Динамика и темпорально-временной анализ научных открытий Алексея Николаевича Крылова

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Культура и искусство


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 008. 001 ЛЕВОЧКИНА А.В.
ДИНАМИКА И ТЕМПОРАЛЬНО-ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗ НАУЧНЫХ
ОТКРЫТИЙ АЛЕКСЕЯ НИКОЛАЕВИЧА КРЫЛОВА.
Левочкина Анастасия Викторовна- аспирантка Тамбовского государственного
университета имени Г. Р. Державина.
Аннотация. Темпорально-временной анализ научной деятельности Алексея Николаевича Крылова. А. Н. Крылову принадлежат выдающиеся работы в области строительной механики корабля. Им создана теория вибрации судов и впервые введено преподавание этой дисциплины. Мировую известность приобрёл труд Крылова «Теория качки корабля», значительно расширивший теорию Уильяма Фруда. Работа А. Н. Крылова была первым всеобъемлющим теоретическим трудом. К достижениям Крылова в области теоретической механики и её приложениям к морскому делу принадлежит работа «О равновесии шаровой мины на течении» (1909 год), которая явилась основой теории минных постановок. Ключевые слова: темпорально-временой анализ, научная деятельность, динамика научных открытий.
Алексей Николаевич Крылов русский и
сoветский кoраблестрoитель, механик и математик, академик Петербургскoй АН / РАН / АН СССР (с 1916 года- член-корреспондент с 1914 года), генерал флoта (06. 12. 1916), генерал для особых поручений при морском министре Российской империи (1911), лауреат Сталинской премии (1941), Герой Социалистического Труда (1943).
Алексей Крылов родился 3 (15) августа 1863 года в селе Висяге Симбирской губернии в семье Николая Александровича Крылова (1830−1911) и Софьи Викторовны Ляпуновой
Семья
А. Н. Крылов был женат на Елизавете Дмитриевне Драницыной. Их дочь Анна вышла замуж за П. Л. Капицу, с которым у А. Н. Крылова были самые теплые отношения. А. Н. Крылов — дед С. П. Капицы и А. П.
А 1ексея Николаевича ждала судьба военного, но большее влияние на него оказало окружение многочисленных родственников, Филатовых (по бабушке со стороны отца) и Ляпуновых (по линии матери), которые в дальнейшем стали знаменитыми русскими (и французскими — Виктор Анри (Victor Henri)) врачами, учёными, композиторами, но А. Н. Крылов был увлечен в область научной деятельности.
Анализируя биографию А. Н. Крылова мы на примере сравнительного анализа проанализируем научные открытия сделанные Крыловым и определим их темпорально-временные рамки.
Научные открытия Алексея Николаевича Крылова
Период создания: 1890 год.
Мировую известность приобрёл труд Крылова «Теория качки корабля», значительно расширивший теорию Уильяма Фруда. Работа А. Н. Крылова была первым всеобъемлющим теоретическим трудом. Он первый предложил гироскопическое демпфирование (успокоение) бортовой качки, что сегодня является наиболее распространённым способом умирения бортовой качки. «Теория качки корабля» и дальнейшие исследование в этой области занимает достаточно большой период в жизни Алексея Николаевича около 20 лет.
2. «Новый метод вычисления элементов подводной части
Период создания:
Труды Крылова по теории кораблестроения доставили ему мировую известность. & quot-Новый метод вычисления элементов подводной части корабля& quot-, в которой излагаются приёмы вычисления основных характеристик корабля — плавучести и остойчивости. Эти приёмы весьма просты и удобны при проведении расчётов и являются классическими в области кораблестроения. Особенно важно было исследовать плавучесть и остойчивость при наличии подводных пробоин.
3. «Теория об усилиях, испытываемых кораблём на волне».
Период создания: 1895 год.
Вслед за работами по теории плавучести и остойчивости Крылов занялся фундаментальными исследованиями качки корабля на волнующейся поверхности моря. Вопросами килевой
качки, когда движение корабля по курсу перпендикулярно набегающим волнам. Над теорией об усилениях испытываемых кораблем на волне Крылов работает три года до 1895 года. Крылов доложил в Английском обществе корабельных инженеров о работе & quot-Об усилиях, испытываемых кораблём на волне& quot-. Эта работа содержит одно из применений общей теории качки корабля. В ней дан оригинальный метод определения динамических изгибающих моментов и перерезывающих сил, действующих на корпус корабля. Задача, казавшаяся многим кораблестроителям неразрешимой, была решена Крыловым аналитически, притом в лёгкой и пригодной для практики форме. За этот доклад ему была присуждена
золотая медаль Общества, впервые вручённая иностранцу. Он был также избран почётным членом этого Общества.
4. «Теория о вынужденных колебаниях стержней постоянного сечения»
Период создания: 1895 год.
Разрабатывая теорию корабля с помощью математики и механики, Крылов одновременно совершенствовал методы обеих этих наук, особенно теории колебаний и приёмов приближённых вычислений. В работе о вынужденных колебаниях стержней постоянного сечения (1905) он дал оригинальное развитие метода Фурье и показал его применение ещё к ряду важных задач: теории индикатора паровой машины, измерению давления газа в канале орудия, крутильным колебаниям вала с маховиком на конце и другим. В тесной связи с этим кругом вопросов он разработал остроумный и практически удобный приём улучшения сходимости рядов.
5. «Теория вибрации судов»
Период создания: 1908 год.
А. Н. Крылову принадлежат выдающиеся работы в области строительной механики корабля. Им создана теория вибрации судов и впервые введено преподавание этой дисциплины. В 1908 г. он издал первый в мировой науке курс & quot-Вибрации судов& quot-. В этом курсе он изложил строгую математическую теорию колебания различных упругих систем, методику применения этой теории к решению различных практических задач, в том числе к расчёту вибрации корпуса корабля. Применённые Крыловым методы математического анализа в работах по вибрации корабля могут быть использованы и в других областях прикладной математики и механики. Основой этих методов является численное интегрирование дифференциальных уравнений, к которым сводятся различные задачи математической физики и кораблестроения.
Он заложил основы не только теоретических, но и экспериментальных исследований по строительной механике корабля. Им был создан прибор для регистрации напряжений, возникающих в связях корабля во время плавания. Первые записи с помощью этого прибора были произведены в 1902 г.
6. «Теории гироскопов»
Период создания: 1909 год.
Большое внимание он уделил теории гироскопов, которой начал заниматься в связи с изучением качки корабля, магнитных компасов, а затем полёта снарядов. В 1909 г. он опубликовал работу & quot-Теория и расчёт гироскопического успокоителя качки системы О. Шлика& quot-. В ней Крылов разработал общую теорию гироскопического стабилизатора для уменьшения боковой качки корабля. Крылов издал большой
труд & quot-Общая теория гироскопов и некоторых технических их применений& quot-. В этой работе он рассмотрел гироскопы с двумя и тремя степенями свободы, гироскопический маятник, гирокомпас, гироскопический стабилизатор корабля и дал описание некоторых гироскопических приборов, причём для гирокомпаса исследовал его курсовую и баллистическую девиации.
Следующим открытием Крылова была работа на тему, известную теперь, как подпространство или методы подпространства Крылова. Работа касалась проблем собственных значений, а именно, вычисления коэффициентов характеристического полинома заданной матрицы. Крылов коснулся эффективности вычислений и, как настоящий ученый-вычислитель, подсчитал вычислительные затраты как количество «отдельных операций перемножения» — явление не типичное для математической публикации. Крылов начал с тщательного сравнения существующих методов, что включает оценку худшего сценария вычислительных затрат в методе Якоби. После этого, он представил свой собственный метод, который был лучшим из известных к тому времени методов и широко используется до сих пор.
Таким образом, мы можем отметить, что область научных исследований изменилась и расширилась. Крылов активно исследует область подпространства коэффициентов характеристического полинома заданной матрицы.
Следующим большим по значимости научным открытие в деятельности Алексея Николаевича было изучение теории девиации магнитного компаса. В 1878 году Крылов поступил в Морское училище, которое окончил с отличием в 1884 году. После окончания училища работал в компасной мастерской Гидрографического управления под руководством И. П. Колонга, где провёл своё первое научное исследование по девиации магнитных компасов. Теория магнитных и гирокомпасов прошла через всю его жизнь. Продолжая свои исследования в области «теории качки корабля» Крылов расширяет область познания и начинает рассматривать «теорию девиации магнитного компаса». Расширяя область своих исследований по теории девиации компаса А. Н. Крылов предложил также новую систему дромоскопа, автоматически рассчитывающего девиацию компаса. Таким образом, изучение теории магнитного компаса охватило последние годы жизни Алексея Николаевича.
Анализируя научную деятельность Крылова, следует отметить, что помимо перечисленных выше научных открытий ученый проявляет активно свое познание в смежных сферах науки:
А. Н. Крылов был выдающимся математиком. Он внес много нового и ценного в развитие этой науки, но никогда не считал работу в области математики самоцелью. В одном из автобиографических очерков он говорил, что его специальность — кораблестроение, т. е. приложение математики к различным вопросам морского дела. В математике Крылов видел могучее средство для решения разнообразных, большей частью технических задач, имевших актуальное значение для развития нашей страны.
По своему математическому образованию и общим воззрениям на математику Крылов принадлежал к Петербургской школе П. Л. Чёбышева. Но в то время как большинство её представителей, отправляясь от конкретных задач, развивали преимущественно чисто теоретические направления, Крылов прокладывал пути, ведущие от теории к эффективному решению задач, поставленных техникой.
Известен А. Н. Крылов и как крупный специалист в области артиллерии. Он оставил многочисленные математические исследования, научные труды, имеющие большое практическое значение, а также разработку оригинального устройства для тренировки наводчиков, известного под названием & quot-прибора Крылова& quot-.
К достижениям Крылова в области теоретической механики и её приложениям к морскому делу принадлежит работа «О равновесии шаровой мины на течении» (1909 год), которая явилась основой теории минных постановок. В своём классическом труде «Лекции о приближённых вычислениях» А. Н. Крылов, говоря современным языком, «разобрался» с & quot-гением всех времён& quot- и одного народа ещё до публикации последних астрономических «достижений». Академик А. Н. Крылов сделал расчёт смещения перигелия (перигелий — точка орбиты планеты, ближайшая к этой планете -В.Б.) орбит всех планет в поле тяготения Солнца без применения общей теории относительности (см. «Лекции о приближённых вычислениях», Гостехиздат, 1954, с. 273). Хотя в 1915 году Эйнштейн считал, что это может быть сделано только на основе его теории и является убедительным подтверждением её правильности. В 1917 году Крыловым был выполнен первый расчёт траектории 12-дюймового (диаметром 305 мм) снаряда, позднее, когда (в 1923−24 годах) Крылов работал в Русско-норвежском пароходном обществе и совершал частые морские переходы по Северному морю, им были написаны «Заметки по баллистике».
Специалист в области артиллерии.
Методика расчётов, предложенная Крыловым в статье «О применении методы численного интегрирования уравнений к вычислению траектории снарядов», в работе «О вращательном движении продолговатогоснаряда во время полёта», является базой для современных вычислительных работ и пособием по изучении внешней баллистики. Выдающейся математической работой академика Крылова является и его доклад «О численном решении уравнения, которым в технических вопросах определяются частоты малых колебаний материальных систем», опубликованный в 1931 году.
Таким образом, следует отметить, что научная деятельность Крылова была очень обширной и охватывала различные сферы научного познания. За выяснение какой бы проблемы А. Н. Крылов ни брался, он давал оригинальное решение, которое всегда отличалось крайней простотой и ясностью и в то же время научной строгостью. В простоте этих решений сказывалась огромная сила таланта выдающегося русского ученого. Анализируя тот или иной вопрос и делая практические выводы, А. Н. Крылов смело восставал против догматизма в науке, вскрывал несостоятельность & quot-незыблемых"- утверждений зарубежных ученых. Анализируя научную деятельность А. Н. Крылова, следует проследить динамику научных открытий на примере схемы, определить активность научной деятельности и временной период.
Исходя из рассмотренной нами динамики научной деятельности Алексея Николаевича Крылова отмечено: научная деятельность, которой ученый посвятил шестьдесят лет своей жизни, была, достаточно продуктивной для его времени охватывала многие отрасли: кораблестроительства, артиллерии, механики, математики, теория подпространства, теории магнитных и гироскопических компасов и.т.д.
Мы видим, что периоды научных открытий разные по годам некоторые из них создавались в течение 2−3 лет, например «Теория вибрации судов», «Теории гироскопов». Были открытия, которыми ученый занимался на протяжении всей своей научной деятельности в течение 40 лет, дополняя и усовершенствовав их. Например, область кораблестроительства настолько увлекла Крылова, что большую часть своих открытий он посвятил именно этой отрасли и на основе ее делал новые открытия, за что получил мировую известность. Период больших научных открытий приходиться на молодые годы ученого это период 1890 по 1909 годы. Ученый плодотворно работает над теориями кораблестроительства и преуспевает в смежных дисциплинах математике, механике, артиллерии. Например, в области кораблестроения А. Н. Крылов больше всего занимался теорией корабля. Его можно смело назвать создателем современной теории корабля- он блестяще решил такие новые, выдвинутые жизнью проблемы, как качка корабля, его непотопляемость и другие, предложил новую методику решения почти всех задач теории корабля. Так, одна из старейших кораблестроительных дисциплин, долго находившаяся в бессистемном состоянии и имевшая немало ошибок и & quot-белых пятен& quot-, приобрела благодаря трудам А. Н. Крылова стройный и строгий вид, была прочно поставлена на подлинно научную основу и превратилась в четкую систему научных положений и выводов.
Капитальный труд А. Н. Крылова отмеченный нами выше & quot-Качка корабля& quot-, вышедший к 75-летию со дня рождения ученого, представляет собою результат 45-летних научных исследований.
До последних дней своей жизни А. Н. Крылов участвовал в работе многих научно-исследовательских институтов и различных комиссий. Он трудился не только в областях, близких ему, — математике и кораблестроении, но и во многих других отраслях науки и техники, вплотную занимался многочисленными вопросами строительства нашего флота и работы судостроительных предприятий. К Алексею Николаевичу обращались всегда, когда возникали труднейшие вопросы, которые даже опытным специалистам казались неразрешимыми. В списке огромного и многогранного научного наследства А. Н. Крылова более 300 названий научных трудов. Сюда входят многотомные исследования, монографии, учебные курсы, журнальные и газетные статьи и т. д. Две трети этих работ выполнены ученым при Советской власти, когда талант Алексея Николаевича развернулся во всей своей силе. Учащаяся молодежь всегда привлекала к себе А. Н. Крылова. Он охотно помогал советами и разъяснениями всем, обращавшимся к нему. Будучи весьма занятым, он тем не менее соглашался читать лекции слушателям разных факультетов Военно-Морской Академии. Его лекции, прочитанные на курсах комиссаров флота в 1919—1921 гг., являются непревзойденными по ясности и доходчивости изложения. Наш народ высоко оценил заслуги академика А. Н. Крылова перед Родиной. В связи с 75-летием со дня рождения он был награжден орденом Ленина и удостоен почетного звания заслуженного деятеля науки и техники. В 1943 г., накануне 80-летия Крылова, ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда. Весной 1945 г., в связи с празднованием 220-летия Академии наук, старейший академик А. Н. Крылов был награжден третьим орденом Ленина. Дожив до победного окончания Великой Отечественной войны, Алексей Николаевич Крылов с радостью видел торжество нашей великой Родины. В августе 1945 г., чтобы быть ближе к научным морским организациям и к родному кораблестроению, он переехал в Ленинград. 26 октября 1945 г. после тяжелой болезни Алексей Николаевич Крылов скончался. А. Н. Крылов похоронен на Белковом кладбище в Санкт-Петербурге, неподалеку от моги
Таким образом, динамика деятельности Крылова показывает нам, что научная деятельность продолжалась в течение 60 лет. Начало деятельности приходиться на 1890 год после окончания училища, где Крылов провёл своё первое научное исследование, которое повлияло на научное открытие в 1890 г. «Теория качки корабля». Отмечено, что периоды больших открытий приходятся на 1890 по 1900 годы, ученому на тот момент было около 35 лет, а это для ученого достаточно юный возраст тем более для времени, в котором жил Крылов. Алексей Николаевич выделялся среди крупнейших ученых всего мира тем, что обладал замечательной способностью просто подходить к сложнейшим и, казалось бы, неразрешимым задачам. В любой задаче, в любом вопросе он видел прежде всего физическую сущность, природу рассматриваемого явления, и благодаря этому безошибочно определял, куда и как направить логические рассуждения и математические выводы, чтобы быстро, с наименьшей затратой труда и в то же время с необходимой и достаточной точностью решить поставленную задачу. Академик А. Н. Крылов активно и плодотворно участвовал в восстановлении флота нашей Родины. Затем, когда развернулось строительство большого советского Военно-Морского флота, Алексей Николаевич со всей свойственной ему энергией и страстностью включился в решение всех важнейших проблем этого строительства. Он консультировал проектирование и постройку боевых кораблей,
передавал кораблестроителям свой огромный практический опыт, предупреждал их от многих ошибок в столь сложном и ответственном деле. Ученый работал над многими теоретическими проблемами кораблестроения, неустанно двигал вперед отечественную науку. До последних дней своей жизни А. Н. Крылов участвовал в работе многих научно-исследовательских институтов и различных комиссий. Отмечено, Крылов трудился не только в областях, близких ему: математике и кораблестроении, но и во многих других отраслях науки и техники, вплотную занимался многочисленными вопросами строительства нашего флота и работы судостроительных предприятий.
К Алексею Николаевичу обращались всегда, когда возникали труднейшие вопросы, которые даже опытным специалистам казались неразрешимыми. В списке огромного и многогранного научного наследства А. Н. Крылова более 300 названий научных трудов. Сюда входят многотомные исследования, монографии, учебные курсы, журнальные и газетные статьи и т. д. Две трети этих работ выполнены ученым при Советской власти, когда талант Алексея Николаевича развернулся во всей своей силе на этот период Крылов был в возрасте 70 лет, но возраст был ему не помехой, так как трудился он постоянно и был увлечен наукой. Наш народ высоко оценил заслуги академика А. Н. Крылова перед Родиной. В связи с 75-летием со дня рождения он был награжден орденом Ленина и удостоен почетного звания заслуженного деятеля науки и техники. В 1943 г., накануне 80-летия Крылова, ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда. Весной 1945 г., в связи с празднованием 220-летия Академии наук, старейший академик А. Н. Крылов был награжден третьим орденом Ленина. Дожив до победного окончания Великой Отечественной войны, Алексей Николаевич Крылов с радостью видел торжество нашей великой Родины. В августе 1945 г., чтобы быть ближе к научным морским организациям и к родному кораблестроению, он переехал в Ленинград. 26 октября 1945 г. после тяжелой болезни Алексей Николаевич Крылов скончался. А. Н. Крылов похоронен на Белковом кладбище в Санкт-Петербурге, неподалеку от могил его великих современников И. П. Павлова и Д. И. Менделеева. Научную династию продолжают внуки А. Н. Крылова не менее знаменитые ученые С. П. Капица и А. П. Капица.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой