Вычислительная математика со времени научной революции XVI – XVIII веков стала важнейшей составляющей точных и естественных наук. Без ее методов было бы невозможно создание гелиоцентрической модели мира, открытие законов Кеплера и Ньютона и совершение многих других фундаментальных научных открытий. Проще говоря, без нее была бы невозможна современная наука. Однако будучи важнейшим инструментом научного познания, вычислительная математика сама очень долго была ограничена в своем развитии скудностью собственного инструментария. Еще в первой половине ХХ века самыми «мощными» инструментами вычислительной математики были логарифмическая линейка и арифмометр. Появление «больших ЭВМ», а затем и персональных компьютеров привело к революционному прорыву в методах и возможностях вычислительной математики.
Создание полвека назад, в 1964 году, Вычислительного центра СО АН совпало с этой «инструментальной революцией» в вычислительной математике. За прошедшие 50 лет возможности компьютерной техники возросли многократно и соответственно появились возможности решать принципиально новые задачи научного познания.
В предыдущей статье, посвященной истории создания Вычислительного Центра (ВЦ), речь шла о его первом директоре академике Гурии Ивановиче Марчуке и основных этапах развития ВЦ СО АН, который с 1997 года был переименован в Институт вычислительной математики и математической геофизики (ИВМиМГ) СО РАН. А теперь об основных направлениях научных исследований, сегодняшних достижениях и прикладных результатах работы ИВМиМГ.
Сегодня основными направлениями деятельности ИВМиМГ являются вычислительная математика, математическое моделирование и методы прикладной математики, параллельные и распределенные вычисления и информационные системы. По этим четырем направлениям работают 19 лабораторий. Институт сегодня бесспорный лидер в области численных методов решения задач математической физики (методы Монте-Карло, методы фиктивных областей и ряд других направлений) в применении к математическому моделированию прямых и обратных многодисциплинарных задач геофизики, задач физики атмосферы, океана и окружающей среды. Говоря об объектах исследований института, можно вспомнить известное выражение «на земле, в небесах и на море», хотя все же наиболее приоритетными оказываются исследования Земли, об этом свидетельствует и название института. Это связано, в том числе, и с решением прикладных задач, ведь значительную часть своего национального богатства Россия, как пелось в известной песне, сегодня «берет из-под земли».
На базе института действует Центр коллективного пользования Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН. Его основными задачами являются: бесперебойное обеспечение сотрудников научных институтов СО РАН и университетов Сибири современными вычислительными средствами для работ по математическому моделированию в фундаментальных и прикладных исследованиях механики, физики, химии, геологии, биологии и других дисциплин; организация обучения методам параллельных вычислений на суперкомпьютерах; взаимодействие с другими суперкомпьютерными центрами СО РАН, Москвы, других городов России и зарубежных стран, совместная разработка технологий распределенных вычислений. В настоящее время суммарная производительность многопроцессорных кластеров центра – около 115 Терафлопс.
Если говорить о кадровом составе, то сегодня в штате ИВМиМГ более 300 сотрудников, из них – 49 докторов наук, в том числе 4 члена РАН и 89 кандидатов наук. Как известно, одним из критериев эффективности работы любого научного института является количество и качество научных публикаций. Институт в этом плане выглядит очень достойно.
Если говорить об исследовательской работе, то в настоящее время в институте реализуется девять базовых проектов фундаментальных научных исследований, 18 интеграционных проектов СО РАН, 27 проектов по программам Президиума РАН и ОМН РАН, больше 40 инициативных проектов РФФИ, 2 проекта Российского научного фонда, гранты Президента РФ для молодых ученых.
В институте работают две признанные во всем мире научные школы, чья деятельность поддерживается грантами Президента РФ: школа академика Б.Г. Михайленко по прямым и обратным задачам в науках о Земле, в экологии и рациональном природопользовании, математическим моделям геофизических процессов и школа члена-корреспондента Г.А. Михайлова по методам численного статистического моделирования для решения задач математической физики и индустриальной математики.
Как и все другие институты СО РАН, ИВМиМГ тесно взаимодействует с НГУ, на его базе работают четыре кафедры НГУ, также совместно с университетом создана лаборатория «Методы создания, исследования и идентификации математических моделей естествознания». А ряд сотрудников института заведуют кафедрами в других вузах Новосибирска.
И, конечно, в ИВМиМГ готовятся кадры высшей квалификации, действуют два специализированных научных совета по защитам кандидатских и докторских диссертаций.
Современная наука не может развиваться изолировано, в границах одного государства. Постоянная включенность в мировой научный процесс – это требование времени. С самого момента создания ВЦ интеграция с мировой наукой была одним из его приоритетов, тем более что речь шла о такой быстро растущей сфере познания и передовых технологий, как вычислительная математика, информационные и вычислительные технологии.
И сегодня институт активно участвует в международном научном сотрудничестве, совместно с иностранными партнерами ведутся исследования по программам INTAS, Европейской комиссии ENVIRO-RISK, Всемирного агентства планетарного мониторинга и уменьшения сейсмического риска, а также с рядом других зарубежных научных структур, организаций и университетов.
Отдельное направление интеграции в мировую науку – это издательская деятельность, которая позволяет решать и столь актуальную сейчас проблему публикаций. В ИВМиМГ выпускаются журналы «Проблемы информатики», «Сибирский журнал вычислительной математики» (англоязычная версия «Numerical Analysis and Applications»), англоязычный «Bulletin of Novosibirsk Computing Center» в трех сериях по разным специальностям. Также директор института академик Б.Г. Михайленко и сотрудники: член-корреспондент С.И. Кабанихин и профессор К.К. Сабельфельд – основатели и главные редакторы издаваемых за рубежом авторитетных международных журналов по вычислительной математике, обратным задачам и методам Монте-Карло.
От российской науки ждут и требуют практической отдачи, реального вклада в модернизацию страны. ВЦ, в силу своей специфики, всегда активно участвовал в решении практических и прикладных задач, и сегодня институт продолжает деятельность в этих направлениях. Среди них участие в работе в проектах «Национальная суперкомпьютерная технологическая платформа», «Инновационный кластер информационных и биофармацевтических технологий Новосибирской области». По результатам проведенного в 2013 году Министерством связи и массовых коммуникаций и Министерством образования и науки конкурса на создание исследовательских центров мирового уровня в области информационных технологий совместно с ИСИ СО РАН, ИМ СО РАН, ИЦиГ СО РАН, НГУ и компанией «УНИПРО» создан исследовательский центр «Наукоемкое программное обеспечение и биоинформатика». И это далеко не полный перечень исследований, имеющих прикладной характер.
И, наконец, научные конференции. Для любого академического института это необходимая форма научно-исследовательской работы и одновременно научного сотрудничества. В ИВМиМГ существует своя традиция проведения научных конференций (в том числе и международных) по вычислительной математике, математической геофизике, численным методам решения обратных и некорректных задач, параллельным вычислительным и информационным технологиям. Также проводятся ежегодные школы-семинары по параллельному программированию на суперкомпьютерах с участием известных во всем мире американских компаний «Intel» и «NVidia», производящих широкий спектр электронных устройств и компьютерных компонентов, а также наборов системной логики. Сотрудничество с такими компаниями – это свидетельство мирового признания высоких профессиональных качеств сотрудников ИВМиМГ.
И вполне естественно, что полувековой юбилей института также был ознаменован проведением международной конференции «Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики». Она проходила с 8 по 11 июня сего года, и день ее начала был приурочен ко дню рождения основателя ВЦ СО РАН академика Г.И. Марчука. Конференция под таким названием проводится уже многие годы, а название ей дал ее первый организатор – Г.И. Марчук. Данная конференция получилась очень представительной и содержательной, а ее тематика соответствовала основным направлениям научной деятельности ИВМиМГ. Объем данной статьи не позволяет более подробно остановится на этом важном и интересном мероприятии. Желающих узнать подробности отсылаем к статье ученого секретаря ИВМиМГ М.А. Марченко «Вычислительная и прикладная математика XXI века» (газета «Наука в Сибири» от 26 июня).
Подводя итог, можно сказать, что сегодня методы вычислительной математики, завоевав точные и естественные науки, все более активно используются и в познании общества, в гуманитарных науках. А один из лидеров в этой области ИВМиМГ СО РАН находится на самом переднем крае научного прогресса, ведь, как написал поэт, «Все оттенки смысла умное число передает».
Юрий Курьянов
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии