuguste vanade inimestega võrreldes oma huvides väga mitmekesised ja energilised. On inimesi, kes on võimelised töötama korraga nii tööstuses kui ka akadeemilistes ringkondades; on inimesi, kes tegelevad arvuteooriaga, aga tegelevad samal ajal ka demokraatia matemaatikaga. On igasuguseid kombinatsioone, millega inimesed justkui hakkama saavad.

Kas noortel matemaatikutel on ohtlik pühendada aega sellistele projektidele nagu need, mida Mathematics for Humanity rahastada soovib, kui neil on ametiaja saamiseks vaja koostada uurimistöö CV?

Ma näen inimesi, kes alustavad tegelikult päris hea akadeemilise karjääriga, kuid liiguvad mõnele tööstuslikule ametikohale, mis on mõneks ajaks huvitavam, ja siis tulevad tagasi. See näib juhtuvat tänapäeval. Ma arvan, et barjäär akadeemiliste ringkondade ja muu töö vahel ei ole nii kõrge kui varem.

Näiteks üks minu Ph.D. õpilased töötavad nüüd väikeses mõttekojas Washingtonis, mis nõustab kongressi liikmeid teadusküsimustes. Tundub, et selline töö meeldib paljudele noortele, isegi minu oma pojale. Ta on doktoriõppes. füüsika ja andmetöötluse programm, kuid tundub, et kogu programmi rahastab Google DeepMind.

Nii et ülikooli ja tööstusuuringute vahel liigub teadlaste voolavus. Sama peaks kehtima ka akadeemilise uurimistöö ja inimeste heaolu nimel tehtava uurimistöö kohta. Loodan, et matemaatika inimkonnale aitab luua suuremat professionaalset austust sellise sujuvuse vastu.

Miks on rohkem voolavust?

On veel palju asju, mida matemaatik saab teha kõigi erinevate tehnoloogiliste, infoteoreetiliste revolutsioonidega, mis on meid juba mõnda aega ümbritsenud. Matemaatika suurem tähtsus ühiskonnas hetkel annab võimaluse ja paindlikkuse seni, kuni inimesed on piisavalt energilised, et neid asju ära kasutada.

Kas see on matemaatika jaoks hea?

Kui teistes ühiskonnasektorites töötavad hästi koolitatud matemaatikud, võib see olla matemaatikale pikas-pikas perspektiivis ainult hea. Ma tean, et on inimesi, kes nii ei mõtle. Mõned mu kolleegid arvavad, et noh, me koolitame kõik need õpilased välja, anname neile doktorikraadi. ja isegi anda neile järeldoktorantuur või midagi muud, ja kui nad lähevad Google'isse tööle, on see meie pingutuste kaotus. Ma ei ole sellega üldse nõus.

Miks mitte?

Ma arvan, et esiteks koolitame neid eelkõige nende endi, mitte enda huvides. Muidugi tuleb olukorrast mingil moel välja kogukonna hüved. Kuid enamasti on see seotud nende individuaalse eneseteostusega, mille nimel me neid harime. See, kuidas nad elule mõtte leiavad, on nende otsustada.

Teiseks arvan, et matemaatiline keerukus on väga oluline, et mõista maailma praegu mitmel võimalikul viisil. Maailma mõistmiseks peab teil kindlasti olema keerukas matemaatiline vaade, mida kombineerite muude asjadega. Kui nüüd on ühiskonnas palju selliseid inimesi, siis inimesi, kes õpetavad ja toodavad uut matemaatikat, on raske mõelda, et nad sellest kasu ei saaks. Teisisõnu, kui teil on matemaatiliselt keerukas ühiskond, siis nende inimeste staatus, kes on matemaatika spetsialistid, [paraneb].

Millised on mõned näited matemaatikast tulenevate sotsiaalsete hüvede kohta?

Mõelge millelegi nagu sotsiaalse valiku teooriale, mida tavaliselt vaadeldakse majandusvaldkonnana. Idee on selles, et meil kõigil on individuaalsed eelistused, eks? Kuid mingil moel peame jõudma sotsiaalse otsuseni. Kõige ilmsem on see, kui me hääletame valimistel, kuid see on palju laiem. Me muudame individuaalsed valikud kogu aeg sotsiaalseteks valikuteks.

Esimene inimene, kes sellisel viisil oma nime tegi, oli Kenneth Arrow, kes sai selle eest Nobeli preemia. Ja ka Amartya Seni heaoluökonoomika põhineb sotsiaalsete valikute teoorial. Ja ma arvan, et kõik need inimesed tunnistaksid kohe, et nende arusaam sotsiaalsete valikute teooriast oli võimalik ainult seetõttu, et neil oli matemaatiline ettevalmistus. Sotsiaalse valiku teooria sõnastus puudutab seda või teist tüüpi funktsioone ja funktsioonide olemasolu. Nii et nende võimet abstraktselt mõelda individuaalse valiku tegemise, selle koondamise ja sotsiaalseks puuks muutmise protsessist andis matemaatika sügavalt teavet.

Kas on konkreetsemaid näiteid?

Ma arvan, et üks viis seda öelda on see, et on olemas matemaatika, mida kasutab kohe ära näiteks insener masina valmistamisel, või infoteooria, mis läheb telefoni. Aga siin on küsimus. Kas Google'i otsingumootorid on maailma jaoks head või mitte? Võib-olla mõned inimesed arvavad, et see on halb, eks? Ma kaldun arvama, et see on üldiselt hea. Ma arvan, et selline teabe kättesaadavus üle maailma viib selle tekitatavast kaosest hoolimata lõpuks maailma ja ka inimestevahelise parema mõistmiseni.

Kuid loomulikult on see, mis Google'i otsingumootorisse läheb, lineaaralgebra. Lineaaralgebra üsna abstraktne mõistmine tegi selle võimalikuks. Selline üllatav uuendus, mis viib selleni, mis on peaaegu, mida võiks isegi nimetada hindamatuks hüveks. See tuleneb sageli matemaatilisest taustast. Juba praegu on palju matemaatikuid, kes rakendavad sedalaadi arusaamu otseste väljakutsete puhul, nagu kliimakriis, säästev majandus või juurdepääsetav haridus. Soovime neid inimesi aidata ja julgustada rohkem inimesi sellega ühinema.

Matemaatika ajalugu käsitlev haridus on suur osa programmis Mathematics for Humanity. Miks sa selle valisid?

Võin üsna kindlalt öelda, et suur osa sellest, mida me matemaatikutena matemaatika ajaloost mõistame, on jama. Inimkonna ajaloo jooksul on olnud nii palju valeinformatsiooni selle kohta, kuidas matemaatikat on loodud. On idee, et ühel päeval leiutati Kreekas matemaatika. Ja siis olid need kohutavad pimedad keskajad. Siis loodi renessansiajal uuesti matemaatika jne. Paljude selliste standardsete ajalugude jaoks on väga vähe põhjendusi.

Kas saate mulle tuua konkreetse näite, miks see oluline on?

Aastal 1785 kirjutas Thomas Jefferson "Märkused Virginia osariigi kohta". Ta ütleb seal, et mustad inimesed suudavad vaevalt olla võimelised Eukleidese uurimisi jälgima ja mõistma. Teisisõnu, ta ütleb, et mustanahalised ei saanud Eukleidest kuidagi aru.

Mis selle juures on tõesti rabav, on see, et me ei tea Eukleidese kohta peaaegu midagi. Me isegi ei tea, kas see oli päris isik, kas mees või naine või kollektiiv või midagi. Ainus teave, millega paljud inimesed näivad nõustuvat, on see, et Euclid elas suurema osa oma elust Aafrikas (kui see oli olemas).

Kuidas on see arusaamatus kujundanud matemaatika ajaloo õpetamise viisi?

Paljud matemaatikakaanoni loojad, meil pole aimugi nende rahvusest, pole aimugi nende kultuurilisest taustast. On mitmeid nõrku põhjusi, miks mõned neist nimetati kreeklasteks, mida iganes see ka ei tähendaks. Näiteks sõltuvad nad suuresti keelest, milles nad kirjutasid. See on nagu öelda, et enamik maailma matemaatikuid on inglased.

Miks see probleem on?

Probleem on selles, et see võõrandab suurt osa maailmast matemaatilise pärandi omanditundest. Ja minu arvates on see tõsine takistus matemaatika, hariduse, teadusuuringute ja võimsate matemaatiliste tööriistade kättesaadavaks tegemisel suuremale osale maailmast.

Mida sa sellega võite teha?

Me ütleme, et isegi standardseid matemaatilisi tööriistu ja nende kontseptuaalset ajalugu on kirjeldatud viisil, mis on väga-väga ebatäpne, ja me tahame selle õigeks muuta. Pakume selle projekti kallal töötavatele inimestele ressursse, et pidada [tunde] ja töötubasid ning tulla siia ja teha koostööd, et muuta ja luua täpsem arusaam sellest, kuidas matemaatika on ajaloo jooksul arenenud.

Kas noored on nüüd rohkem kaasatud, võttes arvesse ülemaailmseid väljakutseid, nagu sõda, pandeemia ja kliimamuutused?

Võib-olla olen ma lihtsalt lõdvalt noorte definitsiooniga, aga inimesed tunduvad olevat palju rohkem mures maailma paremaks muutmise pärast kui näiteks minu põlvkonna inimesed.

Nõustun eeldusega, et mõnikord tunnevad inimesed hukatuse ja sünguse tunnet. Ma arvan, et see ei ole tegelikult õigustatud. Ma arvan, et üks põhjus, miks see meie maailmas praegu tekib, on suurem suhtlusvõime. Pöörame alati suurt tähelepanu sellele, mis toimub kogu maailmas. Kui kuskil on õnnetus, siis me teame sellest. Nii et see annab suurema kriisitunde.

Kuid ma arvan, et teine ​​aspekt on see, et kõigist nendest uudistest, mis saabuvad kõikjalt maailmast, paljud inimesed tegelikult hoolivad. Nad on tõesti mures. Ma mõtlen, et vaeseid inimesi on kogu ajaloo vältel nälginud erinevates maailma osades, eks? Ja suurema osa ajaloost me ei teadnud sellest. Muidugi on palju asju, millest me veel teadlikud pole. Kuid üldiselt on suurem üldine kaastunne viletsuse vastu, mida mõned inimesed kogu maailmas kannatavad. Ja ma kahtlustan, et see on suur osa sellest, mis loob selle hukatuse ja sünguse tunde. Kuid need probleemid olid olemas ka varem, nii et ilmselgelt annab meie teadlikkus nendest nüüd potentsiaali, et saaksime sellega midagi ette võtta. See ei tähenda tõsiste väljakutsete olemasolu, millega tuleb tegeleda.

Sa kõlad optimistliku inimesena.

Ma arvan, et see ei ole optimistlik maailmavaade. Ma arvan, et see on realistlik maailmavaade. Mõnikord on moes olla pessimistlik. Tõenäoliselt teate seda raamatut, mis tekitas aastaid tagasi palju arutelu Steven Pinkeri poolt, Meie looduse paremad inglid. See raamat sai palju lihtsalt kriitikat, kuid mulle meeldib see osa, kus ta juhib väga selgelt tähelepanu sellele, et skeptitsism peab põhinema konkreetsetel tõenditel. Ja kui te küsite ajaloolises perspektiivis, millised on konkreetsed tõendid skeptitsismi kohta, siis ma arvan, et sellisel asjal pole praegu nii tugevat alust.