2014. október 20.
Alain Goriely oxfordi kutató tartott előadást a BME Alkalmazott Matematikai Napon.
Csomóelmélet, globális energiaegyensúly, pillangó-effektus és időjárás-előrejelzés, csigahéjak geometriája vagy az agysérülések fizikai törvényszerűségei – egymástól távol eső területek, amelyeket a matematikai modellezés foglalt egységes keretbe Alain Goriely oxfordi professzor, az Alkalmazott Matematikai Nap vendégének előadásában.
„A matematika a legáltalánosabb eszközünk az alaptudományok kulcskérdéseinek megértésére, de ami még lényegesebb, általa a társadalom számára fontos problémákat is jobban megközelíthetjük” – válaszolta a bme.hu kérdésére Goriely professzor, a matematikai modellezés neves szakértője, az Oxford Centre for Collaborative Applied Mathematics (OCCAM) vezetője. „Előadásomban a matematikai modellezés folyamatát mutattam be, azokat a lépéseket, amelyek egy adott tudományos probléma megfogalmazásához vezetnek a matematika nyelvén. Mi a matematikai modellezés lényege, mennyire lehet értékes, mikor ad érvényes válaszokat? Sok kutató rendszerint csak a szűkebb tudományterületére fókuszál, és nem érdeklik az általánosabban megfogalmazható törvényszerűségek, amelyek a megoldáshoz vezetnek, pedig a kvantitatív, modellező megközelítés teljesen új nézőpontot eredményezhet.”
|
Alain Goriely Brüsszelben végezte tanulmányait, majd évekig az Arizonai Egyetem (Tucson) kutatója volt. Az eredetileg fizikus képzettségű tudós neve elsősorban egyes szálas struktúrák geometriájának megértésével forrott össze. Ilyenre példa a DNS molekula, a növényi indák, a gombafonalak vagy a mesterséges objektumok, kábelek, huzalok. A kutató mutatott rá először arra az alapvető – és az óta sokak által vizsgált – jelenségre, hogy e vékony, szálas szerkezetek gyakran vesznek fel spirális alakot, illetve előfordul, hogy a spirál orientációja megváltozik. |
Goriely professzor számos oxfordi kutatási projekt vezetője is. Az „Agyban zajló szilárd-folyadék kölcsönhatások modellezése” elnevezésű projekt célja az agysérülések után és ödémák miatt fellépő nyomás hatásmechanizmusának megértése, ami segítheti a sebészeti beavatkozásokat és a gyógyítást. A „Fizikai és biológiai rendszerek növekedésének matematikai modellezése” projektben pedig máris széleskörűen használható eredmények születtek, amelyek segítségével a tumorok növekedését, a sebek gyógyulását vagy egyes élőlénycsoportok evolúcióját érthetjük meg.
"Ammoniteszek alakjának leírása geometriai evolúciós modellel"
„A múltban sok olyan izgalmas tudományos problémával kerültem szembe, amelyek egyenesen a mérnöki tudományokból, a fizikából vagy az anyagtudományokból származtak” – hangsúlyozta. „Kollégáimmal jelenleg sok olyan alapvető kérdést vizsgálunk, amelyek a mindennapi életünkre is hatással vannak, ilyen például a klímaváltozás problémaköre, de úgy látom, hogy az utóbbi időben a legtöbb és legérdekesebb kérdés a biológiából jön.”
Az OCCAM kutatócsoportjaiban a legkülönbözőbb tudományterületekről érkezett tudósok – fizikusok, klimatológusok, biológusok, orvosok, ipari szakemberek – dolgoznak együtt a matematikusokkal a különleges problémák megoldásán. „A legtöbb tudomány alkalmazhat kvantitatív módszereket, de nem várhatjuk e szakterületek kutatóitól, hogy minden kérdést matematikai módon fogalmazzanak meg: ebben segíthetjük mi őket” – vallja Goriely professzor.
Az Oxfordi Egyetem tavaly avatta fel Matematikai Intézetének új épületét, ahol az OCCAM és más csoportok kutatói a legmodernebb körülmények között dolgozhatnak. Az Intézet tudósai szoros együttműködésben tevékenykednek más egyetemi egységekkel és e mellett nagyon rugalmas nemzetközi kutatói hálózatot is működtetnek. „Az Oxfordi Egyetem döntéshozói ráébredtek, hogy érdemes az alkalmazott matematikába forrásokat fektetni, mert ez a terület – ahogyan előadásomban is kifejtettem – nem egyszerűen a matematika egy ága, hanem más tudományoknak is hatékony eszköze, új ötleteket, új szemléletet hozhat. Nem biztos, hogy minden egyetem számára követendő az oxfordi példa, de úgy tűnik, ott eléggé olcsó módját választották a különböző diszciplínák hatékonyság növelésének. Az alkalmazott matematika kapcsolódási pontokat teremt, a rá költött forrásokból más területek is profitálhatnak, a vele való együttműködés a legtöbb tudományt többé és jobbá teheti” – összegezte gondolatait Alain Goriely professzor.
|
A matematikusok a szigorú tudományos kutatások mellett időnként könnyedebb feladatokkal is találkoznak. Ilyen volt az a felkérés, amelyet az OCCAM 2010-ben kapott a Warner Bros filmstúdiótól: a Guy Ritchie által rendezett, Robert Downey Junior és Jude Law főszereplésével készült Sherlock Holmes 2 - Árnyjáték című produkció matematikai szakértőit keresték. A történet kulcsszereplője Holmes ősellensége, egy egyetemen oktató matematikus, a világuralomra törő James Moriarty professzor. A figura több Sherlock Holmes-novellában feltűnik. A „bűn Napoleonjaként” és „matematikai zseniként” jellemzik. Az egyik történetben kiderül róla, hogy könyvet írt az aszteroidák mozgásáról, de ennél sokkal több információval a szerző, Conan Doyle nem szolgált hőse tudományos eredményeiről. Alain Goriely és kollégája, Derek E. Moulton vállalta a szakértői feladatot. Megbízásuk eredetileg a Moriarty professzor szobájában lévő hatalmas táblára írandó – hiteles – egyenletek megalkotása volt, de a munka során hősük teljes matematikusi pályaképét megrajzolták. A két kutató a hitelesség kedvéért tanulmányozta a 19. század vége matematikájának történetét és összegyűjtötte azokat a műveket és problémákat, amelyek foglalkoztathatták a professzor-regényhőst. Megalkották azt a titkosírást is, amelyen a tudós cinkosaival tartotta a kapcsolatot és ördögi terveit leírta, valamint annak az előadássorozatnak a témáját, amelyet a professzor Európa nagyvárosaiban tartott. A hatalmas táblára végül felkerült minden olyan egyenlet, amely az izgalmas film – és az izgalmas tudományos korszak – szempontjából érdekes lehetett. A kutatók Sherlock Holmes kódfejtő munkájának hitelességére is ügyeltek. A két tudós munkájának (szakmai) motivációja a valódi matematika megjelenítése volt a filmvásznon. Az elkészült mozi matematikailag hiteles lett, bár e filmfeldolgozásban Sherlock Holmes kimagasló logikai képességei mellett testi erejét is gyakran latba veti a gonosz professzorral történő vetélkedése során. |
Az Alkamazott Matematika Napon elsőként mutatkoztak be a BME laboratóriumai:
CrySyS Adat- és Rendszerbiztonság Laboratórium
Domokos Gábor bemutatja a Morfológia Laboratórium speciálisan átalakított koptatógépét
Műszaki Mechanikai Labor: Utánfutó stabilitásának kísérleti vizsgálata futópadon 1:10 arányú kicsinyített modell segítségével.
Műszaki Mechanikai Labor: Gerjesztett, nagy amplitúdójú rezgéseket végző rúd nemlineáris kísérleti analízise
- HA -
Fotó: Pintér Erik