Алексе́й Андре́евич Ляпуно́в 25 сентября [8 октября ] , Москва - 23 июня , Москва) - советский математик, один из основоположников кибернетики , член-корреспондент АН СССР . Специалист в области теории функций вещественного переменного и математических вопросов кибернетики . Основные труды относятся к теории множеств , теоретическим вопросам программирования , математической лингвистике , математической биологии .
Биография
В середине 1950-х годов вёл на мехмате МГУ кибернетический семинар, работа которого получила заметную известность в Москве. По его совету участники семинара И.А. Полетаев и М.Г. Гаазе-Рапопорт написали книги по кибернетике, вышедшие первыми в СССР по этому направлению (соответственно, в 1958 и в 1961 г.) после снятия партийного запрета с этой науки в г.
Скоропостижно скончался от сердечного приступа. Похоронен на Введенском кладбище (уч. 29)
Семья
Жена Анастасия Савельевна Ляпунова (урождённая Гурьева, по первому браку Гамбурцева) (1904-1986).
- доктор биологических наук Елена Алексеевна Ляпунова (род. 27 апреля 1936, Москва);
- доктор биологических наук Наталья Алексеевна Ляпунова (род. 7 июля 1937, Москва).
С обучением дочерей А. А. Ляпунова на Биологическом факультете МГУ связано скандальное «Дело сестёр Ляпуновых», в 1956 году обвинённых в секретном изучении генетики на домашних лекциях отца.
Оценки и мнения
Алексей Андреевич Ляпунов был ключевым создателем Новосибирской физматшколы . Он был человеком высочайшей принципиальности и неподкупной морали, всю жизнь не боявшимся стоять за справедливость и за российскую науку и идти на конфликт за это с властями
Г. Ш. Фридман, президент группы «Ф-Консалтинг», президент АО «Сибирская сотовая связь»
Публицистика
- Ляпунов А.А. // За науку в Сибири. - 20 сентября 1972. - Вып. 37(568) .
Напишите отзыв о статье "Ляпунов, Алексей Андреевич"
Примечания
Ссылки
- на официальном сайте РАН
- на сайте
- в проекте Научные школы ННЦ СО РАН
- Кутателадзе С. С.
Отрывок, характеризующий Ляпунов, Алексей Андреевич
Пьер шел по гостиной, не слушая Петю.Петя дернул его за руку, чтоб обратить на себя его вниманье.
– Ну что мое дело, Петр Кирилыч. Ради бога! Одна надежда на вас, – говорил Петя.
– Ах да, твое дело. В гусары то? Скажу, скажу. Нынче скажу все.
– Ну что, mon cher, ну что, достали манифест? – спросил старый граф. – А графинюшка была у обедни у Разумовских, молитву новую слышала. Очень хорошая, говорит.
– Достал, – отвечал Пьер. – Завтра государь будет… Необычайное дворянское собрание и, говорят, по десяти с тысячи набор. Да, поздравляю вас.
– Да, да, слава богу. Ну, а из армии что?
– Наши опять отступили. Под Смоленском уже, говорят, – отвечал Пьер.
– Боже мой, боже мой! – сказал граф. – Где же манифест?
– Воззвание! Ах, да! – Пьер стал в карманах искать бумаг и не мог найти их. Продолжая охлопывать карманы, он поцеловал руку у вошедшей графини и беспокойно оглядывался, очевидно, ожидая Наташу, которая не пела больше, но и не приходила в гостиную.
– Ей богу, не знаю, куда я его дел, – сказал он.
– Ну уж, вечно растеряет все, – сказала графиня. Наташа вошла с размягченным, взволнованным лицом и села, молча глядя на Пьера. Как только она вошла в комнату, лицо Пьера, до этого пасмурное, просияло, и он, продолжая отыскивать бумаги, несколько раз взглядывал на нее.
– Ей богу, я съезжу, я дома забыл. Непременно…
– Ну, к обеду опоздаете.
– Ах, и кучер уехал.
Но Соня, пошедшая в переднюю искать бумаги, нашла их в шляпе Пьера, куда он их старательно заложил за подкладку. Пьер было хотел читать.
– Нет, после обеда, – сказал старый граф, видимо, в этом чтении предвидевший большое удовольствие.
За обедом, за которым пили шампанское за здоровье нового Георгиевского кавалера, Шиншин рассказывал городские новости о болезни старой грузинской княгини, о том, что Метивье исчез из Москвы, и о том, что к Растопчину привели какого то немца и объявили ему, что это шампиньон (так рассказывал сам граф Растопчин), и как граф Растопчин велел шампиньона отпустить, сказав народу, что это не шампиньон, а просто старый гриб немец.
– Хватают, хватают, – сказал граф, – я графине и то говорю, чтобы поменьше говорила по французски. Теперь не время.
– А слышали? – сказал Шиншин. – Князь Голицын русского учителя взял, по русски учится – il commence a devenir dangereux de parler francais dans les rues. [становится опасным говорить по французски на улицах.]
– Ну что ж, граф Петр Кирилыч, как ополченье то собирать будут, и вам придется на коня? – сказал старый граф, обращаясь к Пьеру.
Пьер был молчалив и задумчив во все время этого обеда. Он, как бы не понимая, посмотрел на графа при этом обращении.
– Да, да, на войну, – сказал он, – нет! Какой я воин! А впрочем, все так странно, так странно! Да я и сам не понимаю. Я не знаю, я так далек от военных вкусов, но в теперешние времена никто за себя отвечать не может.
После обеда граф уселся покойно в кресло и с серьезным лицом попросил Соню, славившуюся мастерством чтения, читать.
– «Первопрестольной столице нашей Москве.
Неприятель вошел с великими силами в пределы России. Он идет разорять любезное наше отечество», – старательно читала Соня своим тоненьким голоском. Граф, закрыв глаза, слушал, порывисто вздыхая в некоторых местах.
Наташа сидела вытянувшись, испытующе и прямо глядя то на отца, то на Пьера.
Пьер чувствовал на себе ее взгляд и старался не оглядываться. Графиня неодобрительно и сердито покачивала головой против каждого торжественного выражения манифеста. Она во всех этих словах видела только то, что опасности, угрожающие ее сыну, еще не скоро прекратятся. Шиншин, сложив рот в насмешливую улыбку, очевидно приготовился насмехаться над тем, что первое представится для насмешки: над чтением Сони, над тем, что скажет граф, даже над самым воззванием, ежели не представится лучше предлога.
Прочтя об опасностях, угрожающих России, о надеждах, возлагаемых государем на Москву, и в особенности на знаменитое дворянство, Соня с дрожанием голоса, происходившим преимущественно от внимания, с которым ее слушали, прочла последние слова: «Мы не умедлим сами стать посреди народа своего в сей столице и в других государства нашего местах для совещания и руководствования всеми нашими ополчениями, как ныне преграждающими пути врагу, так и вновь устроенными на поражение оного, везде, где только появится. Да обратится погибель, в которую он мнит низринуть нас, на главу его, и освобожденная от рабства Европа да возвеличит имя России!»
– Вот это так! – вскрикнул граф, открывая мокрые глаза и несколько раз прерываясь от сопенья, как будто к носу ему подносили склянку с крепкой уксусной солью. – Только скажи государь, мы всем пожертвуем и ничего не пожалеем.
Шиншин еще не успел сказать приготовленную им шутку на патриотизм графа, как Наташа вскочила с своего места и подбежала к отцу.
– Что за прелесть, этот папа! – проговорила она, целуя его, и она опять взглянула на Пьера с тем бессознательным кокетством, которое вернулось к ней вместе с ее оживлением.
– Вот так патриотка! – сказал Шиншин.
– Совсем не патриотка, а просто… – обиженно отвечала Наташа. – Вам все смешно, а это совсем не шутка…
– Какие шутки! – повторил граф. – Только скажи он слово, мы все пойдем… Мы не немцы какие нибудь…
– А заметили вы, – сказал Пьер, – что сказало: «для совещания».
– Ну уж там для чего бы ни было…
В это время Петя, на которого никто не обращал внимания, подошел к отцу и, весь красный, ломающимся, то грубым, то тонким голосом, сказал:
– Ну теперь, папенька, я решительно скажу – и маменька тоже, как хотите, – я решительно скажу, что вы пустите меня в военную службу, потому что я не могу… вот и всё…
Графиня с ужасом подняла глаза к небу, всплеснула руками и сердито обратилась к мужу.
– Вот и договорился! – сказала она.
Но граф в ту же минуту оправился от волнения.
– Ну, ну, – сказал он. – Вот воин еще! Глупости то оставь: учиться надо.
– Это не глупости, папенька. Оболенский Федя моложе меня и тоже идет, а главное, все равно я не могу ничему учиться теперь, когда… – Петя остановился, покраснел до поту и проговорил таки: – когда отечество в опасности.
– Полно, полно, глупости…
– Да ведь вы сами сказали, что всем пожертвуем.
– Петя, я тебе говорю, замолчи, – крикнул граф, оглядываясь на жену, которая, побледнев, смотрела остановившимися глазами на меньшого сына.
– А я вам говорю. Вот и Петр Кириллович скажет…
– Я тебе говорю – вздор, еще молоко не обсохло, а в военную службу хочет! Ну, ну, я тебе говорю, – и граф, взяв с собой бумаги, вероятно, чтобы еще раз прочесть в кабинете перед отдыхом, пошел из комнаты.
– Петр Кириллович, что ж, пойдем покурить…
Пьер находился в смущении и нерешительности. Непривычно блестящие и оживленные глаза Наташи беспрестанно, больше чем ласково обращавшиеся на него, привели его в это состояние.
– Нет, я, кажется, домой поеду…
– Как домой, да вы вечер у нас хотели… И то редко стали бывать. А эта моя… – сказал добродушно граф, указывая на Наташу, – только при вас и весела…
– Да, я забыл… Мне непременно надо домой… Дела… – поспешно сказал Пьер.
– Ну так до свидания, – сказал граф, совсем уходя из комнаты.
– Отчего вы уезжаете? Отчего вы расстроены? Отчего?.. – спросила Пьера Наташа, вызывающе глядя ему в глаза.
«Оттого, что я тебя люблю! – хотел он сказать, но он не сказал этого, до слез покраснел и опустил глаза.
– Оттого, что мне лучше реже бывать у вас… Оттого… нет, просто у меня дела.
– Отчего? нет, скажите, – решительно начала было Наташа и вдруг замолчала. Они оба испуганно и смущенно смотрели друг на друга. Он попытался усмехнуться, но не мог: улыбка его выразила страдание, и он молча поцеловал ее руку и вышел.
Пьер решил сам с собою не бывать больше у Ростовых.
Петя, после полученного им решительного отказа, ушел в свою комнату и там, запершись от всех, горько плакал. Все сделали, как будто ничего не заметили, когда он к чаю пришел молчаливый и мрачный, с заплаканными глазами.
На другой день приехал государь. Несколько человек дворовых Ростовых отпросились пойти поглядеть царя. В это утро Петя долго одевался, причесывался и устроивал воротнички так, как у больших. Он хмурился перед зеркалом, делал жесты, пожимал плечами и, наконец, никому не сказавши, надел фуражку и вышел из дома с заднего крыльца, стараясь не быть замеченным. Петя решился идти прямо к тому месту, где был государь, и прямо объяснить какому нибудь камергеру (Пете казалось, что государя всегда окружают камергеры), что он, граф Ростов, несмотря на свою молодость, желает служить отечеству, что молодость не может быть препятствием для преданности и что он готов… Петя, в то время как он собирался, приготовил много прекрасных слов, которые он скажет камергеру.
Алексей
Андреевич Ляпунов
(1911-1973)
Алексей Андреевич Ляпунов родился 8 октября 1911 г. в Москве в семье,
которая была связана родственными и дружескими узами с семьями
выдающихся представителей русской интеллигенции того времени —
Сеченовыми, Крыловыми, Филатовыми и другими. С детских лет Алексей
Андреевич находился в среде известных высокообразованных людей. Это
определило широкий круг его интересов. Увлечение математикой пробудил у него
отец, который учился в Московском университете, а также в Гейдельберге
и Геттингене. В 1928 году Алексей Андреевич закончил специальную
среднюю школу N 42. Некоторое время он работал лаборантом в Государственном
геофизическом институте у известного физика академика П. П. Лазарева.
Выполняя математическую обработку геофизических и биофизических экспериментов,
участвовал в экспедициях по изучению Курской магнитной аномалии.
Сдав экстерном экзамены по университетским курсам в МГУ, он получает высшее образование. С 1932 г. под влиянием Н. Н. Лузина Алексей Андреевич углубленно изучает математику и включается в исследования в области теории множеств. Он сближается с ярким коллективом учеников и сотрудников Лузина (П. С. Александров, Н. К. Бари, Л. В. Келдыш, А. Н. Колмогоров, М. А. Лаврентьев, Л. А. Люстерник, Д. Е. Меньшов, П. С. Новиков и др.). В 1934-39 гг. А. А. Ляпунов публикует ряд работ по дескриптивной теории множеств и в 1939 г. защищает кандидатскую диссертацию «Об униформизации аналитических дополнений».
В 1942 году Алексей Андреевич добровольцем уходит в ряды Советской армии. С 1943 по 1945 г. находится в действующей армии в качестве командира топографического взвода в артиллерии. За участие в боях по освобождению Крыма А. А. Ляпунов был награжден орденом Красной Звезды.
С 1945 по 1951 гг. Алексей Андреевич преподает математику в Артиллерийской
академии им. Дзержинского. Из его учеников по этой академии вышли
военные ученые, среди них Н. П. Бусленко, С. Я. Виленкин,
А. И. Китов, Н. А. Криницкий, В. И. Мудров,
И. Б. Погожев, И. А. Полетаев и др.
С 1946 по 1949 г. А. А. Ляпунов является докторантом
Математического института им. В. А. Стеклова. Под руководством
Петра Сергеевича Новикова он выполняет серию исследований по дескриптивной
теории множеств и защищает докторскую диссертацию «Об операциях,
приводящих к измеримым множествам». В 1950 г. ему присвоено
звание профессора.
В 1949-50 гг. А. А. Ляпунов работает в Институте геофизики АН СССР. В летний сезон 1950 г. он, начальник Северо-Тяньшаньской экспедиции, руководит работами по интерпретации гравитационных наблюдений и глубинного сейсмического зондирования.
В 1951 г. Алексей Андреевич возвращается в МИАН, а в 1953 г. М. В. Келдыш приглашает его в Отделение прикладной математики этого Института в отдел кибернетики.
А. А. Ляпунов был одним из первых, кто оценил значение кибернетики и стал активным организатором исследований по кибернетике в нашей стране.
Работы А. А. Ляпунова посвящены разработке общих вопросов кибернетики, математическим основам программирования и теории алгоритмов, математической лингвистике и машинному переводу, кибернетическим вопросам биологии, а также философским и методологическим вопросам развития научной мысли. Им создан операторный метод программирования, который получил широкое распространение в реальном программировании и оказал огромное влияние на все последующее развитие теории программирования.
Одновременно, с осени 1952 г., А. А. Ляпунов работает на механико-математическом факультете МГУ в качестве профессора кафедр математической логики и вычислительной математики. В 1953 г. он организует в МГУ семинар по программированию, в 1954 г. — семинар по исследованию проблем расширения возможных областей применения вычислительных машин. В 1955-56 гг. под его руководством работает семинар по вопросам, смежным для кибернетики и физиологии.
Особенно большую роль в координации работ и формировании новых направлений исследований сыграл междисциплинарный семинар по кибернетике, организованный А. А. Ляпуновым в МГУ в 1956 г. Семинар объединил ученых различных специальностей. Он стал центром зарождения кибернетической мысли в нашей стране.
Из числа регулярных участников семинара и учеников А. А. Ляпунова
вышли известные ученые в области теоретической и прикладной кибернетики:
А. П. Ершов, Ю. И. Журавлев, Н. П. Бусленко,
О. Б. Лупанов, С. В. Яблонский, О. С. Кулагина,
Р. И. Подловченко, М. Л. Цетлин, Ю. И. Янов
и многие другие.
Большое внимание А. А. Ляпунов уделял пропаганде и распространению
идей кибернетики. Он основал издание серии сборников «Проблемы кибернетики»,
создал и редактировал серию книг «Кибернетика в монографиях»,
организовал публикацию переводов лучших работ зарубежных авторов в серии
«Кибернетический сборник».
В 1959 г. по инициативе А. А. Ляпунова при Президиуме АН создается Научный совет по комплексной проблеме «Кибернетика». По предложению А. А. Ляпунова председателем Научного совета назначается академик А. И. Берг, а А. А. Ляпунов становится его заместителем.
Приняв приглашение М. А. Лаврентьева и С. Л. Соболева, в 1961 г. Алексей Андреевич переехал в Новосибирск во вновь созданное Сибирское отделение АН. Здесь по его инициативе создается Отдел кибернетики в Институте математики и кафедра теоретической кибернетики в Новосибирском университете. В 1970 г. А. А. Ляпунов переходит на работу в Институт гидродинамики СО РАН и организует в нем лабораторию кибернетики. Этой лабораторией он руководил до конца своей жизни.
За 12 лет, прожитых в Академгородке, Алексей Андреевич сумел осуществить многие из своих научных и педагогических замыслов.
А. А. Ляпунов был ярким педагогом и пропагандистом научных знаний. Он был одним из инициаторов создания в 1962 г. первой в нашей стране физико-математической школы-интерната при Новосибирском университете, первым председателем ее Ученого совета и активным лектором. Он был также одним из организаторов Всесибирских математических олимпиад и летних физматшкол в Академгородке.
В 1964 г. А. А. Ляпунов был избран членом-корреспондентом АН СССР по отделению математики. Научные, педагогические и организаторские заслуги А. А. Ляпунова отмечены правительственными наградами. Он был награжден орденом Ленина, двумя орденами Трудового Красного Знамени и орденом «Знак Почета».
Алексей Андреевич скоропостижно скончался 23 июня 1973 г. в Москве и похоронен на Введенском кладбище. Богатое наследие его планов и идей еще многие годы будет служить развитию науки.
Данный метод принципиально отличается от рассмотренных выше спектроскопических методов. Структурная масс-спектрометрия основана на разрушении органической молекулы в результате ионизации тем или иным способом.
Образующиеся ионы сортируются по величинам их отношения масса/заряд (m/z), затем регистрируется число ионов для каждого значения этого отношения в виде спектра. На рис. 5.1. представлена общая схема типичного масс-спектрометра.
Рис. 5.1. Блок-схема типичного масс-спектрометра
Для ведения пробы в масс-спектрометр обычно применяют какой-либо вид хроматографии, хотя во многих приборах есть возможность для прямого ввода образца в ионизационную камеру. Во всех масс-спектрометрах имеются устройства для ионизации пробы и разделения ионов по величине m/z. После разделения нужно детектировать ионы и измерять их количество. Типичный коллектор ионов состоит из коллимирующих щелей, которые направляют в коллектор в данный момент только ионы одного вида, где они детектируются, а сигнал детектирования усиливается электронным умножителем. Современные масс-спектрометры укомплектованы специализированным программным обеспечением: компьютеры контролируют накопление, хранение и визуализацию данных.
В настоящее время стала обычной практика объединения масс-спектрометра с газовым (ГХ-МС) или жидкостным (ЖХ-МС) хроматографом.
Все масс-спектрометры подразделяются на два класса: приборы низкого (единичного) и высокого разрешения (R). Спектрометры низкого разрешения – приборы, на которых можно разделить целые массы до m/z 3000 (R = 3000/(3000-2990) = 3000). На таком приборе соединения C 16 H 26 O 2 и С 15 Н 24 NO 2 неразличимы, поскольку прибор будет фиксировать и в первом и во втором случае массу 250.
Приборы высокого разрешения (R = 20000) смогут различить соединения C 16 H 26 O 2 (250.1933) и С 15 Н 24 NO 2 (250.1807), в этом случае R = 250.1933/(250.1933 – 250.1807) = 19857.
Таким образом, на приборах низкого разрешения можно устанавливать структурную формулу вещества, однако зачастую для этой цели дополнительно необходимо привлекать данные других методов анализа (ИК-, ЯМР-спектроскопия).
Приборы высокого разрешения могут измерять массу иона с точностью, достаточной для определения атомного состава, т.е. определять молекулярную формулу исследуемого вещества.
В последнее десятилетие происходило быстрое развитие и совершенствование масс-спектрометров. Не обсуждая их устройство, отметим, что они подразделяются по типам в зависимости от 1) способа ионизации, 2) метода разделения ионов. В общем, способ ионизации не зависит от метода разделения ионов и наоборот, хотя имеются исключения. Более полная информация по данным вопросам изложена в литературе [Сайнсб. Лебедев].
В данном пособии будут рассмотрены масс-спектры, полученные ионизацией электронным ударом.
5.2. Масс-спектры с ионизацией электронным ударом
Электронный удар (ЭУ, electron impact, EI) – наиболее распространенный метод ионизации в масс-спектрометрии. Преимуществом этого метода является возможность использования поисковых систем и баз данных (метод ЭУ был исторически первым методом ионизации, основные базы экспериментальных данных получены на приборах с ЭУ).
Молекула вещества пробы в газовой фазе подвергается бомбардировке электронов с высокой энергией (обычно 70 эВ) и выбрасывает электрон, образуя катион-радикал, называемый молекулярным ионом :
М + e → М + (молекулярный ион) + 2e
Наименьшая энергия бомбардирующих (ионизующих) электронов, при которой возможно образование из данной молекулы иона, называется энергией (или, менее удачно, «потенциалом») ионизации вещества (U e).
Энергия ионизации является мерой прочности, с какой молекула удерживает наименее сильно связанный с ней электрон.
Как правило, для органических молекул энергия ионизации составляет 9-12 эВ, поэтому бомбардировка электронами с энергией 50 эВ и выше сообщает избыточную внутреннюю энергию возникающему молекулярному иону. Эта энергия частично рассеивается за счет разрыва ковалентных связей.
В результате такого разрыва происходит распад молекулярного иона на частицы меньшей массы (фрагменты). Такой процесс называется фрагментацией .
Фрагментация происходит избирательно, является высоковоспроизводимой и характеристичной для данного соединения . Более того, процессы фрагментации предсказуемы, и именно они обуславливают широкие возможности масс-спектрометрии для структурного анализа. По-сути, структурный анализ методом масс-спектрометрии заключается в идентификации осколочных ионов и ретроспективном восстановлении структуры исходной молекулы, исходя из направлений фрагментации молекулярного иона. Так, например, метанол образует молекулярный ион по схеме:
О
дна
точка – оставшийся нечетный электрон;
когда заряд локализован на отдельном
атоме, знак заряда указывается на этом
атоме.
Многие из этих молекулярных ионов распадаются за время 10 -10 – 10 -3 с и дают ряд осколочных ионов (первичная фрагментация):
Если некоторые из молекулярных ионов имеют достаточно большое время жизни, то они достигают детектора и регистрируются в виде пика молекулярного иона. Поскольку заряд исходного иона равен единице, отношение m / z для этого пика дает молекулярную массу исследуемого вещества.
Таким образом, масс-спектр – это представление относительных концентраций положительно заряженных осколков (включая молекулярный ион) в зависимости от их масс .
В специальной литературе приводятся таблицы наиболее часто встречающихся фрагментных ионов, где указана структурная формула иона и его значение m/z [Преч, Гордон, Сильверстейн].
Высота наиболее интенсивного в спектре пика принимается за 100%, а интенсивности других пиков, включая пик молекулярного иона, выражаются в процентах от максимального пика.
В определенных случаях самым интенсивным может быть и пик молекулярного иона. В общем случае: интенсивность пика зависит от устойчивости образующегося иона .
В масс-спектрах часто присутствует серия пиков фрагментных ионов, различающихся на гомологическую разность (СН 2), т.е. 14 а.е.м. Гомологические серии ионов характерны для каждого класса органических веществ, а потому они несут важную информацию о структуре исследуемого вещества.
