Келлер, Джозеф
Джозеф Бишоп Келлер (англ. Joseph Bishop Keller; 31 июля 1923[1], Патерсон, Нью-Джерси, США[3] — 7 сентября 2016[1], Пало-Алто, Санта-Клара, Калифорния, США[1]) — американский математик, специализировавшийся в сфере прикладной математики. Наиболее известен своей работой о геометрической теории дифракции[4]. Член Национальной академии наук США и иностранный член Лондонского королевского общества.
Общие сведения
| Джозеф Бишоп Келлер | |
|---|---|
| англ. Joseph Bishop Keller | |
| Имя при рождении | англ. Joseph Bishop Keller[1] |
| Дата рождения | 31 июля 1923[1] |
| Место рождения | Патерсон, Нью-Джерси, США |
| Дата смерти | 7 сентября 2016[1] (93 года) |
| Место смерти | |
| Страна | |
| Научная сфера | математика |
| Место работы | Нью-Йоркский университет, Стэнфордский университет |
| Образование | |
| Научный руководитель | Рихард Курант |
| Ученики | Джордж Папаниколау |
| Известен как | автор геометрической теории дифракции, соавтор метода Эйнштейна — Бриллюэна — Келлера, индекс Келлера — Маслова, формула Келлера — Рубинова |
| Награды и премии |
 Национальная научная медаль США (1988)  Премия Вольфа (1997) |
Образование и работа
Родился в Патерсоне, учился в школе Eastside High School (Paterson, New Jersey), где был членом команды по математике[5]. После получения в 1943 г. степени бакалавра в Нью-Йоркском университете получил там же в 1948 году степень PhD под руководством Рихарда Куранта. Был профессором математики в Курантовском институте математических наук Нью-Йоркского университета до 1979 года, при этом с 1967 по 1979 год являлся директором Отдела распространения волн и прикладной математики[6][7]. Затем работал профессором математики и машиностроения в Стэнфордском университете до 1993 года, когда стал эмеритом. В 1944—1945 годах работал в Отделе военных исследований Колумбийского университета, где занимался разработкой сонаров и исследованиями подводных взрывов[8][9].
Исследования
Работал над применением математики к проблемам в области науки и техники, таким как распространение волн.
За глубокий и новаторский вклад, в частности, в изучение распространения электромагнитных, оптических и упругих волн, а также в гидромеханику, механику твёрдого деформируемого тела, квантовую и статистическую механику Келлер был удостоен премии Вольфа.
Геометрическая теория дифракции
Джозеф Бишоп Келлер разработал геометрическую теорию дифракции (ГТД), которая является важным расширением геометрической оптики. Для систематического описания распространения высокочастотных волн он ввёл понятие «дифрагированных лучей». Теория определяет пути распространения таких лучей и поведение сигналов при встрече с препятствиями или неоднородностями среды[10]. В частности, ГТД впервые дала систематическое описание распространения волн вокруг краёв и углов препятствий[11].
Квантовая механика
Келлер внёс вклад в метод Эйнштейна — Бриллюэна — Келлера для вычисления собственных значений в квантово-механических системах[12].
Гидромеханика и механика сплошных сред
В области гидромеханики Келлер внёс вклад в теорию поверхностных и корабельных волн. Он разработал лучевую теорию, позволяющую получать информацию о волнах от широких кораблей на относительно малых скоростях, и решил задачу для тонкого корабля, обосновав, что волновые лучи не проникают сквозь поверхность судна.
Статистическая механика
Келлер внёс фундаментальный вклад в статистическую механику и математическое описание распространения волн в случайных средах. Для анализа таких сред он разработал метод сглаживания, применяемый к задачам с малыми флуктуациями амплитуды, и метод многих масштабов для сред с быстро меняющимися коэффициентами[13]. В 1964 году учёный вывел усреднённое волновое уравнение для ансамблевого среднего поля. Из него следует дисперсионное соотношение Келлера, которое показывает, что когерентная волна в случайной среде распространяется медленнее, чем в однородной, и экспоненциально затухает из-за некогерентного рассеяния на неоднородностях[14]. Кроме того, Келлер внёс вклад в теорию гомогенизации, предложив систематический способ замены флуктуирующих параметров среды на эффективные усреднённые коэффициенты для описания макроскопического поведения материалов[13].
Математика повседневности
Келлер известен своими исследованиями в области «математики повседневности». К его популярным работам относятся изучение того, как двигаются дождевые черви и как образуются волны от взрывов атомных бомб[15]. Учёный дважды становился лауреатом Шнобелевской премии: в 1999 году — за разработку чайника с носиком, который не капает, а в 2012 году — за исследование сил, которые формируют и заставляют раскачиваться при беге волосы, собранные в «конский хвост»[15].
Общественная деятельность
В 1992 году подписал «Предупреждение человечеству».
Награды и звания
- 1976, 1977 — Lester R. Ford Award
- 1977 — Лекция Гиббса[16][17]
- 1979 — Премия Теодора фон Кармана[16]
- 1983 — Лекция Джона фон Неймана[16]
- 1981 — Медаль Эрингена
- 1984 — Медаль Тимошенко
- 1988 — Национальная научная медаль США в номинации «Математика, статистика и компьютерные науки», «For his outstanding contribution to the geometrical theory of diffraction. This is a major extension of geometrical optics which succeeds, after many centuries, in adding the physics of diffraction to the simple ray concepts of optics and of other wave motions»
- 1995 — NAS Award in Applied Mathematics and Numerical Analysis[16]
- 1996 — Премия Неммерса по математике, «For distinguished work in applied mathematics, solving problems of wave propagation, mathematical modeling, and analysis of physical phenomena»
- 1997 — Премия Вольфа по математике, «За его новаторский вклад, в частности, в теорию распространения электромагнитных, световых, звуковых волн, а также в механику жидкостей, твердых тел, квантовую и статистическую механику»
- 2007 — Lagrange Prize[16]
- 1999 — Шнобелевская премия за разработку не капающего чайника
- 2012 — Шнобелевская премия за исследование формы конского хвоста[18]
Семья
Был женат на Эвелин Фокс (в браке с 1963 по 1976 год) и Элис Сигерс Уиттмор[17][15]. Дети: Джеффри М. Келлер и Сара Н. Келлер[15].
Брат Джозефа Б. Келлера, Герберт Б. Келлер — тоже математик, занимавшийся вычислительными метолдами, вычислительной математикой, теорией бифуркаций, путями следования и гомотопическими методами, а также вычислительной гидродинамикой. Работал профессором Калифорнийского технологического института. Оба брата внесли вклад в изучение электромагнетизма и в гидродинамику.
Примечания
Дополнительно по теме
| |
