Уважаемые коллеги и посетители сайта! Предлагаю ознакомиться с очень интересной разработкой российского математика Ярослава Дмитриевича Сергеева, профессора Нижегородского университета. Он создал специальную арифметику, в которой фигурируют наряду с обычными числами и различного рода бесконечности, в том числе, бесконечно малые разного порядка. Такая арифметика позволяет в рамках привычных операций анализировать различные асимптотики и пределы.
Более того, он создал специальный компьютер, который позволяет проводить такие вычисления с помощью ЭВМ. В 2010 году Ярослав Дмитриевич получил престижную международную Премию Пифагора по математике, которая вручается в городе Кротон (Италия). Мы познакомились с Ярославом Дмитриевичем на конференции в Самаре в августе 2010 года. Недавно он переслал мне ссылку на Интернет-страницу, где содержатся сведения о его разработке. Думаю, что это новшество может существенно изменить возможности математического моделирования. Одновременно выставляю небольшой материал, который он мне переслал.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
- 15916 просмотров
Дорогие друзья,
надеюсь, что эта информация будет вам небезынтересна.
Прошу вас сообщить о мероприятии вашим заинтересованным коллегам.
Всего самого доброго и спасибо!
Я.Д. Сергеев
12 февраля в 17.00
в многофункциональном зале библиотеки физического факультета
МГУ им. М.В. Ломоносова состоится
Презентация перевода на русский язык монографии Габриэле Лолли
Философия математики: наследие двадцатого столетия
принимают участие:
Габриэле Лолли – автор монографии, профессор Высшей Нормальной Школы г. Пиза, Италия
Пьетро Фрè - Научный Атташе Итальянского Посольства в Российской Федерации, профессор теоретической физики Туринского университета
Ярослав Сергеев - научный редактор перевода, д.ф.-м.н., профессор Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского и Калабрийского университета (Италия)
Монография содержит широкий обзор и критический анализ философских программ математики, предложенных на Западе в ХХ столетии. Рассмотрены не только наиболее известные программы, такие как платонизм, формализм или конструктивизм, но также номинализм, логицизм, реализм, феноменология, натурализм, семиотика, структурализм, дедуктивизм, фаллибилизм, эмпиризм и др. В каждом из рассмотренных течений обсуждаются философские принципы, постулаты, методы и инструменты, имеющие значение для математики. В частности, большое внимание уделено выявлению сущности математического доказательства, а также раскрытию влияния философии математики на саму математику и специалистов, которые ею занимаются. Отличительной особенностью книги является тот факт, что для обсуждения того или иного положения слово предоставляется не только философам, но и математикам. Такой подход является важной и интересной особенностью монографии потому, что во многих других публикациях философские аспекты обычно превалируют, а математические часто отодвигаются на второй план.
В первую очередь монография адресована математикам и философам. Однако и широкий круг специалистов, использующих математику в своей деятельности, аспиранты и студенты математических, философских и естественно-научных факультетов, и все те, кто интересуется основаниями и философией математики, логикой и методологией современной науки найдут эту книгу интересной и полезной.
Автор книги - профессор Габриэле Лолли (1942 г.р.) - является выдающимся итальянским ученым, видным представителем математической школы этой страны, опубликовавшим более 10 книг по математической логике, основаниям и философии математики. Среди его монографий следует отметить: Аксиоматическая теория множеств (1977); Лекции по математической логике (1978); Введение в формальную логику (1991); Неполнота (1992); Философия математики: наследие двадцатого столетия (2002); От Евклида до Геделя (2004); QED: Феноменология доказательства (2005); Тридцатилетняя война (1900-1930): От Гильберта до Гёделя (2011).
Профессор Лолли начал свою карьеру в Туринском и Йельском университетах под руководством Франческо Трикоми и Абрахама Робинсона. В настоящее время работает в Высшей Нормальной Школе города Пиза (итал. Scuola Normale Superiore) — итальянском государственном центре высшего образования и научных исследований, где он читает курсы «Философия математики» и «Математическая логика». Школа была создана в 1810 г. по декрету Наполеона Бонапарта и является самым престижным учебным заведением Италии.
Ярослав Дмитриевич Сергеев прислал письмо по электронной почте:
Российский математик Ярослав Сергеев, профессор Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, профессор Калабрийского университета /Италия/, разработал и запатентовал методику, впервые позволившую компьютерам проводить операции с бесконечно большими или малыми числами, и создал прототип подобного компьютера.
- В последнее время в различных областях науки много новых прорывов. Ожидаете ли вы в ближайшее время каких-либо сенсаций в математике?
Математика - это область знаний, в которой прорывы широкой публике не всегда видны. Можно вспомнить широко озвученные прессой доказательства великой теоремы Ферма Эндрю Уайльсом и работы Перельмана, которые потрясли общественность /во многом благодаря эксцентричному поведению последнего/. Однако и на далеких от широкой публики направлениях идет серьезная работа.
Если говорить о том, каких новых прорывов стоит ждать, то направление, которое близко для меня - это разработка новых типов вычислительных устройств и появление квантового компьютера, идея которого была впервые предложена нобелевским лауреатом Ричардом Фейнманом еще в 1982 г. Если он будет построен, то позволит решать задачи пока нам недоступные. Типичный пример - задача коммивояжера. Когда есть большое количество городов и нужно найти путь коммивояжера, который, выйдя из начального города, должен будет в него вернуться, пройдя через все города только один раз, и при этом самым коротким путем. Сейчас эти задачи решать точно не возможно. Их решают только приближенно, хотя уже делают это с огромным количеством городов. Найти точного решения мы пока не можем, потому что с экспоненциальным ростом сложности пока не справляемся.
Кроме того, доказано, что на квантовом компьютере будут решаться задачи шифрования, которые в настоящий момент не решаются. Есть в этой связи конечно и угрозы - придется переделывать всю систему шифрования и криптографии.
- Известность за пределами научных кругов Вы приобрели как изобретатель математических методов, позволяющих работать с бесконечно большими и бесконечно малыми числами, и созданного на их основе "компьютера бесконечности". Имеют ли Ваши изобретения практическое применение или они пока относятся к области фундаментальной науки?
Предложенный мною подход и математические методы существенно расширяют наши вычислительные возможности. Есть такое высказывание британского математика Альфреда Норта Уайтхеда: "Человечество идет вперед, расширяя число важных операций, которые мы можем делать, не думая о них". Благодаря "компьютеру бесконечности" человечество может работать с разными бесконечно большими и бесконечно малыми числами, не думая о них как о некоторой специальной сложной ситуации, а как с обычными конечными величинами.
Новый язык можно использовать как для моделирования объектов, так и создания численных методов нового типа, которые позволяют считать то, что раньше не считалось. Я подчеркиваю, что речь идет не о символьных вычислениях, а о работе с числами. Раньше в нашем языке не было возможности работать с разными бесконечно большими и бесконечно малыми величинами. Сейчас это стало возможно. Мы можем перейти от качественного обозначения бесконечности к количественному.
Для меня является важным найти применение этому аппарату в научных вычислениях, которые, в свою очередь, позволят людям, работающим в конкретных областях, использовать их на практике. Уже сейчас новая методика вычислений используется учеными в России, Италии, Франции, США и других странах. Мы можем решать задачи линейного программирования, глобальной и локальной оптимизации - совершенно новыми способами. Мы также можем применять математику, использующую бесконечно малые величины, для решения дифференциальных уравнений. Благодаря новому, более богатому понятию числа, мы можем предложить методы, которых раньше не было.
Есть очень интересные результаты в теории протекания - перколяции - теории, описывающей возникновение бесконечных кластеров, состоящих из отдельных элементов. Изначально эта теория выросла из попыток описать процесс того, как вода проходит через кофе-машину. Потом начала применяться в полупроводниках . Эти методы можно использовать и при описании процессов прохождения воды через почву - уже есть статьи на эту тему.
- Будет ли Ваш "компьютер бесконечности" производится промышленно?
Будет, но нужно время. Я создал методику и работающий программный прототип, а это, по сути, обычный компьютер, который программным способом эмулирует "компьютер бесконечности". Но на самом деле сделать его "в железе" очень просто - это одно из его больших достоинств с точки зрения практической реализации. Здесь можно провести параллель с числами с плавающей запятой. Раньше компьютеры для работы с такими числами тоже использовали эмуляцию, потом появился специальный сопроцессор, а сейчас это решение уже встроено в "ядре" любого процессора. С компьютером бесконечности можно выбрать любое из этих решений, либо все сразу, поскольку разным пользователям могут бы интересны разные варианты реализации.
Интерес в промышленности к "компьютеру бесконечности" уже появился и будет только расти. Он может применяться везде, где используются вычисления высокой точности. Сейчас это практически все высокотехнологичные отрасли промышленности. Он позволит не только уточнить старые математические модели, но и создать новые, которые мы сейчас еще даже не представляем. Для того, чтобы это произошло, нужно, чтобы люди из каждой конкретной отрасли научились использовать эту математику и этот новый вычислительный прибор. Если вы не знаете, как это работает, вы не можете применять это на практике. Проведем аналогию: проблема заключается не только в том, чтобы сделать логарифмические линейки, но и в том, чтобы научить людей на них считать. Она и является ключевой.
В последние годы мы с коллегами активно занимаемся поиском приложений для моей теории: мы уже говорили о перколяции, оптимизации, дифференциальных уравнениях; можно вспомнить также о решении систем линейных уравнений, математическом анализе, гиперболической геометрии, клеточных автоматах и т.д. Мы ищем области чистой и прикладной математики, где новая методология вычислений полезна и где она может дать серьезный эффект. С другой стороны я занимаюсь уточнением оснований новой математики и много выступаю с лекциями по всему миру. Это очень полезно, потому что люди задают вопросы, и ты понимаешь, что им не понятно, стараешься улучшить презентацию методологии, ответить им более доступно. Приходится делать одновременно много вещей в разных направлениях.
- Мы можем ожидать, что "компьютер бесконечности" будет производится кем-нибудь из глобальных игроков IT-рынка?
Что касается реализации проекта "компьютера бесконечности", то интерес к этому есть, в том числе и со стороны глобальных корпораций. Мне регулярно делают различные предложения, я постоянно веду переговоры, но мы пока не договариваемся. Здесь есть несколько моментов: все понимают, что потенциальный рынок очень большой. Но пока все предложения заключаются в том, чтобы выкупить патент "на будущее" либо, чтобы купить его для какого-то узкого применения. Я же все-таки хочу воплотить компьютер бесконечности "в железе". Однако, хорошо известно, что ведущие корпорации обладают определенной инертностью - они уже вложили миллиарды долларов в собственные научные разработки, а для топ-менеджеров, отвечающих за эту работу, отказаться от какого-то приоритетного проекта, куда "вбухали" громадные средства, ради идеи "со стороны" - все равно что расписаться в собственной некомпетентности. Поэтому им проще не доводить новые идеи извне до руководства своих компаний. Эта ситуация хорошо известна и описана во всех учебниках по трансферу технологий, когда личные интересы конкретного менеджера играют против интересов компании. Так что необходимо просто работать и продолжать показывать преимущества новой вычислительной технологии как можно более широкому числу людей.
- Сейчас огромную роль в развитии промышленности играют суперкомпьютеры. Могут ли предложенные Вами методы использоваться в этой сфере?
Компьютер бесконечности можно считать одним из видов суперкомпьютеров, если посмотреть на него с той точки зрения, что он может делать вещи, которые не может делать обычный компьютер, то есть вычислять с очень высокой точностью, благодаря использованию бесконечно малых величин. Потому что мы можем вычислять на нашем компьютере с бесконечно большой точностью. Если у вас летит ракета, и вы можете отслеживать ее с бесконечно большой точностью, то она попадет в квадрат размером, условно говоря, не сто на сто, а один на один.
Сейчас конкуренция в сфере разработки суперкомпьютеров, по сути, представляет из себя гонку увеличения числа процессоров для ускорения параллельных вычислений. Но нельзя все время развиваться экстенсивно. Уже сейчас выделяемое элементной базой суперкомпьютеров тепло часто не позволяет двигаться дальше, минитюаризация почти достигла своего предела. С другой стороны, совершенно естественный ход истории - когда одна технология доходит до своего предела, то неожиданно находится выход в совершенно другом направлении. Это может быть одним из решений для суперкомпьютеров - не просто ускоряться, а еще и уточняться.
Раньше мы все время учили, что бесконечность минус бесконечность - это неопределенная форма. Соответственно, все автоматические вычисления, когда доходят до неопределенных форм, останавливаются. В предложенной мною математике нет неопределенных форм /в этом она близка известному так называемому нестандартному анализу/. Вы можете вычислять дальше. Та стена, о которую мы раньше стукались, исчезла. Можно идти дальше - и что там будет, совершенно непонятно. В этой связи можно привести пример римлян, у которых не было ни нуля, ни отрицательных чисел, поэтому они не могли написать ни одной теоремы ни про ноль, ни про отрицательные числа. На такой математике нельзя было построить компьютер, так как для этого нужна позиционная система записи – бинарная или троичная. Сейчас у нас есть новая математика, которая открывает перед нами совершенно новые горизонты.
- А возможно ли создать Ваш уникальный компьютер в России или для этого отсутствуют соответствующие технологии?
В России это можно сделать также как и в любой другой стране. И никаких проблем в элементной базе или отсутствии технологий здесь нет. Кроме того, для страны это возможность получения серьезного стратегического преимущества: делать компьютеры, которые никто другой делать не может и которые, к тому же, имеют полную патентную защиту в ряде ведущих государств мира. Но нужно серьезное финансирование. Ведь дело не только в том, чтобы создать принципиально новый компьютер, нужны серьезные инвестиции в его, как любят говорить на Западе, "евангелизацию". Моя методология уже хорошо известна в кругах специалистов-теоретиков. Но теперь надо рассказывать более широким научным кругам о возможностях этого подхода и дать им попробовать его использовать. Мне бы очень хотелось, чтобы мое изобретение было реализовано и использовалось и в России тоже.
Артем Чуркин
(ИТАР-ТАСС, Шанхай)
http://www.itar-tass.com/c49/565681.html
Ярослав Сергеев прислал ссылку на лекцию http://www.tvkultura.ru/theme.html?id=34202%26cid=11846 Интереснейшая лекция на русском языке о новой математике, которая рождается на наших глазах. Ученому очень важно мнение о своей работе. Пожалуйста, напишите свои впечатления или вопросы.
Dear friends,
Hoping that the lecture will be of your interest I am sending you the link of my lecture "Numeral systems and their accuracy".
http://www.tvkultura.ru/theme.html?id=34202%26cid=11846
Best regards!
Yaroslav D. Sergeyev, Ph.D., D.Sc.
Дополнительная информация из нового письма:
Ярослав Дмитриевич Сергеев, 14 сентября 2011 года.
Лаборатория космических исследований продолжает поддерживать и следить за разработкой новой математической теории. Хотелось бы узнать мнения участников сайта.
Новое сообщение из Италии:
Передача идёт сейчас...
Дорогой Sol, спасибо!!! Чуть не пропустила передачу, которую очень хотела посмотреть. Лекция блестящая!
Да не за что... Всегда пожалуйста! :)
Кстати, кто не успел посмотреть - сегодня будет повтор передачи поздно ночью (с 1.55).
Лекция Я.Д. Сергеева стОит того, чтобы ее посмотрели как можно больше студентов и школьников. Редкое сочетание выдающегося математика и прекрасного лектора. Единственное, чего не хватает, - достойного восприятия со стороны слушателей. Вопросы, чувствуется, подготовлены заранее. Ребят больше волновало, что их покажут по телевидению.
Если бы такая лекция была прочитана для "Соляриса" или даже обычных школьников, был бы искренний интерес и множество вопросов.
P.S. 1.55, 2 часа ночи - не очень подходящее время для просмотров, к сожалению.
Извините, пожалуйста, сейчас исправлю. Материалы были присланы в прикрепленном файле.
Письмо из Италии.
Ярослав Дмитриевич прислал свою работу на русском языке. На сайте Лаборатории космических исследований представлено зарождение совершенно новой математики.
Baikal_Sergeyev.pdf
Я почему-то не могу скачать работу по представленной ссылке Baikal_Sergeyev.pdf. Меня выбрасывает на авторизацию на mail.ru.
Эта видео - лекция Ярослава Сергеева может служить примером, как представлять сложную информацию аудитории: логично, доступно для понимания, изящно, интересные примеры, заставляющие задуматься, наглядная презентация.
И это совершенно новая математика. Запомнился приведенный исторический факт: ведь было время, когда вообще не применяли отрицательных чисел! Насколько изменилась цивилизация, когда отрицательные числа вошли в науку и даже обыденную жизнь. Сейчас, казалось бы, все числовое пространство заполнилось: целые, дробные, отрицательные, ирациональные, комплексные числа. Но, есть еще грань, за которой открывается огромное числовое пространство неизведанного...
Такое впечатление, что перед нами представляют передний край науки:
http://mgpu.info/novosti/video-doklada-chislennye-vychisleniya-s-beskonechno-bolshimi-i-beskonechno-malymi-velichinami-opisanie-podxoda-prilozheniya-i-demonstraciya-raboty-kompyutera/
Отвлекитесь от будничных дел. Не пожалейте 1 час своего времени.
Посмотрите "Компьютер бесконечности" 25 апреля в 17 часов, сегодня!
(ссылка на трансляцию)
28 мая 2011 года.
Идея очень полезная, потому что как я понимаю, реализуется тип чисел, сохраняющий требуемую точность при вычислениях. Что-то похожее на более продвинутый float с несколькими дробными мантиссами, которого иногда не хватает. Но я поспрашивал у студентов, и математики очень ругаются на такое обращение с бесконечностями, потому что это портит матанализ. И мне сомнительно, что гроссоны будут использоваться, где либо кроме вычислительной математики.
А статья в журнале написано просто ужасно, три страницы бесполезной софистики. Нужно читать статьи на http://www.grossone.com/, чтобы понять о чём идет речь.
Меня порадовал скриншот, он дает примерное понимание о чем идёт речь, 1 в кружочке это и есть гроссон (некий аналог бесконечности).
Единичка в кружочке
поименована автором как gross-one (гросс-ван). Это первая бесконечность, но можно ввести и gross-two
(гросс-ту) и т.д. Каждая из них должна наполняться смыслом самим исследователем.
Создатель Компьютера бесконечности, Ярослав Дмитриевич Сергеев, посмотрел материал на сайте и прислал письмо:
Спасибо большое за теплые слова и ваш интерес.
К сожалению, у меня нет текстов на русском языке. Однако, на русском языке об этой проблематике уже пишут философы :-) :
http://www.unn.ru/pages/e-library/vestnik_soc/99990201_West_soc_2009_3%2815%29/13.pdf
Посылаю также две методологические статьи на английском, с которых рекомендую начать чтение:
Еще ряд работ (в том числе и прикладных) можно найти здесь: http://www.theinfinitycomputer.com
Этот сайт периодически обновляется.
Буду рад сотрудничеству. Пишите!
С уважением,
Я.Д.
Уважаемый alexey konopkin, на сайте появился интересный материал о новой науке.
Есть и точка зрения философов на это:
Интересно узнать Ваше мнение.
И математику, и философию математики знаю плохо, и не занимался этими вопросами, лишь частично приходилось сталкиваться с вопросом бесконечности. Поэтому здесь могу, скорее, задать вопросы, чем высказать свое мнение.
Статью "собрата" о философских аспектах прочел, и она оставила несколько вопросов. Например, он пишет, что бесконечность + бесконечность= бесконечность и тут же, что "эта классическая точка зрения на бесконечность во многом определена идеями Георга Кантора, который показал, что существуют бесконечные множества, имеющие разное количество элементов". Но если в двух бесконечных множествах разное количество элементов, то почему их сумма равна бесконечности?
Так же, пишется что в "классической" математике бесконечность+1= бесконечность, но, мне кажется, парадокс "отеля Гильберта" можно истолковать и так, что сумма будет бесконечность+1 - раз всегда можно освободить первую комнату.
Насчет аксиом - кое-какие соображения: первое свойство (любое конечное натуральное число n меньше чем гросс-единица) выглядит недоказуемым - ведь известная нам бесконечность это и есть последовательность натуральных чисел, но неопределенно большая.
Второе свойство, связанное с 1 и 0, это другая интерпретация парадокса Гильберта (об этом было выше) - трактовать можно и так, и так, главное оценить следствия для математических проблем, а это я не могу сделать.
Четвертый принцип ( у автора статьи 3-й, но у него почему то два третьих принципа), касающийся ограниченности возможностей познания, особенно порадовал - это фактически манифест платоновского идеализма, про который так трудно обьяснить студентам! Теперь есть хороший пример из математики. По сути, думаю он недоказуем, т.к. физически счетность тех же зерен в элеваторе упирается в несовершенство техники, а не принципиальную несчетность. Ведь если нанотехнологии позволят, например, создавать маркеры, сами отмечающие только одно зерно, то тогда хоть всё зерно мира будет счетно.
В целом, математические плюсы и минусы этой теории я мало понимаю, но, исходя из изложенного, думаю, что эта теория, даже если она плодотворна, далеко не окончательная.
Спасибо за интерес, проявленный к моей статье. Обязательно постараюсь ответить на вопросы, только позднее, так как сейчас занят срочной и трудоемкой работой по переводу книги итальянского философа математики Габриэле Лолли "Философия математики".
Письмо из Италии:
25 апреля 2011 года «Компьютер бесконечности» будет представлен в Москве
Опубликовано 20 апреля 2011 года
Ярослав Сергеев – пока единственный российский ученый, работы которого были отмечены международной премией Пифагора (Premio Internazionale Pitagora per la matematica) за выдающиеся научные достижения.
С помощью разработанного Ярославом Сергеевым «компьютера бесконечности» стало возможным построение новых математических моделей, проведение более точных вычислений во всех областях современной науки.
Проблемы, связанные с бесконечностью, давно интересуют математиков всего мира. Российский ученый предложил новый математический язык, который позволил работать с бесконечно большими и бесконечно малыми величинами. С его помощью стало возможным решать такие задачи и уравнения, которые ранее не поддавались решению.
Новый подход российского ученого заставил мировое образовательное сообщество пересмотреть методы преподавания математического анализа.
25 апреля 2011 года в 16:00 в Институте математики и информатики Московского городского педагогического университета (ИМИ МГПУ) состоится семинар профессора Ярослава Сергеева, в котором примут участие ведущие математики России.
На сайте ИМИ МГПУ будет организована on-line трансляция семинара (ссылка на трансляцию)
По окончании мероприятия запланирован короткий брифинг с журналистами.
Аккредитация СМИ до 12:00 25 апреля на сайте: www.mgpu.info
Подробности: KartashovaLI@mgpu.info.
Уважаемый Алексей Конопкин. На Ваш комментарий пришел ответ из Италии от Ярослава Дмитриевича Сергеева:
Уважаемый Алексей Конопкин. На Ваш комментарий пришел ответ из Италии от Ярослава Дмитриевича Сергеева:
Полина, спасибо. Посмотрим что из этого выйдет. Хотя я сам писал комментарий в расчете на завсегдатаев сайта.
Есть еще информация, сообщенная Виктору Михайловичу
http://wwwinfo.deis.unical.it/~yaro
но, к сожалению, тоже на английском языке.
По ссылке есть ещё более информативное изображение:
Ссылка на статью представляет собой большое интервью о проекте с Компьютером Бесконечности в мартовском номере журнала New Scientist (российская редакция).
Интервью интересно написано, информация многообещающая, но из беседы сложно понять, что представляет собой новая математика. Можно узнать об этом более подробно на русском языке?