17 октября 1959 года, 60 лет назад, скончался выдающийся русский учёный Николай Гурьевич Четаев
В прошлом номере журнала рассказывалось об инициативе Высшей школы экономики о замене лекций провинциальных вузовских преподавателей на интернет-лекции московских «прогрессивных» вузов. Однако известно, что научные школы формируются вокруг «живых» преподавателей, а не говорящей с экрана головы.
Человек, о котором мы сегодня расскажем, начинал свою деятельность в Казани, но ему повезло родиться значительно раньше реформаторов из Сколково и ВШЭ, и его гений учёного, преподавателя и организатора позволил создать научную школу, известную на весь мир.
«Ни одна звезда
не отклоняется
от своего пути»
Когда начинаешь думать, как правильно обозначить специальность Николая Гурьевича Четаева, невольно теряешься. Математик? Да. Механик? Да. Физик? Тоже да. Талант его многогранен, исследования, которыми он занимался, – глубоки и затрагивают сами основы мироздания, хотя известен он как специалист по теории устойчивости.
Корни этой теории идут к космогонии – многие учёные ещё со времён Кеплера и Лапласа задумывались, какова природа пространства Вселенной, почему орбиты планет стабильны, а устройство нашей Солнечной системы очень гармонично. Математики, попытавшиеся решить задачу описания устойчивого движения планет, всегда сталкивались с большими трудностями. Наш гениальный учёный А.М. Ляпунов смог решить эти задачи в самом общем виде ещё в конце XIX века, но его открытие настолько опередило время, что современники попросту не смогли понять важность его результатов. Лишь кто-то из французских математиков, с которым он активно переписывался, ответил ему: «Моей жизни не хватит, чтобы понять всю глубину вашей диссертации». Мог ли Ляпунов предположить, что через несколько десятилетий появится гениальный продолжатель его дела, научная интуиция и эрудированность которого помогут оценить значение его работ, развить их и применить на практике.
Как растут таланты
В 1902 году в семье простого дьяка из Казанской губернии Гурия Ивановича Четаева рождается мальчик Коля, которому суждено будет стать успешным последователем Ляпунова. Николай отлично учится в школе, жадно читает самые разные книги, включая философские. Тяга к знаниям настолько сильна, что он начинает посещать университетские лекции, ещё не закончив школу. Характер юноши таков, что он не только любит учиться сам, но и вовлекает в этот процесс товарищей. Поступив в университет на математическое отделение, он становится председателем студенческого кружка им. Лобачевского.
Глубина научных интересов Николая не характерна для студентов, он ставит перед собой самые сложные задачи. Начинает переписываться со Стекловым, и тот рекомендует ему штудировать работы Ляпунова и Пуанкаре. Оба этих учёных – настоящие корифеи, и чтобы полноценно изучить их, необходим незаурядный ум и глубокое знание смежных дисциплин. Заметим, что именно Пуанкаре первым сформулировал принцип относительности. Эйнштейн же, как бы сейчас толерантно выразились, «позаимствовал» его. Даже Нобелевскую премию Эйнштейну вручили не за теорию относительности, как многие ошибочно полагают, а за открытие фотоэффекта, потому что в учёном сообществе знали, кто настоящий автор теории, и не хотели скандала. Жаль, что даже после такой некрасивой истории именно Эйнштейна с не его E = mс2 превратили в «научную икону», а Пуанкаре широкой общественности не известен вовсе. Правда, не так давно имя Пуанкаре всплыло, когда Григорий Перельман доказал его гипотезу и отказался получать Филдсовскую премию.
Вот такие светила не испугали Николая (заметим: в ту пору ещё только студента), и он пишет ряд работ, обобщающих и развивающих результаты Ляпунова и Пуанкаре.
Такого студента не могли не заметить, и после аспирантуры он едет на стажировку в Германию. Советская власть как раз в это время пером Маяковского выводит: «На книги одни – ученья не тратьте-ка. Объединись, теория с практикой!», а Четаев в Гёттингене тратит время как раз на книги, чтобы изучить так необходимую нам в те годы аэродинамику.
Вернувшись в Казань, он пишет руководству о необходимости организации аэродинамической лаборатории, которая позже станет знаменитым Казанским авиационным институтом, где он будет завкафедрой аэродинамики.
Воспитание молодых кадров
Четаеву всего лишь 27, а он уже профессор. Преподаёт и в Казанском университете, и в новосозданном авиационном институте. Оказалось, что он не только талантливый учёный, но и превосходный преподаватель, умевший так преподнести знания, чтобы мгновенно зажечь к ним интерес. Николай Гурьевич к каждому находил свой подход, знал, кому какую задачу интереснее будет решить. Лекции он читал ёмко, лаконично, и для их полноценного усвоения необходимо было большое сосредоточение. Во время лекции ему удавалось дать огромный объём материала, но настолько рационально, что конспект использовался студентами при подготовке к экзамену вместо учебника.
Аспирантам он никогда сам не формулировал тему диссертации, а лишь обращал внимание на имеющиеся задачи и советовал пробовать силы в них. Он был очень проницательным учителем, всегда видел, на что способен его ученик, но не давал готовых рецептов, воспитывая самостоятельность мышления. Будучи человеком исключительной скромности, никогда не подавлял авторитетом, в то время как эрудиция и глубина его познаний изумляли.
Параллельно с преподаванием он занимался широким спектром сложных научных задач. Но основная сфера его интересов – устойчивость движения. Устойчивостью должен обладать любой движущийся механизм: автомобиль, самолёт, ракета – всё то, что так бурно развивалось в те годы.
Четаев одним из первых в нашей стране понял, что его теория имеет массу практических приложений, и сумел организовать широкие исследования по этой теме. Его фирменным приёмом становится работа в формате семинаров, которые стали основным местом обсуждений проблем устойчивости – нового направления в механике, которое появилось благодаря Четаеву. Математики и механики здесь обменивались мнениями, решали возникающие вопросы, делились сомнениями и успехами. Обсуждали и устойчивость движения, и аналитическую механику, и дифференциальные уравнения. Всё это вызывало большой интерес, круг участников и затрагиваемых вопросов становился шире. Так сформировалась Четаевская школа устойчивого движения.
В Москву!
Авторитет Четаева становится непререкаемым. Он и прекрасный организатор, и умело работает с молодёжью, и при этом ведёт успешные научные исследования. В 1940 году Четаева приглашают в Москву, где он создаёт отдел общей механики Института механики Академии наук, а вскоре становится его директором. При нём институт расцвёл: организаторский талант и широкие научные связи позволяют привлекать к работе лучших учёных. Молодёжь почитает за честь работать у Четаева или хотя бы выступить на его семинаре. Преподаёт в МГУ. Теперь уже Москва становится центром притяжения специалистов, связанных с устойчивостью движения. Николай Гурьевич продолжает устраивать семинары, которые посещают в том числе и смежники, и военные специалисты.
В 40-е годы Четаевская научная школа становится общепризнанной и выходит на лидирующие позиции. Результаты, полученные учёным, были поистине выдающимися: метод интегральных связок, решение задачи Клейна, видоизменение принципа Гаусса, решение задачи об обращении теоремы Лагранжа. Не будем утомлять читателя перечислением всех достижений, скажем только, что вклад в механику он внёс фундаментальный, и русская школа устойчивости вышла на передовые позиции в мире.
Скоро война, стране нужна сильная авиация, и как нельзя кстати оказывается четаевский метод расчёта устойчивости самолётов при движении по земле, чтобы можно было взлетать и садиться там, где нет взлётно-посадочных полос. Его работы пригодились и в оружейном деле: он предложил метод решения задачи об устойчивости вращательного движения снаряда, что обеспечивало максимальную кучность боя и не позволяло снаряду переворачиваться.
Его работы до сих пор используются и в космонавтике, и в оборонной отрасли: управление и регулирование любыми летательными аппаратами, включая космические, невозможно без результатов Четаева.
Но все эти прикладные вещи – лишь следствие колоссальной работы по исследованию устойчивости планетной системы – вопроса, который Четаев начал изучать, ещё будучи студентом. Он считал, что устойчивость – явление общее и должна проявляться в законах природы. Николай Гурьевич искал эти законы всю жизнь, дошёл до квантовой теории поля. Например, в его знаменитой «Теоретической механике» – книге по классической механике – на последней странице попутно, словно бы по ходу дела он из общих принципов теории устойчивости выводит фундаментальное уравнение Дирака, которое касается движения квантовых частиц во Вселенной. Вот так «запросто» Четаев – общепризнанный учёный-механик – вдруг решает сложнейшую физическую задачу. Сделать такое мог только человек сверхэрудированный, если не сказать гениальный.
В одной из записных книжек Четаева обнаружили т.н. Казанскую программу – исследовательский план, который он написал в молодости, а руководствовался им почти всю жизнь. Если сопоставить этот план с последующей работой Четаева, то станет ясно, как далеко вперёд он видел, как планомерно, устойчиво, в полном соответствии со своей главной научной темой двигался. Жаль только, что такое устойчивое движение жизни Четаева было коротким – он прожил всего 57 лет. Но успел поразительно много: решил фундаментальные и прикладные научные задачи, воспитал много талантливых учеников, был одним из основателей Казанского авиационного института, организовал широкие научные исследования, создал свою школу устойчивости – самую сильную в мире и по сей день. Хочется верить, что имя этого величайшего русского учёного будут помнить не только в Казани, но и по всей России.
Елена Александровна
КРАСАВИНА