Лев Понтрягин - Жизнеописание Л. С. Понтрягина, математика, составленное им самим

Как только мы с женой вошли в зал ожидания, к нам направилась дама с шилом, чтобы проколоть пиджак для привинчивания Звезды. Александра Игнатьевна в первый момент запротестовала: «Как? Портить пиджак?!» Но сразу же покорилась. После вручения были сделаны фотографии внутри Кремля и около Кремля, где Келдыш, к большому моему удовольствию, оказался рядом со мною.

Приблизительно в то же время я начал серьёзную научно-организационную деятельность, почти принудительно возникшую из тех жизненных трудностей, с которыми я столкнулся в своей научной работе. Многочисленные заграничные поездки этого периода времени существенно стимулировали как научно-исследовательскую, так и научно-организационную работу.

После того как на Эдинбургском конгрессе 1958 года мной был сделан пленарный доклад по теории оптимизации, в котором был изложен принцип максимума и некоторые выводы из него, я не принимал активного участия в двух следующих Международных конгрессах математиков — в Стокгольме и в Москве. Правда, поездка в Стокгольм была очень интересной для меня, так как я впервые ехал за границу со своей женой Александрой Игнатьевной.

То, что на Московском конгрессе стараниями Петровского я не сделал никакого доклада, создало благоприятные условия для моего следующего пленарного доклада в Ницце.

Перед каждым конгрессом организуются так называемые панели по различным разделам математики, рекомендующие докладчиков на конгресс. Перед Ниццей существовала панель по оптимизации, и председателем её был Гамкрелидзе. Эта советская панель рекомендовала в качестве пленарного докладчика Нейштадта из США. Я же вообще не был рекомендован панелью, как докладчик.

Позже на Консультативном комитете, который окончательно решает выбор докладчиков, представитель Советского Союза в этом комитете членкор С. В. Яблонский предложил мою кандидатуру в качестве пленарного докладчика по дифференциальным играм. Меня все поддержали. Да и возражать было трудно. Можно было просто не назвать меня.

Таким образом, Яблонскому я обязан тем, что получил второй раз в жизни пленарный доклад на Международном конгрессе. Считается большой честью быть приглашённым пленарным докладчиком. Редко кому из математиков выпадает честь делать пленарный доклад на конгрессах дважды в своей жизни. А мой пленарный доклад в Ницце был удачным и содержательным. Кроме того, я его делал на английском языке, и это доставило мне большую радость.

Здесь уместно рассказать кое-что из моего доклада в Ницце, сформулировав те математические задачи, которые вытекают из изучения процесса преследования одного управляемого объекта другим управляемым объектом.

Состояние управляемого объекта в каждый момент времени определяется некоторым вектором x = ( x 1, ..., x p) в евклидовом пространстве R p . Его возможности определяются дифференциальным уравнением

x ′ = f ( x , u ), (1)

где x ′ — есть производная вектора x по времени t , а u — параметр управления, который в общем случае считается точкой некоторого заданного множества P .

Таким образом, чтобы получить конкретное решение уравнения (1), т.е. конкретное движение управляемого объекта x , мы должны задать u как функцию времени, т.е. положить u = u ( t ) и подставить эту величину в уравнение (1). Кроме того, нужно задать начальное значение x 0при заданном t 0для вектора x : x ( t 0) = x 0. Тогда уравнение (1) превращается в систему обыкновенных дифференциальных уравнений, которую можно решить при заданных начальных условиях. Таким образом, уравнение (1) не задаёт определённое движение управляемого объекта, а описывает лишь его возможности. Конкретные же движения определяются выбором управления.

Если наряду с управляемым объектом x мы имеем второй управляемый объект y = ( y 1, ..., y q), возможности которого описываются уравнением

y ′ = g ( y , v ), (2)

где v — параметр управления, являющийся точкой некоторого заданного множества топологического пространства Q . Можно рассмотреть процесс преследования объекта y объектом x .

Отметим прежде всего, что x есть фазовый вектор объекта и что лишь часть его координат служит для задания его геометрического положения. Допустим, что вектор x I= ( x 1, ..., x k) определяет геометрическое положение объекта x . Также допустим, что вектор y I= ( y 1, ..., y l ) определяет геометрическое положение объекта y . Здесь k ≤ p , l ≤ q . Если объекты x и y движутся в одном и том же геометрическом пространстве, то k =l и можно говорить о преследовании объекта y объектом x . Считают, что процесс преследования заканчивается в тот момент, когда объекты геометрически совпадают, т.е. когда мы достигли равенства

x I= y I. (3)

Процесс преследования можно рассматривать с двух различных точек зрения, приводящих к двум совершенно различным математическим задачам.

При первой точке зрения мы считаем, что управление u объекта x находится в нашем распоряжении, а объект y движется независимо от нас. При этом нашей целью является завершение процесса преследования. В этом случае в каждый момент времени t мы должны выбрать значение управления u ( t ), считая, что нам известно поведение обоих объектов до момента времени t , так что нам известны функции x ( s ), y ( s ), v ( s ), где s < t . При этом нашей целью является завершение процесса преследования. Такая задача называется задачей преследования. Считается, что она имеет положительное решение, если процесс преследования можно завершить.

При второй точке зрения мы считаем, что в нашем распоряжении находится управление v объекта y , а объект x движется независимо от нас. При этом нашей целью является предотвращение конца процесса преследования. В этом случае в каждый момент времени t мы должны найти значение управления v ( t ) предполагая, что известно поведение обоих объектов во время, предшествующее моменту t , т.е. известны функции x ( s ), y ( s ), u ( s ), где s < t . При этом нашей целью является предотвращение конца преследования. Эта задача называется задачей убегания. Считается, что задача эта имеет положительное решение, если процесс преследования продолжается неограниченно долго.

Таким образом, процесс преследования приводит нас к двум различным задачам: задаче преследования и задаче убегания.