Bautin, Nikolái Nikoláyevich

Nikolái Nikoláyevich Bautin
Fecha de nacimiento 26 de diciembre de 1908( 1908-12-26 )
Lugar de nacimiento Nizhny Novgorod
Fecha de muerte 3 de abril de 1993 (84 años)( 1993-04-03 )
Un lugar de muerte Nizhny Novgorod
País  URSS → Rusia 
Esfera científica teoría de control , teoría de la estabilidad
alma mater Instituto Pedagógico de Nizhny Novgorod
Titulo academico doctor en ciencias técnicas (1957)
Título académico Profesor
consejero científico A. A. Andronov
Premios y premios Orden de la Insignia de Honor ZDNT RSFSR.jpg
Premio A. A. Andronov (1980)

Nikolai Nikolaevich Bautin ( 26 de diciembre de 1908 , Nizhny Novgorod - 3 de abril de 1993 , Nizhny Novgorod ) - mecánico , galardonado con la Orden de la Insignia de Honor , Trabajador de Honor de la Ciencia y la Tecnología de la RSFSR , laureado con el Premio A. A. Andronov (1980) ).

Biografía

Nacido el 26 de diciembre de 1908 en Nizhny Novgorod en la familia de un funcionario.

Familia e infancia

Nikolai era el tercero de cuatro hijos en la familia.

A la edad de ocho años, sufrió polio , tras lo cual se vio obligado a caminar con muletas por el resto de su vida.

En la infancia, se interesó por el ajedrez y finalmente se convirtió en un famoso atleta de ajedrez. Desde 1925, ocupó lugares destacados en los campeonatos de Nizhny Novgorod, en 1929 derrotó a A. N. Vyakhirev en un partido y se convirtió en el campeón de la ciudad [1] , y en 1931 se convirtió en el campeón del Territorio de Nizhny Novgorod, que luego incluía las regiones modernas de Nizhny Novgorod y Kirov, las repúblicas de Chuvash y Mari. Entre los derrotados por Bautin en este torneo se encuentra Kh. I. Kholodkevich , participante en el 5º Campeonato de la URSS . En el mismo año, jugó en las semifinales del 7º Campeonato de la URSS. I. A. Kan y A. D. Zamihovsky llegaron a la final de este subgrupo semifinal . G. G. Stepanov , A. S. Ebralidze , K. V. Rosenkranz también tocaron en el grupo . En 1933, Bautin volvió a ganar el torneo regional, anotando 6½ de 7 y derrotando al maestro V. V. Ragozin, que habló fuera de la competencia, en un encuentro personal [2] .

Después de graduarse del Instituto Pedagógico, cuando comenzó su carrera como profesor y científico, participó con menos frecuencia en la vida ajedrecística de la ciudad, sin dejar de ser uno de los principales ajedrecistas hasta 1945.

Estudio y carrera

En 1933 se graduó de la Facultad de Física y Matemáticas del Instituto Pedagógico de Nizhny Novgorod .

Entre los maestros, Bautin, según sus memorias, fue influenciado por dos matemáticos: el profesor de Nizhny Novgorod I. R. Braitsev y el profesor L. A. Lyusternik (más tarde un conocido científico, miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de la URSS), que trabajó en Nizhny Novgorod desde 1928 a 1931 .

De 1938 a 1941: estudios de posgrado, bajo la dirección científica de A. A. Andronov , después de lo cual un Ph.D.

De 1943 a 1952: trabajo a tiempo parcial como investigador principal en el departamento teórico del Instituto de Investigación de Física y Tecnología de Gorky (GIFTI) dirigido por A. A. Andronov, de 1952 a 1959 estuvo a cargo del departamento (reemplazando a A. A. Andronov, que murió en 1952).

En 1957, defendió su tesis doctoral sobre el tema: "Problemas no lineales en la teoría del control automático que surgen en relación con la dinámica de los controladores de velocidad del reloj" (uno de los oponentes oficiales es el académico L. S. Pontryagin).

De 1967 a 1972, volvió a ser investigador principal en el departamento, que se convirtió en parte del recién creado Instituto de Investigación de Matemáticas Aplicadas y Cibernética (NII PMK) en la Universidad de Gorky. Dejar el GIFT en 1959 desde el puesto de jefe del departamento estuvo asociado con un decreto del gobierno que prohibía los trabajos múltiples.

Murió el 3 de abril de 1993 . Fue enterrado en el cementerio Bugrovsky en Nizhny Novgorod.

Actividad científica

La actividad científica de Nikolai Nikolaevich Bautin comenzó con una reunión con A. A. Andronov, quien en ese momento era profesor en la Universidad de Gorky.

La actividad científica tuvo lugar como parte de la escuela Gorky de la teoría de las oscilaciones no lineales, que fue fundada por A. A. Andronov. Casi inmediatamente después de graduarse del Instituto Pedagógico de Nizhny Novgorod, Bautin se convirtió en alumno de Andronov y más tarde en su colaborador y uno de los principales científicos de la escuela.

Según las memorias del profesor asociado de la Universidad Estatal, y más tarde el jefe del departamento del Instituto de Investigación de PMK A. M. Gilman ( maestro de deportes de la URSS en ajedrez ), con quien Bautin fue amigo desde 1929 hasta el final de su vida:

Como dijo Bautin, la cooperación con A. A. Andronov comenzó de la siguiente manera. Alexander Alexandrovich, después de llegar a Nizhny Novgorod en 1932, organizó un seminario científico llamado "Métodos cualitativos en la teoría de ecuaciones diferenciales". En aquellos años, el seminario científico de Gorki era en cierta medida una curiosidad. En el Instituto Industrial (que luego pasó a llamarse Instituto Politécnico), donde yo entonces estudiaba, no había ningún seminario. Que yo sepa, tampoco los había en el Instituto Pedagógico. El taller era pequeño. Entre sus participantes se encontraba en ese momento un joven y fallecido matemático Gorky E. A. Ikonnikov. Fue él quien invitó a Nikolai Nikolaevich a participar en el trabajo del seminario. Nikolai Nikolayevich trabajó como profesor de matemáticas en la facultad de trabajadores, tenía una carga de trabajo muy pesada (10-12 horas de enseñanza por día) y, por supuesto, no realizó ningún trabajo científico. Sin embargo, debido a su mentalidad, no pudo evitar mostrar interés en el seminario y comenzó a asistir. Alexander Alexandrovich propuso tareas para el trabajo independiente. Nikolai Nikolaevich también asumió esa tarea. Tuvo muy poco tiempo para trabajar en ello. Trabajaba de noche y durante el día trataba de aprovechar cada minuto libre. Completando relativamente rápido la tarea, entregó su solución a Alexander Alexandrovich. Ya en el próximo seminario de lecciones, Andronov lo invitó a ingresar a la escuela de posgrado. Como dijo más tarde el propio Alexander Alexandrovich, le dio a Bautin una tarea difícil y pensó que había pocas posibilidades de que un graduado del instituto pedagógico pudiera superarlo, y si pudiera, entonces era realmente una persona fuerte. Andronov no fue demasiado perezoso para repetir todos los cálculos realizados por Nikolai Nikolaevich, y no encontró ni una sola inexactitud, ni siquiera menor.

Primera publicación: artículo conjunto con E. A. Ikonnikov "Sobre el estudio de ecuaciones algebraicas por el método geométrico".

La actividad científica de N. N. Bautin se refiere a tres áreas matemáticas:

En total, ha publicado más de sesenta artículos en las principales revistas científicas de estas áreas (muchos de los cuales han sido traducidos al inglés y al francés) y tres monografías.

Resultados de trabajos sobre la teoría de la estabilidad

Desarrolló una técnica para distinguir entre cambios "seguros" y "peligrosos" en las áreas de equilibrio dinámico de los sistemas, donde los cambios en los límites "seguros" conducen a pequeños cambios en el sistema, y ​​los cambios "peligrosos" conducen a un cambio irreversible en el estado del sistema.

El resultado de la investigación en esta área fue la redacción de la monografía "El comportamiento de los sistemas dinámicos cerca de los límites de la región de estabilidad", que se volvió a publicar en 1984. Esta monografía recoge los principales resultados de la tesis doctoral de N. N. Bautin.

Esto es lo que escribió A. A. Andronov en el prefacio de este libro:

". . . N. N. Bautin, considerando el tema de la estabilidad según Lyapunov desde el punto de vista de la teoría de las bifurcaciones (es decir, considerando como variables los parámetros incluidos en los lados derechos de las ecuaciones diferenciales en estudio y considerando la serie de sus fijos valores), ilustra de manera convincente no sólo la gran importancia teórica de la estabilidad de la teoría, debida a A. M. Lyapunov, y el interés práctico de aquellas de sus conclusiones que se relacionan con los sistemas ordinarios (aproximados), sino que también muestra el interés por las cuestiones técnicas de esos sistemas menores. -estudios conocidos de A. M. Lyapunov, que se dedican a los llamados casos especiales problema general de estabilidad del movimiento"

.

Hasta la fecha, se ha desarrollado una técnica para determinar límites peligrosos y seguros para sistemas de orden arbitrario y también, en algunos casos, para ecuaciones diferenciales parciales.

El conocido trabajo de N. N. Bautin “Sobre el número de ciclos límite que aparecen cuando los coeficientes cambian de un estado de equilibrio como un foco o centro” [3] también pertenece a esta dirección . El problema resuelto en él fue propuesto a Bautin durante sus estudios de posgrado por A. A. Andronov. Su resultado final, conocido en la literatura moderna como el teorema de Bautin, se asocia principalmente con la segunda parte del problema 16 de Hilbert .

En esta parte, la pregunta de Hilbert es la siguiente: ¿cuál es el número máximo H(n) de ciclos límite de Poincaré (curvas de fase cerradas aisladas) y cuál es su arreglo mutuo para la ecuación diferencial?

;
o el sistema correspondiente a esta ecuación
donde y son polinomios de grado n en variables reales.

La segunda parte del problema 16 aún no ha sido resuelta ni siquiera para el caso más simple n = 2 . Aunque los intentos por resolverlo no tuvieron éxito, contribuyeron al desarrollo de nuevas áreas en la teoría geométrica de las ecuaciones diferenciales en el plano, la teoría de las bifurcaciones, la teoría de las formas normales, las foliaciones analíticas y también algunas secciones de la teoría algebraica. geometría.

El resultado de Bautin, aparecido 40 años después del famoso informe de Hilbert, resuelve para el caso n = 2 la llamada versión local del problema 16, que consiste en estimar el número máximo M(n) de ciclos límite que emergen (bifurcan) de un punto singular de tipo de enfoque o centro. Por el teorema de Bautin, M(n) = 3 .

El problema de estimar el número M(n) en la literatura moderna se llama el problema de la ciclicidad. El concepto de ciclicidad, introducido por N. N. Bautin en su obra, juega uno de los papeles clave en la teoría de los campos vectoriales polinómicos en el plano y también se utiliza en relación con los ciclos de separatriz.

Como resultado de su investigación, conceptos como el ideal de Bautin (un ideal generado por Lyapunov cantidades en el anillo de polinomios en variables correspondientes a los parámetros del sistema original), el índice de Bautin (el número de polinomios que forman la base del ideal de Bautin) se han introducido y utilizado en las matemáticas modernas.

Trabajos sobre la teoría del control automático

En el campo de la teoría del control automático, Bautin comenzó a trabajar durante la Gran Guerra Patriótica en colaboración con A. A. Andronov y con los profesores de la Universidad de Gorky A. G. Mayer y G. S. Gorelik .

Realizó trabajos sobre la aplicación y el desarrollo posterior del método de mapeo de puntos, que apareció por primera vez en matemáticas en la teoría cualitativa de ecuaciones diferenciales en los trabajos de A. Poincare, y luego se desarrolló en los trabajos de L. Brouer y D. Birkhoff (teoría de Poincaré-Brauer-Birkhoff). Este método, nunca antes utilizado para resolver problemas técnicos, hizo posible hacer frente a una serie de problemas difíciles, que no eran solucionables para muchos científicos destacados, asociados con los sistemas de control automático tridimensionales no lineales. Entre ellos se encuentran los problemas de Mises y Vyshnegradsky, problemas de pilotos automáticos y auto-oscilaciones de una hélice con paso variable.

Trabajos sobre la teoría dinámica de los relojes

Por primera vez, realizó un trabajo sobre un estudio teórico de la dinámica de los sistemas auto-oscilantes con sus propias especificidades.

Usó los resultados de sus predecesores (A. A. Andronov y Yu. I. Neimark , quienes primero consideraron el modelo dinámico de relojes con dos grados de libertad), y logró construir la teoría más completa de los movimientos del reloj, lo que hizo posible responder una serie de preguntas básicas en la teoría de los controladores de velocidad de escape.

Bautin logró resolver el problema planteado por el académico L. I. Mandelstam: "¿Por qué un reloj equipado con un péndulo es menos flexible en términos de cambiar el período con un cambio en la fricción?".

Los trabajos dedicados a la dinámica de los relojes están estrechamente relacionados con la primera y la segunda dirección de su investigación científica y representan la aplicación de los métodos de la teoría cualitativa de las ecuaciones diferenciales al análisis del trabajo de las estructuras de ingeniería de la tecnología relojera. Describió e investigó fenómenos que no habían sido descubiertos durante un largo período de su existencia (por ejemplo, modos de operación previamente desapercibidos), y calculó el período y la amplitud de las autooscilaciones con una confiabilidad mucho mayor que la que permitían todos los métodos conocidos anteriormente.

El resultado de la investigación de N. N. Bautin sobre temas de "reloj" fue la monografía "Teoría dinámica de los relojes", publicada en 1986 por la editorial Nauka. En esta monografía, se proporciona una teoría detallada de auto-oscilación de relojes y dispositivos equivalentes a ellos en un sentido dinámico: controladores de velocidad de escape. Se consideran e investigan sus modelos matemáticos y las condiciones para la estabilización del período de autooscilaciones.

Como dijo el profesor asociado GSU A. G. Lyubina sobre una de las reuniones del seminario universitario:

“El director del seminario, A. A. Andronov, comienza la reunión con las palabras “Silencio, camaradas. Estás presente en el nacimiento de la teoría del reloj”. Entonces Bautin comienza su discurso. Frente a él, sobre la mesa, hay una fila de relojes mecánicos con mecanismos abiertos para verlos. Un ligero movimiento de la mano del orador, un cambio apenas perceptible de una parte, y el curso del reloj cambia drásticamente, el reloj cambia a un modo de operación diferente. Los presentes tienen la impresión de magia, y el mismo "mago" demuestra así su teoría sobre mecanismos específicos.

N. N. Bautin durante más de treinta años mantuvo contactos con NIIchasprom, el Instituto de Investigación de la Industria Relojera .

Los resultados de la investigación realizada en colaboración con B. M. Chernyagin, un destacado investigador de este instituto, se utilizan para resolver problemas que surgen en el cálculo y diseño de controladores de velocidad de reloj en la fabricación de instrumentos y la industria relojera (una técnica para el cálculo de ingeniería de se han desarrollado cronómetros). Al estudiar sus características dinámicas, se utilizó una idealización refinada de la interacción del impacto, más tarde llamada modelo Bautin-Chernyagin.

De acuerdo con este modelo, el proceso de interacción se lleva a cabo mediante dos impactos: un primer impacto no del todo elástico y un segundo impacto inelástico con movimiento posterior en una conexión cinemática. Para evaluar la idoneidad de la idealización aceptada, se realizó una filmación a alta velocidad (alrededor de 400 fotogramas por segundo) de una imagen real de la interacción de la rueda en movimiento con la piedra de equilibrio de impulso. Los resultados del experimento mostraron que el modelo adoptado corresponde al proceso dinámico real.

Actividades pedagógicas y sociales

Bautin comenzó a enseñar en 1931 cuando aún era estudiante de tercer año. Todas sus actividades docentes se llevaron a cabo en el Instituto de Ingenieros de Transporte Acuático GIIVT Gorky (ahora es VGAVT ).

Al principio, enseñó matemáticas en la facultad obrera (facultad obrera, es decir, la facultad de formación preuniversitaria). Desde 1935 ha sido asistente y desde 1943 profesor asistente en el departamento de matemáticas superiores.

Desde 1954 ha sido el jefe de este departamento, y en 1958 se le otorgó el título de profesor.

En 1981, debido a la edad, dejó el cargo de titular, quedando primero como profesor y luego como profesor consultor hasta 1990.

En 1986, en la Facultad de Ciencias Económicas del SIIVT, las conferencias fueron evaluadas mediante un sistema de retroalimentación, y entre los 15 profesores que participaron en esta encuesta, N. N. Bautin recibió la calificación más alta por parte de los estudiantes.

Literatura

Premios

Notas

  1. ↑ Orgullo de Rusia (Creatividad de P. V. Dubinin ) / Ed. V. A. Charushin . - N. Novgorod : Avtozavodets-book, 1993. - S. 11, 29 ..
  2. ↑ 64: Ajedrez y damas para las masas . - 1933. - Nº 11-12. - art. 156.
  3. ↑ N. N. Bautin, “Sobre el número de ciclos límite que aparecen cuando los coeficientes cambian desde un estado de equilibrio del tipo foco o centro”, Mat. Sb., 30(72):1 (1952), 181–196

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