Статья опубликована в рамках: CLVIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 05 февраля 2026 г.)
Наука: Математика
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
ВЗАИМОСВЯЗЬ ГЕОМЕТРИИ С СОВРЕМЕННЫМИ ИНЖЕНЕРНЫМИ СПЕЦИАЛЬНОСТЯМИ
Данная статья рассматривает вопросы возникновения геометрии в древней цивилизации, а также ее взаимосвязь с другими науками и инженерными специальностями 21 века.
В наше время проблемы развития отечественной науки и разработки новейших технологий, в которых необходимы знания по геометрии, а также внедрения новых инженерных специальностей - всё больше и больше затрагивают современное поколение в 21 веке.
Я задался вопросом, а насколько студенты нашего Камчатского государственного технического университета осведомлены о необходимости развития российской науки геометрии в будущем? Знают ли они современные виды геометрии? Известно ли студентам, в каких новейших и приоритетных инженерных специальностях необходимы знания современных видов геометрии? По результатам социологического опроса студентов 1 курса КамчатГТУ было выявлено, что только 43% опрошенных назвали современные виды геометрической науки, а 58% определили некоторые современные востребованные инженерные специальности, где необходимы знания по геометрии.
Свой вклад в решение поставленных проблем и вызовов в современном мире я вижу в создании и презентации данной научной статьи, а также в принятии участия в Международной научно-практической студенческой конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия».
Данная статья посвящена проблемам исследования истории развития геометрии с древних времён и взаимосвязи этой воистину удивительной математической науки с современными востребованными инженерными специальностями, потому что все эти проблемы касаются не только взрослых профессионалов и специалистов в области математики, истории, науки, учителей образовательных учреждений и преподавателей ВУЗов, но и подрастающее поколение.
Практическая значимость. целесообразность и актуальность данной статьи обусловлены, на мой взгляд, следующими факторами:
- Президент Российской Федерации В.В. Путин определил одну из ключевых задач развития нашего государства в ближайшем будущем – развитие отечественной науки, инновационных технологий и укрепление статуса российской науки в мировом научном сообществе к 2030 году в рамках реализации нового государственного проекта «Передовые инженерные школы» и создания научно-инновационной площадки «Гостех»;
- Необходимость в изучении и освоении космоса в мирных и военных целях (в сфере военно-космической инженерии) также способствует появлению новых видов наук, например: квантовой геометрии, которая возникла на стыке математики (геометрии и топологии), квантовой теории поля и космологии;
- Необходимость разработки новых проектов, технологий, исследований и ресурсов для развития мощной жизненно важной инфраструктуры на территориях Сибири, Дальнего Востока, а также новых присоединённых ДНР и ЛНР. Это, в свою очередь, обуславливает потребность в новых видах инженерных специальностей, а для разработки новейших моделей, планов, чертежей, технических конструкций разной степени сложности необходимы, безусловно, знания по геометрии.
Геометрия воистину является самой первой по праву наукой, которая прошла долгий путь развития на протяжении многих тысячелетий. Благодаря геометрии, появились ремёсла не только в Древнем мире, но современные инженерные профессии в 21 веке.
Любая историческая справка является прекрасной возможностью узнать, как можно больше о науке и лучше понять её смысл. По результатам социологического опроса было выявлено, что только 4 % участников ответили правильно, что родина геометрии – Древний Египет, поэтому сначала давайте проанализируем: какие были причины зарождения и развития геометрии в древности?
Итак, мы уже знакомы с некоторыми геометрическими фигурами, такими как точка, линия, прямая, отрезок, треугольник, квадрат, круг. Изучением этих и других фигур, а также их свойствами занимается особый отдел математики – геометрия.
Ещё в глубокой древности люди использовали для охоты луки. Возможно, именно натянутая тетива стала прообразом понятия линии. На это указывает сходство в словах «линия» и «лён», из волокон которого делали нити и шнуры. Лён на латинском языке произносится как «линум», но исследуя проблему этимологии древнего слова «линум», следует отметить еще один интересный и очевидный факт: произношение этого слова в русском языке также созвучно со словом «линия».
Развитие земледелия положило начало развитию геометрических представлений древних людей. «…Правители Древнего Египта - фараоны - установили налоги на земледельцев. Чтобы правильно платить налоги, нужно было уметь измерять площади земельных участков. Река Нил после обильных дождей сильно разливалась и смывала установленные границы. Поэтому каждый год приходилось заново восстанавливать эти границы, измерять и вычислять площади. В то время и зародилась практическая геометрия как наука об измерении земли…»
[1, c, 141]
Само слово «геометрия» означает землемерие («гео» – земля, «метрия» – меряю). В дошедших до наших времён древнеегипетских папирусах есть задачи на нахождение площади земельных участков, имеющих форму квадрата, треугольника, прямоугольника.
Мореплавание и возведение пирамид в Древнем Египте также сыграли вою роль в развитии геометрии. Чтобы правильно определять движения небесных светил или построить пирамиду, нужно было уметь измерять углы и расстояния.
Древние египтяне накопили достаточно обширные сведения из геометрии. Однако эти сведения не были упорядочены. Они представляли набор правил, установленных на основе практических наблюдений.
Большой вклад в развитие геометрии внесли впоследствии также учёные Древней Греции. Они занялись поиском обоснований правил, созданных египтянами на основе практических наблюдений и действий. Такой подход к поискам достоверных положений стал основой построения всей математической науки.
Начало поиска доказательств практически полученных правил положил знаменитый Пифагор, а также древнегреческий мыслитель Фалес, Евклид, их ученики и последователи. Так появились теоремы – положения, обоснованные с помощью доказательств.
Пифагор обосновал многие свойства фигур. Он и его последователи заложили основы систематических доказательств в геометрии. Они ввели в научный оборот такие понятия, как точка – это объект, не имеющий ни длины, ни ширины, линия – это объект, имеющий только длину, фигуры – это объекты, составленные из точек и линий.
Огромная заслуга древних греков в развитии геометрии состоит в том, что каждое утверждение они стремились доказать посредством логических рассуждений. Доказав какое-либо положение, учёные применяли его при доказательстве следующих положений.
Лишь основные утверждения у древних греков были приняты как истины, требующие доказательств. Такие утверждения называются аксиомы. К ним относятся такие утверждения, как «Два отрезка, равные третьему, равны друг другу», «Существуют, по крайней мере, три точки, не лежащие на одной прямой» и т.д.
В своём дальнейшем развитии геометрия шагнула далеко за пределы землемерия, строительства пирамид и мореплавания, и стала одним из важнейших разделов современной математики. Она изучает разнообразные формы тел и фигур, их свойства, соотношения.
Существует много интересных фактов о геометрии – это отличная возможность узнать больше о точных науках. Геометрия появилась много тысячелетий назад - на заре человечества. Древним учёным удалось вывести немало основополагающих формул, которыми мы пользуемся и сегодня.
Итак, интересные факты о геометрии:
- Одним из самых выдающихся ученых в области геометрии является Евклид. Открытые им законы и принципы до сих пор лежат в основе науки.
- Интересен факт, что Евклид самостоятельно доказал 465 геометрических теорем.
- Знаете ли вы, что над дверью в академию, в которой Платон обучал своих последователей, находилась следующая надпись: «Пусть не входит сюда тот, кто не знает геометрию»?
- Посредством геометрических формул и не исключая того, что наша планета является сферой, древнегреческий ученый Эратосфен вычислил длину ее окружности. Интересен факт, что современные измерения показали, что грек выполнил все расчеты правильно, допустив лишь небольшую погрешность.
- Одна из теорем Пифагора называлась «ослиный мост», и тех учеников, которые её просто зубрили на память, Пифагор называл ослами.
- Главным среди всех своих достижений Архимед считал вычисление объемов конуса и шара, вписанных в цилиндр. Объем конуса составляет 1/3 от объема цилиндра, в то время как объем шара – 2/3.
- Трапеция – одна из геометрических фигур, происходит от древнегреческого «трапезион», что буквально переводится, как – «столик».
- Древнегреческое слово «конус» переводится – «сосновая шишка».
- Среди всех геометрических форм с одинаковым периметром, круг обладает самой большой площадью.
- Основы фрактальной геометрии были заложены гениальным Леонардо да Винчи.
- В геометрии Римана сумма углов треугольника всегда превышает 180⁰.
- В геометрии Лобачевского сумма всех углов треугольника менее 180⁰.
- Оказывается, Наполеон Бонапарт был талантливым математиком, который за годы своей жизни написал немало научных трудов. Любопытно, что его именем названа одна из геометрических задач.
- В геометрии формула, помогающая измерить объем усеченной пирамиды, появилась раньше, чем формула для целой пирамиды.
- В честь геометрии назван астероид под номером 376.
Многие российские и зарубежные учёные-исследователи пришли к выводу, что знания и достижения в области геометрии являются сегодня профессионально значимыми для многих современных инженерных специальностей: для дизайнеров и конструкторов, для рабочих и учёных во многих сферах жизни и деятельности человека.
Посмотрите вокруг - всюду геометрия! Современные здания и космические станции, подводные лодки, интерьеры квартир - всё имеет геометрическую форму.
Действительно, геометрия присутствует практически во всех сферах нашей жизни: нас окружают круглые, квадратные, прямоугольные, треугольные, сферические, кубические, цилиндрические, конические и другие объекты.
Без знания геометрии невозможно построить дом или жилой комплекс, отремонтировать квартиру, разработать чертёж для построения новой космической ракеты или модели новейшей автоматизированной технической системы в области робототехники. Конечно, эту работу выполняют профессионалы — но без знания геометрии будет невозможно даже разобраться в чертежах и проверить качество и точность выполнения работы.
По данным социологического опроса, 56 % участников также назвали некоторые профессии, связанные с геометрией – это инженер-строитель, дизайнер и конструктор. Но кто такой инженер вообще? Инженер — это, прежде всего, специалист, который изобретает, проектирует, анализирует, строит и тестирует машины, оборудования, системы, конструкции, устройства и материалы. Он учитывает их практичность, безопасность с технической и экологической точки зрения и стоимость. Инженер – это специалист, который внедряет и применяет на практике все современные инновационные достижения и новейшие технологии отечественной науки в различных отраслях промышленности:
- Строительной индустрии;
- IT-индустрии;
- Химической и биологической;
- Машино-, приборостроении;
- Электромеханике и теплоэнергетике;
- Робототехнике;
- Морской инженерии;
- Авиационной инженерии;
- Генной инженерии;
- Горнодобывающей индустрии;
- Военно-космической инженерии и т.д.
Человечество постоянно движется вперёд на протяжении всей истории своего существования – в будущее, а это, в свою очередь, неизбежно ведёт к зарождению новых видов наук. Например: квантовая геометрия – современная наука, которая появилась на стыке математики (геометрии и топологии), квантовой теории поля и космологии. Именно геометрия послужила причиной появления нового вида физики – квантовой. Поэтому в нашем 21 веке появляются новейшие виды инженерии как, например: военно-космическая инженерия, специалисты которой трудятся для исследования и изучения космического пространства в мирных и военных целях, применяя научные знания по квантовой геометрии и физики.
Примечателен еще один факт: учёные - математики из МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с иностранными специалистами заложили основы Нийенхейсовой геометрии – раздела математики, который тесно связан с интегрируемыми системами, алгеброй, дифференциальной геометрией и математической физикой.
Это факты доказывают, что геометрия тесно связана с другими современными науками, и эта взаимосвязь обуславливает потребность и неизбежность появления новейших инженерных профессий в промышленности, экономике, строительстве и других важных сферах жизни и деятельности человека.
Подводя итоги, можно сделать следующие выводы:
- Наука «геометрия» появилась в Древнем Египте, благодаря древнеегипетским земледельцам, строителям пирамид и мореплавателям, а дальше развивалась в Древней Греции.
- Огромный вклад в развитие геометрии в древности внесли учёные Древней Греции: Пифагор, Фалес и Евклид, а также их ученики и последователи.
- Геометрия применяется во многих современных инженерных профессиях и отраслях жизни человека в 21 веке.
- Благодаря постоянному развитию человечества и взаимосвязи геометрии с другими современными науками, зарождаются новые отрасли в науке и технике, поэтому требуются новые инженерные специальности. Следовательно, профессия «инженер» будет востребована во все времена.
Список литературы:
- Быкова Т.П. Нестандартные задачи по математике. – М.: Экзамен 2022, 145 с.
- Давыдова В.А. Геометрия в повседневной жизни. - Юный ученый Международный научный журнал № 6 (20) / 2018;
- Новейшие виды геометрии: Нийенхейсовая и квантовая / открытый доступ по ссылке https://rscf.ru/news/maths/matematiki-sozdali-novuyu-geometriyu/;
- Новости Правительства РФ открытый доступ по ссылке http://government.ru/news/50277/;
- Профессия инженер открытый доступ по ссылке: https://www.unipage.net/ru/profession_engineer.
дипломов
Оставить комментарий