Hoe wiskunde nuttig is voor iedereen
Ah, wiskunde. Iedereen komt ermee in contact en gebruikt het dagelijks, maar tijdens de schooluren vinden de meeste scholieren en studenten het veruit het meest vervelende vak. Waarom toch? In deze blog formuleer en bewijs ik een zeer belangrijke stelling:
Stelling 1.1: Wiskunde is fascinerend.
Het tweedelig bewijs volgt hieronder, lees maar verder!
Bewijsstuk 1: wiskunde is problemen oplossen
Als we zoeken naar een antwoord op de vraag waarom wiskunde is ontstaan, dan is het antwoord verassend eenvoudig: omdat het nuttig is in de dagelijkse omgang met zaken. De allereerste wiskunde werd heel lang geleden wellicht uitgevonden voor het bijhouden van aantallen en hoeveelheden. Bijvoorbeeld, ik heb twee appels en jij hebt drie peren. Maar dat is slechts de zeer eenvoudige wiskunde.
Voor de meesten onder ons (mijzelf inclusief) is wiskunde vaak net geen licht verteerbare materie. Wiskunde is moeilijk. Maar dat maakt het net leuk. Een half uur op éénzelfde oefening zitten zoeken om dan uiteindelijk tot het juiste antwoord te komen geeft je een geweldig gevoel. Hetzelfde gevoel krijg je wanneer je eindelijk inziet hoe dat ene bewijs net in elkaar zit en je beseft dat het eigenlijk allemaal niet zo moeilijk was. Wiskunde leert ons volharding, wiskunde leert ons doorzettingsvermogen.
Wiskunde leert ons ook verkennen. Vaak zijn er meerdere manieren om een bepaald probleem op te lossen, en is het dus aan jou om te gaan exploreren wat er mogelijk is. Ook dat vermogen om te verkennen is een fantastische vaardigheid om te hebben in het leven.
Kortom, wiskunde kan ons verschillende vaardigheden leren die echt nuttig zijn in het leven. William Paul Thurston formuleerde het elegant: “Wiskunde gaat niet over getallen, vergelijkingen, berekeningen of algoritmen; het gaat over begrijpen”. Daarom ook dat er net zo een grote vraag is naar wiskunde die praktisch bruikbaar is in onze samenleving.
Nog steeds niet overtuigd? Wiskunde wordt in de praktijk nochtans in vele verschillende domeinen ingezet!
Bewijsstuk 2: wiskunde wordt wél in de praktijk gebruikt
Wiskunde is OVERAL in het dagelijkse leven. Heb je vandaag al iets op Google gezocht? Of stond je daarstraks in de winkel, prijzen te vergelijken? Misschien heb je dit weekend een aantal klusjes in huis uitgevoerd, of vrijdagavond een spelletje poker met vrienden zitten spelen. In al deze gebeurtenissen, en in nog veel meer, zit wiskunde verscholen. Zoals ik hierboven al schreef, wiskunde draait eigenlijk om problemen oplossen (bv. een klusje in huis), en die komen we dagelijks tegen in het leven. Maar wiskunde gaat ook verder dan het dagelijkse leven, sommige van de meest fascinerende ontdekkingen steunen op wiskunde!
Inderdaad, in april brak het nieuws uit dat voor de eerste keer een foto van een zwart gat genomen kon worden. Het Event Horizon Telescope team, bestaande uit een internationaal team van interdisciplinaire wetenschappers, richtte zich sinds 2017 op de taak van het fotograferen van een zwart gat. De taak was nochtans niet triviaal, want om het zwarte gat in het midden van de Melkweg te fotograferen met slechts één telescoop zou een telescoop ter grootte van de Aarde nodig zijn. Het team beschikte echter slechts over een beperkt aantal veel kleinere telescopen. Hierdoor kunnen in praktijk slechts enkele ‘puzzelstukjes’ van het volledige zwart gat gefotografeerd worden.
Om daaruit een foto van het volledige zwarte gat te reconstrueren, is er wiskunde nodig. Complexe wiskundige algoritmen zorgen ervoor dat we het volledige beeld kunnen reconstrueren wanneer we slechts een paar kleine puzzelstukjes van het zwart gat ter beschikking hebben. En dat alleen is niet genoeg, want net omdat we slechts enkele puzzelstukjes hebben, kunnen we nog oneindig veel volledige puzzels bedenken waar die enkele puzzelstukjes in zouden passen. Een tweede taak waarbij wiskunde aan te pas kwam was dus om uit de oneindige hoeveelheid volledige beelden, diegene te halen die op een zwart gat lijken.
En ook in mijn onderzoek gebruik ik veel wiskunde. Zogenaamde ‘machine learning’ modellen gebruiken wiskunde om patronen in data te vinden. In mijn onderzoek gebruik ik die patronen om interacties te voorspellen tussen bacteriën en fagen (de virussen die bacteriën infecteren en afdoden). Als we die interacties beter begrijpen kunnen we fagen slimmer inzetten tegen bacteriële infecties waarvoor steeds minder antibiotica werkzaam zijn. Antibioticaresistentie is een complex en steeds erger wordend probleem waarvoor geen enkele perfecte oplossing bestaat. Fagen kunnen echter wel een deel van de oplossing zijn. En door wiskunde te gebruiken, kunnen we fagen sneller en effectiever inzetten. Het kan dus goed zijn dat wiskunde op een dag je leven zal redden!