Ампер - [28]

Значение развитых Ампером математических методов было как следует оценено только в середине XIX века, когда начало выясняться огромное значение для механики так называемой «теории преобразования».

Эта сложная математическая теория представляет собою один из наиболее глубоких отделов теоретической механики. Как известно, теоретическая механика зиждется на трех основных законах Ньютона. Первый, из этих законов определяет свойство инерции, состоящее в том, что изолированное от каких-либо внешних воздействий тело движется равномерно и прямолинейно до тех пор, пока на него не действует никакое другое тело. Второй закон выражает связь силы и вызываемого ею ускорения, устанавливая, что ускорение пропорционально силе и направлено с ней по одной прямой. Третий закон гласит о том, что всякое действие силы имеет равное и противоположно направленное противодействие. Эти три закона образуют основу механики. Но ведь механика — наука, которая выражает явления природы в количественной форме и позволяет нам рассчитывать механические свойства механизмов, машин, конструкций, и сооружений. Поэтому если мы воспользуемся этими тремя законами и запишем второй закон в математической форме, что f=mw, где f — сила, действующая на данное тело, m — масса телa, a w — ускорение движения этого тела, то это дает нам возможность решать разнообразные механические задачи. Конечно, для решения сложных задач, в которых движение тел изменяется непрерывно и налицо ряд усложняющих условий, мы должны придать этому уравнению более сложную форму, воспользовавшись диференциальным исчислением. Тогда мы получим основное уравнение механики в его обычной математической форме. В течение XVIII, XIX и протекшего отрезка XX века ученые разработали значительное количество самых разнообразных математических методов, которые делают механику в высшей степени тонким и гибким способом решения теоретических и практических задач, часто весьма большой сложности. Механика в современном ее виде является одной из прекрасно и многосторонне разработанных наук. В сложной и внутренне связанной системе математически формулированной механики «теория преобразования» является одним из центральных моментов. Эта теория имеет огромное значение не только для механики, но и для других отделов современной физики, как, например, для той части теории атома, которая называется «волновой механикой», для теории относительности, электродинамики и т. п. Таким образом, «теория преобразования» представляет собою вершинную часть теоретической механики, значение которой простирается и за пределы этой науки. Эту важную область и обогатил Ампер своими научными работами.

Из числа разнообразных математических методов наибольшее значение для решения физических задач имели диференциальные уравнения в частных производных. Собственно говоря, математическая физика исчерпывалась пятью-шестью типами таких уравнений, но решение их равносильно решению той или иной физической проблемы и представляет значительные математические трудности. Над преодолением этих трудностей бились многие крупнейшие математики. Ампер также представил Французской академии большую работу на эту тему. В этой работе он дал целый ряд методов и теорем, которые вошли составным элементом в теорию диференциальных уравнений в частных производных.

Уже перечисленного достаточно, чтобы увидеть, насколько солидны заслуги Ампера в области математики. Но кроме этих работ, он опубликовал еще несколько математических исследований, и в электродинамике дал неувядаемый образец применения математики к физическим проблемам.

Мы не имеем возможности излагать здесь содержание чисто математических работ Ампера. Они относятся к весьма отвлеченным и тонким отраслям математического анализа. Отметим лишь, что они имели весьма большое значение в развитии высшей математики.

Именно в качестве математика Ампер был выбран в члены Французского института — этого высшего ученого учреждения Франции. До 1789 года во Франции было пять отдельных академий. Конвент вынужден был упразднить их «как учреждения аристократического характера, позорящие науки и ученых».

В 1795 году Директория учредила Национальный институт наук и искусств, который должен был «совершенствовать науки и искусства». Пять отделений Института получили уже при Людовике XVIII название академий. Выборы новых членов производились по освобождении мест за смертью членов академии.

В то время по разделу математических наук членами Института являлись: Лагранж, Лаплас, Лежандр, Боссю и ряд других.

В 1813 году умер Лагранж. 11 апреля 1813 года Ампер пишет Бредену: «Мне сообщили о смерти Лагранжа… Итак, вот вакантное место в Институте… Мне нужно будет выступить в качестве соискателя… Нужно будет сделать целых шестьдесят визитов… Я буду день и ночь работать над мемуаром. Скажи об этом Балланшу и Депре, но больше никому, чтобы мне не оказаться лишний раз посмешищем».

Двадцать третьего апреля он уезжает в инспекторское турне, а 30 апреля узнает о полном провале своей кандидатуры. Он получил всего один голос, остальные голоса достались конкурировавшему с ним Пуансо. Эту неудачу Ампера можно об'яснить не только тем, что заслуги Пуансо перед наукой в то время были, может быть, более значительны, чем заслуги Ампера, но также и причинами политического порядка.