Το Paideia-News δημοσιεύει το άρθρο του μαθητή της Β΄ Γυμνασίου Νεάπολης Αντρέα-Παναγιώτη Μάκη με το οποίο κατέκτησε την πρώτη θέση στον Παγκύπριο Μαθητικό Διαγωνισμό Δημοσιογραφικού Άρθρου για τα Μαθηματικά 2017, που διεξήχθη στο ξενοδοχείο CoralBeach της Πάφου, το Σάββατο 11 Φεβρουαρίου 2017.
ΤΟΥ ΑNΔΡΕΑ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗ ΜΑΚΗ*
«Προς τε γαρ οικονομίαν και προς πολιτείαν και προς τας τέχνας πάσας, εν ουδέν ούτω δύναμιν έχειν παίδειον μάθημα ή η περί τους αριθμούς διατριβή» είπε ο Πλάτωνας, δηλαδή «για την οικονομία, την πολιτεία και για όλες τις τέχνες κανένα άλλο μάθημα δεν έχει τέτοια παιδευτική δύναμη όσο η Αριθμητική».
Η πιο πάνω φράση δείχνει τη σημαντική θέση που είχαν από την αρχαιότητα τα Μαθηματικά στη ζωή των ανθρώπων, καθώς και τη σχέση τους με άλλες επιστήμες. Τα Μαθηματικά βρίσκονται παντού στη ζωή μας, στη φύση και στον κόσμο στον οποίο ζούμε. Όπως έχει πει ο Γαλιλαίος, το σύμπαν είναι γραμμένο στη γλώσσα των Μαθηματικών.
Η ιστορία μας δείχνει ότι από την αρχαιότητα τα Μαθηματικά χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση προβλημάτων της καθημερινής ζωής.Για παράδειγμα,οι αρχαίοι Αιγύπτιοι τα χρησιμοποιούσαν μετά από κάθε πλημμύρα του Νείλου για να καθορίσουν ξανά τα όρια των χωραφιών τους. Σήμερα γνωρίζουμε ότι διάφορες τεχνολογικές εφευρέσεις του ανθρώπου είναι αποτέλεσμα της αξιοποίησης των Μαθηματικών, ενώ είναι απαραίτητα για την ανάλυση και την ερμηνεία ακόμα και των οικονομικών φαινομένων. Τα Μαθηματικά βοηθούν στην ανάπτυξη του τρόπου σκέψης που απαιτείται για την επίλυση προβλημάτων, δίνουν τη δυνατότητα για υπολογισμούς και για κατασκευή μαθηματικών μοντέλων.
Γενικά διαπιστώνεται ότι ένας μεγάλος αριθμός επιστημών, όπως η φυσική, η ιατρική, η βιολογία, η μηχανική, η γεωλογία, η πληροφορική και οι οικονομικές επιστήμες χρησιμοποιούν τα Μαθηματικά στις δικές τους εφαρμογές, στην επίλυση προβλημάτων από τον χώρο τους, αλλά και ως εργαλείο για την ανάπτυξή τους. Τα Μαθηματικά παρέχουν τη δυνατότητα για προσομοίωση φαινομένων και προβλημάτων που απασχολούν τις άλλες επιστήμες μέσω μαθηματικών μοντέλων. Επιπλέον, το τεράστιο μέγεθος των δεδομένων που συγκεντρώνουν και επεξεργάζονται οι άλλες επιστήμες απαιτεί χρήση μαθηματικών και στατιστικών τεχνικών.
Κάποιες επιστήμες, όπως για παράδειγμα η φυσική και η μηχανολογία, είχαν πάντοτε σύνδεση με τα Μαθηματικά. Από τη μια χρησιμοποίησαν τα Μαθηματικά για να επιλύσουν τα δικά τους προβλήματα, ενώ από την άλλη φαινόμενα από τον χώρο αυτών των επιστημών πυροδότησαν την ανάπτυξη των Μαθηματικών. Για παράδειγμα, οι τροχιές των πλανητών και τα προβλήματα της οπτικής οδήγησαν στην ανάπτυξη του μαθηματικού λογισμού από τον Νεύτωνα και τον Leibniz.
Αντίθετα, επιστήμες όπως η ιατρική και η βιολογία δεν είχαν από την αρχή άμεση σχέση με τα Μαθηματικά, γιατί ασχολούνταν με την περιγραφή φαινομένων ή την ταξινόμηση οργανισμών. Αργότερα μετακινήθηκαν προς την ανάλυση και την ερμηνεία συστημάτων που απαιτούν εξερεύνηση με τη χρήση μαθηματικών εργαλείων.
Σήμερα δεν θα ήταν υπερβολή να πούμε ότι τα Μαθηματικά είναι ένας από τους στυλοβάτες της ιατρικής επιστήμης. Είναι ενδεικτική η δήλωση του φυσικομαθηματικού A. Cormack, ο οποίος κατασκεύασε τον αξονικό τομογράφο, κατά την απονομή του βραβείου Νόμπελ (1979): «Ήταν προφανές ότι το πρόβλημα του αξονικού τομογράφου ήταν καθαρά ένα μαθηματικό πρόβλημα». Στον τομέα της καρδιολογίας ερευνητές έχουν δημιουργήσει μαθηματικά μοντέλα που χρησιμεύουν σε περιστατικά καρδιακής προσβολής, ενώ πρόσφατα ομάδα Ελλήνων ερευνητών κατάφεραν, χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα βιοπληροφορικής, να διερευνήσουν νευρολογικές διαταραχές. Όλα αυτά ανοίγουν τον δρόμο για την παρασκευή αποτελεσματικότερων φαρμάκων και τη χρήση νέων θεραπειών.
Όσον αφορά τη βιολογία, ο καθηγητής JoelCohen έχει δηλώσει ότι τα Μαθηματικά είναι ένα καινούριο και ισχυρό μικροσκόπιο για την επιστήμη της βιολογίας, απαραίτητο για την καλύτερη κατανόηση σύνθετων δικτύων από γονίδια, κύτταρα και πρωτεΐνες, αλλά και για τη μελέτη της λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Η πληροφορική βασίζεται στα Μαθηματικά και τη μαθηματική λογική. Στα Μαθηματικά βασίζονται η σημασιολογία των προγραμμάτων, οι τυπικές μέθοδοι, η αποδεικτική θεωρημάτων, ο εξισωτικός και λογικός προγραμματισμός. Στη συμβολική λογική βασίζονται οι βάσεις δεδομένων, οι γλώσσες προδιαγραφών, η τεχνολογία λογισμικού και οι ταυτοχρονικές διαδικασίες.
Στο σημείο αυτό είναι σημαντικό να σημειώσουμε ότι υπάρχει μια διαρκής αλληλεπίδραση μεταξύ των Μαθηματικών και των άλλων επιστημών. Όταν παρουσιάζεται η ανάγκη να επιλυθεί ένα πρόβλημα σε κάποια επιστήμη (π.χ. ιατρική, πληροφορική, κτλ.) είναι πιθανό να υπάρχουν ήδη και να χρησιμοποιηθούν μαθηματικά εργαλεία που είναι κατάλληλα για την ερμηνεία και επίλυση του προβλήματος. Είναι, όμως, πολύ πιθανό να μην υπάρχουν τα εργαλεία, αλλά για την αντιμετώπιση του προβλήματος να αναπτυχθούν νέα μαθηματικά μοντέλα ή να εξελιχθεί κάποια μαθηματική θεωρία. Η σχέση αυτή λειτουργεί και αντίστροφα. Η εξέλιξη των Μαθηματικών με την ανάπτυξη νέων θεωριών δίνει στις άλλες επιστήμες τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσουν νέα μοντέλα για να κάνουν προβλέψεις ή να επιλύσουν τα δικά τους προβλήματα και να φτάσουν σε νέες εφευρέσεις.
Καταλήγοντας, κάθε επιστήμη έχει το δικό της πεδίο και τα δικά της χαρακτηριστικά. Ταυτόχρονα, όμως, όλες οι επιστήμες είτε έχουν κάποια χαρακτηριστικά μαθηματικής φύσης είτε μπορούν να αξιοποιήσουν τα εργαλεία των Μαθηματικών στο δικό τους πεδίο. Είναι βέβαιο ότι η μεταξύ τους συνεργασία και αλληλεπίδραση είναι ωφέλιμη για την εξέλιξη των άλλων επιστημών, αλλά και των ίδιων των Μαθηματικών.
