Леонард Эйлер. Русский да Винчи

Леонард Эйлер, родившийся в Швейцарии в апреле 1707 года, был не только швейцарским по рождению, но и считался одним из величайших ученых своего времени. Он был не только математиком, механиком, физиком и астрономом, но и сделал важные открытия и в других областях науки. Его родители, особенно его отец, пастор Пауль Эйлер, играли значительную роль в его образовании, давая ему домашнее образование и вводя его в мир математики. Леонард начал свое академическое образование в юном возрасте, поступив на факультет искусств Базельского университета, где он встретился с выдающимся математиком Иоганном Бернулли, который стал его наставником и научным руководителем. Отдельно обращая внимание на его талант, Бернулли предложил молодому Эйлеру читать и обсуждать с ним научные работы, что помогло Леонарду в его научной карьере. Кроме того, в доме Бернулли Эйлер познакомился с его сыновьями Николаем и Даниилом, с которыми он подружился. В своей научной деятельности Леонард Эйлер совершил ряд значимых открытий и внес вклад в различные области науки, закрепив свое имя за многими математическими понятиями и теоремами.
"Вскоре после этого я имел возможность познакомиться с профессором Иоганном Бернулли, который был известным. Однако, он был очень занят и отказывался давать мне частные уроки. Вместо этого он дал мне ценный совет начать самостоятельное чтение более сложных математических книг и усердно их изучать. Он предложил мне посещать его по воскресеньям, чтобы помочь мне разрешить любые трудности или препятствия. Эта возможность помогла мне развиться и понять то, что я не мог понять. В то же время, находясь в университете, я начал писать научные работы, одной из которых было решение конкурсной задачи Академии наук в Париже. Несмотря на то, что я никогда не был на море, я смог определить оптимальное количество, высоту и расположение мачт на корабле. Моя работа была отмечена академией и получила почетный отзыв. В своем дневнике я написал, что эта теория полностью основана на механике и не вызывает сомнений в ее справедливости и применимости. В 1724 году, когда мне было 17 лет, я выступил перед аудиторией университета на латыни, сравнивая философские взгляды Ньютона и Декарта. В результате этой речи я получил степень магистра искусств. Через два года я написал свою диссертацию о звуке для конкурса на должность профессора физики в Базельском университете. Моя работа была высоко оценена, но, тем не менее, я не получил должности из-за своего юного возраста - мне было 19 лет."
В 1725 году, после приглашения в Петербургскую академию наук и художеств, братья Бернулли обещали Эйлеру написать ему, если найдут для него подходящую работу в Петербурге. Через год, в 1726 году, Эйлер получил информацию о своем приглашении на должность помощника профессора на кафедре физиологии Академии наук, где он должен был преподавать математику и механику, связанные с физиологией. Перед отъездом в Россию, он учился медицине на факультете Базельского университета в течение полугода. В 1727 году, он покинул Швейцарию и приехал в Петербург всего через несколько дней после смерти императрицы Екатерины I, основательницы и покровительницы Академии наук. Несмотря на запутанную ситуацию, Бернулли и другие ученые в Петербурге помогли Эйлеру адаптироваться и способствовали его работе. В отличие от многих европейских ученых, приезжающих в Россию, Эйлер начал говорить по-русски уже через три месяца. В свои 20 лет, он уже читал доклады и публиковал свои работы на русском языке, а не только на латинском и немецком. В 1731 году, Эйлер стал профессором физики и действительным членом Академии наук. В 1733 году, благодаря Даниилу Бернулли, который вернулся в Базель, Эйлер получил кафедру высшей математики. Это позволило ему улучшить свое финансовое положение и в 1734 году он женился на Катарине Гселль, дочери художника из Санкт-Петербургской гимназии. После этого, помимо математики, семья стала одной из важнейших частей его жизни. У Эйлеров родилось пятеро детей, и он утверждал, что сделал несколько своих величайших открытий, будучи окруженным своими маленькими детьми. В это время, одной из его занятий было картографирование. Эйлер преуспел в сложных математических расчетах, необходимых для составления карты России, большой территории, и также сам шарил карты. Эта работа привела к его сочинению «О телах, поверхность которых можно развернуть на плоскость», которое было опубликовано в 1771 году. В этом сочинении, Эйлер впервые употребил термин «развертываемая поверхность», которая может быть наложена на плоскость без искажений.
В 1735 году академия должна была выполнить сложную задачу по вычислению траектории кометы, которая, по мнению ученых, заняла бы несколько месяцев. Однако Эйлер предложил выполнить все расчеты за три дня и справился с этим. К сожалению, из-за напряженной работы он заболел и потерял зрение на один глаз.

Современник Эйлера описывал, что математические формулы у него жили своей жизнью и приводили важные данные о природе вещей. Просто прикоснувшись к ним, он мог превратить их из немых символов в понятные и значимые фразы, которые давали глубокие ответы на различные вопросы.

В 1736 году Эйлер написал двухтомное произведение под названием "Механика, или Наука о движении, изложенная аналитически", которое принесло ему известность во всей Европе. Несмотря на наличие других выдающихся ученых в академии, таких как математики Даниил Бернулли и Христиан Гольбах, физик Георг Крафт, географ и астроном Жозеф Делиль, эта книга была очень востребована. Было написано множество статей о различных аспектах механики, но никто не мог обобщить все эти разрозненные знания как Эйлер. В своей работе он описал ньютоновскую динамику с помощью математического анализа. Эйлер продолжал собирать анализ, алгебру, геометрию и теорию чисел в своих последующих работах, добавляя к ним собственные открытия.

Одним из заданий академии было обучение нового поколения ученых. В 1738 году Эйлер написал книгу на немецком языке под названием "Руководство к арифметике" по поручению Академии наук. Ученик Эйлера перевел эту книгу на русский язык в 1740 году, и она стала первым учебником арифметики как научной материи в России.
В 1740 году после смерти императрицы Анны Иоанновны, положение иностранцев в России ухудшилось. В это время король Пруссии Фридрих II принял решение возродить Общество наук в Берлине, которое было основано математиком Лейбницем. Через своего посланника в Петербурге, король пригласил математика Эйлера стать деканом математического отделения Общества. Эйлер принял предложение и летом 1741 года приехал в Берлин вместе со своей женой, двумя сыновьями и четырьмя племянниками. Он прожил в Берлине 25 лет.

В Обществе наук Эйлер занимался библиотекой и научными публикациями. Он также был советником правительства по различным вопросам, таким как лотереи, страхование, рента, пенсии и артиллерия. Он руководил обсерваторией и занимался проектированием водопровода. Кроме того, Эйлер продолжал свои математические исследования.

В 1748 году он опубликовал работу под названием "Введение в анализ бесконечно малых", которая стала первым учебником по аналитической геометрии и основам дифференциальной геометрии в мире. Дополнение к этой работе, "Дифференциальное исчисление", было выпущено в 1755 году, а в 1768-1770 годах были изданы три тома "Интегрального исчисления". Вместе эти книги представляют собой хорошо организованный иллюстрированный курс с множеством примеров. "Я приложил большие усилия, чтобы более подробно и ясно, чем обычно, изложить все, что требуется для анализа. Я также разработал много вопросов, которые помогут читателям лучше понять идею бесконечности", написал Эйлер позже.

Несколько работ Эйлера посвящены механике машин. В его работе "О наивыгоднейшем применении простых и сложных машин", опубликованной в 1774 году, он предложил изучать машины в движении, а не в состоянии покоя, как это делали раньше. Этот новый подход к изучению машин он развил в следующей работе, "О машинах вообще", которая была издана в 1753 году. В этой работе он впервые указал на три составные части машины - "двигатель", "передача" и "рабочий орган", что было названо только в XIX веке.

В 1753 году была опубликована еще одна значимая работа Эйлера - "Теория движения Луны". В ней он описал очень точную траекторию движения луны с помощью правильно рассчитанных орбитальных элементов, таких как размер, форма и положение орбиты, а также положение планеты на орбите. Этот метод расчета траекторий небесных тел все еще используется по сей день.
Во все годы пребывания в Берлине Эйлер поддерживал связь с Петербургом. Он по-прежнему получал жалование в качестве почетного члена Академии наук и использовал эти деньги для покупки книг и научных приборов для академии. Он также помогал академии нанимать сотрудников из других стран и принимал студентов из России в своем доме. Благодаря этим связям, он знакомился и дружил с Михаилом Ломоносовым, подающим большие надежды студентом из Москвы, которого отмечал за сочетание теории и эксперимента. Эйлер также редактировал математический раздел журналов академии, решал споры между петербургскими учеными и информировал академию о новых научных открытиях.

К сожалению, отношения Эйлера с его покровителем Фридрихом II постепенно ухудшались, и король все чаще вмешивался в его работу. Когда Екатерина II предложила ему вернуться на службу в Академию наук, Эйлер решил, что пришло время уехать и семья переехала в Петербург. Благодаря поддержке императрицы, Эйлер смог приобрести дом и обеспечить своих детей учебными и служебными местами.

Однако по приезду в Петербург, Эйлер столкнулся с проблемой - он потерял зрение из-за катаракты. Тем не менее, благодаря своей феноменальной памяти, он смог продолжать свою научную работу в области оптики, алгебры и лунного движения. Его сын Иоганн помогал, перенося записи отца в специальную книгу, которая сохранилась до сегодняшнего дня. Также Эйлер диктовал свои работы своим сыновьям и друзьям-ученым из академии, которые записывали и обсуждали услышанное. Даже после того, как их дом сгорел в 1771 году, Эйлер не терял боевого духа и продолжал работать над рукописями, которые удалось спасти от пожара.

В 1768-1770 годах Эйлер опубликовал свою монографию "Универсальная арифметика", которая была переведена на русский и немецкий языки, а затем переведена еще на множество других языков. Все последующие учебники алгебры основывались на этой работе Эйлера.

В то же время вышла его трехтомная работа "Диоптрика", в которой он описывал сложные объективы. Эйлер, в отличие от Ньютона, считал, что ахроматическая линза, которая предотвращает размытие изображений в оптических системах, возможна. Он убедил оптика Джона Доллонда в этом, и под его руководством были созданы первые ахроматические объективы, состоящие из двух линз разных материалов. В 1784 году математик Франц Эпинус построил в Петербурге первый в мире ахроматический микроскоп на основе работ Эйлера.
Леонард Эйлер стал известен как один из первых, кто научно популяризировал науку. Его «Письма о разных физических и философских материях, написанные к некоторой немецкой принцессе…» 1768 года стали широко известными и выдержали более 40 изданий на десяти языках. Эта научно-популярная энциклопедия была написана простым языком в форме писем-бесед и охватывала множество тем. В течение последующих лет Эйлер продолжал писать новые тексты и опубликовал более 850 работ, не считая мелких статей.

Согласно отзывам его современников, Эйлер был дружелюбным и миролюбивым человеком, практически не вступал в конфликты, но одновременно и умело отстаивал свои научные позиции с огоньком. Он был любящим семьянином, доброжелательно помогал коллегам и молодым ученым. Известен случай, когда Эйлер задержал публикацию своего текста по вариационному исчислению, чтобы дать возможность молодому и еще неизвестному Жозефу Лагранжу опубликовать свою работу первым, хотя тот пришел к тем же открытиям самостоятельно.

«У Эйлера было умение скрывать свою ученость, не проявлять своего превосходства и подходить ко всем и каждому на одном уровне. Он всегда был спокоен, веселый, общительный, с некоторой долей доброжелательной насмешливости. Его разговоры были простыми и шутливыми, что делало общение с ним приятным и привлекательным», — так отмечал историк и библиограф Петр Пекарский о Леонарде Эйлере.
В осенний период 1783 года произошла кончина Эйлера. Даже до последних мгновений своей жизни он был ясным умом и стремился к познанию. В свои последние часы он обсуждал с академиком Андреем Лекселем недавно обнаруженную планету Уран и ее орбиту. Внезапно Эйлер почувствовал недомогание. Все, что он успел сказать, было: "Я умираю". Потеряв сознание, он скончался через несколько часов из-за кровоизлияния в мозг.

Похоронили его на Смоленском лютеранском кладбище на Васильевском острове. В 1955 году прах Эйлера был перенесен в "Некрополь XVIII века" на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры. После его смерти Петербургская академия наук продолжала издавать непубликованные работы Эйлера более чем 50 лет. Историк науки Клиффорд Трусделл отмечал: "Эйлер стал первым ученым в западной цивилизации, который начал писать о математике простым и понятным языком".