Цікава математика, фізика, інформатика

З нагоди Всесвітнього дня науки за мир і розвиток…

Унікальним явищем у сучасній математиці, де будь-які відкриття вже через 2–3 роки вважаються застарілими, є те, що з 12 наукових праць, опублікованих за життя українського математика Г. Вороного (1868-1908) вісім успішно використовують сучасні вчені країн Європи, США, Канади, Японії, Китаю, Австралії, Південної Кореї та ін. Не перше десятиліття дослідження українського генія у багатовимірних просторах застосовуються в астрономії, медицині, археології, антропології, мікробіології, радіаційній фізиці, фізичній хімії, астрофізиці, кристалографії, картографії, створенні роботів та штучного інтелекту, побудові географічних інформаційних систем, геометричному моделюванні, комп’ютерній графіці, розпізнаванні образів і таке інше.
Думаєте, це загальний набір наук? Ось деякі із неймовірних прикладів. Лише, хоча б, про «багатокутник Вороного». Побудований на ньому метод лише за останнє десятиліття був використаний:

  • для аналізу просторових закономірностей розташування та доступної зручності магазинів зі знижками у Польщі;
  • для перевірки достатності зелених насаджень у деяких мегаполісах Норвегії;
  • для уточнення зв’язків між громадою та найближчим постачальником послуг у Німеччині;
  • для розмежування шкільних зон та наявності медичних послуг у Японії;
  • для визначення діапазонів ландшафту в культурному прикордонні Словаччини;
  • для встановлення маршрутів транзитного транспорту в Китаї;
  • для розмежування морських акваторій у затоці Даухат-Сальва між Саудівською Аравією та Катаром тощо.

До дня народження Еваріста Галуа

Серед великих вчених минулого виділяється людина, що не дожила і до двадцяти одного року, але встигла за такий короткий час зробити велике відкриття в області алгебри. Всі його наукові праці займають всього 60 сторінок, зміст яких не давав спокою математикам усього світу впродовж цілого століття. Це видатний французький математик Еварист Галуа, який народився 210 років тому, 25 жовтня 1811 року.
Коротка біографія Галуа добре відома по тій простій причині, що вона романтична і цікава молодим людям, навіть дуже далеким від математики. Про неї дуже люблять розповідати на своїх уроках вчителі математики.
… Еварист Галуа, революціонер, який брав участь у липневій французькій революції 1830 року; який загинув на дуелі через кохану; який в ніч перед дуеллю написав лист другові, де виклав свої відкриття…

Вранці, 30 травня 1832 року, перед дуеллю, на якій обірветься його життя, Галуа написав своєму другові Огюсту Шевальє: «Я відкрив в аналізі дещо нове. Деякі з цих відкриттів стосуються теорії рівнянь, інші – функцій, які визначаються інтегралами. В теорії рівнянь я досліджував, в яких випадках рівняння розв’язується у радикалах, що дало мені привід поглибити цю теорію і описати всі можливі перетворення рівняння, допустимі навіть тоді, коли воно не розв’язується у радикалах. З цього можна зробити три мемуари… Звернись публічно до Якобі і Гауса, і попроси їх висловити свою думку, але не про правильність теорем, а про їхнє значення. Я сподіваюся, що після цього знайдуться люди, які вважатимуть для себе корисним навести порядок у всій цій плутанині».

Суть його відкриття, яке він, до речі, виклав раніше своєї останньої ночі в листах провідним математикам свого часу, досить складна для розуміння без відповідної математичної підготовки.

Перед математиками його часу стояла задача знайти алгоритми розв’язання складних алгебраїчних рівнянь. Зокрема, знайти загальну формулу, яка дозволяла б знаходити корені рівняння степеня n. Це ніяк не вдавалося, і в підсумку, вчені мовчазно погодилися між собою, що всеосяжної формули не існує, а, простіше кажучи, завдання не має розв’язків. У 1824 році норвезький математик Нільс Абель довів, що алгебраїчні рівняння степеня вище четвертого в загальному випадку неможливо розв’язати у радикалах (теорема Абеля). Галуа сформулював проблему по-іншому: він спробував знайти критерій можливості розв’язання рівнянь в радикалах і знайшов потрібний критерій. Галуа глянув на проблему під іншим кутом: щоб описати потрібний критерій, йому треба було ввести в алгебру цілий ряд нових понять: перестановка, група, поле. Це і вважається нині його внеском у вищу математику.

Можливо, все це, рано чи пізно, з’явилося б в математиці і без Галуа. Втім, відкриття молодого генія тільки через півтора десятиліття після його смерті стали відомі людству. Після того як наукова спадщина Галуа від його брата потрапила до рук іншого видатного математика того часу Жозефа Луівілля, який опублікував праці Евариста зі своїми коментарями, досягнення Галуа стали відомі в професійному математичному співтоваристві, стали розвиватися, і з часом, Галуа заслужено зайняв почесне місце в пантеоні великих математиків світу.

На олімпіаді в Токіо перемогла математик

На останніх ХХХІІ літніх Олімпійських іграх, які проходили у м.Токіо (Японія) золоту медаль у велоспорті завоювала австрійка Ганна Кізенгофер. Для Австрії це золото стало першим у велоспорті з 1896 року.
Найцікавіше, що Ганна Кізенгофер живе не тільки спортом. Її друга любов – математика.
Ганна Кізенгофер вивчала математику у Віденському технічному університеті (2008–11), отримавши ступінь магістра Кембриджського університету (2011–12). Вона здобула ступінь доктора філософії з прикладної математики в Політехнічному університеті Каталонії (Universitat Politècnica de Catalunya) з дисертацією на тему: «Інтегруючі системи на b-симплектичних многовидах» у 2016 році.

На даний час Ганна Кізенгофер є пост-доком у Федеральній політехнічній школі Лозанни (EPFL) і входить у групу, що досліджує нелінійні рівняння у часткових похідних, які виникають у математичній фізиці; а також є викладачем у цьому закладі.

Замало мати гарний розум, головне – вміти його застосовувати. (Р. Декарт)

До дня народження Михайла Остроградського

24 вересня 2021 року виповнюється 220 років від дня народження видатного українського математика, механіка, фізика Михайла Васильовича Остроградського!

Михайло Васильович народився у 1801 році в с. Пашенівка Полтавської губернії. Походив з родини збіднілих дворян, які мали глибоке козацьке коріння. У сім‘ї Остроградських зберігалися звичаї дідів і прадідів, розмови велися українською мовою, тому Михайло Васильович на все життя зберіг любов до рідного краю і мови.
Він належить до кола найкращих математиків 19 ст., чиї праці отримали світове визнання. Займався майже всіма актуальними проблемами математики свого часу. Заснував наукову математичну школу. Академік Петербурзької АН (1830). Член-кореспондент Туринської, Римської, Французької, Американської академій, почесний доктор Київського та Московського університетів, почесний член Харківського університету (1859).
ЮНЕСКО у 2001 році внесла Остроградського до переліку видатних математиків світу.

Низка його праць стосується питань методики викладання математики і механіки у вищій та середній школах.
Діяльність видатного вченого мала вирішальне значення для підвищення рівня і ролі науки та, в першу чергу, математики у тогочасному суспільстві.

Пишаймося нашими видатними співвітчизниками!