Rozvoj matematiky u nás i ve světě je nerozlučně spjat se jménem Sergeje Lvoviče Soboleva. Zásadně přispěl k této vědě a položil základ pro rozvoj nových směrů. Sergej Lvovič je právem považován za jednoho z největších matematiků 20. století. O jeho životě a vědecké činnosti povíme v článku.
Životopis
Sergey Lvovich Sobolev se narodil v Petrohradě dne 23.09.1908. Jeho otec, Lev Aleksandrovich, pracoval jako právník a účastnil se revolučního hnutí. Matka Natalya Georgievna byla v mládí také revolucionářkou a členkou RSDLP. Později získala lékařské vzdělání a pracovala v Leningradském lékařském institutu jako odborná asistentka. Sergej Lvovič ztratil otce brzy, vychovala ho matka. Vštěpovala svému synovi takové vlastnosti, jako je integrita, čestnost a odhodlání.
Od dětství se budoucí matematik vyznačoval zvědavostí. Hodně četl, měl rád různé vědy, psal poezii a hrál na klavír. V roce 1924 maturovalškolu a chtěl nastoupit na lékařskou fakultu, ale na univerzitu je tehdy přijali až od sedmnácti let a jemu bylo šestnáct. Mladý muž proto šel studovat do Státního uměleckého studia, klavírní třídu. O rok později nastoupil na Fyzikálně-matematickou fakultu Leningradské státní univerzity a zároveň pokračoval ve studiu výtvarného ateliéru. Během studia na univerzitě poslouchal přednášky takových profesorů jako Vladimir Ivanovič Smirnov, Nikolaj Maksimovič Gunther, Grigorij Michajlovič Fikhtengolts. Měli velký vliv na vývoj Soboleva jako vědce.
Univerzitní program už zvídavého studenta neuspokojoval a studoval odbornou literaturu. Vysokoškolská praxe probíhala v osidlovací kanceláři leningradského závodu „Elektrosila“. Tam Sergej Lvovič vyřešil svůj první důležitý problém - vysvětlil, proč se u hřídelů s nedostatečnou průřezovou symetrií objevuje nová frekvence přirozených vibrací.
Začátek vědecké činnosti
V roce 1929 Sobolev vystudoval střední školu a dostal práci v Seismologickém institutu Akademie věd SSSR, který vedl Vladimir Ivanovič Smirnov. Pracoval v teoretickém oddělení, kde mohl provést několik hlubokých vědeckých studií. Spolu se Smirnovem vyvinul metodu funkčně invariantních řešení a následně ji aplikoval na řešení dynamických problémů v teorii pružnosti. Tato technika tvořila základ teorie šíření elastických vln. Kromě toho Sergej Lvovič vyřešil slavný Lambův problém a vytvořil rigorózní teorii Rayleighových povrchových vln.
V roce 1932Sobolev začal pracovat na Matematickém institutu Steklova (MIAN), v oddělení diferenciálních rovnic. O rok později byl zvolen členem korespondentem Akademie věd SSSR za vynikající výsledky v oblasti matematiky.
Moskevské období
V roce 1934 se Sergej Lvovič Sobolev spolu s Matematickým institutem přestěhoval do Moskvy a byl jmenován vedoucím katedry. Během tohoto období se vědec zabýval funkcionální analýzou a studiem teorie parciálních diferenciálních rovnic. Metody a myšlenky navržené v těchto pracích se následně staly součástí zlatého fondu světové vědy a byly dále rozvíjeny v dílech mnoha domácích i zahraničních matematiků.
Ve stejném roce na Všesvazovém kongresu v Leningradu Sobolev předložil řadu zpráv o teorii parciálních diferenciálních rovnic, ve kterých poprvé podrobně nastínil základy konceptu „ zobecněné funkce“. V následujících letech se matematik vyvíjel tímto směrem. Na základě zobecněné derivace studoval a zaváděl nové funkční prostory, které se v literatuře nazývaly „Sobolevovy prostory“. Metody a myšlenky vědce byly vyvinuty ve výpočetní matematice, rovnicích matematické fyziky a diferenciálních rovnicích.
V roce 1939, ve věku třiceti let, se Sergej Lvovič stal řádným členem Akademie věd SSSR. Po mnoho let zůstal nejmladším sovětským akademikem.
Válečná a poválečná léta
Na začátku druhé světové války byl Sobolev jmenován ředitelem Matematického ústavu Steklov. univerzitabyl evakuován do Kazaně a navzdory obtížným podmínkám tam vědec dokázal zorganizovat aplikovaný výzkum. V roce 1943 byl MIAN vrácen do Moskvy a Sergej Lvovič odešel pracovat do Kurchatovova institutu, kde se zabýval výzkumem v oblasti atomové energie a atomové bomby. Brzy získal matematik místo prvního zástupce ředitele a předsedy akademické rady.
V letech 1945-1948. v atmosféře hlubokého tajemství vytvořil Sobolev spolu s dalšími vědci atomový štít země. Byl postaven před aplikované matematické problémy, které vyžadovaly velké úsilí: bylo nutné vypočítat, předvídat a optimalizovat ty nejsložitější procesy, které nebyly nikdy předtím studovány. Díky obrovské práci a mimořádné matematické intuici se Sergeji Lvovichovi podařilo zvládnout práci v daném časovém rámci. Podle vzpomínek vědcovy manželky v té době často jezdil na dlouhé služební cesty a nebyl celé měsíce doma.
Hlavní kniha
Během let práce v Kurchatovově institutu byl Sobolev schopen připravit k vydání hlavní vědecké dílo svého života – knihu nazvanou „Některé aplikace funkcionální analýzy v matematické fyzice“. V této práci Sergej L'vovich systematicky vykládal teorii funkčních prostorů, která hrála výjimečnou roli při formování názorů moderních matematiků. Kniha se stala pracovní plochou pro zástupce různých vědeckých oborů, byla přeložena do různých jazyků. Třikrát přetištěno u nás a dvakrát v Americe.
Koncepty zobecněného řešení azobecněná derivace se stala základem nového směru výzkumu, který se stal známým jako „teorie Sobolevových prostorů“.
Práce na Moskevské státní univerzitě
V roce 1952 nabídl sovětský matematik Alexej Andrejevič Ljapunov Sergeji Lvovičovi práci na Fakultě mechaniky a matematiky Moskevské státní univerzity jako profesor na katedře výpočetní matematiky, která vznikla o tři roky dříve. Sobolev souhlasil a brzy se stal vedoucím oddělení. Tuto pozici zastával v letech 1952 až 1958 a během této doby společně s Ljapunovem aktivně prokázal důležitý účel kybernetiky.
V roce 1955 inicioval akademik na katedře vytvoření počítačového centra. Jejím ředitelem byl jmenován profesor Ivan Semjonovič Berezin. Během krátké doby se centrum stalo jedním z nejvýkonnějších v zemi: v prvních letech své existence přesáhl jeho výpočetní výkon deset procent výpočetního výkonu všech počítačů, které byly tehdy dostupné v Sovětském svazu.
Sibiřské období
V roce 1956 navrhl Sergej Lvovič Sobolev a několik dalších akademiků vytvoření vědeckých center na východě země. O rok později bylo rozhodnuto o vytvoření Sibiřské pobočky Akademie věd SSSR jako součásti řady výzkumných ústavů, včetně Novosibirského ústavu matematiky. Sobolev byl jmenován ředitelem tohoto ústavu. V roce 1958 opustil Fakultu mechaniky a matematiky Moskevské státní univerzity a odešel do Novosibirsku. Na otázku, co ho přimělo odejít na Sibiř, což v podstatě bylozatímco vědecká panna Sergej Lvovič odpověděl: „Touha začít něco nového a žít několik životů.“
V Ústavu matematiky se vědec pokusil představit všechny nejdůležitější moderní vědecké směry. Výzkum zde probíhal v logistice, algebře, geometrii, výpočetní matematice, teoretické kybernetice, funkcionální analýze a diferenciálních rovnicích. Výzkumný ústav se v nejkratším možném čase stal významným vědeckým centrem známým po celém světě. Dnes nese Matematický ústav SB RAS jméno Sobolev a je co do počtu zaměstnanců největším výzkumným ústavem v Rusku v oblasti matematiky.
V Novosibirsku začal Sergej Lvovič studovat kubatorové vzorce a vytvořil svou vlastní teorii, v níž navrhl radikálně nový přístup k numerické kvadratuře pomocí metod zobecněných funkcí.
Ocenění a tituly
V roce 1984 se akademik vrátil do hlavního města a pokračoval v práci na Steklovově ústavu. Byl vynikajícím učitelem a vychoval si galaxii následovníků. Brilantní veřejná a vědecká činnost matematika předurčila nejen jeho velkou prestiž u nás, ale dočkala se i mezinárodního uznání. Sobolev byl čestným členem Americké matematické společnosti a mnoha světových univerzit, byl zahraničním členem Akademie věd ve Francii, Berlíně, Římě.
Zásluhy vědce jsou poznamenány mnoha státními vyznamenáními. Sergej Lvovič Sobolev byl vyznamenán sedmi Leninovými řády, Řádem rudého praporu a Řádem Říjnové revoluce, čestným odznakem. Měl titul Hrdina socialistické práce. bylmajitel Stalinových cen a Státní ceny SSSR. V roce 1977 udělila Akademie věd Československa akademikovi zlatou medaili „Za zásluhy o lidstvo a vědu“. V roce 1988 mu byla udělena Lomonosovova zlatá medaile za vynikající vědecké úspěchy.
Soukromý život
Sobolev měl přátelskou a velkou rodinu: jeho žena Ariadna Dmitrievna, doktorka lékařských věd, a sedm dětí, z nichž pět se stalo kandidáty věd. Podle nejstarší dcery matematičky Svetlany jeho otec často četl svým dětem Puškina, Achmatova, Mayakovského, Bloka, Pasternaka. Nikdy netlačil na své dcery a syny, vždy pomáhal své ženě, vedl skromný pracovní život. Celá rodina Sobolevových se vydala na túry na Kavkaz a Krym, během kterých Sergej Lvovič vyprávěl dětem hodně o přírodních a vědeckých jevech. Světlana si vzpomněla, že když byla v páté třídě, její otec jí vyprávěl teorii relativity a dívka všemu v jeho příběhu rozuměla.
Paměť
Sergej Lvovič Sobolev zemřel v Moskvě dne 01.03.1989 ve věku osmdesáti let. Odpočinek na hřbitově Novodevichy v hlavním městě.
Na počest akademika byla na budově Matematického ústavu v Novosibirsku instalována pamětní deska. Po něm je pojmenována také jedna z poslucháren Novosibirské státní univerzity.
Sobolevova cena a stipendium byly zřízeny pro studenty NSU a mladé vědce SB RAS. Mezinárodní kongresy se konají v Novosibirsku a Moskvě na památku matematiky.
V roce 2008 se v hlavním městě Sibiře konala mezinárodní konference věnovaná stému výročínarození Sergeje Lvoviče. Bylo podáno asi šest set žádostí o účast v ní a ve skutečnosti se akce zúčastnilo čtyři sta matematiků z celého světa.
