Редакцияның ескертпесі: Бір мағынада, адам сияқты кішкентай, ұлт пен ұлт сияқты үлкен өмір немесе тіпті біздің бүкіл адамзаттың болашағы және бүкіл ғаламның болашағы көрінбейтін заңдармен басқарылады, сондықтан олар шын мәнінде математикалық есеп болып табылады. . Дұрыс жауап бергенде, табысқа жетуге болады ма; қате жауап беру әртүрлі жазаларды қабылдайды. Математика қазіргі ғылымның негізі болып табылады және күнделікті өміріміз бен өнімді іс-әрекетімізбен тығыз байланысты. Көптеген ғалымдар математикалық зерттеулермен айналысады және серпіліске қол жеткізе алмаса да, шындықты білуге ​​тырысады. Фатист-жазушы Хэ Си өзінің «Қайғылы жүрек» атты еңбегінде айтқандай: «Шамадан тыс марапаттауға болмайтын нәрсе болуы керек және олардан әдемі жапырақтар мен гүлдер өсіруді талап етпеу керек, өйткені олар тамыр болып табылады». ғылым гүлі. Дегенмен, қоғам шынайы. Зерттеу сыйақыны қажет етеді. Қарапайым теориялық зерттеулер көбінесе «пайдасыз» және тұрақты емес. Сондықтан әлі де өндірістік және өмірлік тәжірибеге негізделген зерттеулер жүргізу қажет. Шанхай университетінің ғылым мектебі және Материалдық геномдық инженерия институты профессоры Чжу Пэйчэн ұзақ уақыт бойы математика саласындағы оқыту мен зерттеулерге берілген және пәнаралық инновацияны талап етті. Бұл заң АҚШ, Германия сияқты дамыған елдерде терең әрі берік бекітілген. Бұл ғылыми зерттеулер мен инженерия және технологиялар арасындағы өзара ықпалдастық пен өзара ілгерілеуге мүмкіндік береді, осылайша халықаралық қауымдастықты ұзақ мерзімді және жан-жақты түрде басқарады. Біздің елде де ғылыми ізденіс стилін мойындап, тер төгіп жүрген осындай зерттеуші бар. Ол Шанхай ғылым және материалдар геномдық инженерия институтының профессоры Чжу Пэйчэн. Ол көптен бері өндірістік білімі күшті қолданбалы математиканы оқытуға берілген. Ал ғылыми зерттеулер, материалтану саласында жемісті нәтижелер қатарын берді.

Жу Пэйчэн, профессор, Шанхай «Мыңжылдық жоспар». Ол бірнеше елдерде қызмет атқарды және Еуропада қызмет атқарды. Инновациялық зерттеулерден кейін пішінді жад қорытпалары сияқты смарт материалдардағы құрылымдық фазалық ауысуларды сипаттайтын екі фазалы өріс үлгілері сәтті құрылды. Сұйықтық динамикасындағы сығылатын Навье-Стокс теңдеулерінің шығу мәселесі үшін бірінші болып сызықты емес толқындардың жіктелуі орындалады және толқындардың бірнеше түрлерінің асимптотикалық тұрақтылығы дәлелденді. Ұсақтықты априорлы бағалауды орнату бірнеше ондаған жылдар бойы пішінді есте сақтайтын қорытпалар және қатты тәрізді материалдар сияқты термо-тұтқыр серпімді теңдеулердің көрнекті мәселелерін шешті.

Математикаға құмар, елес

Математика дегеніміз не? Математика ертеден қалыптасқан, көптеген дағдарыстарды бастан өткерсе де, әрқашан еңсеріп, өсіп-өркендеп келе жатқан ең көне пәндердің бірі деп айтуға болады. Қазіргі уақытта тіпті математика өз мамандығынан тыс математика саласын толық түсіне алмайды және жиі таулар арасында өзара араласу сезімі бар.

Цзю Пэй-чэннің кумирі «қазіргі қытай математикасының атасы» атанған Хуа-Гэн Гэн есімді бала болатын. Хуа Луоэнг - халықаралық деңгейде танымал математикалық гуру, ол Қытай математика мектебін құрды және әлемдік деңгейдегі деңгейге жету үшін бірнеше саланы басқарды. Мұның бәрі Чжу Пэйчэннің жас санасында терең әсер қалдырды.

Хуа Луоэнге табынудың арқасында Чжу Пэйчэн математикаға қатты қызыға бастады. Қызығушылық - ең жақсы мұғалім, зерттеудің ең үлкен қозғаушы күші, ерекше дарындылығы бар, ол математиканы оқуға қол жеткізу мүмкін емес жолда болды, орта мектептен докторантураға дейін, Чжу Пэйчэн бұл саладан ешқашан кетпеді.

«Алғашында математика пәні өте киелі еді, ол кезде математиканы жақсы меңгеру керек, дүниенің төрт бұрышына барудан қорықпау керек» деген насихат емес еді. «Бірақ үйренуді үйрену және шатасу келді». Зерттеуді тереңдете отырып, Чжу Пэйчэн бірте-бірте оның үйренген математикасы бүкіл ғылыми ілгерілету, әлеуметтік ілгерілеу және экономикалық даму үшін маңызды емес болып көрінетінін анықтады, бірақ сонымен бірге, математика негізгі пән болып табылады. , басқа пәндер, тіпті лингвистика (мысалы, дауысты талдау) математикаға азды-көпті қолданылады, басқа пәндерді дамытудың таптырмас құралы ретінде, Маркс айтқандай, «кез келген пән толыққанды болған жағдайда ғана нақты ғылымға айнала алады. математикаға қолданылады, « сондықтан математика мамандығының құндылығын бағаламауға болмайды. Адамның таза ойлауымен жасалған пән объективті дүниені дәл сипаттай алады, Даму микронан макроға дейін, жаратылыстану ғылымынан инженерияға дейін әлеуметтік ғылымдарға дейін үлкен рөл атқарды, көптеген заңдар математикалық теңдеулерде жазылған. , бұл қандай сиқырлы! Бұл түсіністік, сондықтан ол бір рет тығырыққа тірелді, Ең соңында үлкен үлкен мағынасына үңілу керек пе? Математикалық мамандықтар оны «жер газы пәні» болу үшін қалай оқуға және пайдалануға болады, шын мәнінде мәселелерді шеше алады және адамдардың күнделікті өмірімен тығыз байланысты жұмыс істей алады ма?

Бұл түйін, Чжу Пэйчэн Қытайда докторлықтан кейінгі зерттеулерді аяқтағанға дейін толық ашылған жоқ. Ол өзінің кумирі Хуа Луоэн мырзаның Еуропа мен Америка Құрама Штаттарына әрі қарай оқуға кеткенін және оның ғылыми зерттеулерінде маңызды рөл атқарғанын есіне алды. Ол сондай-ақ Қытайдың «мыңдаған кітап оқып, мыңдаған шақырым жол жүру» деген ескі сөзін ойлады, ол Чжу Пэйчэнге жауап іздеп шығуға, әлемге басқа көзқараспен қарауға, бір-біріне бұрыштан қарауға бел байлады. Нәтижесінде, ол 15 жылға дейін шетелде оқу және жұмыс өмірін ашты, бірінші аялдама Жапониядағы Кюсю университеті, Жапония ғылымды насихаттау қоғамын шетелдіктер үшін арнайы зерттеуші ретінде алады. Алғашқы қадам жасаған кездегі алғашқы қадамын ұқыптылықпен еске түсіре отырып, Чжу Пэйчэн оның жолы болғанын, «Лу Синь де Фудзино мырзаны кездестірді» деген сияқты көптеген жақсы мұғалімдерді кездестіріп, олар өздеріне үлкен қамқорлық пен сенімділік берді. олардың әрбір қадамы өте берік.

Осы он жыл ішінде ол Жапониядағы халықаралық танымал Кюсю университетінде, Германиядағы Дармштадт технологиялық университетінде, Испаниядағы Баск қолданбалы математика орта мектебінде және Баск елінің отаны, сондай-ақ Гумбольдт сияқты математика институттарында сабақ беріп, зерттеу жұмыстарын жүргізді. Берлин университеті, Германия, Бонн университетінің математика институты, Киото университетінің математика және математика институты, Польшаның Банах математикалық зерттеулер орталығы және басқа да әлемге әйгілі математика институты, халықаралық математика шеберлерінің (мысалы, Дж. Болл сияқты) бетпе-бет келу мүмкіндігі. , PLLions және т.

Бұл тәжірибелер сонымен қатар Чжу Пэйчэнге әртүрлі ғылыми зерттеу мәдениетін жеке түсінуге мүмкіндік берді, оның көзін ашады және отандықтан мүлдем басқа таза ауамен демалуға мүмкіндік берді. Мысалы, ол мұнда сіздің деңгейіңізді дәлелдеу үшін қағаздың санына сүйенудің орнына, эссенің санынан гөрі сапасы маңыздырақ екенін анықтады; мұнда еркін зерттеу ортасы адамның еркін ойлау әлеуетін ынталандырады; және бұл жұмсарту Релаксацияның жоқтығымен бірдей емес, Германияда ғылыми еңбектердегі тыныс белгісі соңында үтір немесе нүкте болуы керек, кеңістікті қатаң орындаудың артындағы математикалық формуланы жақсы қарастыру керек, бұл қатаң шәкіртақы көзқарасы, сондықтан Чжу Пэйчэн таң қалдырды және пайда көрді.

Мұндай ортада Чжу Пэйчэн әртүрлі мәселелер туралы еркін ойлай алады. Мысалы, ғылыми даму барған сайын дамып келе жатқандықтан, пәндер өте аз және пәндер арасындағы шекара барған сайын көмескіленеді. , Ғылым қайда барады? Ғалымдар қандай ғылыми жетістіктерге ие болуы керек? Ғылыми теорияның құндылығы қандай? Және де ол ғылым алдында бәрінің тең екендігін, тіпті ғылым иелерінің де кейде қателесетінін бірте-бірте түсінді. Нағыз Шебер, қателіктен ұялудың орнына, қате түзетуді немесе жаңа теорияның түбегейлі қайта құруын табады, сондықтан ғылыми түсінік спираль болып табылады. Қателерге келетін болсақ, шығыс пен батыстың арасы үлкен. Ол сондай-ақ түсінеді: өз ойымыз бар және өз идеологиялық жүйемізді қалыптастырғанда ғана біз сөздің шын мағынасында ғалымдарды талап ете аламыз, ал ғылыми теориялар адамның өзі болып аяқталады, бұл оның болмысының құндылығы болып табылады. Егер теория практикалық есептерді шеше алмаса, онда ол күрделі, сонымен қатар пайдасыз.

Чжу Пэйчэн математиканың өте ерекше пән екенін түсінеді. Оның басқа жаратылыстану және қоғамдық ғылымдарға қарағанда оны сынайтын объективті құбылысы жоқ. Логикалық тұрғыдан дұрыс, математика тіпті ғылым емес деген мағынада. Бірақ математиканың, тіпті таза математиканың да пайдалы екені сөзсіз, жаратылыстану, қоғамдық ғылымдардың тілі. Елестетіп көріңізші: Математикасыз Ньютон механикасының нақты негізі де, қазіргі ғылымы да жоқ. Үш жүз жылдай өткен соң, физика ғылымы қарқынды дамып келе жатқан ХХ ғасырда Эйнштейн Ньютон механикасын құрды және ішінара дифференциалдық теңдеулерге негізделген салыстырмалылық теориясын құрды. Кванттық механиканың пайда болуы бізді шексіз өлшемді кеңістікті дамытуға әкелді, бұл өз кезегінде кванттық механика үшін берік теориялық негіз береді. Сонымен қатар, информатика математикамен көбірек байланысты. Материалтанудағы көптеген құбылыстарды эволюция теңдеулері арқылы сипаттауға болады, ал кейбіреулері тіпті топтық теорияны таза математиканың бір саласы ретінде пайдаланады. . Қоғамдық ғылымдарда да математика көбірек қолданылуда. Математика құрал ретінде болмаса, дәл болу қиын және одан алыстау қиын. Мысалы, демографиялық модель, опциондық баға моделі және ойын теориясы дифференциалдық теңдеулер , Операцияларды зерттеу және т.б., кейбір жетістіктер Нобель сыйлығын жеңіп алды.

Сондықтан Чжу Пэйчэн математиканың біздің интуициямыздан соншалықты алыс екенін, бірақ әлемді жақсы сипаттайтынын түсінді. Болжалды абстрактілі әлемнің математикалық көрінісі ретінде таза ойлаудың кейбір жетістіктері арқылы қалыптасқан математика ол біздің күрделі жердегі әлемді шынымен сипаттайды, ол бір қарағанда ретсіз болып көрінетін, бірақ ұтымды түрде танылуы мүмкін. Бір қарағанда мүлде басқа болып көрінетін көптеген құбылыстарды бірдей дифференциалдық теңдеумен және т.б. және т.б. арқылы сипаттауға болады, бұл математиканың ең үлкен таңғажайып ғажайыптары адамның парасатты ойлауының ең үлкен жетістігі. Математика басқа пәндер үшін өте пайдалы, керісінше, егер басқа пәндермен тығыз байланыста болмаса, математиканың күші сөзсіз өте азаяды, мүмкін бұл математикалық қажетсіздің негізгі көзі болып табылады; ал математика басқа пәндерден кетсе, даму бағытын жоғалтады, сау өсумен қанын жоғалтады! Олар бір-біріне әсер етеді, спираль бір-біріне ықпал етеді.

Математиканы шындықпен жақсырақ байланыстыру үшін Чжу Пэйчэн шетелде көптеген модельдеу әдістерін зерттеді және бұл салада отандық қатысу жоқ. Математика мамандықтарынан басқа, ол қатты дене физикасы, кристаллография және модельдеу үшін материалтану негіздері бойынша көптеген пәнаралық білімдерді игерді. Алайда оның математика мамандығын мазалап жүрген бағыты да шетелдегі тәжірибесінде бірте-бірте жауап тапты, бұрын кездескен модельдердің әртүрлі түрлерін тереңірек түсінді және Чжу Пэйчэн өзінің ғылыми философиясын құрды, бұл анық. қолданбалы математика анағұрлым мағыналы болып табылады және ол басқа ғылыми салалармен тығыз интеграцияланғанда ғана маңызды нәтижелер бере алады. Сондықтан ол өзі үшін егжей-тегжейлі ғылыми зерттеу жол картасын құрастырды: Біріншіден, үлкен маңызға ие физикалық құбылыстарды таңдау, математикалық модельдерді орнату; содан кейін осы модельдерге теориялық талдау жасау және компьютерлік модельдеу, содан кейін модельдің оң және теріс жақтарын анықтау үшін эксперимент нәтижелерімен салыстыру; Соңында расталған модель негізінде әртүрлі сандық модельдеу орындалады. Бұл сандық модельдеу физикалық құбылыстарды жақсы түсіну және қолданбаны басқару үшін пайдаланылуы мүмкін. Мысалы, оның пікірінше, материалтанудағы математиканы зерттеу тұтас математика деп аталатын жаңа пәннің дамуына ықпал еткен перспективалы сала болып табылады.

Осыны түсінген соң, «Жарқын және қиял-ғажайып ауыл» деген көне поэмада сипатталғандай, Чжу Пэйчэн қайда барарын білмей, кенет жолдың етегіне түсіп, кенет көңілді болды.

Жад қорытпасы, жаңа пәнаралық материалтану нәтижелері

Материал және біздің адамның тамағы мен киімі бір-бірімен тығыз байланысты. Біздің өміріміздің қазіргі өмірі бұрынғыдан да жасанды және жасанды болып келеді. Осы жаңа материалдарды табу, ойлап табу және пайдалану қазіргі адамдардың жұмысы мен өмір сүру тәсілін айтарлықтай өзгертті. Мысалы, әскери кемелердің бекіткіштерінде қолданылатын пішінді жады қорытпасы сияқты ақылды материалдар миллиондаған қосалқы бөлшектерді сәтті жинақтады, енді мұнайдың төгілуі сәтті болмайды; Airbus A380-де қолданылатын жаңа материалдардың барлық түрлері бұл әуе гиганты, супер-үлкен ұшақ, жолаушыларға ең үлкен ұшақты тасымалдайтын жолаушылар санынан екі есеге дейін көп мүмкіндік береді, бірақ машинаның салмағы, қанатының кеңдігі, отын шығыны және т.б. екі еседен әлдеқайда аз. Біз саяхаттауға ыңғайлы және арзан болуымыз үшін ең үлкен ұшақтың бастапқы көлемі. Жаңа материалдарсыз смартфондар мүмкін емес. Күнделікті жейтін тағамымыз да үнемі жаңа сорттарды жасап отырады. Тағы бір мысал ретінде суперқорытпаны келтіруге болады, өйткені елде ұшақтың (әсіресе азаматтық авиацияның) қозғалтқышы пайдаланылған, жоғары температурада тотығуға төзімді жоғары температуралы қорытпалар шығарыла алмағандықтан, біздің қозғалтқыштарымыз бен үлкен ұшақтарымыз тек батыс елдерін сатып ала алады, Сондықтан зерттеу және дамыту ірі ұлттық жоба ретінде жоғары температуралы қорытпа. Бір сөзбен айтқанда, ел үшін жаңа материалдардың экономикалық қауіпсіздігін, ұлттық қауіпсіздігін қамтамасыз ету және адам өмірін бақуатты қамтамасыз ету үшін маңызы зор.

Негізінен тек табиғи материалдарды пайдаланған ежелгі адамдардан айырмашылығы, біз қазіргі уақытта тарихтағы кез келген басқа уақытпен салыстырғанда жасанды материалдарды көбірек жасаймыз және пайдаланамыз және бұл жаңа материалдарды ойлап табу қазіргі адамдардың өмір сүру және жұмыс істеу тәсілін түбегейлі өзгертті. Сондықтан материалтану жаңа ғылым ретінде 21 ғасырдағы ең ыстық зерттеу саласына айналды.

Біздің қажеттіліктерімізді қанағаттандыру үшін жаңа материалдарды қалай құрастыру материалтанудағы, әсіресе материалды геномиканың жоғарылау бағдарламасындағы орталық міндет болып табылады. Чжу Пэйчэн математикадан басқа оның механика, физика және информатика сияқты пәндерді қамтитынын айтты. Бұл көптеген жетістіктері бар пәнаралық ғылыми-зерттеу платформасы. Бұл салада математикалық модельдер өте маңызды рөл атқарады.

Чжу Пэйчэн үшін маңызды бастапқы материал пішінді есте сақтау қорытпасы болып табылады. Алғаш рет 1932 жылы алтын-кадмий қорытпаларында швед ауландиялық «есте сақтау» әсері байқалды, яғни қорытпаның пішіні өзгергеннен кейін ол белгілі бір сыни температураға дейін қыздырғанда сиқырлы түрде бастапқы пішініне оралуы мүмкін. , Адамдар бұл ерекше функциясы бар қорытпаны пішінді есте сақтау қорытпасы деп атады. Жад қорытпасының дамуы осы уақытқа дейін, алайда, 80 жылдан астам, бірақ оның арнайы эффектілердің әртүрлі салаларында қолданылуына байланысты «функционалдық материалдардың сиқыры» деп аталатын бүкіл әлемде кеңінен танымал болды.

Чжу Пэйчэн өзінің Ph.D докторы кезінде пішінді есте сақтайтын қорытпаларды ерте зерттеді. оның рөлі тым кең және тым күшті болғандықтан зерттеу. Аэроғарыш саласында жад қорытпаларын қолданудың көптеген сәтті мысалдары бар. Спутниктегі үлкен антенна жад қорытпасынан жасалуы мүмкін. Спутникті ұшыру алдында параболалық антенна спутниктің корпусына бүктеледі. Зымыран спутникті алдын ала белгіленген орбитаға шығарғаннан кейін, оны жай ғана жылыту қажет және бүктелген спутниктік антенна «жад» функциясының арқасында параболалық пішінді қалпына келтіру үшін табиғи түрде кеңейеді. Жад қорытпаларының жасанды сүйектер, калкане компрессорлары, эндолюминальды стенттердің әртүрлі түрлері, эмболизаторлар, жүрек протездері, тромб сүзгілері, хирургиялық тігістер және т. ; және жад қорытпасы біздің күнделікті өмірімізбен бірдей өзекті. Мысалы, жады қорытпасынан жасалған серіппе мысал ретінде келтірілген. Бұлақ ыстық суға салынып, бұлақтың ұзындығы дереу ұзартылады. Бұлақ суық суға қайтарылады және ол бірден бастапқы пішінін қалпына келтіреді. Бұл материалдың серіппесі ванна бөлмесінің су құбырының су температурасын бақылайды және ыстық судың температурасы тым жоғары болған кезде күйіп қалуды болдырмай, «жад» функциясы арқылы су құбырын реттейді немесе өшіреді. Сондай-ақ, өрт дабылы жабдықтары мен электр жабдықтарының қауіпсіздік құрылғыларына жасалуы мүмкін. Өрт болған кезде жады қорытпасынан жасалған серіппе деформацияланады және дабыл мақсатына жету үшін өрт дабылы құрылғысы іске қосылады. Сондай-ақ, жылы ауа клапанына жад қорытпасынан жасалған серіппені қоюға болады, бұл консерваторияның температурасын ұстап тұру үшін және температура тым төмен немесе тым жоғары болған кезде қыздыру клапанын автоматты түрде қосу немесе өшіру.

Функционалдық материалдардың жаңа класы ретінде жады қорытпаларының көптеген жаңа қолданыстары көптеген адамдардың қиялынан да асып түседі. "мысал