В'язовська Марина Сергіївна: Загадка двадцятичотирьохвимірного простору

Авторка есе: Анна Бросаліна

Якось Йоганн Кеплер, спілкуючись з математиком Волтером Релі, почув так звану задачу про найщільніше пакування куль. Волтер Релі був помічником британського лицаря, який прославився нападами на іспанський флот. Тож не дивно, що у Релі виникли запитання на кшталт: “Як дізнатися, скільки ядер у купі в трюмі корабля, не рахуючи їх? Як помістити в трюм найбільшу їх кількість?”. Так, власне, і виникла задача найщільнішого пакування куль. Над цією задачею математики працюють із 1611 року, коли Йоганн Кеплер зробив припущення, що найлегший спосіб упакувати кулі в тривимірному просторі – це піраміда. Та знадобилося цілих 405 років для того, щоб хтось вирішив цю задачу для більш ніж трьох вимірів. Це зробила Марина В’язовська.

Марина В’язовська – математикиня, кандидатка фізико-математичних наук, докторка природничих наук. Їй ще з дитинства подобались своєю чіткістю алгебра і геометрія. У них, за словами Марини, можна все перевірити самостійно, чого не можна було зробити з багатьма іншими предметами. Далі азарт у вивченні точних наук тільки зростав, адже в них є стільки всього, що можна дослідити! Тож врешті-решт Марина стала в цілій династії хіміків обрала своєю професією математику.

У 2016 році стало відомо про те, що Марині В’язовській вдалося розв’язати задачу найщільнішого пакування куль не для одного простору, що має більш ніж три виміри, а одразу для двох таких. На цю роботу вона витратила два роки. Іноді їй здавалося, що це безнадійно і нічого не вийде, але Марина не піддалася сумнівам, адже, як і будь-яка дослідниця, прагнула відповідей. Перший розв’язок для восьмивимірного простору науковиця зробила повністю самостійно, а другий для двадцятичотирьохвимірного, у співпраці з іншими математиками. Обидва вирішення вражали своєю красою. Розв’язання задачі для восьмивимірного простору – стаття на 22 сторінки, для двадцятичотирьохвимірного – на 12. У порівнянні з 300 сторінками, які були написані для тривимірного, її рішення виглядає неймовірно лаконічно і красиво. 

У середині минулого століття вчені зрозуміли, що теорія передачі інформації тісно пов’язана з задачею про найщільніше пакування куль. Адже саме завдяки розв’язку цієї задачі можна знайти спотворений сигнал. Передаючи інформацію, ми збираємо кодові слова, і їх треба “упакувати” на достатній відстані між собою. Це запропонована Шенноном в 1950-х модель, яка поєднує пакування куль із теорією кодування. Двадцятичотирьохвимірне пакування застосовують, наприклад, у коді для космічного апарату “Вояджер”. Сигнал, який він надсилає на Землю, розбивається на 24 частини, і завдяки вирішенню задачі про пакування куль можна знайти неправильну частину сигналу і виправити її, якщо вона з’являється.

Марина В’язовська – неймовірно крута науковиця, вона не тільки розв’язала задачу, яку не могли розв’язати 405 років, а й зробила це, на думку своїх колег, “приголомшливо просто”. Марина є чудовим прикладом того, що не можна здаватися, навіть якщо все виглядає безнадійно. Бо наполеглива праця і жага до досліджень завжди веде до перемоги.

Марина В’язовська – видатна українська і німецька науковиця, яка зробила неймовірний вклад в математику. За відкриття світового рівня у 2016 році Марина отримала “Премію Салема” – одну з найпрестижніших премій у галузі математики. Найцікавіше те, що вона ніколи не думала про практичне застосування своїх розв’язків та про те, що її робота стане настільки відомою. Марина просто любила математику і займалася справою, яка їй до душі.

Автор портрету: Сергій Майдуков