Plan sprostania wyzwaniom świata za pomocą matematyki

Minhyong Kim odrzuca bycie nazywanym optymistą, ale brzmi bardzo podobnie. „Jeśli weźmiemy rzeczywistość dokładnie taką, jaka jest, nie sądzę, abyśmy mieli jakiekolwiek podstawy do pesymizmu” – powiedział w niedawnej rozmowie.

Ta perspektywa jest w tyle Matematyka dla ludzkości, niedawno uruchomiony przez Kim program, którego celem jest zastosowanie matematyki do prawdopodobnie najbardziej ambitnego wyzwania: uczynienia świata lepszym miejscem.

Dla Kim, lat 59, to kolejny zwrot w karierze, która zawsze skupiała się na zewnątrz. Jako matematyk pracował na wysoce abstrakcyjnym skrzyżowaniu teorii liczb i geometrii. Jednak często szukał inspiracji poza polem. W szczególności przyjął intuicję fizyczną, próbując narysować precyzyjną analogię między tysiącletnimi problemami matematycznymi a ideami współczesnej fizyki, jak np. Quanta zgłoszone w 2017.

W tym samym czasie Kim opublikował dziewięć książek o matematyce dla ogółu społeczeństwa w swojej rodzinnej Korei Południowej. Wiele trafiło na listy bestsellerów, w tym jego tytuł z 2018 roku Moment, w którym potrzebujesz matematyki. „Motywacja była tam przede wszystkim, to była po prostu zabawa. Po prostu lubiłem to robić” – powiedział Kim.

W Mathematics for Humanity intencje Kima są poważniejsze. Prowadzi program jako niedawno mianowany dyrektor ds Międzynarodowe Centrum Nauk Matematycznych w Edynburgu i zorganizował go tak, aby obejmował kilka powiązanych ze sobą celów. Po pierwsze, chce przyznawać granty matematykom i naukowcom, którzy chcą zastosować matematykę do rozwiązywania palących wyzwań społecznych. Wnioskodawcami są naukowcy z Instytut Matematyki i Demokracji w Bostonie, który stara się kształtować politykę publiczną poprzez myślenie matematyczne, oraz Wietnamski Instytut Zaawansowanych Studiów Matematycznych, która opracowuje narzędzia matematyczne do radzenia sobie ze zmianami klimatycznymi.

Drugi cel to edukacja. Chce poszerzyć historię tej dziedziny, aby dokładniej odzwierciedlić niepewne pochodzenie wielu fundamentalnych idei. Na przykład powszechnie przyjmuje się, że rdzeń kanonu matematycznego wywodzi się z nauk białych ludzi w starożytnej Grecji. Ale w rzeczywistości znaczna część tej wiedzy pojawiła się na rozległych terenach starożytnego imperium greckiego, które obejmowało współczesny Bliski Wschód i Afrykę Północną. Dla Kim to wybielanie odpycha młodych ludzi, którzy mogą przyczynić się do matematyki, ale nie postrzegają jej jako należącej do nich.

Perspektywa Kima jest taka, że ​​więcej ludzi zajmujących się matematyką i więcej matematyki na świecie może być tylko dobrą rzeczą. Wskazuje na postępy tak różnorodne, jak algorytm wyszukiwania Google i ekonomia dobrobytu Amartya Sena, jako zbawienne konsekwencje dobrego treningu matematycznego. Uważa on, że możliwości tego rodzaju zastosowań crossover rosną tylko w wyniku zwiększonej roli, jaką technologia i informacja odgrywają w społeczeństwie.

Quanta rozmawiał z Kimem o swoich celach dla Mathematics for Humanity oraz o płynnej naturze dzisiejszych matematycznych karier, o tym, dlaczego nie uważa, że ​​problemy świata są bardziej dotkliwe niż zawsze, oraz o niejasnych historycznych początkach idei Euklidesa. Wywiad został skrócony i zredagowany dla przejrzystości.

Co próbujesz osiągnąć dzięki Mathematics for Humanity?

Próbuję stworzyć sieć instytucji partnerskich, które będą czuły, że istnieje jedna sieć matematyki dla ludzkości, do której należą. Poczucie więzi w wykonywanej pracy jest zawsze dobrą rzeczą. Jeśli wydaje ci się, że robisz coś w odosobnieniu, to się skończy. Tak więc, przynajmniej wśród matematyków, chcemy stworzyć większe poczucie więzi między ludźmi, którzy próbują uczynić świat lepszym miejscem.

Czy matematycy zaangażowani w Mathematics for Humanity będą bardziej zajmować się matematyką czystą czy stosowaną?

Wydaje mi się, że nawet wśród matematyków panuje błędne przekonanie co do idei czystej matematyki w porównaniu z matematyką stosowaną. Tak sztywne myślenie o tym podziale stało się bardzo niedawno w historii matematyki. Rzeczywistość matematyki jest bardzo skomplikowana i cały czas bardzo mieszana.

Jeśli spojrzysz na młodych matematyków, jest wielu ludzi, którzy są bardzo różnorodni i energiczni w swoich zainteresowaniach w porównaniu do starych ludzi, takich jak ja. Są ludzie, którzy mogą pracować jednocześnie w przemyśle iw środowisku akademickim; są ludzie, którzy zajmują się teorią liczb, ale jednocześnie zajmują się matematyką demokracji. Istnieje wiele rodzajów kombinacji, którymi ludzie wydają się być w stanie zarządzać.

Czy dla młodych matematyków niebezpieczne jest poświęcanie czasu na projekty takie jak te, które Mathematics for Humanity chce sfinansować, kiedy muszą stworzyć CV badawcze, aby uzyskać etat?

Widzę ludzi, którzy zaczynają od całkiem niezłych karier akademickich, ale przechodzą na jakąś pozycję przemysłową, która przez jakiś czas wydaje im się bardziej interesująca, a potem wracają. Wydaje się, że dzieje się to w dzisiejszych czasach. Nie sądzę, aby bariera między nauką a innymi rodzajami pracy była tak wysoka jak kiedyś.

Na przykład jeden z moich doktorantów. studenci pracują teraz w małym think tanku w Waszyngtonie, który doradza członkom Kongresu w kwestiach naukowych. Taka praca wydaje się podobać wielu młodym ludziom, nawet mojemu własnemu synowi. Jest na studiach doktoranckich. program z fizyki i informatyki, ale wydaje się, że cały program jest finansowany przez Google DeepMind.

Istnieje więc duża płynność badaczy poruszających się między badaniami uniwersyteckimi a przemysłowymi. To samo powinno dotyczyć badań akademickich i badań na rzecz dobra człowieka. Mam nadzieję, że Mathematics for Humanity pomoże stworzyć większy szacunek zawodowy dla tego rodzaju płynności.

Dlaczego jest większa płynność?

Jest o wiele więcej rzeczy, które matematyk może zrobić z różnymi technologicznymi rewolucjami informacyjno-teoretycznymi, które otaczają nas od dłuższego czasu. Większe znaczenie matematyki w społeczeństwie w tej chwili zapewnia możliwości i elastyczność, o ile ludzie są wystarczająco energiczni, aby z nich skorzystać.

Czy to jest dobre na matematykę?

Jeśli istnieją dobrze wyszkoleni matematycy pracujący w innych sektorach społeczeństwa, może to być dobre dla matematyki tylko na dłuższą metę. Wiem, że są ludzie, którzy nie myślą w ten sposób. Niektórzy moi koledzy myślą, że no cóż, szkolimy tych wszystkich studentów, dajemy im doktorat. a nawet dać im stanowisko doktora habilitowanego czy coś w tym rodzaju, a jeśli pójdą pracować dla Google, będzie to strata naszego wysiłku. Wcale się z tym nie zgadzam.

Dlaczego nie?

Myślę, że przede wszystkim trenujemy ich dla ich dobra, a nie dla nas. Oczywiście korzyści społeczne w jakiś sposób wyjdą z tej sytuacji. Ale przede wszystkim chodzi o ich indywidualne spełnienie, dla którego jesteśmy tutaj, kiedy ich kształcimy. To, jak odnajdą sens życia, zależy od nich.

Po drugie, myślę, że wyrafinowanie matematyczne jest bardzo ważne w zrozumieniu obecnego świata na wiele możliwych sposobów. Zdecydowanie musisz mieć wyrafinowany pogląd matematyczny, który łączysz z innymi rzeczami, aby zrozumieć świat. Teraz, jeśli takich ludzi w społeczeństwie jest dużo, to ludzi, którzy uczą i produkują nową matematykę, to trudno pomyśleć, że nie mieliby z tego korzyści. Innymi słowy, jeśli masz wyrafinowane matematycznie społeczeństwo, status ludzi, którzy są specjalistami w matematyce [poprawi się].

Jakie są przykłady korzyści społecznych płynących z matematyki?

Pomyśl o czymś takim jak teoria wyboru społecznego, która jest zwykle postrzegana jako dziedzina ekonomii. Chodzi o to, że wszyscy mamy indywidualne preferencje, prawda? Ale jakoś musimy podjąć decyzję społeczną. Najbardziej oczywistą rzeczą jest to, kiedy głosujemy w wyborach, ale jest to o wiele szersze. Cały czas zmieniamy indywidualne wybory w wybory społeczne.

Pierwszą osobą, która w ten sposób wyrobiła sobie nazwisko, był Kenneth Arrow, który otrzymał za to Nagrodę Nobla. Ekonomia dobrobytu Amartyi Sena również opiera się na teorii wyboru społecznego. I myślę, że wszyscy ci ludzie przyznaliby od razu, że ich koncepcja teorii wyboru społecznego była możliwa tylko dzięki przeszkoleniu matematycznemu. Sformułowanie teorii wyboru społecznego dotyczy wyłącznie funkcji i istnienia funkcji tego lub innego typu. Tak więc ich zdolność do abstrakcyjnego myślenia o procesie dokonywania indywidualnych wyborów, agregowania ich i przekształcania w drzewo społeczne była głęboko oparta na matematyce.

Czy są bardziej konkretne przykłady?

Myślę, że jednym ze sposobów na powiedzenie tego jest matematyka, której używa od razu, na przykład inżynier budujący maszynę, albo teoria informacji, która trafia do telefonu. Ale oto pytanie. Czy wyszukiwarki Google są dobre dla świata, czy nie? Może niektórzy uważają, że to źle, prawda? Myślę, że ogólnie jest dobrze. Myślę, że ta dostępność informacji na całym świecie, mimo chaosu, który wprowadza, ostatecznie prowadzi do lepszego zrozumienia świata, a także między ludźmi.

Ale oczywiście to, co trafia do wyszukiwarki Google, to algebra liniowa. Umożliwiło to raczej abstrakcyjne rozumienie algebry liniowej. Ten rodzaj zaskakującej innowacji, która prowadzi do tego, co jest prawie, co można nawet nazwać nieobliczalnym dobrem. Często ma podłoże matematyczne. Jest już wielu matematyków, którzy stosują tego rodzaju spostrzeżenia do bezpośrednich wyzwań, takich jak kryzys klimatyczny, zrównoważona ekonomia czy dostępna edukacja. Chcielibyśmy pomóc tym ludziom i zachęcić kolejne osoby do przyłączenia się do akcji.

Edukacja w zakresie historii matematyki jest dużą częścią Mathematics for Humanity. Dlaczego to wybrałeś?

Mogę z całą pewnością stwierdzić, że wiele z tego, co my, matematycy, rozumiemy na temat historii matematyki, to nonsens. Było tak wiele dezinformacji o tym, jak matematyka została stworzona w całej historii ludzkości. Istnieje pomysł, że pewnego dnia matematyka została wynaleziona w Grecji. A potem były te straszne Ciemne Wieki. Następnie matematyka została odtworzona w okresie renesansu i tak dalej. Istnieje bardzo mało uzasadnienia dla wielu takich standardowych historii.

Czy możesz podać mi konkretny przykład, dlaczego to ma znaczenie?

W 1785 roku Thomas Jefferson napisał „Notatki o stanie Wirginia”. Mówi tam, że Czarni z trudem byliby w stanie prześledzić i zrozumieć badania Euklidesa. Innymi słowy, mówi, że Czarni nie mogliby zrozumieć Euklidesa.

Uderzające jest to, że prawie nic nie wiemy o Euclid. Nie wiemy nawet, czy to była prawdziwa osoba, czy to był mężczyzna, kobieta, kolektyw, czy cokolwiek innego. Jedyną informacją, z którą wielu ludzi zdaje się zgadzać, jest to, że Euclid mieszkał w Afryce przez większość swojego życia (jeśli istniał).

Jak to nieporozumienie wpłynęło na sposób nauczania historii matematyki?

Wielu twórców kanonu matematyki nie mamy pojęcia o ich pochodzeniu etnicznym, nie mamy pojęcia o ich pochodzeniu kulturowym. Istnieje wiele słabych powodów, dla których niektórzy z nich zostali nazwani Grekami, cokolwiek to znaczy. Na przykład w dużym stopniu polega się na języku, w którym pisali. To tak, jakby powiedzieć teraz, że większość matematyków na świecie to Anglicy.

Dlaczego to jest problem?

Problem polega na tym, że wyobcowuje to dużą część świata z poczucia własności dziedzictwa matematycznego. Moim zdaniem jest to poważna przeszkoda w udostępnieniu matematyki, edukacji, badań i potężnych narzędzi matematycznych większości ludzi na świecie.

Co możesz z tym zrobić?

Mówimy, że nawet standardowe narzędzia matematyczne i ich konceptualna historia zostały opowiedziane w sposób, który jest bardzo, bardzo niedokładny i chcemy to naprawić. Zapewnimy zasoby dla osób pracujących nad tym projektem, aby mogły prowadzić [zajęcia] i warsztaty, a także przyjść tutaj i współpracować nad powtórzeniem i stworzeniem dokładniejszego zrozumienia sposobu, w jaki matematyka rozwijała się na przestrzeni dziejów.

Czy młodzi ludzie są teraz bardziej zaangażowani, biorąc pod uwagę globalne wyzwania, takie jak wojna, pandemia i zmiany klimatyczne?

Może po prostu przesadzam z definicją młodych ludzi, ale ludziom wydaje się, że bardziej zależy im na uczynieniu świata lepszym miejscem niż na przykład ludzie z mojego pokolenia.

Zgadzam się z założeniem, że czasami ludzie odczuwają poczucie zagłady i przygnębienia. Nie sądzę, aby było to do końca uzasadnione. Myślę, że jednym z powodów, dla których pojawia się teraz w naszym świecie, jest większa zdolność komunikacji. Zawsze zwracamy baczną uwagę na to, co dzieje się na całym świecie. Kiedy gdzieś jest nieszczęście, wiemy o tym. Daje to większe poczucie kryzysu.

Ale myślę, że innym aspektem jest to, że z powodu tych wszystkich wiadomości napływających ze wszystkich części świata, wielu ludzi naprawdę to obchodzi. Oni naprawdę się martwią. Chodzi mi o to, że biedni ludzie umierali z głodu w różnych częściach świata przez całą historię, prawda? I przez większą część historii nie wiedzieliśmy o tym. Oczywiście wielu rzeczy wciąż nie jesteśmy świadomi. Ale ogólnie rzecz biorąc, istnieje większe ogólne współczucie dla nieszczęścia, które cierpią niektórzy ludzie na całym świecie. I podejrzewam, że to jest silna część tego, co tworzy to poczucie zagłady i mroku. Ale te problemy istniały wcześniej, więc oczywiście nasza świadomość o nich teraz daje nam potencjał, aby coś z tym zrobić. Nie oznacza to, że należy zaprzeczyć, że istnieją poważne wyzwania, którym należy sprostać.

Brzmisz jak optymistyczna osoba.

Nie sądzę, aby był to optymistyczny światopogląd. Myślę, że to realistyczny światopogląd. Czasami modne jest bycie pesymistą. Prawdopodobnie znasz tę książkę, która wiele lat temu wywołała wiele dyskusji autorstwa Stevena Pinkera, Lepsze anioły naszej natury. Ta książka spotkała się ze słuszną krytyką, ale podoba mi się ta część, w której bardzo wyraźnie wskazuje, że sceptycyzm musi opierać się na konkretnych dowodach. A jeśli zapytasz, z perspektywy historycznej, jakie są konkretne dowody na sceptycyzm, nie sądzę, aby w tej chwili istniały tak mocne podstawy dla czegoś takiego.