№ 29 (3688), 10 декабря 2004 года
главная | оглавление | <... | ...>

Часы, проведенные среди студентов,
были лучшими в его жизни

Его имя известно многим, но о фактах его биографии, об изобретениях и исследованиях знают в основном профессионалы – математики и историки науки. Именно П.Л.Чебышев стал продолжателем в петербургском университете курса лекций В.Я.Буняковского. Нам хочется напомнить об основных вехах жизни удивительного, интересного и талантливого человека – П.Л.Чебышева.

Первые детские воспоминания мальчика были связаны с огромным старым домом: со множеством комнат со скрипучими половицами, длинными полутемными коридорами, пугавшими по ночам таинственным шорохом… Дом дряхлел год от году, потом его разобрали, построив новый. А на месте, где он почти полтора века стоял, уже взрослый Пафнутий Львович с младшими братьями установили громадную гранитную глыбу с высеченными на ней словами: «Здесь у Льва Павловича и Аграфены Ивановны Чебышевых родилось пятеро сыновей и четыре дочери».

Заметив склонность сына к науке, в 1832 г. родители будущего математика переехали в Москву для подготовки Пафнутия к поступлению в университет. Шестнадцатилетним юношей Чебышев стал студентом Московского университета. В 1840/41-м учебном году во 2-м отделении философского факультета была предложена тема на соискание медали: «О числовом решении алгебраических уравнений высших степеней». За сочинение на эту тему золотая медаль присуждена была действительному студенту Антону Смоляку, серебряные – «кандидатам из дворян» Пафнутию Чебышеву и Николаю Горлицыну. В двадцать лет Чебышев окончил университет, а через два года опубликовал свою первую научную работу, за которой последовал ряд других, все более и более значительных и быстро привлекших к себе внимание научного мира. В 1846 г., двадцати пяти лет от роду, Пафнутий Львович защитил в Московском университете диссертацию на степень магистра. Примечательно, что эта диссертация, выполненная Чебышевым по предложению профессора Н.Д.Брашмана и посвященная опыту элементарного анализа теории вероятностей, стала первой российской диссертацией по теории вероятностей. В 1847 г. магистр Московского университета П.Л.Чебышев переезжает в Санкт-Петербургский университет и становится доцентом на кафедре математики.

Дальнейшая карьера ученого развивалась столь же блестяще: в двадцать восемь лет он получил в Петербургском университете степень доктора, причем диссертацией служила его книга “Теория сравнений”, которой затем в течение более полстолетия студенты пользовались как одним из самых глубоких и серьезных руководств по теории чисел. В 1852 г. экстраординарный профессор П.Л.Чебышев для обозрения предметов практической механики командирован во Францию, Лондон, Брюссель, Берлин. В 1854 г. научные заслуги экстраординарного профессора П.Л.Чебышева были замечены и он получает в награду орден св. Анны III степени. В 1860 г. ученый получил дополнительный стимул для исследований в области теории вероятностей – награждение орденом Св. Станислава II степени и передача лекционного курса В.Я.Буняковского. С этого времени в Петербурге начала зарождаться своя школа теории вероятностей, позже прославившаяся работами последователей П.Л.Чебышева и В.Я.Буняковского, академиков А.А.Маркова (1856–1922) и А.М.Ляпунова (1857–1918). В 1867 г. во II томе «Московского математического сборника» появилась замечательная работа Чебышева «О средних величинах», в которой дана теорема, лежащая в основе различных вопросов теории вероятностей.

Основной чертой созданной Чебышевым школы, которую принято называть Петербургской математической школой, было стремление тесно связать проблемы математики с принципиальными вопросами естествознания и техники. Раз в неделю П.Л.Чебышев устраивал приемный день, в который двери его квартиры были открыты для каждого, кто хотел обсудить с профессором свои исследования или же нуждался в его совете. Пафнутий Львович всегда старался помочь своим ученикам и коллегам. Современники ученого удивлялись тому, как охотно профессор рассказывал о своих новых идеях и планах их осуществления не только “избранным” ученым, но и всем приходившим на его лекции – а желающих послушать лекции Пафнутия Львовича Чебышева было немало. Да это и неудивительно: ведь он был одним из немногих преподавателей такого уровня, умевших рассказами о собственных исследованиях и различными чрезвычайно занимательными примерами из жизни ученого мира заинтересовать своих учеников, уверить их в значимости и необходимости избранной ими исследовательской работы.

Точный и аккуратный лектор, всякую сложную выкладку Чебышев предварял разъяснением ее цели и хода, а затем проводил ее молча, очень быстро, но настолько подробно, что следить за ним было легко. Ученики Пафнутия Львовича вспоминали, как иногда в ходе лекции он прерывал изложение материала, чтобы рассказать об истории, о методическом значении обсуждаемого факта или научного положения. Порой такие отступления – по мнению Чебышева, необходимые для более многогранного и полного понимания предмета, – были довольно длительными. Обычно, приступая к такой беседе, профессор оставлял мел и доску, усаживался в особое кресло, стоявшее перед первым рядом слушателей, и начинал рассказ, не заслушаться которым было невозможно. Тем не менее Пафнутий Львович всегда успевал изложить необходимый учебный материал и никогда не задерживал аудиторию далее положенного срока. Чебышев очень любил оперу, вечерами часто посещал Мариинский театр в компании петербургских профессоров. Студентам он рекомендовал прослушать оперы «Рогнеда», «Пророк», «Кузнец Вакула», «Фауст», «Аида», «Юдифь»; а самому ему особенно нравилась «Жизнь за царя». По свидетельству профессора Санкт-Петербургского университета К.А.Поссе, ученика П.Л.Чебышева, часы, проведённые среди студентов, «были лучшими в жизни Чебышева». Именно здесь создавалась та нравственная связь, которая соединяла его со слушателями…

Талант Пафнутия Львовича Чебышева ценили не только на Родине. В 39 лет его избрали членом-корреспондентом Парижской Академии наук, а спустя полтора десятилетия, в 1872 г. он становится заслуженным профессором Санкт-Петербургского университета. В 1874 г. та же Парижская академия удостоила его весьма редкой чести избрания его в свои ряды. За рубежом П.Л.Чебышев, привыкший к скромному быту и не жалевший средств лишь на изготовление разрабатываемых им моделей различных приборов и механизмов, вел образ жизни “кочующего” математика, видящего свое призвание в том, чтобы, переходя от одной научной области к другой, в каждой из них оставить ряд основных идей или методов. П.Л.Чебышев продолжил разработку новых задач своей знаменитой теории приближения функций, занимался теорией интеграции, приближения функций многочленами, теорией чисел, теорией вероятностей, теорией механизмов. В каждой из этих многочисленных областей ученого привлекало создание основных общих методов – причем практически во всех перечисленных областях затронутые Чебышевым вопросы становились основой для исследований последующих поколений ученых. Но главное, что изобретения Чебышева имели практическую пользу.

Например, по просьбе главного командира Кронштадтского порта ученый разработал чугунный продолговатый снаряд со стальной головкой, предназначенный для обстрела английских и французских металлических кораблей. Трудность состояла в том, что орудия в крепости были гладкоствольными. В связи с этим П.Л.Чебышевым был исследован вопрос об устойчивости снаряда в полете и сделан вывод о необходимости вращательного полета снаряда. За труды в области артиллерии П.Л.Чебышев был избран почетным членом Артиллерийской академии.

На флоте получил практическое применение так называемый “параллелограмм Чебышева”, предназначенный для управления артиллерийской стрельбой. Им же изобретен гребной механизм с ручным приводом. Для кораблестроителей наибольшее значение имели труды П.Л.Чебышева по прикладной математике: приближенное интегрирование, интерполирование, теория вероятностей, теория наилучшего приближения функций. Конструкторы особенно часто пользовались методом и формулами Чебышева для вычисления параметров проектируемого корабля. Практический вклад был внесен в развитие отечественных вычислительных устройств. Изучив самосчеты Буняковского (о них писал журнал «Санкт-Петербургский университет» в №21 за 2004 г., с.44-46), Чебышев увидел многие недостатки устройства. Самый первый аппарат, созданный Чебышевым, нельзя отнести к арифмометрам (арифмометр – прибор для выполнения четырех базовых арифметических действий: сложения, вычитания, умножения и деления). То была просто суммирующая 10-разрядная машина. В типичных механических вычислительных машинах с дискретной передачей колесо высшего разряда продвигается сразу на одно деление, в то время как колесо низшего разряда переходит с 9 на 0. При непрерывной передаче десятков, пока колесо младшего разряда совершает полный оборот, колесо высшего разряда (впрочем, как и все остальные) постепенно поворачивается на одно деление. Этот эффект был достигнут благодаря применению планетарной передачи (планетарная передача — зубчатая передача, имеющая колеса с перемещающимися геометрическими осями, которые обкатываются вокруг центрального колеса). Но были и свои минусы: операции вычитания на нем проводить было неудобно. Следующим этапом для Чебышева было создание множительно-делительной приставки к суммирующей машине (более совершенному аналогу первого суммирующего механизма). Таким образом, созданный в итоге изобретателем арифмометр Чебышева оказался состоящим из двух устройств: суммирующего и множительно-делительного механизмов. Но, к сожалению, само устройство оказалось малопригодным. Недостатки заключались в трудностях считывания результатов, неудобстве выполнения суммирующей машиной операций вычитания. Тем не менее, этот механизм заслуживает внимания, так как были разработаны два новых способа в механизме. К ним, в первую очередь, нужно отнести непрерывную передачу десятков и автоматический переход каретки с разряда на разряд при умножении. Эти способы стали актуальны в 30-е годы ХХ века, когда в вычислительных машинах появился электропривод, а также когда получили массовое распространение полуавтоматические и автоматические клавишные вычислительные устройства. Заслуживает внимания также работа последнего периода – это исследования «О предельных значениях интегралов» («Sur les valeurs limites des integrales», 1873).

В 1882 г. экстраординарный профессор П.Л.Чебышев, проработавший в университете 35 лет, ушел в отставку. Совет единогласно избрал его почетным членом университета. В 1886 г. по предложению академика П.Л.Чебышева уже известный математик А.А.Марков, когда-то писавший письмо академику В.Я.Буняковскому о решении одной математической задачи (см. журнал «Санкт-Петербургский университет», 2004 г., №21, с.44-46 ), избирается в Академию наук.

Одним из наиболее важных событий последних лет жизни Чебышева стало награждение его орденом Почетного легиона, который, по представлению Парижской Академии наук, Чебышев получил от президента Франции в 1890 г. Инициатива по награждению Чебышева орденом Почетного Легиона исходила от президента Академии наук Шарля Эрмита, которого поддержали все французские академики. В связи с этим французский математик Эрмит писал Чебышеву:

“Париж, 21 мая, 1890 г.
Мой дорогой собрат и друг… Командорский крест Почетного Легиона, который был Вам пожалован президентом Республики... является лишь небольшой наградой за великие и прекрасные открытия, с которыми навсегда связано ваше имя и которые давно уже выдвинули Вас в первые ряды математической науки нашей эпохи… Все члены Академии… воспользовались случаем засвидетельствовать ту горячую симпатию, которую Вы им внушаете. Все они присоединились ко мне, заверяя, что Вы являетесь гордостью науки в России, одним из первых геометров Европы, одним из величайших геометров всех времен. Могу ли я надеяться, мой дорогой собрат и друг, что этот знак уважения, идущий к Вам из Франции, доставит вам некоторое удовольствие? По меньшей мере, прошу Вас не сомневаться в моей верности воспоминаниям о нашей научной близости и в том, что я не забыл и никогда не забуду наших бесед во время вашего пребывания в Париже, когда мы говорили о столь многих предметах, далеких от Евклида”.

Последние годы жизни Чебышева протекали тихо, без каких-либо значительных событий. Постоянная загруженность работой не позволила создать семью. Адрес местожительства знаменитого профессора в справочнике «Весь Петербург» за 1892 г. значится: В.О., Николаевская наб., д.1. Темой последней статьи П.Л.Чебышева был вопрос о суммах, зависящих от положительных значений какой-либо функции. Работа была напечатана уже после смерти ее автора.

В конце ноября 1894 года П.Л.Чебышев перенес на ногах грипп. День 25 ноября 1894 г. был последним в жизни Пафнутия Львовича. Свой последний вечер он провел в оживленной дружеской беседе с братом В.Л.Чебышевым и академиком А.А.Марковым в своей квартире. Утром следующего дня Чебышев, пожелав напиться чаю, попросил к 9 часам подать самовар, сам заварил чай и налил себе в стакан. Вблизи его никого не было. Спустя несколько минут вошедшая в комнату прислуга застала его сидящим за столом – умершим.

Научные труды во многих областях математики и прикладной механики, глубокие по содержанию и яркие по своеобразию методов исследования, создали П.Л.Чебышеву славу одного из величайших представителей математической мысли. Базирующиеся на исследованиях ученого, занимавшего, по словам французского математика Жозефа Лиувилля, «выдающееся положение среди подлинно творческих геометров», русские математические школы (теории чисел, теории приближения функций, теории вероятностей и другие) с успехом продолжают работу и в наши дни.  

Ольга Жарковская, аспирантка СПбГУ,
Сергей Иванов, выпускник СПбГУ, СПбГЭТУ ЛЭТИ,
преподаватель СПбГЭТУ ЛЭТИ

© Журнал «Санкт-Петербургский университет», 1995-2004 Дизайн и сопровождение: Сергей Ушаков