EN

Заведующий кафедрой
профессор Пытьев Юрий Петрович

Зав. кафедрой компьютерных
методов физики
профессор Ю.П.Пытьев

 

 

Кафедра образована в 1991 году приказом Ректора МГУ.

На кафедре представлены следующие научные направления:

1. Методы анализа и интерпретации эксперимента

Математические методы анализа и интерпретации эксперимента разрабатывались на кафедре под руководством проф. Пытьева Ю.П.  более 25 лет. За это время создана математическая теория измерительно-вычислительных систем (ИВС) как принципиально нового класса средств измерений. Разработанное математическое и программное обеспечение позволяет синтезировать идеальные измерительные приборы на ИВС, исследовать предельные возможности ИВС как измерительных приборов, исследовать адекватность математических моделей изучаемых объектов, процессов, явлений и т.д. Под руководством проф. Чуличкова А.И. развиваются математические методы анализа и интерпретации данных, основанные на исследовании математической модели их формирования. Методы позволяют эффективно учитывать симметрию решаемой задачи анализа и интерпретации, а также трудно формализуемые сведения о моделируемых объектах и явлениях. Результаты этих работ находят применение в микро- и нанотехологиях, в биофизике и других областях. Под руководством доц. Волкова Б.И. разрабатываются методы построения математических моделей измерительных преобразователей. Под руководством доц. Сердобольской М.Л. разрабатываются математические методы анализа эффективности различных стохастических ИВС, в том числе нелинейных.

По этой тематике опубликовано более 150 научных работ, в том числе 6 монографий, защищено более 25 кандидатских и одна докторская диссертация, получено 5 авторских свидетельств.

2. Математические методы анализа и распознавания изображений

С 1975 г. под руководством проф. Пытьева Ю.П. разрабатываются методы морфологического анализа изображений, предназначенные для решения задач классификации, обнаружения, узнавания и оценки параметров объектов реальной сцены по их изображениям, полученным при различных и неизвестных условиях регистрации. В последнее время направление получило новый импульс в связи с исследованием геологических структур по сигналам, полученным при бурении скважин, анализом структуры поверхности по изображениям микрошлифов и  др.

По этой тематике защищено более 10 кандидатских диссертаций.

3. Методы нечеткой и неопределенной нечеткой математики

С 1995 г. под руководством проф. Пытьева Ю.П. разрабатывается математическая теория возможностей как альтернатива математической теории вероятностей, позволяющая эффективно моделировать многие аспекты нечеткости, свойственной сложным физическим, техническим и социальным системам, решать задачи анализа и интерпретации измерений, прогнозирования и т.п. Под руководством проф. Чуличкова А.И. развивается теория нечетких функций. В настоящее время под руководством проф. Пытьева Ю.П. разрабатываются новые методы неопределенной нечеткой математики для моделирования объектов и явлений. Эти методы являются основой для решения задач анализа и интерпретации, позволяя, в частности, выражать отношение исследователя к используемым моделям и выводам, истинность которых, как правило, не абсолютна. Под руководством доц. Матвеевой Т.В. разрабатываются методы экспериментального построения теоретико-возможностных моделей физических объектов.

По этому направлению опубликована монография и защищены 3 кандидатские диссертации.

4. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент (компьютерное моделирование)

Под руководством с.н.с. Грачева Е.А. развиваются новые эффективные компьютерные технологии моделирования методами молекулярной динамики и Монте-Карло. Разрабатываемые модели нашли применение в исследованиях биологических объектов (фотосинтез), микро- и нанотехнологий, электронной микроскопии, медицинской (радиационной) физике и других. С 2002 г. под руководством к.ф.м.н. Плохотникова К.Э. разрабатываются общие вопросы современной научной методологии математического моделирования. Результаты этих работ используются при моделировании в биологии, физике твердого тела, физике сплошных сред, теории поля, истории, политике и психологии (психофизике).

5. Квантовая теория и вопросы мировоззрения

Под руководством д.ф.м.н. А.В. Белинского исследуются вопросы экспериментальной проверки различных интерпретаций квантовой механики, в частности, теории скрытых параметров методами квантовой оптики. Произведено обобщение теоремы Белла на случай наличия потерь и доказана достаточность экспериментальных данных для опровержения теории скрытых параметров.

Крупные научные результаты, полученные на кафедре.

  • Создана математическая теория измерительно-вычислительных систем как средств измерения и на ее основе разработаны новые и эффективные методы решения задач анализа и интерпретации измерений.
  • Создана математическая теория возможностей и разработаны основы построения теоретико-возможностных моделей физических объектов и явлений.
  • Разработано новое научное направление — математические методы морфологического анализа изображений.

Международное сотрудничество

Ведутся работы по применению новых математических методов и  компьютерных технологий в рамках контрактов с фирмами «Schlumberger», «Alcoa» и др.

Основные курсы, читаемые на кафедре

Кафедра ведет лекционные и практические занятия по программированию на 1—2 курсах и обеспечивает преподавание теории вероятностей и математической статистики на 3-м курсе физического факультета. Преподаватели кафедры читают лекции по общему курсу «Численные методы» для студентов ряда отделений физического факультета.

Специальные курсы включают в себя дополнительные главы математики (функциональный анализ, теорию меры), математические методы решения ряда задач (вычислительная геометрия и вычислительная физика, методы решения экстремальных задач и др.), методы компьютерного моделирования (компьютерная обработка изображений, нечисленные алгоритмы программирования и др.), а также ряд курсов, направленных на изучение методов, созданных на кафедре (морфологический анализ изображений, теория возможностей и ее применение, теория измерительно-вычислительных систем и др.).

Монографии и учебные пособия:

  1. Пытьев Ю.П. Возможность. Элементы теории и применения. М.: Эдиториал УРСС, 2000. 192 с.
  2. Пытьев Ю.П. Математические методы интерпретации эксперимента. М.: Высшая школа, 1989. 352 с.
  3. Пытьев Ю.П. Методы математического моделирования измерительно-вычислительных систем. М.: Наука, 2002. 384 с.
  4. Чуличков А.И. Математические модели нелинейной динамики. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2000. 296 с.
  5. Чуличков А.И. Основы теории измерительно-вычислительных систем. Тамбов, 2000. 140 с.
  6. Плохотников К.Э. Нормативная модель глобальной истории. М.: Изд-во МГУ, 1996.
  7. Плохотников К.Э. Эсхатологическая стратегическая инициатива: исторический, политический,психологический и математический комментарии. М.: Изд-во МГУ, 2001.
  8. Антонюк В.А., Задорожный С.С., Иванов А.П., Мартынов Н.Н. Программирование. Учебное пособие для студентов 1 и 2 курсов. М.: Физический факультет МГУ, 2000. 152 с.
  9. Иванов А.П., Мартынов Н.Н. MATLAB 5.x. Вычисления, визуализация, программирование. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2000. 336 с.
  10. Мартынов Н.Н. Введение в Mathlab-6. М.: Кудиц-образ, 2002. 352 с.