Иэн Стюарт - Значимые фигуры. Жизнь и открытия великих математиков

Смерть мужа устранила основное препятствие, стоявшее между Ковалевской и каким-либо академическим постом, на котором предпочитали видеть вдову, а не независимую (то есть состоятельную) или замужнюю женщину. Ковалевская была знакома с ведущим шведским математиком Йостой Миттаг-Леффлером через его сестру Анну-Карлотту Эдгрен-Леффлер – революционерку, актрису, писательницу и драматурга. Их дружба продолжалась вплоть до смерти Ковалевской. Миттаг-Леффлер, впечатленный исследованием Софьи на тему абелевых интегралов, выговорил для нее место в Стокгольмском университете – место временное и с определенными условиями, но тем не менее настоящий академический пост. Ковалевская стала единственной женщиной в Европе, занимающей такое положение. В Стокгольм она приехала в самом конце 1883 г. Она знала, что работа будет нелегкой и ей придется постоянно сражаться с предрассудками, но одна из прогрессивных газет назвала ее «принцессой науки», и это внушало оптимизм. Хотя она все же заметила, что жалованье могло быть и получше.

В Стокгольме расцвели и литературные способности Софьи Ковалевской. В соавторстве с Эдгрен-Леффлер она написала две пьесы: «Борьба за счастье» и «Как могло быть». Кроме того, она занялась крупной классической задачей механики: вращением твердого тела относительно фиксированной точки. Здесь она сделала совершенно неожиданное открытие – обнаружила новый тип решения, известный сегодня как волчок Ковалевской. Череда хитроумных академо-политических переговоров и взаимных уступок превратила ее неоплачиваемую позицию в должность экстраординарного профессора, которую через пять лет можно было перевести в категорию постоянных. Теперь ей хватало на жизнь – едва-едва, и она начала потихоньку выплачивать долги мужа. Ковалевская стала своеобразной местной знаменитостью, что побудило Берлинский университет разрешить ей посещать лекции в любом прусском университете. Софья вновь отправилась в Россию, затем в Берлин, затем вернулась в Швецию. Помимо прочего она (опять же, первой из женщин) вошла в редакционный совет журнала Acta Mathematica .

События развивались своим чередом; Эрмит убедил совет конкурса при Парижской академии выставить на конкурс задачу, которая прекрасно укладывалась в область ее интересов, и мало кто из причастных сомневался, что Ковалевская выиграет. В 1888 г. ее действительно признали победительницей за работу о вращении твердого тела. По мере того как росла репутация Софьи Ковалевской как крупного математика-исследователя, старые барьеры начинали рушиться. В 1889 г. она была назначена ординарным профессором Стокгольмского университета, а это уже хорошо оплачиваемый пожизненный пост. Она стала первой женщиной в университете Северной Европы, получившей такой пост. После многочисленных выступлений в ее защиту Ковалевская была избрана в Российскую академию наук. Чтобы ее можно было избрать, профильному комитету пришлось сначала проголосовать за изменение правил и разрешить прием в Академию женщин; через три дня после этого избрали Ковалевскую.

Софья Ковалевская написала несколько нематематических работ, включая «Русское детство», пьесы, написанные совместно с Анной-Карлоттой, и отчасти автобиографический роман «Нигилистка» (1890 г.). Она умерла от гриппа в 1891 г.

Неожиданное открытие Ковалевской – новое решение задачи о вращении твердого тела – стало серьезным вкладом в механику, науку о том, как частицы и тела ведут себя под действием сил. Типичные примеры изучаемых процессов – качание маятника, вращение волчка и орбитальное движение какой-нибудь планеты вокруг Солнца. Как мы видели в главе 7, механика взяла настоящий старт в 1687 г., когда Ньютон опубликовал свои законы движения. Второй закон Ньютона особенно важен, потому что говорит нам, как тело движется под влиянием известных сил: масса, умноженная на ускорение, равна силе. Этот закон косвенным образом определяет положение тела через скорость изменения скорости изменения положения; возникает дифференциальное уравнение «второго порядка».

Если нам повезет, мы сможем решить это уравнение, получив формулу для положения тела в любой заданный момент времени. Если так, наше уравнение интегрируемо. Многие ранние работы в механике сводятся, по существу, к поиску систем, которые моделируются интегрируемыми уравнениями. Но даже для очень простых систем это может оказаться трудной задачей. Маятник – одна из простейших механических систем, существующих на свете, и он действительно оказывается интегрируемым; но даже в этой простейшей системе точная формула решения задействует эллиптические функции.