Чтобы облегчить труд путешественникам, рудоискателям и любителям минералогии Севергин в 1816 году издал специальный определитель минералов и горных пород под названием «Новая система минералов». Он автор «Начертаний технологии минерального царства» (1821–1822) и других работ по самым разным отраслям химической технологии – о добывании минеральных щелочных солей (1796), о пробирном искусстве (1801), о производстве селитры (1812).
Севергин был едва ли не первым русским ученым, пропагандировавшим кислородную теорию горения. Несколько лет подряд Севергин читал химию в Медико-хирургической школе, реорганизованной позже в Медико-хирургическую Академию. Он даже опубликовал несколько химико-фармацевтических пособий, в том числе известную книгу «Способ испытывать минеральные воды». Наблюдая распространение валунов по Русской равнине, кругляков, как их тогда называли, Севергин предположил, что все они были когда-то принесены ледниками из Финляндии. Эти наблюдения поддерживали положительный взгляд Севергина на теорию катастрофизма, по крайней мере, он допускал возможность в геологической истории каких-то грандиозных и быстрых превращений. Такими превращениями, например, Севергин, например, объяснял массовую гибель мамонтов.
В 1791 году Севергин начал описывать смешанные минеральные образования – «дикие камни», как их тогда называли. «Дикие камни» он выделил в особый раздел минералогии, назвав их горными породами. Этим он положил начала отечественной петрографии.
Очень много сделал Севергин для разработки русской научной терминологии.
Им был составлен «Подробный словарь минералогический» (1807) и переведен на русский язык «Словарь химический» (1810–1813). В 1815 году он перевел на русский язык четырехтомный химический словарь Ш. Л. Каде де Гассинкура «Руководство к удобнейшему разумению химических книг иностранных, заключающее в себе химические словари: латино-российский, французско-российский и немецко-российский по старинному и новейшему словозначению». Самые удачные термины Севергин старался немедленно вводить в употребление. Немало удачных научных терминов предложил он сам. Например, среди привычных нам терминов, особенно в химии и минералогии, по почину Севергина в науку вошли такие как «окись», «кремнезем», «занозистый», «раковистый излом» и другие. В ботанике Севергин ввел в употребление такие термины, как «чашечка», «венчик», «тычинка».
Огромную работу провел Севергин по упорядочиванию и систематизации минеральных коллекций в Вольном экономическом обществе (первое русское научное общество, основанное в 1765 году в Петербурге) и особенно в Петербургской Академии наук. Одновременно он был редактором выходившего с 1804 года «Технологического журнала» (с 1816 года – «Приложение к технологическому журналу»), пропагандировавшего новые знания по минералогии, химии и технологии. На титуле «Технологического журнала» так и указывалось: «Собрание сочинений и новостей, относящихся до технологии и приложения учиненных в науке открытий к практическому употреблению». Севергин сумел объединить вокруг «Технологического журнала» крупных специалистов, при этом журнал был доступен любому читателю.
За выдающиеся достижения в науке Севергин был избран в члены Стокгольмской академии наук, Иенского минералогического общества и ряда других российских и зарубежных научных учреждений и обществ. Он был в числе учредителей Петербургского минералогического общества. Глубокие знания позволяли Севергину смело говорить о длительности геологических процессов. Он допускал, что со временем, вследствие разрушения гор и заполнения впадин, земная поверхность будет, вероятно, совершенно выровнена, то есть, наступит то состояние, которое в современной геологии известно под названием пенеплена. Вот уж поистине: «Все повинуется времени; все должно родиться, быть и умереть…»
Скончался Севергин 29 ноября 1826 года.
Один из его друзей написал эпитафию, вполне отвечающую характеру замечательного ученого.
Николай Иванович Лобачевский
Математик, создатель «мнимой» или неевклидовой геометрии.
Родился 20 ноября 1772 года в Нижнем Новгороде.
В 1800 году мать Лобачевского, потеряв мужа, переехала в Казань. Там, в 1807 году, окончив гимназию, Лобачевский поступил в Казанский университет.
В университете Лобачевский слушал математику у замечательного педагога Г. И. Карташевского. Видимо, Карташевский разбудил у Лобачевского интерес к математике; сам Лобачевский увлекался в то время медициной и всерьез намеревался перевестись на медицинский факультет.
Несмотря на некоторое «вольнодумство и мечтательное о себе самомнение», несмотря даже на «возмутительные поступки…, оказывая которые в значительной мере явил признаки безбожия», Лобачевский не только окончил Казанский университет, но, благодаря проявленному интересу к науке, был оставлен при университете для дальнейшего совершенствования и подготовке к профессорскому званию.
В 1811 году Лобачевский был утвержден магистром, в 1814 году – адъюнктом университета. Внешне жизнь текла равномерно, мало кто знал, что время от времени эту внешне спокойную жизнь немало потрясали крупные карточные проигрыши жены, злоупотреблявшей азартными играми.
Впрочем, с этими потрясениями Лобачевский справлялся.
В 1816 году он уже экстраординарный, а в 1822 году – ординарный профессор.
В 1820–1821 годах, а затем в 1923–1825 годах он – декан физико-математического факультета, а с 1827 по 1846 год – ректор университета.
Начало самостоятельной работы Лобачевского совпало с яростной чисткой, устроенной в Казанском университете известным политическим деятелем того времени М. Л. Магницким. Неистовый поборник законопослушности и богобоязненности Магницкий даже рекомендовал императору Александру I вообще закрыть Казанский университет, как «рассадник вольнолюбивой заразы», но, к счастью, император решил обойтись менее крутыми мерами. К тому же, российские власти в те годы были озабочены развитием русской культуры в регионе, в котором еще достаточно сильно чувствовалось исламское влияние.
С Казанским университетом судьба связала Лобачевского навсегда.
Лобачевский никогда не бывал за границей, да и по России практически не ездил. Несколько раз, правда, побывал в Петербурге и в Дерпте, а однажды посетил Гельсингфорс – был приглашен на юбилейные торжества, устроенные в местном университете.
Университет Лобачевский любил.
Годы, отданные университету, сделали Лобачевского известным в Казани человеком. Он умел организовать самую сложную работу и всегда добивался успехов. Там, где требовалась особая ответственность, выдвигали именно Лобачевского. Надо было привести в порядок библиотеку, библиотекарем непременно назначали его, пусть даже приходилось совмещать такую работу с ректорской; начиналось строительство, Лобачевского непременно вводили в строительный комитет, даже избирали председателем. Он явился инициатором издания и первым редактором «Ученых записок Казанского университета». При Лобачевском в Казанском университете были организованы новые клиники, анатомический театр, большой физический кабинет, астрономическая обсерватория. Лобачевский состоял членом особого комитета, созданного для наблюдения за деятельностью училищ округа, а в 1830 году был отмечен высочайшим благоволением за то, что сумел организовать противостояние холере, свирепствовавшей в Поволжье.
В 1823 году Лобачевский подготовил к печати свой собственный курс геометрии, в котором изложение материала существенно отличалось от традиционного. Говоря, например, о знаменитом пятом постулате Евклида, Лобачевский отмечал, что строгое доказательство его невозможно, а известные доказательства являются всего только объяснениями. Рукопись курса была отправлена на заключение петербургскому академику Н. И. Фуссу, известному своими работами в области сферической геометрии и тригонометрии.
Фусс дал о курсе достаточно резкий отзыв.
Между прочим, особенно возмутило Фусса то, что Лобачевский пытался ввести в своем учебнике в качестве единицы длины метр, в чем академик усмотрел влияние французских революционных идей, разумеется, крамольных.
Обидевшись, Лобачевский даже не востребовал рукопись обратно.
Через три года, 11 февраля 1826 года, в Казанском университете произошло историческое событие. В этот день на заседании Отделения физико-математических наук ординарный профессор Лобачевский сделал сообщение о своем сочинении «Сжатое изложение основ геометрии со строгим доказательством теоремы о параллельных». В протокольной записи заседания осталась следующая запись: «Слушано представление господина Ординарного профессора Лобачевского от 6 февраля сего года, с приложением своего сочинения на французском языке… о котором желает он знать мнение членов Отделения, и ежели оно будет выгодно, то просить сочинение принять в составление ученых записок Физико-математического факультета».
О содержании указанного сочинения можно судить по тем отрывкам, которые позже вошли в первую часть работы Лобачевского «О началах геометрии», опубликованную в «Казанском вестнике». В 1835 году в «Научных записках Казанского университета» была опубликована работа Лобачевского «Воображаемая геометрия», а в 1835–1838 годах – «Новые начала геометрии с полной теорией параллельных линий».
Теорема о параллельных, указанная Лобачевским, долгое время занимала умы многих ученых. Сколько было потрачено сил на ее доказательство подсчитать попросту невозможно. Эта теорема, больше известная как постулат Евклида, гласит: в данной плоскости к данной прямой можно через данную, не лежащую на этой прямой, точку провести только одну параллельную прямую. В отличие от остальных аксиом элементарной геометрии, аксиома параллельных не обладает свойством непосредственной очевидности. Это понятно уже из того, что речь в ней идет о всей бесконечной прямой в целом, тогда как человеческий опыт имеет дело лишь с большими или меньшими отрезками прямых.
Доказать аксиому параллельных, то есть вывести ее из остальных аксиом геометрии, ученые пытались чуть ли не с самого зарождения геометрии. В свое время это делал Птолемей, в средние века – Насир ад-Дин, в XVIII веке – французы Ламберт и Лежандр, но все они потерпели неудачу.
Лобачевский, как многие до него, тоже начал с того, что принял противоположное этой аксиоме допущение: к данной прямой через данную точку можно провести по крайней мере две параллельные. Он стремился привести такое допущение к очевидному противоречию, однако, по мере того, как он развертывал все более и более длинную цепь следствий, вытекающих из указанного допущения, становилось все более ясным, что никакого противоречия не только не возникает, но, похоже, и не может возникнуть.
Вместо явного противоречия Лобачевский получил, пусть и необычную, пусть и противоречащую здравому смыслу, но логически стройную и безупречную систему предложений, обладающую тем же логическим совершенством, что и обычная евклидова геометрия.
Впрочем, указав на непротиворечивость построенной им новой геометрической системы, Лобачевский строгого доказательства этой непротиворечивости все равно не дал. Более того, он сам указал на то, что при несомненной логической безупречности обеих геометрических систем – Евклидовой и «мнимой» – вопрос о том, какая из них действительно осуществляется в физическом мире, может быть решен только опытом. В сущности, указывал позже академик П. С. Александров, Лобачевский просто оказался первым, кто взглянул на математику, как на опытную науку, а не как на абстрактную логическую схему, кто отказался от тысячелетнего предрассудка априорности геометрических истин. В точку зрения Лобачевского современная наука внесла лишь одну поправку. Эта поправка состоит в том, что вопрос о том, какая, собственно, геометрия действительно осуществляется в нашем физическом мире, не имеет того непосредственного наивного смысла, который ему придавался во времена Лобачевского. Ведь сами основные понятия геометрии – понятия точки и прямой, родившись, как и все наше познание, из опыта, не являются все же непосредственно нам данными в опыте, а возникли путем той же абстракции от опыта, в качестве наших идеализаций опытных данных, идеализаций, только и дающих возможность приложения математического метода к изучению действительности. В конце концов, геометрическая прямая, уже в силу одной своей бесконечности, не является (в том виде, как она изучается в геометрии) предметом нашего опыта, а является лишь идеализацией непосредственно воспринимаемых нами весьма длинных и тонких стержней или световых лучей.
Мы можем лишь утверждать, указывал академик Александров, что геометрия Евклида является некоей идеализацией действительных пространственных соотношений, вполне удовлетворяющих нас, пока мы имеем дело с «кусками пространства не очень большими и не очень малыми», то есть пока мы не выходим ни в ту, ни в другую сторону слишком далеко за пределы наших обычных, практических масштабов, пока мы, с одной стороны, скажем, остаемся в пределах нашей Солнечной системы, а с другой, не погружаемся чересчур глубоко в глубь атомного ядра.
«Поверхности и линии не существуют в природе, а только в воображении, – писал сам Лобачевский. – Они предполагают, следовательно, свойство тел, познание которых должно родить в нас понятие о поверхностях и линиях».
Положение меняется только тогда, когда мы переходим к космическим масштабам.
Например, современная общая теория относительности рассматривает геометрическую структуру пространства как нечто зависящее от действующих в этом пространстве масс и приходит к необходимости привлекать геометрические системы, являющиеся «неевклидовыми» в гораздо более сложном смысле этого слова, чем тот, который обычно связывается с геометрией Лобачевского.
Лобачевский убедительно показал, что наша геометрия есть всего лишь одна из нескольких логически равноправных геометрий, одинаково безупречных, одинаково полноценных логически, одинаково истинных в качестве математических теорий.
В этом смысле вопрос о том, какая из геометрий истинна, то есть наиболее приспособлена к изучению того или иного круга физических явлений, есть вопрос только физики, а не математики, и притом вопрос, решение которого не дается раз навсегда евклидовой геометрией, а зависит от того, каков избранный нами круг физических явлений. Единственной привилегией евклидовой геометрии при этом остается лишь то, что она была и продолжает оставаться математической идеализацией нашего повседневного пространственного опыта и поэтому, конечно, сохраняет свое основное положение как в значительной части механики и физики, так и в технике.
Профессора И. М. Симонов, А. Я. Купфер и адъюнкт Н. Д. Брашман, которым первым пришлось рассматривать сочинение Лобачевского, высказались о нем довольно пренебрежительно. А опубликованный Лобачевским мемуар «О началах геометрии» вообще подвергся резкой критике журналистов.
«Даже трудно было бы понять и то, каким образом г. Лобачевский из самой легкой и самой ясной в математике, какова геометрия, мог сделать такое тяжелое, такое темное и непроницаемое учение, – возмущался один из них. – Для чего же писать, да еще и печатать такие нелепые фантазии?»
При жизни Лобачевского один только профессор Казанского университета П. И. Котельников публично решился оценить работу Лобачевского положительно, да в 1842 году он был выбран членом-корреспондентом Геттингенского королевского общества по рекомендации великого математика К. Ф. Гаусса, весьма высоко оценившего его работу. Известно, что Гаусс был настолько ею заинтересован (он прочел ее немецкий перевод), что даже собирался изучить русский язык, чтобы прочесть работу Лобачевского в оригинале.
Интерес Гаусса к работе Лобачевского имел под собой вполне реальную основу. Еще в 1818 году Гаусс подошел к мысли о возможности неевклидовой геометрии, однако, немецкое здравомыслие Гаусса, всяческие опасения, что высказанные им идеи не будут поняты, что они ударят по его научной репутации, привели Гаусса к тому, что он оставил их разработку.