math4school.okis.ru

1863–1926

  

Редко бывает так, что ученый-математик объединяет стремление к точности и обобщению для того, чтобы использовать свои труды для развития другой отрасли науки. К таким ученым принадлежит советский математик и механик В.А. Стеклов.

Тадеуш Свиантковский

 

Владимир Андреевич Стеклов (28 декабря 1863 – 30 мая 1926) – русский математик и механик. Организатор и первый директор Физико-математического института РАН, названного после смерти В.А. Стеклова его именем.

Владимир Андреевич Стеклов родился в Нижнем Новгороде в семье священника. Первоначальное обучение у Стеклова было домашним. Отец – Андрей Иванович Стеклов – преподаватель и ректор духовной семинарии и мать – Екатерина Александровна – сестра знаменитого русского критика и публициста Добролюбова дали сыну достаточную домашнюю подготовку для уверенного преодоления вступительного экзамена в местную гимназию, которая имелась в Нижнем Новгороде и именовалась Нижегородским Александровским институтом. Первые пять лет пребывания в этом институте Володя Стеклов не проявлял особого интереса к учебе. Живой, предприимчивый, смелый, он во главе ватаги сверстников непременный участник мальчишеских развлечений. Все это, как впоследствии вспоминал сам Владимир Андреевич, «способствовало укреплению здоровья и нервной системы, но отнюдь не успешному прохождению курсов». Однако после окончания пятого класса он основательно повторил в течение каникул все гимназические предметы за пятый класс и уже к концу первой четверти шестого класса был в числе лучших учеников. Из воспоминаний самого учёного: 

Уроков никогда не готовил, – вспоминал он позже, – за пять минут до урока узнавал, что задано и кое-что прочитывал или пользовался объяснением более прилежных товарищей. Не стеснялся и списать, при случае и воспользоваться подсказкой. Все „вывозило“, и я переходил из класса в класс, нигде не оставаясь на второй год… Лишь перед шестым классом я решил начать учиться. Ткнулся в арифметику, алгебру, геометрию, в латинские и греческие грамматики и к ужасу своему убедился, что я ровно ничего не знаю из пройденного за пять классов. В буквальном смысле ничего! И я решил сейчас же, за каникулы, пройти и изучить все самостоятельно.

За лето я успел основательно пройти снова все предметы первых пяти классов. Изучил все тонкости латинских и греческих грамматик, занялся со рвением решением задач по математике; другие предметы (история, география) дались совсем легко; занялся и немецким языком. При первом же ответе в шестом классе удивил, прежде всего, учителя немецкого языка, Аллендорфа, очень строгого и уважаемого всеми немца, исполнявшего обязанности инспектора училища. Помню, после моего ответа, он задал вопрос, обращаясь ко всему классу: «Что за чудо случилось со Стекловым? За четыре года я от него такого ответа не слыхивал!» Это меня и порадовало и раззадорило. К концу первой четверти я уже во всех отношениях «исправился» и оказался вторым учеником в классе… В седьмой класс перешел уже с наградой… В восьмой класс перешел с первой наградой…

В 1882 году Владимир Стеклов поступил на физико-математический факультет Московского университета, однако его занятия складывались в этот первый год университетской жизни неудачно, и в 1883 году он переводится в Харьковский университет. С этого времени начинается длинный харьковский период жизни Стеклова. Когда он был на третьем курсе, в Харьков приехал выдающийся математик А.М. Ляпунов, тогда ещё молодой ученый. Своими прекрасными лекциями он привил многим студентам университета любовь к математике. Благодаря А.М. Ляпунову Стеклов нашёл свое призвание в математике и начал научную деятельность.

Окончив в 1887 году университет, он был оставлен в университете для научной работы. Работал сперва при кафедре механики в качестве ассистента, затем был избран приват-доцентом, а в 1896 году – профессором. Начиная с 1893 года по 1905 год – преподавал теоретическую механику в Харьковском технологическом институте.

В 1893 году Стеклов защитил магистерскую диссертацию («О движении твердого тела в жидкости»), в 1902 году – докторскую («Общие методы решения основных задач математической физики»).

С 1902 по 1906 год В.А. Стеклов – председатель Харьковского математического общества.

В 1904 году – декан математического факультета Харьковского университета.

Основные труды Стеклова относятся к математической физике и к теории дифференциальных уравнений. Всегда очень важным направлением Стеклов считал приложение математического метода к вопросам естествознания. Он одним из первых понял, что ни одна из наук в будущем не обойдется без математики, без ее точных методов. Соответственно, от математического метода он требовал полной ясности и научной строгости. В этом отношении он всегда оставался верен традициям петербургской математической школы, созданной замечательным русским ученым Чебышевым.

Работы Стеклова «Задача движения жидкой несжимаемой массы эллипсоидальной формы, частицы которой притягиваются по закону Ньютона» и «О движении твердого тела, имеющего полость эллипсоидальной формы, наполненную несжимаемой жидкостью, и об изменении широт» были посвящены важным вопросам гидромеханики. Стоит отметить, что результаты второй работы получили широкое применение в астрономии и небесной механики, позволив исследовать вопрос об изменении широт, вызываемом перемещениями земной оси.

В большинстве работ по математической физике Стеклов занимался вопросом разложения функции в ряды по наперед заданным ортогональным системам. Он ввел в математику свой особый метод сглаживания функций, так впоследствии и названный – функции Стеклова.

В этих работах интересны не только те конкретные результаты, которые в них заключаются, но и оригинальные методы исследования, за которыми в науке закрепилось имя В.А. Стеклова, – писал академик В. И. Смирнов. – Чаще всего он пользуется методом замкнутости, который и связан в науке с его именем. Для того чтобы любая заданная функция могла быть разложена по функциям данной системы, надо, чтобы эта система была в каком-то смысле достаточно полной, т. е. содержала бы достаточно разнообразный набор функций. В качестве математической формулировки такой полноты В.А. Стеклов взял формулу, которая обобщает известную теорему Пифагора на случай функций. Эту идею В.А. Стеклов приводил в большинстве своих работ, посвященных указанной выше проблеме, и принципиальная значимость и плодотворность этой идеи получила подтверждение как в работах В.А. Стеклова, так и в работах более поздних.

В работах этого же цикла В.А. Стеклов выдвигает еще одну принципиально важную идею.

Во многих вопросах математической физики обычный математический аппарат часто оказывается плохо приспособленным к тому, чтобы выражать сущность физического явления при обычном приеме описания этого явления. Например, понятие температуры в данной точке является идеализированным понятием. В реальном опыте мы всегда имеем дело со средней температурой на некоем участке тела. Поэтому и в математическом исследовании проблемы целесообразно с самого начала рассматривать не температуру в данной точке, но среднюю температуру в некотором небольшом объеме, содержащем точку. Такой подход требует видоизменения математического аппарата: его следует перестраивать, приспосабливая к исчислению средних величин.

В работах В.А. Стеклова мы находим отчетливые указания на эти своеобразные идеи в математической физике.

В современной нам математической физике эти идеи получили широкое развитие и привели к коренному пересмотру основных понятий математического естествознания и созданию нового математического аппарата – теории функций областей, более приспособленного к описанию реальных явлений.

Известно, что однажды на вопрос, что же все-таки такое математика, академик Марков ответил:

«Математика – это то, чем занимаются Гаусс, Чебышев, Ляпунов, Стеклов и я».

В 1906 году Стеклов занял кафедру математики в Петербургском университете. К талантливому профессору немедленно потянулись студенты и коллеги, быстро обозначив так называемую математическую школу Стеклова.

…Я думаю, что не только лица, пользовавшиеся непосредственным руководством Владимира Андреевича, но и многие студенты того времени помнят его лекции, – писал академик Смирнов. – Он не любил касаться общих вопросов о методах и целях математики, предпочитая показывать эту математику в действии, но делая это так, что в результате у слушателей получалось впечатление не отдельных теорем и терминов, а чего-то цельного. Достигал этого В. А. теми замечаниями, весьма краткими, но чрезвычайно ценными, которыми он обычно сопровождал доказательство теорем и решение примеров.

Требовательный к себе, он был требователен и к другим.

От своих непосредственных учеников он требовал посильной, но безусловно самостоятельной научной работы с самого же начала. Но вместе с тем он не признавал и узкой специализации без достаточно широкого математического образования. У некоторых из нас часто возникали споры с В. А. Неизменно спокойный, он выслушивал спорящего и так же спокойно разубеждал его, когда это было надо.

В 1912 году Стеклова избрали действительным членом Петербургской Академии наук. После революции он немало сделал для реорганизации бывшей Императорской Академии наук в Академию наук СССР. В 1919 году он стал ее вице-президентом. 

В тяжёлые послереволюционные годы Стеклов сумел наладить печатание научных трудов, восстановление некоторых физических лабораторий, добился получения новых приборов и литературы из-за границы. Он был активным членом Комитета науки при Совнаркоме, членом Комиссии по изучению производительных сил страны при Госплане, председателем Постоянной сейсмической комиссии. Благодаря усилиям Стеклова была заново восстановлена и расширена сеть российских сейсмических станций. В 1921 году по его инициативе был создан Физико-математический институт, позже разделившийся на три самостоятельных научных учреждения. Одному из них – Математическому институту Академии наук СССР – ныне присвоено имя Стеклова.

Основные работы В. А. Стеклова (их насчитывается более 150) относятся к математической физике, механике, квадратурным формулам теории приближений, асимптотическим методам, теории замкнутости, ортогональным многочленам. Его работы по уравнениям в частных производных относятся к электростатике, колебаниям упругих тел, задачам распространения тепла. Он дал полное теоретическое обоснование решений задачи о распространении тепла в неоднородном стержне при заданном начальном условии и граничных условиях на концах стержней, а также задачи о колебании неоднородной струны или стержня при определенных начальных и граничных условиях. Задача о распространении тепла была им исследована и в случае трёхмерного тела. Им получены значительные результаты в решении задач Дирихле и Неймана. Эти задачи раньше были решены с помощью сферических функций. Большая заслуга В. А. Стеклова в создании теории замкнутости ортогональных систем функций. Ему принадлежат идеи сглаживания функций. Стеклов посвящает много работ вопросам разложимости по собственным функциям задачи Штурма-Лиувилля, при этом совершенствует и развивает метод Шварца-Пуанкаре. В области гидродинамики он исследовал движение твёрдого тела в жидкости, теорию вихрей, движение эллипсоида, движение твёрдого тела с эллипсоидальной полостью, наполненной жидкостью.

В. А. Стеклов был организатором и первым директором Физико-математического института, разделённого впоследствии на два института – Институт математики и Институт физики. На основе Института математики со временем также организовались самостоятельные институты, два из которых – Математический институт им. В. А. Стеклова и Санкт-Петербургское отделение Математического института им. В. А. Стеклова – носят ныне его имя.

Стеклову принадлежат книги научно-биографического характера о Ломоносове и Галилее, очерки и статьи о жизни и деятельности Чебышева, Лобачевского, Остроградского, Ляпунова, Маркова, Пуанкаре, Томсона, работа по философии "Математика и её значение для человечества" (1923).

В 1924 году Стеклов совершил путешествие в Америку., результатом которого стала книга «В Америку и обратно. Впечатления» (1925).

Не следует представлять себе В.А. Стеклова как узкого специалиста, не имеющего интересов вне математики. Раньше, по словам самого В.А. Стеклова, у него был большой голос, и он думал о карьере певца. Его жизненный путь оказался другим, но напряжённые научные занятия не заглушили его любви к музыке. До последнего времени он с любовью, воодушевляясь, часто разговаривал о музыке, вспоминал различные произведения русской музыки и даже напевал отрывки из любимых им опер. Любовь к русской музыке, привычка приводить изречения Петра Великого, Ломоносова, Лобачевского – всё это было у В.А. Стеклова не просто любовью к русскому стилю, а выражением подлинной, кровной связи его с русской культурой, и сам В.А. Стеклов являлся одним из крупнейших представителей этой культуры.

23 февраля 1926 года исполнилось сто лет со дня сообщения Н.И. Лобачевского в Казанском университете о новой геометрии. В.А. Стеклов, высоко ценивший великого геометра, присутствовал на торжествах в Казани, происходивших в честь знаменательной даты. К сожалению, поездка в Казань неблагоприятно отозвалась на его здоровье. От Москвы до Казани он ехал в нетопленом вагоне и простудился. В Москву вернулся с температурой 39°. Но при первом же улучшении самочувствия продолжил заниматься делами. Он разъезжал в морозные дни по Москве, еще не оправившись от болезни. Лишь в апреле, после настоятельных уговоров близких, Владимир Андреевич, так и не выздоровев полностью, опять обратился к врачам. Ему было настоятельно рекомендовано лечение в санатории.

30 мая 1926 года в 11 часов 30 минут учёного не стало. Стеклов умер в крымском посёлке Гаспре, умер мгновенно, на ногах, от болезни сердца. Еще в детстве у Стеклова была вспышка туберкулеза. В пожилом возрасте у него появился ранний склероз. Незадолго до кончины у Владимира Андреевича вновь вспыхнул туберкулез и наблюдалось ослабление сердечной деятельности.

6 июня тело В.А. Стеклова, в дубовом гробу, привезли в Ленинград. Траурная процессия прямо с Московского вокзала направилась к Волкову кладбищу, где состоялись похороны.  Памятником учёному служит простой могильный камень с надписью: «Академик Владимир Андреевич Стеклов. 1863 – 1926» 

В.А. Стеклов был избран:

• почетным доктором наук Торонтского университета (1925);
• иностранным членом-корреспондентом Гёттингенской АН (1925).

 Имя Стеклова носят следующие математические объекты:

• фундаментальные функции Стеклова
• функция Стеклова
• теория замкнутости Стеклова
• преобразование Стеклова
• теорема Стеклова
• метод Лиувилля – Стеклова.

 

По материалам книг: Б.А. Кордемский «Великие жизни в математике» (Москва «Просвещений», 1995), Г.И. Игнациус «Владимир Андреевич Стеклов» (Москва «Наука», 1967), «Шеренга великих математиков» (Варшава «Наша ксенгарня», 1970),  сайтов  e-reading.org.ua и Википедии.