Россия, разд. Математика

Рпоха письменных памятников застает в России употребление десятичной системы счисления в пределах 1 - 10000 (тьма) и дробей двоичной системы вместе с некоторыми другими простейшими дробями в роде 1/3, 1/5, 1/7 и их подразделениями по двоичной системе. Вместе с церковно-славянским алфавитом русские получили от греко-болгарского духовенства письменное счисление по методу обозначения кратных единиц разрядов особыми значками в тех же пределах 1 - 10000, которые имели и сами русские. Скоро затем не замедлила обнаружиться и национальная склонность русского народа к разработке математики в арифметическо-алгебраическом направлении. Русские "числолюбцы" стали переходить в развитии счисления за пределы, устанавливаемые потребностями обыденной жизни. Новгородский монах Кирик , написавший в 1134 году сочинение о хронологических и пасхальных вычислениях, доводит подразделения по пятеричной системе до единицы 7-го разряда, т. е. до дроби 1/78125. Счисление в XII веке распространилось до 10000000 и в XIII - XVI веках постепенно до единиц разрядов 13-го, 48-го, 49-го и, наконец, 50-го, а двоичные дроби, употребляемые в допетровскую эпоху в мерах земельных и зерновых, до единицы 10-го разряда, т. е. до дроби 1/1024. В письменном счислении русские стали помещать знак в кружках и фигурах различного вида, выражающих другие разряды. Русская деятельность в области науки чисел проявилась также в решении задач, с древнего времени и до наших дней находящихся в обращении между русскими крестьянами и принадлежащих часто к решению уравнений 1-й степени с одним неизвестным, или к неопределенному анализу. Средством решения этих и подобных им задач был метод попыток. Следы занятий русских геометрией являются впервые в рукописях по землемерию XVI века. Приемы определения площадей земельных участков не шли выше ложного учения о равенстве площадей и фигур при равенстве их периметров. В дальнейшем движении математических знаний все внимание было обращено на арифметику, из геометрии же заимствовались только немногие сведения, нужные для землемерия. Начав с пасхалии, хронологических вычислений и нужных для них частей арифметики, русские, наконец, достигли в своих арифметических рукописях XVII века полноты изложения, одинаковой с оригиналами, преимущественно германскими учебниками XV и XVI веков, при посредстве которых также перешла в Россию индусская система письменного счисления. В упомянутых рукописях рассматривались: нумерация, четыре основные действия над целыми числами, счет костьми (в Западной Европе счетными пфеннигами или жетонами), употребление счетов, русская и иностранная метрология, действия над именованными числами, дроби и действия над ними, тройные правила, деловая статья (пропорциональное деление), статья о росте, мена, правило товарищества, правило смещения, правила ложных положений и собрание задач увеселительного характера. Предметом же геометрических рукописей XVII века было землемерие и его географические приложения в смысле проведения границ между государствами и даже частями света, доставления данных для решения вопросов о сравнительной величине различных государств и измерения расстояний между городами. Введения в рукописи, посвященные геометрии, занимались, поэтому, рассуждениями на географические темы в такой степени, что могли бы быть приняты за заимствования из рукописей, занимающихся географией или даже космографией в духе Козьмы Индикоплова. В некоторых землемерных рукописях XVII века находятся уже точные способы вычисления площадей прямоугольного треугольника и прямоугольной трапеции. Другим важным заимствованием у иностранцев было извлечение квадратного корня и его приложение к решению различных землемерных задач. К землемерию присоединялись еще и некоторые другие вопросы практической геометрии (расстояние между двумя местами, расстояние места от наблюдателя, высота предмета, определение численности войска по занимаемому им месту) и практической стереометрии (объем житниц и вместимость бочек). Способы их решения не могут быть, однако, отнесены к области научной геометрии. Заимствовано из западноевропейских источников также извлечение кубического корня. До начала XVIII века занятия русских математическими науками происходили без всякого вмешательства государства и вполне согласовались с особенностями национального умственного склада. В учрежденной в 1701 году в Москве школе математических и навигаторских наук и в других основанных позднее школах того же типа русские должны были заниматься геометрией в не меньших размерах, чем и арифметикой. В русской учебной литературе, наряду с "Арифметикой, сиречь наукой числительной" (1703), учителя школы математических и навигационных наук Магницкого , появляется в 1708 году "Геометрия славянского землемерия" или "Приемы циркуля и линейки...", учебник не выходивший из пределов того, что требовалось для изучения практической геометрии. Догматический метод изложения, требовавший только заучивания наизусть правил и схем их приложений к частным примерам, узкопрактические цели преподавания и насильственное привлечение к изучению наук множества лиц, не имеющих к этому ни малейшей склонности, все это не могло приготовить способных к самодеятельности работников в области чистой науки. Зато приготовление деятелей-практиков удалось вполне школе математических и навигацких наук. Наблюдения и измерения, произведенные вышедшими из школы геодезистами и гидрографами, доставили материалы для издания в 1726 - 34 годах первой "Гениальной карты" всей России и первого атласа, озаглавленного "Atlas Imperii Russici etc." Или в русском переводе "Атлас Российской Империи", состоящий из 14 карт. Он остался неоконченным по истощении денежных средств у предпринявшего его издание частного лица, Ивана Кириллова. В 1725 году появилась Петербургская Академия Наук. При ней учреждены университет, в котором академики должны были читать лекции в звании профессоров, и гимназия, назначенная для приготовления будущих студентов. Преподавателями в ней были частью лица, посторонние академии, частью же студенты академического университета и реже адъюнкты. На обязанности академиков лежала еще и разработка каждым вопросов своего специального предмета, результаты которой должны были сообщаться в ученых собраниях академии или в "конференциях". Первыми приглашенными из-за границы академиками и профессорами математики были прибывшие в Петербург в 1725 году Герман , Николай II Бернулли, Гольдбах , Даниил Бернулли, Майер и в 1727 году Эйлер . Академиками и профессорами физики были Бюльффингер (1725), Мартини (1725) и Краффт (1728) и механики - Лейтманн (1726). В 1728 году вышел в свет относящийся к 1726 году первый том ученого ордена академии "Commentarii Academiae Imperialis Scientiarum Petropolitanae". Одновременно с ним также вышло на русском языке "Краткое описание комментариев Академии Наук, часть первая на 1726 год". В русском издании была сделана первая попытка русской научной терминологии в высших частях математики не только в виде заимствования латинских терминов, но и в виде их замены русскими словами, например "De calculo integrali" (Германна), "О счете Интегральном или целственном", "De integrationibus aequationum differentialium etc." (Иоанна Бернулли), "О вцелоприведениях равнении нравственных", "Principia dinamica" (Вольффа), "Начало властительное". Такие крупные научные силы, как Бернулли и в особенности Эйлер, очень скоро доставили юной академии выдающееся значение. Однако до появления в издании академии работ русских ученых оно, как и само учреждение академии, было только делом мецената, уделяющего часть своих материальных средств на развитие общечеловеческой науки, разрабатываемой иностранцами. Такое положение ученый орган академии занимал в течение периода 1726 - 1746 гг. Больше трети всех мемуаров по чистой и прикладной математике в этой серии была посвящена аналитической механике. Из чистой математики наиболее разрабатывались: аналитическая геометрия, учение о рядах и интегральное исчисление (дифференциальные уравнения). Значительно меньшее число мемуаров приходилось на долю теории чисел, алгебры и синтетической геометрии и самое незначительное - на долю тригонометрии, вариационного исчисления и особенно теории вероятностей и разностного исчисления (по одному мемуару). Первая серия академического издания состояла из 14 томов, вторая, под заглавием "Novi Commentarii Academiae scientiarum Imperialis Petropolitanae", состояла из 20 томов и обнимала период 1747 - 1775 гг. Как содержащая в себе труды первых русских ученых, воспитанных академическим университетом, Ломоносова - по физике, Попова, Румовского , Иноходцева и Исленьева, главным образом - по астрономии и Котельникова - по разным предметам, она знакомит нас с первыми робкими шагами представителей русской науки. Первыми и единственными во всей серии двумя трудами русских ученых по предмету высшей математики были: посвященные дифференциальному исчислению мемуары Румовского "Solutio problematis cujusdam ad maxima minimave pertinentis" (т. VIII на 1760 и 1761 годы, стр. 189 - 194) и относящиеся к учению о рядах мемуары Котельникова: "Demonstrationes seriei 2/2; 6/3; 10/4; 14/5; 18/6; 22/7; ... (4n-10)/(n-1) exhibitae in recensione VI Tomi VII Commentariorum A. S. P. P." (т. Х, на 1764 год, стр. 199 - 204). Котельникову принадлежали также первые русские ученые труды по аналитической механике: "De aeqquilibrio virium corporibus applicatarum commentario" (т. VIII, на 1760 и 1761 годы, стр. 286 - 303) и "De commoda acus declinatoriae suspensione dissertatiuncula" (там же, стр. 304 - 312). Из иностранных почетных и действительных членов академии во второй серии ее ученого органа поместили мемуары по математическим наукам: Эйлер, Эпинус, Сегнер, Краффт, Иоанн и Даниил Бернулли, Кратценштейн, Винсгейм, Лекселль и Цейгер и по физике - Браун , Рихманн, Цейгер, Эпинус и Эйлер. Как и в первой серии, внимание авторов мемуаров более всего привлекала аналитическая механика, которой занималась почти 1/4 всех мемуаров по математическим наукам. Из предметов чистой математики первое место по числу посвященных им мемуаров (34 по каждому) занимали интегральное исчисление и теория чисел. Все мемуары по этим двум предметам, за исключением 5 по первому и 3 по второму, принадлежали Эйлеру. Следующее место занимали ряды, алгебра и аналитическая геометрия; ниже стояли синтетическая геометрия, вариационное исчисление, теория вероятностей и тригонометрия. Последнее место занимало дифференциальное исчисление (3 мемуара). Из переметов прикладной математики, кроме аналитической механики, разрабатывались, хотя и в значительно меньших размерах, практическая механика (16 мемуаров) и небесная механика (14). Из вопросов, разрабатываемых в мемуарах по интегральному исчислению, главное место, как и прежде, занимали относящиеся к учению о дифференциальных уравнениях. За ними следовали: интегрирование функций и геометрические приложения. Третья серия ученого органа академии, выходившая под заглавием: "Acta academiae scientiarum Imperialis Petropolitanae", охватывала период 1777 - 1782 гг. и состояла из 12 частей. В этой серии - только один мемуар русского Румовского по интегральному исчислению (1781, p. prior, p. 147 - 154). К иностранным ученым теперь присоединились в области математических наук Николай Фусс , Платцманн и Кондорсе и в области физики - Георги. По числу мемуаров между математическими науками первое место, как и прежде, занимала аналитическая механика, причем большинство относящихся к ней работ принадлежало Эйлеру. За ней следовало интегральное исчисление, в котором к вопросам, разрабатываемым в прежних сериях, присоединились еще определенные интегралы, занявшие притом довольно видное место. Из предметов прикладной математики следующее место за аналитической механикой заняла теперь небесная механика, а уже за ней, практическая. Четвертую серию ученого органа академии состовляли "Nova Acta academiae scientiarum Imperialis Petropolitanae", охватывающую период 1783 - 1802 годов и состоявшую из 15 томов. Из русских математических работ помещены: Румовского по учению о рядах (том VI) и по интегральному исчислению (тома XI и XII), Кононова по аналитической механике "De motu coni duplicis in altum sponte ascendentis" (том VII), Гурьева по аналитической геометрии "Memoire sur la resolution des principaux problemes gu´on peut proposer dans les courbes dontles ordonnees partent d~un point fixe" (том XII), по вариационному исчислению "Essai de demontrer rigoureusement uu theoreme fondamental des equations de condition de la differentielle des fonctions a plusieurs variables, et du calcul des variations" (том XIII), по дифференциальному исчислению "Observations sur le theoreme de Taylor, avec sa demonstration par la methode des limites..." и приложения (том XIV) и Висковатого "Essai d´une methode generale pour reduire toutes sortes de series en fractions continues" (том XV). Смерть Эйлера в 1783 г. и Даниила Бернулли, несмотря даже на то, что мемуары первого продолжали появляться во всех томах четвертой серии и пятой (XI томов), под заглавием: "Memoires de l´academie Imperiale des sciences de St.-Petersbourg" (период 1803 - 22 годов), низвела орган академии с одного из первостепенных мест до места, не возвышающегося над средним уровнем. Черты национального умственного склада сохранились и в перечисленных выше первых трудах русских ученых по чистой математике. Все они, как относящиеся к анализу бесконечно-малых и к ученью о рядах, принадлежали арифметическо-алгебраическому направлению. Самостоятельные работы русских ученых в области высших частей геометрии начались с аналитической геометрии, к которой и относится названный выше мемуар Гурьева. Еще большее значение, в смысле выражения начала самодеятельности русских в высшей геометрии, имел труд Гурьева "Опыт об усовершенствовании элементов геометрии" (Санкт-Петербург, 1798). Особенным вниманием автора в этом труде пользовался метод пределов и его приложение к геометрии. Почти одновременно с Гурьевым и независимо от него занимался усовершенствованием метода пределов магистр Московского университета Александр Барсов в вышедшей в 1797 г. книге "Новая алгебра, содержащая в себе не только простую аналитику, но также дифференциальное, интегральное и вариационное исчисление" (Москва). До открытия Академии Наук, кроме упомянутых уже учебников арифметики и геометрии, можно указать еще на одно сочинение того же рода, именно на "Науку статистическую или механику" (Санкт-Петербург, 1722) Скорнякова-Писарева. Первым из русских переводчиков и компиляторов был Адодуров. Кроме переводов математических мемуаров из первого тома "Commentariorum" ему принадлежат переводы сочинений Крафта : "Краткое руководство к познанию простых и сложных машин" (Санкт-Петербург, 1738) и Эйлера "Руководство к арифметике. Часть первая" (Санкт-Петербург, 1740). Много переведенных им же популярных статей напечатаны в издаваемых академией "Ведомостях" и в "Примечаниях" к ним. Лекарем Иваном Сатаровым были переведены на русский язык "Евклидовы элементы из двенадцати нефтоновых книг выбранные и в восемь книг через профессора математики Андрея Фархварсона сокращенные" (Санкт-Петербург, 1739) и "Архимедовы Теоремы, Андреем Таккветом, иезуитом выбранные, и Георгием Петровичем Домкино сокращенные" (Санкт-Петербург, 1745). Для распространения в русском обществе знаний в популярной форме академия предпринимала в разное время, начиная с 1728 г., отдельные периодические издания. Первым их видом (по 1742 г.) были "Примечания на Ведомости". Чистая математика представлялась в них только статьями исторического характера. Замечательные статьи Эйлера "О задаче Quadratura Circuli" (1729), "О тризекции ангула" (тогда же) и "О дупликации, усугублению Кубуса" (тогда же). Значительное место занимала история предмета по механике: "О часах с висячим маятником" (1728, № VIII) и "О перпетуум-мобиле, непременном или непрестанном движении" (1729). Следующими периодическими изданиями академии того же рода были в 1755 - 57 годах "Ежемесячные сочинения к пользе и увеселению служащих", в 1763 - 64 годах "Ежемесячные сочинения и известия об ученых делах", в 1779 - 1781 гг. "Академические Известия" и в 1786 - 1796 гг. "Новые ежемесячные сочинения". Математическим наукам в этих изданиях были посвящены статьи: "О пользе высшей математики в общей жизни" Гришова и Цейгера (1757), "История о Математике" (1779 - 81), перевод сочинения Монтюкла, сделанный П. Богдановичем и остановившейся на 5-й части III книги; "Об Александрийском училище" П. Иноходцева (1787 - 88); "Письмо об изобретении счета чисел" (1787). По механике статьи: "О новоизобретенной водяной машине" (1759); "Описание пильной машины, действующей конской силой, сделанной в Тобольске Ф.И. Соймоновым" (1763) и "Рассуждение о машинах", профессора Цейгера (1764). С 1774 г. популяризацией знаний стали заниматься периодические издания частных лиц, не отличавшейся, впрочем, продолжительностью существования. Еще с 1752 г. ушло из рук академии первенствующее значение в деле составления и издания учебных книг по математическим наукам. Новыми деятелями в этой области явились частью лица, воспитавшиеся в морских и военных школах, частью же в новоучрежденном в Москве университете. Первые учебники алгебры были "Начальное основание математики, сочиненное Николаем Муравьевым, капитан-поручиком от инженеров" (Санкт-Петербург, 1752) и "Универсальная арифметика" (1757) Николая Курганова "морского шляхетного кадетского корпуса подмастерья, ранга подпоруческого". Кургановым были составлены также учебники по арифметике и геометрии. Московские ученые: профессор Московского университета Аничков и артиллерии штык-юнкер Ефим Войтяховский составили и многократно переиздали учебники по всем предметам элементарной математики: первый, начиная с 1764 г., и второй - с 1787 г. первыми учебниками по анализу бесконечно-малых были "Сокращения высшей математики" учителя математики и физики в учительской гимназии Петра Гиларовского и упомянутая уже выше книга Барсова. Много популярных статей помещалось в периодических изданиях, произносили речи профессора в публичных собраниях Московского университета. Из воспитанников учрежденной в 1783 г. в Петербурге учительской гимназии самым выдающимся был Осиновский (окончил курс в 1786 г.). Им были переведены с немецкого языка "Электрические опыты" Адамса, изданные Войтяховским с собственными дополнениями в 1793 г. "Растущий виноград, ежемесячное сочинение, издаваемое от главного народного училища города Святого Петра" (1785 - 87) содержал математические статьи Якова Малоземова. С прекращением существования академического университета в последних годах XVIII века и академической гимназии в 1805 году деятельность академии сделалась исключительно ученой. Популяризирование науки еще продолжалось, но оно сосредоточилось теперь в издаваемых академией календарях, главным же образом в периодическом издании и выходившем в 1804 - 1815 гг. под именем "Технологического Журнала, или Собрания сочинений и известий, относящихся до технологии и приложения учиненных в науках открытий к практическому употреблению" и под именем его "Продолжения" в 1816 - 1826 гг. Кроме упомянутой уже V серии своего ученого периодического издания, академия издавала для помещения мемуаров на русском языке, выходившие в 1808 - 1819 гг. "Умозрительные исследования" (5 томов). Русских мемуаров оказалось, однако же, недостаточно для наполнения этого издания. Значительную его часть пришлось занять переводами мемуаров академиков-иностранцев. Не принадлежащий к академии Рохманов (XXVII, 167) начал свои самостоятельные работы, по примеру Барсова и Гурьева, с усовершенствования способа пределов. Первым появившимся в печати его ученым трудом была "Новая теория содержания и пропорции геометрически соизмеримых и несоизмеримых количеств, и в последнем случае основанная на способе пределов" (Москва, 1803). Напечатав затем в Вене "Essai sur quelques usages de la Methode des limites" (1805), он перешел к занятиям анализом бесконечно-малых и его аналитическими и геометрическими приложениями. Упомянутый уже выше Осиновский, с 1803 г. профессор Харьковского университета, написал ряд мемуаров, частью в печати не появившихся; мемуары эти были посвящены аналитической механике, теоретической астрономии и математической физике. Последней принадлежал, например, напечатанный Академией Наук, на французском языке, мемуар "Recherches sur les phenomenes lumineux qu´on apercoit quelquefois au ciel dans des positions determinees par rapport au soleil ou a la Lune" (Санкт-Петербург, 1828). После смерти академиков Висковатова в 1812 г. и Гурьева в 1813 г., между представителями математических наук в академии не было ни одного русского ученого. Так продолжалось до 1828 г., когда в состав членов академии вошли по избранию Буняковский и ученик Осиповского по Харьковскому университету, Остроградский (XXII, 361). Первый занимался главным образом чистой математикой и в частности теорией чисел, второй - прикладной и в частностьи, аналитической механикой. Замечательно движение, совершившееся в то же время в среде деятелей, независимых от академии и сгруппировавшихся теперь преимущественно около университетов. Ученым, представившим своей деятельностью этот почти неожиданный мощный прогресс русской внеакадемической науки, был профессор Казанского университета Н.И. Лобачевский . В его геометрических трудах, общепризнанного в настоящее время значения, геометрия впервые заняла в русской науке такое же положение, какое занимала до сих пор наука чисел. Антагонизм между академией и представителями независимой от нее русской науки, начавшейся, как было показано выше, с самого зарождения последней, выразился в несправедливых и резких отзывах Фусса и в особенности Остроградского о трудах Лобачевского. К Буняковскому и Остроградскому присоединились, как члены академии, в 1853 г. Чебышев и в 1862 г. Сомов . Не уступая в научном значении трудов своим старшим товарищам и, может быть, даже превосходя их, они скоро заняли место в ряду первоклассных ученых не только Р., но и Европы. Чебышев был избран в иностранные члены Парижской Академии Наук. В.В. Бобынин.