Механика в Академии наук

В 1725 году после продолжительной подготовительной работы открылась Русская Академия наук в Петербурге. Первыми академиками были приглашенные иностранные ученые. Физико-математическим наукам основатель Академии Петр I придавал большое значение, и приглашенные профессора, работавшие в области математики и механики, оказались выдающимися исследователями. Нужно отметить, что при выборе профессоров по этим кафедрам сказались, по-видимому, советы Лейбница, который был знаком с математиками и механиками того времени лучше, чем кто-либо другой. Энергичное участие в подборе кандидатов для Академии принимал, по просьбе русского правительства, известный в те годы философ и физик, убежденный последователь Декарта, Христиан Вольф. В числе первых профессоров в Петербург прибыли известные механики XVIII столетия: Даниил Бернулли, Герман, Бильфингер и др. Несколько позднее (1727) приехал в Россию Леонард Эйлер.

механике, написанного Г.Г. Скорняковым-Писаревым (1722г.)

28-я страница учебника по механике, написанного Г.Г. Скорняковым-Писаревым (1722г.)

Основной принципиальный вопрос, который волновал механиков и философов того времени, относился к одной из проблем небесной механики — объяснению движения небесных тел, и в частности определению формы Земли, как одного из этих тел. Общепринятая на континенте картезианская точка зрения, сводившая тяготение к движению некоей тонкой материи, привела к тому, что взгляды Ньютона, высказанные со всей категоричностью в изданиях «Математических принципов натуральной философии» 1687 и 1713 годов, не разделялись большинством ученых. Гюйгенс, Бернулли, Бильфингер были убежденными противниками воззрений Ньютона, который силу тяготения определил чисто математически, не вдаваясь глубже в объяснение причин этого явления. Эйлер до конца своей жизни занимал промежуточную позицию, отдавая должное вычислительным преимуществам ньютоновой небесной механики, но не признавая пустого пространства. В своей «Механике» Эйлер писал о силах механического взаимодействия между телами: «Иные думают, что все эти силы происходят от движения некой тонкой материн, другие же  приписывают самим телам эту силу притяжения и отталкивания...» «...Мы же с достаточной ясностью видим, что подобного рода силы могут получать свое начало из упругих тел и из вихрей». При объяснении тяготения Эйлер стоит на отчетливо картезианской точке зрения. «Представим себе, что два тела А и В находятся на большом расстоянии друг от друга и что в промежутке между ними совершенно нет никакой материи, и пусть вблизи тела А не существует ничего такого, что относилось бы к В; тогда в первом теле ничего не изменилось бы, если бы второе тело совершенно исчезло. Из этого следует, что подобного рода испускание сил противоречит здравому смыслу».

Аналогичных взглядов придерживалось большинство приглашенных академиков, считавших притяжение в смысле Ньютона «оккультным», скрытым качеством; эти скрытые качества составляли основу многих теорий у последователей схоластических школ перипатетиков, и борьба с этими воззрениями составляла одну из главных задач науки эпохи XVI—XVII веков. Несмотря на категорические возражения видных ученых континента, воззрения Ньютона привлекали внимание многих исследователей своей простотой и широкими возможностями для количественного объяснения новых явлений. Столкновение картезианской и ньютонианской точек зрения в связи с проблемой объяснения формы Земли обнаружилось, начиная с первых заседаний Русской Академии наук. В протоколе от 13 ноября 1725 года отмечено: «Герман сфероидальную форму Земли, у коей меньшая ось проходит через полюсы, — форму, доказанную Ньютоном в математических началах физики, синтетически вывел аналитическим методом. Возражал Бильфингер, что эти доказательства имеют место, если, раньше чем вращаться вокруг оси, Земля была шарообразна, но в этом именно возможно сомневаться» .

Тот же Бильфингер (1693—1750) получил в 1728 году премию Парижской Академии наук за сочинение «De causa gra-vitatis physica general i disquisitio experimental is» (Parisis, 1728), в котором тяжесть рассматривалась как результирующая двух центростремительных сил, обусловленных двумя вихрями Декарта; эти вихри, вращаясь около центра Земли, перекрещиваются друг с другом под прямым углом. Плотность вихревой материи предполагается переменной, закон изменения этой плотности устанавливается так, чтобы можно было согласовать наблюдаемые законы движения с предлагаемой теорией. Даже простейшие случаи движения объяснялись в этой работе Бильфингера путем сложных и малоубедительных вычислений.

Развитие теоретической механики в России началось в явно картезианском направлении. Мы полагаем, что по этой причине в XVIII веке подавляющее большинство самостоятельно решенных русскими учеными задач относилось к статике, где силы взаимодействия тел возбуждаются непосредственным контактом и картезианская точка зрения согласуется с непосредственным опытом и имеет очевидные преимущества наглядности.

Особенное внимание задачам статики уделялось еще и потому, что XVIII столетие в России отмечено необыкновенным размахом строительства. Так, в 1703 году началось строительство Вышневолоцкой системы каналов, приведшей к соединению Невы с Волгой. В 1704 году состоялась закладка большой судостроительной верфи Главного адмиралтейства. В течение 1712—1722 годов было основано 5 больших казенных заводов: тульский и сестрорецкий — оружейные, петербургский и охтенский — пороховые и был организован по лучшим европейским образцам Петербургский арсенал. В XVIII веке под руководством выдающихся архитекторов Василия Ивановича Баженова (1737— 1799) и Матвея Федоровича Казакова (1733—1812) были построены крупнейшие общественные и частные здания. Так, например, в Москве Казаковым были построены здание сената в Кремле, старое здание Московского университета, Голицынская больница и Петровский дворец. Это своеобразие технического развития России определяло развитие специальных глав сопротивления материалов и статики.

Плодотворная научная деятельность Эйлера и Бернулли скоро привела к тому, что печатный орган Академии наук «Соmmentarii Academiae Scientiarum Imperialis Petropolitanae» становится одним из руководящих мировых научных журналов.

Уже в 40-х годах XVIII столетия в одном из писем к Леонарду Эйлеру Д. Бернулли пишет: «Я не могу вам довольно выразить, с какою жадностью повсюду спрашивают о Петербургских мемуарах».

Так как по проекту Петра I при Академии наук были созданы гимназия и университет, то естественно, что научное влияние Бернулли и Эйлера сказалось на дальнейшем развитии физико-математических наук в России. Первые русские ученые-механики были главным образом последователями Эйлера. «Безошибочно можно сказать, что нынешнее преуспеяние математических наук в наших высших учебных заведениях много обязано Академии наук, так как Эйлер, умирая, оставил семь даровитых последователей, считавших за честь себе называться его учениками и бывших не только кабинетными учеными, но и лучшими наставниками в тогдашних учебных заведениях Петербурга» (П. Пекарский, История императорской Академии наук в Петербурге, т. I, 1870, стр. XII)...