Чебышёв Пафнутий

Пафнутий Львович Чебышёв принадлежит к числу величайших русских математиков. Его выдающиеся открытия и гениальные идеи открыли путь новым направлениям в математическом анализе и оказали глубокое влияние на весь спектр математических наук.

Детство и юность Пафнутия Чебышёва

Старинный дворянский род Чебышёвых – а именно так правильно ставится ударение в этой фамилии – известен по документам с XVI века. К началу XIX столетия он разделился на 4 ветви, внесённые в родословные книги Тульской, Смоленской, Калужской и Орловской губерний. Будущий учёный, родившийся 4 (16) мая 1821 года в селе Окатове под Боровском, принадлежал к калужским Чебышёвым. Его отец, зажиточный помещик Лев Павлович Чебышёв (1789-1861), был предводителем уездного дворянства, в качестве кавалерийского офицера участвовал в Отечественной войне 1812 года и Заграничном походе русской армии 1813-1814 гг. Мать, Аграфена Ивановна Познякова (1789-1861), происходила из семьи военного.

Сведения о детстве Пафнутия Чебышёва весьма отрывочны. Грамоте его выучила мать, французскому языку и арифметике – двоюродная сестра А.К. Сухарева. Больше всего Чебышёв считал себя обязанным учительнице музыки, которая привила ему вкус к точности и анализу. Известно, что с малых лет мальчик хромал из-за подагры, а потому мало играл со сверстниками и много времени проводил дома. Его страстью стало создание всевозможных механизмов: вооружившись перочинным ножом, он мог выстрогать из дерева действующую модель ветряной или водяной мельницы со всеми деталями и узлами.

В 1832 г. семья Чебышёвых переехала в Москву. Физический недостаток поставил крест на мечте родителей сделать из сына офицера, но он же открыл ему путь в науку. Пафнутий учился на дому, демонстрируя явную склонность к точным наукам, особенно к математике. Для её преподавания мальчику пригласили П.Н. Погорельского – образцового педагога, автора известного учебника алгебры. Так как Пафнутия целенаправленно готовили к поступлению в университет, немалое место в его обучении занимала латынь – классицизм в высшем образовании достиг в 1830-е гг. своего расцвета.

Образование Пафнутия Чебышёва

В июне 1837 году Чебышёв подал прошение на поступление на математическое отделение философского факультета Московского университета. Он успешно прошёл вступительные испытания, и в сентябре был зачислен. Юноша отличался дисциплинированностью, аккуратностью и имел отличные успехи на протяжении всех 4 лет обучения. Среди профессоров, читавших лекции и оказавших заметное влияние на Чебышёва, необходимо назвать Н.Д. Брашмана, Н.Е. Зернова и Д.М. Перевощикова.

Профессор Брашман уделял большое внимание практической механике, заложил основы преподавания этого предмета в университете. Он сразу обратил внимание на способного студента и настойчиво советовал тому посвятить себя науке. Чистую математику преподавал профессор Зернов. Он читал лекции ясно и чётко и не терпел их пропуска студентами. Профессор Перевощиков обладал необыкновенной эрудицией в области физико-математических знаний. Он приучал студентов к постоянному знакомству с новейшей литературой по вопросу, к самостоятельному мышлению. 

В июне 1841 года Пафнутий Чебышёв с отличием выпустился из университета. Несмотря на пошатнувшееся к тому моменту материальное положение семьи, молодой математик решил не поступать на гражданскую службу, а продолжать совершенствоваться в любимом деле. В 1843 году он успешно прошёл магистерские испытания и приступил к диссертации. В 1845 году работа «Опыт элементарного анализа теории вероятностей» была представлена на суд комиссии и получила одобрение. В мае 1846 года состоялась защита диссертации, и Чебышёва признали достойным степени магистра математики.

Научная деятельность Пафнутия Чебышёва

1847 год стал переломным в биографии Чебышёва. В мае он защитил докторскую диссертацию «Интегрирование с помощью логарифмов», что дало ему право на чтение лекций в университете. В июле молодого математика утвердили в звании доцента, а в сентябре Чебышёв приступил к преподаванию в университете. Ему поручили курсы по алгебре и теории чисел. В ноябре Чебышёва представили к званию адъюнкта, что давало ему право на 5 лекций в неделю и заметно упрочило материальное положение.

Исследовательская деятельность Чебышёва вскоре обратила на себя внимание математиков всего мира. Его статьи 1849-1850 гг. «Об определении числа простых чисел, не превосходящих данной величины» и «О простых числах» разрешали вопросы, остававшиеся без ответа со времён Евклида, хотя над ними бились такие умы, как Леонард Эйлер и Карл-Фридрих Гаусс. Научные открытия в области простых чисел принесли Чебышёву европейскую известность в математической среде. В мае 1850 года его сочинение «Теория сравнений» получило Демидовскую премию, в ноябре того же года Чебышёв стал экстраординарным профессором Петербургского университета.

В 1852 году учёный предпринял поездку во Францию, Бельгию и Великобританию, где общался с крупнейшими светилами математики и механики – Огюстен-Луи Коши, Леона Фуко, Шарлем Эрмитом, Артуром Кэли. В 1850-е гг. Чебышёв много внимания уделял прикладной механике. По поручению артиллерийского отделения Военно-учёного комитета он составил новые таблицы стрельб, разрабатывал теорию стрельбы и занимался вопросом о наибольшей устойчивости цилиндроконических снарядов.

В 1858 году Чебышёва избрали ординарным академиком Петербургской академии наук, а в 1860 году – ординарным профессором Петербургского университета. В 1860-е гг. он разработал метод интерполирования, гораздо более совершенный, чем применявшийся ранее способ по методу наименьших квадратов. Чебышёвские формулы нашли широкое применение в астрономии. В 1863 году учёный принимал активное участие в разработке нового университетского устава. В 1867 году Чебышёв стал одним из учредителей Московского математического общества и вошёл в Технический совет Главного артиллерийского управления.

В 1870-е гг. учёный получил широкое признание своих заслуг перед наукой. Его избрали почётным членом многих иностранных академий, ему присвоили звание заслуженного профессора, по служебной лестнице он поднялся до чина действительного тайного советника. Среди достижений данного десятилетия необходимо назвать «стопоходящую машину» – шарнирно-рычажный механизм, способный к прямолинейному движению, с успехом продемонстрированный на Всемирной выставке в Париже 1878 года, исследования в области параллелограмма сил, доклад 1873 года «О квадратурах». В августе 1882 года, через несколько месяцев после избрания почётным членом Петербургского университета, он ушёл в отставку. Университет оставался главным местом работы Чебышёва 35 лет.

Начиная с 1860-х гг. много сил и времени Пафнутий Львович уделял исправлению практики преподавания элементарной математики в школах. Он привлёк талантливых педагогов для коренного пересмотра школьного курса и внедрения методически выверенных учебников. Немало усилий было потрачено Чебышёвым и на основание специального математического журнала. В 1860 году первый номер «Вестника математических наук» увидел свет. Это издание вскоре закрылось, но в 1866 году, не в последнюю очередь благодаря Чебышёву, появился регулярный ежемесячный журнал «Математический сборник», издающийся до сих пор.

Семья и личная жизнь Пафнутия Чебышёва

Пафнутий Чебышёв полностью посвятил себя науке и никогда не был женат. Его личная жизнь протекала размеренно, не отличаясь водопадом событий. Любимым времяпрепровождением учёного было уединённое чтение книг. Жил профессор Чебышёв на 7-й линии Васильевского острова в семикомнатной квартире. В одной из комнат жили кухарка и горничная, 4 предназначались для приёма гостей, а для своих нужд Пафнутий Львович оставил последние 2 – столовую и спальню. Несмотря на то, что студенческих лет он привык жить скромно, гостей в его доме встречали радушие и хлебосольство.

Не имея собственной семьи, Чебышёв заботился о своих братьях и сестрах, будучи особо привязан к старшей сестре Елизавете Львовне, в замужестве Тарасенковой. Два младших брата математика – Николай Львович и Владимир Львович – дослужились до генеральских чинов, последний стал выдающимся военным учёным-артиллеристом. Среди близких друзей П.Л. Чебышёва числились математик В.Я. Буняковский, химик Д.И. Менделеев, этнограф Н.В. Ханыков.

Смерть и похороны Пафнутия Чебышёва

Всю жизнь Пафнутий Львович Чебышёв отличался завидным здоровьем и крайне редко болел, однако в ноябре 1894 году простудился с последующими осложнениями. Учёный не желал менять привычный распорядок, поэтому продолжал работать и принимать гостей. Днём 25 ноября он беседовал с академиком Д.А. Граве о своей теореме спрямления дуги плоской кривой, вечером общался с братом В.Л. Чебышёвым и академиком А.А. Марковым.

На следующее утро, проснувшись, он как обычно распорядился подать самовар к 09:00. Вернувшись через несколько минут в кабинет, горничная обнаружила великого математика без сознания. В 09:30 26 ноября (8 декабря) 1894 года Пафнутий Львович Чебышёв скончался в возрасте 73 лет от паралича сердца. Учёного похоронили в семейном склепе, что в храме Преображения Господня села Спас-Прогнанье Боровского уезда Калужской губернии – там он покоится и по сей день.

Вклад в науку Пафнутия Чебышёва

Научная сфера Пафнутия Чебышёва охватывала многие области математического знания и механики. Его занимала теория механизмов и машин, теория чисел, теория вероятностей, вопросы интегрального исчисления, теория приближения функций многочленами. Отличительной особенностью исследовательской деятельности Чебышёва является постоянный интерес к практическому применению своих открытий. В 1850 году он вывел формулу, с помощью которой можно составить таблицу простых чисел от 1 до 10 000 000. Находившийся под впечатлением от открытия русского учёного знаменитый британский математик Джеймс-Джозеф Сильвестр назвал его «победителем простых чисел».

В статье «О кройке платья» Чебышёв высказал идеи относительно отображения плоскости на произвольную поверхность, которые легли в основу теории чебышёвских сетей. В работе «О параллелограммах» он предложил самобытную систему регулирования паровой машины, выгодно отличавшейся от существующей. Важным направлением научной деятельности Чебышёва стало воспитание целой плеяды талантливых учеников. Его по праву считают основателем петербургской математической школы, впоследствии давшей таких замечательных учёных как Е.И. Золотарёв, А.А. Марков, А.М. Ляпунов, Н.М. Гюнтер, Д.А. Лачинов и другие.

Награды и премии Пафнутия Чебышёва

Заслуги получили широкое признание при жизни учёного. Он был награждён российскими орденами, – Св. Александра Невского, Св. Владимира II степени, Св. Анны I степени, Св. Станислава I степени, – а также командорским крестом французского ордена Почётного легиона.

Чебышёв являлся почётным членом Московского, Киевского, Новороссийского, Казанского и Петербургского университетов, Лондонского королевского общества естественных наук и Французского математического общества, членом-корреспондентом Льежского королевского общества наук и Шербургского общества естественных наук. В разные годы он был избран в академики шестью академиями – Петербургской, Болонской, Берлинской, Парижской, Итальянской и Шведской.