ארכיון הקטגוריה: מתמטיקה

מי אמר שפוליטיקאים דוברי אמת?

מאה פוליטיקאים הגיעו לכנס. על באי הכנס ידועות לנו העובדות הבאות:

א. כל אחד מן הנוכחים הוא או שקרן או אומר אמת.

ב. אם תבחר כל שני פוליטיקאים מן הקבוצה, אחד מהם תמיד יהיה שקרן.

ג. לפחות פוליטיקאי אחד, בין המאה, דובר אמת.

האם נתונים אלה מאפשרים לנו לדעת כמה מהפוליטיקאים הם דוברי אמת וכמה שקרנים?

את החידה הזו מצאתי בספר חידות אמריקני בו השתעשעו נכדיי. הספר הוא THE LADY OR THE TIGER פרי עטו של ריימונד סמוליאן ( Raymond Smullyan )

התשובה לחידה הזו פשוטה יחסית. בין מאה הפוליטיקאים יש רק אחד דובר אמת. 

אבי גבאי

ריימונד סמוליאן

ריימונד סמוליאן

הממזריות של החידה הזו עוררה את סקרנותי לגבי זהותו של מחבר הספר. מסתבר שאיננו קטלא קניא. בעבר היה אמנם קוסם מקצועי, אך הוא בעל תואר דוקטור מפרינסטון ונמנה עם קבוצה של מתמטיקאים ולוגיקנים שהניחו את היסודות התאורטיים למדעי המחשב.

הוא הגיע לשיבה טובה ונפטר לפני כחצי שנה. חיבר יותר מתריסר ספרים פופולריים שעניינם חידות היגיון, וכחצי תריסר ספרים מקצועיים חשובים בתחומי מתמטיקה, לוגיקה ומחשבים. אחד מספריו "מה שם ספר זה" תורגם לעברית. [לא הצלחתי למצוא אותו]

מה שמרתק בחידה הזו ובחידות אחרות שבספר הוא ההקשר הלא מקרי שלהם למציאות. כמה דוברי אמת יש במליאת הכנסת? זוכרים את הבחירות לנשיאות בהן שמעון פרס היה בטוח כי הנשיאות מונחת בכיסו? הוא סמך על הבטחותיהם של רוב חברי כנסת שמעטים מהם דוברי אמת. הם הבטיחו לפרס אך בחרו במשה קצב.

הסיפור הזה יחזור על עצמו. עם פתיחת מושב החורף של הכנסת. פוליטיקאים כבר מספידים את נתניהו ומחלקים את עור הדוב בטרם ניצוד.

כמה יצביעו בעד חוק הלאום? האם יעבור החוק למניעת חקירת ראש ממשלה מתפקד? האם כחלון יצליח להעביר את התקציב כדי לסנדל עצמו לממשלה בטרם בחירות שיפוצצו את הבלון הריק.

זוכרים את ההצהרות של כחלון "אני ליכודניק" ? ואותה הצהרה מפי שאול מופז בטרם בגד ועבר ל"קדימה"? כמה מפלגות החליפה ציפי לבני מאז הפריימריז של הליכוד בהן רצה בסיסמה "ציפי לבני – שם שהוא מוסד" . ומה ייאמר על אבי גבאי שבעבר הצביע ליכוד, נבחר לכנסת ב"כולנו" הפך ליו"ר מפלגת העבודה,  הצהיר כי יש להעדיף את דימונה על עמונה  ולפתע כבר אי אפשר לפנות מתנחלים.

ראש הממשלה לוי אשכול נהג לומר: אמנם הבטחתי אבל לאהבטחתי לקיים את ההבטחה.

רימונד סמוליאן חסיד גדול של מתמטיקה בדרכי נועם. בספריו הצליח להביא נערים רבים לאהוב את המקצוע השנוא. בהקדמה לספרו הוא כותב שקיבל פעם מכתב מילד בן 10 שקרא ספר חידות שלו ופיתח חידה מתוחכמת בהשראת אותו ספר. אביו של הילד, מתמטיקאי מפורסם בזכות עצמו, וחברו של סמוליאן לספסל הלימודים, התקשר אל המחבר וביקש ממנו לדבר עם בנו. אבל הזהיר אותו: אל תאמר לו שהספר שלך עוסק במתמטיקה כי הוא שונא מתמטיקה.

דוגמא לחידה שבספר:

כוס יין אדום ויקישיתוף

בקבוק יין עולה 10 דולר. מחיר היין הוא ב-9 דולר יותר ממחיר הבקבוק. מה שווי הבקבוק?

התשובה שכל אחד ישיב: דולר אחד.

טעות. אילו מחיר הבקבוק היה דולר ומחיר היין ב-9 דולר יותר ממנו היה מחיר היין 10 דולר ומחיר הבקבוק עם היין 11 דולר.

התשובה הנכונה: הבקבוק שווה חצי דולר, היין שווה 9.5 דולר ושניהם יחד 10 דולר.

כמה חברי כנסת מסתפקים ביין זול כל כך? והאם יש לאבי גבאי סיכוי להרים כוסית יין אי פעם לרגל בחירתו לראש הממשלה?

בספרי החידות של סמוליאן החביב ניתן למצוא כמה תשובות לשאלות הללו. מומלץ בכל פה להשיג, לקרוא ולהתמודד עם החידות, המתאימות גם לקשישים וגם לנכדיהם.

נפלאות המתמטיקה של ג'ון פורבס נאש

עם מותו של חתן פרס נובל ג'ון פורבס נאש אנו מפרסמים מחדש מאמר זה 

נתמזל מזלי ובעת לימודיי בתיכון זכיתי במורה למתמטיקה שהוא מן המורים המטביעים חותמם על כל חייך. זה היה אלכסנדר בראלי' שהיה אז להערכתי בשנות החמישים לחייו. הוא עלה מרוסיה, כנראה בסוף שנות העשרים, לאחר שקנה לעצמו מעמד של מלומד בולט בתחום המתמטיקה והפיסיקה. בין היתר חקר שם את מעוף הבומראנג, כלי הנשק המופלא של ילידי אוסטרליה.

אלכסנדר בראלי בתקופה בה למדתי אצלו (באדיבות בנו קדמה בראלי)

אלכסנדר בראלי

תכונתו של הבומראנג שהוא חוזר למשלחו אם לא פגע במטרה. בראלי המשיך במחקר גם כאן בארץ ובאחד הניסויים פגע הבומראנג בסנטרו והותיר בו צלקת עמוקה. הסיפור הזה פורסם בשעתו בירחון "הטכנאי הצעיר" שכנער חובב מדע הייתי מקוראיו המכורים.
בראלי ניסה להתקבל כמרצה בטכניון, אך משרות לא היו אז בשפע ובלית ברירה הפך להיות מורה למתמטיקה, לפיסיקה ולשירטוט בכמה בתי ספר תיכוניים ומקצועיים. שם פגשתי בו והתקופה בה למדתי תורה מפיו לא תשכח ממני.

בגרות? חבל על הזמן

בראלי לימד כימיה, פיסיקה, מתמטיקה, שירטוט. אך עיקר כוחו היה במתמטיקה. הוא התייחס בזלזול למה שנחשב כמטרת הלימוד בתיכון, דהיינו בחינות הבגרות. חבל על הזמן, אמר לנו. הוא הסביר שמתמטיקה בכלל לא לומדים אלא חושבים. אין טעם לשנן נוסחאות ולחקות פתרונות שאחרים מצאו. כל בני האדם הם בעלי תבונה, אמר. ומתמטיקה היא עניין של תבונה, לא לימוד.

ללמוד מתמטיקה כמשחק. בראלי בציור קרירטורי (באדיבות בנו קדמה בראלי).

הוא התחיל אתנו מבראשית. מן המתמטיקאים היוונים. למשל אוקלידס, אבי הגיאומטריה. קחו סרגל ומחוגה וכל העולם בידכם. ציירו ישר יחיד העובר דרך שתי נקודות. ולישר אין ממדים אלא אורך ולנקודה אין שום מימד אלא מקום. ותוכלו לבנות מעגלים ומשולשים ומרובעים ורבי צלעות ולגלות את חוקיהם.

להמציא את משפט פיתגורס

משפט פיתגורס? אין צורך ללמוד. נמציא אותו מחדש. הבה נסתכל מה קורה עם משולש ישר זווית. נא ציירו ריבועים על כל אחד מצלעותיו. קיבלנו צורה דמויית מכנסיים, שיש בה שלושה ריבועים ומשולש. נא הוכיחו לי שצרוף שטח הריבועים של הצלעות הניצבות זו לזו שוות לשטח הריבוע של היתר של המשולש. תראו כמה זה קל.

קח מחוג וסרגל וכל העולם בידך. אוקלידס.

לשחק במקום ללמוד

בראלי לא לימד אותנו. הוא שיחק איתנו, משחק אינטלקטואלי מסעיר. מה יקרה עם נחתוך חרוט (קונוס) בקו מקביל לבסיס. כן, נקבל מעגל. אך איזה קו נקבל אם נחתוך את החרוט באלכסון? כך נתגלתה האליפסה, שהיתה קו תאורטי שבוחנים את תכונותיו למען התענוג האינטלקטואלי. ורק לאחר הרבה שנים נתברר כי הקו הזה הוא הקו שבו נעים הכוכבים במסילותם (ולא בקו עגול כפי שחשבו היוונים הקדמונים).

kapitolinischer_pythagoras_adjusted

domenico-fetti_archimedes_1620

או קחו למשל את חוק ארכימדס. איך נגלה אם הגוש שבידינו עשוי זהב טהור, או שמישהו הכניס בו סיגים של מתכת זולה יותר? הבה ניכנס לאמבטיה של ארכימדס ונצא בקריאה "אאוריקה" – מצאתי. כן, יש לנו את חוק ארכימדס על משקלו של הגוף המושקע במים והיחס בינו לבין המים שהגוף דחה. ואם מדברים על ארכימדס: תנו לי נקודת משען ואזיז את העולם. וכך למדנו את חוקי המנוף של ארכימדס ולמדנו על הדרך בה ניסה להציל את סירקוז על ידי  מנופים שהרימו אוניית ענק והטילום הימה.

מספרים ראשוניים
ומספר מדומה

בשלב מסויים חרג בראלי לגמרי מתכנית הלימודים לכיוונים חדשניים, שלא היינו מודעים אז לחשיבותם. מה הם המספרים הראשוניים, אלה המתחלקים רק בעצמם וב-1 ? הנה רשימה קטנה: 1,3,5,7,11,13,17,19,23
קל למצוא מספרים אלה עד 100 נניח. אך מה הלאה? איך נמצא אותם? האם יש חוקיות מסויימת שניתן לגלות ולקבוע על פיה אם מספר כלשהו ראשוני או מתחלק?

ואם מדברים במספרים מה דעתכם למצוא את השורש של מספר שלילי? לכאורה אין מספר כזה כי זה אינו יכול להיות לא מספר חיובי ולא מספר שלילי, שכן בשני המקרים מכפלתו בעצמו לא תיתן לנו מינוס ארבע. אז נניח שיש מספר כזה ונכנה אותו i . מה יקרה כשנתחיל לשחק עמו קצת? יקרה הרבה מגלה לנו בראלי. המספר המדומה הזה משמש בסיס לחישובים באלקטרוניקה.

חיים בתוך חצוצרה

ואחרי ששבענו מלגלות את כל חוקי הנדסת המישור שואל אותנו בראלי ומה יקרה אם המישור שלנו איננו מישור אינסופי – כפי שתאר אוקלידס – אלא מישור סופי העוטף כדור? הרי כל החוקים ישתנו. למשל שני קווים הניצבים לקו המשווה של הכדור יוצאים כשהם מקבילים ובניגוד למקבילים שבמישור האוקלידי הם נפגשים בציר. ומה יהיה טיבה של גאומטריה של אנשים החיים על שטח עקום כמו חצוצרה למשל? או בהרבה חללים עקומים אחרים? ובלי שהבחנו מביא אותנו בראלי לתורת היחסות הכללית של איינשטיין, המדברת על עקמומיותו של החלל. וכך הקפיץ אותנו בראלי מיוון הקדומה לגאוני המתמטיקה והפיסיקה של הדורות האחרונים: גאוס, רימן, פואנקרה, פלנק, בוהר, הייזנברג, נורברט וינר, ג'ון פון נוימן ואינשטיין. ויש לי חשד שהמורה החביב שלנו קרא בעיתונות המקצועית גם את המשוואות של נאש שהוא הנושא שלנו. אך קודם אעיר כי אין פלא שהדור שבו היו מורים כאלה הצמיח ארבעה חתני פרס נובל ישראלים בתחום המדעים.

קטע מן המאמר ב"הטכנאי הצעיר" המתאר את מחקר הבומרנג של בר-אלי


"נפלאות התבונה"

אני מספר את זכרון הנעורים על המורה שלי למתמטיקה כדי להמליץ על הספר "נפלאות התבונה – סיפורו של גאון מתמטי". הספר הזה החזיר אותי לאותה חדוות נעורים של אהבת המתמטיקה. הספר  כבר הופיע מזמן, גם באנגלית וגם בתרגום עברי. אך זה טבעם של ספרים טובים: כמו יין טוב  הם משביח עם הזמן.

niflaot1

זהו סיפורו של גאון מתמטי, ג'ון פורבס נאש, שפרץ לעולם המתמטיקה בשנת 1948. בגיל 21 כתב מאמר קצר (בן 27 עמודים בלבד) שזיכה אותו בפרס נובל לכלכלה כמעט יובל שנים לאחר שנכתב. נאש לא הלך בדרכה של אף אסכולה וקשה להצביע על מורה ספציפי שהיה לו. הוא כמעט המציא לבד מחדש את כל המתמטיקה. יודעי דבר אומרים כי העבודה שעליה זכה בפרס נובל היא הפחות חשובה מבין מכלול עבודותיו. עבודה זו עסקה באחד האספקטים של "תורת המשחקים". על בסיס תורה זו פיתח נאש תובנה על יריבות אנושית, עימות רציונאלי ושיתוף פעולה בין שותפים ויריבים.

נאש הראה כי כשמספר גדול של פרטים פועלים באורח רציונאלי, גם בלי כל הסכמה ביניהם, נוצר "שיווי המשקל של נאש", שהוא בעצם ניסוח מעודכן של רעיון "היד הנעלמה" בכלכלה של אדם סמית בן המאה ה-.19 התאוריה שלו הפכה להיות בעלת השפעה אדירה בתחומים רבים ובמיוחד בתחום הכלכלה.

מחלה חשוכת מרפא

בהגיעו לגיל 30 חלה נאש במחלת נפש הנחשבת חשוכת מרפא – סכיזורפניה פרנואידית. הוא החל לשמוע קולות, סבל מהזיות ומחשבות שוא. הוא אושפז כמה וכמה פעמים, קיבל טיפולים של הלם באינסולין ובחשמל – תהליכים הנחשבים כמרפאים כמה מן הסימפטומים של המחלה אך מוחקים כל שריד של גאוניות.

משך שלושים שנה היה נאש נע ונד, צל חי של עצמו. נסע לאירופה וניסה לוותר על אזרחותו האמריקנית ולהיות "אזרח העולם". ניסה להקים ממשלה עולמית, לייצג את תושבי החלל בכדור הארץ ועוד יצירים פראיים של המחלה. כך ארע שבעוד נאש היה בחזקת מת-חי (ורבים מבני הדור הצעיר של המתמטיקאים חשבו כי הלך לעולמו) החל שמו לצוף בעשרות תאוריות בתחומי הכלכלה, הביולוגיה האבולוציונית, במדע המדינה ובעוד תחומים. בין אישפוז לאישפוז, בין התפרצות אחת לשניה, הסתובב נאש באוניברסיטאות שבהן ידע את ימי התהילה שלו, לבוש בלואים, מתנהג באורח מוזר, תולה כרזות משונות, עושה מעשי קונדס ומפחיד מזכירות צעירות.

בשנת 1990 לאחר שלושה עשורים שבהן נחשב לחולה חשוך מרפא, התחולל נס ונאש חזר להיות שפוי ורציונאלי ואף החל לתרום מחדש את תרומתו למתמטיקה.

חתן פרס ישראל אריאל רובינשטיין תרם למתן פרס נובל לנאש

אריאל רובינשטיין

ההמשך ידוע. נאש זכה בפרס נובל בכלכלה כשאחד התורמים להחלטה הוא אריאל רובינשטיין, חתן פרס ישראל, שב-1982 כתב מאמר המשך למאמרו של נאש משנת 1950 והיה בין הממליצים להעניק לו את הפרס.

יצירת מופת עיתונאית

הספר "נפלאות התבונה" הוא יצירת מופת עיתונאית של סילביה נאסאר, בת 55, ילידת גרמניה (בת לאב אוזבקי ואם גרמניה). היא מוסמכת אוניברסיטת ניו יורק בכלכלה ומאז 1983 עבדה בשורה של עיתונים מובילים ולבסוף ככתבת כלכלית של הניו יורק טיימס. כיום היא פרופסור לעיתונות באוניברסיטת קולומביה.

היא ניגשה לכתוב את הספר כשלא נמצאה בשום מקום אף לא פיסת מידע כתובה על האיש. כדי לבנות את הסיפור היא ראיינה כאלף אנשים – החל בבני משפחתו של נאש וחבריו לאקדמיה משך השנים דרך פסיכיאטרים, מומחים לסכיזורפרניה, מומחים לתורת המשחקים, אסטרטגיה, מחשבים לוחמה גרעינית ועוד. עברה על אלפי מכתבים, פרוטוקולים, מסמכים וספרים.

הפרקים על מחלתו של נאש והחלמתו הם לטעמי הפחות חשובים בספר. מעניינים דווקא הפרקים על תקופת פעולתו של "המוח היפהפה" כפי שהיא מכנה את חטיבת הפרקים הזו וכן תקופת התחיה מחדש עד קבלת פרס נובל ואחריו. סילביה נאסר משכילה לתאר בלשון קולחת לא רק את הנושאים המתמטיים המורכבים שבהם עוסק הספר (וזאת בלי להשתמש כמעט בנוסחאות מתמטיות). היא מצליחה לשחזר את דמויותיהם של הגאונים שסבבו את נאש – כיצד נראו, איך התלבשו, איך התבדחו ואיך פעלו. היא מתארת בצבעים חיים את התקופה הרת הגורל שלאחר מלחמת העולם השניה כאשר העולם כולו היה על סף מלחמה גרעינית. היא מתארת בלשון אמן את האקדמיה האמריקנית על עליותיה ומורדותיה. על האנשים היפים והמכוערים שבה. היא גם לא נמנעת מלתאר את האנטישמיות שהיתה נחלת האוניברסיטאות היוקרתיות ביותר למרות התרומה הגדולה של יהודים למוסדות אלה. היא יורדת לפרטי הפרטים של צבע הלבוש, והריהוט בחדר ההסבה, וצבע הבניינים ומראה המדשאות. זהו ספר התורם להבנת התקופה, להבנת אמריקה, להבנת האקדמיה ולהבנת המתמטיקה. בעקבות הספר הופק גם סרט מצויין הנושא אותו שם.

זכה בנובל באחור של 50 שנה. ג'ון פורבס נאש. (ויקישיתוף)

זכה בנובל באחור של 50 שנה. ג'ון פורבס נאש. (ויקישיתוף)

ראה חידת היגיון

חדוות המתמטיקה ונפלאות התבונה

נתמזל מזלי ובעת לימודיי בתיכון זכיתי במורה למתמטיקה שהוא מן המורים המטביעים חותמם על כל חייך. זה היה אלכסנדר בראלי' שהיה אז להערכתי בשנות החמישים לחייו. הוא עלה מרוסיה, כנראה בסוף שנות העשרים, לאחר שקנה לעצמו מעמד של מלומד בולט בתחום המתמטיקה והפיסיקה. בין היתר חקר שם את מעוף הבומראנג, כלי הנשק המופלא של ילידי אוסטרליה.

אלכסנדר בראלי בתקופה בה למדתי אצלו (באדיבות בנו קדמה בראלי)

אלכסנדר בראלי

תכונתו של הבומראנג שהוא חוזר למשלחו אם לא פגע במטרה. בראלי המשיך במחקר גם כאן בארץ ובאחד הניסויים פגע הבומראנג בסנטרו והותיר בו צלקת עמוקה. הסיפור הזה פורסם בשעתו בירחון "הטכנאי הצעיר" שכנער חובב מדע הייתי מקוראיו המכורים.
בראלי ניסה להתקבל כמרצה בטכניון, אך משרות לא היו אז בשפע ובלית ברירה הפך להיות מורה למתמטיקה, לפיסיקה ולשירטוט בכמה בתי ספר תיכוניים ומקצועיים. שם פגשתי בו והתקופה בה למדתי תורה מפיו לא תשכח ממני.

בגרות? חבל על הזמן

בראלי לימד כימיה, פיסיקה, מתמטיקה, שירטוט. אך עיקר כוחו היה במתמטיקה. הוא התייחס בזלזול למה שנחשב כמטרת הלימוד בתיכון, דהיינו בחינות הבגרות. חבל על הזמן, אמר לנו. הוא הסביר שמתמטיקה בכלל לא לומדים אלא חושבים. אין טעם לשנן נוסחאות ולחקות פתרונות שאחרים מצאו. כל בני האדם הם בעלי תבונה, אמר. ומתמטיקה היא עניין של תבונה, לא לימוד.

ללמוד מתמטיקה כמשחק. בראלי בציור קרירטורי (באדיבות בנו קדמה בראלי).

הוא התחיל אתנו מבראשית. מן המתמטיקאים היוונים. למשל אוקלידס, אבי הגיאומטריה. קחו סרגל ומחוגה וכל העולם בידכם. ציירו ישר יחיד העובר דרך שתי נקודות. ולישר אין ממדים אלא אורך ולנקודה אין שום מימד אלא מקום. ותוכלו לבנות מעגלים ומשולשים ומרובעים ורבי צלעות ולגלות את חוקיהם.

להמציא את משפט פיתגורס

משפט פיתגורס? אין צורך ללמוד. נמציא אותו מחדש. הבה נסתכל מה קורה עם משולש ישר זווית. נא ציירו ריבועים על כל אחד מצלעותיו. קיבלנו צורה דמויית מכנסיים, שיש בה שלושה ריבועים ומשולש. נא הוכיחו לי שצרוף שטח הריבועים של הצלעות הניצבות זו לזו שוות לשטח הריבוע של היתר של המשולש. תראו כמה זה קל.

קח מחוג וסרגל וכל העולם בידך. אוקלידס.

לשחק במקום ללמוד

בראלי לא לימד אותנו. הוא שיחק איתנו, משחק אינטלקטואלי מסעיר. מה יקרה עם נחתוך חרוט (קונוס) בקו מקביל לבסיס. כן, נקבל מעגל. אך איזה קו נקבל אם נחתוך את החרוט באלכסון? כך נתגלתה האליפסה, שהיתה קו תאורטי שבוחנים את תכונותיו למען התענוג האינטלקטואלי. ורק לאחר הרבה שנים נתברר כי הקו הזה הוא הקו שבו נעים הכוכבים במסילותם (ולא בקו עגול כפי שחשבו היוונים הקדמונים).

kapitolinischer_pythagoras_adjusted

domenico-fetti_archimedes_1620

או קחו למשל את חוק ארכימדס. איך נגלה אם הגוש שבידינו עשוי זהב טהור, או שמישהו הכניס בו סיגים של מתכת זולה יותר? הבה ניכנס לאמבטיה של ארכימדס ונצא בקריאה "אאוריקה" – מצאתי. כן, יש לנו את חוק ארכימדס על משקלו של הגוף המושקע במים והיחס בינו לבין המים שהגוף דחה. ואם מדברים על ארכימדס: תנו לי נקודת משען ואזיז את העולם. וכך למדנו את חוקי המנוף של ארכימדס ולמדנו על הדרך בה ניסה להציל את סירקוז על ידי  מנופים שהרימו אוניית ענק והטילום הימה.

מספרים ראשוניים
ומספר מדומה

בשלב מסויים חרג בראלי לגמרי מתכנית הלימודים לכיוונים חדשניים, שלא היינו מודעים אז לחשיבותם. מה הם המספרים הראשוניים, אלה המתחלקים רק בעצמם וב-1 ? הנה רשימה קטנה: 1,3,5,7,11,13,17,19,23
קל למצוא מספרים אלה עד 100 נניח. אך מה הלאה? איך נמצא אותם? האם יש חוקיות מסויימת שניתן לגלות ולקבוע על פיה אם מספר כלשהו ראשוני או מתחלק?

ואם מדברים במספרים מה דעתכם למצוא את השורש של מספר שלילי? לכאורה אין מספר כזה כי זה אינו יכול להיות לא מספר חיובי ולא מספר שלילי, שכן בשני המקרים מכפלתו בעצמו לא תיתן לנו מינוס ארבע. אז נניח שיש מספר כזה ונכנה אותו i . מה יקרה כשנתחיל לשחק עמו קצת? יקרה הרבה מגלה לנו בראלי. המספר המדומה הזה משמש בסיס לחישובים באלקטרוניקה.

חיים בתוך חצוצרה

ואחרי ששבענו מלגלות את כל חוקי הנדסת המישור שואל אותנו בראלי ומה יקרה אם המישור שלנו איננו מישור אינסופי – כפי שתאר אוקלידס – אלא מישור סופי העוטף כדור? הרי כל החוקים ישתנו. למשל שני קווים הניצבים לקו המשווה של הכדור יוצאים כשהם מקבילים ובניגוד למקבילים שבמישור האוקלידי הם נפגשים בציר. ומה יהיה טיבה של גאומטריה של אנשים החיים על שטח עקום כמו חצוצרה למשל? או בהרבה חללים עקומים אחרים? ובלי שהבחנו מביא אותנו בראלי לתורת היחסות הכללית של איינשטיין, המדברת על עקמומיותו של החלל. וכך הקפיץ אותנו בראלי מיוון הקדומה לגאוני המתמטיקה והפיסיקה של הדורות האחרונים: גאוס, רימן, פואנקרה, פלנק, בוהר, הייזנברג, נורברט וינר, ג'ון פון נוימן ואינשטיין. ויש לי חשד שהמורה החביב שלנו קרא בעיתונות המקצועית גם את המשוואות של נאש שהוא הנושא שלנו. אך קודם אעיר כי אין פלא שהדור שבו היו מורים כאלה הצמיח ארבעה חתני פרס נובל ישראלים בתחום המדעים.

קטע מן המאמר ב"הטכנאי הצעיר" המתאר את מחקר הבומרנג של בר-אלי


"נפלאות התבונה"

אני מספר את זכרון הנעורים על המורה שלי למתמטיקה כדי להמליץ על הספר "נפלאות התבונה – סיפורו של גאון מתמטי". הספר הזה החזיר אותי לאותה חדוות נעורים של אהבת המתמטיקה. הספר  כבר הופיע מזמן, גם באנגלית וגם בתרגום עברי. אך זה טבעם של ספרים טובים: כמו יין טוב  הם משביח עם הזמן.

niflaot1

זהו סיפורו של גאון מתמטי, ג'ון פורבס נאש, שפרץ לעולם המתמטיקה בשנת 1948. בגיל 21 כתב מאמר קצר (בן 27 עמודים בלבד) שזיכה אותו בפרס נובל לכלכלה כמעט יובל שנים לאחר שנכתב. נאש לא הלך בדרכה של אף אסכולה וקשה להצביע על מורה ספציפי שהיה לו. הוא כמעט המציא לבד מחדש את כל המתמטיקה. יודעי דבר אומרים כי העבודה שעליה זכה בפרס נובל היא הפחות חשובה מבין מכלול עבודותיו. עבודה זו עסקה באחד האספקטים של "תורת המשחקים". על בסיס תורה זו פיתח נאש תובנה על יריבות אנושית, עימות רציונאלי ושיתוף פעולה בין שותפים ויריבים.

נאש הראה כי כשמספר גדול של פרטים פועלים באורח רציונאלי, גם בלי כל הסכמה ביניהם, נוצר "שיווי המשקל של נאש", שהוא בעצם ניסוח מעודכן של רעיון "היד הנעלמה" בכלכלה של אדם סמית בן המאה ה-.19 התאוריה שלו הפכה להיות בעלת השפעה אדירה בתחומים רבים ובמיוחד בתחום הכלכלה.

מחלה חשוכת מרפא

בהגיעו לגיל 30 חלה נאש במחלת נפש הנחשבת חשוכת מרפא – סכיזורפניה פרנואידית. הוא החל לשמוע קולות, סבל מהזיות ומחשבות שוא. הוא אושפז כמה וכמה פעמים, קיבל טיפולים של הלם באינסולין ובחשמל – תהליכים הנחשבים כמרפאים כמה מן הסימפטומים של המחלה אך מוחקים כל שריד של גאוניות.

משך שלושים שנה היה נאש נע ונד, צל חי של עצמו. נסע לאירופה וניסה לוותר על אזרחותו האמריקנית ולהיות "אזרח העולם". ניסה להקים ממשלה עולמית, לייצג את תושבי החלל בכדור הארץ ועוד יצירים פראיים של המחלה. כך ארע שבעוד נאש היה בחזקת מת-חי (ורבים מבני הדור הצעיר של המתמטיקאים חשבו כי הלך לעולמו) החל שמו לצוף בעשרות תאוריות בתחומי הכלכלה, הביולוגיה האבולוציונית, במדע המדינה ובעוד תחומים. בין אישפוז לאישפוז, בין התפרצות אחת לשניה, הסתובב נאש באוניברסיטאות שבהן ידע את ימי התהילה שלו, לבוש בלואים, מתנהג באורח מוזר, תולה כרזות משונות, עושה מעשי קונדס ומפחיד מזכירות צעירות.

בשנת 1990 לאחר שלושה עשורים שבהן נחשב לחולה חשוך מרפא, התחולל נס ונאש חזר להיות שפוי ורציונאלי ואף החל לתרום מחדש את תרומתו למתמטיקה.

חתן פרס ישראל אריאל רובינשטיין תרם למתן פרס נובל לנאש

אריאל רובינשטיין

ההמשך ידוע. נאש זכה בפרס נובל בכלכלה כשאחד התורמים להחלטה הוא אריאל רובינשטיין, חתן פרס ישראל, שב-1982 כתב מאמר המשך למאמרו של נאש משנת 1950 והיה בין הממליצים להעניק לו את הפרס.

יצירת מופת עיתונאית

הספר "נפלאות התבונה" הוא יצירת מופת עיתונאית של סילביה נאסאר, בת 55, ילידת גרמניה (בת לאב אוזבקי ואם גרמניה). היא מוסמכת אוניברסיטת ניו יורק בכלכלה ומאז 1983 עבדה בשורה של עיתונים מובילים ולבסוף ככתבת כלכלית של הניו יורק טיימס. כיום היא פרופסור לעיתונות באוניברסיטת קולומביה.

היא ניגשה לכתוב את הספר כשלא נמצאה בשום מקום אף לא פיסת מידע כתובה על האיש. כדי לבנות את הסיפור היא ראיינה כאלף אנשים – החל בבני משפחתו של נאש וחבריו לאקדמיה משך השנים דרך פסיכיאטרים, מומחים לסכיזורפרניה, מומחים לתורת המשחקים, אסטרטגיה, מחשבים לוחמה גרעינית ועוד. עברה על אלפי מכתבים, פרוטוקולים, מסמכים וספרים.

הפרקים על מחלתו של נאש והחלמתו הם לטעמי הפחות חשובים בספר. מעניינים דווקא הפרקים על תקופת פעולתו של "המוח היפהפה" כפי שהיא מכנה את חטיבת הפרקים הזו וכן תקופת התחיה מחדש עד קבלת פרס נובל ואחריו. סילביה נאסר משכילה לתאר בלשון קולחת לא רק את הנושאים המתמטיים המורכבים שבהם עוסק הספר (וזאת בלי להשתמש כמעט בנוסחאות מתמטיות). היא מצליחה לשחזר את דמויותיהם של הגאונים שסבבו את נאש – כיצד נראו, איך התלבשו, איך התבדחו ואיך פעלו. היא מתארת בצבעים חיים את התקופה הרת הגורל שלאחר מלחמת העולם השניה כאשר העולם כולו היה על סף מלחמה גרעינית. היא מתארת בלשון אמן את האקדמיה האמריקנית על עליותיה ומורדותיה. על האנשים היפים והמכוערים שבה. היא גם לא נמנעת מלתאר את האנטישמיות שהיתה נחלת האוניברסיטאות היוקרתיות ביותר למרות התרומה הגדולה של יהודים למוסדות אלה. היא יורדת לפרטי הפרטים של צבע הלבוש, והריהוט בחדר ההסבה, וצבע הבניינים ומראה המדשאות. זהו ספר התורם להבנת התקופה, להבנת אמריקה, להבנת האקדמיה ולהבנת המתמטיקה. בעקבות הספר הופק גם סרט מצויין הנושא אותו שם.

זכה בנובל באחור של 50 שנה. ג'ון פורבס נאש. (ויקישיתוף)

זכה בנובל באחור של 50 שנה. ג'ון פורבס נאש. (ויקישיתוף)

ראה חידת היגיון

כך ניצלנו מהטרפת כל החלב ומוצריו

תלמיד חכם מחו"ל הגיע ארצה ובפיו חומרה קשה: כל החלב ומוצריו הם טרפה גמורה * ונימוקו: 5 אחוז מן הפרות מתגלות לאחר שחיטתן כטרפות וחלבן המתערב בחלב הכללי אינו בטל בשישים * רבנים דחו את החומרה בשתי ידיים וסטטיסטיקאי תלמודיסט מסביר את נימוקיהם

בני ברק, העיר בה התגוררתי שנים רבות, היא עיר שיש הרבה מה לאהוב בה. יש בעיר הזו מאות ישיבות, בתי כנסת ותלמודי תורה ואפילו לא בית קולנוע אחד וגם לא מועדון לילה. יש בה יותר ספרים לנפש מאשר בכל עיר אחרת בארץ, אבל אין בה אף ספריה ציבורית (חילונית) אחת. שבת כאן היא שבת וחג הוא חג. ויש הרבה מאור פנים ועזרה לזולת. מפעלי גמילות החסד שבעיר עושים מה שהביטוח הלאומי לא עושה בכל הארץ.

עיר של חומרות

בני ברק היא עיר שתושביה מקפידים על קלה כחמורה ובמיוחד על החמורה. ואם אין מספיק חומרות מחפשים אותן ומוצאים.
ליצני העיר יודעים לספר על יהודי הקם בכל בוקר ופותח את השולחן ערוך בחיפוש אחר חומרה חדשה. כשהוא מגלה חומרה זה עושה לו את היום, והוא ממהר לספר לחבריו ולשכניו ולהטיף לקיים את החומרה. וכשהוא מגלה שמשהו מותר ממש נשבר בו לבו.

ועוד מספרים הליצנים על אשה שבאה לבית הדין הרבני ותבעה גט מבעלה. כשנשאלה לנימוקיה השיבה: בעלי אינו מביא די חומרות הביתה.

ועוד מספרים סיפור (שיש בו אולי גרעין של אמת) על יהודי המסתובב בבני ברק כשמטריה בידו מזה שנים רבות, בקיץ ובחורף. כששואלים אותו לפשר הדבר הוא משיב: מציאה מצאתי ולא אנוח ולא אשקוט עד שאחזיר אבדה לבעליה. אך הולכי רכיל טוענים כי האיש מנצל את המטריה הזו כדי להימנע מלתת מנדבות ידו לעניי העיר המקבצים נדבות. כי הרי העוסק במצווה פטור מן המצווה.

והבדיחה האחרונה?

מדוע הולך חרדי עם דיסק-און-קי תמיד? כי בכל פעם שהוא נכנס למחשב הוא מגלה חומרה חדשה.

הסיפור הבא שהגיע לאוזניי נשמע כאחת הבדיחות הנפוצות בעיר על המחמירים. אך אני בדקתי וחקרתי ומצאתי שאכן הסיפור אמיתי מא' ועד ת'. וזה דבר הסיפור ופשרו.

תלמיד חכם בא לארץ

הגיע לארץ מן הגולה הרחוקה תלמיד חכם וגדול בתורה. (השם המלא ותוארו שמורים במערכת). הוא דווקא לא נחשב כמחמיר, ונמנה עם המקילים. אבל מתוך לימוד מעמיק הגיע למסקנה שכולנו חיים באי ידיעה שהחלב הבא אל שפתותינו הוא טרפה גמורה.

הנימוקים שהביא האיש רציניים. בדק ומצא שמתוך כל מאה פרות הנשחטות לאכילה כשרה כ-5 מהן מתגלות לאחר השחיטה כטרפות, ולפיכך גם חלבן אסור בשתיה. הואיל ובתנאים המודרניים מתערבב החלב של כל הפרות הכשרות והטרפות, נמצא שבכל כוס חלב יש 5 אחוז חלב טריפה שהם יותר מאחד בשישים ולכן כל החלב אסור במאכל.

יש הלכה פסוקה בשולחן ערוך, "יורה דעה" סימן פא, שם כתוב שאם יש בידך תערובת של חלב שנחלב מפרות רבות, וידוע לך שבעדר הפרות שחלבת אחוז הפרות שנמצאו טרפות גדול מאחד לשישים אזי כל החלב טרפה.

גדולי תורה שדחו

למרות הקביעה המפורשת בשולחן ערוך דחו גדולי תורה בישראל את האיש בשתי ידיים. הואיל והדיונים בנושא נערכו בצנעה פניתי לידידי, פרופסור משה קופל מאוניברסיטת בר אילן, שיפענח את החידה. פרופסור קופל הוא מתמטיקאי, ומכללא מבין משהו בסטטיסטיקה, ובמיוחד בסטטיסטיקה תלמודית. שכן הוא תלמודיסט מובהק. הוא גם חיבר מאמר חשוב על הלכות סטטיסטיקה בהלכה.

מהי המתמטיקה שהכשירה את החלב שאנו שותים למרות הפסיקה של השולחן ערוך?

סטטיסטיקה של הלכה

מסביר פרופסור קופל:

"הפסיקה של השולחן ערוך ברורה ותקפה במקרה הבא: אם יש לך עדר של עשר פרות, למשל, ואתה חולב את כולן ומערבב את החלב בתוך מיכל אחד. למחרת היום שחטת את אחת הפרות ומצאת שהיא טרפה והחלב של עשר הפרות עדיין בידיך. כלומר 10 אחוז מהחלב שבתערובת שלך הוא חלב טריפה. השולחן ערוך פוסק שכל החלב טרף. וכך צריך לנהוג גם בימינו. כי הרי החלב של פרה אחת הניב כעשרה אחוזים מן החלב שבתערובת שזה הרבה יותר מאחד בשישים.

המצב שונה אם העדר שלך הוא בן 100 פרות שחלבת היום וערבבת את חלבן. אם שחטת פרה אחת מתוך העדר ומצאת כי היא טרפה אתה רשאי לשתות את החלב כולו כי החלב של הפרה האחת מתוך 100 בטל בשישים.

כאן חשוב לציין כי אין כמובן שום ודאות שכל 99 הפרות שלא נשחטו ושמחלבן אנחנו שותים אינן טרפות. אך הפרות שלא נשחשטו הן בחזקת כשרות ולפיכך גם החלב שבידי כשר.

מה המצב היום?

"לפי ההלכה כל פרה היא בחזקת כשרה, כל עוד לא נשחטה. לכן, למשל, אם יש לך עדר של 100 פרות ושתית מחלבן שנים רבות וכשהזקינו מכרת אותן לגוי ואינך יודע מה היה מתגלה בשחיטתן אילו נשחטו בידי שוחט יהודי, אזי החלב ששתית מאותן מאה פרות כל השנים היה כשר למהדרין.

"טענתו של אותו תלמיד חכם היא שהחישוב הזה שלמעלה היה נכון כל עוד היו עדרים קטנים. עכשיו המצב אחר. כי אנחנו יכולים לדעת שבעולם כולו אחוז הפרות המתגלות כטרפות הוא כחמישה אחוזים.

"אם נניח כנתון שחמישה אחוזים מן הפרות הן טרפות והחלב שמגיע אלינו הוא תערובת של חלב ממאות ואלפי פרות. על תערובת החלב שבידינו חל חוק בהסתברות שלפיו כל כוס חלב שמגיעה אלינו מכילה 5 אחוזים של חלב טריפה.

עד כאן נימוקו של התלמיד חכם מחוץ לארץ.

נימוקי דוחי החומרה

"אך החומרה הזו נדחתה אצל כל גדולי התורה בארץ שאותו חכם פנה אליהם. הם הצביעו על שלושה פוסקים שכבר דנו בשאלה ומצאו שאין כל בעיה בשתיית חלב.

"השלושה הם הרב זלמן נחמיה גולדברג, הרב אשר וייס מירושלים, והרב לוי יצחק הלפרין. כל השלושה ענו על השאלה הזו כבר מזה זמן.

"הם קבעו שהחלב כשר ואין מה לדאוג. זאת, למרות שקיבלו את הטענה האמפירית ש-5 אחוזים מן הפרות הנשחטות מתגלות כטרפות.

"הנימוק שלהם הוא זה", אומר לי פרופסור קופל. " הדין של בטל בשישים חל רק כשאתה יודע בוודאות שיש בידך חלב שיש בו כמות חלב טרף בכמות גדולה מאחד חלקי שישים. זה נכון לגבי בעל העדר של עשר פרות שגילה לאחר החליבה וערבוב החלב כי פרה אחת טריפה.
"במקרה שלנו, בחיים המודרניים, אינני יודע שיותר מאחד בשישים שבחלב טרף. כל מה שאני יודע שיש הסתברות סטטיסטית כזו. אבל החישוב הסטטיסטי הזה לא מענין אותנו אומרים שלושת הפוסקים. עד שלא תביא פרה שנתנה חלב לתוך התערובת ואתה יודע שהפרה הזו טריפה והכמות שהניבה גדולה מאחד בשישים אינך יכול להטריף את החלב. בעינינו כל פרה היא בחזקת כשרה כשהניבה חלב".

בין הלכה למתמטיקה

שאלתי את פרופסור קופל. אתה הרי יהודי שומר מצוות וגם מתמטיקאי. כמתמטיקאי אתה יודע שההנחה הסטטיסטית שכל חלב המגיע אלינו מכיל 5 אחוזים חלב מפרות טרפות. מה אומר איש ההלכה שבך למתמטיקאי שבך?

תשובתו: "איני יכול לומר שחז"ל אינם מתחשבים בהסתברות. יש הלכות המבוססות על הסתברות סטטיסטית מובהקת. ההלכה כאן מתבססת על עקרון אחר. העקרון האחר אומר שהואיל ורוב הפרות כשרות אנו שותים את חלבן כל ימות השנה כי הולכים על פי הרוב. כל פרה לחוד כל עוד לא נשחטה היא בחזקת כשרה. חז"ל מסרבים, במקרה זה, לבנות תאוריה גורפת של הלכה על בסיס של הנחות סטטיסטיות".

עד כאן הקפה א'. גדולי הלכה שבדור דחו בשתי ידיים את הרעיון של הטרפת חלב. האם זה ישכנע את המחמירים? קשה לדעת.
ותוכיח פרשת הפאשקווילים הליצניים שגם מאחוריהם עומד ידידי המתמטיקאי התלמודיסט.

מאמר מורחב על הנושא  פשקווילים רציניים ומצחיקים

 

 

מי אמר שפוליטיקאים צריכים לומר אמת?

מאה פוליטיקאים הגיעו לכנס. על באי הכנס ידועות לנו העובדות הבאות:

א. כל אחד מן הנוכחים הוא או שקרן או אומר אמת.

ב. אם תבחר כל שני פוליטיקאים מן הקבוצה, אחד מהם תמיד יהיה שקרן.

ג. לפחות פוליטיקאי אחד, בין המאה, דובר אמת.

האם נתונים אלה מאפשרים לנו לדעת כמה מהפוליטיקאים הם דוברי אמת וכמה שקרנים?

את החידה הזו מצאתי בספר חידות אמריקני בו השתעשעו נכדיי. הספר הוא THE LADY OR THE TIGER פרי עטו של ריימונד סמוליאן ( Raymond Smullyan )

התשובה לחידה הזו פשוטה יחסית. בין מאה הפוליטיקאים יש רק אחד דובר אמת.

אבי גבאי

ריימונד סמוליאן

הממזריות של החידה הזו עוררה את סקרנותי לגבי זהותו של מחבר הספר. מסתבר שאיננו קטלא קניא. בעבר היה אמנם קוסם מקצועי, אך הוא בעל תואר דוקטור מפרינסטון ונמנה עם קבוצה של מתמטיקאים ולוגיקנים שהניחו את היסודות התאורטיים למדעי המחשב.

הוא הגיעה לשיבה טובה , חיבר יותר מתריסר ספרים פופולריים שעניינם חידות היגיון, וכחצי תריסר ספרים מקצועיים חשובים בתחומי מתמטיקה, לוגיקה ומחשבים. אחד מספריו "מה שם ספר זה" תורגם לעברית. [לא הצלחתי למצוא אותו]

מה שמרתק בחידה הזו ובחידות אחרות שבספר הוא ההקשר הלא מקרי שלהם למציאות. כמה דוברי אמת יש במליאת הכנסת? זוכרים את הבחירות לנשיאות בהן שמעון פרס היה בטוח כי הנשיאות מונחת בכיסו? הוא סמך על הבטחותיהם של רוב חברי כנסת שמעטים מהם דוברי אמת. הם הבטיחו לפרס אך בחרו במשה קצב.

הסיפור הזה יחזור על עצמו. עם פתיחת מושב החורף של הכנסת. פוליטיקאים כבר מספידים את נתניהו ומחלקים את עור הדוב בטרם ניצוד.

כמה יצביעו בעד חוק הלאום? האם יעבור החוק למניעת חקירת ראש ממשלה מתפקד? האם כחלון יצליח להעביר את התקציב כדי לסנדל עצמו לממשלה בטרם בחירות שיפוצצו את הבלון הריק.

זוכרים את ההצהרות של כחלון "אני ליכודניק" ? ואותה הצהרה מפי שאול מופז בטרם בגד ועבר ל"קדימה"? כמה מפלגות החליפה ציפי לבני מאז הפריימריז של הליכוד בהן רצה בסיסמה "ציפי לבני – שם שהוא מוסד" . ומה ייאמר על אבי גבאי שבעבר הצביע ליכוד, נבחר לכנסת ב"כולנו" הפך ליו"ר מפלגת העבודה,  הצהיר כי יש להעדיף את דימונה על עמונה  ולפתע כבר אי אפשר לפנות מתנחלים.

זה תמיד היה כך. ראש הממשלה לוי אשכול נהג לומר: אמנם הבטחתי אבל לא הבטחתי לקיים.

רימונד סמוליאן חסיד גדול של מתמטיקה בדרכי נועם. בספריו הצליח להביא נערים רבים לאהוב את המקצוע השנוא. בהקדמה לספרו הוא כותב שקיבל פעם מכתב מילד בן 10 שקרא ספר חידות שלו ופיתח חידה מתוחכמת בהשראת אותו ספר. אביו של הילד, מתמטיקאי מפורסם בזכות עצמו, וחברו של סמוליאן לספסל הלימודים, התקשר אל המחבר וביקש ממנו לדבר עם בנו. אבל הזהיר אותו: אל תאמר לו שהספר שלך עוסק במתמטיקה כי הוא שונא מתמטיקה.

דוגמא לחידה שבספר:

כוס יין אדום ויקישיתוף

בקבוק יין עולה 10 דולר. מחיר היין הוא ב-9 דולר יותר ממחיר הבקבוק. מה שווי הבקבוק?

התשובה שכל אחד ישיב: דולר אחד.

טעות. אילו מחיר הבקבוק היה דולר ומחיר היין ב-9 דולר יותר ממנו היה מחיר היין 10 דולר ומחיר הבקבוק עם היין 11 דולר.

התשובה הנכונה: הבקבוק שווה חצי דולר, היין שווה 9.5 דולר ושניהם יחד 10 דולר.

כמה חברי כנסת מסתפקים ביין זול כל כך? והאם יש לאבי גבאי סיכוי להרים כוסית יין אי פעם לרגל בחירתו לראש הממשלה?

בספרי החידות של סמוליאן החביב ניתן למצוא כמה תשובות לשאלות הללו. מומלץ בכל פה להשיג, לקרוא ולהתמודד עם החידות, המתאימות גם לקשישים וגם לנכדיהם.