Tahririyat eslatmasi: Qaysidir ma'noda, inson kabi kichik hayot, millat va millat kabi katta yoki butun insoniyatning kelajagi va butun koinotning kelajagi ko'rinmas qonunlar bilan boshqariladi, shuning uchun ular aslida matematika muammosidir. . To'g'ri javobni hisobga olsak, muvaffaqiyatga erishish mumkinmi; noto'g'ri javob berish turli jazolarni qabul qiladi. Matematika zamonaviy fanning asosi bo'lib, kundalik hayotimiz va samarali faoliyatimiz bilan chambarchas bog'liqdir. Ko'pgina olimlar matematik tadqiqotlar bilan shug'ullanadilar va haqiqatga intilishadi, garchi ular muvaffaqiyatga erisha olmasalar ham. Fantast yozuvchi Xe Si o'zining "G'amgin yurak" asarida aytganidek: "Biror narsa bo'lishi kerakki, uni ortiqcha mukofotlamaslik kerak va siz ulardan chiroyli barglar va gullar o'stirishni so'ramasligingiz kerak, chunki ular ildizdir "Matematikaning ildizi. ilm guli. Biroq, jamiyat realistik. Tadqiqot mukofotga muhtoj. Oddiy nazariy tadqiqotlar ko'pincha "foydasiz" va barqaror emas. Shuning uchun ham ishlab chiqarish va turmush amaliyotiga asoslangan tadqiqot ishlarini olib borish zarur. Shanxay universiteti Fanlar maktabi va Materiallar genom muhandisligi instituti professori Zhu Peycheng uzoq vaqtdan beri matematika sohasidagi o'qitish va tadqiqotga bag'ishlangan va fanlararo innovatsiyalarni talab qilgan. Bu qonun AQSH, Germaniya kabi rivojlangan mamlakatlarda chuqur va mustahkam mustahkamlangan. Bu ilmiy tadqiqotlar va muhandislik va texnologiya o'rtasidagi manfaatli o'zaro ta'sir va o'zaro yordamni ta'minlaydi va shu bilan xalqaro hamjamiyatni uzoq muddatli va keng qamrovli tarzda boshqaradi. Mamlakatimizda ilmiy izlanish uslubini tan olgan, tinmay mehnat qiladigan shunday tadqiqotchi bor. U Shanxay Fan va materiallar genom muhandisligi instituti professori Chju Peycheng. U uzoq vaqtdan beri kuchli sanoat bilimiga ega bo'lgan amaliy matematikani o'qitishga bag'ishlangan. Materialshunoslik sohasidagi ilmiy izlanishlar esa bir qator samarali natijalarga erishdi.

Zhu Peicheng, taniqli professor, Shanxay "Ming yillik reja" ning professori. U bir qancha mamlakatlarda lavozimlarda ishlagan va Yevropada amalda. Innovatsion tadqiqotlardan so'ng, shakl xotirasi qotishmalari kabi aqlli materiallarda tizimli faza o'tishlarini tavsiflovchi ikki fazali maydon modellari muvaffaqiyatli yaratildi. Suyuqlik dinamikasidagi siqiladigan Navier-Stoks tenglamalarining chiqish muammosi uchun birinchi bo'lib chiziqli bo'lmagan to'lqin tasnifi amalga oshiriladi va bir necha turdagi to'lqinlarning asimptotik barqarorligi isbotlangan. Noziklikni aprior baholashni o'rnatish bir necha o'n yillar davomida shakl xotirasi qotishmalari va qattiq materiallar kabi termo-elastik tenglamalarning muhim muammolarini hal qildi.

Matematikaga berilib ketgan, xayolparast

Matematika nima? Aytish mumkinki, matematika eng qadimiy fanlardan biri bo'lib, u uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lsa-da, ko'plab inqirozlarni boshdan kechirgan bo'lsa-da, lekin doimo engib o'tadi va rivojlanadi. Hozirda hatto matematika ham o'z mutaxassisligi doirasidan tashqarida matematika sohasini to'liq tushuna olmaydi va ko'pincha tog'lar bo'ylab o'zaro bog'lanish hissi mavjud.

Ju Pey-chengning buti "zamonaviy Xitoy matematikasining otasi" sifatida tanilgan Hua-Geng Geng ismli bola edi. Xua Luogeng xalqaro miqyosda mashhur matematik guru bo'lib, u Xitoy matematika maktabiga asos solgan va jahon darajasidagi darajaga erishish uchun bir qancha sohalarga rahbarlik qilgan. Bularning barchasi Chju Peychengning yosh ongida chuqur taassurot qoldirdi.

Hua Luogenga sig'inish tufayli Chju Peycheng matematikaga kuchli qiziqish uyg'ota boshladi. Qiziqish - eng yaxshi o'qituvchi, tadqiqotning eng katta harakatlantiruvchi kuchi, g'ayrioddiy iste'dodga ega, u matematikani o'rganishga erishib bo'lmaydigan yo'lda edi, o'rta maktabdan doktorlik darajasiga qadar, Chju Peycheng bu sohani hech qachon tark etmadi.

"Avvaliga matematika fani juda muqaddas edi. O'sha paytlarda matematikani yaxshi o'rganishimiz kerak, butun dunyo bo'ylab borishdan qo'rqmaslik kerak" degan targ'ibot emas edi. "Ammo o'rganishni o'rganish va chalkashlik keldi." Tadqiqotni chuqurlashtirish bilan, Chju Peycheng asta-sekin o'rgangan narsasi - matematika - butun ilmiy targ'ibot, ijtimoiy taraqqiyot va iqtisodiy rivojlanish uchun ahamiyatli emasligini aniqladi, lekin shu bilan birga, matematika asosiy intizomdir. , Marks aytganidek, boshqa fanlar va hatto tilshunoslik (masalan, ovozli tahlil) matematikaga ko'proq yoki kamroq qo'llaniladi, boshqa fanlarning rivojlanishi uchun ajralmas vosita sifatida, Marks aytganidek, "har qanday mavzu, agar u to'liq bo'lsa, haqiqiy fanga aylanishi mumkin. matematikaga nisbatan qo'llaniladi, "shunday qilib, matematika kasbining qiymatini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Insonning sof tafakkuri bilan yaratilgan intizom ob'ektiv dunyoni to'g'ri tasvirlay oladi, Taraqqiyot shunday ulkan rol o'ynadi, mikrodan makrogacha, tabiiy fanlardan muhandislikgacha, ijtimoiy fanlargacha, ko'pgina qonunlar matematik tenglamalarda yozilgan. , bu qanchalik sehrli! Bu tushunish, shuning uchun u bir marta chalkash qo'lga, Oxir-oqibat katta katta ma'nosini chuqurroq davom? Matematik mutaxassisliklar uni "er osti gazi intizomi" ga aylantirish uchun qanday o'rganish va undan foydalanish, haqiqatan ham muammolarni hal qilish va odamlarning kundalik hayoti bilan chambarchas bog'liq ishlash mumkinmi?

Bu tugun, Chju Peycheng Xitoyda doktorlikdan keyingi tadqiqotlarni tugatmaguncha, to'liq ochilmadi. U o‘zining kumiri janob Xua Luogen keyingi tadqiqotlar uchun Yevropa va Qo‘shma Shtatlarga ketganini va uning ilmiy izlanishlarida muhim rol o‘ynaganini esladi. Shuningdek, u Xitoyning "minglab kitoblarni o'qib, minglab kilometrlarni bosib o'tish" Chju Peychenni borishga qaror qildi, degan qadimiy so'zni o'yladi. Natijada, u 15 yilgacha xorijda o'qish va ish hayotini ochdi, birinchi to'xtash joyi Yaponiyaning Kyushu universiteti, Yaponiya fanni targ'ib qilish jamiyati chet elliklar uchun maxsus tadqiqotchi sifatida qabul qilinadi. Birinchi qadamni qo'yganida birinchi qadamni diqqat bilan eslab, Chju Peycheng hazillashdi, u juda omadli edi, ko'plab yaxshi o'qituvchilar bilan uchrashdi, masalan "Lu Xun xuddi shu janob Fujino bilan uchrashdi", ular o'zlariga juda ko'p g'amxo'rlik va ishonchni berishdi. o'zlarining har bir qadami juda mustahkam.

Shu o‘n yil davomida u Yaponiyaning xalqaro miqyosdagi Kyushu universitetida, Germaniyaning Darmshtadt texnologiya universitetida, Ispaniyadagi Bask amaliy matematika o‘rta maktabida va Basklar davlatining ona yurtida, shuningdek, Gumboldt kabi matematika institutlarida dars berib, ilmiy izlanishlar olib boradi. Berlindagi universitet, Germaniya, Bonn universiteti matematika instituti, Kioto universiteti matematika va matematika instituti, Polsha Banach matematika tadqiqotlari markazi va boshqa jahonga mashhur matematika instituti, xalqaro matematika ustalari (J. Ball kabi) bilan yuzma-yuz uchrashish imkoniyati. , PLLions va boshqalar) o'rganish, Zhu Peichengni bosqichma-bosqich egallash. Juda yuqori xalqaro istiqbolga ega bo'lib, u xalqaro miqyosda taniqli tadqiqot markazlari bilan yaqin hamkorlikni davom ettiradi va shu bilan xalqaro asosiy rivojlanish yo'nalishini aniqroq tushunadi.

Bu tajribalar, shuningdek, Chju Peychengga turli xil ilmiy tadqiqot madaniyatini shaxsan tushunishga imkon beradi, unga ko'zni ochadi va mahalliy havodan butunlay farq qiladigan toza havo bilan nafas oladi. Misol uchun, u bu yerda sizning darajangizni isbotlash uchun qog'ozlar soniga tayanishdan ko'ra, inshoning miqdoridan ko'ra sifati muhimroq ekanligini aniqladi; bu yerda erkin tadqiqot muhiti erkin fikrlash salohiyatini rag'batlantirish ehtimoli ko'proq; va bu yengillik Buyurtma bo'shashmasligi bilan bir xil emas, Germaniyada tadqiqot ishlarida tinish belgisi oxirida vergul yoki nuqta bo'lishi kerak, bo'shliqni qat'iy bajarish ortidagi matematik formulani yaxshi ko'rib chiqish kerak, bu Chju Peycheng hayratlanarli va foyda keltirishi uchun jiddiy stipendiya munosabati.

Bunday muhitda Chju Peycheng turli xil muammolar haqida erkinroq fikr yurita oladi. Masalan, fan taraqqiyoti tobora rivojlanib borayotganligi sababli, fanlar juda kichik va fanlar orasidagi chegaralar tobora xiralashib bormoqda. , Fan qayerga ketmoqda? Olimlar qanday ilmiy yutuqlarga ega bo'lishi kerak? Ilmiy nazariyaning ahamiyati nimada? Va u ham bora-bora ilm oldida hamma teng ekanini, hatto ilm sohiblari ham ba’zan xatoga yo‘l qo‘yishini anglab yetdi. Haqiqiy usta, noto'g'ri narsadan uyalish o'rniga, noto'g'ri tuzatish yoki yangi nazariyani tubdan qayta tiklashni topadi, shuning uchun ilmiy tushuncha spiraldir. Xatolarga kelsak, sharq va g'arb o'rtasidagi tafovut katta. U shuni ham tushunadiki, biz o'z fikrimizga ega bo'lib, o'z mafkuraviy tizimimizni shakllantirgandagina, biz so'zning haqiqiy ma'nosida olimlarga da'vo qila olamiz va ilmiy nazariyalar insonning o'zi bo'lib tugaydi, bu uning mavjudligining qadridir. Agar nazariya amaliy muammolarni hal qila olmasa, u holda u murakkab Bundan tashqari, foydasizdir.

Chju Peycheng matematika juda o'ziga xos fan ekanligini tushunadi. Boshqa tabiiy fanlar va ijtimoiy fanlardan farqli o'laroq, uni sinab ko'rish uchun ob'ektiv hodisa yo'q. Mantiqan to'g'ri, matematika hatto fan emas degan ma'noda to'g'ri. Lekin matematika, hatto sof matematika ham, shubhasiz, foydali, tabiiy fanlar, ijtimoiy fanlar tilidir. Tasavvur qiling: Matematikasiz Nyuton mexanikasi aniq asosga va zamonaviy fanga ega emas. Taxminan uch yuz yil o'tgach, fizika fani jadal rivojlanayotgan XX asrda Eynshteyn Nyuton mexanikasini qurdi va qisman differentsial tenglamalarga asoslangan nisbiylik nazariyasini yaratdi. Kvant mexanikasining paydo bo'lishi bizni cheksiz o'lchovli makonni rivojlantirishga olib keldi, bu esa o'z navbatida kvant mexanikasi uchun mustahkam nazariy asos yaratadi. Bundan tashqari, informatika ko'proq matematika bilan bog'liq. Materialshunoslikdagi ko'plab hodisalar evolyutsiya tenglamalari bilan tavsiflanishi mumkin va ba'zilari hatto sof matematikaning bir tarmog'i sifatida guruh nazariyasidan foydalanadilar. . Hatto ijtimoiy fanlarda ham matematika tobora ko'proq qo'llanilayapti. Asbob sifatida matematika bo'lmasa, aniq bo'lish qiyin va undan uzoqlashish qiyin. Masalan, demografik model, optsion narxlash modeli va o'yin nazariyasi differensial tenglamalar , Operatsiyalarni tadqiq qilish va boshqalar, ba'zi yutuqlar Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi.

Shu sababli, Zhu Peicheng matematika bizning sezgimizdan juda uzoqda ekanligini tushundi, lekin dunyoni yaxshi tasvirlaydi. Taxminiy mavhum dunyoning matematik aksi sifatida, ba'zi sof tafakkur yutuqlari bilan shakllangan matematika, bu bizning murakkab yerdagi dunyomizni haqiqatan ham tasvirlaydi, u bir qarashda tartibsiz ko'rinadi, ammo oqilona tan olinishi mumkin. Bir xil differensial tenglama va h.k. va hokazolar bilan bir xil ko'rinadigan ko'plab hodisalarni tasvirlash mumkin, bu matematikaning eng buyuk mo''jizasi inson aqliy tafakkurining eng katta yutug'idir. Matematika boshqa fanlar uchun juda foydali, aksincha, agar boshqa fanlar bilan chambarchas integratsiya qilinmasa, matematikaning kuchi muqarrar ravishda sezilarli darajada kamayadi va ehtimol bu matematik keraksiz asosiy manbadir; va agar matematika boshqa fanlarni tark etsa, U rivojlanish yo'nalishini yo'qotadi, sog'lom o'sish bilan qonini yo'qotadi! Ular bir-biriga ta'sir qiladi, spiral bir-birini targ'ib qiladi.

Matematikani haqiqat bilan yaxshiroq bog'lash uchun Chju Peycheng chet elda ko'plab modellashtirish usullarini o'rgangan va bu sohada mahalliy ishtirok deyarli yo'q. U matematika fanlaridan tashqari qattiq jismlar fizikasi, kristallografiya va modellashtirish uchun materialshunoslik asoslari bo‘yicha ko‘plab fanlararo bilimlarni ham egallagan. Biroq, u matematika yo'nalishini qiynayotgan yo'nalish ham asta-sekin xorijdagi tajribasida javob topdi, ilgari duch kelgan turli xil modellar haqida chuqurroq tushunchaga ega bo'ldi va Chju Peycheng o'zining ilmiy falsafasini yaratdi, bu aniq. amaliy matematika yanada mazmunli bo‘lib, u boshqa fan sohalari bilan chambarchas bog‘langandagina sezilarli natijalar berishi mumkin. Shuning uchun u o'zi uchun batafsil ilmiy tadqiqot yo'l xaritasini ishlab chiqdi: Birinchidan, katta ahamiyatga ega bo'lgan fizik hodisalarni tanlash, matematik modellarni o'rnatish; va keyin ushbu modellarni nazariy tahlil qilish va kompyuter simulyatsiyasi, so'ngra modelning ijobiy va salbiy tomonlarini aniqlash uchun eksperimental natijalar bilan taqqoslash; Nihoyat, tasdiqlangan modelga asoslanib, turli raqamli simulyatsiyalar amalga oshiriladi. Ushbu raqamli simulyatsiyalar jismoniy hodisalarni yaxshiroq tushunish va dasturni boshqarish uchun ishlatilishi mumkin. Masalan, uning fikricha, materialshunoslikda matematikani o'rganish mustahkam matematika deb nomlangan yangi fanning rivojlanishiga yordam bergan istiqbolli yo'nalishdir.

Buni anglab etgach, "Yorqin va hayoliy qishloq" qadimiy she'rida tasvirlanganidek, Chju Peycheng to'satdan qayerga borishni bilmay qolgan yo'l etagiga tushib qoldi va birdan quvnoq bo'ldi.

Xotira qotishmasi, yangi fanlararo materialshunoslik natijalari

Moddiy va insoniy oziq-ovqat va kiyim-kechak bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Hayotimizning zamonaviy hayoti har qachongidan ham ko'proq sun'iy va sun'iydir. Ushbu yangi materiallarni kashf qilish, ixtiro qilish va ulardan foydalanish zamonaviy odamlarning ishlash va turmush tarzini tubdan o'zgartirdi. Misol uchun, harbiy kema mahkamlagichlarida ishlatiladigan shakl xotirasi qotishmasi kabi aqlli materiallar millionlab ehtiyot qismlarni muvaffaqiyatli to'pladi, endi neftning to'kilmasligi muvaffaqiyatli bo'ldi; Airbus A380-da ishlatiladigan barcha turdagi yangi materiallar, bu havo giganti, super-katta samolyot, yo'lovchilarga eng katta samolyotni tashuvchi yo'lovchilar sonidan ikki baravar ko'p, ammo mashinaning og'irligi, qanotlari kengligi, yoqilg'i sarfi va boshqalar ikki baravar kam. Eng katta samolyotning asl hajmi, biz qulayroq va arzonroq sayohat qilishimiz uchun. Yangi materiallarsiz smartfonlar mumkin emas. Biz har kuni iste'mol qiladigan oziq-ovqat ham doimiy ravishda yangi navlarni yaratmoqda. Yana bir misol - super qotishma, chunki mamlakat samolyotlar (ayniqsa, fuqarolik samolyotlari) dvigatelini ishlab chiqara olmaganligi sababli, yuqori haroratli oksidlanishga chidamli yuqori haroratli qotishmalar, bizning dvigatellarimiz va yirik samolyotlarimiz faqat g'arbiy mamlakatlarni sotib olishi mumkin, shuning uchun tadqiqot va ishlab chiqish. yirik milliy loyiha sifatida yuqori haroratli qotishma. Bir so‘z bilan aytganda, mamlakat uchun iqtisodiy xavfsizlik, milliy xavfsizlik va farovon inson hayotini ta’minlashda yangi materiallar hal qiluvchi ahamiyatga ega.

Asosan faqat tabiiy materiallardan foydalangan qadimgi odamlardan farqli o'laroq, biz bugungi kunda tarixning boshqa vaqtlariga qaraganda ko'proq sun'iy materiallar ishlab chiqaramiz va foydalanamiz va bu yangi materiallarning ixtirosi zamonaviy odamlarning yashash va ishlash uslubini tubdan o'zgartirdi. Shunday qilib, materialshunoslik yangi fan sifatida 21-asrning eng zamonaviy tadqiqot sohasiga aylandi.

Bizning ehtiyojlarimizni qondirish uchun yangi materiallarni qanday loyihalash materialshunoslikda, ayniqsa yuksaluvchi material genomikasi dasturida asosiy vazifadir. Ju Peychengning aytishicha, matematikadan tashqari u mexanika, fizika va informatika kabi fanlarni ham qamrab oladi. Bu ko'plab yutuqlarga ega bo'lgan fanlararo tadqiqot va ishlanmalar platformasi. Ushbu sohada matematik modellar juda muhim rol o'ynaydi.

Zhu Peicheng uchun muhim boshlang'ich material shakl xotirasi qotishmasi hisoblanadi. Birinchi marta 1932 yilda shved aulandiyalik "xotira" effekti oltin-kadmiy qotishmalarida kuzatildi, ya'ni qotishma shakli o'zgartirilgandan so'ng, ma'lum bir kritik haroratgacha qizdirilganda sehrli tarzda asl shakliga qaytishi mumkin. , Odamlar bu maxsus funktsiyaga ega qotishmani shakl xotirasi qotishmasi deb atashgan. Xotira qotishmasining rivojlanishi hozirgi kunga qadar 80 yildan ortiq, ammo maxsus effektlarning turli sohalarida qo'llanilishi tufayli "funktsional materiallar sehri" deb nomlanuvchi butun dunyo bo'ylab e'tiborni tortdi.

Chju Peycheng doktorlik dissertatsiyasi davrida shakl xotirasi qotishmalarini o'rgangan. o'rganish, chunki uning roli juda keng va juda kuchli. Aerokosmik sohada xotira qotishmalaridan foydalanishning ko'plab muvaffaqiyatli misollari mavjud. Sun'iy yo'ldoshdagi ulkan antenna xotira qotishmasidan tayyorlanishi mumkin. Sun'iy yo'ldoshni ishga tushirishdan oldin parabolik antenna sun'iy yo'ldosh tanasiga o'raladi. Raketa sun'iy yo'ldoshni oldindan belgilangan orbitaga olib chiqqandan so'ng, u shunchaki isitishga muhtoj va katlanmış sun'iy yo'ldosh antennasi "xotira" funktsiyasi tufayli parabolik shaklni tiklash uchun tabiiy ravishda kengayadi. Xotira qotishmalari, shuningdek, sun'iy suyaklar, kalcaneal kompressorlar, har xil turdagi endolyuminal stentlar, embolizatorlar, yurak protezlari, tromb filtrlari, jarrohlik tikuvlari va boshqalar kabi klinik sohada keng qo'llanilishiga ega, Zamonaviy tibbiy yordam o'zgarmas rol o'ynaydi. ; va xotira qotishmasi kundalik hayotimiz bilan bir xil darajada dolzarbdir. Masalan, xotira qotishmasidan tayyorlangan buloq misol sifatida ishlatiladi. Buloq issiq suvga joylashtiriladi va buloqning uzunligi darhol uzaytiriladi. Buloq sovuq suvga qaytariladi va u darhol asl shaklini tiklaydi. Ushbu materialning prujinasi hammom sanitariya-tesisatining suv haroratini nazorat qiladi va issiq suv harorati juda yuqori bo'lganda, kuyishdan qochib, "xotira" funksiyasi orqali sanitariya-tesisatni tartibga soladi yoki o'chiradi. Bundan tashqari, yong'in signalizatsiya uskunalari va elektr jihozlari xavfsizlik qurilmalariga ham tayyorlanishi mumkin. Yong'in sodir bo'lganda, xotira qotishmasidan tayyorlangan kamon deformatsiyalanadi va signalning maqsadiga erishish uchun yong'in signalizatsiyasi moslamasi ishga tushiriladi. Bundan tashqari, issiq havo klapaniga xotira qotishmasidan tayyorlangan buloqni qishki havo haroratini saqlab turish va harorat juda past yoki juda yuqori bo'lganda isitish valfini avtomatik ravishda yoqish yoki o'chirish uchun joylashtirish mumkin.

Funktsional materiallarning yangi sinfi sifatida xotira qotishmalarining ko'plab yangi qo'llanilishi ko'pchilikning tasavvuridan tashqarida ham ishlab chiqilmoqda. "misol