Олга Ладиженская: 3 иновации, които дължат на нейния блясък

Гръцкият философ Питагор е измислил фразата "номера управляват вселената" и хиляди години по-късно Олга Ладиженская е блестящ пример за тази мъдрост. Въпреки че е в черния списък на Ленинградския държавен университет, руският математик продължил да се наслаждава на изумителна академична кариера, чието влияние може да се види във всичко - от видео игри до прогнозиране на времето. В четвъртък Google отбеляза това, което би било 97-ия рожден ден на Ладиженска с Doodle на първа страница.

Ладиженская е най-известна с работата си върху динамиката на флуидите - област на изследване, която отнема по-голямата част от времето си от 1961 г. По-конкретно, използвайки набор от уравнения от 19-ти век, известни като уравнения Навие-Стокс, публикуваното произведение на Ладиженская е в състояние да дестилира движението на вискозни течности до шепа променливи. Тази работа направи движението на гъя вещества предсказуемо, пробив, който продължи, за да позволи на учените, инженерите и дори дизайнерите на видеоигри да моделират и пресъздадат движението на различни видове течности.

„Най-близките проблеми на сърцето й… винаги са били уравненията на хидродинамиката, по-специално уравненията на Навие-Стоукс, на които тя е направила дълбоки и трайни приноси“, пише немски математик Майкъл Струве в разказа за постиженията си.

Движението на течности може и да не изглежда като практично откритие, но пробивите на Ладиженская в разработването на уравненията на Навие-Стоукс доведоха до серия от изобретения, които все още се приемат за даденост днес.

3. Прогноза за времето

Всеки път, когато си спомняш да вземеш този чадър на пътя си, дължиш малък дълг на Ладиженската.Знаеш ли тези метеорологични сегменти, които те показват по новините, които изобразяват облаци, използващи въртящи се маси от зелени, жълти и червени петна, които се носят над Земята? Вездесъщите графики за времето, които се виждат по телевизията или онлайн, се захранват с помощта на редица уравнения за динамиката на флуидите, много от които са изнесени от Ладиженска.

Компютърни учени и софтуерни инженери кодират тези уравнения, за да изтръгват нови номера, базирани на данни, които са им предоставени от спътници, метеорологични балони и данни, събрани от метеорологичните наземни станции. Въпреки че съвременните технологии като подобрената реалност ни дават всички нови начини за визуализиране на бъдещите метеорологични модели, все пак благодарение на отчасти на разбирането ни за динамиката на флуидите, тези иновативни подходи са дори възможни.

2. Моделиране на сърдечно-съдовата система

Освен че ни помага да разберем по-добре света около нас, уравненията на Навие-Стоукс са позволили на учените да разберат по-добре порочния флуид във всеки човек: кръв.

Възможността да моделирате как кръвта преминава през нашите артерии, сърцето и многото пукнатини на тялото ни е от съществено значение за по-доброто разбиране на сърдечносъдовите заболявания, които са водещата причина за смъртта в САЩ през 2017 г. според Центровете за контрол на заболяванията,

Има многобройни научни статии, някои от които са публикувани наскоро през 2017 г., които предлагат използването на уравнения на Навир-Стокс, за да пресъздадат притока на кръв в човешкото тяло. Около 16 години след смъртта на Ладиженска, работата й все още се използва като основа за най-модерна наука.

1. Течности във видео игри

Покойният математик дори е имал влияние върху виртуалните светове. Водата в определени видеоигри или 3D анимации може да бъде пресъздадена с помощта на уравненията на Навие-Стоукс, с някои малки промени.

Техниката е първоначално патентована от компютърни учени в Университета на Централна Флорида през 1996 г., а по-късно пресъздадена от изследователи от Университета в Торонто. И двете проучвания обясняват как да се решават двумерните уравнения на Навир-Стокс и след това да се преизчисляват техните открития, за да се преведат в 3D. Това дава възможност за динамично изглеждащи цифрови океани и езера, без да изисква много изчислителна мощ.

"Методът постига реалистична анимация на течности в реално време чрез решаване на физическите закони на флуидите, но избягвайки обширното изчисляване на 3D динамиката на течности", пише екипът на UCF.

Влиянието на Ладиженска дори е преминало през физическия свят.