Заметив большие изобретательские наклонности сына, отец отправил его в Москву для поступления в ремесленное техническое училище. Это было в 1873 году, когда это учебное заведение было уже преобразовано в Высшее техническое училище (ныне МГТУ им. Н. Э. Баумана).
Поступить туда К. Э. Циолковский не смог из-за своей глухоты, но он остался в Москве, чтобы заниматься самообразованием. В московских публичных библиотеках он находил всю нужную ему литературу. В 1876 году Константин Эдуардович вернулся к отцу в Вятку, где тот тогда проживал. К этому времени у Циолковского были хорошие знания математики, механики и астрономии. Здесь он стал давать частные уроки отстающим гимназистам. Одновременно повышал и свое образование.
В течение двенадцати лет (с 24 января 1880 года по 4 февраля 1892 года) Циолковский жил и работал в Боровске — учительствовал, занимался научной работой, писал статьи. Первой его, работой была статья «Графическое изображение ощущений», написанная в 1880 году. «Попытка пристроить эту работу в «Русской мысли» не удалась». Рукопись не сохранилась.
Круг научных интересов все время расширялся. Его увлекали самые разнообразные вопросы естествознания и техники, астрономия и небесная механика, энергетика и астробиология, Физика и геохимия, социальные проблемы и философия. Но особое место в его деятельности занимали исследования в области воздухоплавания, аэродинамики, авиации и космических полетов.
С 1896 года К. Э. Циолковский приступил к углубленному теоретическому решению проблемы космических полетов. Он уже уяснил, на каком летательном аппарате можно развить большую скорость и по какому принципу надо построить такой аппарат. Это — ракета.
Вычисления могли указать мне и те скорости, которые необходимы для освобождения от земной тяжести и достижения планет, — писал Циолковский. — Но как их получить? Вот вопрос, который всю жизнь меня мучил и только в 1896 году был мною определенно намечен, как наиболее осуществимый.
Увлеченный идеей математического обоснования возможности полета ракеты в среде, свободной от атмосферы и сил земного притяжения, Циолковский приступил в 1896 году к двум работам — к повести «Вне Земли» и к «Исследованию мировых пространств реактивными приборами», которые окончательно оформил в 1898 году. Этими двумя работами ученый дал серьезное научное обоснование ракеты как космического снаряда.
В 1897 году Циолковский вывел формулу, в которой дана зависимость скорости движения ракеты от скорости истечения газов и отношения начальной массы ракеты к ее конечной массе (в идеальных условиях, без учета тяготения и сопротивления воздуха).
Значение работы «Исследование пространств реактивными приборами» трудно переоценить. Заслуга Циолковского состоит в том, что он внес огромный вклад в новый раздел механики — в механику тел переменной массы, создал теорию полета ракеты с учетом изменения ее массы в процессе движения, строго научно обосновал возможность достижения космических скоростей, доказав, что человеку под силу совершать межпланетные полеты.
Работа «Исследование мировых пространств реактивными приборами» впервые была напечатана в 1903 году в журнале «Научное обозрение» (№ 5). Она определяла научный приоритет Циолковского в этой области. Наиболее ранняя из зарубежных работ по данному вопросу (автор ее Р. Эсно-Пельтри) появилась во Франции в 1913 году. Циолковскому удалось напечатать лишь первую часть работы «Исследование мировых пространств реактивными приборами», так как журнал в 1903 году был закрыт.
Уже в первой своей работе по реактивным аппаратам Циолковский наметил ряд конструктивных элементов ракеты, которые нашли применение в современной ракетной технике. В этом же труде им были высказаны мысли об автоматическом управлении полетом с помощью гироскопического устройства, о возможности использования солнечных лучей для ориентации ракеты и др.
В 1911–1912 годах «Исследование мировых пространств реактивными приборами» была напечатана в «Вестнике воздухоплавания». В статье приведено продолжение расчетов, начатых в 1903 году, дано описание воображаемой картины полета ракеты в мировом пространстве, нарисована перспектива развития реактивных летательных аппаратов. В ней представлено исследование сопротивления атмосферы, дан расчет наиболее выгодного угла подъема ракет, а также высказана мысль о возможности использования для межпланетных полетов энергии распада атомов.
В 1914 году ученый издал отдельной брошюрой «Дополнение» к «Исследованию мировых пространств реактивными приборами» 1903 и 1911–1912 годов.
В этой брошюре он сформулировал свои теоремы о реактивном движении, обосновал использование наиболее подходящих веществ для взрывания. Ученый признавался, что мечтал о радии, но перестал, потому что «хотелось стоять, по возможности, на практической почве».
В 1926 году в Калуге были переизданы «Исследования мировых пространств реактивными приборами» с некоторыми изменениями и дополнениями.
Эта брошюра обобщает все предыдущие работы по этому вопросу, значительно дополняя и уточняя их. Ставится вопрос о возможности использования «внешней» энергии, то есть передаче энергии на ракету с Земли или использования ракетой энергии Солнца. Много внимания уделяется исследованиям наивыгоднейших условий старта ракеты, ее конструктивным элементам. Предлагается последовательный план исследования космоса и его завоевания. Многое из этого плана претворено теперь в жизнь. Освоение космоса продолжается. В своей практической работе ученые используют идеи Константин! Эдуардовича Циолковского.
И наступит день, когда его научные предвидения сбудутся и дадут людям «горы хлеба и бездну могущества», о чем всю жизнь мечтал великий ученый.
39. ЭЙНШТЕЙН
«СУЩНОСТЬ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ»
На самом деле переворот в современной науке был произведен в другой, самой первой и совсем небольшой статье с тусклым названием, где не было даже слова «относительность» — «К электродинамике движущихся тел». В дальнейшем Эйнштейн лишь развивал сказанное однажды. Это полностью распространяется и на курс лекций для студентов Принстонского университета, прочитанный в мае 1921 года и быстро изданный в виде отдельной книги. Именно ей и суждено было стать самой многотиражной, переведенной на разные языки Европы и Азии (только принстонских изданий, вышедших одно за другим, оказалось четыре да еще пять лондонских).
В собственно физических работах Эйнштейна формул и Уравнений нередко больше, чем текста. Хотя есть счастливые исключения, например, капитальный историко-научный труд «Эволюция физики», написанный в годы второй мировой войны совместно с польским эмигрантом-математиком Леопольдом Инфельдом — главным образом с целью заработать денег на пропитание. Но слава Эйнштейна все же в другом, и она довольно-таки равномерно распределена в цикле работ по теории относительности, оставляющих два увесистых тома. «Сущности теории относительности» отводится в этом двухтомнике почетное место.
Как и все великие естествоиспытатели Эйнштейн в большинстве своих работ не ограничивается чисто физическим рассмотрением проблемы и нередко сопровождает изложение философским анализом и пространными экскурсами в историю науки. Цикл принстонских лекций в данном плане ни исключение. Блестящий лектор и методист — Эйнштейн старался сделать понятными студентам архисложнейшие специальные проблемы, но заодно и привить им вкус к философскому видению мира. В одинаковой степени это касается и общих теоретико-познавательных вопросов, и специфического релятивистского подхода:
Наши понятия и системы понятий оправданы лишь постольку, поскольку они служат для выражения комплексов наших ощущений; вне этого они неправомерны. Я убежден, что философы оказали пагубное влияние на развитие научной мысли, перенеся некоторые фундаментальные понятия из области опыта, где они находятся под нашим контролем, «в недосягаемые высоты априорности. Ибо, если бы даже оказав лось, что мир идей нельзя вывести из опыта логическим путем, а что в определенных пределах этот мир есть порождение человеческого разума, без которого никакая наука невозможна, все же он столь же мало был бы независим от природы, наших ощущений, как одежда — от формы человеческого тела. Это в особенности справедливо по отношению к понятиям пространства и времени. Под давлением фактов физики были вынуждены низвергнуть их с Олимпа априорности, чтобы довести их до состояния, пригодного для использования.
В принстонских лекциях Эйнштейн позволил себе порассуждать о многих сокровенных вещах и, в частности, именно о сущности релятивистской теории (согласно названию книги), точнее, о ее действительных основаниях, к коим относится, процесс распространения света, превращенный в универсальную константу. Вот ход и логика мысли самого Эйнштейна:
