Olga Ladyzhenskaya: 3 Innovationer, der skylder en gæld til hendes glans

Den græske filosof Pythagoras udgjorde sætningen, "tallene hersker universet", og tusindvis af år senere er Olga Ladyzhenskaya et skinnende eksempel på den visdom. På trods af at være sortlistet fra Leningrad State University, gik den trodsige russiske matematiker til en fantastisk akademisk karriere, hvis indflydelse kan ses i alt fra videospil til vejrudsigter. Google mindede på torsdag, hvad der ville have været Ladyzhenskaya's 97-års fødselsdag med en front-page Doodle.

Ladyzhenskaya er kendt for hendes arbejde med væskedynamik, et studieområde, der tog hovedparten af ​​sin tid i gang i 1961. Specielt ved at bruge et sæt 19. århundrede ligninger kendt som Navier-Stokes ligningerne, Ladyzhenskaya's udgivne arbejde var i stand til at destillere bevægelse af viskøse væsker ned til en håndfuld variabler. Dette arbejde gjorde forudsætningen for flydende stoffer, et gennembrud, der fortsatte med at tillade forskere, ingeniører og endda videospildesignere at modellere og genskabe bevægelsen forskellige typer væsker.

"Problemerne tættest på hendes hjerte … har altid været ligningerne i hydrodynamikken, især Navier-Stokes ligningerne, som hun har lavet dybe og varige bidrag til", skrev den tyske matematiker Michael Struwe i en fortælling om hendes præstationer.

Væskens bevægelse kan ikke virke som en vild praktisk opdagelse, men Ladyzhenskayas gennembrud i udviklingen af ​​Navier-Stokes-ligninger førte til en række opfindelser, som stadig er for givet i dag.

3. Vejrforudsigelse

Hver gang du husker at gribe den paraply på vej ud af døren, skylder du en lille gæld til Ladyzhenskaya.Du kender disse vejrssegmenter, de løber på nyhederne, der skildrer skypatroner ved hjælp af hvirvlende masser af grønne, gule og røde klumper, der svæver over jorden? Den allestedsnærværende vejrgrafik, der ses på tv eller online, drives alle sammen ved hjælp af en række væskedynamiske ligninger, hvoraf mange blev fremskaffet af Ladyzhenskaya.

Computerforskere og software ingeniører kode disse ligninger for konstant at spytte ud nye tal baseret på data, der leveres til dem via satellitter, vejrballoner og data indsamlet fra meteorologiske jordstationer. Mens moderne teknologi som en forstørret virkelighed har givet os alle nye måder at visualisere fremtidige vejrmønstre på, er det stadig takket være vores forståelse af væskedynamik, at disse innovative tilgange er endda mulige.

2. Kardiovaskulær modellering

Udover at hjælpe os med at forstå verden rundt omkring os, har Navier-Stokes ligningerne fået forskere bedre at forstå en ond væske inde i ethvert menneske: blod.

At kunne modellere, hvordan blodet strømmer gennem vores arterier, hjertet og vores krops mange sprækker er afgørende for at hjælpe os til bedre at forstå hjerte-kar-sygdomme, som var den største dødsårsag i USA i 2017 ifølge Centers for Disease Control.

Der har været flere forskningsdokumenter, nogle af dem offentliggjort så nyligt som 2017, der foreslår at bruge Navier-Stokes ligninger til at genskabe blodgennemstrømning i menneskekroppen. Omkring 16 år efter Ladyzhenskayas død bliver hendes arbejde stadig brugt som grundlag for banebrydende videnskab.

1. Væsker i videospil

Den sene matematiker har endda haft indflydelse på virtuelle verdener. Vandet i visse videospil eller 3D-renderede animationer kan genskabes ved hjælp af Navier-Stokes ligninger, med nogle mindre tweaks.

Teknikken blev først patenteret af computerforskere ved University of Central Florida i 1996 og senere genoprettet af forskere ved University of Toronto. Begge undersøgelser forklarede, hvordan man løser de todimensionelle Navier-Stokes ligninger og derefter genkort deres resultater for at oversætte dem til 3D. Dette gjorde det muligt for dynamisk udseende digitale oceaner og søer uden at kræve meget computerkraft.

"Metoden opnår realistisk real-time væskeanimation ved at løse væskens fysiske styrende love, men undgå den omfattende 3D-væskedynamikberegning", skriver UCF-teamet.

Ladyzhenskayas indflydelse har endda flyttet forbi den fysiske verden.