Проблемы истории и методологии механики 2016-2020НИР

Problems of History of Mechanics and Methodology of Mechanics 2016-2020

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Проблемы истории и методологии механики 2016-2020
Результаты этапа: Чиненова В.Н. регулярно выступала с докладами на научных российских и международных конференциях: «Ломоносовские чтения» (ежегодное участие, МГУ); Годичные научные конференции ИИЕТ РАН, Международные школы-конференции по фундаментальным и прикладным проблемам в науке и образовании (МГУ, РУДН, МИРЭА), принимала участие (с докладами) в работе VII Всероссийского совещании-семинара заведующих кафедрами и преподавателей теоретической механики, робототехники, мехатроники вузов РФ (Махачкала-2016). Чиненова В.Н. принимает участвует в работе научно-исследовательского семинара по истории и методологии математики и механики мех-мат ф-та МГУ (рук. проф. Демидов С.С., доц. Тюлина И.А.): доклад - «Деятельность Н.Е. Жуковского и Ф.Е. Орлова в Политехническом обществе» (Тюлина И.А., Чиненова В.Н.) – 24.10.2016. Ею ведется переработка спецкурса «Развитие механики в России», изучение и анализ творчества А.С. Ершова, Ф.Е.Орлова, Н.И. Мерцалова, Н.Е. Жуковского, С.А. Чаплыгина. 1) Статья Чиненовой В.Н. “The Mechanics of Live Nature in the Works of V. P. Goryachkin” напечатана в сборнике Explorations in the History of Machines and Mechanisms. Proceedings of the Fifth IFToMM Symposium on the History of Machines and Mechanisms, серия History of Mechanism and Machin Science. Springer Dordrecht Heidelberg New York London, 2016. Том 32, с. 113-123. На эту же тему сделан доклад на Симпозиуме HMM-2016, (Мексика, Университет Керетаро), который отмечен грамотой Международной организации ИФТОМ. Проанализированы некоторые работы академика В.П. Горячкина, в которых речь идет о применении методов классической механики к изучению механики живого организма и биологии. Показано, что исследования Горячкина посвящены важному разделу теории механизмов, получившему развитие уже в наши дни в теории структуры манипуляторов и роботов. 2) В статье Чиненовой В.Н. «Биомеханика движений человека в работах В.П. Горячкина» (Международная Школа-конференция молодых ученых «Математика, физика, информатика и их приложения в науке и образовании», Москва, МИРЭА, Россия, 12-15 декабря 2016) рассмотрена его концепция «человек-машина-среда». Специфической особенностью большинства с.х. машин является то, что ими управляет человек-оператор, и Горячкин изучает его рабочие движения, при которых нагрузка на руки и ноги оператора была бы минимальной. На основе двигательных функций конечностей человека и животных им разработаны схемы механических шагающих и колесных систем, преодолевающих препятствия в различных условиях. 3) «Научно-организационная деятельность академика В.П. Горячкина в конце XIX - начале XX вв.» рассмотрена в статье Тюлиной И.А., Чиненовой В.Н., которая опубликована в сборнике «Труды XXII Годичной научной конференции ИИЕиТ РАН им. С.И. Вавилова-2016». М.: 2016. ЛЕНАНД. с. 473-476. Наряду с преподавательской и научно-исследовательской деятельностью, Василий Прохорович вел большую административную и общественную работу. В 1913 г. при его кафедре в МСИ была открыта машиноиспытательная станция, которая стала подлинным центром научно-исследовательской и экспериментально — конструкторской деятельности в России. Она приобрела всемирную известность. Большое внимание В. П. Горячкин уделял укреплению связи машиноиспытательной станции с заводами. На базе факультета земледельческой механики, созданного в 1922 г. на мелиоративно-инженерном отделении академии, в 1930 г. был организован Московский институт механизации и электрификации (МИМЭСХ), которому была передана и машиноиспытательная станция. В 1929 г. создается Всесоюзный институт сельскохозяйственного машиностроения (ВИСХОМ), инициатором создания и первым директором которого был В. П. Горячкин. При его активном участии в 1930 г. был создан также Всесоюзный институт механизации сельского хозяйства (ВИМ). С этого времени и до конца своей жизни он осуществлял научное и методическое руководство разраставшейся сетью научно-исследовательских учреждений. В.П. Горячкин создал научную школу учеников и последователей. Среди них — академик АН СССР И. И. Артоболевский, член-корреспондент АН СССР В. Ю. Ган, академики ВАСХНИЛ В. А. Желиговский, Н. Д. Лучинский, И. Ф. Василенко, множество докторов, кандидатов наук, инженеров. 4) В статье В.Н. Чиненовой «Goryachkin’s agricultural mechanics» в журнале Frontiers of Mechanical Engineering, (Springer. 2016. № 2, с. 1-8) проанализированы работы академика В.П.Горячкина, создателя новой отрасли прикладной механики – сельскохозяйственного машиностроения, которую он назвал «Земледельческая механика». Впервые в истории сельскохозяйственные машины и орудия стали предметом глубокого и разностороннего научного изучения. Знания механики и математики позволили В.П. Горячкину вскрыть механическую сущность многих процессов и машин и создать научную теорию для их проектирования и рационального построения. 5) Памяти академика Василия Прохоровича Горячкина (1868-1935) посвящена заметка Чиненовой В.Н. в журнале Вестник Московского Университета. Серия 1, Математика. Механика, 2016, № 3, с. 70-71. 6) Сделан и опубликован доклад «Теория барабана у В.П. Горячкина» в сборнике «VII Всероссийское совещание-семинар заведующих кафедрами и преподавателей теоретической механики, робототехники, мехатроники вузов России. (Махачкала, Россия, 26-30 сентября 2016)». Материалы совещания опубликованы в сб. под ред. В.А. Самсонова.- Махачкала: Издательский центр «Мастер». 20016. С.92-95. К теории барабана Горячкин обращался неоднократно; он рассматривает сущность, ход и законы процессов, которые осуществляются в барабане молотилки. Нами проанализированы его статьи 1910 и 1924 гг., посвященные этому вопросу. Он описывает, как работает барабан в сельскохозяйственных машинах. Показано, что теория барабана сводится к задаче о вращательном движении твердого тела с переменной массой, испытывающего непрерывные удары. На «Ломоносовских чтениях-2016» (МГУ им. М.В. Ломоносова) Чиненова В.Н. сделала доклад «Ятромеханика в трудах В.П. Горячкина». Это научное направление, сформировавшееся на стыке идей физиологии и механики чрезвычайно интересовала В.П. Горячкина. Он считал, что основные принципы механики обязательны и для живой природы, поэтому пути биологии и механики должны идти параллельно друг другу, т.к. основные идеи их одного и того же происхождения. Доклад основан на оригинальных работах академика В.П. Горячкина. Итак, в 2016 г. напечатано 6 статей, сделано 5 докладов. Чиненова В.Н. – руководитель гранта РГНФ № 16-03-50081 «Творческое наследие академика В.П. Горячкина». Чиненовой В.Н., Тюлиной И.А. дан положительный отзыв о книге Любомира Люциновича Кульвецаса "Развитие понятия веса в классической механике"; работа рекомендована к печати. Место издания Petro Ofsetas Vilnius, Lietuva, ISBN 978-609-420-400-5. Чиненова В.Н с 2005 является членом ИФТоММ (IFToMM) - Международная федерация по теории машин и механизмов (Италия).
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Проблемы истории и методологии механики 2016-2020: 2017
Результаты этапа: В 2017 г. основное внимание было уделено проблемам развития механики в Московском университете, становления классической механики, ее аксиоматики, научным биографиям ученых-механиков, анализу архивных материалов мировой и отечественной науки в русле истории механики, исследованию и историко-научный анализу достижений механики систем и механики сплошной среды. Конкретными направлениями исследований стали: ‒ научные, фундаментальные и поисковые разработки по прикладной механике (в частности, по сельскохозяйственному машиностроению) в конце XIX ‒ начале XX вв. (В.Н. Чиненова); ‒ архивная работа и работа с первоисточниками: а) по установлению отечественных приоритетов в некоторых специальных вопросах истории механизмов и машин (В.Н. Чиненова); б) по изучению формирования научной школы Н.Е. Жуковского (В.Н. Чиненова). ‒ изучение и анализ трудов выдающегося русского ученого в области земледельческой механики, почетного академика В.П. Горячкина (1868‒1935) (В.Н. Чиненова). ‒ изучение социальной истории научной и инженерной мысли. В ходе обновления специального курса лекций «Развитие механики в России ‒ избранные главы» В.Н. Чиненова тщательно изучала и проанализировала творчество выдающихся отечественных ученых А.С. Ершова, Ф.Е. Орлова, Н.И. Мерцалова, Н.Е. Жуковского, С.А. Чаплыгина. С.Н. Колесников исследовал связь ряда достижений России на Сирийском театре военных действий с теоретическими результатами механики.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Проблемы истории и методологии механики 2016-2020: 2018
Результаты этапа: В 2018 г. основное внимание было уделено проблемам развития механики в Московском университете, становления классической механики, ее аксиоматики, научным биографиям ученых-механиков, анализу архивных материалов мировой и отечественной науки в русле истории механики, исследованию и историко-научный анализу достижений механики систем и механики сплошной среды. Конкретными направлениями исследований стали: ‒ развитие теоретической механики в Московском университете в конце XIX‒начале XX веков (статья и доклад «Кинематика жидкого тела в ранних трудах Н.Е. Жуковского», «История механики в работах Н.Е.Жуковского» - Чиненова В.Н., Тюлина И.А.); ‒ научные, фундаментальные и поисковые разработки по прикладной механике (в частности, по машиноведению) в конце XIX ‒ начале XX вв. («Научное наследие А.С. Ершова» - В.Н. Чиненова); ‒ архивная работа и работа с первоисточниками: а) по установлению отечественных приоритетов в некоторых специальных вопросах истории механизмов и машин («Основания кинематики А.С. Ершова – азбука машиноведения» - В.Н. Чиненова); б) по изучению формирования научной школы Н.Е. Жуковского («Формирование новых научных направлений в Московском университете в конце XIX – первой половине XX века» - В.Н. Чиненова, Тюлина И.А.). ‒ изучение и анализ трудов выдающегося русского ученого, профессора Московского университета, одного из создателей МВТУ А.С. Ершова (1818-1867), продолжение изучения сочинений (7 томов) академика В.П. Горячкина (1868‒1935) (В.Н. Чиненова). ‒ изучение социальной истории научной и инженерной мысли, история организации механико-математического факультета (Чиненова В.Н.). - продолжено изучение исторического контекста возникновения механико-математического факультета МГУ (Колесников С.Н.) - продолжено исследование роли И.Ньютона в формировании фундамента классической механики (Колесников С.Н.) - изучение и интерпретация теорем и утверждений из второй книги "Математических начал натуральной философии" Исаака Ньютона, касающихся движения тел при сопротивлении, пропорциональном скорости, второй степени скорости и линейной комбинации первой и второй степеней скорости; установление прямой аналогии между законами Ньютона и законами Хагена-Пуазейля, Дарси-Вейсбаха, Прони - законами гидродинамики и гидравлики XIX века (Антонюк П.Н.). В ходе обновления специального курса лекций «Развитие механики в России ‒ избранные главы» В.Н. Чиненова тщательно изучала и проанализировала творчество выдающихся отечественных ученых А.С. Ершова, Н.И. Мерцалова, С.С. Бюшгенса, В.П. Горячкина, Н.Е. Жуковского, С.А. Чаплыгина.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Проблемы истории и методологии механики 2016-2020: 2019
Результаты этапа: С.Н. Колесниковым подготовлены материалы и доклад по теме "Исторический контекст возникновения механико-математического факультета и развития направления механики в 20-30 годы XX века". Рассмотрены исторические обстоятельства существенного изменения системы высшего образования в СССР, приведшие в частности к возникновению факультета и резкому скачку в развитии механического направления образования и исследований. П.Н. Антонюк изучал историю принципа подобия и его связь с принципом относительности. Через принцип подобия объясняется физическое подобие (в том числе динамическое подобие), которое является обобщением геометрического подобия Евклида). Термин "принцип подобия" предложил американский физик Ричард Чейз Толмен в 1914 году. Также П.Н. Антонюк изучал историю космологических моделей, созданных в рамках механики сплошной среды. Было показано, что классический закон Хаббла-Леметра имеет место, когда инерциальные системы координат связаны преобразованиями Галилея. В случае больших скоростей точек сплошной среды, преобразования Галилея заменяются более общими преобразованиями Лоренца. Найдено релятивистское обобщение закона Хаббла-Леметра, инвариантное относительно преобразований Лоренца. П.Н. Антонюк изучил историю вывода математических уравнений, описывающих идеальный газ в модели твердых упругих шаров (XIX-XX века). Дан строгий вывод некоторых уравнений при помощи тождественных равенств. Проведенный глубокий анализ исторических источников позволил сделать важный вывод о том, что известное уравнение состояния идеального газа впервые получили независимо русские ученые И.П. Алымов и Д.И. Менделеев (вторая половина XX века). Раньше ошибочно считалось, что французский ученый Б. Клапейрон - один из авторов уравнения состояния. Также показано, что уравнение состояния идеального газа является следствием пи-теоремы и закона Авогадро. Другими словами, в тех параметрах, в которых записывается уравнение состояния, невозможна запись уравнения состояния реального газа. П.Н. Антонюк исследовал "простые линии" Галилея (прямая, окружность и спираль) при помощи формул Френе-Серре. Показано, что эти линии составляют полный список так называемых правильных кривых, устроенных одинаково в окрестности каждой своей точки. Был рассмотрен дуализм локальных и глобальных параметров спирали ‒ важнейшее свойство спирали. Также П.Н. Антонюк проанализировал очень большое натуральное число (числовое значение размерного числа Авогадро), введенное в метрологию 20 мая 2019 г. в рамках последней реформы системы СИ. По-видимому, это самое большое натуральное числа, которое широко применяется в естествознании. Рассмотрены простые множители этого числа и предложена возможная замена этого числа новым большим натуральным числом (триллион в квадрате). Чиненовой В.Н. и Тюлиной И.А. ведется работа по теме «Прикладная математика и механика в Московском университете в XIX - начале XX веке», на основе исследования архивных материалов, историко-научной, специальной периодической литературы, монографий и первоисточников. Обращено внимание на многочисленные достижения и идеи, которые стимулировали новые направления исследований. Продолжено исследование творчества Н.Е. Жуковского и С.А. Чаплыгина. На примере организации ЦАГИ, показано, как они выбирали наиболее перспективные направления науки. Подчеркнуто, что интенсивная работа института, направленная в предвоенные годы, в первую очередь, на прогресс самолетостроения, проходила в тесном сотрудничестве с ОКБ и заводами (доклады и статья Чиненовой В.Н. «Из истории ЦАГИ»). Ученики Н.Е. Жуковского – С.А. Чаплыгин, А.Н. Некрасов, В.П. Горячкин продолжили его научную и организационную деятельность. Это отражено в статье «С.А. Чаплыгин-заведующий кафедрой теоретической механики Московского университета» и докладе «Сергей Алексеевич Чаплыгин в Московском университете». В Архиве РАН обнаружены новые материалы, касающиеся научного творчества Н.Е. Жуковского и С.А. Чаплыгина, а также письма, уточняющие некоторые факты жизни этих ученых. Весьма интересны ранние работы Н.Е. Жуковского, связанные с развитием теоретической гидродинамики: о кинематике жидкого тела, о движении твердого тела имеющего полости, наполненные однородной капельной жидкостью и о видоизменении метода Кирхгофа. Они рассмотрены в статьях и докладах. Статья об этом опубликована в «Чебышевском сборнике» («Ранние работы Н.Е. Жуковского по кинематике жидкого тела», в соавторстве с И.А. Тюлиной). В этом году исполнилось 50 лет со дня образования «Международной федерации по теории машин и механизмов» - (ИФТОММ). Это объединение способствует развитию науки о машинах и ее приложений, объединению усилий ученых для решения наиболее сложных усилий ученых для решения наиболее сложных задач. Первым Президентом Федерации был избран советский академик Иван Иванович Артоболевский. По предложению Президента ИФТОММ Марка Чекарелли мною был сделан доклад о деятельности И.И. Артоболевского (на юбилейном Всемирном конгрессе в июне 2019г. в Кракове). Статья В.Н. Чиненовой «Академик И.И. Артоболевский – начало жизненного пути» (Academician I.I.Artobolevski. The Beginning of Life Path) опубликована в престижном сборнике (Proceedings of the 15th IFToMM World Congress on Mechanism and Machine Science. Springer. MMS 73). По просьбе Музея В.П. Горячкина для сборника статей, посвященного 150-летию со дня рождения академика В.П. Горячкина, написана статья «Василий Прохорович Горячкин и Московский университет». В.Н. Чиненова консультирует преподавателя МГТУ им. Н.Э.Баумана Д.Мкртычан по теме ее кандидатской диссертации "Исторические аспекты формирования школы теории машин и механизмов в России в XIX - XXвв.".
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Проблемы истории и методологии механики 2016-2020: 2020
Результаты этапа: Е.А. Зайцев изучал подходы к решению задачи о полете снаряда в практической баллистике и теоретической механике XVI-XVII вв. В центре внимания был вопрос о генезисе доклассических представлений о движения в работах механиков-практиков XVI в. и о становлении понятий и методов классической механики в работах теоретиков движения в первой половине XVII в., прежде всего, Галилео Галилея и Томаса Гарриота. Результаты исследования были оформлены в виде доклада на Международной конференции (Тула) и опубликованы в Сборнике ее материалов. Кроме того, Е.А. Зайцевым был проанализирован вопрос о понятии инерции у И.Кеплера. Было показано, что представление Кеплера об инерции лишь отчасти соответствует классическому понятию инерции, сформулированному Ньютоном. Инерция, по Кеплеру, является свойством тяжелого тела, ответственным за сопротивление, которое тело оказывает попыткам выведения его из состояния покоя. Во время движения инерция играет у Кеплера роль, прямо противоположную той, которую ей приписал Ньютон. А именно, инерция является причиной замедления движения (а не его продолжения, как у Ньютона). Результаты докладывались на конференции ИИЕТ РАН и были опубликованы в виде статьи. Е.А. Зайцев также исследовал вопрос о возможности использования историко-математических и историко-механических реконструкций (древняя математика и механика XVII в.) в преподавании математики и физики в школе. Результаты нашли отражение в докладе на II Конгрессе РОИФН и двух статьях. В.Н. Чиненова обнаружила в Архиве РАН материалы, которые уточняют и дополняют историю создания Аэродинамического института в Кучино, под Москвой. Это авторизованная машинопись 1928 года Л.С. Лейбензона «Основатели русской авиации – Сергей Сергеевич Неждановский и Николай Егорович Жуковский». Основные методы аэродинамического эксперимента и первые конструкции аэродинамических труб в нашей стране были созданы под непосредственным руководством Н.Е. Жуковского. Он первым указал на применения теоретической и экспериментальной аэродинамики к задачам расчета летных характеристик самолета. Проанализирована роль учеников Жуковского: Д.П. Рябушинского, С.С. Неждановского, Л.С. Лейбензона в построении аэродинамической лаборатории. Результаты были доложены на Международной конференции (Тула) и опубликованы в Сборнике ее материалов. Продолжая изучать материалы по организации ЦАГИ, проанализировано, как Н.Е. Жуковский и С.А. Чаплыгин выбирали наиболее перспективные направления науки. В статье Чиненовой В.Н. «Комплексный подход к формированию технического облика ЦАГИ в первые годы его образования» подчеркнуто, что интенсивная работа института, направленная в предвоенные годы, в первую очередь, на прогресс самолетостроения, проходила в тесном сотрудничестве с ОКБ и заводами. В рамках разработки научно-педагогического наследия отечественных механиков в XIX – начале XX вв. В.Н. Чиненовой была продолжена работа по изучению преподавания механики в конце XIX - начале XX в. В библиотеке Московского университета храниться «Пропедевтический курс механики» С.А. Чаплыгина. Рассмотрена первая часть этого курса - «Элементарная статика». Этот учебник, опубликованный в 1914г., явился результатом преподавания Сергея Алексеевича теоретической механики в различных учебных заведениях. Весьма интересно сопоставить современное построение статики с учебниками начала XX века. Анализ этого учебника содержит новые представления на методологические установки ученого при изложении механики, его подходы при решении задач, которыми дополняется теоретический материал. С.А. Чаплыгин подробно останавливается на целях каждого раздела механики. Результаты анализа этого курса С.А.Чаплыгина доложены В.Н. Чиненовой на конференции ИИЕТ РАН-2020. В докладе на Ломоносовских чтениях В.Н. Чиненова проанализировала первые учебные пособия по механике в России. В "Арифметике" Л. Магницкого рассмотрены чисто кинематические задачи, касающиеся по существу вопросов морской навигации. Первый учебник по теоретической механике был издан Г.Г. Скорняковым-Писаревым в 1722г. для учащихся Морской академии, организованной в 1715 г. в Петербурге. Важную роль в развитии теоретической механике в Росси имела книга Я.П. Козельского "Механические предложения"(1764). В дальнейшем появление такого рода литературы связано с Петербургской академией наук. Труд С.Котельникова "Книга, содержащая в себе учение о равновесии и движении тел" (1774), в которой излагаются законы движения, в основном посвящена статике. Памяти видного историка механики Ирины Александровны Тюлиной (1922-2020) посвящены статьи В.Н. Чиненовой, опубликованные в «Вестнике Пермского университета» и в «Сборнике научно-методических статей. Теоретическая механика». Приведены краткие биографические данные И.А.Тюлиной и проанализированы некоторые наиболее значительные работы. П.Н. Антонюк исследовал процесс расширения Вселенной в рамках классической механики и релятивистской механики. Было доказано, что известный эмпирический закон Хаббла (1929 г.) о разбегании галактик является следствием преобразований Галилея, и впервые был дан математический вывод этого закона с помощью функциональных уравнений. Также впервые было получено релятивистское обобщение закона Хаббла при помощи функциональных уравнений, как следствие преобразований Лоренца. Исходя из релятивистской формулы Хаббла была теоретически найдена зависимость красного смещения галактик от расстояния, которая хорошо соответствует наблюдательным данным. Релятивистская формула Хаббла позволила теоретически обосновать ускоренное расширение Вселенной, широко обсуждаемое в науке в последние годы (см. Нобелевская премия по физике за 2011 г.). Эти результаты были опубликованы в Journal of Physics: Conference Series, издательство IOP Publishing, том 1557 (2020),а также были представлены в докладе 24 сентября 2020 г. в Институте математики Чешской академии наук в Праге на Международной конференции по космологии (Cosmology on Small Scales 2020: Proceedings of the International Conference, Prague, September 23-26, 2020). П.Н. Антонюк дал содержательный анализ малоизвестной краткой статьи Х. Гюйгенса "Относительность движения и несуществование абсолютного пространства", опубликованной в томе 21 Полного собрания сочинений Гюйгенса. В своей работе Гюйгенс прокомментировал введение И. Ньютоном в "Началах" фундаментальных понятий классической механики: относительного и абсолютного движения, относительного и абсолютного пространства. Взгляд Гюйгенса на эти понятия отличается от взгляда Ньютона, что отражено уже в названии статьи. Статья Гюйгенса важна для понимания основ специальной теории относительности, созданной в 1905 г. независимо А. Эйнштейном и А. Пуанкаре. П.Н. Антонюк рассмотрел историю метода ускорения сходимости последовательностей, предложенный Александром Эйткеным в начале XX века.Недавно стало известно, что этот метод был значительно раньше найден современником Ньютона японским математиком Сэки Такакадзу. Метод Эйткена заставляет медленно сходящиеся к пределу последовательности (линейная сходимость) сходиться значительно быстрее. П.Н. Антонюк доказал, что метод Эйткена заменяет линейную сходимость на квадратичную сходимость. Метод Эйткена играет большую роль в ускорении сходимости метода последовательных приближений, который, как правило, характеризуется линейной сходимостью. Важно отметить, что метод последовательных приближений широко применяется при решении многих задач механики и физики. Также метод Эйткена позволяет ускорять сходимость итераций Пикара, применяемых для решения обыкновенных дифференциальных уравнений.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".