История 5 Умышленно забвенное имя
Во всех учебниках по математическому анализу приводится формула, дающая возможность производить вычисление кратного интеграла, сведя эту задачу к вычислению другого, более простого интеграла – интеграла с меньшей кратностью, чем заданный.
В отличие от многих отечественных, зарубежные учебники не объясняют, кто же автор этой формулы. Умышленно забвенное имя – та же кража открытия, над которым трудился человеческий гений.
«Безвестным» автором применяемой математиками всего мира формулы был один из виднейших математиков первой половины XIX века М.В. Остроградский, академик не только Русской, но также Туринской, Римской, Американской академий, член-корреспондент Парижской академии наук.
Михаил Васильевич Остроградский
Михаил Васильевич Остроградский (1801–1862) уроженец деревни Пашенная Кобелякского уезда Полтавской губернии. В восемь лет он был определен в пансион при Полтавской гимназии – в «Дом для воспитания бедных дворян». Однако по желанию отца после 3-го курса подросток оставил гимназию Отец хотел определить мальчика на военную службу, да и Миша буквально бредил этой мечтой. В 1816 г. его повезли в Санкт-Петербург для зачисления в один из гвардейских полков. Однако все свершилось по-иному. Один из близких родственников настоял, чтобы юноша учился в университете; в 1817 г. Михаила приняли в Харьковский университет.
Харьков начала ХХ века. Главный корпус Технологического института
И в 1820 г. Михаил заканчивает физико-математическое отделение Харьковского университета, ректором которого был (с 1813 по 1820 гг.) известный ученый Осиповский, издавший четырехтомный «Курс математики». Это было первое отечественное полное руководство по математике, не уступающее многим иностранным сочинениям того времени. Большинство наших преподавателей и ученых, занявших в первой половине XIX в. кафедры математики в университетах Российской Империи, учились по этому руководству.
Харьков начала ХХ века. Императорский университет
Рассказывают, что в первые годы обучения Михаил Васильевич довольно равнодушно относился к предметам, не проявляя ни любопытства, ни задора. В мечтаниях ему виделся лишь блестящий мундир гвардейского офицера. Интерес к математике в нем пробудил Павловский – университетский преподаватель математики, у которого студент Михаил поселился в конце второго учебного года. С этого времени Остроградский начинает с увлеченным порывом вникать в математику, так что вскоре обращает на себя благосклонное внимание профессоров, в том числе и ректора Осиповского. Математический талант давал возможность увлеченному предметом юноше схватывать прочитанное, подмечать промахи и ошибки в изложении. В 1820 г. он с отличием заканчивает университет и получает так называемый «студентский аттестат». Считая необходимым поддержать талант молодого человека, Осиповский предложил присудить М.В. Остроградскому первую ученую степень кандидата, и делает об этом представление в Совет университета. Однако личный враг ректора профессор философии Дудрович категорически высказался против. В результате у Остроградского… отобрали аттестат потому, что он не слушал курс «Благопознания и христианского учения». Для получения аттестата ему предложили вновь подвергнуться экзамену, но тот горделиво отказался. А в 1822 году отправился в Париж «доучиваться» у французских математиков.
Дальнейшее образование за границей Остроградский получал, слушая лекции Ампера, Пуассона, Фурье, Лапласа, Коши. В 1825 году математик и член Парижской Академии наук Огюстен Луи Коши (1789–1857) выказывался о нем, как о чрезвычайно талантливом молодом человеке. Известно, что с Огюстеном Коши русский математик станет вести дружескую переписку до самой смерти талантливого французского ученого. В 1826 году М.В. Остроградский представил свой первый мемуар «О волнообразном движении жидкости в цилиндрическом сосуде».
Говорят, Михаил Васильевич со многими корифеями французской науки вошел в самые тесные отношения. Когда отец, настойчиво требовавший его возвращения, прекратил высылать сыну деньги, его в Париже быстро пристроили преподавателем математики в колледж Генриха IV.
Только в ноябре 1827-го Михаил Васильевич возвратился на родину и получил должность профессора офицерских классов Морского кадетского корпуса; с 1830 г. он – профессор Института корпуса инженерных путей сообщения; с 1832 г. – Главного педагогического института; с 1840 – Главного инженерного училища; с 1841 – Главного артиллерийского училища в Санкт-Петербурге.
Вскоре по возвращению из-за границы М.В. Остроградский был принят в Русскую Императорскую Академию наук сначала в качестве адъюнкта, а затем и академика. Звание ординарного академика по прикладной математике ученый получит в 1831-м.
Здание Академии наук со стороны Невы. Ф. Дюрфельдт, 1792 г.
Характерной чертой Остроградского было то, что он всегда брался за коренные вопросы предмета, не останавливаемый никакими трудностями. Пытливый ум ученого не замыкался в пределах одной только чистой математики. Он постоянно работал и над проблемами из области практической физики и механики, а также небесная механика и астрономии. Он с одинаковым успехом работал в разных областях, зачастую опережая своих европейских коллег. Важнейшие работы русского ученого относятся к области интегрального и дифференциального исчисления. Некоторые случаи распространения тепла в движущихся средах, распространения волнообразного движения в цилиндре, и общие вопросы, касающиеся законов движения упругого тела, – составляли предмет изысканий М.В. Остроградского, в которых он конкурирует с наиболее выдающимися математиками, часто улучшая их результаты, опережая их научную мысль. Он вывел уравнение движения упругого тела, создал теорию удара и разобрал проблему распространения волн по поверхности жидкости. Он внес существенные улучшения в методы интегрирования простейших функций, считавшиеся вполне установленными благодаря работам выдающегося немецкого математика XVIII в. Леонарда Эйлера, почти пятнадцать лет работавшего в Академии наук Санкт-Петербурга.
Одной из значимых в его обширном научном наследстве осталась формула, которая в математических символах выражает открытый им «принцип наименьшего действия» – всеобщий принцип механики. Основываясь на вариационных исчислениях, заложенных Л. Эйлером, Михаил Васильевич Остроградский в 1834 г. в изданиях Русской Академии наук публикует мемуар о вычислении вариаций кратких интегралов (на французском языке), в котором дал уникально-простое решение этой, казалось бы, труднейшей проблеме. Появился в полном переводе в 1861 г. как приложение к книге английского математика и историка математики Тотгентера, посвященной истории развития вариационного исчисления. Но Парижская Академия, поощряющая все значимые научные открытия, умышленно не заметила труда нашего соотечественника.
Зато когда французский математик Саррюс закончил работу по той же, что и Остроградский, теме, в 1840 г. Парижская Академия присудила ему премию!
Впоследствии установили, что премированный математик в своем труде внес путаницу в расчетах и дал совершенно неверное решение.
«Принцип наименьшего действия», описанный русским математиком Остроградским, является своего рода сокровищем теоретической механики. Ведь все механические системы подчиняются этому «принципу». И, значит, можно в математических уравнениях отобразить движение разнообразной системы колес, рычагов и т. д. Этот принцип явился одним из средств вывода дифференциальных уравнений механических и физических процессов. Итак, понятно, что математические уравнения наилучшим образом помогают инженерам в их деле создания сложных механизмов.
Запад, игнорируя открытие Остроградского, автором вариационного метода в механике, т. е. «принципа наименьшего действия» считает английского математика Гамильтона.
Справедливости ради надо сказать, что член Ирландской академии наук Уильям Роуан Гамильтон (1805–1865) вывел свой «принцип» независимо от трудов нашего соотечественника.
Замолчать стараются и тот факт, что знаменитую формулу Остроградского преобразования интегралов по объему в интегралы по поверхности (найденную им в 1828 г.) использовал знаменитый английский ученый Максвелл (1831–1879), создавая свою математическую теорию электричества.
Зарубежная наука связывает открытие этой формулы «преобразования интегралов» с именами Гаусса и Грина.
Выпускник университета Карл Фридрих Гаусс (1777–1855), с 1807 г. возглавлявший кафедру математики и астрономии в этом же учебном заведении и одновременно являвшийся директором Гёттингентской астрономической обсерватории, был в высшей степени талантливым исследователем. Его труды столь обширны, что он не нуждается в приписывании ему чужих открытий.
Английский математик Джордж Грин (1793–1841) свое соотношение интеграла по объему к интегралу по поверхности обнаружил и описал также, как и Остроградский, в 1828-м. И тут можно лишь констатировать: все идеи витают в воздухе…
Среди значимых для математической науки открытий – и формулы Остроградского в теории приближенных вычислений, которая учит как правильно обрабатывать результаты наблюдений и опытов, как с нужной точностью вести вычисления и расчеты.
Ряд своих выдающихся работ ученый Остроградский посвятил математической физике. Его новаторский ум и исследования сыграли огромную роль в развитии физики и техники.
Влияние М.В. Остроградского, как преподавателя и профессора, было чрезвычайно велико. Он читал столь сложный материал столь легко, доступно, образно и ярко, что его лекции охотно посещали не только студенты, но и вольнослушатели. К слову, в Российской Империи существовала уникальная практика: лекции (хоть простых преподавателей, хоть ученых-знаменитостей) студенты могли посещать по выбору, на лекции также допускалась и публика со стороны. Процесс просвещения был необычайно демократичен, а образование было доступно всем подданным Империи. После захвата власти большевиками у многих революционных деятелей в биографических данных записали (см. советские энциклопедии): закончил такой-то университет; хотя на самом деле этот человек никогда не числился в студентах и диплома о высшем образовании не получал, а являлся всего лишь вольнослушателем, изредка приходящим на лекции «просветиться» по собственной охоте (зато охотно получал уроки революционной борьбы в многочисленных зарубежных террористических центрах, подготавливавших революцию в России).
Остроградский по праву считается пропагандистом науки, служителем русской математической культуры.
Среди тех, кто занимал профессорские кафедры в следующем поколении, почти все были его учениками. М.В. Остроградский – один из первых русских профессоров, сумевших поставить преподавание математики на более высокий уровень, как того требовало время новых открытий. В начале второй четверти XIX в. в Российской Империи проявляют свои таланты ученые, занявшие видное место в европейской науке; просвещенная Россия старается ни в чем не уступать Западу, а во многом даже опережать его. В славном ряду успешных ученых – русские математики С.К. Котельников, С.Я Румовский, В.Я. Буняковский, Н.И. Лобачевский и, конечно же, М.В. Остроградский. Михаил Васильевич, до конца дней считавший себя истинно русским ученым и не раз подчеркивающий это перед иностранными коллегами, скончался от злокачественной язвы 1 января 1862 года во время поездки из своего поместья в Санкт-Петербург.
Труды Остроградского уже при жизни принесли ему великую и заслуженную славу в ученом мире России и далеко за ее пределами. «Становись Остроградским», – так напутствовали в те времена молодых людей, отправляющихся грызть гранит наук, поступающих в высшие учебные заведения Империи.