Новое исследование ЮНЕСКО подчеркивает жизненно важную роль математиков в решении современных проблем

Около 41% населения мира подвержено риску наводнений, вызванных тропическими циклонами. Благодаря новым математическим моделям и более совершенным алгоритмам путь тропического циклона теперь можно предсказать на неделю вперед. В 2019 году его можно было предсказать только за пять дней, а в 1970-х - всего на 36 часов вперед. Более длинный период видимости дает муниципальным властям драгоценное дополнительное время для планирования эвакуации населения в районах повышенной опасности.

Это лишь одно из многих тематических исследований в рамках новой публикации ЮНЕСКО Mathematics for Action («Математика в действии»), выпущенной 14 марта в ознаменование Международного дня математики. «Исследование показывает, почему правительствам имеет смысл включать математиков в свои команды научных консультантов», — заявила Кристиана Руссо, профессор кафедры математики и статистики Монреальского университета в Канаде, руководившая разработкой инструментария.

Математические методы разработки вакцин

«Пандемия COVID-19 действительно привлекла внимание общественности к математическому моделированию», — добавила г-жа Руссо. «Кто бы мог подумать два года назад, что такой термин, как «сглаживание кривой», станет частью публичного лексикона?» Подобным образом, новостные сообщения, ссылающиеся на математические термины, такие как «базовая способность к размножению (R0)» вируса или «коллективный иммунитет» посредством массовой вакцинации, стали регулярными. Сами математические методы использовались для более эффективной разработки вакцин и моделирования нерешительности в отношении вакцин как социального явления.

Но на этом полезность математики не заканчивается. По мнению Норберта Хунконну, председателя Сети африканских академий наук, «набор инструментов «Математика в действии» — это революционный инструмент, ориентированный на политику. В нем демонстрируется решающая роль математики в содействии решению наиболее насущных мировых проблем и достижению Целей устойчивого развития на период до 2030 года».

Инструментарий описывает, например, каким образом исследователи смогли составить карты нищеты 552 деревень и общин в Сенегале и определить районы, нуждающиеся в более значительных государственных инвестициях, несмотря на отсутствие данных переписи. Применяя математические инструменты, такие как алгоритмы машинного обучения (искусственный интеллект), исследователи смогли установить масштабы нищеты в конкретных районах.

Сценарии на будущее

Как должны оцениваться многочисленные услуги, предоставляемые природой, такие как пресная вода, лекарственные растения или сельскохозяйственные культуры? Два научных исследования в рамках публикации Mathematics for Action позволяют точно определить стоимость экосистемных услуг и биоразнообразие крупных эстуариев в Северной Америке и Азии.

Инструментарий описывает, каким образом математические модели позволяют исследовать несколько сценариев «что, если» в целях более эффективного процесса принятия решений. Ученые используют климатические модели в сочетании с описательными сценариями для подготовки реалистичных альтернативных сценариев будущего.

«Нехватка  квалифицированных преподавателей математики во всем мире представляет угрозу для подготовки достаточного числа математиков и ученых, способных решать задачи современного мира», — предупредили Меррилин Гус и Анджум Халай, заместители Председателя Международной комиссии по математическому образованию и авторы инструментария.