数学史 · 中文镜像

数学家传记

阿列克谢·克雷洛夫Aleksey Krylov

出生
1863年8月15日 俄国辛比尔斯克省维夏加(今乌里扬诺夫斯克州)
逝世
1945年10月26日 苏联列宁格勒(今俄罗斯圣彼得堡)

阿列克谢·克雷洛夫 是一位俄罗斯应用数学家,其工作涉及多个领域,包括造船、磁学、火炮、数学、天文学和大地测量学。

完整传记

阿列克谢·克雷洛夫的父亲是Nikolai Alexandrovich 克雷洛夫,一位退役炮兵军官。大约在克雷洛夫出生时,他的父亲是贵族副元帅,并成为阿拉特尔地区委员会的第一任主席。这个家庭肯定不富裕,但作为一位退伍军人的儿子,克雷洛夫有权接受免费教育。他于1878年进入圣彼得堡的海事高中。他于1884年毕业,获得优异成绩,并被分配到主要水文管理局的罗盘部门。在那里,他开始研究罗盘偏差,这是一个他会多次回到的主题。克雷洛夫在该部门的工作由Ivan Petrovich de Collong监督,他是一位杰出的科学家,也是罗盘磁偏差理论的创始人。De Collong于1875年发明了一种新型罗盘,并担任主要水文管理局局长。

1888年,克雷洛夫进入圣彼得堡海事学院的造船系。在那里,亚历山大·科尔金教他高等数学,亚历山大·科尔金是巴夫尼提·列波维奇·切比雪夫的学生,也是偏微分方程方面的专家。亚历山大·科尔金总是为那些他认定具有非凡能力的学生付出额外努力,给他们个别辅导,并提出非常困难且富有挑战性的问题。克雷洛夫从亚历山大·科尔金的辅导中受益匪浅,仅学习两年后便于1890年以一等成绩毕业。亚历山大·科尔金随后说服克雷洛夫留在海事学院,接替他教授课程。克雷洛夫照做了,留在那里任教近50年[1]:-

他在这所军事海事学院教授各种理论科学和工程科学约五十年,从学生中培养出一大批既是工程师又是科学家的造船师。

1898年,克雷洛夫因对船舶振荡运动理论的杰出贡献而获得皇家造船师学会颁发的金质奖章。

海军管理局拖曳水池建于1894年,用于进行船模试验,以确定达到规定航速所需的发动机功率,以及所需功率最小的船体线型。这是俄罗斯第一个用于测试船舶设计的实验水池,也是世界上第六个。水池的主管是A A Grekhnev,但他离开后,海军部上校A N 克雷洛夫于1900年1月3日被任命为'the Acting Superintendent of the Tank。克雷洛夫提议建立一个科学机构,其中包括拖曳水池、用于研究造船材料的测试与物理化学实验室、一个机械实验室和一个电气工程实验室。1902年4月3日,尼古拉二世皇帝参观了拖曳水池,并且:-

……对所做的实验和所观察到的事务秩序表示完全满意……

向作为水池主管的克雷洛夫表达了他的帝国谢意。克雷洛夫在拖曳水池的工作涵盖[1]:-

……浮力、稳性、横摇与纵摇、振动和性能的理论,以及罗盘理论。

这些正是莱昂哈德·欧拉所称的“海军科学”的主题。但克雷洛夫走得更远,于1902年登上一等巡洋舰Askold参加了一次航行。

1908年1月,此时已是将军的克雷洛夫被任命为首席海军舰船建造检查官和海事工程委员会主席[1]:-

他的勇气和正直导致他与海事部官员发生冲突,并拒绝为他们做进一步的工作。

在[6]中,Botchev给出了说明克雷洛夫与官员斗争的实例:-

为了推广他的创新,他常常不得不与高层官员的停滞和僵化观点作斗争。有一次,在一个重要会议上面对众多听众发表演讲时,克雷洛夫向海军军官们讲话,请求他们支持他“与造船业中的陈规作斗争”。当时作为一名海军军官,他因这次演讲而受到正式训斥。另一件事也相当显著地说明了克雷洛夫的个性:在一次高级技术委员会的会议上,克雷洛夫曾直接从船上带来几名技术人员,以便他们能在辩论中支持他的观点。

克雷洛夫于1910年辞去了海事部的职务。1914年,他被莫斯科大学授予应用数学荣誉博士学位。同年,他当选为俄罗斯科学院成员,并于1916年成为正式成员。1917年十月革命后,克雷洛夫站在苏维埃政府一边,但试图影响他们对科学的态度。1919年,他与其他一些人一起组织了俄罗斯物理学家协会。1919年2月,他们成立了一个由四人组成的委员会,成员包括Ioffe、克雷洛夫、Anri和Lazarev,以协调外国文献、仪器和设备的接收,并重启国外研究旅行。他们呼吁政府支持新研究所,重建俄罗斯与国外物理学家之间的联系,并恢复科学期刊的出版。事实上,克雷洛夫是革命后最早被允许前往西方的科学家之一,他于1921年前往伦敦,以重建俄罗斯与西方之间的联系。

从1927年到1932年,他是苏联科学院物理数学研究所的所长。1939年,他成为俄罗斯苏维埃联邦社会主义共和国的功勋科学家和工程师,并于1943年因其罗盘理论方面的工作而被授予国家奖,并被授予“社会主义劳动英雄”称号。

克雷洛夫在将数学应用于造船方面取得了许多数学进展。在流体动力学方面,在许多进展中,他对浅水中船舶运动理论做出了重大贡献。1904年,他构造了一个机械积分器来求解常微分方程,是俄罗斯第一个制造这种仪器的人。他在1905年的一篇论文中改进了约瑟夫·傅里叶求解边值问题的方法,并给出了许多应用[1]:-

在利用数学和力学发展他的船舶理论的同时,克雷洛夫也改进了这两个学科的方法。在一篇关于固定截面枢轴的受迫振动(1905年)的论文中,他提出了对约瑟夫·傅里叶求解边值问题方法的原创性发展,指出其适用于一系列重要问题:例如,蒸汽驱动机器指示器的理论、仪器管道中气体压力的测量,以及末端带有飞轮的滚子的扭转振动。

他在1912年的一篇论文中研究了Fourier series的收敛加速,并在1917年发表的一篇论文中研究微分方程的近似解。

1931年,他找到了一种求解确定机械系统振动频率的久期方程的新方法,该方法优于约瑟夫·拉格朗日皮埃尔·西蒙·拉普拉斯卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比于尔班·勒维耶的方法。这篇论文On the numerical solution of the equation by which, in technical matters, frequencies of small oscillations of material systems are determined涉及特征值问题。克雷洛夫在论文中写道(例如见[6]):-

显然,如果对于k = 2和k = 3,容易组成这个[久期]方程,那么对于k = 4,展开就变得繁琐,而对于k大于5的值,直接方式完全无法实现。因此,应当使用避免行列式完全展开的方法。这篇论文的目的是……以展开形式呈现组成久期方程的简单方法,此后,其求解,即其根的数值计算,不会有任何困难。在我们描述这些方法之前,最好稍微回顾一下,考虑这些方法的最初创造者,约瑟夫·拉格朗日皮埃尔·西蒙·拉普拉斯,以及后来像于尔班·勒维耶这样伟大的天文学家和像卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比这样伟大的数学家是如何进行的……

这种对数学和力学历史的明显兴趣以多种方式体现在克雷洛夫的工作中[1]:-

克雷洛夫的实际兴趣与对十七、十八和十九世纪经典数学和力学思想与方法的深刻理解相结合;在艾萨克·牛顿莱昂哈德·欧拉卡尔·弗里德里希·高斯的世界中,他找到了适用于解决当代问题的被遗忘的方法。

事实上,克雷洛夫于1915年出版了艾萨克·牛顿Philosophiae Naturalis Principia Mathematica的第一个从拉丁文翻译的俄译本。在克雷洛夫生前出版了三版,然后1989年出版了第三版的影印本。1933年10月5日,克雷洛夫在莫斯科苏联科学院举行的纪念莱昂哈德·欧拉逝世150周年的庆祝活动上发表了演讲。这篇演讲于1935年出版,演讲的保加利亚文译本于1983年出版,以纪念莱昂哈德·欧拉逝世200周年。

最后,让我们提及克雷洛夫出版的一些经典教材。Lectures on Approximate Calculations的第一版于1911年问世,第二版于1932年,第三版于1935年,第四版收入克雷洛夫的全集。On Some Differential Equations of Mathematical Physics Having Application to Technical Problems的第一版于1913年问世,第二版于1932年,第四版于1948年作为克雷洛夫全集的一部分出版。Vibration of ships于1936年首次出版,作为技术学校的造船学教科书。1943年,他出版了 Thoughts and materials on teaching mechanics. 。他在此书中提出的教学思想在[18]中有详细讨论。

克雷洛夫娶了Elisaveta Dmitrievna Dranitsyna;他们的女儿Anna后来嫁给了著名物理学家Pyotr Leonidovich Kapitsa,成为Anna Kapitsa,后者因在磁学和低温物理学方面的研究于1978年获得诺贝尔物理学奖。克雷洛夫在列宁格勒(现圣彼得堡)去世,葬于沃尔科沃公墓。

参考文献

正文里的方括号编号指向这里,悬停即可直接看到条目。书目保留原文——译了书名反而查不到文献。

延伸资源

原站列出的延伸阅读与外部数据库,照原样保留,目标多为英文页面。

相关专题

原站的交叉引用。指向本站已镜像专题的留在站内,其余仍指回原站。