В русле колмогоровских реформ

Николай Якушкин Обнинск
К 60-летию со дня основания математической школы-интерната при МГУ.

В конце  апреля этого года мировая математическая общественность отметила 120-ю годовщину со дня рождения одного из величайших математиков прошло-го века академика  Андрея Николаевича Колмогорова (25.IV.1903 -  20.X.1987).

В богатейшем научном наследии А. Н. Колмогорова особое место занимает                подведение математической базы (теории меры) под,  ранее не имевшую строгого формального обоснования, теорию вероятности, а также решающее  участие в построении математического  аппарата небесной механики (КАМ – теории), позволившего  существенно про-двинуться в решении проблемы устойчивости солнечной системы.

Оказавшись современником исторически – неизбежного кризиса отечественной системы математического образования, А. Н. Колмогоров предложил школьные реформы, направленные на его преодоление.

В сентябре этого года свое шестидесятилетие отметит, основанная по инициативе     А. Н. Колмогорова, математическая школа – интернат при МГУ, - ныне Специализированный Учебно-Научный  Центр (СУНЦ)  МГУ. Являясь эффективным социальным лифтом,  данная школа ежегодно предоставляет 50 математически  одаренным школьникам из про-винции возможность  получать  лучшее  среднее образование и пополнять ряды студентов ведущих университетов.

Понимая всю важность  взращивания молодых талантов, уже осенью 1963 года   С 
советское руководство инициировало открытие математических школ – интернатов при ленинградском, харьковском  и новосибирском государственных университетах. В 1988 году число подобных учебных заведений пополнила, открытая при обнинском  ИАТЭ, фИзико-техническая школа.
 
Развитие математического образования, в том числе, историческая необходимость колмогоровских реформ во многом обуславливались самобытностью математики,   
уникальностью ее роли в социальном и в научно – техническом прогрессе.

Самобытность математики. Математика предположительно возникла в древнем Египте за 6 тыс. лет до нашей эры. Основы данной науки появились ввиду необходимости решения сугубо-практических задач, таких, как прогнозирование сроков разливов Нила и объемов будущих урожаев, а также установления астрономически обусловленных дат религиозных праздников, налаживания торговли, построения простой и эффективной налоговой системы.
Пополнив свой инструментарий, предложенными Пифагором (570- 490 д.н.э.), формальными доказательствами, математика превратилась в отдельную науку и обрела свою нынешнюю самобытность.

Незыблемым фундаментом самоидентичности математики стал аксиоматический метод, состоящий в том, что все новые математические утверждения  логически выводятся из уже доказанных теорем, а те, в конечном счете, являются следствиями крайне узкого набора, безусловно  принимаемых  за истину, положений (аксиом).

Со времен Евклида (325-265 д.н.э.) предметом возрастающего интереса математиков становились не только актуальные практические, но и, обусловленные  логикой развития данной науки, сугубо - умозрительные задачи.
 
К первым  проблемам такого рода вполне можно отнести задачу о (трисекции)    
делении угла на три равных части при помощи циркуля и линейки,  проблему отыскания формул для  решений алгебраических уравнений произвольных степеней и проблему истинности, сложнейшего в евклидовой геометрии,  - пятого постулата о параллельных прямых.

Растянувшийся  более, чем на две с половиной тысячи лет, драматичный штурм рассмотренных задач привел к построению, опирающегося исключительно на законы формальной логики, и тем самым, всецело самодостаточного аппарата современной математики.

Кризис классического математического образования. Классическая -         двухступенчатая система математического образования восходит к средневековью - времени, когда в Европе открывались первые университеты.

Первая – школьная ступень данной системы  традиционно  предполагала овладение, необходимыми в обыденной жизни, основами и приложениями элементарной       
математики. Поэтому, преподавание математики в школе, как правило, велось с предельно-приближенных к актуальным  запросам вседневности, позиций.

Например, в вышедшем в 1703 году и впоследствии  многократно переизданном   классическом учебнике арифметики Л. Ф. Магницкого довольно много  места было уделено рассмотрению, не имеющих непосредственного  отношения к данной математической дисциплине, тогдашней системы мер и весов, а также основам астрономии и морской навигации.

В задачу второй - университетской ступени математического образования   
традиционно входило  освоение математических дисциплин в объеме, необходимом выпускаемым специалистам. При этом, до относительно – недавнего времени у авторов университетских учебных планов могли быть четкие представления о том, какие знания окажутся востребованными в обозримой перспективе.
 
С середины прошлого века локомотивом научно-технического прогресса стали междисциплинарные исследования. Подобные научные изыскания порождают во многом хаотические  запросы на те, или иные, в том числе, ранее не имевшие практических  приложений, разделы математики.

Так, несколько десятилетий назад, ранее  невостребованная практикой,   
математическая теория групп стала мощнейшим инструментом сугубо – практичной кристаллографии. Развитие компьютеров и телекоммуникаций породило запросы на передовые разделы теории чисел, формальной логики, теории вероятности и математической статистики, а также обусловило появление множества,  составляющих корпус кибернетики, прикладных математических дисциплин.
 
Таким образом, становилось понятно, что, наряду с глубоким   изучением основных разделов высшей математики, в задачу современного высшего  технического   
образования должно входить формирование у студентов навыков самостоятельного освоения востребованных математических дисциплин.

Для достижения этих целей в университетские учебные планы требовалось включать максимально абстрагированные  от вседневности, но, при этом, эффективно   
формирующие навыки формального логического  мышления, математические  дисциплины. Например, алгебру, теорию чисел, топологию и теорию категорий.

При этом, в условиях сохранения существовавших сроков получения высшего       образования, усложнение университетских учебных планов неизбежно требовало повышения уровня подготовленности, пополняющих студенческие ряды, первокурсников. А это, в свою очередь, было  немыслимо без, явившегося  основной целью колмогоровских реформ, внедрения новых подходов к школьному математическому образованию.

Колмогоровские школьные  реформы.  В последнее десятилетие перед Второй Мировой  Войной во Франции сформировалась группа из восьми видных математиков, взявшая коллективный псевдоним Николя Бурбаки. Данной группе принадлежит авторство  учебников по многим, в том числе, современным  математическим дисциплинам. На-званной бурбакизмом, характерной чертой этих учебников стало, подчас,  шокирующее крайней степенью формализации и отрешенности  от житейской логики, но, при этом, от-лично развивающие истинное математическое мышление, изложение учебного материала.

В общих чертах, предложенные А. Н. Колмогоровым  в конце 1950-х годов и во многом осуществленные в следующие десятилетия, реформы отечественного    математического образования состояли  в частичном  приближении школьного преподавания математики к университетским образовательным стандартам. Для этого, изложение учебного материала предполагалось проводить  со, свойственных бурбакизму, более формалистических позиций.

Также, школьную  программу планировалось дополнить началами  математического анализа, основами комбинаторики  и теории вероятности.
Проиллюстрируем данные нововведения на примере школьного курса геометрии.

С геометрической точки зрения, шахматная доска – это квадрат, разделенный на 64 равных квадратика.  Обладая равными сторонами, с позиций дореформенного курса школьной геометрии, эти квадратики считались равными. Однако, с сугубо - формальных математических позиций, равными являются лишь совпадающие фигуры. А рассмотренное сходство, обладающих одинаковой формой и равными размерами, но, при этом, не-совпадающих фигур в колмогоровском курсе геометрии называлось конгруэтностью.

Колмоговские  реформы требовали от преподавателей математики готовности к повышению собственной квалификации и к  радикальным  преобразованиям учебного процесса, но, при этом, открывали школьникам новые горизонты. Данные преобразования  встретили, как очевидную поддержку, так и довольно жесткую критику со стороны от-дельных  школьников, а также со стороны немногочисленных   представителей педагогического и научного сообщества.

Выступая в печати, неформально возглавленные академиком Л. С.  Понтрягиным (1908-1988), консерваторы, не предлагая собственных вариантов реформ, сетовали на из-лишнюю сложность и неоправданный формализм новаторских школьных программ и учебников. Под шквалом критики, в частности, оказалось введение в школьный курс геометрии вышерассмотренного понятия конгруэнтности фигур.

Кто виноват? В первые годы ельцинских рыночных  реформ  в нашей стране шла поистине сумасшедшая  ревизия  практически всех государственных институтов.
Усматривая в советском прошлом истоки практически  всех социальных недугов      и,при этом,    считая  западный мир сияющей вершиной развития человеческой цивилизации, а также,  стремясь задобрить своих тамошних кураторов, отечественные младореформаторы, не считаясь со стратегическими национальными интересами,  старались буквально впихнуть Россию в  пресловутый  коллективный  Запад.

Виденье будущего России в качестве, «сидящего на игле» импорта,  сырьевого придатка Запада формировало запрос на взращивание мало-мальски грамотной обслуги сырьевого сектора, крайне - вредных химических производств и могильников ядерных от-ходов. При этом, напрочь отрицалась сама возможность возникновения запроса на творцов,  ученых, или, попросту, образованных и думающих граждан.

Уже летом 1992 года в некоторых отечественных ВУЗах, в том, числе, в обнинском ИАТЭ, классические вступительные экзамены были заменены, наспех скроенными по западным лекалам, являвшимися прообразом нынешнего ЕГЭ, тестированиями, в   
которых к каждому заданию требовалось выбирать один из нескольких возможных ответов.

Чуть позже - в середине 1990-х годов (когда автор этих строк был студентом) в отечественных ВУЗах шли интенсивные эксперименты с внедрением болонской системы, подразумевающей деление прежде единого высшего образования на две части: основную - четырехлетний бакалавриат и дополнительную - двухлетнюю магистратуру.

При этом, авторам подобных экспериментов сплошь и рядом было некогда изучать реальные запросы работодателей. Таким образом, множество новоиспеченных специалистов, главным образом, бакалавров не нашли себя в приобретенных профессиях, а, изрядно издержавшаяся на их подготовку, страна столкнулась с реальным дефицитом высоко-квалифицированных кадров.

Одним из печальных последствий данных тенденций стало катастрофическое падение уровня подготовленности молодых преподавателей средней и высшей школы.
Достойная известного охотничьего применения, спешка реформаторов отечественного образования отразилась на качестве школьных учебников.

 Например, в учебнике А. Ш. Алимова  «Алгебра и начала анализа. 10-11 класс.» черным по белому написано, что иррациональное число это бесконечная непериодическая  десятичная дробь. На самом деле, подобные дроби – всего лишь одно из множества  возможных представлений иррациональных чисел. Отождествлять какой-либо математический конструкт, в частности, иррациональное число с его представлением также некорректно, как и ошибочно отождествлять человека с его фотографией.  Заучивание и без-думное воспроизведение школьниками подобных определений ведет к деградации навыков формального мышления, в частности, к утрате умения различать частное и общее.

Что делать?   Сейчас, когда становится очевидным, что России не по пути с   
Западом, парадигмы и перспективы ультра-либерального развития которого вызывают в мире все больше вопросов, нам самое время осмыслить собственный вектор развития, а также  приоритеты обновления отечественной системы образования.

Анализируя опыт попыток  оголтелой адаптации отечественной системы образования к заморским стандартам, не следует забывать о том, что расположенные по обеим        берегам Атлантики, сверх-корпорации «Boeing» и «Airbus», а также множество других высоко -технологичных компаний, не удовлетворяясь уровнем подготовленности, «скроенных» по болонским лекалам,   доморощенных научно-технических специалистов, не взирая на спесивую риторику собственных политических  лидеров и на существующие рестрикции,  охотно переманивают к себе светлые головы со всего мира.

Наш мир стремительно усложняется. Экспоненциально растет объем,  накопленной человечеством, информации, в том числе, массив подчас не проверенных  публикаций. Таким образом, одним из  основных качеств современного человека и, пожалуй, основной компетенцией перспективного специалиста станет способность к самостоятельному, требующему незаурядной эрудиции и навыков математического мышления,   критическому анализу информационных потоков.

Являясь одной из ключевых задач математического образования, развитие данной компетенции    требует не столько   бесконечного добавления в учебные планы новых  разделов, сколько развития  навыков, как сугубо - формального, так и чисто -  практического осмысления изученного.

Возрождая отечественное математическое  образование, не следует наотмашь       отвергать, или, напротив,   слепо  идеализировать, рожденные в горячих спорах хрущевской оттепели, колмогоровские  наработки.

Тем не менее, если в числе наших  приоритетов - сохранение, интеллектуального, научного и технологического суверенитета, то, не взирая на вносимые современностью, подчас, немаловажные поправки, отечественное математическое образование может развиваться, не иначе, как в русле колмогоровских реформ.
Кандидат

физико-математических наук
Николай Якушкин