Приглашаем к участию в проекте «300 ИнтелШкол-2012»
Неймарк, Юрий Исаакович
Материал из Letopisi.Ru — «Время вернуться домой»
Юрий Исаакович Неймарк | |
Академик РАЕН, заслуженный деятель науки РФ | |
Дата рождения: | 24 ноября 1920 |
Место рождения: | Нижнеднепровск |
Гражданство: | |
Научная сфера: | теория устойчивости, теория автоматического регулирования и управления, теория колебаний и динамических систем. |
Науч. рук.: | А. А. Андронов |
Знаменитые ученики: | З.С. Баталова, Ю.Г.Васин, В.Н. Гольдберг, С.Ю. Городецкий, Ю.И. Городецкий, Н.В. Дерендяев, Н.А. Ежевская, М.М. Коган, В.П. Савельев, Р.Г. Стронгин, М.Л. Тай, М.А. Федоткин, Т.И. Чачхиани, С.В. Шильман, Л.П. Шильников. |
Ю.И. Неймарк – выдающийся учёный с мировым именем, внесший большой вклад в развитие научной школы теории нелинейных колебаний, созданной его учителем академиком А.А. Андроновым.
Содержание |
Семья
Юрий Исаакович Неймарк родился 24 ноября 1920 г. в городе Нижнеднепровске (сейчас входит в состав г. Днепропетровска). У Исаака Густавовича и Елены Николаевны Неймарк он был единственным сыном. Отец работал главным механиком на заводе имени Карла Либкнехта, мама, имея домашнее воспитание в семье художника-реставратора Императорской академии, занималась домом.
Образование
Только научившись читать, Юрий Неймарк проявил интерес к богатой библиотеке отца, и, став постарше, начал активно заниматься самообразованием. Когда в конце 1930-х годов родители были арестованы как «враги народа», он попал в детский дом города Халтурина Кировской области, где с отличием окончил школу. В 1938 году ему, как окончившему школу с отличием, разрешили поехать в Киров для поступления на физико-математический факультет пединститута. В 1939 году по ходатайству освобожденной матери (отца расстреляли) был переведен на физико-математический факультет Горьковского университета, где учился по двум специальностям - физике и математике. Будучи студентом, увлекался последовательно линейной алгеброй и теорией матриц, проективной и дифференциальной геометриями, теорией групп по книге О.Ю. Шмидта, теорией функций комплексного переменного, изучил книгу Монтеля о нормальных семействах, книги Гурвица. Дипломную работу выполнил под руководством Ивана Романовича Брайцева. Тему для нее выбрал сам под влиянием книг Ф. Клейна. Дипломная работа содержала построение всех топологически разных алгебраических кривых четвертого порядка и доказательство того, что все они могут быть получены малыми возмущениями уникурсальных кривых. После отличного окончания университета по предложению академика А.А. Андронова поступил в аспирантуру. С 1945 года стал преподавать в университете.
Научная деятельность 1950-1980 гг.
В 1947 году Ю.И.Неймарк блестяще защитил диссертацию на тему "Устойчивость линеаризованных систем" с присвоением ему ученой степени кандидата физико-математических наук. В этой работе, содержащей фундаментальные результаты, Ю.И.Неймарк не только глубоко проанализировал и обобщил известные к тому времени научные результаты, но и разработал новые методы исследования устойчивости. Его метод D-разбиения, вошедший во все современные учебники по теории колебаний, механики и теории автоматического регулирования, широко используется специалистами во всем мире.
Ю.И. Неймарк всегда вел большую научно-учебную работу со студентами, которая кроме руководства курсовыми и дипломными работами включала регулярные научные семинарские занятия. Постоянно много сил и времени Ю.И. Неймарк уделял обучению и воспитанию нового научного поколения. У Юрия Исааковича всегда было много активно работающих аспирантов. Более 30 из них (в период до 1980 года) защитили кандидатские диссертации, часть -докторские. Сейчас общее число аспирантов и соискателей, работавших под руководством Ю.И. Неймарка и успешно защитивших кандидатские диссертации, уже дошло до 56 человек, из них 16 стали докторами наук. Его воспитанники работают во всех уголках нашей страны.
Профессор Ю.И.Неймарк – ученик академика А.А.Андронова, является активным продолжателем созданного А.А. Андроновым научного направления в теории колебаний и теории автоматического регулирования. После смерти А.А.Андронова он стал, по существу, во главе основного научного направления Горьковской школы теории нелинейных колебаний. Исследовательская программа Андронова намечала задачу изучения нелинейных и колебательных закономерностей, явлений различной физической природы. К настоящему времени ученые Нижегородской школы не только завершили начатую А.А. Андроновым разработку математического аппарата теории, но и значительно расширили область приложения ее методов исследования к различным областям науки и техники, получив чрезвычайно важные для приложений результаты. Фундаментальные результаты по разработке метода точечных отображений и его распространению на многомерные динамические системы получены Ю.И. Неймарком. Ему принадлежит ряд крупных исследований как в области математических методов теории колебаний, теории управления и аналитической механики, так и в области прикладных задач, возникающих при создании новой техники.
Широкий круг научных интересов Ю.И.Неймарка охватывает такие крупные разделы науки, как устойчивость линеаризованных систем, теория автоматического регулирования, динамика машин, теория управления и техническая кибернетика. Под научным руководством Ю.И.Неймарка были выполнены работы по исследованию важных объектов новой техники, созданию прецизионных приборов, основанных на новых физических принципах.
Основное место в научной деятельности Ю.И.Неймарка занимают, несомненно, исследования метода точечных отображений и его приложения в теории динамических систем. Фундаментальные результаты, полученные Ю.И. Неймарком в этой области, привели к тому, что точечные отображения стали формой описания динамических систем, удобной как для изучения конкретных систем и численных исследований, так и для рассмотрения теоретических вопросов. Начиная с 50-х годов, когда Ю.И.Неймарк направил свои усилия на разработку метода точечных отображений применительно к задачам теории нелинейных колебаний, успешное решение поставленных задач было изложено в ряде научных статей. Последующие результаты научных исследований Ю.И.Неймарка нашли отражение в его обзорных докладах на Всесоюзных съездах по теоретической и прикладной механике, а также на Международных симпозиумах по теории нелинейных колебаний и ее приложениям в 1963 г. и в 1971 г. Итог проделанной работы в этом направлении подведен Ю.И.Неймарком в его монографии "Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний", изд. "Наука", Москва, 1972 г.
Проделанная работа послужила фундаментом для дальнейшего расширения теоретических исследований, приведших к созданию теории динамических систем. Под динамической системой понимается любой объект или процесс, для которых возможно определить понятие состояния как некоторого мгновенного описания, изменение которого во времени им же однозначно определяется. При таком определении к динамическим системам относятся физические и химические системы, вычислительные процессы и любые процессы переработки информации, совершаемые согласно некоторым алгоритмам, стохастические марковские системы и др. Полученные здесь фундаментальные результаты изложены в монографии Ю.И.Неймарка "Динамические системы и управляемые процессы" (изд. "Наука", Москва, 1978 г.), в которой наряду с широким кругом вопросов исследования динамических систем и управляемых процессов значительное внимание уделено изучению устойчивости, в том числе и вычислительных процессов в разных его аспектах: физическом, структурном и математическом. В этой монографии нашли также отражение работы Ю.И.Неймарка и его сотрудников по исследованию конфликтных систем массового обслуживания, автоматных моделей процессов оптимизации и управления, процессов принятия решений по обучающим данным.
Эта монография не только явилась итогом построения теории динамических систем, но и породила новые исследования в различных направлениях. Под руководством Ю.И.Неймарка успешно развиваются методы решения многоэкстремальных задач функций многих переменных, изучаются системы массового обслуживания, проводятся работы в области медицинской диагностики и по прогнозированию исхода операций с помощью ЭВМ.
В работах Ю.И. Неймарка, выполненных совместно с Н.А.Фуфаевым, была разработана теория устойчивости движения неголономных систем, показано, что состояние равновесия неголономной системы, а также стационарные движения голономной и неголономной системы не могут быть изолированными, а образуют в общем случае многообразие некоторой размерности, отличной от нуля. Были указаны общие уравнения движения экипажа на балонных колесах при его малых отклонениях от прямолинейного движения и относительно движения по криволинейной траектории достаточно малой кривизны. Кроме того, обнаружено два практических случая, когда уравнения движения существенно упрощаются. Решение ряда конкретных задач показало эффективность разработанной теории.
Наряду с задачами об устойчивости технических систем с качением были рассмотрены задачи из области динамики электрических машин, проведено распространение уравнений Лагранжа-Максвелла на электро-механические системы с незамкнутыми токами и указаны пределы применимости теории электрических машин Крона.
Многие результаты, полученные Ю.И.Неймарком в области механики неголономных систем, заставили пересмотреть некоторые ставшие классическими, представления аналитической механики. Полученные результаты в этой области нашли отражение в монографии Ю.И. Неймарка и Н.А. Фуфаева "Динамика неголономных систем" (изд. "Наука", Москва, 1967), которая в 1971 году была переведена на польский язык и издана в Польше, а в 1972 году - на английском языке издана в США.
С 1962 года Ю.И. Неймарком и его сотрудниками совместно с врачами и инженерами г. Горького велись работы по использованию электронных вычислительных машин для медицинской диагностики и прогнозирования. Медицинская диагностика явилась для Юрия Исааковича пробным камнем, на котором испытывались новые результаты, полученные им в теории распознавания образов. Сама же теория распознавания образов охватывает широкую область человеческой деятельности. Здесь имеется в виду распознавание геометрических образов, звуков человеческой речи, неисправностей машин, обнаружение полезных ископаемых, распознавание почерков, автоматическое чтение текстов и, наконец, распознавание (диагностика) заболеваний.
В результате огромной теоретической и экспериментальной работе, которая была проведена в НИИ ПМК и клиниках, удалось создать новые методы обработки исходных данных и дополняющие друг друга подходы к решению вопросов отбора признаков и построения решающих правил классификации; построить алгоритмы распознавания, отбора и формирования признаков, а также указать полные системы машинных признаков некоторых, весьма нужных для врачей, медицинских кривых, в частности, кардиограмм. С помощью разработанных методов был успешно решен ряд конкретных задач медицинской диагностики, прогнозирования и выбора метода лечения. Полученные результаты в этой области опубликованы в монографии "Распознавание образов и медицинская диагностика" (изд. "Наука"), которая вышла из печати в 1972 году под редакцией Ю.И. Неймарка (совместно с З.С. Баталовой, Ю.Г. Васиным и М.Д. Брейдо).
Особое место в работе Ю.И. Неймарка занимает исследование стохастических автоколебаний и синхронизмов. Опираясь на изучение интегральных многообразий и гомоклинических структур при помощи метода точечных отображений в сочетании с идеями теории бифуркаций, Юрий Исаакович показал, что неустойчивость и гиперболичность сопутствуют хаотическим и стохастическим автоколебаниям так же, как устойчивость и сжимаемость сопутствуют периодическим автоколебаниям. При помощи вспомогательных точечных отображений ему удалось объяснить механизм возникновения стохастических движений столь же просто, как и механизм возникновния автоколебаний с помощью обычных точечных отображений.
Развитие и этапы становления теории нелинейных колебаний многомерных динамических систем описаны Ю.И.Неймарком в книге "Ведение в теорию нелинейных колебаний" (изд. "Наука", Москва, 1976 г., соавторы Н.В.Бутенин и Н.А.Фуфаев). Там указываются возможные механизмы возникновения стохастичности в динамических системах. На примерах трехмерных неавтномных систем, близких к двумерным автономным системам, описываются бифуркации, приводящие к стохастическим колебаниям. Обнаруживается возможность стохастического синхронизма, и выясняются бифуркации, которые приводят к его возникновению.
В теории управления в 1970-1980-х годах интенсивно развиваются исследования адаптивных систем автоматического управления, связанные с понятиями управляемости и наблюдаемости. В эти годы Ю.И. Неймарк создает уникальный курс по теории управления, который он читает студентам факультета ВМК. В монографии «Динамические модели теории управления», опубликованной в 1985 году (совместно с Н.Я. Коганом и В.П. Савельевым), проводится последовательное изложение теории управления с позиций теории динамических систем. В 1987 году опубликовано учебное пособие «Адаптивное управление» (совместно с М.М. Коганом).
Научный авторитет Ю.И. Неймарка необычайно высок. Он являлся членом Национального комитета СССР по автоматическому управлению, членом редколлегии трудов Польской и Чехословацкой Академии Наук по проблеме нелинейных колебаний, ответственным редактором Межвузовского сборника "Динамика систем", продолжительное время работал в составе редколлегии журнала Известия ВУЗ "Радиофизика". Ю.И.Неймарк длительное время был членом Национального комитета СССР по теоретической и прикладной механике, председатель подсекции по распознаванию образов при Академии Наук СССР, членом комиссии по адаптивным системам Совета по общей проблеме "Кибернетика" при Академии Наук СССР, членом подсекции по случайному поиску при Академии Наук СССР, членом Научного совета Академии Наук СССР по общей механике, членом Ученых советов Горьковского университета, факультета ВМК и НИИ ПМК.
Научная деятельность 1980-2000 гг.
В 80-х годах Неймарк являлся научным руководителем межвузовского научного семинара по динамике систем Волго-Вятского региона. Под его руководством регулярно проводились научные и методологические семинары на кафедре и во втором отделе НИИ ПМК. В 1980-2000 гг. Юрий Исаакович на базе второго отдела НИИ ПМК продолжает активные исследования в области динамики систем, медицинской диагностики, вместе с аспирантами занимается развитием методов многоэкстремальной оптимизации на основе предложенного им нового подхода – адаптивных стохастических моделей, вместе с сотрудниками отдела выполняет исследования ряда задач, имеющих важное прикладное значение. Вместе с тем, совместно с сотрудниками кафедры готовится монография учебного характера, обобщающая и демонстрирующая возможности единого подхода к описанию динамических систем самой разнообразной природы. Она выходит в 1985 году в центральном издательстве "Наука" (Неймарк Ю. И., Коган Н. Я., Савельев В. П. Динамические модели теории управления).
В конце 80-х годов Ю.И. Неймарк руководит новыми для него, по своему характеру, работами по разработке крупного промышленного диалогового пакета прикладных программ на ЕС ЭВМ, предназначенного для моделирования нелинейных систем автоматического регулирования блочной структуры, численного исследования их динамики и многоэкстремальной оптимизации динамических характеристик по набору критериев (пакет АРИОН - автоматизированный расчет, идентификация, оптимальная настройка). Разработка и внедрение пакета были успешно завершены в 1990 году. При создании пакета были использованы результаты по разработке новых методов многоэкстремальной оптимизации и специальные быстрые методы расчета систем, содержащих малые параметры при старших производных.
Параллельно Юрий Исаакович продолжает заниматься вопросами о механизмах возникновения хаоса в динамических системах. Обобщение результатов этих исследований можно найти в совместной монографии Неймарк Ю.И., Ланда П.С. Хаотические и стохастические колебания. М.: Наука, 1987. В 1992 году книга была переведена на английский язык.
Признанием значительных заслуг Ю.И. Неймарка перед отечественной и мировой наукой явилось то, что в 1991 году он становится академиком РАЕН.
Кроме упомянутых выше исследований Юрий Исаакович, вместе со своим тогдашним аспирантом М.М. Коганом (сейчас он уже доктор физ.-мат. наук) занимался задачами адаптивного управления, которые вывели его на вопросы определения меры робастной устойчивости динамических систем. Юрий Исаакович подошел к этой проблеме с позиций разработанного им много лет назад метода D-разбиений. Подход оказался эффективным, на его основе были разработаны методы вычисления мер робастной устойчивости для нескольких классов задач. За цикл работ, опубликованных по этой тематике, Ю.И. Неймарку была присуждена академическая премия имени Н.Винера.
В 1994 году Юрий Исаакович становится соросовским профессором и получает финансовую поддержку своей научной деятельности от фонда Сороса.
В 1990-х годах (и по настоящее время) Ю.И. Неймарк делает акцент в научной и педагогической работе на математическое моделирование. Появляются его научные статьи, посвященные построению и исследованию простых математических моделей, имеющих исключительную роль в познании мира. Модель производители-продукт-управленцы, загадка Каспийского моря, модель ГЭС, модель иммунного ответа организма на вторжение инфекции, энергетическая модель работы сердца, потоковая модель экономической динамики, игровая модель человеческого общества описывают сложные технические, биологические и социальные явления и процессы.
В это же время Ю.И. Неймарк разрабатывает и читает лекции по новому курсу «Математические модели в естествознании», публикует учебное пособие по этому курсу сначала в трех частях (1994 г., 1996 г., 1997 г.), а затем полностью (2004 г.). Пленарный доклад Ю.И. Неймарка о простых математических моделях и их роли в познании природы и общества вызвал огромный интерес участников 6-го Международного конгресса по математическому моделированию, проходившего в 2004 году в Нижегородском университете.
В 1999 году Ю.И. Неймарку присуждено звание почетного профессора ННГУ.
Среди работ Ю.И. Неймарка есть книга автобиографического и науковедческого характера – "Сухой остаток", где он рассказывает о своей научной судьбе и об истории развития нижегородской школы академика А.А. Андронова. Он выпустил эту книгу в 2000 году, приурочив ее к своему 80-ти летнему юбилею.
Профессор Неймарк и сегодня преподает в университете, работает в НИИ ПМК и активно занимается научной деятельностью.
Награды и звания
Юрий Исаакович Неймарк – доктор технических наук, профессор кафедры вычислительной математики и динамики машин (1958), преобразованной в кафедру теории управления и динамики машин (1962), ставшей основной на первом в стране факультете вычислительной математики и кибернетики (1963). Ю.И. Неймарк является основателем факультета вычислительной математики и кибернетики в Нижегородском Университете и одним из основателей и организаторов НИИ прикладной математики и кибернетики.
Неймарк – академик РАЕН (1991), заслуженный деятель науки РФ, почетный профессор Нижегородского университета, лауреат премии А.А. Андронова (1989) и премии Н. Винера по кибернетике (1994), член российского национального комитета по теоретической и прикладной механике (1965), почетный работник высшей школы РФ.
Под руководством Ю.И. Неймарка защищено 57 кандидатских диссертаций, из которых 17 перешли в докторские диссертации. Всего же тех, кого Ю.И. Неймарк считает своими последователями (преподавателей, научных работников, профессоров, доцентов, лауреатов Ленинских премий), порядка 200 человек. Многие из учеников Юрия Исааковича сейчас стали известными учеными и занимают ответственные руководящие посты.
На его счету 558 опубликованных работ, порядка 200 работ по оборонной тематике, сделанных по заказу правительства, два десятка изобретений. Вся научная деятельность профессора Ю.И. Неймарка имеет для государства исключительно практический выход. Юрий Исаакович автор десяти монографий, четыре из которых изданы на иностранных языках. Его работы явились основой при выполнении многочисленных исследований советскими и зарубежными учеными. Только непосредственных соавторов Ю.И.Неймарка более ста двадцати человек. Ю.И. Неймарк награжден орденом «Знак Почета» и медалями К.Э. Циолковского, А.С. Попова, В.М. Келдыша (последняя получена в октябре 2007 г.) за заслуги в развитии отечественной космонавтики и изобретательстве, является членом Национального комитета России по теоретической и прикладной механике, удостоен золотой медали "Гений XXI века" Американского библиографического общества; Международным библиографическим центром в кембридже включен в число двух тысяч выдающихся интеллектуалов планеты.
И.Ю. Городецкий об Ю. И. Неймарке
С первых же дней работы с Юрием Исааковичем в научном плане я увидел его колоссальную эрудицию в прикладных вопросах. Он прекрасно чувствует пульс времени, понимает потребности науки и техники, всегда откликается на это и совершенно не любит научной схоластики. В этом плане достаточно отметить его всемирно признанный метод D-разбиения, созданный им метод поиска механизмов самовозбуждения и стабилизации колебаний динамических систем, обобщение и существенное развитие метода точечных отображений и его приложения в задачах вибрационной техники.
Юрий Исаакович и Валентина Васильевна Неймарк
Все эти годы творчества Юрий Исаакович опирался на поддержку своей жены Валентины Васильевны, с которой он прожил в согласии более 60 лет.
Ю.И. Неймарк сегодня
Список научных трудов
- Устойчивость линеаризованных систем (Дискретных и распределенных). – Л.: ЛКВВИА, 1949. – 140 с.
- Динамика неголономных систем / Н.А. Фуфаев. – М.: Наука, 1967. – 519 с.
- Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний. – М.: Наука, 1972. – 471 с.
- Введение в теорию нелинейных колебаний / Н.В. Бутенин, Н.А. Фуфаев. – М.: Наука, 1976. – Второе издание (переработанное), 1987.
- Динамические системы и управляемые процессы. – М.: Наука, 1978. – 336 с.
- Динамические модели теории управления / Н. Я. Коган, В. П. Савельев. – М.: Наука, 1985. – 400 с.
- Хаотические и стохастические колебания. / П. С. Ланда. – М.: Наука, 1987. – 423 с.
- Математические модели естествознания и техники: Цикл лекций. Вып. 1. – Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 1994. – 84 с.
- Математические модели естествознания и техники: Цикл лекций. Вып. 1. – Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 1996. – 154 с.
- Математические модели естествознания и техники: Цикл лекций. Вып. 1. – Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 1997. – 183 с.
- Сухой остаток: К истории в лицах научной школы А.А. Андронова. – Н. Новгород: Нижегородский гуманитарный центр, 2000. – 143 с.
- Mathematical models in Natural Science and Engineering. – Berlin-Heidelberg: Springer Verlag, 2003. – 570 p.
- Перед заходом солнца: Стихотворения. – Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 2005. – 105 с.
- Трагдия и счастье жизни: Стихотворения. – Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 2006. – 160 с.
Источники
- Материалы для написания данной статьи предоставлены зав. отделом музея ННГУ Н.Г. Панкрашкиной.
- Юрий Исаакович Неймарк: Библиографический указатель. К 45-летию первого в России факультета вычислительной математики и кибернетики / Составители: Н.Г. Панкрашкина, Л.И. Фомина, Л.П. Корнюшина. – Н. Новгород: Издательство ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2008. – 95 с.
- Неймарк Ю.И. Сухой остаток: К истории в лицах научной школы А.А. Андронова. – Н. Новгород: Нижегородский гуманитарный центр, 2000. – 143 с.