Bautin, Nikolai Nikolaevici

Nikolai Nikolaevici Bautin
Data nașterii 26 decembrie 1908( 26.12.1908 )
Locul nașterii Nijni Novgorod
Data mortii 3 aprilie 1993 (84 de ani)( 03-04-1993 )
Un loc al morții Nijni Novgorod
Țară  URSS → Rusia 
Sfera științifică teoria controlului , teoria stabilității
Alma Mater Institutul Pedagogic Nijni Novgorod
Grad academic doctor în științe tehnice (1957)
Titlu academic Profesor
consilier științific A. A. Andronov
Premii și premii Ordinul Insigna de Onoare ZDNT RSFSR.jpg
Premiul A. A. Andronov (1980)

Nikolai Nikolaevich Bautin ( 26 decembrie 1908 , Nijni Novgorod - 3 aprilie 1993 , Nijni Novgorod ) - mecanic , distins cu Ordinul Insigna de Onoare , lucrător onorat în știință și tehnologie al RSFSR , laureat al Premiului A. A. Andronov ( ).

Biografie

Născut la 26 decembrie 1908 la Nijni Novgorod în familia unui funcționar.

Familia și copilăria

Nikolai era al treilea dintre cei patru copii din familie.

La opt ani, a suferit de poliomielita , după care a fost nevoit să meargă în cârje pentru tot restul vieții.

În copilărie, a devenit interesat de șah și în cele din urmă a devenit un sportiv celebru de șah. Din 1925, a ocupat locuri înalte în campionatele de la Nijni Novgorod, în 1929 l-a învins într-un meci pe A. N. Vyakhirev și a devenit campion al orașului [1] , iar în 1931 a devenit campion al Teritoriului Nijni Novgorod, care includea apoi regiunile moderne Nijni Novgorod și Kirov, republicile Ciuvaș și Mari. Printre cei învinși de Bautin în acest turneu se numără Kh. I. Kholodkevich , participant la al 5-lea campionat al URSS . În același an, a jucat în semifinalele celui de-al 7-lea campionat al URSS. I. A. Kan și A. D. Zamihovsky au ajuns în finală din această subgrupă semifinală . În grupă au mai jucat G. G. Stepanov , A. S. Ebralidze , K. V. Rosenkranz . În 1933, Bautin a câștigat din nou turneul regional, obținând 6½ din 7 și învingându-l pe maestrul V. V. Ragozin, care a vorbit în afara competiției, într-o întâlnire personală [2] .

După ce a absolvit Institutul Pedagogic, când și-a început cariera de profesor și om de știință, a participat mai rar la viața șahista a orașului, rămânând în același timp unul dintre cei mai importanți jucători de șah până în 1945.

Studii și carieră

În 1933 a absolvit Facultatea de Fizică și Matematică a Institutului Pedagogic Nijni Novgorod .

Dintre profesori, Bautin, conform memoriilor sale, a fost influențat de doi matematicieni - profesorul Nijni Novgorod I. R. Braitsev și profesorul L. A. Lyusternik (mai târziu un cunoscut om de știință, membru corespondent al Academiei de Științe a URSS), care a lucrat la Nijni Novgorod din 1928 până în 1931.

Din 1938 până în 1941 - studii postuniversitare, sub îndrumarea științifică a lui A. A. Andronov , după care un doctorat.

Din 1943 până în 1952 - muncă cu jumătate de normă ca cercetător principal la departamentul teoretic al Institutului de Cercetare în Fizică și Tehnologie Gorki (GIFTI) condus de A. A. Andronov, din 1952 până în 1959 a fost responsabil de departament (înlocuindu-l pe A. A. Andronov, care a murit în 1952).

În 1957, și-a susținut teza de doctorat pe tema: „Probleme neliniare în teoria controlului automat care apar în legătură cu dinamica regulatoarelor de viteză de ceas” (unul dintre oponenții oficiali este academicianul L. S. Pontryagin).

Din 1967 până în 1972, a fost din nou cercetător senior la departament, care a devenit parte a noului Institut de Cercetare de Matematică Aplicată și Cibernetică (NII PMK) de la Universitatea Gorki. Părăsirea GIFT în 1959 din funcția de șef al departamentului a fost asociată cu un decret guvernamental care interzicea mai multe locuri de muncă.

A murit la 3 aprilie 1993 . A fost înmormântat la cimitirul Bugrovsky din Nijni Novgorod.

Activitate științifică

Activitatea științifică a lui Nikolai Nikolaevich Bautin a început cu o întâlnire cu A. A. Andronov, care la acea vreme era profesor la Universitatea Gorki.

Activitatea științifică a avut loc ca parte a școlii Gorki a teoriei oscilațiilor neliniare, care a fost fondată de A. A. Andronov. Aproape imediat după absolvirea Institutului Pedagogic Nijni Novgorod, Bautin a devenit studentul lui Andronov și mai târziu colaboratorul său și unul dintre cei mai importanți oameni de știință ai școlii.

Potrivit memoriilor profesorului asociat al Universității de Stat și mai târziu a șefului departamentului Institutului de Cercetare al PMK A. M. Gilman ( maestru de sport al URSS în șah ), cu care Bautin a fost prieten din 1929 până la sfârșitul lui. viata lui:

După cum a spus Bautin, cooperarea cu A. A. Andronov a început după cum urmează. Alexander Alexandrovich, după ce a sosit la Nijni Novgorod în 1932, a organizat un seminar științific numit „Metode calitative în teoria ecuațiilor diferențiale”. În acei ani, seminarul științific de la Gorki era într-o oarecare măsură o curiozitate. La Institutul Industrial (care ulterior a fost redenumit Institutul Politehnic), unde am studiat apoi, nu au fost deloc seminarii. Din câte știu, nici la Institutul Pedagogic nu au fost. Atelierul era mic. Printre participanții săi se număra la acea vreme un tânăr și decedat matematician Gorki, E. A. Ikonnikov. El a fost cel care l-a invitat pe Nikolai Nikolaevici să participe la lucrările seminarului. Nikolai Nikolaevici a lucrat ca profesor de matematică la facultatea muncitorilor, a avut un volum de muncă foarte mare (10-12 ore de predare pe zi) și, desigur, nu a efectuat nicio activitate științifică. Cu toate acestea, datorită mentalității sale, nu a putut să nu manifeste interes pentru seminar și a început să participe la el. Alexander Alexandrovich a propus sarcini pentru munca independentă. Nikolai Nikolaevici și-a asumat o astfel de sarcină. Avea foarte puțin timp să lucreze la asta. A lucrat noaptea, iar ziua a încercat să folosească fiecare minut liber. Terminând relativ rapid sarcina, i-a predat soluția lui Alexandru Alexandrovici. Deja la următoarea lecție-seminar, Andronov l-a invitat să intre în școala absolventă. După cum însuși Alexander Alexandrovich a spus mai târziu, i-a dat lui Bautin o sarcină dificilă și a crezut că sunt puține șanse ca un absolvent al institutului pedagogic să o poată depăși și, dacă ar putea, atunci era cu adevărat o persoană puternică. Andronov nu a fost prea leneș să repete toate calculele efectuate de Nikolai Nikolaevici și nu a găsit o singură inexactitate, chiar minoră.

Prima publicație: articol comun cu E. A. Ikonnikov „Despre studiul ecuațiilor algebrice prin metoda geometrică”.

Activitatea științifică a lui N. N. Bautin se referă la trei domenii matematice:

În total, a publicat peste șaizeci de articole în reviste științifice importante din aceste domenii (dintre care multe au fost traduse în engleză și franceză) și trei monografii.

Rezultatele lucrărilor privind teoria stabilității

A dezvoltat o tehnică pentru a distinge între schimbările „sigure” și „periculoase” în zonele de echilibru dinamic al sistemelor, în care modificările limitelor „sigure” conduc la mici modificări ale sistemului, iar modificările „periculoase” duc la o schimbare ireversibilă a starea sistemului.

Rezultatul cercetărilor în acest domeniu a fost redactarea monografiei „Comportamentul sistemelor dinamice în apropierea limitelor regiunii de stabilitate”, care a fost republicată în 1984. Această monografie cuprinde principalele rezultate ale tezei de doctorat a lui N. N. Bautin.

Iată ce a scris A. A. Andronov în prefața sa la această carte:

". . . N. N. Bautin, luând în considerare problema stabilității după Lyapunov din punctul de vedere al teoriei bifurcațiilor (adică considerând ca variabile parametrii incluși în părțile drepte ale ecuațiilor diferențiale studiate și luând în considerare seriile fixe ale acestora). valori), ilustrează în mod convingător nu numai marea semnificație teoretică a stabilității teoriei, datorată lui A. M. Lyapunov, și interesul practic al celor din concluziile sale care se referă la sisteme obișnuite (brutale), dar arată și interesul pentru problemele tehnice ale celor mai mici. -studii cunoscute ale lui A. M. Lyapunov, care sunt consacrate așa-numitelor cazuri speciale problema generală a stabilității mișcării"

.

Până în prezent, a fost dezvoltată o tehnică de determinare a limitelor periculoase și sigure pentru sisteme de ordine arbitrară și, de asemenea, în unele cazuri, pentru ecuații cu diferențe parțiale.

De această direcție aparține și binecunoscuta lucrare a lui N. N. Bautin „Despre numărul de cicluri limită care apar atunci când coeficienții se schimbă dintr-o stare de echilibru precum un focar sau un centru” [3] . Problema rezolvată în ea i-a fost propusă lui Bautin în timpul studiilor postuniversitare de A. A. Andronov. Rezultatul ei final, cunoscut în literatura modernă ca teorema lui Bautin, este asociat în primul rând cu cea de -a doua parte a problemei a 16-a a lui Hilbert .

În această parte, întrebarea lui Hilbert este următoarea: care este numărul maxim H(n) de cicluri limită Poincaré (curbe izolate de fază închisă) și care este aranjarea lor reciprocă pentru ecuația diferențială

;
sau sistemul corespunzător acestei ecuaţii
unde și sunt polinoame de grad n în variabile reale.

A doua parte a problemei a 16-a nu a fost încă rezolvată nici măcar pentru cel mai simplu caz n = 2 . Deși încercările de a-l rezolva nu au condus la succes, ele au contribuit la dezvoltarea de noi zone în teoria geometrică a ecuațiilor diferențiale în plan, teoria bifurcațiilor, teoria formelor normale, foliații analitice și, de asemenea, unele secțiuni de algebric. geometrie.

Rezultatul lui Bautin, apărut la 40 de ani după faimosul raport al lui Hilbert, rezolvă pentru cazul n = 2 așa-numita versiune locală a celei de-a 16-a probleme, care constă în estimarea numărului maxim M(n) de cicluri limită care apar (bifurcă) din un punct singular de tip sau centru de focalizare. După teorema lui Bautin, M(n) = 3 .

Problema estimării numărului M(n) în literatura modernă se numește problema ciclicității. Conceptul de ciclicitate, introdus de N. N. Bautin în lucrarea sa, joacă unul dintre rolurile cheie în teoria câmpurilor vectoriale polinomiale pe plan și este folosit și în relație cu ciclurile separatrice.

Ca rezultat al cercetărilor sale, concepte precum idealul Bautin (un ideal generat de cantitățile Lyapunov din inelul de polinoame în variabile corespunzătoare parametrilor sistemului original), indicele Bautin (numărul de polinoame care formează baza ale idealului Bautin) au fost introduse și utilizate în matematica modernă.

Lucrări despre teoria controlului automat

În domeniul teoriei controlului automat, Bautin a început să lucreze în timpul Marelui Război Patriotic în colaborare cu A. A. Andronov și cu profesorii de la Universitatea Gorki A. G. Mayer și G. S. Gorelik .

El a condus lucrări privind aplicarea și dezvoltarea ulterioară a metodei mapărilor de puncte, care a apărut pentru prima dată în matematică în teoria calitativă a ecuațiilor diferențiale în lucrările lui A. Poincare, iar apoi a fost dezvoltată în lucrările lui L. Brouer și D. Birkhoff (teoria Poincaré-Brauer-Birkhoff). Această metodă, nefolosită până acum pentru rezolvarea problemelor tehnice, a făcut posibilă rezolvarea unui număr de probleme dificile, care nu erau susceptibile de mulți oameni de știință remarcabili, asociate cu sistemele de control automat neliniar tridimensionale. Printre acestea se numără problemele lui Mises și Vyshnegradsky, problemele autopiloților și auto-oscilațiile unei elice cu pas variabil.

Lucrări despre teoria dinamică a ceasurilor

Pentru prima dată, a lucrat la un studiu teoretic al dinamicii sistemelor auto-oscilante cu specificul său.

A folosit rezultatele predecesorilor săi (A. A. Andronov și Yu. I. Neimark , care au luat în considerare mai întâi modelul dinamic al ceasurilor cu două grade de libertate) și a reușit să construiască cea mai completă teorie a mișcărilor ceasului, care a făcut posibil să se răspundă. o serie de întrebări de bază în teoria regulatoarelor de viteză de evacuare.

Bautin a reușit să rezolve problema pusă de academicianul L. I. Mandelstam: „De ce un ceas echipat cu pendul este mai puțin flexibil în ceea ce privește schimbarea perioadei cu schimbarea frecării?”.

Lucrările dedicate dinamicii ceasurilor sunt strâns legate de prima și a doua direcție a cercetării sale științifice și reprezintă aplicarea metodelor teoriei calitative a ecuațiilor diferențiale la analiza muncii structurilor inginerești ale tehnologiei ceasurilor. El a descris și a investigat fenomene care nu au fost descoperite pe o perioadă lungă de existență (de exemplu, moduri de operare neobservate anterior) și a calculat perioada și amplitudinea auto-oscilațiilor cu o fiabilitate mult mai mare decât permiteau toate metodele cunoscute anterior.

Rezultatul cercetărilor lui N. N. Bautin pe tema „ceasului” a fost monografia „Teoria dinamică a ceasurilor”, publicată în 1986 de editura Nauka. În această monografie, este prezentată o teorie detaliată auto-oscilantă a ceasurilor și a dispozitivelor echivalente cu acestea în sens dinamic - regulatoare de viteză de evacuare. Modelele lor matematice și condițiile pentru stabilizarea perioadei de auto-oscilații sunt luate în considerare și investigate.

După cum a spus profesorul asociat GSU A. G. Lyubina despre una dintre întâlnirile seminarului universitar:

„Șeful seminarului, A. A. Andronov, începe întâlnirea cu cuvintele „Liniți, tovarăși. Ești prezent la nașterea teoriei ceasului.” Apoi Bautin își începe discursul. În fața lui, pe masă, se află un rând de ceasuri mecanice cu mecanisme deschise pentru vizionare. O ușoară mișcare a mâinii difuzorului, o schimbare abia vizibilă a unei părți - și cursul ceasului se schimbă dramatic, ceasul trece la un alt mod de funcționare. Cei prezenți au impresia de magie, iar „vrăjitorul” însuși își demonstrează astfel teoria asupra mecanismelor specifice.

N. N. Bautin a menținut, timp de peste treizeci de ani, contacte cu NIIchasprom - Institutul de Cercetare al Industriei Ceasurilor .

Rezultatele cercetărilor efectuate în colaborare cu B. M. Chernyagin, un cercetător de frunte al acestui institut, sunt folosite pentru a rezolva problemele care apar în calculul și proiectarea regulatoarelor de viteză a ceasurilor în fabricarea de instrumente și industria ceasurilor (o tehnică de calcul ingineresc al marinului). cronometrele au fost dezvoltate). La studierea caracteristicilor lor dinamice s-a folosit o idealizare rafinată a interacțiunii impact, numită ulterior modelul Bautin-Chernyagin.

În conformitate cu acest model, procesul de interacțiune este realizat prin două impacturi: un prim impact nu tocmai elastic și un al doilea impact inelastic cu mișcare ulterioară într-o conexiune cinematică. Pentru a evalua caracterul adecvat al idealizării acceptate, a fost efectuată o filmare de mare viteză (aproximativ 400 de cadre pe secundă) a unei imagini reale a interacțiunii roții de rulare cu piatra de echilibru de impuls. Rezultatele experimentului au arătat că modelul adoptat corespunde procesului dinamic real.

Activități pedagogice și sociale

Bautin a început să predea în 1931 pe când era încă student în anul trei. Toate activitățile sale didactice s-au desfășurat la Institutul de Ingineri de Transport pe Apă GIIVT Gorki (acum este VGAVT ).

La început, a predat matematică la facultatea muncitorilor ( facultatea muncitorilor, adică la facultatea de pregătire preuniversitară). Din 1935 este asistent, iar din 1943 asistent universitar la catedra de matematică superioară.

Din 1954 este șeful acestei catedre, iar în 1958 i s-a conferit titlul de profesor.

În 1981, din cauza vârstei, a părăsit funcția de șef, rămânând mai întâi profesor, iar apoi profesor consultant până în 1990.

În 1986, la Facultatea de Economie a SIIVT, prelegerile au fost evaluate folosind un sistem de feedback, iar dintre cei 15 profesori care au participat la acest sondaj, N. N. Bautin a primit cel mai mare rating de la studenți.

Literatură

Premii

Note

  1. ↑ Mândria Rusiei (Creativitatea lui P. V. Dubinin ) / Ed. V. A. Charushin . - N. Novgorod : Avtozavodets-book, 1993. - S. 11, 29 ..
  2. ↑ 64: Șah și dame pentru mase . - 1933. - Nr. 11-12. - S. 156.
  3. ↑ N. N. Bautin, „Despre numărul de cicluri limită care apar atunci când coeficienții se schimbă dintr-o stare de echilibru de tip focus sau centru”, Mat. Sb., 30(72):1 (1952), 181–196

Link -uri