Ученые со всего мира много веков пытались разгадать тайны вселенной, исследуя сложные механические системы и их движение. Однако именно российский ученый Ляпунов Александр Михайлович сделал прорыв в этой области, когда углубился в изучение устойчивости таких систем. Главное достижение Ляпунова — это создание теории устойчивости. В этой статье мы рассказали про жизнь, научные работы и трагическую смерть математика.
Домашнее образование, гимназия и университет
Отец ученого был ученым-астрономом и преподавал в Казанском университете. Перед тем как Саша появился на свет, семья перебралась в Ярославль, где Михаил Васильевич возглавил Демидовский лицей.
До семи лет воспитанием Александра и его двух младших братьев, Сергея и Бориса, занималась их мать Софья Александровна. После мальчиков обучал отец. Он умер, когда мальчику было 11 лет, поэтому его образованием занялся его родственник Рафаиль Сеченов. Он так же обучал свою дочь Наталью Рафаиловну, с которой в 29 лет обвенчался молодой ученый.
В 1870 году семья Ляпуновых переехала в Нижний Новгород, где Александр продолжил учебу в гимназии, а после ее окончания в 1876 году поступил на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета. Через месяц он перешел на математическое отделение, где завязал дружеские отношения с Андреем Марковым.
Успешная учеба и преподавательская деятельность
Во время учебы в Санкт-Петербургском университете Александр увлекался химией, посещал лекции Менделеева и математика Чебышева, который стал его наставником. В 1881 году Александр представил научному сообществу две работы по гидростатике: «О равновесии тяжелых тел в тяжелых жидкостях, находящихся в сосуде определенной формы» и «О потенциале гидростатических давлений».
После сдачи магистерских экзаменов в 1882 году Ляпунов стал искать тему для магистерской диссертации. Чебышев предложил ему исследовательский вопрос, который задал вектор одного из ключевых направлений его работы на долгие годы: «Известно ли, что при достижении определенной угловой скорости эллипсоидальные формы теряют свои свойства равновесия для вращающейся жидкости? Могут ли они принимать новые формы равновесия, слабо отличающиеся от эллипсоидальных при незначительном увеличении этой скорости?»
Магистерская диссертация Ляпунова не ответила на вопрос Чебышева, но в 1884 году ученый представил диссертацию на тему «О стабильности эллипсоидальных форм равновесия вращающейся жидкости», защитил ее в Санкт-Петербургском университете на следующий год и стал приват-доцентом Харьковского университета, где он преподавал механику и продолжал исследования для своей докторской диссертации.
Александр защитил свою докторскую «Общая задача о стабильности движения» или «Общая теория устойчивости» в Московском университете 30 сентября 1892 года и получил докторскую степень.
В своей научной работе Ляпунов сумел объяснить, как внешние силы воздействуют на движущиеся тела и системы и как это влияет на их устойчивость. Его теория позволила предсказать поведение любой механической системы, будь то ракета, которая сталкивается с порывами ветра, автомобиль после аварии или планеты, взаимодействующие между собой в космосе.
На следующий год Александр был назначен профессором Харьковского университета, где проработал до 1902 года. Он сыграл важную роль в Харьковском математическом обществе, занимая пост вице-президента с 1891 по 1898 год и президента с 1899 года до 1902 года. Также он редактировал «Известия Харьковского математического общества».
В 1900 году за свои свои достижения в области математики Ляпунов был избран членом-корреспондентом Российской академии наук в Санкт-Петербурге. В следующем году Александр Михайлович получил звание академика по кафедре прикладной математики и в 1902 году переехал в Петербург, где жил до 1915 года.
В Северной столице Ляпунов полностью посвятил себя научной работе. Он вернулся к проблеме, которую Чебышев поставил перед ним 20 лет назад. Свои исследования ученый основывал на вариационном принципе Томсона-Тейта. Александр Михайлович показал, что достаточным условием стабильности является то, что вторые и более высокие вариации потенциальной энергии положительны.
Ляпунов признал, что наложение определенных дополнительных ограничений на первую вариацию уменьшает универсальность его метода, но заметил: «Но в этом отношении вряд ли какой-либо другой метод исследования можно было бы назвать полностью удовлетворительным».
В процессе своих исследований Ляпунов пришел к выводу, что при изменении угловой скорости вращения эллипсоиды Маклорена трансформируются в эллипсоиды Якоби. Ключевым моментом этого перехода является так называемый эллипсоид разветвления, который соответствует вращающемуся эллипсоиду Якоби.
В 1905 году в «Записках Академии наук» опубликовали его работы «Об одной задаче Чебышева». В 1906-1914 годах вышел в свет на французском языке труд Ляпунова в четырех частях «О фигурах равновесия однородной вращающейся жидкости, мало отличающихся от эллипсоидальных».
Последняя лекция, смерть любимой жены и самоубийство
После своих прорывных исследований Ляпунов обратил свое внимание к еще более сложному вопросу — фигурам равновесия неоднородной вращающейся жидкости. Он делился с коллегами, что приближается к решению этой задачи, обещая опубликовать свои результаты.
Однако в июне 1917 года Александр Михайлович вместе со своей женой Натальей отправился в Одессу — город, где проживал его брат Борис. Наталья Рафаиловна долгое время боролась с туберкулезом и ее состояние стало ухудшаться.
В августе 1918 года Ляпунов получил приглашение от Новороссийского университета прочитать лекционный курс. Он выбрал тему «О форме небесных тел», где планировал представить результаты своих последних исследований. Последнюю лекцию математик провел в понедельник, 28 октября.
В четверг, 31 октября Наталья Рафаиловна ушла из жизни. В этот же день Ляпунов попытался покончить с собой, выстрелив в себя. Три дня он не приходил в сознание и скончался 3 ноября. В предсмертной записке он завещал похоронить его рядом с женой.
Память и наследие Александра Ляпунова
За свои заслуги и научные достижения Ляпунова удостоили многих высоких наград и почестей. Его избрали членом таких престижных академий, как Академия Линчеев в 1909 году и Французская академия наук в 1916 году. Кроме того, он стал почетным членом университетов Санкт-Петербурга, Харькова и Казани. В 1957 году были выпущены почтовые марки с изображением ученого.
С 1969 года Российской академией наук вручается премия имени А.М. Ляпунова. В честь ученого названы улицы в Москве, Харькове, а также астероид, открытый астрономом Людмилой Карачкиной 22 сентября 1987 года. В честь столетнего юбилея со дня рождения Ляпунова были устроены торжественные мероприятия. Так, 6 июня 1957 года Сергей Соболев прочитал лекцию на тему «О работах Ляпунова по теории потенциала» в Москве.
Эта статья поддерживается командой ITGLOBAL.COM
Мы — первый облачный провайдер в России, а также интегратор, поставщик ИТ-услуг, продуктов, сервисов и разработчик собственного ПО.
• Наш сайт
• Наш блог про виртуализацию и Enterprise IT
• Истории успеха наших клиентов
