Опубликовано в "Известиях АН СССР" (т. 14, № 1-18, 1920 г.)
... В чем состоит истинное понимание всякого дела и чем оно достигается? На этот вопрос еще триста лет тому назад дал ответ великий философ и математик Декарт. Вот четыре его правила.
1) Ничего не признавать за истинное и не класть в основу суждений, как только то, что ясно признано разумом за таковое, опасаясь всякой торопливости и предвзятости мнений.В точности следовать этим правилам - и значит придать делу научную постановку. Германия и поставила у себя военное дело на истинно научную почву и заблаговременно озаботилась гармоническою подготовкою всего, что нужно для войны. Научно обсуждая всякий вопрос, Германия увидала, что в таком обсуждении не место прилагательным: слова “большой”, “малый”, “много”, “мало” ничего не выражают, а единственный точный вопрос есть “сколько” и точный на него ответ - “столько-то”. Недаром в Писании сказано: “Вся числом и мерою сотворил еси”. Мера и число и должны лежать в основе всякого дела. Обсуждая все на числах, а не на словах, Германия ясно оценила то количество всякого рода предметов боевого снаряжения и снабжения, которое потребно для обеспечения миллионов призываемых, она ясно сознала, что всего заблаговременно заготовить нельзя, что потребуется самая напряженная работа во время войны для пополнения расходуемого. Это пополнение могла доставить только сильно развитая промышленность во всех ее видах, и Германия тщательно озаботилась о всемерном развитии своей промышленности в мирное время. Развитие промышленности она видела не в искусственном ее поддержании при помощи покровительственных тарифов и пошлин, а в правильной и широкой ее постановке. Эта же постановка достигалась созданием новых отраслей производства, массовым использованием того, что, казалось, не имеет никакой ценности - установлением усовершенствованных способов производства. Здесь она увидала, что необходимо развивать творчество, а истинное творчество требует не столько знания мелочной технической рутины, сколько широкой научной подготовки, дающей возможность сопоставлять факты и извлекать заключения из самых разнообразных областей. Германия, “начиная с простейшего” и “расчленяя вопрос”, поняла, что основою техники является так называемая чистая или отвлеченная наука, что техника есть потребитель научного творчества и поэтму надо обеспечивать самое творчество, самое производство научных методов, открытий, исследований и изобретений.2) Всякий вопрос расчленять на столько частей, чтобы решение тем, по возможности, облегчалось.
3) Начинать всегда с простейшего, легко доступного и постепенно восходить к сложнейшему, чтобы даже и в тех случаях, где нет естественной последовательности, устанавливать определенный порядок.
4) Всюду делать настолько полные перечни и общие обзоры, чтобы быть уверенным, что ничего не упущено из виду.
Вот эта-то своевременно сознанная истина и привела к pазвитию университетов, к созданию таких государственных лабораторий, как Reichsanstalt, и таких школ, как Политехникум в Берлине. В самых университетах приучение к самостоятельному творчеству ставится во главу угла. Сознание, что творческая деятельность не выносит принуждения, а требует полной свободы, облекается в принцип Lehr- und Lernfreiheit. Этот же принцип влечет за собою создание недосягаемо высоких при иных условиях курсов - privatissima, которым наука действительно двигается вперед, хотя они и доступны единицам. Бухгалтерски эти privatissima представляются недопустимою роскошью, но принцип Lehr- und Lernfreiheit подавляет бухгалтерские подсчеты контрольных установлений и расчеты вроде того, во сколько обходится государству каждое слово Кронекера или Вейерштрасса, проникшее в ухо слушателя. Прививается сознание, что этими словами создаются Дизели и Рентгены, а тогда эти слова нельзя даже и оценивать на вес золота. Крупные промышленные предприятия идут по стопам государства, они основывают свои лаборатории, свои исследовательские станции, привлекают к свободной творческой работе научно-образованных деятелей и быстро видят. что затраты окупаются сторицею. Так вырастают Zeiss, Krupp, Blohm und Voss, A.E.G., Badener Soda und Anilin и пр., им же несть числа.
В войне эта промышленность в единении с наукою и проявилась в той мощи, сокрушение которой потребовало четырехлетнего напряжения от полумира.
Россия к началу мировой войны была технически отсталой во всех отношениях. Промышленность поддерживалась системою покровительственных тарифов, зачастую устанавливаемых для личных выгод некоторых, а не для дела. Наука “в авантаже не обреталась”. Важнейшие дела решались не на основании расчетов, а на основании разговоров и словопрений, ложная экономия подавляла истинные потребности, не говоря уже о косвенных выгодах. Понимание чисел и масс отсутствовало настолько, что самое это понятие было неизвестно. Все это привело к тому, что с самого начала войны оказалось, что нет никакого соответствия между пополнением и убылью материальной части, есть лишь избыток неиспользованного и напрасно призванного и оторванного от дела людского состава. Многие отрасли необходимых производств отсутствовали, для других не имелось сырых материалов. Вскоре стало ясно, что не “все обстоит благополучно”, и среди деятелей науки возникло сознание необходимости прийти на помощь. При Академии наук была образована Комиссия по изучению и использованию естественных производительных сил, которая и начала сперва с самыми скромными средствами свое дело изучения производительных сил страны и показала ее истинные средства и неисчерпаемые запасы.
Развитие страны и устройство ее на новых началах требуют полного знания ее богатств и способов их использования. Это теперь вполне сознано, и академический КЕПС в своей деятельности встречает неизменно самую широкую поддержку со стороны правительства как для основания постоянных исследовательских лабораторий и институтов, так и для исследований временного характера.
Само собою разумеется, что революционное правительство памятует завет Дантона: “Apres ie pain l'education est le premier besoin du peuple” (Первой потребностью народа после хлеба является образование), и не жалеет средств на нужды просвещения. Основываются учебные заведения разных типов и специальностей, даются обширные средства на основание исследовательских институтов высшего рода, как при университетах, так и самостоятельных. Во всем видно стремление наверстать потерянное время, поднять производительность страны, восстановить на прочных началах ее промышленность, положив в основу гармоническое развитие науки и техники.
Я ограничусь в этом очерке лишь более знакомою мне группою наук - физико-математических - и в применении к делу, с которым я всего теснее связан, именно - кораблестроению и морской артиллерии. Основою этих наук служит прежде всего математика. Это было сознано еще деятелями первой французской революции, когда была основана Ecole Polytechnique, которая должна была давать обстоятельную математическую подготовку своим питомцам, и уже на этой подготовке разные Ecoles d'Application развивали свою специальность.
Но наряду с Есоle Polytechnique была основана и Ecole Normale, которая должна готовить деятелей чистой науки. Аналогичная система принимается и теперь, например в Петроградском университете. Прежде чем изложить придаваемую физическому отделению физико-математического факультета структуру, необходимо напомнить самый характер, который математика приняла последние 60-50 лет.
Еще в глубокой древности, когда вся математика сводилась в сущности к одной геометрии, эта наука являлась совершеннейшим образцом логики и строгости умозрительных суждений, недосягаемым образцом коих служат сочинения Евклида и Архимеда. Открытие в конце 1600-х годов дифференциального и интегрального исчислений предоставило обширное поле для приложений этих исчислений, и в руке: братьев Бернулли, Эйлера, Лагранжа, Лапласа эти приложения влекли за собою развитие и самой науки, причем зачастую строгостью суждений и установления истины жертвовалось в пользу их наглядности и их приложимости к делу.
В 1820-х годах Коши и Абель обратили внимание на необходимость придать большую строгость изложению математики и устранить многие установившиеся как бы обычаем недостатки. Изложение Коши удерживалось примерно 40 лет. В 60-х годах по почину главным образом германских математиков был начат как бы пересмотр самых оснований математики, причем в основу положено отрицание всякой наглядности, а лишь строго логическое умозрение. В преподавании математики начинает выступать эта чисто философская часть на первый план, часто в ущерб прикладной; такой характер преподавания, необходимый в университете, где подготовляются деятели чистой науки, начали переносить и в технические школы. Понятно, что здесь такое направление являлось совершенно не соответствующим ни направлению ума слушателей, ни цели учебного заведения, и явилась реакция в виде разного рода руководств под заглавием “Математика для инженеров”, “Математика для физиков” и т.п., в которых приложения поглощали самую сущность дела.
Единственный способ устранения этого конфликта состоит в том, чтобы курсам математики для технических школ или для физико-механических факультетов придать характер, соответствующий основным целям школ или факультетов как по объему, так и по способу изложения; в способе же изложения довольствоваться тою строгостью, которая почиталась достаточной в середине прошлого столетия Коши и его преемниками: Штурмом, Дюгамелем, Бертраном, Серре и пр., а по объему в соответствии с теми прикладными науками, основою которых математика должна служить.
Такой характер курса придается математике па физическом отделении математического факультета Петроградского университета, а также Политехнического института. В Морской академии курс уже лет 15 ведется мною в таком роде, а с восстановлением в этом году ее полной деятельности будет вестись по вновь переработанным программам, еще более согласованным с потребностями специальных предметов.
Не надо думать, что этим будет принижен уровень необходимых познании в математике для физиков, техников и инженеров; напротив, теперь вполне сознано и выяснено, какими отделами математики должен владеть физик или инженер данной специальности, чтобы для него математика являлась орудием самостоятельной творческой деятельности. Этот уровень оказывается весьма высок, и отнюдь не принижается новым направлением, придаваемым ее преподаванию, - изменяется лишь характер изложения, и философская часть заменяется практически прикладною, выработкою навыков и указанием приемов приложений математики к решению определенно поставленных вопросов. Решение это непременно должно доводить до конца, т.е. до численного вычисления, не довольствуясь доказательствами его существования или возможностью его получить некоторым процессом, который хотя и имеет конец, но практически невыполним по своей длинноте.
Проникновение науки в технику все более и более сближает оба рода деятельности, и как в техническом мире, так и среди Академии наук возникла мысль о необходимости расширить число кафедр Академии, установленных еще, когда многих отраслей техники совсем не существовало, и включить их в Физико-математическое ее отделение. Такое расширение деятельности Академии является вполне естественным, в особенности принимая во внимание характер работ КЕПСа, и может лишь служить к пользе дела и к развитию и науки и техники - первая будет почерпать из второй жизненные запросы, вторая - применять к жизни результаты, достигнутые первой.
Мировая война послужила поводом к развитию и возникновению целого ряда технических вопросов. Для примера я ограничусь одним из них - стрельбой на дальние расстояния (100 верст). Известно, что немцы обстреливала Париж с подобной дистанции снарядами 9-дюймового калибра, причем была получена изумительная меткость; так, например, пять или шесть снарядов легло подряд около Gare Montparnasse на площади около 100 саженей радиусом. Большого вреда этот обстрел такому городу, как Париж, не приносил, но можно вообразить ряд случаев, где нравственное влияние такой стрельбы было бы весьма сильно. Ясно, что и нам необходимо добиться такой же дальности, чтобы не быть отсталыми в этом деле. Начальник Морского полигона Е.А. Беркалов, по-видимому, разгадал способ стрельбы, примененной немцами. Он показал прямыми опытами, каким образом из существующих орудий можно сообщить снаряду начальную скорость, соответствующую дистанции в 100 верст и более. Начальник сухопутного полигона В.М. Трофимов показал расчетами, как, увеличив длину орудия, можно достигнуть той же начальной скорости.
Понятно, что для целей морской артиллерии решение Беркалова предпочтительное, ибо на море стрельба на 100 верст будет применяться только в исключительных случаях обстрела портов, крепостей и т.п., а не для боя между судами, и, значит, выгоднее иметь обычного типа орудия большого калибра и к ним специальный боевой запас для дальней стрельбы, нежели специальные длинные пушки малого калибра.
Для изучения этих артиллерийских вопросов и производства опытов образованы специальные комиссии.
Но вот в связи с этим вопросом само собою возникает ряд других, уже чисто научных. При стрельбе на такие дистанции снаряд будет достигать высоты около 30 верст; изменения плотности воздуха тогда уже настолько значительны, что для их учета обычные формулы внешней баллистики недостаточны. Будет ли снаряд обладать при таких начальных скоростях устойчивостью при полете или надо будет изменить крутизну нарезов и пр.? Эти вопросы требуют для своего решения применения высшего математического анализа. В этом очерке, конечно, совершенно не место входить в подробности этого применения и во встречаемые при этом трудности, но я остановлюсь на нем, чтобы дать пример того, как проникают друг в друга методы решения научных вопросов.
В 1855 г. член одной из коллегий Кембриджского университета кандидат богословия Фр. Башфорз занялся изучением капиллярных явлений и определением формы капли ртути, лежащей на горизонтальном зеркальном стекле, чтобы, сличая действительную форму с рассчитанной по теории, проверить теорию. Он встретил затруднение в решении того дифференциального уравнения, к которому вопрос приводится, и обратился к знаменитому астроному Адамсу (открывшему независимо от Леверье вычислениями планету Нептун). Адамс развил методу приближенного решения уравнений предложенного типа; по этой методе Адамс и Башфорз и произвели весьма обширные вычисления. В 1865 г. Башфорз был призван на должность профессора прикладной математики в Артиллерийскую академию в Вульвиче, изобрел свой многоотметчатый хронограф и произвел в течение четырех лет обширную серию опытов по определению сопротивления воздуха полету снарядов, сделав свыше 500 выстрелов из орудий разных калибров, от 3 до 9 дюймов. Результаты этих опытов и поныне служат основанием в этом вопросе.
Затем у него возникли пререкания с Артиллерийским комитетом, и он, оставив Вульвич, вернулся в Кембридж к исследованию своих капелек ртути и в 1883 г. совместно с Адамсом опубликовал эти исследования.
В 1910 г. профессор Штермер в Христиании, чтобы подтвердить развитую им математическую теорию северных сияний, предпринимает громадную вычислительную работу по определению возможных путей частиц электричества, выброшенных солнцем, движущихся под влиянием магнитной силы земли, и условий их попадания в земную атмосферу и развивает для этого особую методу решения дифференциальных уравнений.
Изучая работу Штермера, я обратил внимание, что изложенный им способ решения может быть видоизменен так, чтобы стать применимым ко всякому уравнению и, развивая это обобщение, пришел, однако, к тому же способу, который еще в 1855 г. был дан Адамсом и опубликован в 1883 г. Этот способ, вместе со способом Штермера, и изложен мною в обобщенном, упрощенном и детально разработанном для приложений виде в моих статьях о приближенном численном решении дифференциальных уравнений и применен мною для примера к расчету вибраций корабля. Оказывается, что этот способ является наиболее точным и удобным для расчета траекторий при стрельбе на дальние дистанции, а значит, и для составления необходимых таблиц стрельбы, что и показано в моей статье по этому вопросу.
Казалось бы, что есть общего между формою капельки ртути, северным сиянием и полетом 12- или 14-дюймового снаряда? Первые два вопроса относятся к самой чистой, отвлеченной науке, последний вопрос военной техники, а между тем он почерпает свое решение в общем с первыми двумя источнике, причем самый этот источник и открыт деятелям науки для первых двух вопросов.
Изучение вращательного движения снаряда представляет для теоретического и практического решения еще гораздо большие трудности, нежели изучение его полета. Между тем меткость стрельбы всецело зависит от правильности вращательного движения снаряда. Здесь опять помогает делу отвлеченная наука. В механике, как пример на вращательное движение, еще со времен Лагранжа рассматривается детская игрушка кубарик или волчок, и теория его движения весьма хорошо изучена (Клейн и Зоммерфельд посвятили ей огромный том в 966 страниц под заглавием “Theorie des Kreisels” (“Теория волчка”). И вот оказывается, что вращательное движение снаряда в воздухе представляет полное подобие с одним из случаев движений волчка и может быть воспроизведено на специальном приборе. который мною разработан и который комиссией постановлен изготовить для производства этих исследований. Я не буду утомлять ваше внимание приведением других примеров связи науки и техники; даже в столь замкнутой области, как артиллерия их можно бы привести множество. Характер связи везде одинаков: наука дает общие методы, техника их использует. Совершенно то же имеет место и в прочих областях.
Начало войны застигло на стапелях четыре громадных крейсера по 33000 т с ходом до 29 узлов, несущих по 12 орудий 14-дюймового калибра в четырех башнях. Это крейсера типа “Измаил”. Они были спущены на воду, но затем постройка приостановлена, и вот они почти шесть лет ржавеют без всякого толку. Спрашивается, что с ними делать? Будут ли они представлять боевое значение, если их докончить, и какое именно, или они уже устарели? Составлен проект переделки их в коммерческие пароходы, получаются великолепные трансатлантики, но нам таких пароходов совсем не нужно. Представляют ли они какую-либо ценность для других, и какую именно? Ответ на вопросы можно получить, только ознакомясь на месте, т.е. в Англии, Германии, с делом военного и коммерческого судостроения в его современном состоянии, с его запросами, ходом развития и задачами.
Другой вопрос: в Петрограде сосредоточены наши судостроительные заводы - они приспособлены для постройки самых больших турбинных судов водоизмещением около 40000 т. Таких кораблей можно одновременно строить шесть, в то же время изготовляя для них механизмы и котлы. Между тем при современном положении постройка таких размеров военных судов в Петрограде не имеет смысла. Коммерческих судов такого размера нам не надо, ибо их можно поставить только на линию Америка-Европа, т.е. точнее Нью-Йорк и один из портов Англии, Германии или Голландии. Нам нужны будут пароходы среднего (9000-10000 т) тоннажа. Их постройка на наших заводах совершенно невыгодна, ибо заводы приспособлены к постройке гораздо более крупных и ценных судов.
Не представляется ли выгодным войти в соглашение с крупнейшими заводами Германии, например Блом и Фосс или Вулкан, о совместной работе, т.е. чтобы по их заказам и при их техническом содействии нашими рабочими на наших заводах с выгодою строить громадные, нам ненужные, а для них весьма ценные 40000-тонные быстроходные трансатлантики, а чтобы они для нас строили нужные нам простые пароходы по 10000 т. Не пора ли возбудить об этом хотя “академический” разговор, чтобы заблаговременно подготовиться к решению и не упускать время, когда его придется принимать?
Я не касаюсь речного судостроения, оно не может представлять интереса для заграничных деятелей и не требует их содействия (изготовление турбинного ротора для больших турбин при проковке их имеющимися на наших заводах средствами требуют от шести до восьми месяцев. На заводе Дж. Брауна в Англии, а теперь, вероятно, и у других, установлены специальные прокатные станы, на которых ротор прокатывается с одного нагрева в 12 минут времени).
При Морской академии уже более двух лет работает Комиссия по изучению и использованию опыта мировой войны на море. Комиссия эта собрала и привела в полный порядок весь материал, относящийся до действий нашего флота в минувшую войну, но в комиссии имеется весьма скудный материал, относящийся к действиям флотов Англии, Франции, Америки и Италии, и почти совершенно отсутствуют сведения о действии флотов противников, хотя бы в виде официально опубликованных сводок и сообщений, не говоря уже о разного рода сообщениях неофициальных, рассказах, воспоминаниях, описаниях отдельных эпизодов и пр., которых, конечно, издано за границею множество. Наконец, за два года после окончания войны многое, что считалось секретным, уже обнародовано. Ясно, что за отсутствием такого материала вся работа комиссии приобретает односторонний характер, и выводы ее могут оказаться или неполными или неверными. Между тем ввиду блокады и изоляции комиссия совершенно лишена возможности прибрести даже коллекции наиболее ходовых газет и журналов, не говоря уже о наборе прочих сочинений, который может быть сделан лишь на местах лицом с специальной морской подготовкой.
В еще худшем положении находятся специалисты военно-морской техники и кораблестроения. По отрывочным сведениям мы знаем, что Англия развивала необычайную энергию в постройке судов и довела быстроту постройки до совершенно небывалой ранее; так, например, крейсера “Renown” и “Repulse”, водоизмещением по 26500 т с ходом в 32 узла, с машиною в 112000 сил и с 6-и 15-дюймовыми пушками были заложены в конце января 1915 г. и сданы в строй в половине июля 1916 г.
Как и чем это достигнуто, что сделано в последующие годы. какие тины судов явились как результат морского опыта? Удержался ли тип так называемых больших легких крейсеров. как “Furious” и “Courageous”, в сущности миноносцев по 20000 т. и который из них? Какие результаты дала подводная лодка в 2650 т водоизмещением при длине в 334 фута, и множество тому подобных общих вопросов, по которым нетрудно будет судить, сколько у специалистов является вопросов детальных. Ответы на эти вопросы также можно получить по большей части только на месте надлежащим подбором журналов, отдельных статей, парламентских “Blue Books” (“Синих книг”), а главным образом, vстановлением нарушенного общения с людьми того же ремесла, того же дела.
Отсутствие подобного рода сведений составляет техническую отсталость, а в военно-морском и военном дело отсталость менее всего терпима. Не надо думать, что все это составляет секрет. Нет, истинно военные секреты по большей части состоят в деталях, о которых не специалисты никогда ничего и не слыхивали, а то, что я перечислил, суть элементарно простые вопросы. Надо помнить, что военное кораблестроение составляет обширную научную дисциплину, имеющую свою литературу, свой язык, свои задачи, и вот эти-то общие вопросы служат предметом гласных суждений и оживленной полемики, во многих случаях весьма поучительной.
Блокада и изоляция нарушили общение нс только в области военно-морской техники, но во всех областях не только техники. но и общей отвлеченной науки. Необходимо иметь в виду, что движение пауки находит свое отражение главным образе" в научных журналах; их мы лишены за последние три года. а многих немецких и за шесть лет. В еще худшем положении оказываются лаборатории, в особенности вновь основываемых учебных заведений и институтов. Многие приборы и реактивы в Россыпи не производились, да и для всего мира изготовлялись единичными фирмами вроде “Cambridge Scientific Instruments C°”, “Societe Genevoise”, “Zeiss” и т.п. Всякие сношения с этими фирмами прерваны, и блокада в корне парализует целый ряд научных начинаний и является борьбой против образования, против культуры. Это должно быть ясно и твердо сказано людьми науки, и научная литература, научные аппараты не должны включаться в список предметов, составляющих военную контрабанду.
Словами Декарта я начал этот очерк, его же словами п закончу. В 1620 г. на зимних квартирах в каком-то городишке Моравии во время одного из перерывов Тридцатилетней войны, вдали от забот и развлечений, предаваясь на досуге размышлениям, Декарт решил, что ни в школьной науке, ни в изучении внешнего мира он не придет к познанию истины и что ему надо сперва освободиться от всего навеянного извне и заменить это тем, что ему подскажет собственный разум:
«Я не упускал из виду большие трудности такого предприятия, но они мне казались преодолимыми и совершенно ничтожными сравнительно с темп, которые представляет самая простая реформа, предпринимаемая в общественном строе. Эти громадные массы трудно восстановить после того, как они опрокинуты, или даже их удержать, когда они потрясены, а если они падут, то их крушение жестоко».То, о чем великий философ не решался и размышлять, предпринято и осуществляется в небывало широком масштабе, с необычайною стремительностью; надо ли удивляться, что при потрясении столь великой массы приходится преодолевать величайшие трудности. В чем же должен состоять долг культуры: в стремлении к устранению этих трудностей или к усугублению их?
Воспроизведено по изданию:
Академик А.Н. Крылов. Воспоминания и очерки. Изд. АН СССР, М., 1956 г., стр. 565
