Владимир Игоревич Арнольд - Теория катастроф
Название: | Теория катастроф | |
Автор: | Владимир Игоревич Арнольд | |
Жанр: | Математика, Научно-популярная и научно-познавательная литература | |
Изадано в серии: | неизвестно | |
Издательство: | неизвестно | |
Год издания: | 1990 | |
ISBN: | неизвестно | |
Отзывы: | Комментировать | |
Рейтинг: | ||
Поделись книгой с друзьями! Помощь сайту: донат на оплату сервера |
Краткое содержание книги "Теория катастроф"
Математическое описание катастроф — скачкообразных изменений, возникающих в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий, дается теориями особенностей и бифуркаций. Их применения к конкретным задачам в разных областях науки вызвали много споров. В книге рассказывается о том, что же такое теория катастроф и почему она вызывает такие споры. Изложены результаты математических теорий особенностей и бифуркаций. Новое издание дополнено обзором недавних достижений теории перестроек, библиографией и задачником. Рассчитана на научных работников, преподавателей, студентов и всех, кто интересуется современной математикой.
Читаем онлайн "Теория катастроф". [Страница - 4]
Рис. 4. Четыре сборки проектирования тора на плоскость
Прозрачный тор редко где увидишь. Рассмотрим другое прозрачное тело — бутылку (предпочтительно из-под молока). На рис. 5 видны две точки сборки. Покачивая бутылку, мы можем убедиться, что сборка устойчива. Тем самым мы получаем убедительное экспериментальное подтверждение теоремы Уитни.
Рис. 5. Экспериментальная проверка теоремы Уитни
После основополагающей работы Уитни теория особенностей бурно развивалась, и сейчас это одна из центральных областей математики, в которой перекрещиваются пути, связывающие самые абстрактные разделы математики (дифференциальную и алгебраическую геометрию и топологию, теорию групп, порожденных отражениями, коммутативную алгебру, теорию комплексных пространств и т. д.) с самыми прикладными (теория устойчивости движения динамических систем, теория бифуркаций положений равновесия, геометрическая и волновая оптика и т. д.). К. Зиман предложил называть совокупность теории особенностей и ее приложений теорией катастроф.
3. Применения теории Уитни
Поскольку гладкие отображения встречаются повсеместно, повсюду должны встречаться и их особенности. А поскольку теория Уитни дает значительную информацию об особенностях отображений общего положения, можно попытаться использовать эту информацию для изучения большого количества разнообразных явлений и процессов во всех областях естествознания. В этой простой идее и состоит вся сущность теории катастроф.В случае, когда отображение, о котором идет речь, достаточно хорошо известно, имеется в виду более или менее прямое применение математической теории особенностей к различным явлениям природы. Такое применение действительно приводит к полезным результатам, например в теории упругости и в геометрической оптике (теория особенностей каустик и волновых фронтов, о которых мы еще будем говорить дальше).
Однако в большинстве работ по теории катастроф речь идет о куда более спорной ситуации, когда не только неизвестно изучаемое отображение, но и само его существование весьма проблематично.
Приложения теории особенностей в этих ситуациях носят характер спекуляций: чтобы дать о них представление, мы воспроизводим принадлежащий английскому математику К. Зиману пример спекулятивного применения теории Уитни к исследованию деятельности творческой личности.
Будем характеризовать творческую личность (например, ученого) тремя параметрами, называемыми "техника", "увлеченность", "достижения". По-видимому, между этими параметрами должна быть зависимость. Тем самым возникает поверхность в трехмерном пространстве с координатами (Т, У, Д).
Спроектируем эту поверхность на плоскость (Т, У) вдоль оси Д. Для поверхности общего положения особенности — складки и сборки (по теореме Уитни). Утверждается, что сборка, расположенная так, как это изображено на рис. 6, удовлетворительно описывает наблюдаемые явления.
Действительно, посмотрим, как в этих предположениях будут меняться достижения ученого в зависимости от его техники и увлеченности. Если увлеченность невелика, то достижения монотонно и довольно медленно растут с техникой. Если увлеченность достаточно велика, то наступают качественно новые явления. В этом случае достижения с ростом техники могут расти скачком (такой скачок будет, например, если техника и увлеченность меняются вдоль кривой 1 на рис. 6 в точке 2). Область высоких достижений, в которую мы при этом попадаем, обозначена на рис. 6 словом "гении".
Рис. 6. Модель 'ученый' в пространстве --">
Книги схожие с «Теория катастроф» по жанру, серии, автору или названию:
Карлос Мадрид - Мир математики. т.32. Бабочка и ураган. Теория хаоса и глобальное потепление Жанр: Математика Год издания: 2014 Серия: Мир математики |
Шефтель Хенехович Михелович - Теория чисел Жанр: Математика Год издания: 1967 |
З. И. Боревич, И. Р. Шафаревич - Теория чисел Жанр: Математика Год издания: 1985 |
Владимир Игоревич Арнольд, Андре Авец - Эргодические проблемы классической механики Жанр: Математика Год издания: 1999 Серия: Библиотека «R&C Dynamics» |
Другие книги автора «Владимир Арнольд»:
Владимир Игоревич Арнольд - Истории давние и недавние Жанр: Биографии и Мемуары Год издания: 2002 |
Владимир Игоревич Арнольд, Андре Авец - Эргодические проблемы классической механики Жанр: Математика Год издания: 1999 Серия: Библиотека «R&C Dynamics» |
Владимир Игоревич Арнольд - Речь академика В.И. Арнольда на парламентских слушаниях в Государственной думе |
Владимир Игоревич Арнольд - Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук Жанр: Математика Год издания: 1989 Серия: Современная математика для студентов |