Давид Гай – Формула мудрости (страница 6)

Зима 1894 года началась для Чаплыгина с доброго знака — его пригласили участвовать в IX съезде русских естествоиспытателей и врачей. И не просто участвовать — сделать доклад в секции математики, механики и астрономии. В основу он решил положить работу, удостоенную премии.

Удивительно проходил съезд! Его по справедливости причисляли к крупнейшим научным событиям года. Да так, собственно, он и задумывался. Из Москвы, Петербурга, Казани, других городов съехались ученые. Благородное собрание в Охотном ряду гостеприимно приняло их под свои своды. Обилие бронзы, хрусталя, зеркал, парадные ковровые дорожки, яркий свет, оттеняющий белизну колонн, — все создавало ощущение праздника.

Об этом ощущении прекрасно сказал на открытии съезда Тимирязев.

— Я говорю: «праздник русской науки» — и думаю, что в этих словах лучше всего выражается главный смысл и значение таких собраний... Едва ли можно сомневаться в том, что русская научная мысль движется наиболее естественно и успешно не в направлении метафизического умозрения, а в направлении, указанном Ньютоном, в направлении точного знания и его приложения к жизни. Лобачевские, Зинины, Ценковские, Бутлеровы, Пироговы, Боткины, Менделеевы, Сеченовы, Столетовы, Ковалевские, Мечниковы — вот те русские люди, которые в области мысли стяжали русскому имени прочную славу и за пределами отечества!

Климент Аркадьевич говорил о науке, практическом применении ее завоеваний, и каждое его слово находило отклик в зале. Русская наука в ряду других заявила свою равноправность, а порой и превосходство.

— Итак, — закончил Тимирязев на той же высокой ноте, с какой начал он свою вступительную речь, — если тот век, в котором мы живем, принадлежит естествознанию, то этот день принадлежит русскому естествознанию — той у нас отрасли науки, в которой русская мысль всего очевиднее заявила свою зрелость и творческую силу! Именем Московского университета приветствую вас на этом празднике науки!

Чаплыгин не без волнения готовился к выступлению 10 января в своей секции. Ведь он моложе всех, как будут его слушать?.. Днем раньше он присутствовал на объединенном заседании съезда и Московского математического общества. Так случилось, что приехал он в Благородное собрание одновременно с Жуковским. Бледный, несмотря на мороз, Николай Егорович коротко поздоровался, снял шубу, причесался у зеркала и увлек Чаплыгина за собой по лестнице.

Зал был битком набит. Объявили выступление Жуковского. Николай Егорович взошел на кафедру и сказал:

— На мою долю выпала честь сказать несколько слов в этом торжественном заседании. Я посвящу их вопросу, о котором так много думал и который особенно близок мне как ученому, — вопросу о значении геометрического толкования в теоретической механике.

Но эти «несколько слов» Жуковского были восприняты как программная речь. Он дал предысторию, коснулся наряду с геометрическим аналитического метода, достигшего в творениях Лагранжа и его последователей высшей точки, покритиковал представителей аналитического метода за их увлечение общими формулами и невнимание к геометрической и механической сущности явлений, объяснил, чем вызвано в конце нашего столетия соединение аналитического метода с геометрическим.

Чаплыгин не поверил ушам, когда услыхал свою фамилию, да еще в таком перечислении: Ньютон, Пуансо, Дарбу, Делоне, Ковалевская. Николай Егорович сказал: «...изящная интерпретация движения твердого тела в жидкости, изложенная в сочинении Чаплыгина, увенчанного премией Брашмана». Чаплыгин порозовел от смущения, огляделся по сторонам — никто на него не смотрел, все были увлечены докладом.

Жуковский продолжал:

— Отстаивая достоинства геометрического метода исследования, я далек от мысли об его исключительности. Механика должна равномерно опираться на анализ и геометрию, заимствуя от них то, что наиболее подходит к существу задачи. Своими новыми методами: исследованием интегралов по дифференциальным уравнениям, изысканием признаков, при которых существуют алгебраические интегралы, и т. д., — анализ дает нам могущественное орудие для разрешения задач динамики. Но последняя обработка решений задачи всегда будет принадлежать геометрии. Геометрия всегда будет являться художником, создающим окончательный образ построенного здания...

Чаплыгин про себя подумал: «Насчет художника учитель, пожалуй, хорошо сказал. И вообще он, наверное, прав. Хотя мне по душе — анализ».

МАГИСТР ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ

1894 год богат событиями в жизни Чаплыгина. В марте он становится приват-доцентом кафедры прикладной математики Московского университета. Осенью женится на Екатерине Владимировне Арно, урожденной Льеж.

Поразительная судьба женщины, у которой он снимал комнату на Троицкой улице. Француженка по отцу, она родилась в Петербурге. Рано осталась без родителей, воспитывалась у дяди. В шестнадцать лет вышла замуж по любви за молодого инженера. Через два года он умер от чахотки. Остался маленький сын, через год разделивший участь отца. Екатерина Владимировна стойко перенесла свалившиеся на нее несчастья, не ожесточилась, не очерствела сердцем. Она переехала в Москву, стремясь забыть угрюмую столицу, где видела столько смертей близких. Жила она уроками французского языка и сдачей комнат студентам. Так судьба свела ее с Чаплыгиным.

В августе следующего года у них родилась дочь, ее нарекли Ольгой.

Материальное положение молодой семьи отнюдь не блестяще. Приват-доцентура дает весьма скромный заработок. Чаплыгин ищет более подходящие места. Он принимает должность преподавателя математики и механики в Константиновском межевом институте и в Московском техническом училище. Затем назначается штатным преподавателем теоретической механики Инженерного училища министерства путей сообщения и одновременно оставляет приват-доцентуру в университете. Через несколько месяцев Чаплыгин прощается и с Екатерининским институтом.

Близилась защита магистерской диссертации «О некоторых случаях движения твердого тела в жидкости». Она состоялась 20 марта 1898 года. Оппонентами выступали Н. Е. Жуковский и Б. К. Млодзеевский. В рецензии на исследование ученика Николай Егорович, выделяя наиболее близкое ему, в частности, писал: «Сочинение С. А. Чаплыгина представляет вполне самостоятельный труд, который вместе с его прежними работами по тому же вопросу является в литературе единственными исследованиями по геометрической интерпретации движения твердого тела в жидкости. Можно сказать, что картина этого сложного движения теперь рисуется в воображении только благодаря исследованиям С. А. Чаплыгина».

Степень магистра прикладной математики была присуждена Сергею Алексеевичу единогласно.

Научные интересы Чаплыгина в эти годы строго очерчены, ясны и логичны, как все, чем он занимается в жизни.

Мстислав Всеволодович Келдыш так впоследствии напишет о пути Сергея Алексеевича: «Будучи молодым ученым, он входит в круг интересов, занимавших в то время университетских математиков и механиков, и его первые работы относятся к области классической механики. В то время университетская наука была весьма мало связана с техническими приложениями. Интересы механиков были направлены на решение вопросов, связанных с астрономией и физикой, и частично на... решение ряда трудных задач классической механики, возникших значительно раньше и не находивших долгое время решения. Многие из этих задач представляли большой принципиальный интерес...

В тот первый период своей деятельности Чаплыгин целиком направляет свои силы на задачи классической механики. Работы его в этой области показали, что он является блестящим ученым, владеющим самыми сложными аналитическими методами науки, извлекающим из них ясные геометрические закономерности движения».

Итак, классическая механика — два направления поиска: движение тел при наличии так называемых неголономных связей и движение твердого тела вокруг неподвижной точки.

Неголономные связи — важный раздел механики, изучающий движение тела в определенных ограничениях, налагаемых не только на положение тела, но и на его скорость. Такие связи нельзя свести к геометрическим условиям и проинтегрировать их уравнения. Приведем пример: шар катится без скольжения по шероховатой жесткой поверхности. Для шара это неголономная связь, так как в точке его соприкосновения с поверхностью скорость равна нулю и уравнение связи не интегрируется. Подобных примеров движения много: скажем, велосипед, направляющие ролики счетных приборов, планиметров, интеграторов...

Для математика тут огромное поле деятельности. Ведь исследовать подобное движение крайне трудно — к нему неприменимы дифференциальные уравнения Лагранжа в обычном виде. А вот финский математик Линделеф не учел это обстоятельство и незаконно применил в задаче о катании тела по плоскости общее уравнение Лагранжа. Чаплыгин обратил внимание на ошибку и выполнил свое исследование.

Впервые он вывел общие уравнения движения неголономных систем, опередив иностранных ученых, позднее выполнивших то же самое. Уравнения Чаплыгина представляют собой обобщенные уравнения Лагранжа, но с добавочными членами.

Эта и другие работы Сергея Алексеевича в той же области неопровержимо подтвердили: в России появился новый выдающийся математик.