Math    schooL

 

 

Владимир Андреевич Стеклов

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. 

 

Нам 4 года!

14 марта 2016 года сайту Математика для школы|math4school.ru исполнилось 4 года. Поскольку число 4 для нашего сайта не чужое, мы решили подвести некоторые итоги.

Новый формат главного меню

Расширены функциональные возможности главного меню.

Галерея на сайте math4school.ru
Приглашаю посетить Галерею, – новый раздел на сайте.

444 года со дня рождения Иоганна Кеплера

27 декабря 2015 года исполнилось 444 года со дня рождения Иоганна Кеплера.

Новый раздел на сайте math4school.ru

Закончена работа над новым разделом сайта Работа над ошибками.

Союз образовательных сайтов