Читать книгу "Кибержизнь. Контуры медицины будущего - Александр Шишонин"

Важно отметить исключительную роль теоремы Ляпунова в обосновании «бэнг-бэнг» принципа в теории оптимального управления. Этот принцип утверждает, что оптимальные управления осуществляются крайними точками множества допустимых управлений. Смысл «бэнг-бэнг» принципа состоит в том, что в условиях ограниченных ресурсов для оптимального перехода управляемой системы из одного состояния в другое за минимальное время необходимо использовать крайнее «бэнг-бэнг» управление. Иначе говоря, если у системы есть оптимальное управление, у нее есть оптимальное «бэнг-бэнг» управление. Приведенная выше информация пригодится нам в дальнейшем в главе о построении конвергентного моделирования биопроцессов.

Для людей из ближайшего окружения Алексея Андреевича он был не только выдающимся математиком и одним из основоположников кибернетики, но и обаятельным и интересным собеседником, при общении с которым ощущалось соприкосновение с редким явлением духовной культуры. Он прекрасно знал литературу, интересовался архитектурой и живописью, любил демонстрировать свою минералогическую коллекцию. В совершенстве владея французским языком и никогда не выезжая за пределы своей страны, Алексей Андреевич глубоко знал историю, искусство и культуру Франции. Истинная суть феномена Алексея Андреевича – беззаветное служение Науке и последовательное гражданственное отношение ко всем реалиям нашего времени.

В данной книге роль Ляпунова и его любимого термина «управляемые системы» являются мощнейшим стержнем, который пронизывает все тело изложения материала.

Зубов Владимир Иванович

14.04.1930 – 27.10.2000

«А я дверей не закрываю,

Замков не вешаю стальных,

Друзей с любовью принимаю,

С отрадой в сердце – остальных».

Прикладная математика процессов управления, которой всю свою яркую жизнь занимался В. И. Зубов, это та область знаний, которая необходима в термодинамической биологии для того, чтобы описывать процессы сознательного (внешнего) управления применительно к разумной биосистеме (человеку), поскольку разум для нашего тела является мощнейшей внешней управляющей силой. Этим важны математические подходы Зубова в отличие от кибернетических подходов Ляпунова, которые больше применимы для описания и моделирования именно автоматических (бессознательных) процессов управления, проходящих в теле, но не выходящих за его рамки. Но именно поступательное моделирование биопроцессов, начиная с биокибернетики и переходящее в процессы внешнего управления с помощью разума, позволяет нам полностью и безошибочно строить биоматематические модели и давать прогнозы или целенаправленно находить ответы на разных от микро– до макроуровней устройства живого вещества.

Владимир Иванович Зубов происходил из семьи купцов первой гильдии, которая была лишена прав и состояния в 1917 году, в связи с чем жизнь семьи была отягощена бедностью. В 1944 году, когда Владимиру Ивановичу было 14 лет, произошла трагедия: в результате взрыва гранаты он потерял зрение. Узнав, что лучшая школа для слепых и слабовидящих находится в Ленинграде, Владимир переехал туда учиться.

Зубов обладал удивительной способностью следить за сложнейшими математическими выкладками, произносимыми вслух, и часто замечал в них ошибки, которые пропускали люди зрячие, видевшие выкладки, написанные на доске или плакатах. Ему рано стали давать на рецензию анонимные работы, на которые он писал содержательные отзывы с припиской – «Все правильно, как у Ляпунова». Позже, лет через десять, Владимир Иванович узнал, что это были статьи сидевшего в тюрьме, впоследствии видного ученого, Богданова Юрия Станиславовича.

В.И. Зубов защитил докторскую диссертацию в тридцать лет и работал научным консультантом в ряде исследовательских институтов Министерства судостроительной промышленности.

Характерной чертой Зубова-учёного была научная дерзость: он не боялся браться за решение актуальнейших и труднейших задач, стоящих перед наукой. Первая же монография Владимира Ивановича «Методы A.M. Ляпунова и их применение», изданная в 1957 году, была переведена за границей и принесла автору всемирную научную известность (дабы не ввести в заблуждение пытливого читателя, сразу внесем уточнение – Ляпунов Александр Михайлович – это двоюродный дед Ляпунова Алексея Андреевича, о вкладе которого вы уже прочитали выше).

В дальнейшем Владимир Иванович Зубов направил все свои замечательные способности на разработку только что появившейся теории оптимальных процессов не только как учёный-теоретик, но и как учёный-организатор науки. Он основал в Ленинградском государственном университете кафедру теории управления. Кафедра является старейшей на факультете прикладной математики процессов управления. Её история начинается до организации самого факультета. Она была открыта в 1967 году на базе лаборатории теории управляющих устройств и механизмов математико-механического факультета.

В 1968 году Владимиру Ивановичу Зубову была присуждена Государственная премия СССР за цикл работ по теории автоматического регулирования. С тех пор и до 2000 года В. И. Зубов являлся бессменным заведующим кафедры теории управления. В 1969 году по постановлению Совета Министров СССР на базе кафедры теории управления был открыт первый в нашей стране факультет прикладной математики процессов управления.

Изначально в поле зрения кафедры находились три крупнейшие проблемы теории управления: задача управления техническими объектами, задача управления технологическими процессами и задача распределения сил и средств. В частности, учёными кафедры были решены задачи стабилизации и управления вращательным движением твердого тела, управления нагревом массивных тел и составления расписания работы пресса и распределения капиталовложений по отраслям.

Человек невероятной жизненной энергии, Зубов обладал редким свойством – видеть в едином многое, а во многом единое. Владимир Иванович Зубов в любой области опирался на одни и те же принципы – общую теорию управления. Структура устройства иерархичных термодинамических сфер находит бесспорное математическое подтверждение в теории управления Зубова.

Путилов Константин Анатольевич

29.04.1900 – 03.01.1966

«Важной частью учения о термодинамических свойствах тел является теория соответственных состояний или, правильнее сказать, сравнительная физика».

Поскольку термодинамику мы изучаем, как правило, в курсе физики для средней школы, то такие понятия как первый закон термодинамики и второй закон термодинамики для меня были известны. Но вот третий закон термодинамики, а особенно нулевой закон термодинамики, как более сложные физические понятия не представляли для меня особенного практического интереса. Понять смысл этих постулатов природы мне удалось уже потом, в процессе создания учения о соподчиненных сферах. Из этих двух законов наибольшую роль в осознании работы биоструктур играет нулевое начало термодинамики, которое ещё называют принципом термодинамической допустимости Путилова.