Николай Лобачевский, родившийся в нашем городе в 1792 году более 230 лет назад, в 2024 году снова во всех новостях. День его рождения — 1 декабря — стал официальным праздником всех математиков России. Соответствующий приказ Минпросвещения РФ опубликован на официальном интернет-портале правовой информации.
Справедливости ради, местная научная школа может гордиться не только первооткрывателем неевклидовой геометрии. В Нижнем Новгороде жила и работала целая плеяда ученых, развивавших «царицу наук».
Не все их имена на слуху. Совместно с ИТ-кампусом НЕЙМАРК мы попробуем объяснить, чем важны исследования нижегородских математиков для современного мира так, чтобы это было понятно не только «физикам», но и «лирикам».
Николай Лобачевский
В фантастических блокбастерах волшебники легко перекраивают окружающий ландшафт под свои нужды: переворачивают вверх дном, вытягивают и сплющивают, тасуют близкие и отдаленные объекты, как карты в колоде. «Ерунда, обычные спецэффекты», — отмахиваемся мы.
Обычные-то обычные, но компьютерная графика и виртуальная реальность показывают нам, что пространство может быть не таким, как мы привыкли его видеть собственными глазами. Это в определенной мере следствие того, что когда-то Николай Лобачевский вышел за пределы традиционной геометрии и предложил ее неевклидов вариант. На его особенностях останавливаться не будем – даже маститые ученые-современники Николая Ивановича его поняли далеко не сразу.
А вот Альберт Эйнштейн оценил. Его теория относительности без Лобачевского просто «не работала» бы. Как и многие другие исследования в области времени, пространства и происхождения Вселенной.
Что говорить – без принципов, заложенных нашим земляком, можно было бы удалять из смартфонов все навигаторы. GPS тоже основана на них.
Александр Ляпунов
Как вам сюжет для другого фильма: самолет делает манёвр и по каким-то причинам не может вернуться в исходное положение в пространстве. Экипаж начинает героически спасать пассажиров. Для Голливуда сойдет. Но любой человек, имеющий представление об авиации, скажет, что лайнер, у которого могли бы возникнуть такие проблемы, забраковали бы еще на стадии проектирования. Потому что конструкторы разбираются в теории устойчивости, разработанной Александром Ляпуновым.
Этот математик родился в 1858 году. Его мать позаботилась о том, чтобы сын получил блестящее образование, и перевезла его учиться в Нижний Новгород. Ляпунов окончил гимназию с золотой медалью, входил во многие математические сообщества, стал академиком и профессором.
Его интересовали фундаментальные проблемы в механике и математической физике. Их решением и стала теория устойчивости, которая по сей день высоко ценится в научных кругах. И в практической сфере. Без нее не получилось бы запустить искусственные спутники, автоматизировать производственные процессы, добиться успехов в судо-, авиа- и автомобилестроении. Даже химики и архитекторы ориентируются на работу Александра Ляпунова.
Теория устойчивости – самая известная, но не единственная заслуга математика. Его также увлекали теория вероятности, дифференциальные уравнения и гидродинамика.
Владимир Стеклов
Чем только не интересовался в детстве Владимир Стеклов. Занимался спортом, пел и готовился к карьере оперного исполнителя. Словом, уделял время всему, кроме учёбы. К ужасу матери – родной сестры нижегородского публициста Николая Добролюбова – с трудом перешел из четвертого в пятый класс.
Но всего за пару месяцев не только наверстал упущенное, но и освоил учебную программу на год вперед. Полюбил точные дисциплины, поступил в престижный столичный университет на физико-математический факультет. Но скоро решил переводиться на медицинский, потому что завалил один экзамен.
Отговорил его от этого преподаватель – тот самый Александр Ляпунов, поверивший в талант студента. И не напрасно. Как и он сам, Владимир Стеклов в дальнейшем станет академиком и профессором. Не остановившись на этом, он возглавит факультет математики, предложит создать физико-математический институт РАН и возглавит его. Сегодня его имя носит математическое подразделение Российской академии наук.
Как и особый метод сглаживания функций. Также, видимо, помня о фиаско на экзамене по физической географии, Стеклов применил свои таланты, чтобы объяснить смещение земных полюсов.
Иван Брайцев
Первый вуз, который появился в Нижнем Новгороде, был, без преувеличения, европейского уровня. Дело в том, что сюда во время Первой мировой эвакуировали Варшавский политехнический университет вместе с педагогами.
Профессор Иван Брайцев привёз в провинциальный город настоящую математику как науку. Он сразу высказал идею, что новому высшему учебному заведению необходим профильный факультет.
Став его главой, он работал и в других вузах – так был востребован его предмет. Ко второй половине 30-х годов ХХ века математику в Горьком преподавало еще более 200 его учеников.
Иван Брайцев не был лишь педагогом. Его страсть – теория функций, для развития которой он основал отдельную научную школу. По воспоминаниям современников, он прекрасно совмещал преподавание и теоретические изыскания: иногда прямо во время занятия начинал записывать на доске пришедшие в голову вычисления.
Николай Боголюбов
В каком-то смысле ранние годы Николая Боголюбова – полная противоположность беззаботному детству Владимира Стеклова. К четырнадцати годам прекрасно ориентировался в университетских курсах по физике и математике, в шестнадцать был уже аспирантом. В 19 лет его диссертация произвела такой фурор, что премию молодому нижегородцу дала Академия наук Болоньи.
Боголюбов исследовал сверхпроводимость и сверхтекучесть, стоял у истоков квантовой теории поля. Был нарасхват в советских вузах – трудился и в МГУ, и в Математическом институте РАН им. Стеклова.
Позже вернулся в родной регион, где стал одним из инициаторов создания первого советского ядерного центра. При этом успел сформировать две всемирно известные научные школы: нелинейной механики и теоретической физики. А его имя присвоено нескольким методам в области дифференциальных уравнений и квантовой теории.
Александр Андронов
Биология, экономика, механика, теория управления. Это далеко не полный перечень сфер, где по сей день применяются достижения школы нелинейных колебаний. Ее основатель – Александр Андронов. А начиналась она с небольшого кружка студентов и педагогов, который ему удалось собрать вокруг себя после переезда в Горький.
Благодаря Андронову Горьковский, а ныне Нижегородский госуниверситет обрёл первый в стране радиофизический факультет и даже своё имя. Дело в том, что в свободное от работы время Александр Александрович изучал биографию Лобачевского и доказал, что тот родился именно в нашем городе.
Также в числе его заслуг – создание одной из первых в СССР ЭВМ. Работая над вычислениями для атомного ледокола, Александр Андронов вынужден был пользоваться шумной механической вычислительной машиной. Она больше отвлекала, чем помогала в таком кропотливом деле. И в голову пришла идея тихого электронного счетного устройства. Закончить работу над ней Андронов не успел – это сделали его ученики. Буквально тайно – кибернетика тогда была под запретом как буржуазная лженаука.
Самого Александра Александровича попытки неумело влиять на науку из высоких кабинетов никогда не останавливали. Однажды Лаврентий Берия даже пожаловался на чрезмерно строптивого математика Сталину. На что получил приказ не мешать ученым работать.
Юрий Неймарк
Буквально несколькими годами позже отношение к кибернетике в стране изменилось. И в этот момент в Горьковском университете создали первый в СССР факультет вычислительной математики и кибернетики. Его основатель — ученик Александра Андронова, математик Юрий Неймарк. Сегодня это имя нижегородцам хорошо известно – его носит строящийся в городе ИТ-кампус мирового уровня, где будут готовить лучших в стране специалистов по информационным технологиям.
На самом деле, с технологиями, которые возникли на базе идей, предложенных Юрием Неймарком, ежедневно сталкиваются многочисленные обладатели смартфонов, завсегдатаи сервисов обработки фотографий и распознавания текста. Компьютер и мобильник научились понимать, на какой объект наведена камера, благодаря технологии компьютерного зрения. База для этого была разработана Юрием Неймарком еще во второй половине ХХ века.
Также учёному, который часто болел, однажды пришла мысль о том, что принимать решения при лечении пациентов можно на основе математического подхода. А его последователи воплотили это в современных высокотехнологичных методах диагностики и прогнозирования течения заболеваний. Сам же Юрий Неймарк вывел уравнения, позволяющие предсказывать даже глобальные процессы в экономике.
Валентин Афраймович
Говорят, если рота солдат пройдет по мосту в ногу, тот может рухнуть от вибрации. При эпилепсии происходит нечто похожее. Некоторые клетки в нашем мозгу колеблются. Если каждая сама по себе – всё нормально, если все разом – начинается приступ.
Еще академик Андронов предположил, что непериодические колебания со временем становятся синхронными. Доказать это, построив математическую модель, удалось другим нижегородским ученым. В том числе – Валентину Афраймовичу. Так, работая с динамическими системами и дифференциальными уравнениями, они открыли врачам природу приступов. Те же научились прогнозировать и купировать их.
С ещё одним фактом, который подтвердил учёный, любой из нас знаком на своем опыте. Можно ли точно сказать, какая погода будет, скажем, через месяц? Нет, это нереально. Афраймович и его коллеги доказали, что климат сродни системам динамического хаоса. Любое малейшее изменение влечет за собой новые отклонения – и возникает «эффект бабочки». Он любим фантастами, но на достоверных прогнозах ставит крест.
Сергей Новиков
Если мама увлечена теорией множеств, а папу считают своим учителем столпы европейской математической науки, особые прогнозы не нужны. «Царица наук» увлечет и их сына. Так и случилось с уроженцем города Горького Сергеем Новиковым.
Карьера этого выдающегося авторитета российской науки, академика тесно переплетена буквально с каждым именем, которое мы упоминали. Сергей Новиков некогда был аспирантом института Владимира Стеклова, ему присуждались премия Николая Лобачевского, медаль Николая Боголюбова за заслуги в области математики, теоретической физики и механики.
Сергей Петрович, которого не стало месяц назад, призывал очень серьезно относиться к образованию. Иначе через пару десятков лет список фамилий выдающихся математиков будет некем продолжить.
В Нижнем Новгороде сегодня многое делается, чтобы такого не произошло. В этом году нашему городу доверили принимать финал пятидесятой Всероссийской олимпиады школьников по математике. Математиков, которые сегодня очень востребованы в сфере информационных технологий, готовят десять вузов области. А с осени этого года сетевые программы обучения специалистов и бакалавров совместно с ними запускает ИТ-кампус НЕЙМАРК. Для абитуриентов это возможность привести к общему знаменателю свою любовь к точным наукам и востребованность на высокотехнологичном рынке труда.
