
|
av Rikard Linde
Spice Girls är matematik. De är så mycket matte man över huvudtaget kan
tänka sig! Om du funderar en stund över vad Spice Girls betyder för dig
så kanske du kommer fram till: de spelar kass musik, de har en unken
attityd och de är köplustens gudinnor. Du behöver bara säga, eller
tänka, Spice Girls så är allt det andra införstått.
I matematiken kallas Spice Girls variabler. Det är ord, eller bokstäver,
som innehåller en massa information (Hur mycket som helst). Information
som man kan byta ut eller bearbeta på något sätt. När jag tänker på
Spice Girls dyker känslor som snygga tjejer, bra musik och avslappnad
attityd, upp. Det är vad Spice Girls innehåller för mig. Om vi kopierar
Spice Girls så vi har två uppsättningar: Spice Girls och All saints och
sedan vänder ut och in på (inverterar) All saints så får vi en
uppsättning Spice Girls och en uppsättning... Backstreet Boys. Samma
formel men vi har ändrat på en faktor, könet! Hmm...om vi byter kläder
på Spice Girls, vad får vi då? Eller musik? Och vilken är relationen
mellan Spice Girls och t ex Whitney Houston? Ja Whitney kan ju inte
heller dansa, men hon är ensam och hon kan faktiskt sjunga.
Spice Girls/5 + Sång = Whitney Houston
Som sagt, matte, matte, matte, överallt.
Johann Sebastian Bachs musik är en lek med mönster. Han gjorde
notslingor som reflekterades och spelades baklänges. Han gjorde musik av
ord. Bland annat använde han sitt eget namn som grundkomponent (B A C H
H C A B...).
Mozart lekte med siffror. Han har gjort ett tärningsspel i vilket
utslaget av två tärningar får bestämma i vilken ordning en trudelutt ska
spelas. På det sättet blir alla låtar komponerade av Mozart tillsammans
med den som slår tärningarna. Interaktivt!
Nutida musik kan givetvis också erbjuda massor med matematik. Ett ljud
är uppbyggt av vågformer (som ett hopprep som vajar upp och ner i
luften) som går attt manipulera på olika sätt. Och ju mer matte du
förstår desto bättre ljud kan du skapa? Ja i Fablernas värld. Nej men
det är lättare att förstå hur olika ljud skapas och vad som får ett ljud
att låta på ett visst sätt. Som varför män har basröst och kvinnor
"trebleröst".
Framöver kommer nog mer experimentell musik att florera på marknaden,
och jag kan tänka mig att fraktalmusik (musik som bygger på kaosteorier)
kommer att vara ett element som finns med. Något för alla som gillar
New Age?
Har matematik några kopplingar till våra sinnen: lukt, hörsel, smak,
känsel och syn?
Henrik Eriksson och Gerd Eriksson
på KTH: Vår hörsel delar upp ljudvågor i sinuskomponenter, alltså det
som i matematiken heter fourieranalys (teorin bakom synthar).
Vårt färgseende projicerar ett oändligdimensionellt funktionsrum på ett
tredimensionellt underrum med integraltransformer.
Henrik påpekar också att ett matematiskt problem är bland det mest
spännande han kan tänka sig. Ett matematiskt bevis kan ge en fantastisk
skönhetsupplevelse.
För Sten Rydh på Matteskolan Logos är kopplingen mellan matematik och musik mycket tydlig och självklar. Han
lär sig matematik med musikens hjälp. Han undervisar matematik med
musikens hjälp. Kunskap är roligt och för att lära sig något måste
arbetet vara lustfyllt. Och man måste få se skönheten i det man lär sig.
Detta var saker som Pythagoras påpekade för ett par tusen år sedan. Och
för honom var både musiken och matten viktiga delar av livet. Det goda
och riktiga livet. Även bakom Einsteins försök att förstå tillvaron
fanns denna övertygelse. I naturen finns en ordning, något oändligt
vackert.
Matematik handlar om olika sätt att se på vår värld och olika sätt att
bearbeta det vi ser.
En fågelflock (1397k) sveper genom luften. Som en välkoreograferad dansensemble
svänger de unisont till vänster. Sedan, plötsligt, girar de åt höger och
dyker mot marken. Varje rörelse verkar perfekt koordinerad. Flocken är
lika graciös som-eller kanske ännu mer graciös än-varje enskild fågel.
Hur kan fåglarna koordinera sina rörelser så ordnat, hur kan de vara så
synkade? De flesta av oss antar att fåglarna följer en ledare, fågeln
längst fram i flocken. Ja, vi ser nästan alltid ett styrande centralt
organ bakom fenomen i vår värld. Men är det verkligen så det fungerar? I
fallet med fågelflockar så har de flesta ingen ledare alls. Nej, varje
fågel följer en uppsättning enkla regler, till exempel, den matchar sin
hastighet mot fåglarna runtomkring, och den håller ett säkert avstånd
till de andra.
En variant på samma tema:
Ett gäng (1397k) hårdingar glider fram genom kvarteren. Som en välkoreograferad
dansensemble svänger de unisont till vänster. Sedan, plötsligt, girar de
åt höger och dyker mot korvmojen. Varje rörelse verkar perfekt
koordinerad. Flocken är lika graciös som-eller kanske ännu mer graciös
än-varje enskild gängmedlem.
Hur kan hårdingarna koordinera sina rörelser så ordnat, hur kan de vara
så synkade? De flesta av oss antar att de följer en ledare, tuffingen
längst fram i flocken. Ja, vi ser nästan alltid ett styrande centralt
organ bakom fenomen i vår värld. Men är det verkligen så det fungerar?
I fallet med ungdomsgäng så har de flesta ingen ledare alls. Nej, varje
hårding följer en uppsättning enkla regler, till exempel, den matchar
sin hastighet mot gruppmedlemmarna runtomkring, och den håller ett
säkert avstånd till de andra tuffingarna.
En fågelflock är ett av många fenomen som är organiserade utan någon
organsatör. I människosamhällen, visar sig makroekonomiska mönster bland
miljontals köpare och säljare på börsmarknaderna, i immunsystem söker
arméer av antikroppar upp bakterier på ett systematiskt och koordinerat
sätt, utan några "generaler" som organiserar enligt en stridsplan.
World Wide Web är ett annat exempel. Vad är det som får nätet att leva
på det sätt det gör? Bill Gates? Eller kanske de små enkla handlingar
som var och en av oss utför när vi klickar oss fram från länk till länk.
Geometri kan också fungera decentraliserat. Genom att låta ett tjugotal
punkter arbeta enligt några enkla regler kan man lätt få dem att rita
upp en cirkel.
Varje punkt följer två enkla regler: (1) den försöker hålla ett visst
avstånd från sina båda "grannar", och (2) den stöter försiktigt bort
gruppen som helhet, den försöker röra sig bort från de andra punkterna.
Med dessa två regler arrangerar punkterna sig själva till en
cirkelformation.
Testa programmet StarLogo
och träna ditt decentraliserade tänkande.
Eller kolla hur en
influensa
sprider sig (om du vill veta hur du ska undvika den)
World Wide Web är ett system som hänvisar till sig själv. Det är, på
sätt och vis, webbens natur. Och flera av webbens tillämpningar hänvisar
också till sig själva.
Bots är en variant (av robots, små program som glider omkring på nätet
för att utföra en uppgift). De har en uppgift, låt oss säga att
rapportera när en webbsida uppdateras. Då och då kollar de webbsidan för
att se om antalet bokstäver (eller antalet ord) har ändrats. Om antalet
bokstäver är densamma ger de sig själva samma uppgift igen (kolla om
antalet bokstäver har förändrats!!). Men om antalet bokstäver har
förändrats, ja då har boten utfört sin uppgift varpå den rapporterar
till sin herre (Netscape Navigator kanske?). Och Navigator öppnar ett
fönster med den uppdaterade webbsidan.
Gör din egen bot!
Mauritz Escher och J S Bach har gemensamt att de skapade system som
hänvisade till sig själva. På det sättet skapade de konstverk som kan
fortsätta i all oändlighet utan att någon gång låta, eller se ut, på
samma sätt.
Gödel Escher Bach är en
bok (skriven av Douglas Hofstadter) som handlar om detta. Boken är ett
självrefererande verk som på sista sidan hänvisar till den första.
För att förstå den här sortens system kan man studera LISP (ett
programmeringsspråk) på nätet. Nätkursen
är så enkel att jag rekommenderar alla att prova på.
Matematik handlar om olika sätt att se på vår värld och olika sätt att
bearbeta det vi ser.
Talet 10 verkar vara viktigt i många matematiska sammanhang.
Stämmer det och varför är det så och kan du ge några exempel
där 10 är viktigt?
Henrik och Gerd: Vi har tio fingrar, därför är det enklast att i
teckenspråk visa tal i tiosystemet, t ex 46 som 10+10+10+10+6. Det har
gjort att vi använder tio siffertecken, men fransmän och danskar räknar
i tjog och timmar och koppar räknas i dussin. Karl XII ville införa
tolvsystemet med helt nya räkneord men någon sköt honom dessförinnan.
Bortsett från basen i talsystemet är inte tio ett särskilt viktigt tal i
matematiken.
Sten Rydh tar också upp Karl XII. Han ville som sagt ha en annan bas i
talsystemet, 12 eller 16 eller 24. Han trasslade till det för forskarna
i Lund genom att han bodde där och ideligen gick på deras föreläsningar.
Han ville väcka de här frågorna till liv medan forskarna helst satt på
sitt rum och studerade annat. Sten påpekar också det sunda i att fråga
sig varför ett talsystem skulle vara bättre än ett annat. Om man inte
hade gjort det skulle vi till exempel aldrig ha upptäckt det binära
talsystemet vilket är det talsystem som används i datorer.
Vilka är matematikens mest intressanta kopplingar utåt/inåt?
Henrik och Gerd: Matematiken står helt fri från erfarenhetsvärlden. Dess
sanningar måste gälla också i alla alternativa universum. Trots det har
det visat sej att vår verklighet låter sej beskrivas mycket väl just med
matematik. Ingen har lyckats förklara denna paradox.
Sten påpekar att matematiken är ett språk, ett sätt att förstå varandra.
Glädjen i matten är att få upptäcka sambanden. Utan problem skulle
världen vara förskräcklig. Jag blir jätteglad när jag får ett problem
att arbeta med. Utan dem skulle jag inte känna lyckan av att begripa.
Och att hela tiden ifrågasätta det som händer, precis som en journalist
som ifrågasätter det någon säger: Stämmer det han säger? Vad vill han
egentligen?
Ofta är matematiken från början en ren fantasiprodukt, ett
intellektuellt spel med starka inslag av lekfullhet. När man upptäcker
ett nytt matematiskt mönster är detta intressant i sig. Man bryr sig
inte om huruvida det finns någon omedelbar praktisk användning för det
man gör. Matematiken lever ett eget liv som inte har med verkligheten
att göra. Till exempel fraktaler som upptäcktes för ungefär100 år sedan.
Då förstod man inte vad de var bra för. Nu används de bland annat för
att förstå och beräkna kaosteorier. (Och vad är kaosteorier? Jo
situationer som inte har något uppenbart mönster men ändå går att
beräkna. Längden av en kustlinje, om en storm kan uppstå i Indonesien på
grund av att en fjäril fladdrar med vingarna i Uruguay, fraktaler
och så vidare.)
Har du varit med om någon rolig anekdot ur mattehistorien?
Henrik: Jag var assistent på matte 1960 med särskilt ansvar för
"idiothyllan". Där samlades alla bidrag från knäppa amatörer som trodde
sej ha löst stora problem. Jag minns en som påstod sej ha klarat
vinkelns tredelning med passare och linjal (klassiskt matteproblem som
inte går att lösa, tror man i alla fall) och som skickade med ett stort
ritpapper med konstruktionen. Dock hade han klippt bort några bitar ur
papperet för att vi inte skulle stjäla hans geniala ide!
Matematik handlar om olika sätt att se på vår värld och olika sätt att
bearbeta det vi ser. Och det är kul.
|