В Европе накануне прихода эры романтизма появляется философия Юма, которая отрицала само существование независимых и единственно верных истин. Теория Юма не только объявляла несостоятельным все, что было достигнуто в математике и естествознании ранее, но и поставила под сомнение ценность самого разума. Эта философия словно подготавливала будущую почву для будущей борьбы между романтиками и просветителями, между теми, кто отстаивал завоевания Разума, и теми, кто уповал на чувство, интуицию и верил в торжество высших неведомых человеку сил. Однако теория Юма встретила резкое неприятие у большинства мыслителей XVIII века. Возникла острая потребность в ее опровержении.

Приблизительно в это же время к новым философским веяниям добавились и новые научные открытия, которые не совсем вписывались в механистическую картину мира, созданную Ньютоном. Новая картина мира, рожденная новой «наукой о сложности», может быть датирована 1811 годом, когда барону Жан-Батисту Жозефу Фурье, префекту Изера, была присуждена премия Французской академии наук за математическую теорию распространения тепла в твердых телах. Благодаря этому открытию научный взгляд больше не видел в твердых телах нечто незыблемое и неизменное. Но при чем же здесь геометрия Евклида?

А. Пуанкаре пишет: «Геометрия Евклида – это геометрия твердых тел. Если бы не было твердых тел в природе, не было бы и геометрии». Но открытие Фурье нарушило представление о неизменности окружающих нас твердых тел, а значит, совершенно естественно вставал вопрос и о научной точности той геометрии, которая описывала пространство, основанное на этих самых представлениях.

Знаменитый бельгийский физик ХХ века Илья Пригожин писал: «Два потомка теории теплоты по прямой линии – наука о превращении энергии из одной формы в другую и теория тепловых машин – совместными усилиями привели к созданию первой «неклассической» науки – термодинамики. Ни один из вкладов в сокровищницу науки, внесенных термодинамикой, не может сравниться по новизне со знаменитым вторым началом термодинамики, с появлением которого в физику впервые вошла «стрела времени». Известно, что в основе термодинамики лежит различие между двумя типами процессов: обратимыми процессами, не зависящими от направления времени, и необратимыми процессами, зависящими от направления времени. Понятие энтропии для того и было введено, чтобы отличить обратимые процессы от необратимых: энтропия возрастает только в результате необратимых процессов.

«На протяжении XIX века в центре внимания находилось исследование конечного состояния термодинамической эволюции. Термодинамика XIX в. была равновесной термодинамикой. На неравновесные процессы смотрели как на второстепенные детали, возмущения, мелкие несущественные подробности, не заслуживающие специального изучения. В настоящее время ситуация полностью изменилась. Ныне мы знаем, что вдали от равновесия могут произвольно возникать новые типы структур. В сильно неравновесных условиях может совершаться переход от беспорядка, теплового хаоса, к порядку. Могут возникать новые динамические состояния материи, отражающие взаимодействие данной системы с окружающей средой».

Это представление о сосуществовании порядка и хаоса, известное еще с древних времен, когда слагались мифы о сотворении мира, было близко западноевропейским романтикам, стремившимся во что бы то ни стало поставить под сомнение Порядок и Разум как силы, управляющие мирозданием, с точки зрения Ньютона и Декарта. Таким образом, эпохе Разума была «подброшена» неевклидова геометрия, и ее возникновение нанесло сокрушительный удар по позициям человеческого ума, казалось бы, всемогущего и не нуждающегося ни в чьей помощи.

Первые попытки решить проблему, связанную с аксиомой Евклида о параллельных прямых, были предприняты еще математиками Древней Греции. Но наиболее значительные результаты получил Джироламо Саккери (1667–1733), священник, член ордена иезуитов и профессор университета в Павии. Идея Саккери состояла в том, чтобы, заменив аксиому Евклида о параллельных ее отрицанием, попытаться вывести теорему, которая бы противоречила одной из доказанных Евклидом теорем. Полученное противоречие означало бы, что аксиома, отрицающая аксиому Евклида о параллельных – единственную аксиому, вызывающую сомнения, – ложна, а, следовательно, аксиома о параллельных Евклида истинна и является следствием девяти остальных аксиом.

Над этой проблемой работали также такие математики XVIII века, как Г.С. Клюгель (1739–1812), И.Г. Ламберт (1728–1777), А.Г. Кестнер (1719–1800). Но самым выдающимся математиком среди взявшихся за решение проблемы, возникшей в связи с аксиомой Евклида о параллельных прямых, был Гаусс. Он прекрасно знал о безуспешных попытках доказать или опровергнуть аксиому о параллельных, ибо такого рода сведения не составляли секрета для геттингенских математиков. Историю проблемы параллельных досконально знал учитель Гаусса – Кестнер. Много лет спустя (в 1831 году) Гаусс сообщил своему другу Шумахеру, что еще в 1792 году, когда Гауссу было всего 15 лет, он понял возможность существования логически непротиворечивой геометрии, в которой постулат Евклида о параллельных прямых не выполняется.

Но еще более значительный вклад, чем Гаусс, в создании неевклидовой геометрии внесли два других математика: Николай Лобачевский и Янош Бойаи. В действительности их работы стали своего рода эпилогом длительного развития новаторских идей, высказанных их предшественниками, однако, поскольку Лобачевский и Бойаи первыми опубликовали дедуктивное изложение новой системы, их принято считать создателями неевклидовой геометрии.

Янош Бойаи (1802–1860) был офицером австро-венгерской армии. Свою работу (объемом в 26 страниц) по неевклидовой геометрии под названием «Приложение, содержащее науку о пространстве, абсолютно истинную, не зависящую от истинности или ложности XI аксиомы Евклида, что a priori никогда решено быть не может, с прибавлением, к случаю ложности геометрической квадратуры круга» Бойаи опубликовал в качестве приложения к первому тому латинского сочинения своего отца «Опыт введения учащегося юношества в начала чистой математики». Эта книга вышла в свет в 1831–1832 гг., после первых публикаций Лобачевского 1829–1830 гг. Бойаи, по-видимому, разработал свои идеи о неевклидовой геометрии уже в 1825 году и убедился, что новая геометрия непротиворечива. В письме к отцу от 23 ноября 1823 года Бойаи сообщает: «Я совершил столь чудесные открытия, что не могу прийти в себя от восторга».

Гаусс, Лобачевский и Бойаи поняли, что аксиома Евклида о параллельных не может быть доказана на основе девяти остальных аксиом и что для обоснования евклидовой геометрии необходимо принять какую-то дополнительную аксиому о параллельных прямых. А поскольку дополнительная аксиома не зависит от остальных, то, во всяком случае, логически вполне допустимо принять противоположное ей утверждение – и далее выводить следствие из новой аксиомы.

С чисто математической точки зрения содержание работ Гаусса, Лобачевского и Бойаи просто. Ограничимся лишь рассмотрением варианта неевклидовой геометрии, предложенного Лобачевским, так как все трое сделали по существу одно и то же. Русский математик допускает сначала, что через точку можно провести несколько прямых параллельных данной прямой. Кроме этой все другие аксиомы Евклида он сохраняет. Из этой гипотезы он выводит ряд теорем, между которыми нельзя указать никакого противоречия, и строит геометрию, непогрешимая логика которой ни в чем не уступает евклидовой геометрии. Теоремы, конечно, весьма отличаются от тех, к которым мы привыкли, и на первый взгляд кажутся несколько странными.

Например:

– Сумма углов треугольника всегда меньше двух прямых углов; разность между этой суммой и двумя прямыми углами пропорциональна площади треугольника.

– Невозможно построить фигуру, подобную данной, но имеющую другие размеры.

– Если разделить окружность на n разных частей и провести в точках деления касательные, то эти n касательных образуют многоугольник, если радиус окружности достаточно мал; но если этот радиус достаточно велик, они не встретятся.

Не станем множить число этих примеров; теоремы Лобачевского не имеют никакого отношения к евклидовым, это так называемая «воображаемая геометрия», но они логически связаны между собой.

Итак, геометрия Лобачевского включает в себя геометрию Евклида не как частный, а как особый случай. В этом смысле первую можно назвать обобщением геометрии нам известной. Пространство Лобачевского есть пространство трех измерений, отличающееся от нашего тем, что в нем не действует постулат Евклида. Свойства этого пространства в настоящее время уясняются при допущении существования четвертого измерения. Но этот шаг сделан уже последователями Лобачевского.

Естественно возникает вопрос, где же находится такое пространство. Ответ на него был дан крупнейшим физиком ХХ века Альбертом Эйнштейном. Основываясь на работах Лобачевского и постулатах Римана, он создал теорию относительности, подтвердившую искривленность нашего пространства.

Начало педагогической и серьезной научной деятельности Лобачевского совпало с неблагоприятными для Казанского университета веяниями. Безграничное самовластие ректора Яковкина не шло во благо возглавляемому им университету. В одночасье возвысившись из директора гимназии в профессоры, человек этот заботился не столько о нуждах университета, сколько об удовлетворении своих собственных непомерно возросших потребностей. Постепенно слухи о беспорядках, творившихся в университете, дошли до Петербурга. Из столицы полетели запросы. Яковкин со своими приближенными все свалили на иностранцев, вследствие чего уже с 1815 года министерство народного просвещения стало хуже относиться к немцам-профессорам. Знавший жизнь и людей Броннер почувствовал приближающуюся реакцию и, взяв шестимесячный отпуск, навсегда уехал в Швейцарию. Деятельность иллюмината-просветителя в России продолжалась около пяти лет. Другие иностранцы также поспешили оставить Казанский университет. Бартельс взял профессуру в Дерпте. Литтров переехал в Пражский университет. Беспорядки и казнокрадство не прекратились, а, наоборот, только усилились. Яковкин был снят. Государь отправил в Казань М.Л. Магницкого с инспекцией. Ревизор начал с осмотра университетских зданий и посещения лекций, а кончил донесением, имевшим важные последствия для Казанского университета. Магницкий нашел, что студенты не имеют должного понятия о заповедях Божьих, и писал, что для отечественного просвещения должна настать эпоха благочестия. Именно в благочестии ревизор видел единственное спасение от распущенности, привнесенной Яковкиным.

Так как кафедры после быстрого отъезда иностранцев остались без руководства, Лобачевский был назначен экстраординарным профессором. Казанский университет к этому времени так опустел, что профессора вынуждены были возглавлять по несколько кафедр. Лобачевскому приходилось в буквальном смысле рваться на части, воплощая в своем лице преподавательский состав всего математического факультета.

Вскоре государев ревизор был назначен ректором и принялся за исправление как студентов, так и профессоров. Для студентов Магницкий составил такие правила поведения, что они больше напоминали монастырский устав, чем обычный распорядок учебного заведения. Провинившихся называли грешниками, а карцер носил название «комнаты уединения», на стенах которой можно было видеть изображения сцен Страшного суда. Об этих «грешниках» молились в церквах, к ним посылали духовника. По торжественным дням приготовлялись в университетском дворе обеденные столы для нищих и за столами этими должны были прислуживать студенты – дабы смирялась гордыня и воспитывалось послушание.

Молодого профессора Лобачевского студенты слушали неохотно. Они предпочитали ему некоего Никольского, который учил математике гораздо веселее, в духе дня, каждый раз повторяя: «С помощью Божьей эти два треугольника равны».

В эту странную эпоху торжествующего благочестия даже деловые бумаги писались особым слогом, сильно напоминавшим богословский. Но вера и благочестие не помешали Магницкому воровать так же, как и его предшественник.

Грянула новая ревизия. 6 мая 1826 года Магницкого отстранили, и попечителем был назначен граф М.Н. Мусин-Пушкин. А 3 мая 1827 года совет университета избрал профессора Лобачевского ректором, не взирая на его молодость (ему тогда было всего тридцать три года).

Однако эпоха «благочестия» Магницкого сыграла-таки свою положительную роль в жизни великого математика. Не имея возможности активно участвовать в работе университета, еще в 1823 году Лобачевский начал свои исследования в области неевклидовой геометрии. В должности ректора у него уже не было такой свободы действий и такого большого количества праздного времени, без чего никакая серьезная научная и творческая деятельность невозможны.

15 сентября 1845 года совет университета единогласно подтвердил назначение Лобачевского ректором на очередной четырехлетний период, но в следующем году его отстраняют от должности под благовидным предлогом повышения по службе: ученого назначают помощником попечителя Казанского учебного округа. Вынужденный уход из университета обидел и опечалил Лобачевского. Теперь он занимался только училищами и гимназиями. Материальное положение его ухудшилось.

В 1852 году умирает от туберкулеза старший любимый сын Лобачевского Алексей, студент университета. В следующем году бросает университет и уходит на военную службу второй сын – Николай. Брат жены оказался картежником. Пришлось заложить дом. Над семьей нависло разорение. Здоровье самого Лобачевского было подорвано, слабело зрение. Кто-то, пользуясь его слепотой, украл все заслуженные им ордена. Слуга Лобачевского дал следующие показания: «Во время дня, когда происходила перестройка в доме, украдено платье, принадлежащее помещику моему, а именно: черный и синий форменный фрак и бывшие на оном ордена св. Анны 1-й степени со звездою и орден св. Станислава без звезды и двое брюк, черные и синие». Ученый просит единовременного пособия для поездки на лечение в Москву. Извещение о выделении ему 1 500 рублей лечебных денег приходит за 12 дней до его смерти.

Дети Лобачевского не имели представления, чем знаменит их отец. Даже когда неевклидова геометрия получила признание в России, шестидесятипятилетний Николай Николаевич продолжал твердить, что его отец прославился своей «Алгеброй».

За год до смерти отца Николай отправился на Крымскую войну, потом служил частным приставом в Казани, перебрался в интендантство. Хозяйственник из него был плохой. Вскоре за разбазаривание провианта его сослали в Сибирь, где он содержался на средства, высылаемые Казанским университетом. Газета «Новости» писала о нем: «Сын Лобачевского живет в настоящее время в Сибири, разбитый параличом, и пробавляется скудным подаянием сестры». Николай скончался в 1900 году, оставив двух сыновей: один работал телеграфистом в Самаре, другой служил сотником в Оренбургском казачьем войске.

Другому сыну Лобачевского, Александру, повезло больше. Он попал в Павловское военное училище и дослужился до полковника в Техническом комитете главного интендантского управления. Был судебным следователем в Казани. Математика из него не получилось.

Дочь Софья рано вышла замуж за помещика Казина. Умерла она в двадцать два года, оставив мужу пятерых детей: Николая, Федора, Петра, Александра, Нила.

Неудачно сложилась семейная жизнь и у старшей дочери – Вари. Отставной поручик Ахлопков бросил ее с двумя маленькими детьми. После смерти отца Варя поселилась с матерью в Петербурге. На какие средства они существовали, трудно сказать. Не имея диплома, Варя не могла получить казенного места. Ей приходилось содержать мать, брата Алексея, страдавшего умственной отсталостью, и ссыльного Николая. В конце концов после разных мытарств ей пришлось зарабатывать содержанием меблированных комнат. «Волжский вестник» 7 ноября 1893 года сообщал: «В настоящее время дочь Лобачевского содержит весьма плохие, дурно оплачиваемые меблированные комнаты и сама занимает наихудшую комнату, какую-то темную, зловонную конуру. Она страдает ожирением сердца и близка к совершенной нищете… За неимением средств Варвара Николаевна не могла поехать в Казань на чествование юбилея своего отца».

Вся жизнь Николая Ивановича Лобачевского – трагедия непризнанного гения, борьба с издевательством невежд и унизительным сочувствием. И, конечно же, – непрестанное преподавание.

Масштаб идей нашего великого соотечественника стал понятен только в последнее время. И это типичная судьба русского ученого, которая чаще всего осуществлялась по одному и тому же сценарию, известному по библейской книге Екклесиаста: «Горе от ума».

24 февраля 1856 года Николай Иванович Лобачевский умирает от «паралича дыхательного центра». Доктор не верил, что все кончено. В течение ночи он несколько раз приезжал и капал на лицо покойного горячий воск со свечи, стараясь уловить движение мускулов.