Элина Масимова - Николай Жуковский
Кроме того, непреклонная уверенность Жуковского в той самой необходимости соединения практичной геометрии и нередко оторванного в то время от жизненных реалий теоретического анализа всегда была отправной точкой во всех его начинаниях. Именно это основание помогало Николаю Егоровичу гениально находить решения ранее неразрешимых задач. На одном из заседаний Московского математического общества, у истоков которого посчастливилось быть Жуковскому, он подвел однозначную черту под всеми плутаниями современной ему научной мысли: «Механика должна равноправно опираться на анализ и геометрию, заимствуя от них то, что наиболее подходит к существу задачи… Но последняя обработка задачи всегда будет принадлежать геометрии. Геометр всегда будет являться художником, создающим окончательный образ построенного здания».
Бесконечное же стремление Николая Жуковского идти в ногу с развитием техники России и, опережая, вести ее за собой, толкало его к углублению в решении той или иной задачи больше, чем этого требовало на тот момент время. Так, однажды, например, Москву застала врасплох проблема с постоянными разрывами водопроводных труб. Бедствие разрослось до таких масштабов, что люди были готовы совсем отказаться от водопроводной системы и вернуться к прежней жизни без труб: возить воду бочками и таскать ведрами из Москвы-реки и дворовых колодцев. Чтобы хоть как-то сдвинуть решение проблемы с мертвой точки, управлению городского хозяйства ничего не оставалось, кроме как создать специальную комиссию для выяснения причин происходящих разрывов. Жуковский был приглашен стать ее членом, тем более, что, когда водопровод проектировался и строился, к нему не раз обращались за консультацией. И Николай Егорович, недолго думая, отправился на Алексеевскую водокачку, под Москву. Скоро там он определил, что главной причиной разрыва водопроводных труб в городе является сильная ударная волна воды, происходящая при резком открывании или закрывании кранов. Николай Егорович абсолютно четко представил себе этот процесс – как при резком повороте ручки где-то в доме вода получает определенную скорость, особенно заметную в маленькой трубе. Инженеры же при строительстве трубопровода не рассчитали, что при переходе этой волны с некой скоростью из большей трубы в меньшую сила давления образуется гораздо большая, чем та, которую способна выдержать труба. Однако для того, чтобы выразить все это в числах и формулах, понятных для всех, требовалось детальнее исследовать явление такого гидравлического удара опытным путем, чем Жуковский непременно и занялся. Он распорядился, чтобы на водокачке соорудили сеть водопроводных труб разного диаметра, и вскоре не просто дал теоретическое объяснение причин происходящих разрывов, а создал так называемую «ударную диаграмму», тут же названную его именем. По этой диаграмме, прямо не выходя с водокачки, очень легко можно было определить, где в тот или иной момент произошел разрыв. Для этого необходимо было лишь создать на ней искусственный гидравлический удар. Эврика! Однако опытные рабочие-водопроводчики все равно были в недоумении, когда их отправили на чистую улицу в Москве и сказали: «Ройте! Тут лопнула труба». Мостовая была абсолютно суха на тот момент. Но стоило рабочим снять верхний песчаный слой, как захлюпала глина, полностью пропитанная водой. Тогда они, конечно, поверили.
Казалось бы, Жуковский выполнил и даже перевыполнил свою задачу. Решил загадку в полном объеме и даже в запасе. Но когда он 26 сентября 1897 года делал доклад в Политехническом обществе по своему исследованию «О гидравлическом ударе в водопроводных трубах», всем было ясно, что это работа мирового значения. Она – триумф теоретической науки и ее блистательного представителя.
Сегодня же мы так привыкли, что в наш век космических высот все задачи повседневной жизни решаются технически быстро и несложно. Нас опутала сфера совершеннейших технологий, способных проникнуть до самых мельчайших атомов и молекул. Рядом с нами поселились роботы и умнейшие машины, способные решить за нас множество даже самых сложных задач и проблем. Однако если задуматься, приходит осознание, что какую-то сотню лет назад все было иначе. Тогда-то больше всего необходим был Жуковский. Он сам говорил, что полезен был именно в то время, в которое ему выпало жить и служить науке.
Первые шаги
Нелегко становиться великим человеком. Еще сложнее вставать на путь ученого. Какая-то рука поведет вас – по-другому быть не может. Жуковский долго сомневался, но вот один решительный шаг – и в «Московских ведомостях» от 20 октября 1876 года на первой полосе появилась заметка:
Императорский московский университет сим объявляет, что кандидат Жуковский 23 сего (1876 г.) октября, в четверг, в два часа по полудни в новом здании университета в публичном заседании физико-математического факультета будет защищать диссертацию под заглавием «Кинематика жидкого тела», написанную им для получения степени магистра математических наук.
Зал был переполнен. Профессора, студенты и все друзья Николая Егоровича пришли на его защиту. Оппонентами были А. Г. Столетов – декан математического факультета и учителя Жуковского В. Я. Цингер и Ф. А. Слудский, специалист по гидромеханике. Нелегко пришлось Николаю, не оставленному при университете, который он почти что вчера только окончил, а значит, не получающему на написание диссертации стипендии, при этом зарабатывающему на содержание своей семьи, написать эту работу. Тем не менее ему удалось превзойти все ожидания. Оттолкнувшись от чисто аналитических работ Лагранжа и Коши, он внес в исследования деформаций элемента жидкости во время ее движения излюбленную им наглядность, полученную благодаря геометрическим методам. Во введении к своей работе Николай Жуковский так описывал ее основную цель:
«Предлагаемое нами сочинение имеет в виду дать краткий, но по возможности наглядный очерк теории скоростей и ускорений непрерывно изменяемого тела и может быть рассматриваемо как вступление в гидродинамику».
«О гидравлическом ударе в водопроводных трубах» (1899 г.). Титульный лист работы Н. Е. Жуковского.
Н. Е. Жуковский – магистр. 1876–1877 годы.
Так рукой Жуковского действительно открывалась новая наука – гидродинамика. Он начал свой путь с работы, тут же признанной огромным вкладом в науку. Это был великолепный старт для будущего ученого. Защита диссертации прошла успешно, работа вскоре была опубликована и сразу же дала Николаю в руки билет в его первую заграничную командировку.
В течение трех месяцев, летом 1877 года, Николаю Жуковскому предстояло попрактиковать свой немецкий и французский. Совсем скоро после защиты он был уже в Берлине. Как молодой ученый Жуковский посещал лекции в университетах, продолжая свою научную работу, знакомился с другими профессорами – тогда особенно выдающимися в Германии были профессора математики и механики Герман Гельмгольц и Густав Кирхгоф. Кроме того, как внимательный путешественник Николай в компании своих приятелей Н. Н. Шиллера, П. И. Зилова и А. И. Ливенцова не забывал осматривать достопримечательности и познавать культуру города. Своим родным он рассказывал особенно интересные впечатления от своих прогулок:
Берлин, 25 мая.
Милая Вера!
На твое имя я посвящаю конец этого письма, в котором описываю, как я провел сегодняшний день в Берлине.
Поспавши часок в своем номере, я отправился отыскивать Зилова и, прежде нежели найти его, побродил по городу, который очень красив и оригинален.
<…>
На площади я купил карту Берлина и убедился, что зашел искать Зилова совершенно в обратную сторону, чем нужно. Пришлось возвращаться и разыскивать сад Tiergarten. Этот сад мне указали, и я имел удовольствие пройтись между цветущими каштанами и сиренью. Сирень здесь особенная, красная и гораздо крупнее нашей.
В Tiergarten меня особенно поразила статуя льва, стоящего над своей убитой самкой. Пройдя немного, я взял в сторону и, пользуясь картой, нашел улицу In den Zelten, в которой отыскал квартиру Зилова. К сожалению, Зилова дома не оказалось и пришлось воротиться назад… При этом я осмотрел новую колонну, поставленную в честь франко-прусской войны.
Проходя опять по Linden, я заметил прекрасное здание, на котором было написано – Акварий. Я зашел его посмотреть, заплатив марку (35 коп.). Если бы ты могла видеть, Вера, этот акварий, ты бы из него не вышла. Он представляет огромное здание, в которое входят, поднимаясь сначала в верхний этаж, потом спускаются постепенно вниз, имея перед собой зеркальные стекла, отделяющие воду. Эта вода освещается сверху и наполнена всевозможным зверьем; ты видишь змей, крокодилов, потом всевозможные рыбы, громадные раки и осьминоги, даже страх берет. Как будто путешествуешь с капитаном Немо на «Наутилусе». Я особенно долго остановился над коралловыми деревьями и морским звездами. Посылаю тебе, милая Вера, ряд фотографий с различных гротов аквариума.
