«В теории вероятностей он совершал крупные открытия каждые два года»
120 лет со дня рождения Андрея Колмогорова, одного из величайших ученых и организаторов образования
В этом году исполняется 120 лет со дня рождения Андрея Николаевича Колмогорова — одного из самых крупных и значимых математиков ХХ века. Мировая известность в 19 лет, 40-километровые лыжные походы, мыслящие машины и всеобъемлющая теория сложности: о своем великом учителе рассказал математик, заслуженный профессор МГУ Владимир Тихомиров.
Взлет Андрея Колмогорова начался в очень раннем возрасте. Он поступил в Московский университет в 1920 году. В то время там работал самый крупный учитель всех времен — Николай Лузин, который принял в свой круг талантливого студента.
Чудо в научном мире
Еще в начале ХХ века московская математика не могла называться наукой международного уровня. В это время великие математические школы существовали во Франции и Германии, были известны школы Польши, Венгрии и Чехословакии (эти страны обрели независимость в 1918 году). В Москве же своей математической школы не было, работало только несколько достаточно крупных математиков, один из них — Дмитрий Егоров — учитель Николая Лузина. Именно он отправил Лузина в командировку во Францию, где тот познакомился с идеологом французской школы Анри Лебегом. У них с Николаем Лузиным сложились совершенно замечательные отношения ученика и учителя.
И Лузин воспринял новую идеологию. После того как Лузин приехал в Москву, он основал свою математическую школу, и произошло чудо: на протяжении буквально трех-пяти лет еще до революции московская математическая школа стала сопоставима с немецкой и французской. Именно к ней с самого начала принадлежал и Андрей Колмогоров. В 1922 году, будучи 19-летним студентом, он построил знаменитый пример ряда Фурье, расходящегося почти всюду. Этот результат принес ему известность во всем мире, и на протяжении многих лет имя Колмогорова было связано именно с этим примером.
— Но все-таки самые знаменитые работы Колмогорова касаются теории вероятностей? Прежде в мире были высоко оценены достижения Чебышева в науке «о случае»…
— Да, где-то в 1928 году Андрей Колмогоров начал заниматься новой областью исследований — теорией вероятностей, в которой потом занял лидирующее положение и где на протяжении 20 лет каждые два года совершал огромные открытия. Одна из важных работ здесь связана с именем Альберта Эйнштейна. В 1905 году Эйнштейн написал четыре величайшие работы, которые заложили основы всей физики ХХ века. Одна из этих работ была посвящена броуновскому движению, которое является случайным процессом. Андрей Николаевич первым дал ясное описание того, что же такое «случайный процесс». Он получил множество дополнений к тому, что было известно до него.
В 1930-е годы Андрей Николаевич написал величайшую книгу, одну из классических книг в истории науки, «Основные понятия теории вероятностей». Собственно говоря, в ней впервые теория вероятностей приобрела характер математической науки. В начальный период развития теории она применялась для описания карточных игр, бросания игральных костей и тому подобного. Здесь тоже были свои классики: Паскаль, Ферма, Лаплас, но само это знание не воспринималось как точная математическая наука.
Скажем, Пафнутий Чебышев, основатель петербургской математической школы, и его ученик Андрей Марков-старший занимались теорией вероятности, внесли огромный вклад в теорию случайных процессов, но они не имели точного представления о том, как теория вероятности может быть определена.
«Нужна гениальность Колмогорова»
— Примерно то же самое произошло с теорией турбулентности? Когда он начал заниматься ею?
— Еще до войны, в начале 1940-х годов. Здесь Андрей Николаевич сделал, быть может, самое выдающееся достижение в области естествознания и стал классиком в теории турбулентности. Теория турбулентности — это теория завихрений. Мы знаем, что завихрения происходят постоянно — в воздухе, в жидкости…. И если бы их не было, жидкость двигалась бы как единое целое. Например, Волга бы двигалась со страшной скоростью, сопоставимой со скоростью самых современных автомобилей. Привычная нам скорость течения реки 5–6 км/ч получается именно из-за явления турбулентности. Оно было описано Колмогоровым, и в этой области науки он тоже стал абсолютным лидером и признанным классиком. По идее, он должен был получить за это Нобелевскую премию.
— Но не получил, как и многие русские ученые того времени. Насколько быстро успехи Колмогорова становились известны за рубежом? Удавалось ли преодолевать изоляционизм?
— Чтобы ответить на этот вопрос, приведу пример, как раз связанный с турбулентностью. В этой науке в то время было два великих имени: Теодор Карман и Джон Тейлор. Особенно выдающимся был Тейлор — один из самых крупных английских ученых того времени, классик теории турбулентности. Андрей Николаевич перед самой войной успел опубликовать в «Докладах Академии наук» несколько ничтожных по размерам текстов, посвященных турбулентности. И каким-то невероятным образом Тейлор о них узнал в Англии. Он прочитал резюме о заметках и пригласил своего ученика Бетчелора для того, чтобы тот попробовал с этим разобраться. Бетчелор — тоже выдающийся математик — потратил огромные усилия и действительно разобрался в трудах Андрея Николаевича, а затем написал огромную статью, благодаря которой работы Колмогорова стали известны всему миру. Однажды мы общались с Бетчелором в Новосибирске, и он рассказал об интересной детали. Как-то он спросил своего учителя Тейлора, почему тот не догадался о тех законах, которые придумал Колмогоров. На это Тейлор, один из величайших ученых Англии, сказал: «Для этого нужна была гениальность Колмогорова».
Трое суток на открытие
— Математиков принято делить на тех, кто придумывает новые задачи, и тех, кто решает уже поставленные. К какому типу относился Андрей Николаевич?
— К обоим типам. Он решал великие проблемы и при этом создавал новые главы, новые понятия, новые разделы науки. В частности, он, как я уже говорил, создал теорию вероятности. Вообще говоря, ученый работает в одной области, реже в двух, еще реже в трех. Андрей Николаевич работал, может быть, в двадцати областях, в каждую из которых внес непреходящий вклад.