Помоги проекту - поделись книгой:
«Если каждый гражданин вменит себе в обязанность доставить хотя бы один фунт [8] селитры, то почти в один момент будет получено 25 миллионов фунтов, которых будет более чем достаточно, чтобы уничтожить всех тиранов.
Те, кто пренебрегает обязанностью извлекать из земли основной элемент оружия для тираноубийства, – подлецы или контрреволюционеры!»
Декреты и воззвания поддерживались энергичными действиями. Во все департаменты были разосланы составленные Шапталем и Гитоном де Морво инструкции по производству селитры. Котлы и другое нужное оборудование изымалось у владельцев и передавалось для выпаривания селитры. Церкви превращались в заводы по производству селитры.
Усилия народа не остались напрасными. Вскоре Шапталь сообщил Комитету Общественного Спасения, что за одиннадцать месяцев, прошедших со времени издания декрета, получено 22 миллиона фунтов селитры – «результат изумительный, которому потомство поверит с трудом». В час опасности Революция не осталась безоружной. Враг был отброшен за пределы Франции.
После Революции Клод-Луи Бертолле прожил долгие и славные годы.
В 1796 году, после завоевания Наполеоном Италии, он был послан вместе с Гаспаром Монжем в эту страну с поручением отобрать для музеев и хранилищ Парижа наиболее выдающиеся произведения науки и искусства. Во время этой поездки Бертолле познакомился с Наполеоном, стал часто с ним встречаться и даже преподавал ему основы химии.
Вскоре вместе с Наполеоном Бертолле отправился в Египетский поход. Там в 1798–1799 годах он был научным консультантом будущего императора. Вместе они создавали Институт Египта, вместе оказались первыми европейцами, проникшими под своды пирамиды Хеопса.
Среди всех ученых, поехавших в Египет, Наполеон больше других выделял Монжа и Бертолле. Если выдавалось свободное время, он очень любил разговаривать с ними на научные и общефилософские темы. Когда в августе 1799 года Наполеон передал командование генералу Клеберу и отправился во Францию, он взял с собой лишь несколько самых преданных людей, в том числе Монжа и Бертолле.
Во время своего пребывания в Египте Бертолле заинтересовался составом воды соляных озер и условиями образования соды в этих естественных «фабриках солей». Изучение образования этих растворов привело его к выводу, что условия химического превращения реагентов, а также температура сильно влияют на протекание реакций. При этом в зависимости от различных условий процесса из одних из тех же исходных веществ могут образовываться соединения различного состава.
Против этого вывода резко выступил его соотечественник химик Жозеф-Луи Пруст (1754–1826). На основании опытов с различными веществами Пруст пришел к выводу, что состав одного и того же соединения постоянен, каким бы путем оно ни было получено. Дискуссия между двумя учеными продолжалась до 1808 года и окончилась открытием одного из основополагающих законов химии – закона постоянства состава соединений, который надолго стал одним из краеугольных камней химической теории.
Лишь сто лет спустя русский химик профессор Н. С. Курнаков (1860–1941) открыл соединения переменного состава, назвав их в честь Бертолле
Став императором, Наполеон осыпал Бертолле почестями, назначил сенатором, сделал кавалером ордена Почетного легиона и присвоил ему графский титул. Однако Бертолле держался достаточно независимо и избежал положения придворного ученого.
В 1807 году он вообще оставил официальную службу и поселился в парижском предместье Аркёй. Здесь он основал своеобразное научное общество, в состав которого входило небольшое число наиболее выдающихся ученых Франции. Общество это регулярно собиралось под председательством Бертолле или Лапласа и обсуждало различные научные проблемы. В Аркёйе Бертолле создал химическую лабораторию, но ее функционирование требовало постоянных денежных вливаний, а денег у Бертолле не было. Эти деньги ему давал Наполеон. Вот, например, что писал император Бертолле в мае 1807 года:
«Я узнал, что вы ищете 100–150 тысяч франков. Я отдаю приказ своему казначею выдать эту сумму в ваше полное распоряжение и пользуюсь этим случаем, чтобы продемонстрировать вам свое уважение».
Впрочем, подобное отношение не помешало Бертолле как члену Сената голосовать в 1814 году за отставку Наполеона.
После Реставрации ученый сумел не только сохранить все свои привилегии, но и продолжил политическую деятельность. Он был сенатором и получил от Людовика XVIII титул пэра Франции. В последние годы жизни Бертолле полностью отошел от научной работы из-за тяжелой болезни. Он умер 6 ноября 1822 года в Аркёйе, в двух шагах от своей любимой лаборатории, созданной на деньги умершего за полтора года до этого Наполеона.
Картофель от Пармантье
Пожалуй, ни одна огородная культура не связана с таким количеством легенд и сказок, как картофель. Ни один продукт не завоевывал себе право царствовать на столе у человека с таким трудом.
Родиной картофеля является Южная Америка. По одной из версий, первые клубни привез в Англию сэр Уолтер Рэли (1554–1618), исследовавший территории в Америке, которые он назвал Вирджинией. Однако полного согласия у историков в этом вопросе нет. Дело в том, что до XVIII века в Северной Америке картофель был совершенно неизвестен. Гораздо с большим основанием в этой связи называется имя английского корсара и адмирала сэра Фрэнсиса Дрейка (1540–1596).
В 1586 году после битвы с испанцами в Карибском море Дрейк зашел в расположенный на северном побережье Колумбии город Картахену, чтобы пополнить запасы воды и провизии. Именно там на его корабль и попал картофель, а заодно с ним и табак. По дороге домой Дрейк сделал еще одну остановку – на острове Роанок, который находится неподалеку от побережья Вирджинии. На острове жила небольшая английская колония, основанная при поддержке сэра Уолтера Рэли, однако к этому времени колонисты были уже сыты по горло приключениями и заморской экзотикой и упросили Дрейка доставить их домой. Таким образом, картофель на самом деле прибыл в Англию на одном корабле с людьми Рэли, но заслуга последнего в этом, прямо скажем, была невелика.
Нельзя сказать, что новый овощ сразу завоевал всеобщее признание. Как раз наоборот. Аристократы презрительно отзывались о нем как об абсолютно безвкусной еде для бедняков. А для простолюдинов овощ, созревающий под землей, в полной темноте, был несомненным порождением дьявола. В Шотландии, например, священники открыто внушали прихожанам, что, поскольку в Библии упоминание о картофеле отсутствует, употребление его в пищу дело, несомненно, богопротивное.
Только в Ирландии картофель стали регулярно употреблять в пищу: в прочих же странах он либо не выращивался вообще, либо разводился исключительно на корм скоту. В связи с этим, кстати, существует и такая версия попадания картофеля в Северную Америку: он якобы попал туда не с юга, а с переселенцами-ирландцами, прихватившими с собой «свой» продукт питания.
Существуют и другие версии появления картофеля в Старом Свете. Даже некоторые англичане теперь признают, что Фрэнсис Дрейк не мог привезти картофель в Европу, так как его корабли никогда не подходили к берегам Южной Америки. В связи с этим утверждается, что картофель из Вирджинии в Англию впервые привез какой-то другой человек.
Например, первым человеком, доставившим картофель в Европу, мог быть монах Иероним Кордан. Возможно, именно он в 1580 году опустил на землю Испании первую корзину с неведомым овощем, которому предстояло покорить больше народов, чем самому великому полководцу…
А вот имя европейца, впервые описавшего картофель, известно точно. Это был испанец Педро Чеза де Леон (1520–1554). Он довольно основательно для своего времени изучил Перу и выпустил в Севилье книгу, которую назвал «Хроника Перу». Именно из нее европейцы впервые узнали о картофеле, который в Перу называли
«Папа – это особый вид земляных орехов. Будучи сварены, они становятся мягкими, как печеный каштан… Они покрыты кожурой не толще кожуры трюфеля».
Автор поведал и о торжественном празднике, который индейцы устраивали по случаю сбора урожая картофеля.
Казалось бы, такой ценный продукт, каким является картофель, должен был быстро пробить себе дорогу на стол европейцев. Однако этого не произошло. Наоборот, население повсеместно встречало «земляной орех» с недоверием. Даже неурожайные, голодные годы, которые не были редкостью для Европы в ту пору, не прибавили неприхотливому и плодовитому картофелю популярности. Им так бы и кормили домашних животных, если бы не Антуан-Огюст Пармантье (1737–1813).
Этот человек родился в городе Мондидье (департамент Сомма). Оставшись в юном возрасте сиротой, он был вынужден поступить учеником к аптекарю. Законченного образования в родном городе он не получил, а в 18 лет подался в Париж. Нужно было зарабатывать деньги на пропитание.
В 20-летнем возрасте, во время Семилетней войны, Пармантье служил помощником военного аптекаря во французской армии. Вскоре, будучи ранен, он попал в прусский плен. Жизнь в плену была не из легких. В течение нескольких лет Пармантье вынужден был питаться тем, что пруссаки давали на корм свиньям.
Решиться на такое пленного француза заставил голод. Но сделать ему это было очень непросто, ведь во Франции картофель, который получил название «земляное яблоко», считался ядовитым. Французский парламент даже запретил его выращивание на том основании, что он якобы мог вызывать ряд болезней, в том числе проказу. Кстати сказать, даже знаменитая «Большая энциклопедия», которую издавали такие виднейшие ученые Франции, как Дени Дидро (1713–1784), Жан д’Аламбер (1717–1783) и другие, и та сообщала, что картофель – это грубая пища, годная только для нетребовательных желудков.
Однако, находясь в плену, Пармантье обнаружил, что картофель вполне безвреден для здоровья и обладает высокими вкусовыми и питательными качествами.
Вернувшись в Париж в 1763 году, Пармантье продолжил обучение. В 1766 году он получил патент аптекаря и стал работать в госпитале Дома инвалидов. Там-то он и начал вести свои исследования в области питания и пищевкусовой химии.
В 1769 году Франция переживала сильный голод из-за неурожая хлеба. Академия Безансона обещала приличную награду тому, кто найдет хлебу достойную замену. Эту награду получил в 1773 году Пармантье – за свою работу «Изучение химического состава картофеля». К тому времени он уже был главным аптекарем французской армии. Опыт заключения пригодился – Пармантье изобрел способ получения крахмала из картофеля; крахмал же предлагалось использовать для приготовления каши. Более того, в заявке, посланной на конкурс, фармацевт предложил использовать картофель для кормления больных дизентерией.
Так, во многом благодаря усилиям Пармантье, Парижский медицинский факультет объявил картофель съедобным. Тем не менее Пармантье пришлось столкнуться со значительным сопротивлением своей деятельности. Он был лишен возможности использовать свой экспериментальный сад в Доме инвалидов, где продолжал работать. Церковная община, владевшая землей, на которой находился госпиталь, наложила запрет на выращивание картофеля на этой земле, а впоследствии добилась увольнения Пармантье.
Но Пармантье не пал духом и занялся широкой пропагандой картофеля среди французов, все еще продолжавших с опаской относиться к «ядовитой иноземной ягоде подземного мира». Странное дело, но они почему-то считали, что картофель «причиняет зловредные лихорадки и производит совершенное бесплодие в почве».
Пармантье писал:«Среди бесчисленного множества растений, которые покрывают поверхность суши и водную поверхность Земли, нет, быть может, ни одного, которое с большим правом заслуживало бы внимания добрых граждан, чем картофель».
Но «добрые граждане» Франции и не думали разделять восторги Пармантье. И тогда неунывающий аптекарь решил пойти на хитрость.
Рекламные трюки, к которым прибегал Пармантье, впоследствии вошли в легенду. Он давал званые обеды, где угощение состояло в основном из блюд, приготовленных из картофеля. На эти обеды он приглашал знаменитостей, таких как Бенджамин Франклин или Антуан-Лоран Лавуазье.
На этих обедах даже вино было из картофельной вытяжки. После того как Пармантье сам съедал две тарелки картофеля, приглашенные знаменитости соглашались отведать поданные блюда. Конечно же, такая реклама не могла не возыметь действия. Картофель стал распространяться по стране, вернее, не сам картофель, а слухи о нем.
Будучи в Париже человеком довольно известным, Пармантье был вхож к королю Людовику XVI. И вот его-то он и решил склонить на свою сторону, справедливо посчитав, что король станет решающим аргументом в пользу картофеля. Пармантье выпросил для себя небольшой участок песчаной земли под Парижем. Распахав «бесплодную» землю, он вверил ей свои драгоценные клубни. Когда картофель зацвел, он собрал букетик цветов и преподнес их королеве.
Как-то на одном из балов придворные дамы обратили внимание на то, что к платью королевы Марии-Антуанетты был приколот букетик необычайно изящных цветов. Естественно, на следующий день дамы приказали слугам во что бы то ни стало разыскать в Париже цветочный магазин, где продают точно такие цветы, какие они видели у королевы. Ведь именно королева задавала тон парижской моде.
Слуги обежали все цветочные магазины, но цветы продавались только в одном месте – в аптеке у Пармантье. Предприимчивый аптекарь заранее знал, что к нему обратятся посланники всех придворных дам, и позаботился о том, чтобы цветов хватило на всех. На следующем балу все придворные красавицы были украшены цветами картофеля. Они были приколоты к платьям, красовались в замысловатых прическах, из них были сделаны изящные бутоньерки, которые дамы демонстративно держали на виду у всех.
Когда и король вставил синеватый букетик в петлицу своего камзола, вопрос был решен. Людовик XVI пожаловал Пармантье 50 арпанов [9] земли в Саблоне, к западу от Парижа, где тот и занялся выращиванием картофеля.
Важной вехой в борьбе за признание картофеля стал неурожайный 1785 год. Тогда человеколюбие Пармантье возвысило его до гениальности. Днем он выставлял вокруг грядок с картофелем вооруженных охранников, привлекавших внимание и любопытство. Когда картофель достиг зрелости, Пармантье приказал охранникам и близко никого не подпускать. Более того, он огласил по деревням, что будет преследовать по всей строгости закона каждого, кто осмелится посягнуть на его картофель. Расчет оказался верен: любопытные протоптали к полю множество тропинок. Люди хотели увидеть таинственный плод, который столь тщательно охранялся. А на ночь охранники по приказу Пармантье удалялись, позволяя людям украсть «запрещенные» клубни. Пармантье плакал от радости, слушая донесения о разграблении своих грядок.
В конце концов употребление картофеля в пищу помогло победить голод во Франции. Людовик XVI произнес сакраментальную фразу: «Пармантье, когда-нибудь Франция отблагодарит вас за то, что вы изобрели этот хлеб для бедных». И король оказался прав. Грянула Великая французская революция, и революционный комитет по продовольствию объявил потребление картофеля обязательным и поголовным.
Датой окончательного признания картофеля можно считать 1795 год, когда картофель активно выращивался даже в саду Тюильри. В этом году Пармантье стал членом Академии наук, вступив в ее отделение сельской экономики. Агрономические интересы Пармантье были разнообразны: он постоянно искал новые способы улучшить жизнь человека путем совершенствования его диеты. Опубликованные им работы были посвящены выпеканию хлеба, производству сыра, хранению зерна, выработке кукурузной и каштановой муки, грибоводству, употреблению минеральных вод, заготовлению галет и многому другому.
Но Пармантье был не только ученым. Когда к власти в стране пришел Наполеон, Пармантье был назначен главным администратором госпиталей и генерал-инспектором здравоохранения, занимался вопросами санитарного состояния французской армии и провел в 1805 году первую в истории кампанию прививок от оспы.
После введения Континентальной блокады Пармантье активно содействовал развитию во Франции производства сахара из сахарной свеклы и винограда. В этой области он сотрудничал с такими учеными-практиками, как Жан-Антуан Шапталь и Жюль-Поль-Бенжамен Делессер (1773–1847). Эти работы он продолжал до 1810 года. При участии Пармантье в 1803 году в Париже была открыта Фармацевтическая школа.
Постепенно картофель завоевал сердца французов и стал одним из главных продуктов питания солдат и офицеров Великой армии. В 1812 году во Франции было произведено 15 миллионов квинталов [10] картофеля, а к началу XX века объем производства увеличился почти в восемь раз и достиг 118 миллионов квинталов.
Наполеон не оставил без внимания деятельность Пармантье: в 1800 году он сделал его главным военным фармацевтом, наградил орденом Почетного легиона, даровал титул барона Империи.
Умер Антуан-Огюст Пармантье 17 декабря 1813 года. Он был похоронен на кладбище Пер-Лашез, а на его могиле теперь каждый год цветут кусты картофеля. В его родном городе Мондидье ему был поставлен бронзовый памятник на названной в его честь площади. Мраморный барельеф, украшающий высокий постамент, изображает Пармантье наделяющим клубнями картофеля благодарного крестьянина. В честь Пармантье также названо несколько блюд, основным ингредиентом которых является картофель, а также одна из станций парижского метрополитена.
Еще один памятник Пармантье с надписью «Благодетелю человечества» был установлен под Парижем, в Нёйи-сюр-Сен, в том месте, где впервые был высажен картофель. Конечно же, этот удивительный человек не открыл картофель для Европы. Здесь он возделывался задолго до него, но употреблялся исключительно на корм для свиней. Именно неистощимой энергии Пармантье Франция и вся Европа обязаны распространением картофеля: он первым понял всю его пользу и обратил на него внимание людей, заставив их преодолеть существовавшие предрассудки.
Начертательная геометрия Монжа
Гаспар Монж (1746–1818) родился в маленьком городке Бон (Бургундия). Его отец, торговец Жан Монж, использовал все возможности, чтобы дать трем своим сыновьям самое лучшее образование. Что касается Гаспара, то его отец с шести лет определил в городскую школу монахов-ораторианцев для получения начального образования, и мальчик очень скоро стал ее гордостью. В одном из документов школы, датированном 1762 годом, сообщалось, что Гаспар Монж прекрасно отвечал на вопросы «по арифметике, алгебре, пропорциям и логарифмам, а также по геометрии и блестяще решал задачи».
После успешного окончания школы ее руководство рекомендовало Гаспара Монжа для дальнейшего обучения в коллеже Святой Троицы в Лионе. Он был принят туда и вскоре стал там (в 16 лет!) преподавателем физики, занимая это место до 1764 года.
Для получения специального образования в 18 лет Монж поступил в Военно-инженерную школу в Мезьере, но принят он был не в офицерский класс, так как не имел дворянского происхождения, а на отделение, готовившее мастеров и производителей работ. Там учащиеся овладевали основами алгебры, геометрии, черчения, а также изготавливали всевозможные модели зданий и фортификационных сооружений. В Мезьерской школе Монж быстро стал одним из первых учеников. Имея хорошую математическую подготовку, он легко и оригинально мог решать самые сложные задачи.
После окончания учебы Монж был оставлен в Мезьерской школе в качестве преподавателя: сначала ассистентом кафедры математики у профессора Шарля Боссю (1730–1814), а затем и ассистентом кафедры физики у профессора Жана-Антуана Нолле (1700–1770). В 1770 году, после смерти Нолле и перевода Боссю на другую работу, Монж стал руководителем сразу обеих этих кафедр. Помимо физики и математики, он читал еще и курс по химии, а также теорию перспективы и теней. Именно в Мезьерский период своей жизни Монж начал развивать идеи начертательной геометрии и нашел для них многочисленные приложения, в частности, для расчетов рельефа крепостных сооружений.
Ученики школы того периода очень любили своего молодого профессора. Он не был красавцем, говорил скороговоркой и не всегда внятно, но зато был очень добр и никогда ни для кого не жалел своего личного времени. Часто на занятиях он подходил к какому-либо зазевавшемуся слушателю со словами: «Друг мой, я повторю с того момента, с которого ты перестал меня понимать».
Профессор Монж умел передавать другим свое увлечение наукой, среди его учеников не было бездельников и отстающих. О своей же карьере он совершенно не заботился.
В 1777 году он женился, а через три года стал преподавателем гидравлики в Луврской школе в Париже. В эти годы он активно занимался вопросами математического анализа, химии, метеорологии, практической механики. За достижения в этих областях Парижская академия наук в 1780 году избрала 34-летнего Монжа своим действительным членом.
Участие в заседаниях Академии требовало от молодого ученого постоянного пребывания в Париже, поэтому ему было разрешено по шесть месяцев в году находиться там. Во время отсутствия Монжа лекции в Мезьерской школе читал его младший брат Луи Монж (1748–1827), тоже профессор-математик.Когда началась Великая французская революция, Монж стал ее пылким сторонником. Эти годы для него были наполнены чрезвычайно активной общественной и практической деятельностью. Сначала он работал в комиссии по установлению новой системы мер и весов, затем стал одним из организаторов национальной обороны и французской военной промышленности.
Случилось это при следующих обстоятельствах. 10 августа 1792 года после низложения короля Людовика XVI Монж был избран в состав временного правительства, где получил портфель морского министра. После создания Национального Конвента, окончательно упразднившего королевскую власть, в сентябре того же года он сохранил свой пост министра Республики, ответственного за морской флот. Объяснить подобное назначение далекого от проблем флота ученого можно так: после революции все специалисты-аристократы в адмиралтействе разбежались, и нужен был просто преданный нации, авторитетный и честный человек.
Свою обожаемую математику Монж всегда стремился приложить к любой области, в какую бы ни забросила его судьба. Он был энциклопедистом, как и любой ученый того времени, и, став экзаменатором гардемаринов, он не делал будущим морским офицерам никакого снисхождения. Впрочем, флот в то время был не самым приоритетным направлением деятельности правительства. Гораздо больше Франция нуждалась в боеприпасах. При короле этим вопросом занимался гениальный Лавуазье, но его революционеры казнили, оголив тем самым наиважнейший фронт, а без пороха их ружья и пушки стали похожи на бесполезные в настоящем бою палки.
И вот за производство пороха взялся Монж. Вместе с Клодом-Луи Бертолле он придумал, как и где добывать селитру во Франции. Результат оказался поразительным: если до 1789 года Франция потребляла не более миллиона фунтов селитры в год, стараниями Монжа и его сотрудников за десять месяцев ее было добыто 12 миллионов фунтов!
Но получить составляющие части – это еще не решение проблемы. Пороховые мельницы, число которых было весьма ограниченным, не успевали все это переработать. Тогда Монж предложил положить в обыкновенные бочки медные шары. Эти «мельницы в миниатюре» можно было разместить в любом дворе, и Франция его стараниями превратилась в огромный пороховой завод. Конечно, без всеобщего народного воодушевления эта огромная работа не могла бы быть выполнена, но и без гениальной головы Монжа ничего бы не получилось.
Пушки в то время делали из чугуна и бронзы. Чугунные пушки отливать было проще, но они были гораздо тяжелее. Как правило, их использовали на флоте или в крепостях. Число чугунно-пушечных заводов Монж увеличил с четырех до тридцати. Вместо 900 орудий в год отливалось 30 тысяч. Число медно-пушечных заводов стараниями Монжа возросло с двух до пятнадцати. Они стали выпускать семь тысяч орудий. Для этого в качестве источника меди стали использовать церковные колокола. Правда, состав колокольной меди не подходил для производства пушек, но Монж привлек химиков и нашел новые способы отделять медь от олова. Ранее для производства были необходимы глиняные формы орудий. Монж предложил отливать пушки в песке. Первую пушку, полученную таким способом, испытали на Марсовом поле, и весь Париж рукоплескал успешным результатам. Днем Монж не вылезал из мастерских, по ночам писал наставление «О пушечном искусстве». Все, что не относилось конкретно к вопросам обороны и вооружению армии, казалось несущественным.Монж стойко переносил голод и холод. Он вообще питался в основном хлебом, позволяя подшучивать над собой. Известна, например, такая шутка: «Монж начал роскошествовать; теперь он ест редиску!»
Однажды мадам Монж узнала, что на ее мужа и Бертолле написан донос. Она побежала к Бертолле, но великий химик лишь задумчиво пробормотал: «Очень возможно, что нас осудят и поведут на гильотину, но это случится не раньше чем через восемь дней».
Почему через восемь дней и что будет через восемь дней, мадам Монж не поняла, но было очевидно, что ученого в это время волновало что-то совсем другое. Сам же Монж в ответ на плач жены сказал: «Самое главное, что мои литейные чудесно работают».
В 1794 году вместе с Бертолле Монж стал основателем и первым профессором Политехнической школы – одного из лучших высших учебных заведений Франции (здесь он читал лекции более десяти лет). Этот вклад Монжа в науку трудно переоценить: в результате его плодотворной организаторской и преподавательской деятельности Политехническая школа быстро стала центром общенаучной подготовки высококвалифицированных специалистов, все крупные инженеры и математики Франции XIX века или окончили эту школу, или были ее преподавателями.
Вернувшись к научной деятельности, Монж посвятил себя начертательной геометрии. Так сейчас называется инженерная дисциплина, состоящая из набора алгоритмов для исследования свойств пространственных геометрических объектов и основанная на представлении этих объектов с помощью двух независимых проекций. Проще говоря, это наука, изучающая пространственные фигуры при помощи их проецирования на плоскости.
Однако основные сочинения Монжа по этому разделу были опубликованы лишь в 1799 году, так как долгие годы правительство Франции сохраняло эту дисциплину в секрете, квалифицируя ее как военную тайну. При этом известно, что свой значительный труд «Приложение анализа к геометрии» Монж создал в 1795 году. Этот труд представлял собой учебник аналитической геометрии, в котором особый акцент делался на дифференциальные уравнения.
В стенах Политехнической школы Монжу удалось добиться, чтобы начертательная геометрия и геометрия вообще стали центральными, определяющими предметами учебного курса. Он умел удивительно ясно и отчетливо излагать самые сложные вопросы.
В годы правления Директории [11] Монж сблизился с Наполеоном и именно благодаря ему достиг больших чинов и славы. Наполеон, как известно, никогда не выдвигал на высокие посты бездельников. А для Монжа он уже тогда был образцом государственного деятеля и полководца.
Особо сблизились Наполеон и Монж в 1796 году в Италии, куда последний был направлен Директорией с поручением отобрать для музеев и хранилищ Парижа наиболее выдающиеся произведения науки и искусства.
Когда в 1797 году Наполеон подписал мир с австрийцами, Монж был послан из Милана в Париж для передачи этого документа Директории с целью его ратификации. При этом Наполеон писал о Монже так:«Гражданин Монж знаменит своими знаниями и своим патриотизмом. Своим поведением в Италии он добился того, что французов зауважали. Он заслужил мою дружбу».
В 1797 году Монж содействовал вступлению Наполеона в Институт Франции (Национальный институт наук и искусств), созданный Конвентом вместо упраздненной в 1793 году «буржуазной» Академии наук.
Когда в октябре 1797 года Монж вернулся из Италии в Париж, он уже был в курсе желания Наполеона «приобщиться к науке» и тут же принялся «готовить общественное мнение». Помогал ему в этом другой преданный Наполеону академик – Клод-Луи Бертолле. Удобный случай подвернулся очень кстати: в рядах академиков образовалось вакантное место. Но на него претендовало еще два человека, причем гораздо более известных в науке, чем генерал Бонапарт. Первым был Жак Диллон (1760–1807) – инженер, построивший первый во Франции железный мост, вторым – 84-летний инженер Марк-Рене Монталамбер (1713–1799), автор одиннадцатитомного сочинения по фортификации.
Тайное голосование имело место 25 декабря 1797 года: за Наполеона было подано 305 голосов, за Диллона – 166 голосов, за Монталамбера – 123 голоса. Как видим, преданные Монж и Бертолле не подвели: выбрали Наполеона, не имевшего научных трудов и иных заслуг, кроме побед на полях сражений. В газетах после этого было написано, что в академики был избран генерал Бонапарт, «удивительный человек, философ, вставший во главе армии».
Когда Наполеон стал планировать свою Египетскую экспедицию, он, ни минуты не сомневаясь, пригласил Монжа и Бертолле в свою «команду». Те с радостью согласились.
Для участия в экспедиции было привлечено около 150 ученых и специалистов, представлявших более пятнадцати различных профессий.
Историк Жан Тюлар приводит следующие данные:
«В путешествии приняли участие отобранные Монжем и Бертолле 21 математик, 3 астронома, 17 инженеров-строителей, 13 натуралистов и горных инженеров, столько же географов, 3 химика, специалисты по пороху и селитре, 4 архитектора, 8 рисовальщиков, 10 механиков, 1 скульптор, 15 переводчиков, 10 литераторов, 22 наборщика».
Список имен ученых, поехавших с Наполеоном в Египет, впечатляет. Во главе его стояли Монж и Бертолле. Под их началом находились математики Жан-Батист-Жозеф Фурье (1768–1830) и Луи Костаз (1767–1842), химики Ипполит Колле-Декотиль (1773–1815) и Жак-Пьер Шампи (1744–1816), натуралист Этьен-Жоффруа Сент-Илер (1772–1844), астрономы Николя-Антуан Нуэ (1740–1811) и Пьер-Жозеф де Бошан (1752–1801), геолог Деода де Доломьё (1750–1801), художники Доминик Виван-Денон (1747–1825), Анри-Жозеф Редуте (1766–1852) и Андре Дютертр (1753–1842).
А многие светила французской науки, кстати сказать, отказались. В число «отказников» вошли, например, инженер-математик Гаспар де Прони (1755–1839), химик Антуан-Франсуа Фуркруа (1755–1809), естествоиспытатели Жорж-Леопольд Кювье (1769–1832) и Фредерик Кювье (1773–1838).
Разумеется, у каждого на то были свои резоны. «Мой расчет, – объяснял свой отказ Жорж-Леопольд Кювье, – таков: я сейчас нахожусь в центре наук, среди самых замечательных коллекций и уверен, что здесь, в Париже, сделаю куда более важные открытия, чем участвуя даже в самом плодотворном путешествии».
Уже в Каире Монж стал одним из основателей Института Египта.
Институт Египта – это было очень важное научно-исследовательское заведение, состоявшее из четырех отделений: математики, физики, политической экономии, литературы и искусств. Вице-президентом Института стал сам Наполеон, а президентом – Монж. Открытие этой «академии» было весьма торжественным, и при этом Наполеон заявил, что «торжество над невежеством есть величайшее из торжеств, а успехи его оружия – суть успехи просвещения».
В Египте Монж фактически стал правой рукой Наполеона. Много времени они проводили в научных дискуссиях, вместе ездили в Суэц, чтобы увидеть следы древнего канала, некогда соединявшего Нил с Красным морем.
Генерал Бонапарт и Сфинкс
В Египте, помимо всего прочего, Монж дал объяснение эффекту миражей, и это стало важной вехой в истории науки. До этого египтяне верили, что мираж – это призрак некоей несуществующей больше страны. Вот как описывал мираж Гаспар Монж:
«Когда поверхность земли сильно накалена солнцем и только-только начинает остывать перед началом сумерек, знакомая местность больше не простирается до горизонта, как днем, а переходит, как кажется, в одном лье в одно сплошное наводнение. Деревни, расположенные дальше, выглядят, словно острова среди погибшего озера. Под каждой деревней ее опрокинутое изображение, только оно не резкое, мелких деталей не видно, как отражение в воде, колеблемое ветром. Если станешь приближаться к деревне, которая кажется окруженной наводнением, берег мнимой воды все удаляется».
Он объяснил это удивительное явление, опираясь на законы преломления и отражения света. Тем зеркалом, в котором французские ученые и солдаты видели отражение холмов и деревень, по мнению Монжа, был расположенный у самой земли и наиболее сильно прогретый слой воздуха. Температура воздуха резко падает по мере удаления от земли. У самой ее поверхности воздух преломляет свет слабее, чем на высоте. Люди всегда думали, что свет распространяется прямолинейно. Однако, как оказалось, это случается не всегда, а только там, где показатель преломления среды постоянен во всех направлениях. Египетские же «чудеса» происходят потому, что в оптически неоднородной атмосфере лучи света искривляются.
После возвращения из Египта Монж в 1799 году смог наконец опубликовать свой фундаментальный труд «Начертательная геометрия», в котором он, объединив разрозненные данные о способах изображения пространственных фигур, свел их в стройную научную систему. Главное в этой системе заключалось в идее проецирования пространственных фигур на две взаимно перпендикулярные плоскости, что дало возможность выполнять на плоской поверхности листа чертежной бумаги решение всевозможных конструктивных задач с использованием обычных циркуля и линейки. Для Монжа начертательная геометрия была волшебной наукой. Вот характеристика, которую он дал ей:
«Эта наука имеет две главные цели. Первая – дать методы для изображения на листе чертежа, имеющего только два измерения, а именно длину и ширину, любых тел природы, имеющих три измерения – длину, ширину и высоту, при условии, однако, что эти тела могут быть точно заданы. С этой точки зрения это – язык, необходимый инженеру, создающему какой-либо предмет, а также всем тем, кто должен руководить его осуществлением, и, наконец, мастерам, которые должны сами изготавливать различные части. Вторая цель начертательной геометрии – дать способ на основании точного изображения определять формы тел и выводить все закономерности, вытекающие из их формы и их взаимного расположения. В этом смысле она – средство искать истину; она дает бесконечные примеры перехода от известного к неизвестному. Она пригодна не только для того, чтобы развивать интеллектуальные способности великого народа, тем самым способствуя усовершенствованию рода человеческого, но она необходима для всех рабочих, цель которых – придавать телам определенные формы; и именно главным образом потому, что методы этого искусства до сих пор были мало распространены или даже совсем не пользовались вниманием, развитие промышленности шло так медленно».
Влюбленный в свое детище, Монж писал:
«Очарование, сопровождающее науку, может победить свойственное людям отвращение к напряжению ума и заставить их находить удовольствие в упражнении своего разума, что большинству людей представляется утомительным и скучным занятием».
В первом разделе «Начертательной геометрии» Монжа излагался метод проекций. Ученый исследовал возможные способы определения положения точки в пространстве и сделал вывод о том, что определять его следует не относительно трех плоскостей (таким приемом пользовались в аналитической геометрии), а при помощи лишь двух взаимно перпендикулярных плоскостей (горизонтальной и вертикальной).
Монж ввел понятие
Следует отметить, что в начертательной геометрии Монжа впервые появилась ось проекций, которая до него не была известна. Для того чтобы весь чертеж располагался на одном плоском листе бумаги, Монж разворачивал две плоскости посредством их вращения вокруг их линии пересечения, совмещая их в одну плоскость. Однако сам термин «ось проекции» у Монжа не встречается (он называл эту ось
Второй раздел «Начертательной геометрии» был посвящен изучению построения касательных плоскостей и нормалей к криволинейным поверхностям. Монж определял касательную плоскость как плоскость, проведенную через две касательные к образующим в точке их пересечения. Нормалью к поверхности он называл прямую, проведенную через точку касания перпендикулярно касательной плоскости.
В третьем разделе «Начертательной геометрии» Монж исследовал вопросы пересечения кривых поверхностей, сыгравшие важную роль для развития теории машин и механизмов. Он замечал, что множество точек, общих для обеих поверхностей, представляет линию двоякой кривизны; в частности, она может выродиться в прямую или лежать в одной плоскости. Монж указывал при этом, что методы начертательной геометрии можно сопоставить с алгебраическими операциями. Он писал:
«Для наиболее эффективного изучения математики ученик должен как можно раньше привыкнуть чувствовать соответствие между операциями анализа и геометрии; с одной стороны, он должен уметь записывать аксиоматически все те движения в пространстве, которые он может себе представить, с другой – представлять себе постоянно в пространстве движущуюся картину, записью которой является каждая из аналитических операций».
В четвертом разделе «Начертательной геометрии» были помещены прикладные задачи, в том числе: нахождение центра и радиуса сферы, проходящей через четыре произвольно заданные точки пространства; вписание шара в данную треугольную пирамиду; построение проекции точки по заданным ее расстояниям до трех фиксированных точек и т. д.
Французский математик Мишель Шаль (1793–1880), рассматривая прикладную сторону «Начертательной геометрии» Монжа, в 1846 году заявил:
«Понятно, что начертательная геометрия должна была бы существовать во все времена. В самом деле, мастера каменного дела и плотники всегда определяли и набрасывали рисунки на плоскости (…) Было даже несколько руководств, и хороших (…) Тем не менее приурочить практические вопросы к необходимому числу отвлеченных и элементарных действий никому не приходило в голову, а в особенности собрать их все в одно руководство (…) с тем, чтобы придать им характер учения (…) Это задумал и выполнил с редким талантом Монж».
Поделиться книгой: