Ashburn +19,6 °C Dangus giedras
Trečiadienis, 12 Bir 2024
Ashburn +19,6 °C Dangus giedras
Trečiadienis, 12 Bir 2024

Mums nepalankių įvykių pasekmes dažnai galima sušvelninti, įvertinus jų riziką ir pasitelkus matematiką

2023/05/09


Visose žmogaus veiklos srityse susiduriama su situacijomis, kai veiklos ar įvykiai pakrypsta priešinga linkme nei buvo suplanuota, o tai reiškia, kad ir veiklos rezultatai bus kiti nei buvo tikėtasi. Kad žmogaus veikla patirtų kuo mažiau nesėkmių, nepageidaujamų reiškinių ar įvykių, tam pasitelkiama tikimybių teorija. Tačiau yra labai jautrių sričių, kuriose bet kokių prognozių modeliavimas turi būti itin atsargus. Apie įvairias įvykių ar reiškinių tikimybes ir jų modeliavimą šiandien kalbamės su Kauno technologijos universiteto Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (KTU MGMF) Taikomosios matematikos katedros docente Daiva Petkevičiūte-Gerlach.

Taikant tikimybių teoriją galima išvengti daugelio nepageidaujamų reiškinių ar įvykių, bet ar tikrai įmanoma matematiškai pamatuoti ir įvertinti visus galimus įvykių ar reiškinių variantus?

Mus supančiame pasaulyje egzistuoja daugybė atsitiktinių reiškinių ir priežastinių ryšių, kuriuos galima prognozuoti. Tačiau gyvas organizmas – labai sudėtinga sistema, todėl neįmanoma visų jame vykstančių procesų prognozuoti tiksliai.

Tai, kad vienam pacientui netinka kurie nors vaistai ar gydymo metodai, kurie tinka kitam, gali lemti ne tik atsitiktinumas. To priežastys gali būti genetinės arba susijusios su paciento amžiumi, gyvenimo būdu, sveikatos būkle, prieš tai taikytu konkrečiu gydymu, gretutinėmis ligomis ir kitais veiksniais.

Surinkus pakankamai duomenų apie skirtingus pacientus ir jų organizmo reakciją į tiriamą vaistą ar gydymo būdą, vėliau, taikant įvairius statistinius metodus, galima parinkti tinkamiausią gydymą konkrečiam pacientui.

Taigi, matematika yra unikalus mokslas – ji taikoma net ir medicinoje. Ir apskritai matematiniai metodai, modeliai, tikimybių teorijos eksperimentai įvairioms užduotims spręsti ar numatyti ilgalaikėms prognozėms taikomi visose žmogaus veiklos srityse.

Tačiau ar įmanoma modeliuoti atsitiktinius gamtos reiškinius?

Taip, tai iš tikrųjų yra tikimybių teorijos laukas ir ne tik teorinis, bet ir praktinis. Atsitiktiniams reiškiniams gamtoje modeliuoti matematiniai metodai naudojami labai plačiai.

Tokių modelių taikymo pavyzdžiai yra orų prognozės, gamtinių katastrofų, pandemijų modeliavimas. Kad modeliai būtų realistiški, jie turi turėti atsitiktinumo komponentę – tuomet ir tokių modelių prognozė bus nevienareikšmė, o intervalas arba tikimybė.

Beje, geriausiai veikia sudėtingesni modeliai, kuriems kurti naudojamos ne tik matematikos ir statistikos, bet ir modelio taikymo srities žinios.

Iš istorinių šaltinių žinome, kad prieš 250 mln. metų vidutinė temperatūra Žemėje buvo apie 25 °C. Vėliau, maždaug prieš 140–90 mln. metų, klimatas buvo atvėsęs iki 15 °C, po to vėl atšilo iki 22 °C, o prieš 3,5 mln. metų prasidėjo naujas atšalimas. Ar matematikai, vertindami tokius istorinius duomenis, gali prognozuoti, kas laukia mūsų planetos, tarkime, po 200 ar 300 metų?

Ilgalaikis klimato modeliavimas tikrai yra sritis, kurioje matematikos ir statistikos išmanymas yra labai svarbus, tačiau vien tik jo tikrai neužtenka. Čia reikia žinių apie tai, kokie yra klimato kaitą lemiantys veiksniai, pavyzdžiui, žmogaus veiklos nulemtas CO2 kiekis ore, ugnikalnių aktyvumas, saulės intensyvumas, taip pat ir supratimo, kaip šie veiksniai veikia klimatą.

Gilios fizikos, chemijos, geologijos, geografijos, biologijos, ekologijos žinios, statistinių duomenų analizės metodų naudojimas, sudėtingi matematiniai modeliai ir didelės apimties kompiuteriniai skaičiavimai mokslininkams leidžia prognozuoti klimato kaitos scenarijus ir pateikti rekomendacijas, ką daryti, kad žmonijos išlikimui nekiltų pavojaus.

Todėl prognozuoti dabar pat, kas laukia mūsų planetos artimiausiais šimtmečiais ir koks tikėtinas jos klimatas, tikrai nedrįsčiau, bet, kaip ir minėjau, mokslininkai yra paskelbę daug rekomendacijų, kuriose nurodyta, ką daryti, kad sustabdytume neigiamą klimato kaitą.

Grįžtant prie matematikos svarbos – galiu tik pasikartoti, kad matematikos mokslo metodai taikomi labai plačiai. Be matematikos tiesiog nebūtų įmanomas joks šiuolaikinis mokslas, nes daugelis žmogaus veiklos reiškinių ir procesų yra paremti matematiniu modeliavimu ir prognozavimu.

 

KTU informacija

Nuotraukoje KTU mokslininkė D. Petkevičiūtė-Gerlach.

Dalintis