Лев Гумилевский - Чаплыгин

• Название: Чаплыгин
• Автор: Лев Гумилевский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1969

В книге повествуется о жизни и научной деятельности действительного члена Академии наук СССР, профессора физико-математических наук, Сергея Алексеевича Чаплыгина, посвятившего свои труды аэродинамике и самолетостроению.

---

«Приступив к преподаванию механики в университете, Н. Е. Жуковский перестроил его на основе своего опыта преподавания в Техническом училище, — говорит академик Л. С. Лейбензон, один из первых учеников Жуковского. — Он выбросил из курса аналитический мусор своих предшественников и основал преподавание механики на тех простых принципах, которые он почерпнул у Галилея, Ньютона, Гюйгенса и Пуансо. Его курс механики был настолько прост и понятен студентам, что получил распространение по всей России. И только изучив по литографированным запискам курс Н. Е. Жуковского, студенты приступали к изучению трудных курсов своих профессоров».

Кроме чтения лекций, Николай Егорович ввел упражнения по механике, он давал такие задачи, в которых математический анализ был возможно прост, а на первый план выступала механическая сущность. В те годы, когда создавалась русская аэродинамическая школа во главе с Н. Е. Жуковским, теоретическая механика оставалась еще прикладным отделом математики. Жуковский одним из первых доказал, что в современной теоретической механике опираться лишь на математический метод невозможно, что для познания мира с точки зрения механики движения так же, как и во всех иных областях естествознания, нужен научно поставленный эксперимент.

Дальнейшее развитие науки подтвердило правильность взгляда Жуковского, хотя в его время находилось очень мало ученых, державшихся такого мнения.

Педагогическая деятельность Жуковского совсем не была похожа на выполнение обязанностей, дававших ему материальные средства для того, чтобы он мог заниматься научной работой. Нет, то была составная часть научных занятий, и Николай Егорович не отделял своей работы от работы учеников и даже не видел существенной разницы между ними.

Он был не педагогом, а учителем во всей благородной полноте этого слова.

Он испытывал глубочайшее удовлетворение, прививая своим ученикам любовь к науке, и находил способы делать сложнейшие вопросы теории доступными их пониманию. Он изобретал удивительные приборы и модели, чтобы дать наглядное толкование самым отвлеченным задачам.

Иногда он приносил в аудиторию «клочок живой природы», вроде маленькой птички, которую он демонстрировал слушателям, чтобы иллюстрировать вопрос об условиях взлета. Птичка находилась в стеклянной банке и должна была наглядно показать, что, не имея площадки для разбега, подняться в воздух нельзя.

Николай Егорович снял с банки крышку и предоставил птичке выбираться наружу, чтобы доказать непреложность положений теории. Некоторое время птичка действительно не могла взлететь. Но вот, не имея нужной для взлета площадки, птичка стала делать спирали но стенке банки и, ко всеобщему восхищению, взлетела под потолок.

Учитель рассмеялся вместе с учениками.

— Эксперимент дал неожиданный, но поучительный результат: площадку может заменить спираль! Это не пришло нам в голову!

Жуковский, очевидно, понимал или чувствовал, каким грубым препятствием для движения творческой мысли, является привычное мышление, как трудно даже изощренному уму прервать течение привычных представлений и дать место иным, неожиданным и новым. Оттого-то он и приникал постоянно к живой природе с ее огромным запасом еще не раскрытых тайн, не обнаруженных возможностей.

Когда он занимался измерением и вычислением времени полета, над зеленым лугом летали стрелы его арбалета, снабженные винтом. Когда он изучал сопротивление воздуха, но проселочным дорогам мелькал взад и вперед его велосипед с большими крыльями. Живая природа открывала тайны аэродинамики этому пророку авиации, предсказавшему мертвую петлю за двадцать лет до того, как ее выполнил Нестеров. В ореховском саду под яблонями чертил на песке свои формулы ученый, когда врачи во время болезни запретили ему работать, а родные заставляли его подолгу гулять.

В этом же саду Жуковский ставил большой эмалированный таз с дырками, исследуя формы вытекающих струй, и думал:

«Все дело тут в вихрях, которые срываются с краев отверстия, первоначально они имитируют форму отверстия, а затем они стягиваются, деформируются и деформируют струю. Прибавляя к действию вихрей силу инерции движущихся частиц жидкости, можно получить все изменения струи. Вопрос этот вполне ясен…»

Профессор В. В. Голубев, рассказывая о произведенной Николаем Егоровичем перестройке преподавания механики, говорит:

«Им было придано теоретической механике совершенно новое направление. Н. Е. один из первых показал в современной механике, что математический метод исследования, несмотря на его исключительную мощь, не является ни единственным, ни исключительным и всеобъемлющим методом научного исследования в области механики. Н. Е. своими работами совершенно ясно показал, что механика есть ветвь естествознания, ветвь пауки, изучающей окружающую нас природу, что для познания мира, окружающего нас, с точки зрения механики движения, так же нужен научно поставленный эксперимент, так же нужны опытные исследования, как они нужны в астрономии, физике, химии и других отделах науки о природе. Н. Е. является пионером в этом направлении: эта точка зрения была совершенно чужда даже крупнейшим ученым, современникам Н. Е., например, никакого отголоска таких взглядов мы не найдем в исследованиях академика А. М. Ляпунова, который в своих классических работах остается исключительно математиком».

Лейбензон и Голубев, так же как десятки других студентов, без труда усваивали научное миросозерцание учителя и его методы исследования в механике.

Студент Чаплыгин так просто «выбросить аналитический мусор» из головы не мог.

Идеалом всякого научного исследователя Чаплыгин считал авторов, следовавших но пути Лагранжа.

Несомненно, что идеал этот вполне соответствовал постоянному стремлению Чаплыгина к простоте, ясности, всеобъемлемости законов, открываемых наукой. Именно тем и пленил его аналитический метод, что прикладная математика, куда относилась механика, опиралась на общие принципы, законы, аксиомы, вполне достаточные для построения любой частной теории и для того, чтобы любую механическую задачу привести к задаче чисто математической, сводящейся в основном к интегрированию дифференциальных уравнений.

Стало быть, механика не нуждается ни в каких экспериментах, ни в каких лабораториях и наблюдениях; прогресс в интегрировании дифференциальных уравнений одновременно есть прогресс и в механике, вполне определяющий ее развитие.

Блестящий успех, достигнутый применением идей Лагранжа в небесной механике и в математической физике, ставил вне сомнения правильность его концепций; Лагранжу следовали в своих трудах все ученые XIX века, начиная от Лапласа, Пуассона, Коши и кончая нашими соотечественниками — С. В. Ковалевской, А. М. Ляпуновым, В. А. Стендовым.

С. В. Ковалевская в своем классическом мемуаре «О движении твердого тела, имеющего ненодвижную точку» рассматривала свой случай движения твердого тела потому только, что ей удалось найти математический метод, позволивший до конца проинтегрировать полученные при этом уравнения. Софье Васильевне пришлось даже доказывать, что разобранный ею случай движения вообще можно осуществить в действительности. А. М. Ляпунова в его классическом мемуаре «Об устойчивости движения» меньше всего интересует вопрос о приложении разработанного им метода к решению какой-нибудь реальней механической задачи: все его внимание привлекают чисто математические трудности задачи, которые он и преодолевает с исключительным искусством.

Совершенно так же понимал задачу прикладной математики и Чаплыгин.

Как-то осенью, когда Чаплыгин был уже на втором курсе, но Москве прошел сильный дождь. Потоки воды, извиваясь между неровных булыжников, быстро слились в озорные ручейки на мощеном дворе университета. Направлявшийся в университет с зонтом в руке Жуковский остановился над ручьем и с любопытством стал наблюдать за его течением. Иногда он, действуя зонтом, несколько менял расположение камней и тогда с новым вниманием следил, как меняется течение.

Вокруг ученого собрался кружок студентов. Николай Егорович увидел среди собравшихся своего ученика и, усмехаясь, заметил:

— Как хорошо сказал Галилей: легче узнать законы движения светил небесных, чем познать законы движения воды в ручейке! Так оно и есть!

Он посмотрел на молодые лица студентов, как бы призывая их в свидетели галилеевской истины. Негромко, но твердо ответил Чаплыгин:

— Природа любит простоту. Если у нее спрашиваешь верно, она ответит просто!

Кто-то насмешливо крикнул:

— Значит, Галилей не умел спрашивать!

Все рассмеялись и стали расходиться. Николай Егорович пошел рядом с Чаплыгиным.

— Нет, вы хорошо сказали, коллега. Верно спросить — наполовину ответить. Вы, кажется, с моего курса? Как ваша фамилия?