Olga Ladyzhenskaya: 3 innowacje, które są dłużne dla jej błyskotliwości

Grecki filozof Pitagoras ukuł frazę „liczby rządzą wszechświatem”, a tysiące lat później Olga Ladyzhenskaya jest świetnym przykładem tej mądrości. Pomimo, że został wpisany na czarną listę z Leningrad State University, wyzywający rosyjski matematyk udał się w oszałamiającą karierę akademicką, której wpływ można dostrzec we wszystkim, od gier wideo po prognozowanie pogody. Google obchodziło w czwartek, jakie byłyby 97. urodziny Ladyzhenskaya z Doodle na pierwszej stronie.

Ladyzhenskaya jest najbardziej znana ze swojej pracy nad dynamiką płynów, dziedziny badań, która zajęła większość czasu, począwszy od 1961 roku. W szczególności, używając zestawu dziewiętnastowiecznych równań znanych jako równania Naviera-Stokesa, opublikowana praca Ladyzhenskaya był w stanie destylować ruch lepkich płynów do garstki zmiennych. Ta praca sprawiła, że ​​ruch lepkich substancji był przewidywalny, co było przełomem, który umożliwił naukowcom, inżynierom, a nawet projektantom gier wideo modelowanie i odtwarzanie ruchu różnych rodzajów cieczy.

„Problemami najbliższymi jej sercu… zawsze były równania hydrodynamiki, w szczególności równania Naviera-Stokesa, na które wniosła głęboki i trwały wkład” - napisał niemiecki matematyk Michael Struwe, opowiadając o swoich osiągnięciach.

Ruch cieczy może nie wydawać się zbyt praktycznym odkryciem, ale przełom Ladyzhenskaya w opracowywaniu równań Naviera-Stokesa doprowadził do serii wynalazków, które nadal są brane za pewnik dzisiaj.

3. Prognozy pogody

Za każdym razem, gdy pamiętasz, żeby chwycić ten parasol w drodze przez drzwi, jesteś winien mały dług wobec Ladyzhenskiej.Znasz te segmenty pogody, które wyświetlają w wiadomościach, które przedstawiają wzory chmur za pomocą wirujących mas zielonych, żółtych i czerwonych plam, które unoszą się nad Ziemią? Wszechobecna grafika pogodowa widoczna w telewizji lub w Internecie jest zasilana za pomocą szeregu równań dynamiki płynów, z których wiele zostało rozwiniętych przez Ladyzhenską.

Informatycy i inżynierowie oprogramowania kodują te równania, aby stale wypluwać nowe liczby na podstawie danych dostarczanych im przez satelity, balony pogodowe i dane zebrane z meteorologicznych stacji naziemnych. Podczas gdy współczesna technologia, taka jak rozszerzona rzeczywistość, dała nam wszystkie nowe sposoby wizualizacji przyszłych wzorców pogodowych, to wciąż po części wynika z naszego zrozumienia dynamiki płynów, że te innowacyjne podejścia są nawet możliwe.

2. Modelowanie układu sercowo-naczyniowego

Oprócz pomocy w lepszym zrozumieniu otaczającego nas świata, równania Naviera-Stokesa pozwoliły naukowcom lepiej zrozumieć błędny płyn w każdym człowieku: krew.

Zdolność do modelowania, jak krew przepływa przez nasze tętnice, serce i wiele naszych ciał, jest niezbędna do lepszego zrozumienia chorób sercowo-naczyniowych, które były główną przyczyną zgonów w Stanach Zjednoczonych w 2017 r. Według Centers for Disease Control.

Pojawiło się wiele prac badawczych, niektóre z nich opublikowano dopiero w 2017 r., Które proponują wykorzystanie równań Naviera-Stokesa do odtworzenia przepływu krwi w ludzkim ciele. Około 16 lat po śmierci Ladyżenezji jej prace są nadal wykorzystywane jako podstawa najnowocześniejszej nauki.

1. Płyny w grach wideo

Nieżyjący matematyk miał nawet wpływ na wirtualne światy. Woda w niektórych grach wideo lub animacjach 3D może zostać odtworzona przy użyciu równań Naviera-Stokesa, z kilkoma drobnymi poprawkami.

Technika ta została po raz pierwszy opatentowana przez informatyków z University of Central Florida w 1996 r., A następnie odtworzona przez naukowców z University of Toronto. Oba badania wyjaśniły, jak rozwiązać dwuwymiarowe równania Naviera-Stokesa, a następnie ponownie zmapować ich odkrycia, aby przekształcić je w 3D. Pozwoliło to na dynamicznie wyglądające cyfrowe oceany i jeziora bez konieczności dużej mocy obliczeniowej.

„Metoda pozwala uzyskać realistyczną animację płynów w czasie rzeczywistym, rozwiązując fizyczne prawa rządzące płynami, ale unikając rozległych obliczeń dynamiki płynów 3D” - pisze zespół UCF.

Wpływ Ladyzhenskaya przeniósł się nawet poza świat fizyczny.