Леонард Эйлер. Его жизнь и научная деятельность

Императрица Екатерина всегда входила, сколько могла, в положение Эйлера; она настаивала на том, чтобы Эйлер пригласил лучшего окулиста того времени и подвергнул свой глаз операции. Само собою разумеется, что императрица же дала ему необходимые на то средства. Эйлер пригласил барона Вентцеля; последний искусно снял Эйлеру катаракту, и он снова увидел свет. Это был большой праздник для него и его семейства.

Но эта великая радость была непродолжительна. Несмотря на предостережение врача, Эйлер начал работать и тем испортил все дело; он вторично лишился зрения и на этот раз испытывал самые страшные страдания; Эйлеру снова пришлось прибегать к посторонней помощи; ему помогали в работах сыновья, профессор Крафт и Лексель.

В беседах своих с графом Орловым Эйлер часто шутя обещал написать такое количество мемуаров, которое могло бы после его смерти пополнять издания академии в продолжение двадцати лет. И он сдержал свое слово. Ни слепота, ни старческие немощи не могли расстроить его мощной организации и надорвать производительность этого гениального ума. Немногие ученые могут сравниться с Эйлером даже в количестве работ, не говоря уже об их качестве. Упорный умственный труд для Эйлера не имел никаких гибельных последствий; до последних дней он сохранял способность работать.

За несколько дней до своей смерти Эйлер почувствовал легкое головокружение; это было в начале сентября 1783 года. Оно не мешало ему, однако, заниматься вычислением скорости поднятия аэростатов. Между тем, головокружения были предвестниками смерти, которая последовала 7 сентября. В этот роковой день за обедом Эйлер беседовал с Лекселем со своими обычными проницательностью и спокойствием о новой планете. После обеда он пил чай и играл со своим внуком в тот момент, когда с ним сделался апоплексический удар и трубка выпала у него из рук. “Я умираю”, – сказал он тихо и окончил свою чистую и славную жизнь. Он жил 76 лет, 5 месяцев и три дня.

До сих пор мы говорили об Эйлере-математике, не касаясь оценки его заслуг в этой области, то есть мы познакомили читателя с внутренней и внешней стороной жизни человека, исключительно преданного своей страсти к математике. Скажем несколько слов об общем образовании, которым Эйлер обладал в высшей степени. Он был хорошо знаком с классиками и прекрасно знал историю математики. История всех веков и народов ему была известна со всеми ее подробностями: великий математик без малейшей ошибки мог рассказать во всякую данную минуту каждое событие. Он знал медицину, ботанику и химию так, что приводил в удивление специалистов. Все, чем Эйлер когда-нибудь занимался, глубоко врезалось в его память. Он, говорят, без запинки произносил наизусть всю “Энеиду”.

Мы говорили уже, что Эйлер в жизни своей очень мало пользовался развлечениями и обществом. Не многим выпало на долю счастье знать его лично; но всякий, кто видел его и говорил с ним, уходил от него с удивлением, смешанным с восторгом. Что касается самого Эйлера, то обыкновенно люди и разговоры не производили на него никакого впечатления. Он всегда легко находил нить своих прерванных рассуждений. Великий математик никогда и никого не пугал своей ученостью, говорил со всеми кротко и просто, наивно, весело и с некоторым добродушным юмором.

Формей говорит, что Эйлер вообще не отличался изысканностью вкуса, хотя был полон жизни и любил смеяться и шутить. Театр мало привлекал его вообще; его занимали только представления марионеток; на самые нелепые из них он ходил с большим удовольствием и мог смотреть их целые часы, покатываясь от смеха. Вечно погруженный в занятия математикой, Эйлер мало знал жизнь и людей. Без всяких усилий достиг он своей славы, причем никогда не старался, чтобы люди удивлялись ему и ценили его. В занятиях математикой великий геометр видел только удовлетворение своей благородной страсти к напряженному умственному труду. В противоположность Лапласу, он всегда открывал читателю тот путь, которым он приходил к своим открытиям, посвящая его во все тайны своей внутренней жизни. Эйлер часто рассказывал о своих неудачах и сознавался в своем бессилии решить какой-нибудь очень трудный вопрос, не заботясь о невыгоде впечатления такой откровенности.

Многие утверждают, что Россия имела дурное влияние на характер Эйлера, сделав из него тонкого придворного, человека светского, чуть ли не дипломата. Все это неправда. Во время своего первого пребывания в России Эйлер стоял совершенно в стороне от придворной жизни: Анна Иоанновна и Анна Леопольдовна мало интересовались учеными; к тому же Эйлер так боялся Бирона, что, напротив, в России он совсем разучился говорить. В первые дни своего приезда в Берлин он был ласково принят королевой-матерью и удивил последнюю тем, что на все вопросы отвечал односложно. “Однако, – заметила ему королева, – отчего это вы совсем не желаете со мной говорить?” – “Государыня, – сказал Эйлер, – простите, я отвык; я приехал из страны, в которой за слово вешают людей”.

Во второй приезд в Россию Эйлер изредка по требованию Екатерины являлся ко двору; он был также знаком с Дашковой, но тогда ему было поздно меняться и превращаться в светского человека, и он навсегда остался прямым, откровенным и простым человеком.

В доме Эйлера все было пропитано научными интересами; Эйлер или работал, или говорил о математике, отвлекаясь от нее только для молитвы, сыновья его росли в такой же атмосфере и превосходно знали математику, приобретая эти знания мимоходом, без всякого труда. Старший сын шел по стопам отца и проявлял большие способности к математике; двадцати лет он получил премию Парижской академии наук; заслуги его в области математики весьма почтенны, но он, так сказать, совершенно затерялся в лучах славы своего отца. Второй сын, медик, тоже однажды получил премию Парижской академии наук за решение одного трудного вопроса из области астрономии; он также обнаружил признаки настоящего математического творчества. Третий сын, избравший себе военную карьеру, весьма успешно применял математику в артиллерии. Все три сына Эйлера пережили своего отца, а обе дочери умерли раньше его. Один из многочисленных внуков Эйлера в детстве также проявлял большие математические способности, и дед в последние годы своей жизни занимался с ним с большою любовью. Одна из внучек Эйлера была замужем за математиком Фуссом, сотрудником Эйлера, издателем его писем и многих сочинений. Правнук Иоганна Бернулли был также женат на внучке Эйлера; он короткое время состоял профессором в Петербурге, но утонул, купаясь в Неве.

Можно было ожидать, что потомство Эйлера даст науке выдающихся деятелей; к сожалению, это славное имя не встречаем мы в настоящее время. Фусс, женатый на внучке Эйлера, занимал место секретаря в Академии наук, как и сын Фусса, то есть правнук Эйлера.

Нам остается сказать несколько слов об отношении Эйлера к Петербургской академии наук. Фусс говорил в своей похвальной речи Эйлеру на торжественном заседании Императорской академии наук: “Эйлер был украшением и славой нашей академии в продолжение пятидесяти лет. На его глазах она начала свое существование, несколько раз погибала и воскресала. И во время своего отсутствия Эйлер никогда не переставал работать для нашей академии, но его отъезд и приезд в Россию все же заметно отразились на ее жизни. Умственные интересы ожили с его возвращением в Россию. Под конец своей жизни Эйлер находил утешение, видя, что академия расцветает под благотворным влиянием Ее Величества императрицы и ее сиятельства княгини Дашковой”.

На похоронах Эйлера присутствовали восемь его учеников – членов Академии наук, и в числе их два его сына.

Мы не раз упоминали о благочестии Эйлера; оно, несомненно, имело прямое влияние на всю его жизнь и косвенное – на его научную деятельность; ему не казалось странным допустить непосредственное вмешательство власти Божией в управление вселенной; это помешало ему сделать несколько смелых шагов в астрономии, которые выпали на долю Лапласа. Но во всех других отношениях это благочестие только способствовало его научной деятельности, потому что давало глубокое душевное спокойствие.

Заговорив о Лапласе, мы переходим к сравнению этих двух характеров, которое само как-то напрашивается. И Эйлер, и Лаплас были страстные математики, но Эйлер находился всегда в руках своей страсти, а Лаплас владел ею. Мы видели, что Лаплас умел себе создать обстановку, удобную для занятий, Эйлер же работал при всяких, даже самых тягостных, условиях жизни, часто их даже не замечая. Оба эти ученые в молодости отличались слабостью зрения, но Лаплас берег свои глаза и сохранил их до глубокой старости, Эйлер же никогда о них не заботился и лишился зрения, ослепленный, можно сказать, своей страстью к математике. И Лаплас, и Эйлер одинаково были не способны ни к какой другой деятельности; неудачная политическая карьера Лапласа служит доказательством этого. Что касается Эйлера, то он больше всего на свете дорожил возможностью заниматься одной наукой и никогда ни за что другое не брался. Лаплас, погруженный в размышление о движении небесных светил, не выпускал из своих рук ключи от сахара. Эйлер же, потеряв жену, с которой прожил как нельзя более мирно 42 года, тотчас женился на другой, потому что ему невыносимо было думать о житейских мелочах. Лаплас от природы был завистлив, Эйлеру это чувство было совершенно чуждо. Лаплас в характере имел много сходства с Иоганном Бернулли, отличаясь от последнего большею сдержанностью; Эйлер своим бескорыстным отношением к математике напоминал Якоба Бернулли, хотя был живее и добродушнее последнего.

ГЛАВА IV

НАУЧНЫЕ ЗАСЛУГИ ЭЙЛЕРА

“Письма к немецкой принцессе”. – Мысли Эйлера о логике, о вопросах нравственности и об измерении протяжений. – Общий характер заслуг Эйлера в области прикладной и чистой математики. – Сравнение Эйлера с Вольтером

Во время пребывания Эйлера в Пруссии к нему особенно тепло относился маркграф Бранденбург-Шверинский. К дружбе последнего присоединялось еще и чувство благодарности: Эйлер давал уроки дочерям маркграфа. Эта благосклонность не прекратилась и с отъездом Эйлера в Россию; во время приезда своего в Петербург маркграф застал Эйлера в постели и долго беседовал с ним, не выпуская руки Эйлера из своей и держа на коленях любимого его внука, с которым дед с удовольствием занимался математикой. Старшей дочери маркграфа Эйлер и посвятил свои письма, относящиеся к различным предметам физики и философии; он писал их в то время, когда гостил в семействе маркграфа в Магдебурге, и издал вскоре по возвращении своем в Петербург. Это единственное сочинение Эйлера, доступное всем, нисколько не посвященным в тайны математики, но представляющее интерес и для ученых вследствие глубоких и ясных мыслей, рассеянных по всему сочинению. Эйлер, видно, и сам дорожил этим сочинением как единственной беседой не с одними математиками, а просто с людьми, и, может быть, оно было также дорого ему по воспоминанию. Есть основание предполагать, что Эйлер с большим удовольствием занимался с обворожительной принцессой; ему так хотелось посвятить эту головку в тайны науки. Он со свойственным ему глубокомыслием обдумал план того, что можно назвать общим образованием. Все общедоступное в науке, философии, религии и нравственности изложил он в этих письмах с большою легкостью. Племянница Фридриха Великого отличалась живою любознательностью, схватывала все очень быстро, но у нее никогда не было времени заниматься, что заставляло Эйлера очень страдать, как видно из его писем.

В этом сочинении, которое сам Эйлер предназначал для публики, говорится о бесчисленном множестве предметов; один перечень их мог бы занять несколько страниц. Мы остановимся, разумеется, только на некоторых из них; так, в первой книге первые страницы посвящены уяснению понятия протяжения, скорости звука и музыки, затем говорится о свете, о зрении и строении глаза. О законе всемирного тяготения, открытом Ньютоном, о морских приливах и отливах, о монадологии Вольфа. Об отношении души к телу. О явлениях естественных. О лучшем из миров и происхождении всех зол. Затем следуют размышления: о состоянии души после смерти; об идеалистах, эгоистах и материалистах. О совершенстве языка. О силлогизме. О нравственных и физических страданиях. Об истинном назначении человека. Обращение грешников. О чудесах человеческого голоса и так далее.

Второй том писем отличается меньшим разнообразием предметов; в нем говорится преимущественно 6 вопросах физики, об электричестве и магнетизме.

Это сочинение, хотя и предназначалось немецкой принцессе, было написано Эйлером по-французски. Французы, разумеется, находят в нем много несвойственных их языку оборотов, но все же из него видно, что Эйлер свободно владел языком; вероятно, он выучился ему в доме Бернулли еще в бытность свою в Швейцарии.

Эти письма к немецкой принцессе имеют важное значение для истории науки; они представляют очерк состояния наук в то время, набросанный мастерскою рукой.

Мы познакомим читателя с изложением Эйлера в двух-трех отрывках.

В первом письме он говорит:

“Теперь я буду иметь честь беседовать с Вашею Светлостью об истинном основании всех наших познаний, посредством которых мы убеждаемся в непреложности всех нам известных истин. Требуется многое, чтобы убедить нас в истинности того, что говорят нам наши чувства; очень часто они обманывают нас и представляют действительность в искаженном виде. Благоразумный человек должен употребить все зависящие от него усилия, чтобы защитить себя от заблуждения, хотя это и не всегда ему удается.

Все сводится к верности доказательств, посредством которых мы убеждаемся в истинности чего-либо, поэтому, безусловно, необходимо быть в состоянии судить о верности доказательств и удостоверяться в том, достаточны ли они для того, чтобы нас убедить. Замечу прежде всего, что первоначальные истины нашего знания относятся к трем различным классам: истины, основанные на чувствах, истины, доказанные рассуждением, и истины, принятые на веру”.

Затем следует уяснение различия этих трех родов истин и их значений. Это простое изложение начал логики и теперь могло бы служить введением в нее для начинающих. Как видно, Эйлер хорошо умел стать в положение последних и говорить с ними языком совершенно для них понятным. Мы не встречаем в его изложении никаких мудреных слов, какими обыкновенно изобилуют даже самые краткие трактаты логики.

Очень часто думают, что общедоступные сочинения должны отличаться большою краткостью. Это, разумеется, верно, но краткость в данном случае не есть главное: она иногда еще более затрудняет понимание. То время, к которому относятся письма Эйлера, не было благоприятным для философии. Философия Канта только еще нарождалась. В Англии царствовали эмпиризм и скептицизм; Франция находилась во власти Вольтера, который являлся каким-то воплощенным духом отрицания и сомнения. Ньютон совершенно подорвал влияние Декарта. Философия Лейбница завяла в изложении Вольфа, который придал ей много формальности и лишил ее жизни. Между тем, новое время нуждалось и в новой философии. В письмах Эйлера к немецкой принцессе живо отражается картина кризиса философии того времени. Эйлер выступает смелым противником Вольфа, остроумно опровергает монадологию Лейбница, но не создает сам ничего нового в этой области. Замечательно, что в этой философской полемике Эйлер проявил много страстности и даже пристрастия. Мы не будем излагать монадологии Лейбница. Для того чтобы объяснить себе отношение к ней Эйлера, достаточно знать, что на вопрос, в каком отношении находится к миру монад вмешательство власти Божией, философы отвечают, что последнее весьма ограничено. Этим обстоятельством и обусловливается страстность, с какою нападал на нее Эйлер, хотя самое нападение имело, бесспорно, свое логическое основание.

В мыслях Эйлера, относящихся к логике, замечательны его теория восприятия внешних впечатлений и возражения против крайнего идеализма. 29-е письмо Эйлера начинается следующими словами: “Я искренне желаю, Ваша Светлость, дать Вам в руки необходимые орудия для того, чтобы разбить идеалистов и доказать существование реальной связи между нашими представлениями и предметами, их вызывающими; но чем более я думаю обо всем этом, тем глубже убеждаюсь, что не в силах сделать многого”.

Ум Эйлера был не склонен к метафизике и к философии. В тех частях, где необходимы проницательность и точность, он превосходен, но у него недостает цельности и глубины; последнее обусловливается, по всей вероятности, тем, что он и занимался этими предметами в редкие часы своего досуга.

Перейдем к изложению воззрений Эйлера на вопросы нравственности, которой также отведено большое место в его письмах. Здесь благочестие Эйлера выступает во всей своей силе, совершенно вытесняя строгого математика; он говорит об отношении души к телу более чем наивно. Как в практической жизни, так и в теории Эйлер на вопросы нравственности смотрел исключительно с точки зрения религии Кальвина. В жизни это придавало его поступкам, как мы видели, трогательный, возвышенный характер, а в теории это связывало ему руки. В доказательство наших слов приведем несколько строк из 113-го письма:

“Я надеюсь, – пишет Эйлер, – у Вашей Светлости не останется никаких сомнений относительно важного вопроса: каким образом все дурное в этом мире совместимо с добротою Создателя? Решение этого вопроса прямо основано на истинном назначении человека и других существ, одаренных разумом, существование которых не ограничивается этой жизнью. Когда люди теряют из виду эту истину, они не могут найти выхода; если бы люди были сотворены только для этой жизни, то невозможно было бы совместить страдания с благостью Божией”.

Далее находим убеждения, основанные на глубокой вере в предопределение. Эйлер утверждает, например, следующее:

“Злой человек не может нам сделать вреда, если Бог того не захочет. Последствия злых поступков находятся не во власти людей. Все совершается по предначертанию Бога: каждый человек в каждую минуту своей жизни поставлен в наилучшие условия. Счастлив тот, кто это понимает и умеет ими как следует пользоваться! Такое убеждение сопровождается для нас самыми ценными последствиями: оно порождает в нас бесконечную любовь к Богу, веру в Промысел и самую снисходительную любовь к своему ближнему”.

Рассуждения о нравственности и философии занимают меньшую часть писем Эйлера к немецкой принцессе; большая часть их относится к предметам физики. Здесь Эйлер начинает с основных понятий, с протяжения и со скорости. Мы приведем его первое письмо; оно важно для нас еще и потому, что объясняет само происхождение этого сочинения.

“Мои намерения продолжать с Вами занятия геометрией встречают новые препятствия; это составляет для меня истинное горе, но я хочу восполнить пропуски своими письмами, насколько это возможно по сущности предмета. Я сделаю попытку уяснить Вашей Светлости истинное понятие о величине, разумея и самые малые и самые большие протяжения, которые мы находим в мире действительности. Прежде всего, для этого необходимо выбрать какую-нибудь хорошо известную нам величину, например, фут. Эту раз выбранную меру мы всегда должны иметь перед своими глазами, она может дать нам ясное понятие обо всех величинах как о самых больших, так и о самых малых; относительно первых возможно определить, сколько они содержат в себе футов, относительно вторых – какую часть фута они составляют. Потому что, имея представление о футе, мы знаем и его половину, его четверть и двенадцатую часть, называемую дюймом; сотая и тысячная части этой величины так малы, что их трудно различить глазом. Однако нужно принять во внимание, что существуют организмы не более такой величины, и между тем у последних есть члены, в них течет кровь и внутри их живут еще организмы несравненно меньшие, которые относятся к ним так, как они к нам.

Таким образом, одна десятитысячная часть фута, недоступная нашему глазу, может быть значительно больше целого организма, которому она казалась бы, если бы он мог понимать, огромной величиной. Перейдем, однако, от этих малых величин, в которых теряется ум наш, к очень большим величинам. Вашей Светлости известна длина мили; от Берлина до Магдебурга восемнадцать миль; миля заключает в себе 24 тысячи футов. Ею пользуются для измерения значительных расстояний на земле для того, чтобы избежать больших чисел, которые получились бы при выражении их с помощью фута. Таким образом, когда говорят, что Магдебург отстоит от Берлина на 18 миль, то это вызывает более ясное представление, чем слова “на 430 тысяч футов”. Точно так же получается более точное представление о величине всей Земли, когда говорят, что окружность ее равняется 5400 милям. Так как Земля имеет вид шара, то диаметр его равняется 1720 милям, это дает нам верное понятие о диаметре Земли, которым пользуются для выражения расстояний между небесными светилами. Из тел небесных ближайшее к нам – Луна; она отстоит от Земли на 30 диаметров, что составляет 51600 миль, или же 1238400000 футов, но 30 диаметров дают более ясное представление о расстоянии.

Расстояние Солнца от Земли в 300 раз (приблизительно) больше расстояния от нас Луны, и когда его выражают числом 9000 диаметров, то дают более ясное о нем представление, чем прибегая к милям и футам. Вашей Светлости известно, что Земля совершает свой путь около Солнца в период года. Но существуют другие небесные тела, также обращающиеся около Солнца и находящиеся от него в больших и меньших расстояниях, называемые планетами. Другие же видимые нами звезды, исключая кометы, называются неподвижными. Расстояния их от нас несравненно больше расстояния Солнца и, разумеется, весьма различны по своей величине; этим объясняется то, что одни из светил кажутся больше, чем другие. Но из неподвижных звезд мы видим только ближайшие к нам, невидимые же нами находятся от нас на расстояниях неизмеримо больших. При этом следует также принять в расчет, что вся наша звездная система составляет только очень малую часть всего мира. И все это есть создание всемогущего Бога, который одинаково управляет как самыми малыми, так и самыми большими”.

От понятия о величинах Эйлер переходит к понятию скорости, затем к теории звука и музыке как предмету, наиболее близкому принцессе.

В заключение приведем мнение об этих письмах из похвальной речи Кондорсе. Он говорит о них следующее: “Принцесса Ангальт-Дессауская, племянница прусского короля, просила Эйлера заняться с нею физикой; эти уроки были созданы Эйлером под именем Писем к немецкой принцессе. Этот труд представляет нечто весьма ценное по той ясности, с которой изложено все самое главное и важное из области механики, астрономии, оптики и теории звука. Что касается тех мыслей Эйлера, которые относятся к философии, они скорее остроумны, чем глубоки”.

Познакомив читателя с единственным популярным трудом Эйлера, обратимся к той области, в которой он достиг истинного величия, причем постараемся выяснить здесь только общий характер научной деятельности Эйлера. Мы говорили уже, что Эйлер был чистокровный математик; ему ставят в упрек, что он иногда, увлекаясь вычислением, рассматривал вопросы механики и физики как случаи для приложения математики и предавался занятию, к которому у него была преобладающая страсть. Другие известные ученые часто обращали внимание Эйлера на то, что он недостаточно строго относится к физическим гипотезам. Нельзя не сознаться, что упреки эти иногда имели некоторое основание: Эйлер не только как философ, но и как физик ниже Эйлера-математика. Однако вместе с тем бесспорно, что труды Эйлера изобилуют самыми разнородными, в высшей степени полезными приложениями анализа к вопросам физики, механики и астрономии. Анализ – свое славное орудие – Эйлер хотел сделать всеобщим. Дальнейшие успехи математических наук неминуемо должны были бы со временем произвести этот переворот. Но он совершился на глазах Эйлера его же собственными усилиями. Эйлер часто исчерпывал анализ, с нечеловеческими усилиями извлекая из него все возможное для решения какого-нибудь вопроса, который легко можно было бы найти при помощи изучения физических условий. Многие вопросы решил бы он тогда легче и проще, но переворота в математике не совершил бы.

Трактат аналитической механики, вышедший в 1736 году, представляет собой первый капитальный труд, где анализ прилагается к науке о движении. Множество новых взглядов, щедро рассеянных в этом сочинении, удивило бы всех математиков, если бы они не были подготовлены работами Эйлера, относящимися к отдельным частям этого предмета.

Задачу о дрожащих струнах и другие, относящиеся к распространению звука, Эйлер также подчинил анализу посредством новых способов, которыми он же и обогатил высшую математику. Теория движения жидкостей, им созданная, поразила всех своей глубиной и ясностью. Все задачи физической астрономии того времени решены при помощи аналитических методов, изобретенных Эйлером. Его теория движения Луны представляет собой образец простоты и точности. До Эйлера в астрономии употребляли исключительно геометрические методы. Он первый почувствовал необходимость прибегнуть к помощи анализа и множеством примеров доказал плодотворность этого.