math4school.okis.ru

1850–1891

 

В истории человечества до Ковалевской не было женщины,
равной ей по силе и своеобразию математического таланта.

С.И. Вавилов

 

Софья Васильевна Ковалевская (15 января 1850 – 10 февраля 1891) – русский математик и механик, с 1889 года иностранный член-корреспондент Петербургской Академии наук. Первая в России и в Северной Европе женщина-профессор и первая в мире женщина-профессор математики (получившая ранее это звание Мария Аньези никогда не преподавала).

Софья Ковалевская (урождённая Корвин-Круковская) родилась в Москве, где её отец, артиллерийский генерал Василий Корвин-Круковский занимал должность начальника арсенала. Мать, Елизавета Шуберт, была на 20 лет моложе отца. Впоследствии Ковалевская говорила о себе: «Я получила в наследство страсть к науке от предка, венгерского короля Матвея Корвина; любовь к математике, музыке, поэзии – от деда по матери, астронома Шуберта; личную свободу – от Польши; от цыганки-прабабки – любовь к бродяжничеству и неумение подчиняться принятым обычаям; остальное – от России».

Когда Соне было шесть лет, отец вышел в отставку и поселился в своём родовом имении Полибино, в Витебской губернии. Девочке для занятий наняли учителя. Единственный предмет, к которому Соня на первых занятиях не проявила ни особого интереса, ни способностей, была арифметика. Однако постепенно положение переменилось. Изучение арифметики продолжалось до десяти с половиной лет. Впоследствии Софья Васильевна считала, что этот период учения как раз и дал ей основу математических знаний.

Девочка настолько хорошо знала всю арифметику, так быстро решала самые трудные задачи, что учитель перед алгеброй позволил изучить двухтомный курс арифметики Бурдона, применявшийся в то время в Парижском университете.

Первым учителем Ковалевской по высшей математике была стена. Не удивляйтесь, самая обыкновенная стена детской комнаты, оклеенная пожелтевшими листами литографированного курса высшей математики М. В. Остроградского, по которому когда-то учился сам отец, ныне отставной артиллерийский генерал. Софа подолгу стояла у этой загадочной стены, стараясь разобрать символы высшей математики, неведомый ей язык дифференциального и интегрального исчисления. Она по-своему раскрывала их содержание и запоминала на долгие годы. Для понимания некоторых формул понадобилась тригонометрия, которую она постигла самостоятельно по учебнику физики Н. П. Тыртова, подаренному отцу самим автором.

Профессор Тыртов был частым и желанным гостем отставного генерала. Как-то он заметил, как юная Софа подолгу сидит за его учебником физики, силясь что-то понять и осмыслить.

– Софочка, – сказал он однажды, – эта книга не для тебя. Ее можно постигнуть, только зная тригонометрию, которую ты со своим домашним учителем не проходила.

– А все-таки я знаю тригонометрию, – неожиданно для профессора заявила Софа.

– Тригонометрия, как я ее понимаю, – продолжала она, – есть наука о решении треугольников. Ее основные величины: синус косинус, тангенс, котангенс, секанс и косеканс. Синус, например, можно рассматривать как половину хорды некоторой дуги…

Далее она по-своему определила прочие тригонометрические функции и установила основные формулы, связывающие эти величины.

– Молодец, Софочка! А кто же тебе все это сообщил? – спросил удивленный профессор.

– До всего этого я дошла собственными размышлениями, читая ваш учебник физики, где вы на каждом шагу пользуетесь готовыми формулами тригонометрии.

Восхищению ошеломленного профессора не было границ. Он тут же бросился в кабинет генерала и громко заявил, что его дочь гений, что ее можно сравнить разве с Паскалем, что ее стихия – математика, что такой талант надо беречь и всемерно развивать.

Отец Софы, сам любивший математику, принял горячо к сердцу слова своего друга, и вскоре Софья стала брать уроки у известного педагога А.Н. Страннолюбского.

Страннолюбский на первом уроке дифференциального исчисления удивился быстроте, с какой Соня усвоила понятие о пределе и о производной, «точно наперёд всё знала». А девочка и на самом деле во время объяснения вдруг отчётливо вспомнила те листы лекций Остроградского, которые она рассматривала на стене детской.

В 1863 году при Мариинской женской гимназии были открыты педагогические курсы с отделениями естественно-математическим и словесным. Сёстры Круковские горели желанием попасть туда учиться. Их не смущало, что для этого необходимо вступить в фиктивный брак, так как незамужних не принимали. Кандидата в мужья искали среди разночинцев и обедневших дворян.

В качестве «жениха» для Анюты был найден Владимир Онуфриевич Ковалевский. И надо же было такому случиться, что на одном из свиданий он заявил Анюте, что он, конечно, готов вступить в брак, но только… с Софьей Васильевной. Вскоре он был введён в дом генерала и с его согласия стал женихом Софьи. Ему было 26 лет, Софье – 18.

15 сентября 1868 года в деревенской церкви близ Полибино состоялась свадьба. А вскоре в Петербурге Софья стала посещать лекции. Девушка вскоре поняла, что изучать надо только математику, и, если теперь, в молодые годы, не отдаться исключительно любимой науке, можно непоправимо упустить время! И Ковалевская, сдав экзамен на аттестат зрелости, снова вернулась к Страннолюбскому, чтобы основательнее изучать математику перед поездкой за границу.

3 апреля 1869 года Ковалевские и Анюта выехали в Вену. Но Софья не нашла в Вене хороших математиков. Ковалевская решила попытать счастья в Гейдельберге, который рисовался в её мечтах обетованной землёй студентов.

После всевозможных проволочек комиссия университета допустила-таки Софью к слушанию лекций по математике и физике. В течение трёх семестров 1869/1870 учебного года она слушала курс теории эллиптических функций у Кёнигсбергера, физику и математику у Кирхгофа, Дюбуа-Реймона и Гельмгольца, работала в лаборатории химика Бунзена – самых известных учёных Германии.

Профессора восторгались её способностью схватывать и усваивать материал на лету. Работая с изумлявшей всех напряжённостью, она быстро овладела начальными элементами высшей математики, открывающими путь к самостоятельным исследованиям. На лекциях она слышала восторженные похвалы профессора Кёнигсбергера его учителю – крупнейшему в то время математику Карлу Вейерштрассу, которого называли «великим аналитиком с берегов Шпре».

Во имя своего высшего назначения, как она его понимала, Софья Васильевна преодолела застенчивость и 3 октября 1870 года отправилась к Вейерштрассу в Берлин. Желая избавиться от докучливой посетительницы, профессор Вейерштрасс предложил ей для проверки знаний несколько задач по гиперболическим функциям из разряда тех, даже несколько потруднее, которые он давал самым успевающим студентам математического факультета, и попросил её зайти на следующей неделе.

По правде, Вейерштрасс успел забыть о визите русской, когда ровно через неделю она снова появилась в его кабинете и сообщила, что задачи решены!

Вейерштрасс был поражён быстротой и оригинальностью математического мышления и профессор стал хлопотать перед учёным советом университета о допуске её к слушанью лекций. Но совет был неумолим. Тогда Вейерштрасс решил сам заниматься с талантливой женщиной, передавать ей содержание лекций, прочитанных им студентам университета.

За неполные 4 года с осени 1870 и по весну 1870 года Ковалевская усвоила университетский курс математики, приобрела такую математическую подготовку, что Вейерштрасс немногих своих учеников мог сравнить с ней по математическому образованию. Обычно Вейерштрасс подавлял слушателей своим умственным превосходством, но живой пытливый ум юной Ковалевской потребовал от старого профессора усиленной деятельности. Вейерштрассу нередко приходилось самому приниматься за решение разных проблем, чтобы достойно ответить на сложные вопросы ученицы. 

«Мы должны быть благодарны Софье Ковалевской, – говорили современники, – за то, что она вывела Вейерштрасса из состояния замкнутости».

Она изучала новейшие математические труды мировых учёных, не обходила даже диссертаций молодых учеников своего преподавателя.

Ковалевская написала первую самостоятельную работу – «О приведении некоторого класса абелевых интегралов третьего ранга к интегралам эллиптическим». Знаменитый французский математик, физик и астроном Лаплас в своём труде «Небесная механика», рассматривая кольцо Сатурна как совокупность нескольких тонких, не влияющих одно на другое жидких колец, определил, что поперечное его сечение имеет форму эллипса. Но это было лишь первое, очень упрощённое решение. Ковалевская задалась целью исследовать вопрос о равновесии кольца с большей точностью. Она установила, что поперечное сечение кольца Сатурна должно иметь форму овала.

Вскоре Софья задумала сделать ещё одно исследование из области дифференциальных уравнений. Оно касалось труднейшей области чистого математического анализа, имеющего в то же время серьёзное значение для механики и физики.

Зиму 1873 и весну 1874 года Ковалевская посвятила исследованию «К теории дифференциальных уравнений в частных производных». Она хотела представить его как докторскую диссертацию. Работа Ковалевской вызвала восхищение учёных. Правда, позднее, установили, что аналогичное сочинение, но более частного характера, ещё раньше Ковалевской написал знаменитый учёный Франции Огюстен Коши.

В своей диссертации она придала теореме совершенную по точности, строгости и простоте форму. Задачу стали называть «теорема Коши – Ковалевской», и она вошла во все основные курсы анализа. Большой интерес представлял приведённый в ней разбор простейшего уравнения (уравнения теплопроводности), в котором Софья Васильевна обнаружила существование особых случаев, сделав тем самым значительное для своего времени открытие. Недолгие годы её ученичества кончились.

Совет Гёттингенского университета присудил Ковалевской степень доктора философии по математике и магистра изящных искусств «с наивысшей похвалой».

В 1874 году Ковалевская вернулась в Россию, но здесь условия для занятий наукой были значительно хуже, чем в Европе. К этому времени фиктивный брак Софьи «стал настоящим». Сначала в Германии они с мужем даже жили в разных городах и учились в разных университетах, обмениваясь лишь письмами. Но потом начались другие отношения.

Осенью 1878 года у Ковалевских родилась дочь. Почти полгода провела Ковалевская в постели. Врачи теряли надежду на её спасение. Правда, молодой организм победил, но сердце Софьи было поражено тяжёлой болезнью.

Есть муж, есть ребёнок, есть любимое занятие – наука. Вроде бы полный набор для счастья, но Софья была максималисткой во всём и требовала от жизни и от окружающих слишком многого. Ей хотелось, чтобы муж постоянно клялся ей в любви, оказывал знаки внимания, а Владимир Ковалевский этого не делал. Он был просто другим человеком, увлечённым наукой не меньше своей жены.

Ревность была одним из самых сильных недостатков порывистой натуры Ковалевской. Полный крах их отношений наступил тогда, когда супруги занялись не своим делом – коммерцией, чтобы обеспечить себе материальное благополучие.

«Мой долг – служить науке», – сказала себе Ковалевская. Не было оснований рассчитывать, что в России позволят ей сделать это. После убийства Александра II кончилась пора либеральных заигрываний, и начались разнузданная реакция, казни, аресты и ссылки. Ковалевские спешно оставили Москву. Софья Васильевна с дочкой уехала в Берлин, а Владимир Онуфриевич отправился к брату в Одессу. Ничто их больше не связывало.

В комнате, где работала Ковалевская, теперь была ещё и маленькая Соня – Фуфа, как она её называла. Нужно было проявить большую смелость, чтобы именно теперь приняться за задачу, решению которой посвящали себя крупнейшие учёные: определить движение различных точек вращающегося твёрдого тела – гироскопа.

Владимир Онуфриевич окончательно запутался в своих финансовых делах и в ночь с 15 на 16 апреля 1883 года покончил с собой. Ковалевская была в Париже (её избрали членом Парижского математического общества), когда узнала о самоубийстве мужа.

В начале июля Софья Васильевна вернулась в Берлин. Она ещё была слаба после потрясения, но внутренне вполне собрана. Вейерштрасс встретил её очень сердечно, просил поселиться у него «как третью сестру».

Узнав о смерти Ковалевского, который возражал против планов жены сделать математику делом всей жизни, Вейерштрасс написал своему коллеге, видному шведскому учёному-математику Миттаг-Леффлеру, что «теперь, после смерти мужа, более не существует серьёзных препятствий к выполнению плана его ученицы – принять должность профессора в Стокгольме», и смог порадовать Софью благоприятным ответом из Швеции.

Швеция ждала Ковалевскую. Газеты писали: “Наш город почтила своим посещением принцесса науки – госпожа Ковалевская. Она будет первым приват – доцентом женщиной во всей Швеции”.

30 января 1884 года Ковалевская прочитала первую лекцию в Стокгольмском университете, по завершению которой профессора устремились к ней, шумно благодаря и поздравляя с блестящим началом.

Курс, прочитанный Ковалевской на немецком языке, носил частный характер, но он составил ей отличную репутацию. Поздно вечером 24 июня 1884 года Ковалевская узнала, что «назначена профессором сроком на пять лет».

Будучи профессором Стокгольмского университета, Ковалевская прочла студентам более 10 различных математических курсов. Популярность её быстро возрастала. Она очаровала всех простотой обращения, изяществом, остроумием, внесла оживление в шведское общество. Софья Васильевна любила спорт, принимала участие в верховой езде и в катании на коньках. Но главным её делом, ради которого она приехала в Швецию, было преподавание высшей математики.

Ковалевская всё больше углублялась в исследование одной из труднейших задач о вращении твёрдого тела. «Новый математический труд, – писала Ковалевская, – живо интересует меня теперь, и я не хотела бы умереть, не открыв того, что ищу. Если мне удастся разрешить проблему, которою я занимаюсь, то имя моё будет занесено среди имён самых выдающихся математиков. По моему расчёту, мне нужно ещё пять лет для того, чтобы достигнуть хороших результатов».

Весной 1886 года Ковалевская получила известие о тяжёлой болезни сестры Анюты. Она съездила в Россию и с тяжёлым чувством возвратилась в Стокгольм. Ничто не могло вернуть к прежней работе. Ковалевская нашла способ говорить о себе, своих чувствах и мыслях и пользовалась им с увлечением. Вместе с писательницей Анной-Шарлоттой Эдгрен-Леффлер она начинает писать. Захваченная литературной работой, Ковалевская была уже не в состоянии заниматься задачей о вращении твёрдого тела вокруг неподвижной точки.

У Ковалевской было много друзей, в основном в писательских кругах, но в личной жизни она оставалась одинокой. Идеальные отношения Софья представляла себе таким образом: совместная увлекательная работа плюс любовь. Однако такая гармония была труднодостижима. Ковалевская бесконечно мучилась от сознания, что её работа стоит стеной между ней и тем человеком, которому должно принадлежать её сердце. Честолюбие мешало ей быть просто любящей женщиной.

В 1888 году «Принцесса науки», так называли Ковалевскую в Стокгольме, всё-таки встречает человека, с которым пытается построить отношения, подобные тем, о которых мечтала. Этим человеком оказывается видный юрист и социолог Максим Ковалевский, её однофамилец. Судьба словно нарочно устроила подобное совпадение.

Дружба двух учёных вскоре перешла в нечто напоминающее любовь. Они собирались пожениться, но из-за повышенных требований Софьи их отношения настолько запутались, что чувство, не успев набрать высоту, потерпело полное крушение.

Наконец, Ковалевская возвращается к задаче о вращении тяжёлого твёрдого тела вокруг неподвижной точки, которая сводится к интегрированию некоторой системы уравнений, всегда имеющей три определённых алгебраических интеграла. В тех случаях, когда удаётся найти четвёртый интеграл, задача решается полностью. До открытия Софьи Ковалевской четвёртый интеграл был найден дважды – знаменитыми исследователями Эйлером и Лагранжем.

Ковалевская нашла новый – третий случай, а к нему – четвёртый алгебраический интеграл. Полное решение имело очень сложный вид. Только совершенное знание гиперэллиптических функций позволило ей так успешно справиться с задачей. И до сих пор четыре алгебраических интеграла существуют лишь в трёх классических случаях: Эйлера, Лагранжа и Ковалевской.

6 декабря 1888 года Парижская академия известила Ковалевскую о том, что ей присуждена премия Бордена. За пятьдесят лет, которые прошли с момента учреждения премии Бордена «за усовершенствование в каком-нибудь важном пункте теории движения твёрдого тела», её присуждали всего десять раз, да и то не полностью, за частные решения. А до открытия Софьи Ковалевской эта премия три года подряд вовсе никому не присуждалась.

12 декабря она прибыла в Париж. Президент академии, астроном и физик Жансен, поздравил Ковалевскую и сообщил, что ввиду серьёзности исследования премия на этом конкурсе увеличена с трёх до пяти тысяч франков.

Учёные не поскупились на рукоплескания. Софья Васильевна, несколько ошеломлённая успехом, с трудом овладела собой и произнесла приличествующие случаю слова благодарности.

Ковалевская поселилась близ Парижа, в Севре, и поручила Миттаг-Леффлеру привезти к ней дочь. Здесь она решила продолжить дополнительное исследование о вращении твёрдых тел для конкурса на премию Шведской академии наук. К началу осеннего семестра в университете Софья Васильевна вернулась в Стокгольм. Работала она с какой-то отчаянной решимостью, заканчивая своё исследование. Ей надо было успеть представить его на конкурс. За эту работу Ковалевской была присуждена Шведской академией наук премия короля Оскара II в тысячу пятьсот крон.

Успех не радовал её. Не успев по-настоящему отдохнуть, полечиться, она опять надорвала здоровье. В таком состоянии Софья Васильевна не могла заниматься математикой и опять обратилась к литературе. Литературными рассказами о русских людях, о России Ковалевская пыталась заглушить тоску по родине. После научного триумфа, какого она достигла, стало ещё невыносимее скитаться по чужой земле. Но шансов на место в русских университетах не было.

Луч надежды блеснул после того, как 7 ноября 1889 года Ковалевскую избрали членом-корреспондентом на физико-математическом отделении Российской академии наук. Об этом Ковалевскую специальной телеграммой известил П. Л. Чебышев.

В апреле 1890 года Ковалевская уехала в Россию в надежде, что её изберут в члены академии на место умершего математика Буняковского и она приобретёт ту материальную независимость, которая позволила бы заниматься наукой в своей стране.

В Петербурге Софья Васильевна дважды была у президента академии великого князя Константина Константиновича, один раз завтракала с ним и его женой. Он был очень любезен с прославленной учёной и всё твердил, как было бы хорошо, если бы Ковалевская вернулась на родину. Но когда она пожелала, как член-корреспондент, присутствовать на заседании академии, ей ответили, что пребывание женщин на таких заседаниях «не в обычаях академии».

Большей обиды, большего оскорбления не могли нанести ей в России. Ничего не изменилось на родине после присвоения Ковалевской академического звания. Своё сорокалетие она встречала очень нервным и больным человеком: сказались все отрицательные переживания и систематическое переутомление. Она знала, что страдает болезнью сердца.

В 1891 году на пути из Берлина в Стокгольм Софья узнала, что в Дании началась эпидемия оспы. Испугавшись, она решила изменить маршрут. Но кроме открытого экипажа для продолжения путешествия не оказалось ничего, и ей пришлось пересесть в него. По дороге Софья простудилась. Простуда перешла в воспаление лёгких.

10 февраля 1891 года, не приходя в сознание, Софья Ковалевская скончалась от паралича сердца, в возрасте сорока одного года, в самом расцвете творческой жизни. Её загадочные последние слова: «Слишком много счастья». Ковалевская похоронена в Стокгольме, на Северном кладбище.

В 1896 году на средства, собранные русскими женщинами и общественными организациями, на могиле Софьи Ковалевской был воздвигнут памятник.

Фриц Леффлер, близко знавший Софью Ковалевскую, на ее смерть написал следующие сердечные строки:

 

Прощай! Тебя мы свято чтим,

Твой прах в могиле оставляя.

Пусть шведская земля над ним

Лежит легко, не подавляя...

Прощай! Со славою твоей

Ты, навсегда расставшись с нами,

Жить будешь в памяти людей

С другими славными умами,

Покуда чудный звездный свет

С небес на землю будет литься

И в сонме блещущих планет

Кольцо Сатурна не затмится...

Имя Ковалевской носят:

• гимназия в Великих Луках (Россия)
• школа в Стокгольме (Швеция)
• множество улиц в городах бывшего СССР

В 2000 году Банк России выпустил серебряную памятную монету номиналом 2 рубля посвящённую 150-летию со дня рождения С.В. Ковалевской.

Имя Ковалевской носят следующие математические объекты:

• теорема Коши–Ковалевской

 

По материалам книги Д. Самина «100 великих учёных», сайтов mathsun.ru и festival.1september.ru.