Небесная математика

|

Российский математик Борис Раушенбах основал первую в мире школу космической навигации. Впрочем, круг его научных интересов не ограничился «вычислением» дороги к звездам. Темами книг этого удивительного мыслителя XX века стали также искусство, философия и богословие.

В созвездии Сергея Королева

«Я довольно редкий экземпляр царского еще «производства»: родился до революции», – писал в своей автобиографии Борис Раушенбах. Он появился на свет в1915 году в Петрограде. Отец происходил из поволжских немцев, мать была родом из Эстонии. Самые первые впечатления жизни – обстрел их квартиры во время событий 1917 года и мытарства семьи в Гражданскую войну. «О том, что я, когда вырасту, буду работать в авиации, – вспоминал Раушенбах, – знал лет с восьми. Это была не мода, а серьезное решение, принятое в какой-то мере благодаря моему приятелю Борису Иванову, крестнику моего отца. Однажды он показал мне в журнале “Нива”, вышедшем в военное время, году в четырнадцатом-пятнадцатом, снимок английских кораблей, сделанный с английского самолета. Снимали с небольшой высоты, поэтому крупные корабли были хорошо видны. “Смотри-ка, – сказал он, – сфотографировано с самолета, а смотреть не страшно”. Меня это так поразило, что зацепилось на всю жизнь – только летать, только летать!»

В 15 лет Борис начал работать на механическом заводе, позже учился в авиационном институте. Уже в студенческие годы занялся проектированием новых летательных аппаратов – «бесхвостых» самолетов и планеров. Однажды вместе с другом он приехал на испытания в Крым и там совершенно случайно познакомился с Сергеем Королевым. Впрочем, два этих замечательных человека просто не могли не встретиться. Нетрудно догадаться, что вскоре Раушенбах начал работать у Королева.

В конструкторском бюро Королева были собраны самые блестящие умы страны. Однако вчерашний студент не потерялся среди них, а, напротив, очень быстро стал самой яркой звездой в этом научном созвездии. В 1941-м, когда началась Великая Отечественная война, Борис Раушенбах работал над важнейшими оборонными проектами, в том числе над секретным оружием – реактивными минометами, которые позже получили известность под именем «Катюши». К тому времени была уже почти закончена его работа по созданию самонаводящихся ракет. Успех был совсем близок… Но вскоре, как говорят в авиации, траектория его полета прошла через опасную зону турбулентности.

В зоне турбулентности

В 1942 году Борис Раушенбах был арестован. «Формально у меня статьи не было, статья – немец, без обвинений, а это означало бессрочный приговор. Но ГУЛАГ есть ГУЛАГ — решетки, собаки, все, как положено. Мой отряд – около тысячи человек – за первый год потерял половину своего состава, в иной день умирали по десять человек. В самом начале попавшие в отряд жили под навесом без стен, а морозы на Северном Урале 30-40 градусов!

Главной мыслью была мысль о еде. Что этому ужасу могли противопоставить люди? Только духовность, только интеллектуальное свое существование, жизнь своей души. Мы организовали “академию кирпичного завода”, шуточное, конечно, название. Идея была общей: в свободное время собираться и читать друг другу доклады, делать сообщения по своей специальности. Помню, кто-то рассказывал о тонкостях французской литературы конца XVIII века, причем с блеском, эрудированно, изящно. Зачем, спрашивается, нам были эти тонкости в тех условиях? Но я, например, сидел и слушал, открыв рот. Интересно! Сам я рассказывал о будущем космической эры, хотя до запусков было невероятно далеко, больше двадцати лет, но я говорил обо всем серьезно».

Находясь в заключении, ученый не переставал трудиться: закончил расчеты полета самонаводящегося зенитного снаряда. Это и спасло ему жизнь: работу высоко оценил авиаконструктор Виктор Болховитинов, по ходатайству которого Раушенбаха перевели на поселение в Нижнем Тагиле, где он смог заниматься математикой. Через два года, благодаря стараниям Мстислава Келдыша, писавшего прошения во все инстанции, он вышел на свободу. Зона турбулентности осталась позади.

«Я появился снова в Москве, в том самом институте, откуда меня забрали и которым в сорок восьмом году руководил уже Келдыш. Мне повезло: Келдыш был выдающимся ученым, порядочным, очень хорошим человеком, и я счастлив, что много лет работал с ним».

Притяжение Земли

В 1949 году Раушенбах защитил кандидатскую диссертацию, в 1958-м – докторскую. У Келдыша он занимался теорией вибрационного горения, акустическими колебаниями в прямоточных двигателях. Уже состоявшийся ученый, Раушенбах внезапно решает «начать все с нуля», заняться новым направлением: «Будучи профессором, уже имея возможность “отрастить пузо”, всё бросил и начал сначала. Занялся новой тогда теорией управления космическими аппаратами. Еще никакого спутника и в помине не было, но я знал, что это перспективное направление». Он вновь начал сотрудничать с Королевым и стал главным конструктором, разработавшим системы управления космическими аппаратами.

Вторая половина 50-х стала самой насыщенной для Раушенбаха в работе над ракетной техникой. Ориентацией космических аппаратов и движением их в мире, лишенном тяжести, никто никогда не занимался. Его задача заключалась в управлении космическим аппаратом во время полета. Надо было поворачивать его так, чтобы объективы фотокамер смотрели на Луну, а не на что-нибудь другое. Друг Бориса Викторовича знаменитый летчик-испытатель Марк Галлай писал: «Менее чем за десять лет под руководством Раушенбаха были реализованы системы фотографирования обратной стороны Луны, системы ориентации и коррекции полета межпланетных автоматических станций “Марс”, “Венера”, “Зонд”, спутников связи “Молния”, автоматического и ручного управления космическими кораблями, пилотируемыми человеком. Значение этих систем не требует доказательств – полет неуправляемого или неориентированного нужным образом космического летательного аппарата вообще теряет всякий смысл». Работа была уникальной. Астрономы еще в XIX веке мечтали увидеть обратную сторону Луны, но утверждали, что ее никто не увидит. Российские ученые увидели ее первыми, раньше американских коллег.

В начале 1960 года организовался первый – «гагаринский», как сейчас его называют, – отряд космонавтов, и Раушенбах вместе с заместителями Королева Тихонравовым и Бушуевым, а также с молодыми, но уже опытными инженерами ОКБ, которые сами рвались в космос, – Константином Феоктистовым, Олегом Макаровым, Виталием Севастьяновым, Алексеем Елисеевым, – принимал непосредственное участие в подготовке первого полета человека в космос. Борис Викторович читал летчикам специальный курс по ракетной технике, динамике полета и отдельным системам корабля. В частности, рассказывал им, как осуществляется ручное и автоматическое управление.

Раушенбах провожал в полет Юрия Гагарина, с замирающим сердцем смотрел, как ракетоноситель выводит космический корабль «Восток» на орбиту, преодолевая притяжение Земли: «Голова была забита тем, чтобы не отказал какой-нибудь прибор, чтобы не вышла из строя какая-либо система. Вот что занимало голову, а вовсе не то, что происходит нечто эпохальное. И успокоение наступало только тогда, когда телеметрические приборы корабля из космоса передавали, что системы работают нормально. Когда я понял, что все прошло хорошо, то встал и перекрестился. К великому изумлению всех присутствовавших на командном пункте космодрома».

Разрабатывая проблему стыковки космических кораблей, Раушенбах задумался о том, как наиболее точно отобразить пространство на экране, ведь космонавт не может наблюдать стыковку непосредственно, а изображение на экране искажалось. В результате ученый разработал новую теорию перспективы: «До сих пор теория перспективы опиралась на работу глаза (если угодно, фотоаппарата), а на самом деле видимая человеком картина пространства создается мозгом. Изображение на сетчатке глаза всего лишь “полуфабрикат”». Работая над этой проблемой, ученый обратился к живописи, а точнее к иконам.

Преодоление пространства

«Посещая памятники русской старины, я не сразу, но зато основательно заинтересовался иконами. Прежде всего меня смутило то, как в них передавалось пространство. В иконописи повсеместно используется странная «обратная перспектива»… Я пытался найти рациональные корни, для этого пришлось учесть работу не только глаза, но и мозга при зрительном восприятии. А это, в свою очередь, потребовало математического описания работы мозга. Оказалось, что «обратная перспектива» и многие другие странности естественны и даже неизбежны» – эти размышления легли в основу четырех книг Бориса Викторовича. Первая вышла в 1975 году («Пространственные построения в древнерусской живописи»), последняя — в 1994-м. В своих работах он «проверил алгеброй гармонию».

Здесь был не только научный интерес, но и личное: «Повлияло и мое детство, когда меня водили в церковь, приобщали Святых Тайн, а детские впечатления — это не такая вещь, которая забывается и исчезает бесследно. Во все времена моей жизни мне была весьма неприятна антирелигиозная пропаганда, я всегда считал ее чушью и болел за религию».

Многие античные и средневековые художники изображали предметы на картине так, будто они не изменяются при удалении — так называемая параллельная перспектива. В эпоху Возрождения было разработано учение о классической перспективе, однако художники видели, что точное, реалистическое, изображение не всегда создает нужное зрительное впечатление. Более значимые предметы иногда бывают написаны крупнее, или, чтобы композиция казалась целостной, удаленные друг от друга предметы волей художника изображаются ближе, чем на самом деле.

Прямая перспектива отличается от обратной, которая увлекла Раушенбаха. В прямой есть только одна точка, откуда смотрит наблюдатель, и все видимые предметы уменьшаются по мере их удаления от смотрящего, приближаясь к общей «точке схода» на линии горизонта. А в обратной перспективе «точек наблюдения» может быть много, изображение имеет несколько горизонтов, предметы кажутся увеличивающимися по мере удаления от зрителя, словно центр схода линий находится не на горизонте, а внутри самого зрителя. Так пишут иконы — кажется, что изображенные на ней лики смотрят прямо в сердце человека. Так происходит преодоление пространства, и это настоящее чудо…

Галактика Раушенбаха

От изучения икон Борис Викторович Раушенбах перешел к богословию. Последние его работы посвящены Святой Троице. Многие святые отцы пытались найти аналогии в мире, которые позволили бы объяснить, как три личности являются одним Богом. Святитель Василий Великий приводил в пример радугу: «Один и тот же свет и непрерывен в самом себе, и многоцветен», а святитель Игнатий Брянчанинов — человеческие свойства: «Наш ум, слово и дух, по единовременности своего начала и по своим взаимным отношениям, служат образами Отца, Сына и Святого Духа». Раушенбах предложил сравнение из математики: «Я сказал себе: будем искать в математике объект, обладающий всеми логическими свойствами Троицы, и если такой объект будет обнаружен, то этим самым будет доказана возможность логической непротиворечивости структуры Троицы и в том случае, когда каждое лицо является Богом. И, четко сформулировав логические свойства Троицы, сгруппировав их и уточнив, я вышел на математический объект, полностью соответствующий перечисленным свойствам, — это был самый обычный вектор с его ортогональными составляющими…»

Многих ученых удивляло, как человек науки может быть религиозен? На этот вопрос Борис Викторович отвечал так: «Все чаще людям в голову приходит мысль: не назрел ли синтез двух систем познания – религиозной и научной? Хотя я не стал бы разделять религиозное и научное мировоззрение. Я бы взял шире — логическое, в том числе и научное, и внелогическое, куда входит не только религия, но и искусство — разные грани мировоззрения…»

В жизни Раушенбаха вера и наука были частями одного целостного мира. Своим блестящими исследованиями он доказал, что планеты Наука и Вера находятся на разных орбитах, но в одной Галактике. И между ними есть притяжение… Может быть, именно это и стало главным его открытием.

Екатерина Шевелева
Источник: Радио Голос России

Сегодня мы работаем благодаря вашей помощи – благодаря тем средствам, которые жертвуют наши дорогие читатели.
Похожие статьи
Миссия Cassini: улыбка Земли, “космические пельмени” и другие загадки

Что легендарный зонд открыл ученым, и какие сенсации нас еще ждут

Малую планету между орбитами Юпитера и Марса назвали в честь орловского священника

Малая планета диаметром 7 км зарегистрирована в международном каталоге планет под N24604

Хорошо бежать со Христом гонимым

Как нам поймать край сияющей бездны

Дорогие друзья!

Сегодня мы работаем благодаря вашей помощи – благодаря тем средствам, которые жертвуют наши дорогие читатели.

Помогите нам работать дальше!