Кіріспе

Американдық математик

Өмірбаян

Беллмен 1920 жылы Нью-Йорк қаласында поляк және орыс тегінен шыққан, дінге қатыспаған еврей ата-анасы Перл (құрметті есімі Саффиан) мен Джон Джеймс Беллменнің отбасында дүниеге келді. Ол діни көзқарастары бойынша атеист болған. 1937 жылы Бруклиндегі Авраам Линкольн орта мектебін бітірді, ал 1941 жылы Бруклин колледжінде математика мамандығы бойынша бакалавр дәрежесін алды. Кейін Висконсин университетінде магистр дәрежесін алды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Лос-Аламостағы Теориялық физика бөлімінде жұмыс істеді. 1946 жылы Соломон Лефшецтің жетекшілігімен Принстон университетінде философия докторы (Ph.D.) ғылыми дәрежесін алды. 1949 жылдан бастап Беллмен көп жылдар бойы RAND корпорациясында жұмыс істеді, осы кезеңде ол динамикалық бағдарламалауды жасады. Өмірінің кейінгі жылдарында Ричард Беллменнің қызығушылығы биология мен медицинаға ауысты, ол оларды "қазіргі ғылымның шекаралары" деп сипаттады. 1967 жылы ол "Математикалық биология" журналының негізін қалады, ол тез арада (және қазірге дейін) математикалық биология саласындағы ең маңызды журналдардың біріне айналды. 1985 жылы оның құрметіне Математикалық биоғылымдар саласындағы Беллмен сыйлығы тағайындалды, ол журналдың ең үздік зерттеу жұмысына екі жылда бір рет беріледі. Беллменге 1973 жылы ми ісігі диагнозы қойылды, ол хирургиялық жолмен алынып тасталды, бірақ салдарынан ол ауыр мүгедектікке ұшырады. Ол Оңтүстік Калифорния университетінің профессоры, Америка өнер және ғылым академиясының мүшесі (1975), Ұлттық инженерлік академиясының мүшесі (1977) және Ұлттық ғылым академиясының мүшесі (1983) болды. 1979 жылы "шешім қабылдау процестері мен басқару жүйелері теориясына, әсіресе динамикалық бағдарламалауды жасау мен қолдануға қосқан үлесі үшін" IEEE Құрмет медалімен марапатталды. Оның негізгі еңбегі – Беллмен теңдеуі.

Беллмен теңдеуі

Беллман теңдеуі, сондай-ақ динамикалық бағдарламалау теңдеуі деп те аталады, динамикалық бағдарламалау деп аталатын математикалық оңтайландыру әдісімен байланысты оптималдық үшін қажетті шарт болып табылады. Оптималды басқару теориясын қолдану арқылы шешілетін дерлік кез келген мәселені тиісті Беллман теңдеуін талдау арқылы да шешуге болады. Беллман теңдеуі алғаш рет инженерлік басқару теориясына және қолданбалы математиканың басқа да салаларына қолданылды, кейіннен экономикалық теориядағы маңызды құралға айналды.

Гамильтон Жакоби Белман теңдеуі

Гамильтон-Джакоби-Белман теңдеуі (HJB) – оптималды басқару теориясының орталық теңдеуі болып табылатын дербес дифференциалдық теңдеу. HJB теңдеуінің шешімі – "құн функциясы", ол берілген динамикалық жүйе үшін қатысты шығындар функциясымен ең төмен шығынды қамтамасыз етеді. Мысалы, брахистохрондық проблема сияқты классикалық вариациялық есептер де осы әдіс арқылы шешіледі. Бұл теңдеу 1950 жылдары Ричард Беллман және оның әріптестері жасаған динамикалық бағдарламалау теориясының нәтижесі. Сәйкес дискреттік уақыт теңдеуі көбінесе Беллман теңдеуі деп аталады. Үзіліссіз уақытта бұл нәтиже Уильям Роуэн Гамильтон және Карл Густав Якобидің классикалық физикадағы Гамильтон-Джакоби теңдеуі жөніндегі бұрынғы жұмыстарын кеңейту ретінде қарастырылуы мүмкін.

Өлшемілік қарғысы

Өлшемілік қарғысы – Беллманның (математикалық) кеңістікке қосымша өлшемдер қосылғандағы көлемнің экспоненциалды өсуінен туындайтын мәселені сипаттау үшін қолданған термині. Өлшемілік қарғысының бір салдары – Беллман теңдеуін сандық түрде шешуге арналған кейбір әдістерге, құндылық функциясында көптеген күй айнымалылары болғанда, әлдеқайда көп компьютер уақыты қажет болады. Мысалы, нүктелер арасындағы қашықтық 0,01-ден аспайтын бірлік аралықты үлгілеу үшін 100 тең араласқан үлгілік нүкте жеткілікті; ал 10 өлшемді бірлік гиперкубты, жанындағы нүктелер арасындағы қашықтығы 0,01 болатын тор арқылы үлгілеу үшін 1020 үлгілік нүкте қажет болады: демек, белгілі бір мағынада, 10 өлшемді гиперкуб бірлік аралықтан 1018 есе "үлкен" деп айтуға болады. (Р. Э. Беллманның мысалынан алынған, төмен қараңыз.)

Беллман-Форд алгоритмі

Фордтан кейін алгоритмді ашқандықтан, ол Беллман-Форд алгоритмінде еске алынады, сонымен қатар кейде Лейбелді Түзету Алгоритмі деп те аталады. Бұл алгоритм кейбір қабырға салмақтары теріс болуы мүмкін салмақталған бағытталған графтардағы бір бастап нүктеден ең қысқа жолдарды есептейді. Дикстра алгоритмі осы мәселені аз уақытта шешеді, бірақ қабырға салмақтары теріс болмауын қажет етеді.

Жарияланымдар

Өзінің мансабында 619 мақала және 39 кітап жариялады. Өмірінің соңғы 11 жылында ми операциясының салдарынан денсаулығы нашарлаған жағдайда да, 100-ден астам мақала жариялады (Дрейфус, 2003). Мысал ретінде:

Мақалалар

Беллмен, Р. Е., Калаба, Р. Е., Динамикалық бағдарламалау және кері байланыс басқару, RAND корпорациясы, P 1778, 1959.