«Хорошо ли это было: брачная жизнь без любви?.. Кто отдал себя высшим целям, для того это хорошо. Но он жертвует своим счастьем и даже счастьем семьи. Последнего я тогда не понимал… Но потом обнаружилось: от таких браков дети не бывают здоровы, удачны и радостны… Академический брак едва ли сделает вас великим, а несчастным сделает наверно». Супруги не ладили друг с другом, и атмосфера в семье была угнетающей. Ее глава был деспотичен и в принципе не терпел возражений .
В домашних условиях он мастерил всевозможные игрушки: электрические машины, извергающие громы и молнии, иллюминации и пр.
Сразу же по приезду в Боровск он начал свои первые научно-исследовательские работы. Было ему в то время 23 года.
Начало исследований
Итак, заштатный российский городишко конца .XIX века, без научной библиотеки, телефона и прочих средств информации. Добротные систематические знания получить не удалось, связей с научным миром не только нет, но и вообще нет ни одного знакомого ученого. На что в этих условиях может рассчитывать честолюбивый молодой человек со слабым здоровьем?
Если отнестись к этому вопросу непредвзято, то можно однозначно констатировать, что надежд на успех не было решительно никаких. Он был обречен на «открывание Америк» [с. 17] и «придумывание велосипедов».
Первый вопрос, который неизбежно встает перед начинающим исследователем, состоит в ознакомлении с передним фронтом соответствующего научного направления, с изучения достижений предшественников и выборе ниши неизвестного с тем, чтобы направить на него «инструментарий» научного поиска. Решить его невозможно не только на основе учебников, но и с помощью монографий, поскольку их содержание обычно отстает от новейших результатов исследований на несколько лет.
Исследователь должен знать не только то, что было сделано до него, но и что по данному вопросу делается сейчас и, даже, что будет делаться в недалеком будущем. Тут использование даже журнальных статей, диссертаций, специальных отчетов может оказаться недостаточным: такая информация добывается межличностными научными контактами, на конференциях, чтениях, семинарах и пр.
К.Э. Циолковский вспоминал: «В то же время (1882 г.- Г.С.) я разработал совершенно самостоятельно теорию газов. У меня был университетский курс физики Петрушевского, но там были только намеки на кинетическую теорию газов и вся она рекомендовалась, как сомнительная гипотеза» [с. 87-88].
Обратим внимание – это поразительно и закономерно, что постановку исследовательской задачи он осуществил по учебнику (!). Результатом стали некоторые элементарные соотношения теории, разработанной Максвеллом, Клаузиусом и Больцманом еще к середине 50-х гг. XIX в., т.е. примерно за тридцать пять лет до того, как ею занялся К.Э. Циолковский.
Ныне каждый школьник знает, что источником излучения звезд, в том числе и Солнца, являются ядерные реакции. В то время об этом науке было еще неизвестно и К.Э. Циолковский, задумавшись о природе звездной энергии, пришел к выводу о том, что она появляется в результате работы сил тяготения, сжимающих звезды. Он проводит всевозможные расчеты, даже не подозревая, что идет по пути Гельмгольца.
Академик В.Г. Фесенков отмечал, что эти работы не давали ничего нового [с. 10].
Еще более серьезные замечания были сделаны Н.Д. Моисеевым, который писал, что это «открытие Америки, да и то не всей Америки, а только ее более доступной части. Например, в кинетической теории газов, из которой Циолковским были самостоятельно получены некоторые элементарные формулы, вся принципиальная часть построена на соображениях теоретико-вероятностных и на теории структуры фазового пространства. Только таким образом оказалось возможным превратить эту часть физики в отрасль науки, хоть сколько-нибудь выдерживающую критику. Что же касается соображений Циолковского, то, будучи лишены этой подпорки, разработанной до него, но оставшейся для него совершенно неизвестной, они никакой критики выдержать не могут и как в его первоначальной рукописи, так и после остаются только первоначальными прикидками типа ученических этюдов, лишенных серьезного научного значения. Что касается работы о продолжительности сияния солнца, то к ней, во-первых, применимо все сказанное о предыдущей работе, а во-вторых, следует заметить, что уже во времена Циолковского теория Гельмгольца была оставлена астрономами, как несоответствующая данным наблюдений.
Следовательно, и здесь та же картина: ученический этюд, лишенный научного значения» [с. 18].
Третья работа тоже относится к 1882 году и была озаглавлена «Механика животного организма». Затем К.Э. Циолковский отложил эту рукопись и вернулся к ней снова в 1920 году, переработав весь текст с более зрелых и обоснованных позиций.
Прежде всего, необходимо отметить, что в ней он опять не делает ссылок на достижения предшественников. Работа посвящена вопросам динамического подобия живых существ. Для неживых объектов принцип подобия был найден еще Ньютоном, который вывел общую формулу, позволяющую и поныне создавать экспериментальные модели самолетов, ракет, судов и пр.
К.Э. Циолковский попытался перенести этот принцип для описания формулами элементов подобия живых организмов.
Суть этой работы состояла в следующем.
Допустим имеются два подобных цилиндра, линейные размеры одного из которых в Н раз больше, чем у второго:
I1=I2•H d1=d2•H, где I и d – высота и диаметр основания цилиндра.
Площади боковых поверхностей будут относиться так:
Объемы цилиндров будут соотноситься так:
Вот, собственно, и вся методология рассматриваемой работы К.Э. Циолковского, ведущая свое начало с Ньютона.
Дальше эти формулы можно было лишь наполнить конкретным содержанием. Увеличим мысленно высоту и диаметр цилиндра, скажем, в Н=10 раз. Тогда, очевидно, площадь сечения увеличится в Н=100 раз, а объем цилиндра в Н=1000 раз. Если взять цилиндры, соответственно для тела и ног человека, то можно легко догадаться, что поскольку масса тела возрастает с увеличением роста (Н) пропорционально Н, а площадь поперечного сечения ног – пропорционально лишь Н, то рано или поздно они не выдержат нагрузки.
К.Э. Циолковский применяет эти формулы для расчетов сопротивления дроблению сечения костей, хрящей и других опорных органов, для мощности и энергии, для работы мускулов, для процессов падения с высоты, прыжков, бега и пр.
На основе использования этих формул он рассуждает о влиянии на параметры человеческого тела различных величин притяжения планет.
Не обошлось и без ошибок. Весь раздел, посвященный расчетам температуры тела человека, основан на предположении, что энергия пищи идет на покрытие количества тепла, излучаемого поверхностью тела в космос при температуре 36,6°С.
Однако эта энергия компенсирует, прежде всего, жизнедеятельность (дыхание, кровообращение и пр.), а также физическую и умственную активность (т.е. мышление, передвижение, трудовая и пр. деятельность).
Следует вообще заметить, что перенос методов подобия неживых объектов на живые весьма сложен и, вообще говоря, невозможен, поскольку при этом не учитывается, что развитие живых существ идет не только путем увеличения их линейных размеров, но и качественными изменениями.
