Главная arrow Персоны arrow Алексей Ляпунов
Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Алексей Ляпунов Печать

Алексей Ляпунов
Диапазон научных интересов члена-корреспондента Академии наук Алексея Андреевича Ляпунова был необычайно широк, а сферы их приложения разнообразны. Основные направления его исследований — математическая логика, теория множеств, кибернетика, программирование, математическая лингвистика, машинный перевод. А. А. Ляпунову принадлежит разработка управляющих (кибернетических) систем, строгое определение которых было сформулировано им вместе с его учеником С. В. Яблонским. С 1954 по 1964 годы А. А. Ляпунов в Московском университете вел семинар по кибернетике, который объединял ученых и специалистов, работавших по данной проблеме.

В июле 50-х годов А. А. Ляпунов разработал первые учебные курсы по программированию, а в 1952/53 учебном году он прочитал студентам МГУ первый курс под названием "Принцип программирования" (до появления АЛ ГОЛ а).

В 1953 году он создал операторный метод, одну из первых в мире нотаций языков программирования — аппарат описания алгоритмов (язык логических схем).

Заслуги А. А. Ляпунова в области кибернетики и программирования настолько велики, что период с середины 50-х годов до середины 60-х годов XX века часто называют "ляпуновским" периодом.

Он родился в Москве 7 октября 1911 года. Его отец, Андрей Николаевич Ляпунов, получил математическое образование, он учился в Московском университете, а также в Гейдельберге и Геттингене. Затем отец Ляпунова работал в Путейском ведомстве, а после 1917 года был сотрудником Института биофизики Народного Комиссариата здравоохранения. Мать Алексея Андреевича Елена Васильевна Ляпунова была широко образованным человеком и посвятила свою жизнь воспитанию детей, которых в семье Ляпуновых было семь.

Семья Алексея Андреевича принадлежала к известному роду Ляпуновых, в котором были и знаменитые ученые (А. М. Ляпунов — выдающийся математик, М. В. Ляпунов — астроном, Б. М. Ляпунов — славист и др.), и известные деятели русской культуры (композитор С. М. Ляпунов). Ляпуновы имели родственные связи с семьями выдающихся русских ученых — И. М. Сеченова, А. Н. Крылова, П. Л. Капицы и др.

Общение с детских лет с высокообразованными людьми рано пробудило у Алексея Ляпунова интерес и к искусству, и к различным наукам. Его увлекали астрономия, минералогия, биология, архитектура и живопись.

В 1928 году А. А. Ляпунов закончил среднюю школу и поступил в Московский университет. В 30-х годах он был учеником и сотрудником известного физика академика П. П. Лазарева, а с 1932 года находился под влиянием академика Н. Н. Лузина, возглавлявшего в те годы Московскую математическую школу. Под руководством Н. Н. Лузина он получает первый математический результат в области дескриптивной теории множеств. Дескриптивная теория множеств становится и до конца жизни остается одним из основных направлений его научной деятельности. С 1934 по 1942 год А. А. Ляпунов был младшим, а затем старшим научным сотрудником Математического института им. В. А. Стеклова, где в 1939 году он защитил кандидатскую диссертацию на тему "Об униформизации аналитических дополнений".

Будучи сотрудником П. П. Лазарева, Алексей Ляпунов интересовался проблемами применения математических методов к естественным наукам. В 1938 году он опубликовал совместно с Ю. Я. Керкисом результаты статистической обработки генетических экспериментов. Инициаторами этой работы были академики Н. И. Вавилов и А. Н. Колмогоров. В предвоенные годы Алексей Андреевич занимается теорией вероятностей и ее приложениями. Из работ этого периода следует отметить опубликованное в 1942 году исследование "О выборе из конечного числа конкурирующих гипотез". Ценность Этой работы была понята значительно позднее (в настоящее время она используется в математической статистике, вероятностных методах распознавания образов и т. д.), примерно в то же время (1939 год) он начинает свою Педагогическую работу в качестве доцента Педагогического института.

В 1942 году А. А. Ляпунов призывается на военную службу и направляется в пехотное училище, которое заканчивает в 1943 году. С 1943 по 1945 год он в должности командира топографического взвода в артиллерии принимает участие в боях на 4-м Украинском, 3-м Белорусском и 1-м Прибалтийском фронтах.

Находясь на фронте, А. А. Ляпунов не прекращал математические исследования. Здесь он занимался вопросами, связанными с точностью артиллерийской стрельбы, и примечательно, что для их решения он широко привлекал аппарат математической статистики.

В марте 1945 года Алексей был отозван из действующей армии для преподавательской работы в Артиллерийской академии им. Ф. Э. Дзержинского, где проработал до 1952 года. Одновременно А. А. Ляпунов выполняет серьезные работы по математике, что позволило ему в 1949 году успешно защитить докторскую диссертацию.

В течение 1949—1951 годов А. А. Ляпунов работал в Геофизическом институте АН СССР, где проводил исследования по прогнозированию землетрясений и обработке гравитационных наблюдений. С 1951 года он работал в Математическом институте АН СССР им. В. А. Стеклова, а с 1953 года — в Институте прикладной математики, возглавляя в этих институтах работы по программированию. Он одним из первых оценил возможность цифровых машин для решения задач невычислительного характера. В Математическом институте А. А. Ляпунов организовал семинар, сразу привлекший к себе внимание, а с осени 1952 года он стал работать на механико-математическом факультете МГУ в качестве профессора кафедры вычислительной математики, где организовал семинар по программированию.

В 1953 году А. А. Ляпунов создает операторный метод в программировании, с которого ведет начало теоретическое программирование. В основе операторного метода лежит аппарат логических схем, который включает основные формализмы, описывающие алгоритмы.

Аппарат (язык) логических схем программ, предложенный А. А. Ляпуновым, вырос из блок-схемного описания программы, применявшегося в то время в практике программирования. Блок-схемное описание предписывало перед программированием алгоритма деление его на части — блоки с установлением связей между ними. Однако понятие самого блока было расплывчатым, а поэтому и не могли быть четко описаны ни правила выделения блоков, ни правила соединения блоков в схему. Аппарат логических схем был с самого начала нацелен на устранение этих недостатков. Для него характерно предварительное и не зависящее от конкретного алгоритма выделение частей, из которых составляются алгоритмы программирования — это выделение осуществляется по признаку функциональной нагрузки, которую несет та или иная часть алгоритма. Так появились понятие оператора (термин "оператор" введен Ляпуновым), осуществляющего акт обработки информации, и понятие логического условия, которое осуществляет акт проверки информации, чтобы определить порядок выполнения операторов. Логическая схема, описывающая алгоритм, "представляет собой строку из операторов и логических условий, называемых членами схемы. После каждого логического условия начинается стрелка, оканчивающаяся либо перед одним из членов схемы, либо в конце строки".

Операторный метод лег в основу многих учебников и учебных пособий по программированию, выпущенных в 50-е годы. Особенно велика роль операторного метода в становлении программирования как науки.

Формальные определения программирования как науки были даны А. А. Ляпуновым в его статье "К алгебраической трактовке программирования", написанной позже. В ней он рассматривает формализмы программирования на "теоретико-множественной базе". Ляпунов связывает программирование с основными направлениями современной математики, в частности с позиций общей алгебры. В статье была заложена та идейная платформа, на которой основывались дальнейшие исследования, проводившиеся учениками Алексея Андреевича — Ю. И. Яновым, А. П. Ершовым, Н. А. Криницким, Р. И. Подловченко и др.

Необходимо также отметить, что с появлением операторного метода была сформулирована проблема автоматизации программирования и, в частности, задача построения программирующей программы (в современной терминологии — "транслятор"), т. е. такой программы, которая сама будет строить программы для различных алгоритмов. Как пишет Р. И. Подловченко, "эта задача определила направление исследований в программировании более чем на десятилетия вперед. Постановка ее принадлежит Алексею Андреевичу Ляпунову и сделана им в 1953 году".

Кроме того, А. А. Ляпунову принадлежит постановка задач невычислительного характера, таких как машинный перевод и игровые задачи (шахматы, Домино) и, что удивительно — эти задачи им были поставлены еще в 1953— 1954 годах. Под его руководством в 1954 году впервые был осуществлен его Ученицей О. С. Кулагиной машинный перевод с французского языка на русский.

Важным событием в научной жизни была организация А. А. Ляпуновым в 1956 году семинара по кибернетике в МГУ, который объединил ученых различных специальностей: математиков, экономистов, биологов, лингвистов, философов, а также инженеров и военных. Он просуществовал до 1964 года и сыграл большую роль в координации исследований и формировании новых направлений.

Во второй половине 50-х годов число оригинальных исследований по кибернетике в нашей стране стало так велико, что появилась необходимость в создании специализированных изданий по кибернетике. А. А. Ляпунов стал основателем серии сборников "Проблемы кибернетики" и главным редактором. Первый сборник серии вышел в свет в 1958 году. Под редакцией А. А. Ляпунова вышло почти 30 сборников "Проблемы кибернетики". Серия получила мировую известность — она регулярно переводилась на англий-ский и немецкий языки.

В 1962 году по приглашению академика М. А. Лаврентьева А. А. Ляпунов переехал в Новосибирск и начал работать в Институте математики СО АН СССР, где с 1967 года заведовал отделом в отделении кибернетики. В Новосибирске он продолжал работать по дескриптивной теории множеств, по теоретическому программированию и развернул широкие исследования по математической биологии, в частности по таким ее проблемам, как моделирование экологических систем, популяционным явлениям, иерархичности управляющих систем в живой природе, проблемам классификации.

В 1964 году Алексей Андреевич Ляпунов был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР. Новосибирский период жизни А. А. Ляпунова в научном плане отмечен его работами философского характера, в частности осмыслением и развитием таких философских категорий, как материя, энергия и информация. Он приходит к убеждению, что "масса и энергия, с одной стороны, удовлетворяет закону сохранения, с другой — для них имеет место принцип заменяемости". Что же касается информации, то она обладает "совсем другими свойствами". Так, во-первых, по отношению к информации не имеет места закон сохранения, во-вторых, возможность размножения информации и не-восстановимость утраченной являются ее характерными особенностями, в-третьих, "информация материальна, т. е. информация всегда нуждается в материальном носителе".

Эти философские концепции отражены в ряде его публикаций, а также представлены в виде тезисов доклада на Международном конгрессе по философии, который состоялся в Болгарии, в городе Варне, в 1973 году, но, к сожалению, без участия Алексея Андреевича.

Заслуги Алексея Андреевича Ляпунова в области науки и воспитании научных кадров были отмечены многими правительственными наградами. В 1996 году одной из самых авторитетных организаций в области высоких технологий — IEEE Computer Society А. А. Ляпунов посмертно был удостоен медали "Computer Pioneer", как сказано: "For Soviet cybernetics and programming".