L'article présente le parcours et les travaux de l'ingénieur naval Nicolas Minorsky, au carrefour du monde des ingénieurs et des mathématiques. À travers ses travaux de 1922, synthétisés dans son article « Directional stability of automatically steered bodies » , on montre comment Minorsky articule la construction de savoirs mathématiques et l'ingénierie du contrôle de navires. Dans les années 1930–40, Minorsky développe ses théories, et se fait le promoteur des théories des oscillations non linéaires et de la stabilité, dans la perspective des questions navales, et au-delà pour tous les problèmes d'ingénieur. Minorsky est également le concepteur d'un système de calcul analogique baptisé « Analogues dynamiques » , resté très confidentiel jusqu'à récemment. Le système a été conçu, et réalisé partiellement en 1935, afin d'apporter des réponses calculatoires, qualitatives et quantitatives, pour l'analyse de systèmes dynamiques non linéaires. Entre nécessités du terrain et mathématiques, Minorsky a beaucoup de caractéristiques de l'« ingénieur-savant » . Nous montrons enfin en quoi son épistémologie, sa vision des rapports entre mathématiques, physique et technique, sont déterminantes dans l'ensemble de ses travaux, et en particulier dans sa conception des « Analogues dynamiques » .
This paper deals with the life and work of Nicolas Minorsky, a naval engineer who worked at the crossroad of the worlds of mathematics and engineering. Through his seminal work of 1922, « Directional stability of automatically steered bodies » , we show how Minorsky dealt with the interplay between mathematical knowledge and the steering of ships. During the 1930–40s, he advocated for nonlinear oscillations and stability theories among the academic and naval institutions, with ships conception in mind, and considering they are relevant for engineering problems in general. Minorsky also invented an analog computing device called « Dynamical analog » that remained confidential until recently. This system was conceived, and partially released in 1935, in order to render (compute) qualitative and quantitative information about nonlinear dynamical systems. Facing practical needs and mathematical theories Minorsky is a kind of “ingénieur-savant”. Eventually, we emphasize his epistemology, his vision of the relationships between mathematics, physics and technology, which are very significant in his work and his conception of the « Dynamical analog » .
Keywords: Dynamical systems, nonlinear oscillations, engineer, stability theory, control theory, calculating device, instruments, analog computing, Minorsky, Poincaré, Andronov.
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Petitgirard, Loïc. L'ingénieur Nicolas Minorsky (1885–1970) et les mathématiques pour l'ingénierie navale, la théorie du contrôle et les oscillations non linéaires. Revue d'histoire des mathématiques, Tome 21 (2015) no. 2, pp. 173-216. doi: 10.24033/rhm.188
Les cycles limites de Poincaré et la théorie des oscillations auto-entretenues, Comptes-Rendus de l'Académie des Sciences, Volume 189 (1929), pp. 557-561 | JFM
Sur la théorie mathématique des auto-oscillations, Comptes-Rendus de l'Académie des Sciences, Volume 190 (1930), pp. 256-258
A Cultural History of Catastrophes and Chaos: Around the Institut des Hautes Études Scientifiques, France 1958-1980, Ph. D. Thesis , Princeton University (1998)
Writing the History of Dynamical Systems and Chaos : Longue Durée and Revolution, Disciplines and Cultures, Historia Mathematica, Volume 29 (2002), pp. 273-339 | MR | Zbl | DOI
Nicolas Minorsky and the Automatic Steering of Ships, IEEE Control Systems Magazine, Volume 4 (1984), pp. 10-15
A History of Control Engineering, 1800–1930, Peregrinus for the Institute of Electrical Engineers, Stevenage, 1986
A History of Control Engineering, 1930–1955, Peregrinus for the Institute of Electrical Engineers, Londres, 1993
Sur les systèmes à oscillations persistantes, et en particulier sur les oscillations entretenues par auto-amorçage, Journal de physique théorique et appliquée, Volume 9 (1919) no. 1, pp. 153-161
The differential analyzer. A new machine for solving differential equations, Journal of the Franklin Institute, Volume 212 (1931) no. 4, pp. 447-488
A continuous integraph, Journal of the Franklin Institute, Volume 203 (1927) no. 1, pp. 63-84
Where the fleet begins : A history of the David Taylor Research Center, 1898-1998, Naval Historical Center, Washington, 1998
Theory and practice in the education of French engineers from the middle of the 18th century to the present, Archives internationales d'histoire des sciences, Volume 164 (2010), pp. 43-78
La renaissance des systèmes dynamiques aux Etats-Unis après la deuxième guerre mondiale : l'action de Solomon Lefschetz I, Supplemento ai Rendiconti del Circolo matematico di Palermo, Volume 34 (1994), pp. 133-166 (II, Studies in the History of Modern Mathematics)
L'essor des mathématiques appliquées aux États-Unis : l'impact de la Seconde Guerre mondiale, Revue d'histoire des mathématiques, Volume 2 (1996) no. 2, pp. 149-213
Andronov's School and the « chaos » reconfiguration, Progress in Nonlinear science, Volume 2 (2001), pp. 644-660
Early Developments of Nonlinear Science in Soviet Russia : The Andronov school at Gorkiy, Science in Context, Volume 17 (2004), pp. 235-265
L'École d'Andronov à Gorki, profil d'une école scientifique de la Russie soviétique, Les Sciences pour la Guerre (Dahan, Amy; Pestre, Dominique, eds.), Presses de l'EHESS, Paris (2004), pp. 275-316
Des machines pour résoudre des équations différentielles, Actes de l'université d'été « Le calcul sous toutes ses formes », Saint- Flour (2006), pp. 149-189
Memorial to Nicolai Minorsky, IEEE Transactions on Automatic Control, Volume 16 (1971) no. 4, pp. 289-291
Douglas Rayner Hartree : His life in science and computing, World Scientific, Singapore, 2003
Analyse mathématique des phénomènes oscillatoires non linéaires : le carrefour français (1880–1940), Ph. D. Thesis , Université Pierre et Marie Curie (2011)
The first « lost » International conference on nonlinear oscillations, International Journal of Bifurcation and Chaos, Volume 22 (2012) no. 4, pp. 384-391
Poincaré's forgotten conferences on wireless telegraphy, International Journal of Bifurcation and Chaos, Volume 20 (2010) no. 11, pp. 3617-3626
L'ingénieur-savant, 1800-1830. A neglected figure in the history of French mathematics and science, Science in Context, Volume 6 (1993), pp. 405-433
A photoelectric integraph, Journal of the Franklin Institute, Volume 212 (1931), pp. 77-102
The mechanical integration of differential equations, The Mathematical Gazette, Volume 22 (1938), pp. 342-364
Elmer Sperry : inventor and engineer, John Hopkins Press, Baltimore, 1971
The automatic control of the steering of ships and suggestions for its improvement, Transactions of the Royal Institution of Naval Architects, Volume 76 (1934), pp. 20-31
Über die Bedingungen unter welchen eine Gleichung nur Wurzeln mit negativen reellen Theilen besitzt, Mathematische Annalen, Volume 46 (1895), pp. 273-284
Problème général de la stabilité du mouvement, Annales de la faculté des sciences de Toulouse, Volume 9 (1907), pp. 203-474
On governors, Proceedings of the Royal Society, Volume 16 (1868), pp. 270-283
Directional stability of automatically steered bodies, Journal of the American Society of Naval Engineers, Volume 34 (1922), pp. 280-309
Automatic steering tests, Journal of the American Society of Naval Engineers, Volume 42 (1930), pp. 285-310
Ship stabilization by activated tank: An experimental investigation, Engineer (1934), pp. 154-157
Application des circuits électriques à l'intégration graphique de quelques équations différentielles, Revue générale de l'électricité, Volume 34 (1936) no. 22, pp. 787-794
A Dynamical Analogue, Journal of the Franklin Institute, Volume 243 (1947), pp. 131-149
Introduction to non-linear mechanics, J. W. Edwards, Ann Arbor, 1947
L'influence d'Henri Poincaré sur l'évolution moderne de la théorie des oscillations non linéaires, Œuvres d'Henri Poincaré, Volume XI, Gauthiers-Villars, Paris (1956), pp. 120-127
Nonlinear Oscillations, Van Nostrand, Princeton, 1962
Theory of Nonlinear Control Systems, MacGraw-Hill, New York, 1969
The Concept of Self-Oscillations and the Rise of Synergetics Ideas in the Theory of Nonlinear Oscillations, Studies in History and Philosophy of Science - Part B, Volume 33 (2002) no. 2, pp. 269-295
Actes du colloque international des vibrations non linéaires, Île de Porquerolles 1951 (1953)
Le chaos : des questions théoriques aux enjeux sociaux. Philosophie, épistémologie, histoire et impact sur les institutions, Ph. D. Thesis , Université Lyon 2 (2004)
Mémoire sur les courbes définies par une équation différentielle, Journal des mathématiques, Volume 7 (1881) p. 375–422, 8 (1882), p. 251–296 (1881–1882)
Sur les courbes définies par les équations différentielles, Journal des mathématiques (1885–1886)
Les méthodes nouvelles de la mécanique céleste, t. 1, 1892, t. 2, 1893, t. 3, 1899, Gauthiers-Villars, Paris, 1892–1899
Theory of Sound, MacMillan, Londres, 1877
The applied mathematics laboratory of the David W. Taylor Model Basin, Communications of the Association for Computing Machinery, Volume 4 (1961) no. 9, pp. 372-375
Treatise on the stability of a given motion, MacMillan, Londres, 1877
Science and the Navy : the History of the Office of Naval Research, Princeton Univ. Press, Princeton, 1990
A biography of A. M. Lyapounov, Izdatel'stvo Akademija Nauk SSSR (1948), pp. 325-340
The Froude pendulum, Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki, Volume 11 (1933), 93 pages
Pour une histoire du calcul graphique, Revue d'histoire des mathématiques, Volume 6 (2000), pp. 127-161
Junius Massau et l'intégration graphique, Revue d'histoire des mathématiques, Volume 9 (2003), pp. 181-252
Computing in Russia. The history of computer devices and information technology revealed, Harcourt, San Francisco, 2002
A theory of the amplitude of free and forced triode vibrations, Radio Review, Volume 1 (1920)
The engineers grapples with non linear problems, Bulletin of the American Mathematical Society, Volume 46 (1940), pp. 615-683
The Mathematician, Works of the Mind, Volume 1 (1947), pp. 180-196 | MR
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