Традиции отечественной механики

Развитие механики в СССР после Великой Октябрьской революции определялось, помимо других важных факто­ров, традициями отечественной науки и теми научными кадрами, которые были носителями этих традиций. В те­чение первых двух десятилетий после 1917 г. ученые, сформировавшиеся в дореволюционную эпоху, вносили весьма весомый вклад в воспитание первого советского поколения деятелей науки.

Важнейшими традициями отечественной механики было стремление к сближению теории и практики и трез­вый материалистический подход к принципиальным во­просам. Такие взгляды и убеждения были господствую­щими у механиков — учеников и последователей М. В. Остроградского, составивших две школы — Мос­ковскую и Петербургскую.

В начале XX в. на методологические взгляды неко­торых ученых (например, физиков, занимавшихся меха­никой) влияют идеалистические течения — преимущест­венно махизм, но материалистический подход к основам науки остается преобладающим. Одновременно с ростом специализации происходит дробление Московской и Пе­тербургской школ и начинают складываться новые науч­ные школы в других университетских центрах: в Казани, Киеве, Одессе и т. д.

В области основ и принципов механики и ее общих аналитических методов десятилетия, непосредственно предшествовавшие советскому периоду, дали немного. Систематически к таким общим вопросам обращался один из представителей школы Остроградского Г. К. Суслов (1857—1932), деятельность которого протекала в Киеве (после революции — в Одессе).

Суслов, обладавший ши­рокой эрудицией и живо откликавшийся на все новое, систематически выступал в печати с освещением работ в области аналитической механики, которые появлялись за рубежом. Заслугой Суслова является то, что в своих курсах, статьях он знакомил с достижениями мировой науки и своих многочисленных непосредственных учени­ков, и более широкий круг читателей. Ученик Суслова П. В. Воронец (1871—1923) опубликовал важные работы по неголономной механике.

К началу советского периода работа в области анали­тической механики оживилась в Казани. Здесь под влия­нием традиционных геометрических интересов обратились к общим методам механики, которые можно рассматри­вать и в геометрической трактовке.

Работы А. П. Котель­никова были важным вкладом в общую теорию векторов и неевклидову механику. Д. Н. Зейлигер разраба­тывал теорию движения подобно изменяемого тела.

Е. А. Болотов (1872—1921) занимался вариационным принципом Гаусса. Его исследования были продолжены Н. Г. Четаевым (1902—1959).

Таким образом, работа по основам механики и в об­ласти аналитической механики (системы материальных точек и твердых тел) велась малочисленными группами ученых. К этому надо добавить, что задача о вращении твердого тела вокруг неподвижной точки, интерес к ко­торой усилился с открытием С. В. Ковалевской (это открытие нашло отклик и развитие прежде всего у оте­чественных механиков), продолжала оставаться предме­том занятий ряда ученых, например Г. Г. Апельрота (1866—1943) и Н. И. Мерцалова (1866—1948).

В Москве к началу советского периода сформировалась научная школа в области гидромеханики и аэромехани­ки во главе с Н. Е. Жуковским. Этот замечательный ученый на закате своего жизненного пути имел многих выдающихся учеников и последователей, разрабатывав­ших такие актуальные проблемы механики жидкостей, как теоретические и экспериментальные методы опреде­ления сопротивления и подъемной силы при движении твердого тела в жидкости и вихревая теория гребного винта.

Самым видным представителем школы Жуковского был С. А. Чаплыгин. В этой школе выросли и крупные теоретики, такие, как А. И. Некрасов (1883—1957), Л. С. Лейбензон (1879—1951), и выдающиеся предста­вители экспериментального и инженерного направле­ния — В. П. Ветчинкин (1888—1950), Б. Н. Юрьев (1889—1957), А. Н. Туполев (1888 — 1972).

Сочетание теоретических исследований большого разма­ха с опытом, накопленным Н. Е. Жуковским и его уче­никами при проектировании и конструировании первых аэродинамических труб в России и экспериментальных установок для работ по газовой динамике, позволило сразу придать верное направление и необходимый мас­штаб работе Центрального аэрогидродинамического ин­ститута (ЦАГИ), основанного в Москве в трудный для Советской России 1918-й год. Коллегию ЦАГИ возглав­лял, вплоть до своей кончины, Жуковский, его сменил на этом посту Чаплыгин.

В механике жидкостей и газов отечественная наука имела большие традиции и заслуги не только в разра­ботке уже упомянутых проблем, непосредственно связан­ных с теорией авиации. Необходимо указать еще на ис­следования по теории струй в идеальной несжимаемой (Н. Е. Жуковский и др.) и сжимаемой (С. А. Чаплы­гин) жидкости, на работы о движении твердого тела в идеальной жидкости (В. А. Стеклов, А. М. Ляпунов, С. А. Чаплыгин), о движении твердого тела с полостя­ми, имеющими жидкое заполнение (Н. Е. Жуковский, В. А. Стеклов), по различным проблемам теории вязкой жидкости (Н. Е. Жуковский, С. А. Чаплыгин, В. А. Стек­лов, Н. П. Петров), по теории фигур равновесия вращаю­щейся жидкой массы (знаменитые исследования А. М. Ля­пунова, частично опубликованные лишь посмертно), по теории фильтрации (Н. Е. Жуковский). В этих иссле­дованиях принимали участие крупнейшие представители как Московской, так и Петербургской школ механики.

Центром исследований по теории упругости в годы, предшествовавшие Великой Октябрьской социалистиче­ской революции, был Петербург. Основы и здесь были заложены М. В. Остроградским. Его учениками были крупные инженеры, внесшие заметный вклад в строи­тельную механику (Д. И. Журавский, Г. В. Паукер и др.). Вообще со времен Остроградского в Петербурге тео­рия упругости и сопротивления материалов постоянно была представлена выдающимися учеными (X. С. Голо­вин, В. Л. Кирпичев, Ф. С. Ясинский и др.).

В последние годы дореволюционной эпохи Петербургская школа теории упругости и сопротивления материалов выдвину­ла ряд крупных деятелей. Знаменитый кораблестрои­тель А. Н. Крылов дал важные работы по теории коле­баний упругих систем — работы, возникшие в связи с. решением технических вопросов. Устойчивостью упру­гих систем — проблемой, выдвинутой развитием техники на передний план,— плодотворно занимался С. П. Тимо­шенко (с 1920 г.— за границей). Работами по теории устойчивости равновесия упругих систем (стержней и оболочек) начал свою многолетнюю деятельность в этой области и Л. С. Лейбензон. Устойчивостью упругих, пре­имущественно одномерных, систем занимался Е. Л. Николаи (1880—1951). По теории пластинок и стержней работали И. Г. Бубнов, Б. Г. Галеркин, предложившие новый метод приближенного интегрирования дифференциальных уравнений теории упругости.

Но этим не исчерпываются направления в теории уп­ругости, представленные в предреволюционные годы. При­мыкавший идейно к Петербургской школе Г. В. Колосов (1867—1936) в 1909 г. опубликовал основополагающую работу, в которой было показано применение методов тео­рии функций комплексного переменного к плоской за­даче теории упругости. Работу в этом направлении про­должал Н. И. Мусхелишвили, чьи основные исследования относятся уже к советскому периоду.

В Киеве и Екатеринославе работал А. Н. Дынник по весьма широкой тематике: удар и сжатие упругих тел, колебания стерж­ней и дисков, устойчивость стержней и пластин.

Особое место надо уделить теории корабля. Несколько работ по теории корабля дал Н. Е. Жуковский (о форме судов, о качке корабля на волнении и др.), но наиболь­ший вклад в эту теорию внес А. Н. Крылов, автор фун­даментальных исследований по этому своеобразному раз­делу механики, имевший многочисленных учеников — от рядовых инженеров до выдающихся ученых.

В науке предреволюционных лет мы видим и пионе­ров в новой области механики — движении тел пере­менной массы и теории реактивного движения. В исто­рию этой области знаний навсегда вписаны имена К. Э. Циолковского и И. В. Мещерского. Своеобразный путь к науке и в науке Циолковского хорошо известен. Его работы получили известность и признание только после Октябрьской революции.

И. В. Мещерский прошел обычный путь ученого — возглавлял кафедру механики в высших учебных заведениях, но прямых учеников по сво­ей основной тематике — динамике тел переменной мас­сы — не имел. Только в советский период его основные работы получили правильную оценку и признание.

Велик вклад в кинематику механизмов дея­телей русской науки велик — достаточно вспомнить тру­ды П. Л. Чебышева, В. Н. Лигина, Л. В. Ассура и др. С этой дисциплиной связана на своем первом этапе тео­рия автоматического регулирования, представленная в России замечательными исследованиями И. А. Вышне­градского. Работы Вышнеградского появились в конце 70-х годов XIX в., но как в отечественной, так и в миро­вой науке вопросы теории регулирования начинают ши­роко разрабатываться много позже. Поэтому надо считать, что работы Вышнеградского, как и работы А. М. Ляпуно­ва по теории устойчивости, входят в эстафету, которую советская наука принимала у науки предреволюционных лет.

Положение в механике тех лет нельзя правильно пред­ставить, если не остановиться еще на одном моменте. Университетские ученые, тяготевшие, как правило, к теоретическим исследованиям, были работни­ками кафедр, почти полностью лишенных лабораторной базы и имевших штаты, определявшиеся исключительно педагогической нагрузкой. Удельный вес практических за­нятий был незначителен, на двух-трех профессоров и до­центов в лучшем случае приходился один ассистент.

В технических учебных заведениях лабораторная база была сильнее, но лабораторий преимущественно исследователь­ского направления было очень немного и они были ограничены в средствах и штатах. Сравнительно широкий размах работ по экспериментальной аэродинамике объ­ясняется тем, что эта весьма популярная после первых успехов авиации область привлекала особое внимание и получала общественные и частные ассигнования.

Надо учесть и то, что многих выдающихся инжене­ров отвлекала от науки практическая деятельность, ко­торая лучше оплачивалась. Поэтому механики в высших технических учебных заведениях тоже были немного­численны и часто «недолговечны». Специализированные научно-исследовательские учреждения в этой области практически отсутствовали: Аэродинамический институт в Кучино существовал на частные средства и работал только несколько лет, учреждения Академии наук располагали очень скромными, даже по тем временам, воз­можностями. Поэтому кадры отечественной механики были высокой квалификации, но весьма немногочисленны.

Возможности научного общения в предреволюционную эпоху были ограничены. Всероссийских съездов или спе­циализированных конференций по механике не было, их заменяли секции Всероссийских съездов естествоиспыта­телей и врачей, проводившиеся один раз в несколько лет.

Не было ни одного журнала собственно по меха­нике, и научные работы по вопросам механики могли уви­деть свет только в журнале «Математический сборник» и в нерегулярно выходивших «Трудах», «Записках» немно­гочисленных научных обществ и высших учебных заве­дений.

Чтобы составить верное представление о стартовых ус­ловиях советской механики, надо еще иметь в виду, что в годы первой мировой и гражданской войн (1914—1920) наука понесла большие потери в кадрах и материальных средствах.