Человек, приручивший колебания: Степан Тимошенко(Андрей Ваганов)
Степан Прокофьевич Тимошенко (1878–1972) — один из тех ученых, чьи имена становятся нарицательными. В естествознании и точных науках таких примеров много: камера Вильсона, таблица Менделеева, чашка Петри, бином Ньютона, цикл Карно… В технических науках, в механике этот перечень скромнее. Из тех, что на слуху, — карданный подвес (имеется в виду итальянец Джероламо Кардано, описавший его как изобретение Джанелло Торриано, хотя оно было известно уже Филону Византийскому почти за полтора тысячелетия до этого), параллелограмм Чебышева, дизель, цеппелин… В этом же ряду — ферма Тимошенко. Все очень просто: вместо сплошной металлической балки — специально рассчитанный профиль. А в результате все мосты, краны, опоры во всем мире — все это «фермы Тимошенко». Типично малороссийская фамилия, но сегодня, когда мы произносим имя Степана Прокофьевича, приходится добавлять: «американский ученый»…
Степан Прокофьевич Тимошенко, будущий ученый с мировым именем, создатель современной теории сопротивления материалов и теоретических основ строительной механики, «корифей прикладной механики», как назвал его в 2014 году президент Российской академии наук Владимир Фортов, родился в 1879 году в местечке Шпотовка Конотопского уезда Черниговской губернии. Степан был старшим из трех братьев: следующий по возрасту, Владимир (1883–1971), стал известным экономистом, а самый младший, Сергей (1881–1950), — инженером и архитектором.
Научная карьера Степана Прокофьевича начиналась мощно и, что называется, накатисто. В 1901 году он окончил Институт инженеров путей сообщения в Санкт-Петербурге; в 1903–1905-м работал лаборантом в санкт-петербургском Политехническом институте, а в 1906-м он уже в Киеве и там в 1906–1911 годах, последовательно, адъюнкт, профессор, декан Киевского политехнического института. Но в январе 1911 года Степан Прокофьевич вместе с другими профессорами киевского Политеха подписал протест против политики министра просвещения Кассо. Реакция министерства была мгновенной: в феврале 1911 года Тимошенко уволили из института. Да невелика беда! Это уже сформировавшийся профессионал, блестящий механик. Ход набран.
В августе 1911 года Тимошенко переехал в город своей alma mater — Санкт-Петербург. Начался, пожалуй, самый плодотворный в творческом плане период его жизни в России. Он стал профессором Института инженеров путей сообщения и Электротехнического института (1913–1917) — читал там курсы по ряду разделов сопротивления материалов, теории упругости и строительной механики. В 1916 году вышел второй том его исследования «Теория упругости», которое позже легло в основу последующих работ. Так, в первом американском издании своей книги «Колебания в инженерном деле» (1928) Тимошенко отмечал:
…При создании этой книги автор следовал лекциям по колебаниям, читанным им в 1925 году для инженеров-механиков компании «Вестингауз» (Westinghouse Electric and Manufacturing Company), а также некоторым главам ранее опубликованной книги по теории упругости.
(Заметим все же, что Тимошенко работал не с чистого листа. Русская школа механиков как раз в то время была на подъеме. В частности, еще в 1908 году был опубликован классический труд «Вибрация судов» выдающегося русского механика, математика, корабела Алексея Николаевича Крылова, прославившегося также переводом на русский язык главного труда Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии».)
В 1917 году Степан Прокофьевич вновь перебрался в Киев. И уже в январе 1918 года в столице Украины вышла его книга — первая в мире! — о прочности аэропланов. С осени 1918 года Степан Тимошенко — профессор в Киевском политехническом институте, директор Института механики Украинской академии наук.
Между тем на Украине в это время начала работать Комиссия по организации Всеукраинской академии наук (Комиссия Академии). Ее возглавил академик Владимир Иванович Вернадский. В своем дневнике от 19 июня 1918 года он сделал запись:
По делам Комиссии. Ужасная канитель и путаница в Министерстве народного просвещения.
Был С. Тимошенко. Он оказался совсем не украинцем по настроению, а человеком русской культуры. С ним о значении техники для науки. Я думаю, я найду в нем поддержку для развития технического отдела Академии наук.
И действительно, Степан Тимошенко стал одним из главных действующих лиц в создании Академии наук на Украине и фактически правой рукой Вернадского в Комиссии Академии. «Удивительно привлекательный своим обликом человек», — писал о нем Владимир Иванович. А 7 декабря 1919 года Вернадский отметил: «Проведен законопроект об Академии, довольно приемлемый по-видимому. Можно идти дальше, основываясь на нем. Он стал законом — но никому не известен…» Как бы там ни было, но Тимошенко был в числе первых 16 академиков Украинской академии наук.
Между тем общая ситуация в республике быстро ухудшалась. Член-корреспондент УАН Илья Яковлевич Штаерман, знакомый со Степаном Тимошенко, вспоминал: «Киев в течение короткого времени брали восемь раз — белые, красные, зеленые, немцы […], и все они вовсю стреляли. Не каждый может это выдержать».
По-видимому, именно в этот период у Степана Тимошенко созрело решение уехать из страны, хотя и далось оно очень непросто. Он сильно переживал, что придется оставить свою библиотеку. Но безопасность семьи перевесила, и 22 декабря 1919 года Вернадский с явным сожалением оставил в дневнике такую запись: «У Тимошенко. С ним разговор о поездке за границу, в славянские земли — в Прагу. Мне как-то и хочется, и жаль, что он уедет. И без средств…»
Подготовка к отъезду требовала времени — только в июле 1920 года Тимошенко отправился в «славянские земли», правда, не в Прагу, а в КСХС — Королевство сербов, хорватов и словенцев. Три года он был ординарным профессором кафедры сопротивления материалов Высшей технической школы в Загребе. А в 1922 году эмигрировал в США.
В Америке его карьера складывалась сверхудачно. В 1923–1927 годах он — сотрудник исследовательской лаборатории компании Westinghоuse в Питтсбурге. Основал отдел прикладной механики в Американском обществе инженеров-механиков. Весной 1927 года стал заведующим кафедрой в Инженерной школе Мичиганского университета. Именно здесь он подготовил к печати свой классический труд «Теория колебаний в инженерном деле». Первое издание вышло в 1928 году. В предисловии к нему Тимошенко отмечал:
В настоящей книге излагаются основы общей теории колебаний, причем ее приложения к решению технических задач иллюстрированы различными примерами, взятыми во многих случаях из практики наблюдений над колебаниями машин и сооружений в эксплуатации.
Очень быстро книга Тимошенко стала настольной для инженеров во всем мире. Ничего удивительного: в ней изощренный математический аппарат теории колебаний развит для использования при решении вполне конкретных инженерных вопросов. Скажем, рассматривая регулятор паровой машины, Тимошенко выводит условие, при котором «колебания регулятора, вызванные изменением нагрузки на машину, не будут постепенно затухать, и будет наблюдаться хорошо известное явление прыгания регулятора». Метод оказался весьма универсальным и «был успешно применен к некоторым другим практически важным задачам, как, например, флаттер самолета, „шимми“ автомобильного колеса и осевые колебания паровых турбин».
В СССР к этому времени, вообще говоря, об эмигрантах старались забыть, но книга Тимошенко оказалась слишком важна, и перевод на русский язык был сделан оперативно: уже в 1931 году она вышла первым изданием под заголовком «Теория колебаний в инженерном деле», а в 1932-м — вторым.
Правда, издательство, где готовился выход книги, называвшееся ОНТИ, то есть Объединенное научно-техническое издательство, в 1938 году почти в полном составе отправилось под суд, а оттуда — кто в тюрьму, кто в расход. Многие уже готовые к изданию книги были уничтожены, среди них — новые переводы главного сочинения Ньютона (если у Крылова оно называлось «Математические начала натуральной философии», то в этом так никогда и не увидевшем свет переводе именовалось «Математические принципы натуральной философии») и «Динамики» Лейбница, а также хрестоматия по истории науки, подготовленная первым деканом физического факультета МГУ Борисом Гессеном. Выступив в 1931 году в Лондоне на втором Международном конгрессе по истории науки с докладом «Социально-экономические корни механики Ньютона», Гессен, как теперь признано во всем мире, положил начало новой научной дисциплине — социальной истории науки. Однако в конце 1936 года его расстреляли, и, возможно, именно участие Гессена в деятельности ОНТИ послужило причиной закрытия издательства.
В результате ни одного из двух первых изданий книги Тимошенко в каталоге Российской государственной библиотеки («Ленинки») не обнаруживается, хотя они до сих пор нередко попадаются на букинистических аукционах. В США книга тоже переиздавалась дважды: в 1937 и 1955 годах. Последние изменения в тексте нашли отражение и в новом русском переводе, который по горячим следам издавали дважды — в 1959 и в 1967 годах, выкинув на всякий случай из заглавия слово «теория» (оба эти издания «Колебаний в инженерном деле» в каталогах «Ленинки» есть), а потом еще много и много раз, вплоть до наших дней. В предисловии к третьему американскому изданию Тимошенко отмечал: «Изучение колебаний становится все более и более важным для инженеров-строителей и получило значительное развитие, в частности в области нелинейных колебаний». Для советских инженеров-строителей изучение колебаний, в том числе нелинейных, оказалось не менее важным.
После войны Степан Прокофьевич Тимошенко был уже весьма респектабельной фигурой в американском академическом мире: с 1944 года он эмеритус профессор Стэнфордского университета, где преподавал и вел исследования с 1936 года. Статус «эмеритус» (заслуженный) подразумевал, что он был освобожден от текущей преподавательской работы, но продолжал заниматься в университете научными исследованиями. Кроме того, Тимошенко стал доктором honoris causa еще в четырех университетах и трех политехнических институтах, его избрали членом академий наук Польши, Англии, Италии и Национальной академии наук США, Лондонского королевского общества, Американского общества инженеров-механиков, наградили медалью Уатта и Эвинга (Великобритания).
Но наукой деятельность Тимошенко не исчерпывалась: он был активным членом русской диаспоры, помогал спасению русских беженцев в Европе после окончания Второй мировой войны. Дело в том, что, согласно решению Ялтинской конференции, все, кто до 1 сентября 1939 года находился на территории СССР, должны были вернуться в пределы Советского Союза. В зонах оккупации союзников в Германии созданы были лагеря для перемещенных лиц (displaced persons, или DP, Ди-Пи). Советская военная администрация постоянно проводила облавы, пытаясь выявить в этих лагерях своих, «русских». Далеко не все перемещенные лица жаждали возвращения в лоно сталинского режима. Тех, кого удавалось отловить, насильно отправляли в сборные пункты советской зоны оккупации. В дальнейшем на родине абсолютное большинство из них ждали лагеря ГУЛага. Среди Ди-Пи было очень много представителей русской научной и инженерной интеллигенции. Чтобы понять масштабы проблемы, достаточно сказать, что в открытом российскими учеными и преподавателями из состава Ди-Пи в 1946 году в Мюнхене Международном университете обучалось 2000 русских студентов — из беженцев и перемещенных лиц!
Ради того чтобы облегчить участь своих коллег-ученых, Степан Тимошенко стал одним из членов так называемого Профессорского фонда, созданного в США по инициативе Александры Львовны Толстой. Официальное название фонда — Комитет по оказанию помощи русским ученым и профессорам, бедствующим в Европе. В его состав вошли самые известные русские ученые, проживавшие в США: социолог Питирим Сорокин, химик Владимир Ипатьев, авиаконструктор Игорь Сикорский…
Сотни людей науки, всемирно известные российские профессора в настоящее время находятся безо всяких средств к существованию в Европе, главным образом в лагерях ЮНРРА [Администрация ООН по восстановлению и помощи], — отмечалось в обращении Профессорского фонда от 18 сентября 1946 года. — Известных ученых в лагерях так много, что просто невозможно перечислить все их имена, как и их вклад в области естествознания и техники. Наша цель — помочь им, дать молодежи шанс продолжить работу, а старшим — возможность выжить, если они уже не смогут применять свои профессиональные знания.
Кроме общечеловеческих у Степана Тимошенко были и глубоко личные мотивы для такой деятельности. Он переживал потерю своего среднего брата Сергея. Известный и очень талантливый архитектор, Сергей Прокофьевич Тимошенко окончил Институт гражданских инженеров в Санкт-Петербурге. Успешно работал в Харькове. Октябрьскую революцию 1917 года не принял сразу и эмигрировал в Польшу, а оттуда переехал в Чехословакию. В Праге возглавлял Украинский технический и сельскохозяйственный институт. В 1945 году оказался в лагере для перемещенных лиц в Германии. Об этом трагическом периоде жизни брата Степан Прокофьевич Тимошенко напишет в своих воспоминаниях:
По окончании войны мой брат оказался в одном из лагерей для пленных, организованных американцами. Положение его было очень опасным. Лагеря посещались советскими представителями, которые особенно интересовались людьми, известными своей антикоммунистической деятельностью. Таких людей они увозили в Россию и там уничтожали. Брату посчастливилось, он не был замечен большевиками и смог через год после окончания войны приехать ко мне в Калифорнию. […] Брат был на два года моложе меня и в молодости был физически здоровее меня, но тяжелые переживания войны сильно отразились на его здоровье. Он с трудом ходил. Сердце отказывалось служить. […] Через четыре года, на семидесятом году жизни, он умер.
Но за эти четыре года Сергей Тимошенко успел разработать проекты православных церквей в Ванкувере, Эдмонтоне, Торонто…
Непростая судьба младшего брата, Владимира Тимошенко (1885–1971), сложилась все-таки более счастливо. Профессор, известный экономист, он еще до революции издал труд, принесший ему известность, — «Экономика зернового рынка Петербурга». В Гражданскую войну воевал в рядах Белой армии. Был арестован ЧК и чудом избежал расстрела. Затем эмиграция: Париж, Прага и, наконец, США. В 1945-м вышел в свет капитальный труд профессора — «Мировой зерновой обзор и прогнозы». Авторитет его как специалиста был очень высок. В 1946–1947 годах Владимир Тимошенко — экономический советник американской администрации в Германии. Научный консультант Министерства земледелия США. Занимал кафедру в Стэнфордском университете. В это же время подготовил монографию «Сельскохозяйственная Россия и проблема пшеницы». В последние годы жизни принимал участие в создании коллективного научного труда «Международная история пищевых продуктов и сельского хозяйства в годы Второй мировой войны».
Может быть, учитывая такую «генетику», на родине, в СССР, имя Степана Тимошенко хоть и не было официально запрещено и даже переиздавались некоторые его работы, но все же… Его, казалось, не забывали: выбрали в АН СССР, сначала, в 1928 году, членом-корреспондентом, а в 1958-м (по некоторым данным — в 1964-м) — иностранным почетным членом. Но когда в конце 1960-х годов член-корреспондент АН СССР Эдуард Иванович Григолюк попытался издать сборник трудов Степана Тимошенко под общим названием «Работы по вопросам высшего образования», ему пришлось столкнуться с анонимным, но явным и очень мощным противодействием. Сначала рукопись — его перевод сборника — пришлось забрать из московского издательства «Высшая школа» и передать в киевское издательство «Вища школа», оттуда — в издательство «Наукова думка». Но и на Украине до публикации дело не дошло. Григолюк снова привез рукопись в Москву, в издательство МГУ, и уже там она была благополучно… утеряна.
Однако у самого Степана Тимошенко искренний интерес к родине никогда не угасал — деловой, прикладной, а не просто интерес любопытствующего эмигранта. В частности, его волновали различия в системах инженерного образования США и СССР.
Сравнивая учебные планы русских и американских высших технических учебных заведений, можно заключить, что одним из принципиальных факторов, влияющих на учебные планы, является разница в подготовке, полученной в средней школе, — писал Тимошенко в книге «Инженерное образование в России», вышедшей в США в 1958 году, а в русском переводе уже в Российской Федерации, в 1997-м. — Повышенные требования по математике и естественным наукам и большие конкурсы на вступительных экзаменах позволяют преподавать в российских вузах фундаментальные науки, такие как математика, механика, физика и химия, на более высоком уровне, чем у нас [в Америке]. Это же касается общеинженерных дисциплин: сопротивления материалов, гидравлики, термодинамики, кинематики и динамики механизмов… […]
Следует признать, что […] с нашей слабой подготовкой в средней школе мы не сможем, по-видимому, достичь того, что имеют сегодня высшие учебные заведения России.
И нам следует признать, что опасения Тимошенко не подтвердились и сегодня 80 % инновационной продукции в мире выпускается в США. Но в этом, возможно, есть и его заслуга: неслучайно академик Григолюк подчеркивал, что Степан Тимошенко «фактически сформировал инженерный корпус Европы, Азии, Америки […] его главной заслугой стало не проектирование линкоров и строительство аэропланов и специальных сооружений, а создание в разных странах корпуса инженеров, подготовленных в области механики твердого деформированного тела, прочнистов в различных промышленных областях, развитие инженерного образования в мире».
В 1967 году Тимошенко посетил Москву. Его пригласили в Президиум АН СССР, где сообщили, что издательство «Наука» готово выплатить гонорары за опубликованные прежде переводы книг: «Берите чемодан, денег — куча». Но Тимошенко категорически отказался. Он написал заявление о передаче гонораров на премии ученым за работы в области строительной механики. Впрочем, эта премия так и не была учреждена, а деньги, видимо, пошли на что-то другое…
Точно так же вежливо, но твердо Степан Прокофьевич отверг и предложение возглавить академический институт, который специально под него готовы были создать в Москве. «Это было бы хорошо, когда я был молод, а сейчас я ничего не могу: и силы не те, и голова не та», — с грустью мудрого человека посетовал он.
Свои последние годы Тимошенко провел в Германии, в Вуппертале, с овдовевшей старшей дочерью Анной Хетцельт. Там и умер в 1972 году. Но похоронить себя завещал в Калифорнии, в Пало-Альто, рядом с могилой жены и вблизи могил братьев…
В 1971 году в СССР вышел последний прижизненный сборник Степана Прокофьевича Тимошенко «Устойчивость стержней и оболочек». Авторское посвящение в нем звучало так: «Родине моей и русскому инженерному гению посвящаю свое собрание».