Vitold Belevitch

Vitold Belevitch (2 de marzo de 1921 - 26 de diciembre de 1999) fue un matemático e ingeniero eléctrico belga de origen ruso que realizó importantes trabajos en el campo de la teoría de redes eléctricas. Hijo de padres que huían de los bolcheviques , se estableció en Bélgica, donde trabajó en los primeros proyectos de construcción de computadoras. Belevitch es responsable de varios teoremas de circuitos e introdujo los ahora conocidos parámetros de dispersión .

Belevitch tenía interés en los lenguajes y encontró una derivación matemática de la ley de Zipf . También publicó sobre lenguajes de máquina. Otro campo de interés fueron las líneas de transmisión, sobre las que publicó acerca del acoplamiento de líneas. Trabajó en conferencias telefónicas e introdujo la construcción matemática de la matriz de conferencia .

Belevitch nació el 2 de marzo de 1921 en Terijoki , Karelia , ahora incorporada a Rusia, pero en aquel entonces parte de Finlandia. Los padres de Belevitch eran rusos y su madre era de etnia polaca. Intentaban huir de su hogar en Petrogrado ( San Petersburgo ), Rusia, para escapar de la Revolución Bolchevique , a la que el padre de Belevitch se oponía. La madre de Belevitch, embarazada de nueve meses, logró cruzar la frontera hacia Finlandia y continuó su viaje a Helsinki después del nacimiento de Vitold, donde se registró el nacimiento. Se dirigió a Helsinki porque el padre de su esposo era director de la escuela rusa de la ciudad. El padre de Belevitch fue arrestado antes de poder seguirla y deportado a Siberia , donde murió sin haber conocido jamás a su hijo. ^{[ 1 ]}

En 1926, Belevitch, siendo aún un niño pequeño, emigró con su madre a Bélgica. ^{[ 2 ]}

Belevitch se educó en francés en Bélgica, hasta julio de 1936 en el Colegio Notre-Dame de la Paix en Namur . En 1937, a los 16 años, se matriculó en la Universidad Católica de Lovaina, donde estudió ingeniería eléctrica y mecánica, graduándose en 1942. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Belevitch obtuvo su doctorado en ciencias aplicadas en la misma universidad en 1945. Su patrocinador fue Charles Lambert Manneback y su segundo asesor fue Wilhelm Cauer , el fundador del campo de la síntesis de redes . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Desde 1953 hasta 1985, Belevitch impartió clases en la universidad. Enseñó teoría de circuitos y otras materias matemáticas relacionadas con la ciencia eléctrica. En 1960, se convirtió en profesor especial (buitengewoon hoogleraar). ^{[ 7 ]} Aunque Belevitch trabajaba como ingeniero eléctrico, su principal interés era la matemática, especialmente el álgebra. En Bélgica existía la tradición de que los matemáticos más talentosos se dedicaran a la ingeniería en lugar de a las matemáticas puras o la física. Belevitch demostró su inclinación por las matemáticas al preferir el uso de la pizarra y la tiza a cualquier ayuda audiovisual durante sus clases. Incluso impartió la conferencia inaugural ante un numeroso público en un congreso internacional en el IEE de Londres. ^{[ 8 ]}

Tras graduarse en 1942, Belevitch se incorporó a la Bell Telephone Manufacturing Company (BTMC) en Amberes , originalmente parte de la International Bell Telephone Company, con sede en Bruselas , pero que, junto con sus otras filiales europeas, fue vendida a International Telephone and Telegraph (ITT) en 1925. En BTMC, Belevitch se convirtió en jefe del departamento de transmisión. Fue allí donde conoció a Wilhelm Cauer, quien ejerció una gran influencia en él. Cauer era uno de los principales teóricos de circuitos de la época y, por aquel entonces, trabajaba para Mix & Genest en Berlín , una empresa filial de ITT. Cauer falleció durante la Segunda Guerra Mundial , pero Belevitch siguió considerando durante mucho tiempo sus obras como la máxima autoridad en materia de teoría de circuitos. ^{[ 9 ]}

Desde 1951, Belevitch participó en el diseño de computadoras electrónicas que BTMC desarrollaba para el gobierno belga. El objetivo de este programa era ponerse al día con los avances logrados en el mundo angloparlante durante la guerra. Esto dio como resultado la construcción de la Machine mathématique IRSIA-FNRS. ^{[ nota 1 ]} Desde 1952, Belevitch representó el aspecto de ingeniería eléctrica de este proyecto. En 1955, Belevitch se convirtió en director del Centro Belga de Computación (Comité d'Étude et d'Exploitation des Calculateurs Électroniques) en Bruselas, que operaba esta computadora para el gobierno. Inicialmente, solo el prototipo de 17 racks estaba operativo. Una de las primeras tareas que se le asignó fue el cálculo de funciones de Bessel . La máquina completa de 34 racks se trasladó desde Amberes y se puso en servicio en 1957. Belevitch utilizó esta máquina para investigar funciones trascendentales . ^{[ 10 ]}

En 1963, Belevitch se convirtió en director del recién creado Laboratoire de Recherche MBLE ^{[ nota 2 ]} (más tarde Philips Research Laboratories Belgium) bajo la dirección del director de investigación de Philips, Hendrik Casimir, en Eindhoven . Este centro se especializaba en matemáticas aplicadas para Philips y participaba activamente en la investigación informática. Belevitch permaneció en este puesto hasta su jubilación en noviembre de 1984. ^{[ 11 ]}

Belevitch falleció el 26 de diciembre de 1999. Le sobrevive una hija, pero no su esposa. ^{[ 12 ]}

Belevitch es conocido principalmente por sus contribuciones a la teoría de circuitos, en particular a la base matemática de filtros , moduladores , líneas acopladas y circuitos no lineales . Formó parte del consejo editorial del International Journal of Circuit Theory desde su fundación en 1973. También realizó importantes contribuciones a la teoría de la información , las computadoras electrónicas, las matemáticas y la lingüística . ^{[ 13 ]}

Belevitch dominaba las conferencias internacionales y solía hacer preguntas incisivas a los ponentes, lo que a menudo les causaba cierta incomodidad. En 1959, el organizador de una conferencia en la Universidad de Birmingham nombró a Belevitch presidente de la sesión en la que él mismo presentó su trabajo. Al parecer, lo hizo para evitar que Belevitch hiciera preguntas. Belevitch dejó de asistir a conferencias a mediados de la década de 1970, con la excepción del Simposio Internacional de Circuitos y Sistemas del IEEE en Montreal en 1984, para recibir la Medalla del Centenario del IEEE. ^{[ 14 ]}

teoría de circuitos

Matriz de dispersión

Fue en su tesis doctoral de 1945 donde Belevitch introdujo por primera vez la importante idea de la matriz de dispersión ^{[ nota 3 ]} (denominada matriz de repartición por Belevitch). Este trabajo fue reproducido parcialmente en un artículo posterior de Belevitch, " Pérdidas de transmisión en redes de 2n terminales" . Bélgica estuvo ocupada por la Alemania nazi durante la mayor parte de la Segunda Guerra Mundial , lo que impidió que Belevitch se comunicara con sus colegas estadounidenses. Solo después de la guerra se descubrió que la misma idea, bajo el nombre de matriz de dispersión , había sido utilizada independientemente por científicos estadounidenses que desarrollaban radares militares . El trabajo estadounidense de Montgomery, Dicke y Purcell se publicó en 1948. Belevitch, en su trabajo, había aplicado matrices de dispersión a circuitos de elementos concentrados y fue sin duda el primero en hacerlo, mientras que los estadounidenses se centraban en los circuitos de elementos distribuidos utilizados en frecuencias de microondas en radares. ^{[ 15 ]}

Belevitch escribió un libro de texto, Teoría Clásica de Redes , publicado por primera vez en 1968, que abarcaba exhaustivamente el campo de los circuitos pasivos de un puerto y de múltiples puertos. En esta obra, hizo un uso extensivo de los parámetros S, ahora establecidos, derivados del concepto de matriz de dispersión, logrando así integrar el campo en un todo coherente. El teorema de Belevitch , que da nombre al libro y se explica en él, proporciona un método para determinar si es posible construir un circuito pasivo sin pérdidas a partir de elementos discretos (es decir, un circuito compuesto únicamente por inductores y condensadores ) que represente una matriz de dispersión dada. ^{[ 16 ]}

Conferencia telefónica

Belevitch introdujo el concepto matemático de matrices de conferencia en 1950, llamadas así porque surgieron originalmente en relación con un problema de teleconferencia en el que trabajaba. Sin embargo, tienen aplicaciones en diversos campos, además de ser de interés para las matemáticas puras. Belevitch estudiaba la configuración de teleconferencias mediante la conexión de transformadores ideales. Resultó que una condición necesaria para configurar una conferencia con n puertos telefónicos y una pérdida de señal ideal es la existencia de una matriz de conferencia n × n . Una pérdida de señal ideal significa que la pérdida se debe únicamente a la división de la señal entre los participantes de la conferencia; no hay disipación dentro de la red de conferencia. ^{[ 17 ]}

La existencia de matrices de conferencia no es una cuestión trivial; no existen para todos los valores de n . Los valores de n para los que existen son siempre de la forma 4k + 2 ( k entero), pero esto no es, por sí solo, una condición suficiente. Existen matrices de conferencia para n de 2, 6, 10, 14, 18, 26, 30, 38 y 42. No existen para n de 22 o 34. Belevitch obtuvo soluciones completas para todos los n hasta 38 y también observó que n = 66 tenía múltiples soluciones. ^{[ 18 ]}

Otros trabajos sobre circuitos

Belevitch escribió un resumen exhaustivo de la historia de la teoría de circuitos. También tenía interés en las líneas de transmisión y publicó varios artículos sobre el tema. Entre ellos se incluyen trabajos sobre efectos de piel y acoplamiento entre líneas ("diafonía") debido a la asimetría. ^{[ 19 ]}

Belevitch introdujo por primera vez el gran teorema de factorización, en el que proporciona una factorización de matrices paraunitarias . Las matrices paraunitarias aparecen en la construcción de bancos de filtros utilizados en sistemas digitales multivelocidad. Al parecer, el trabajo de Belevitch es oscuro y difícil de comprender. Una versión mucho más citada de este teorema fue publicada posteriormente por PP Vaidyanathan. ^{[ 20 ]}

Belevitch fue miembro del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) y vicepresidente de la sección del Benelux cuando se formó en 1959. ^{[ 27 ]} Recibió la Medalla del Centenario del IEEE y, en 1993, el Premio de la Sociedad (ahora llamado Premio Mac Van Valkenburg) de la Sociedad de Circuitos y Sistemas del IEEE . ^{[ 28 ]} También fue miembro de la Academia de Ciencias de Renania del Norte-Westfalia. ^{[ 29 ]}

Belevitch recibió un doctorado honoris causa en 1975 de la Universidad Técnica de Múnich y otro de la Escuela Politécnica Federal de Lausana , Suiza, en 1978. También fue condecorado con medallas reales belgas. ^{[ 30 ]}

Desde 2003, la IEEE Circuits and Systems Society ha instituido el premio Vitold Belevitch para trabajos en teoría de circuitos. El premio se entrega cada dos años en la Conferencia Europea sobre Teoría y Diseño de Circuitos . ^{[ 31 ]}

Belevitch fue un prolífico editor con alrededor de 4000 páginas de producción científica. Publicó durante toda su carrera, incluso hasta su jubilación en 1984. ^{[ 32 ]}

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