Погребысский И.Б. От Лагранжа к Эйнштейну. Классическая механика XIX века (1124058), страница 33

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 33)

п. Первый путь сравнительно легко приводил к результатам ограниченного значения, но бесспорной полезности — в виде каких-то таблиц, эмпирических формул, на худой конец — словесных рекомендаций. К нему тяготели техники-практики, его поощряли промышленные круги: здесь «отдача» была видна, вложенные средства давали ощутимый результат. Второй, путь был гораздо труднее, результаты — отдаленнее: нужно было глубже проникать в физику явлений, уточнять эксперимент, совершенствовать н усложнять математический аппарат; серьезных успехов, как это сейчас видно, можно было добиваться в сложном и тонком взаимодействии теории и эксперимента; требования к чистоте эксперимента тут были гораздо выше; нельзя было абсолютизировать применяемую модель, нужна была диалектичность мышления.

Все это давалось с трудом, частями, трудно было и с психологической стороны, шло часто вразрез с канонами, поощряемыми и оберегаемыми в буржуазном обществе. Ьорьба этих двух подходов прослеживается в течение всего столетия и дальше, до наших дней. Но надо учитывать, что на развитие теоретической механики влияли и представители первого подхода: влияли своей критикой «бесплодной», «абстрактной» теории, влияли, выдвигая, пусть в слишком сыром виде, новые задачи, влияли, заставляя обрабатывать до «кондиций» высокой науки новые, обнаруженные ими в грубой оболочке, понятия и соотношения.

Деятельность Кристиана и Дюпэна, налаживание среднего и начального технического образования, давление запросов со стороны промышленности определяли направленность исследований таких ученых, как Понселе, Кориолис, Виллис, и многих других. Во второй четверти столетия мы видим школу «индустриальной механики», но не в смысле Кристиана, а так сказать, в пределах теоретической механики. 3. Выражение «индустриальная механика» было введено, видимо, )К. В. Понселе (асеан — %«аког Ропсе1е$, 1788 — 1867). Биография Понселе — механика примечательна, она является хорошим примером влияния «социального заказа» на деятельность ученого.

Понселе окончил Политехническую школу в 1812 г. Через год он — офицер инженерных войск «Великой армии» Наполеона — оказался в плену в Саратове. Решив «на досуге» заняться наукой, но не имея нужной литературы, Понселе стал по памяти составлять записки по математическим дисциплинам. Он убедился, что элементарная часть курсов алгебры, дифференциального и интегрального исчислений оставила заметный след в его памяти, и это помогло ему восстановить наиболее существенные результаты из раздела о вычислении площадей и объемов, но сведения из механики о сложении скоростей или количеств даик<ения выветрились бесследно.

Так, Понселе занялся чисто математическими исследованиями, которые он продолжал, вернувшись на родину, и систематически излоясил в «Трактате о проективных свойствах фигур», составившем эпоху в истории геометрии (издан в 1822 г.). В те годы он был преподавателем математики в военной школе в Меце и по-прея<нему не помышлял о механике, пока не прочел в адресованном ему письме военного министра следующее: «Так как комиссия по просмотру нурсов и устава артиллерийско-инженерной школы признала полезным ввести в этой школе практический курс механики, я сообщаю Вам, что по предложению этой комиссии и благодаря поступившему ко мне похвальному отзыву о Ваших способностях и Ваших выдающихся познаниях в геометрии я поручаю Вам этот специальный курс» « Сам Понселе об этом вспоминал так: «Если не с отвращением, то, во всяком случае, с я«ивым чувством соя«аления я, наконец, согласился в 1825 г.

взять на себя этот тяя«- кий труд, к которому я никак не был подготовлен и который, лишив меня всякого досуга, отодвигал на неопределенный срок опубликование геометрических работ...» '. Но готовился Понселе к своему курсу тщательно, предва рительно посетив фабрики и заводы во Франции, Бельгии и Германии (поездке в Англию помешала болезнь).

Например, во Франции он побывал в Рошфоре„Ангулеме, Сен-Этьене, на многочисленных фабриках Верхнего Эльзаса, на оружейных заводах в Клингентале и Мютциге, на металлургическом заводе в Страсбурге. Можно не сомневаться, что такое изучение промышленной практики шло в тесном общении с техническим персоналом предприятий, и это дало возможность Понселе создать тот «Курс механики, примененной к машинам», который в литографированном издании (Мец, 1826) разошелся по многим странам, включая Россию ". Более элементарно изложен «Курс индустриальной механики», основанный на лекциях, которые Понселе читал для техников, рабочих и ремесленников (издан в 1829 — 1830 гг.). Этот курс тоже имел большой успех, его название стало программным. Ни Понселе, ни Кориолис, ни другие примыкавшие к ним ученые и иня<енеры не сомневались в обоснованности и применимости законов и уравнений теоретической, или, как предпочитали говорить во Франции, рациональнои механики.

Они стремились использовать по возможности шире то, чем располагала теория, чтобы создать научное учение о машинах и механизмах. Кориолис (1792 — 1843) свой «Трактат по механике твердых тел и расчету действия машин»" задумал как полное излоя«ение прикладной механики. При этом, как сказано в предисловии от издателей, он считал необходимым достаточно полно изложить то, что прикладная механика заимствует у механики теоретической ". Понселе в своем курсе прикладной механики тоже отводит немало места изложению основ теоретической механики. Принципиально нового школа индустриальной механики не дала, ее влияние больше всего сказалось на стиле преподавания и излоя ения.

Идеал, к которому надо было стремиться, у этого направления был тот же, что у Лапласа и Пуассона. Например, Понселе при изложении основных принципов механики говорит о молекулярном строении тел, а в разделах, относящихся к теории упругости, он обсуждает вопрос о законе межмолекулярных взаимодействий. Абстракции теоретической механики вводятся с необходимыми для практика разъяснениями и с указанием на то, что они являются приблияепием к действительности. В связи с этим становится более точной и последовательной терминология.

У Понселе и Кориолиса мы уже пе встречаем беззаботного применения слова «тело» в смысле «материальная точка», как у Лаграня«а. Когда вводится понятие силы, зти авторы уже не забывают оговорить, что нужно указать ее точку приложения, ее величину и ее направление, стараются разъяснить происхождение этого понятия, четко выделяют понятие ускорения. Конечно, определяется и единица силы, равно как и единица массьь Рассмотрение идеальных связей в виде абсолютно гладких поверхностей и т.

п. дополняется учетом трения (па основе экспериментальных данных). Например, в указанной выше книге Кориолиса при изложении закона живых сил разъясняется вопрос о потерях, вызываемых трением; в теории удара приводится и доказывается теорема Карпо, н, кроме этого, имеется обширная глава, почти полностью посвященная учету трения в зубчатых колесах, винтах и т. д., трению качения, жесткости канатов и пр.

При изложении основ мы пе находим различения инертной и тяжелой массы — молчаливое отождествление этих понятий проходит через всю механику первой половины века. Всякое движение характеризуется как относительное, но о влиянии выбора системы отсчета пет каких-нибудь общих замечаний ни у Понселе, ни у Кориолиса.

Однако заслугой последнего является не тольйо вывод носящей его имя формулы для ускорения в относительном движении (в этом он имел предшественников в лице Клеро и Эйлера, что ему, несомненно, не былоизвестпо). Кориолис рассматривает вопрос и динамически, у пего имеются следующие формулировки: «... движение материальной точки относительно движущихся осей можно рассматривать как абсолютное двия«ение относительно неподвия«ных осей, если только считать движущуюся точку находящейся под действием двух фиктивных сил, кроме той силы, которая в действительности действует па точку. Первая из этих фиктивных сил равна и прямо противоположна той силе, которая способна осуществить переносное движение точки вместе с подвижными осями, т.

е. такое двия«ение, которое точка выполняла бы, если бы она была связана с подвил«ньпми осями неизменным образом»". Вторая из фиктивных сил — та, которую стали называть кориолисовой. 0 вкладе школы индустриальной механики в кинематику речь будет идти в следующей главе. В динамике машин этой школой был разработан ряд вопросов на основе применения уравнения живых сил. Кориолис писал в 1829 г., публикуя впервые свою работу «Расчет действия машин», что в появившихся до тех пор специальных трактатах о машинах теория применения двигателей не развита полностью, хотя она должна была бы естественно войти в курс теоретической механики. С другой стороны, указывал Кориолис, труды по теоретической механике почти ничего не содержат из того, что относится к теории машин.

Заполнение этого пробела и было задачей Кориолиса, задачей, над которой он работал с 1819 г. Как указывает далее Кориолис, многое из того, к чему он пришел, было получено и высказано независимо от него Понселе, Навье и другими. «Эти публикации теперь лишают меня всякого приоритета в нескольких вопросах. Тем пе менее я думаю, что небесполезно собрать и изложить в другом виде все соображения, которые относятся к столь важной теории, как теория машин»'«. Мы обязаны школе индустриальной механики введением термина «работа» в его современном значении. До этого та же величина встречалась под различными наименованиями («количество действия», «механическая мощносты>, «динамический эффект» и т.

Характеристики

Список файлов учебной работы