Читать книгу Опубликованное в 90-х—10-х. Методика, математика, система образования - Евгений Беляков - Страница 3

Дети в шестом (и в седьмом часто) классе, как и наши предки, например, в Древнем Египте, не понимают, зачем нужны математические доказательства. Аргументы их, правда, отличаются от египетских. Наши говорят: «И так ясно» или «Ведь измерить можно», а те – «Ибо так говорят жрецы!» (Вариант: «Боги!»). И действительно, жрец существует не для того, чтобы доказывать: на то и вера. В нашем случае ситуация поворачивается так: «Отец существует не для того, чтобы доказывать, на то и ремень» и «Учитель сказал – значит верно».

Как раз в шестом-седьмом проходит рубеж, когда ребёнок перестаёт верить на слово. Впрочем – у всех по-разному. Я, например, прекрасно помню, как склонившись над постелькой трёхлетнего шалуна Ника, пугал его волком, и как он сказал: «Никакого волка нет!» Пришлось вести в зоопарк и, когда мы пришли туда, помню своё маленькое торжество, когда сказал, подводя сынишку к клетке с волком: «А это кто?» Правда, потом получил сдачи под Новый Год: «Деда Мороза нет. Да. Предположим. А кто же тогда окна по ночам разрисовывает, по-вашему?»

Но давайте разберём вышеприведенные аргументы серьёзно.

«И так ясно». Ничего не ясно! Очевидное очень часто бывает неверным. Существует масса зрительных иллюзий, и, наверно, очень полезно на уроке математики ознакомить ребят с лучшими. Чтобы не зазнавались!

«Но ведь можно измерить!» Нет. Измерить можно далеко не всегда. А если и можно, то не во всех вариантах утверждения, так как их – бесконечность. Кроме того, любой измерительный прибор имеет цену деления, точность измерения. Измерьте, к примеру, сумму внутренних углов треугольника: разница теоретически может доходить до 6 градусов, и чаще всего вы получите 178^о или 183^о. Утверждение, что эта сумма равна 180⁰ так доказать просто невозможно, скорее из всех этих измерений следует, что она НЕ РАВНА 180^о. Что неверно.

Вопреки возможным протестам учителя физики, скажу: измерениями НИЧЕГО доказать нельзя (и, следовательно, опровергнуть тоже нельзя). Доказательство вообще устроено ПО-ДРУГОМУ. Доказывая, мы осуществляем вывод (строго говоря, согласно правилам вывода) из аксиом последовательности утверждений (лемм, теорем), последней из которых будет доказываемое. Понять, что происходит, когда человек что-нибудь доказывает, очень важно: это знание о сути человека. Ведь он не даром SAPIENS, то есть разумный, то есть ДОКАЗЫВАЮЩИЙ И ТРЕБУЮЩИЙ ДОКАЗАТЕЛЬСТВ.

Вот одна из задач, которая могла бы быть продемонстрирована в этот период как нечто весьма поучительное. Рассмотрим замкнутый контур. Внутри – бесконечное множество точек. Возьмём среди них миллион. Одной линией можно «перечеркнуть» контур, разделив его на две области, в каждой из которых находится некоторое число точек. Я утверждаю: всегда прямую линию можно провести так, что число точек будет делиться поровну, по 500 000 в каждой области. Всегда.

Нарисовать миллион точек невозможно. Если рисовать даже по одной точке в секунду, то потребуется миллион секунд, то есть 16667 минут, то есть 278 часов, то есть 12 суток непрерывного тыканья. Нет желающих? Очень хорошо.

Значит: это утверждение ТРЕБУЕТСЯ ДОКАЗАТЬ. Мало ли, что это утверждаю я – а вдруг ошибаюсь? Ведь я тоже человек: не боги горшки обжигают! Ну так как? Давайте думать.

1.Через две точки можно провести прямую, да? (Да). 2.Можно взять какие-нибудь две точки из миллиона и провести через них прямую, да? (Да). 3. Можно взять КАЖДЫЕ две точки из миллиона и провести прямые через них, да? (Да). 4. Некоторые из этих прямых, возможно, сольются в одну, и тогда какая-нибудь прямая пройдёт через три точки, но мы на это не будем обращать внимания. Согласны? (Да). 5. Прямых будет какое-то конечное число, да? (Да). 6. А теперь возьмём какую-нибудь точку ВНЕ КОНТУРА и не лежащую ни на какой из прямых. Это возможно, не так ли? (Да). 7. А теперь рассмотрим луч, исходящий из этой точки и совершающий круг на плоскости, подобно минутной стрелке. Понятно объясняю? (Да). 8. Этот луч не лежит ни на одной из прямых, а поэтому в каждый момент может пересекать не больше одной точки, выбранной нами внутри контура. Так? (Верно: если бы две, то он лежал бы на какой-нибудь прямой). 9. Значит, количество точек, которые он отделяет в своём движении по кругу увеличивается в одной области и уменьшается в другой ПО ЕДИНИЦЕ. (Да). 10. Ну теперь всё: остановим луч, когда с обеих сторон будет по 500 000 точек.

Что особенно привлекает в этом доказательстве, так это привлечение «негеометрических» процессов, например, вращение луча во времени. В своё время Архимед взвешивал геометрические фигуры, искал их центр тяжести. Евклид, не долго думая, вырезал треугольники, переворачивал их, накладывал друг на друга. Не важно КАК, важно, что ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ПОЛУЧАЕТСЯ. Строгость можно (и нужно!) навести потом.

Мне кажется, именно такие, яркие доказательства должны быть у человека первыми (как и первая любовь должна быть яркой). В математике ведь тоже есть воспитание чувств. И доказательство как первая любовь.