Ретроспектива — XVIII век и до тридцатых годов XIX века

«Противу мнения и чаяния многих, толь довольно предки наши оставили на память, что, применяясь к летописателям других народов, на своих жаловаться не найдем причины. Немало имеем свидетельств, что в России толь великой тьмы невежества не было, какую представляют многие внешние писатели».
                                                                                                                                           М. В. Ломоносов.

Условия, в которых находилась Россия ряд столетий, были весьма неблагоприятны для развития науки. Причина этого лежала в общей экономической и культурной отсталости Русского государства, вынужденного долгие годы сдерживать на своих плечах набеги полудиких племен и народов Востока. Половцы, турки, монголы и татары, нападавшие на русские земли, с невероятной жестокостью уничтожали не только все зачатки русской науки и культуры, но и все русское население.

Почти два с половиной века (1237—1480) русский народ находился под игом монголо-татарских ханов-завоевателей; «это было иго, которое иссушало и оскорбляло самую душу народа» (К. Маркс).

Освобождение от монголо-татарского ига в конце XV века, ликвидация Казанского и Астраханского ханств в XVI веке, разгром польской и шведской интервенции в первые два десятилетия XVII века создали необходимые условия для развития и укрепления Русского централизованного государства, роста его науки и культуры.

Состояние и развитие техники, потребности которой и определяют внимание к проблемам механики, находились в России до XVIII века на низком, почти примитивном, уровне. Строительное искусство и производство предметов вооружения основывались главным образом на изумительной одаренности и глубокой интуиции народных русских мастеров, а также на заимствованиях от иностранцев. Научная основа многих разделов техники и промышленности — теоретическая механика — до XVIII века не имела среди русских образованных людей почти никакого успеха.

В 1687 году И. Ньютон (1643—1727) опубликовал в Лондоне одно из выдающихся произведений в области механики — книгу «Математические начала натуральной философии», в которой были формулированы в строгом и отчетливом виде основные законы механического движения. Содержание этой книги, за небольшими исключениями, до наших дней излагают почти все авторы учебников по теоретической механике для высшей школы. Правда, синтетический метод доказательств, применяемый Ньютоном, требующий в каждой частной задаче особой проницательности и остроумия, заменен теперь аналитическими приемами дифференциального и интегрального исчислений, но познавательная ценность исследований Ньютона едва ли когда-либо потеряет свое значение.

Ньютон получил образование в Кембриджском университете, основание которого историки относят к 1209 году. Книга Ньютона была результатом не только исключительной одаренности автора, но и итогом развития знаний по механике всей Западной Европы. Наиболее выдающиеся сочинения по теоретической механике, опубликованные в XVI—XVII веках, изучались в университетах передовых стран Западной Европы и были известны Ньютону. Ньютон был хорошо знаком с результатами исследований Коперника, Декарта, Стевина, Галилея, Кеплера и Гюйгенса. Ньютон жил в передовой, технически прогрессивной стране, пользуясь всеми преимуществами многовековой культуры Европы. Эта западная культура, как писал А. С. Пушкин, была спасена «растерзанной Россией». Необозримые русские равнины, храбрость, свободолюбие и героическое сопротивление русского народа захватчикам «поглотили силу монголов и остановили их нашествие...» «Варвары не осмелились оставить у себя в тылу порабощенную Русь и возвратились в степи своего Востока».

До XVIII столетия Россия не имела университетов. Славяно-греко-латинская академия, открывшаяся в Москве в 1686 году, по своим задачам была весьма далека от потребностей техники и промышленности. Только в конце XVII века Пётр I начал широкое насаждение технических школ в России, и естественно, что для изучения различных наук (навигации, корабельного и военного дела, строительного искусства) потребовались некоторые знания по механике, в первую очередь по статике. С 1697 года большие группы дворянской молодежи принудительно отправлялись учиться за границу. «Партии таких учеников, все из дворян, были рассеяны по всем городам Европы: в Венеции, Флоренции, Тулоне, Марселе, Кадиксе, Париже, Амстердаме, Лондоне, — учились в тамошних академиях живописному искусству, экипажеству, механике, навигации, инженерству, артиллерии, рисованию мачтапов, как корабли строятся, боцманству, артикулу солдатскому, танцевать, на шпагах биться, на лошадях ездить и всяким ремеслам» ( В. Ключевский, Курс русской истории, т. IV, лекция XIX, М., 1937).

В 1698 году Петр I пригласил на русскую службу из Англии профессора Фарварсона, который возглавил преподавание «математических и навигацких, то есть мореходных хитростно наук учения» в Московской школе, открытой в 1701 году в помещении Сухаревой башни. В эту школу набирали молодых людей «добровольно хотящих, иных же паче и со принуждением» для обучения мореплаванию.

Отвечая насущной потребности вновь организованных учебных заведений, в 1703 году появляется первая энциклопедическая книга по физико-математическим наукам — «Арифметика — сиречь наука числительная», составленная учителем школы математических и навигацких наук Леонтием Филипповичем Магницким (1669—1739). Эта книга, «с разных диалектов на словенский язык переведенная и во едино собрана», знакомила русских читателей с некоторыми простейшими понятиями и законами механики. Так, во второй части этой книги «собрана и положена суть, яже к геометрии, сиесть к землемерию, и к навигации, сиесть к мореплаванию надлежит. И ради сея мореплавания науки, объявихом отчасти о фигуре мира, сиесть земли и небес, и о разделении их, и о движении солнца, и о рождении луны и о прочих тем приличных, якоже в оглавлении явлено есть». Здесь вводятся некоторые элементарные понятия механики (движение, равновесие, скорость и др.) в форме, весьма далекой от логического совершенства ньютоновых «Principia».

Таким образом, к началу XVIII столетия мы видим, с одной стороны, выдающееся достижение творческого гения, «величайшее произведение человеческого ума», как сказал Лагранж, подводящее итоги крупных исследований ученых Западной Европы по динамике, небесной механике и гидромеханике, — произведение, определившее развитие теоретической механики на столетия, — и, с другой стороны, первый элементарный учебник по физико-математическим наукам, хотя составленный смело и талантливо, но содержащий только наипростейшие сведения, усвоенные европейской культурой значительно раньше. Все же начало распространения знаний по механике в России следует датировать началом XVIII столетия (В предисловии к своей «Арифметике» Магницкий высказал пожелание: «...буде сей труд добре пользовать русский весь люд», и надо сказать, что он не ошибся. Ученики школы математических и навигацких наук дали в 1726— 1734 гг. материалы для первой «генеральной карты всея Руси» и основы первого русского географического атласа. У Михайлы Ломоносова, изучившего арифметику Магницкого, зародилось неукротимое стремление к естественнонаучному образованию, и он ушел из родной Денисовки учиться в Москву, став к середине XVIII столетия профессором Петербургской Академии наук).

Для обучения юношества более трудным разделам математических и навигационных наук в 1715 году открывается в Петербурге Морская академияпервое высшее техническое учебное заведение в России. Примерно в то же время организуются в Москве Инженерная школа (1712) и Артиллерийская школа (1712). Уровень преподавания и вообще постановка дела обучения в этих технических школах были в первые годы их существования довольно низкими. В высших классах Морской академии преподавались большая астрономия, плоская и круглая навигация и элементы статики с применением к расчетам действия простейших машин (рычаг, блок, клин и др.).

Несмотря на низкий уровень естественных наук, и в частности теоретической механики, в области прикладных искусств, где многие правила механики усваиваются на опыте, чисто интуитивно, Россия делала колоссальные успехи. Так, в 1703 году по приказу Петра для организации Балтийского флота была построена первая русская эскадра. Лодейнопольская верфь, укомплектованная русскими рабочими, под руководством русских и иностранных мастеров спустила на воду шесть крупных фрегатов, не уступавших по своим мореходным данным и вооружению лучшим иностранным боевым кораблям. К 1723 году Балтийский флот насчитывал в своем составе 48 линейных кораблей и до 800 галер; личный состав флота составлял около 28000 человек.

Для нужд торгового флота строились корабли в Архангельске; особенно славилась там верфь знаменитых судостроителей Бажениных в устье Северной Двины. Строительные работы были развернуты в эти годы по всей стране. К 1725 году в России были построены 233 фабрики и завода по самым различным отраслям промышленности. Для снабжения армии были организованы тульские военные заводы. Были построены новые города. В 1703 году на берегу Онежского озера началось строительство г. Петрозаводска; начало строительства было положено организацией чугунолитейного и железоделательного заводов. Необычайно быстрое развитие получила горнозаводская промышленность Урала.

«В 1718 году на всех русских заводах, частных и казенных, выплавлено было более 6,5 миллиона пудов чугуна и около 20 000 пудов меди. Такая минеральная добыча дала возможность Петру вооружить и флот и полевую армию огнестрельным оружием из русского материала и русской выделки. После Петра осталось 16 000 пушек, не считая флотских» (В. Ключевский, Курс русской истории, т. IV, 1937, стр. 127).

Промышленное развитие страны шло столь быстро, что к 1720 году наши заводы снабжали железом и парусиной заграничные рынки.

Строительство крупнейших государственных зданий в Петербурге, постройка мостов, каналов шлюзов настоятельно требовало развития теоретической механики — основы рациональных расчетов и проектирования всех сооружений.

Период от момента выхода в свет «Арифметики» Леонтия Магницкого и до тридцатых годов XIX столетия можно считать в развитии русской механики периодом приобщения к научной культуре Запада, периодом настойчивого учения. За эти годы в России появился ряд учебников по теоретической механике, написанных русскими учеными. В конце XVIII столетия начинаются попытки постановки новых, еще не решенных задач. Не нужно думать, что русские ученые заимствовали результаты, добытые западноевропейскими учеными, чисто формально, по-ученически. Своеобразие промышленного и технического развития России, специфические требования военных отраслей хозяйства выдвигали большое число новых частных механических задач и, естественно, требовали усовершенствования методов решения, разработанных учеными Западной Европы.

Делу образования, и в особенности технического образования, Петр I придал государственный характер, ибо интересы всего русского народа, обусловленные международными взаимоотношениями, требовали грамотных, образованных людей, знающих военное и строительное дело и владеющих, в частности, методами теоретической механики. Постройка большого флота требовала, помимо практической сметки и интуиции, основательных знаний по расчетам усилий в стержнях ферм, изучения механических свойств металлов и дерева, использования простейших машин, определения наилучших форм судов и т. п.

Первые работы русских ученых по теоретической механике имели в виду главным образом цели обучения и являлись довольно краткими. Установить по этим работам научный уровень развития механики в России можно только приблизительно, так как объем знаний авторов и их научные интересы выявляются в учебниках далеко не полностью.