Российский король фильтрации

26.07.2001

30-летний российский математик Станислав Смирнов, работающий в Стокгольмском королевском технологическом институте, получил в Вашингтоне приз Математического института имени Клея за разработку системного подхода к процессам фильтрации.

Российский король фильтрации
Стоящая на большей территории России невиданная жара скрыла от россиян очередное крупное достижение российских ученых, работающих за границей. 30-летний российский математик Станислав Смирнов, работающий в Стокгольмском королевском технологическом институте, только что получил в Вашингтоне приз Математического института имени Клея за разработку системного подхода к процессам фильтрации.
Речь идет о математических моделях, описывающих спонтанное распространение лесных пожаров, садовых вредителей, инфекционных заболеваний, просачивание нефти через пористые скалистые породы и подобных процессов. Теория Смирнова основана на исследовании поведения отдельных участков двухмерных решеток, похожих на шахматные доски, которые могут расширяться или сжиматься до бесконечности. Распространение лесного огня или фильтрация нефти через породы может быть смоделировано с помощью сложных решеток. Поэтому результаты работы российского математика проливают свет на то, как могут протекать процессы или как отдельные очаги огня или заболеваний могут объединяться в единое целое. "Существует огромный класс моделей, которые могут быть математически смодулированы как дискретные явления, но которые могут описывать непрерывные процессы. Моя работа касается именно этой области", сказал Смирнов в интервью агентству ЮПИ. Среди тем, которыми занимается теория фильтрации, возникшая в начале 50-х годов прошлого века, находятся ответы на такие вопросы, как насколько вероятно то, что центр булыжника, опущенного в воду, промокнет за определенное время. Или какова вероятность того, что лабораторная крыса, запущенная в лабиринт, найдет выход. Работа Смирнова описывает процессы, протекающие в лабиринтах, пористых породах и других решетках, при бесконечном изменении их размеров. Он продолжил работы британского физика Джона Карди, внесшего огромный вклад в развитие теории фильтрации. Значение этих работ состоит в том, что они позволяют исследователям, работающим во многих областях науки и технологии, предсказывать, как будет протекать тот или иной процесс, даже если они располагают ограниченным объемом информации. При этом специалисты могут оценить развитие процесса в разных масштабах. Например, при изучении распространения СПИДа исследователю достаточно иметь данные о положении в отдельной деревушке. С помощью методики Смирнова он может построить компьютерную модель, детально описывающую глобальное распространение этой смертельной болезни. Методика российского математика может применяться также для исследования фазовых переходов, то есть пограничных состояний, в которых вещество превращается, скажем, из жидкости в газ. Ее можно использовать для описания поведения отдельных атомов и молекул при их объединении в кристаллическую решетку твердого тела, текучую жидкость или летучий газ. По словам известного физика и специалиста по суперсимметрии из Принстонского университета Эда Уиттена, "существует множество непонятных явлений, протекающих как раз в точке фазовых переходов, которые теория Смирнова может прояснить". Видимо, трудно переоценить вклад Смирнова в развитие прогностических методов. Ведь, сегодня мало какая научная дисциплина или область технологии обходится без компьютерного моделирования. Но не всегда можно располагать достаточными данными для создания полномасштабной картины того или иного процесса. Смирнов дает в руки специалистам возможность обойти эти трудности. Кроме того, если верить экспертам, как всякое значительное достижение человеческой мысли, теория фильтрации и работа Смирнова обладают собственной красотой. Как отмечает математик Джеффри Гриммет из Кембриджского университета, "неувядающее очарование теории фильтрации состоит в кажущейся простоте описываемых ею вопросов. Эта теория является самым лучшим источником захватывающих проблем, о котором любой математик может только мечтать".

©РАН 2020