Если к именам, перечисленным Тимирязевым, прибавить имя самого Тимирязева, прибавить имена таких ученых, как Крапоткин, Ляпунов, Чебышев, Лебедев, Жуковский, Чаплыгин, Павлов, Циолковский, Мичурин, таких инженеров, как Журавский, Крылов, Вышнеградский, Попов, Чернов, Петров, и многих других позднейших деятелей русской науки и техники, если напомнить о Ломоносове, личность которого Тимирязев называет «как бы пророческой», то станет очевидно, насколько правильна характеристика русской науки, данная Тимирязевым.
Для того чтобы уяснить себе значение, которое имела столь славно охарактеризованная К. А. Тимирязевым отечественная наука для развития русской инженерной мысли, в первую очередь необходимо обратиться к замечательной плеяде наших выдающихся ученых механиков.
В первой трети XIX века, в связи с запросами промышленности и развитием машиностроения, особое значение приобретала прикладная механика. В широком смысле слова прикладная механика есть наука о приложениях механики к инженерному делу; по мере своего развития она, в свою очередь, распалась на ряд отдельных дисциплин. К таким дисциплинам относятся, скажем, теория механизмов, теория машин, теория сооружений и т. д.
В развитии прикладной механики как самостоятельной науки огромного значения русские ученые играли виднейшую роль. Их воспитали университеты Москвы, Казани, Харькова. Первым из них был Остроградский; ему суждено было представлять русскую математическую науку в эпоху расцвета математических знаний и работать рука об руку с величайшими математиками, не только не отставая, но иногда и опережая их в разрешении целого ряда важнейших вопросов естествознания.
Сын зажиточного украинского помещика, Михаил Васильевич Остроградский родился в 1801 году, в имении «Пашенная» Полтавской губернии; здесь он вырос и вначале собирался сделать военную карьеру. Но в Полтавской гимназии он обнаружил такие математические способности, что его решили подготовить для поступления в Харьковский университет, который он и окончил в 1820 году по физико-математическому факультету. Для дальнейшего совершенствования в математике молодой ученый отправился в Париж, где быстро убедился в том, что русской математической науке нечего заимствовать у Европы. Скоро Михаил Васильевич стал не учеником выдающихся французских ученых, а товарищем их по работе.
Михаил Васильевич Остроградский
(1801–1862)
Уже первые работы молодого русского математика создали ему высокий авторитет в Париже, который был тогда одним из главных центров математических наук. Авторитет этот был настолько велик, что через два года пребывания во Франции Остроградскому было предложено чтение лекций по математике в Коллегиуме Генриха IV. Заявив о себе в науке, Михаил Васильевич возвратился на родину, занял кафедру прикладной математики в Академии наук и стал, по выражению Н. Е. Жуковского, «звеном, соединявшим тогдашний центр математического знания с нашим отечеством. Своими глубокими научными исследованиями он пополнял и расширял идеи французских геометров, а своими прекрасными лекциями он насадил эти идеи среди русских молодых ученых».
Расцвет ученой деятельности Остроградского проходил в Петербурге, но непосредственное влияние его простиралось далеко за пределы русской столицы. Он находился в постоянном дружеском и научном общении с Николаем Дмитриевичем Брашманом, профессором Московского университета, главная заслуга которого состоит в распространении у нас математических знаний, в особенности механики. Остроградский не только состоял преподавателем во многих училищах, но и был главным наблюдателем преподавания математических наук в военно-учебных заведениях.
По своей должности наблюдателя Остроградскому приходилось присутствовать на экзаменах во многих учебных заведениях. Эти посещения создали Михаилу Васильевичу незаслуженную славу грозного и своенравного педагога, чему способствовали чисто внешние обстоятельства.
Остроградский был человек большого роста, говорил громко — особенно когда сердился. Богатырская фигура его казалась еще более, грозной оттого, что у него не было одного глаза. Он с трудом помещался на стуле, и для него на экзаменах ставили два стула рядом. При плохих ответах учеников и студентов Михаил Васильевич не стеснялся делать выговоры и ученикам и преподавателям. Голос его в экзаменационном зале гремел устрашающе, и, хотя он добродушно исправлял потом неудачному ученику дурной балл, каждый его приезд приводил в трепет и учеников и преподавателей.
Способных учеников он очень любил и называл лучших «Архимедами» и «Ньютонами». Не успевавшим в математике прямо говорил:
— Вам бы впору не высшую математику изучать, а пику в руках держать…
Лекции он читал, увлекаясь предметом и увлекая слушателей. Его живая мысль при этом, правда, нередко опережала его руку, и случалось, что он уже не писал на доске выводимые формулы, а просто читал их наизусть. В такие моменты губка у него фигурировала вместо носового платка, мел исчезал в карманах сюртука.
Большая часть работ Остроградского относится к его любимому предмету — аналитической механике. Он разработал в этой области много вопросов: по теории притяжения, по колебанию упругого тела, по гидростатике и гидродинамике, по общей теории удара.
Во всех этих работах главное внимание сосредоточивалось не на частностях, а на разработке общих теорий, которыми впоследствии широко воспользовалась русская инженерная наука при разрешении частных, практических задач. Так, знаменитая «Теорема Остроградского — Гаусса» имеет общематематический характер, но приложения ее к самым различным областям науки и техники неисчислимы.
«Развитие аналитической механики, — говорит Н. Е. Жуковский, — в недавно истекшем столетии имело, на мой взгляд, три фазы: широкое обобщение вопросов и их аналитическое исследование, разрешение частных задач механики и их геометрическое толкование, расширение методов исследования и их критика. Михаил Васильевич явился деятелем в первой фазе развития аналитической механики. Им сделано в этой области немало самостоятельного и ценного. Россия может гордиться именем Остроградского»[13].
В летние месяцы Остроградский прерывал напряженную ученую и учебную деятельность, уезжал на свою родину. Он любил безмолвно глядеть на широкие просторы украинских степей. Но при этом физическом бездействии в ясном уме ученого зарождались новые широкие идеи; когда они принимали определенные очертания, он немедленно садился за работу и не успокаивался, прежде чем в его руках не оказывался начисто переписанный мемуар.
К концу деятельной жизни Остроградского (он умер в 1862 году) слава его гремела далеко за пределами России. Но и на вершине славы Михаил Васильевич держал себя просто и больше всего не любил говорить о своих заслугах. Прирожденная застенчивость и скромность Остроградского особенно бросались в глаза благодаря его богатырской внешности, громкому голосу и суровому лицу. Когда речь заходила о его заслугах, Остроградский терялся и смущенно старался как-нибудь замять разговор.
А между тем не было ни одной области из всех вопросов, стоявших в центре внимания геометров того времени, которой бы не охватывали работы русского ученого; нельзя назвать ни одного русского механика, который бы прямо или косвенно не испытал на себе влияния Остроградского.
Родоначальник русской геометрии, Остроградский через Николая Дмитриевича Брашмана оказал сильное влияние и на «московскую школу», где под руководством Брашмана начинал свою ученую деятельность Пафнутий Львович Чебышев.
Чебышев пришел в науку, так же как Остроградский, из глубины России, он родился в 1821 году, в имении своей матери «Окатове», в Калужской губернии. Первоначальное образование мальчик получил дома, а затем все семейство Чебышевых перебралось в Москву, где Пафнутий Львович и его братья стали готовиться к поступлению в Московский университет.
Шестнадцати лет Чебышев был уже студентом физико-математического факультета, а семнадцати — получил серебряную медаль за сочинение «Вычисление корней уравнений». Профессор Брашман сам стал руководить занятиями Чебышева, предвидя в нем будущего ученого, и Пафнутий Львович поддерживал дружеские отношения со своим учителем до конца жизни последнего.
Основатель самой значительной математической школы в России, Пафнутий Львович Чебышев сделал ряд замечательных открытий в области чистой математики; сюда относятся его работы по теории чисел и теории вероятностей.
Но для нас в первую очередь имеют интерес его работы в области прикладной механики.
История развития механики в нашей стране еще не написана, но, вероятно, на первых ее страницах должен быть помещен портрет Григория Григорьевича Скорнякова-Писарева — и не только потому, что его сочинение было первой книгой по механике, напечатанной на русском языке.
Пафнутий Львович Чебышев
(1821–1894).
Он первый взглянул на механику, как на теоретическую основу инженерного дела, и в этом смысле был прямым предшественником основоположника русской науки о механизмах — Пафнутия Львовича Чебышева.
Великий математик, член семи академий и бесчисленного множества научных обществ и университетов, Чебышев был типичным носителем русской научной мысли со всеми ее национальными чертами. Он был первым математиком, сознательно ставившим и решавшим математические проблемы, исходя из вопросов практики, и в свое время удивил ученый мир исследованием «О кройке одежды», доложенным им в 1878 году на математическом конгрессе. Он предъявил конгрессу в дополнение к своему исследованию пять небольших выкроек из картона. С улыбкой продемонстрировал он членам конгресса мяч, сплошь покрытый несколькими кусками материи по его способу. Оболочка, плотно облегавшая шар, показала, насколько принятые на практике развертки шара сложнее сделанной докладчиком.
«Сближение теории с практикой, — писал Чебышев в своем исследовании „О черчении географических карт“, — дает самые благотворные результаты, и не одна только практика от этого выигрывает: сами науки развиваются под влиянием ее; она открывает им новые предметы для исследования или новые стороны в предметах, давно известных».