История

К началу XIX века в России сформировалось слаборазвитое школьное образование, высшее образование было представлено двумя молодыми университетами, а система высшего технического образования не существовала вовсе. Отставание России в области образования от ведущих стран мира измерялось многими столетиями. В то же время, в геополитическом отношении Россия являлась активнейшим участником общеевропейского процесса. Поэтому преодоление научно-технического отставания России стало жизненной необходимостью. И, как всегда в истории России, времени на это было не дано. Именно в таких условиях принималось решение о развитии в России собственной системы высшего технического образования. При этом Россия не могла использовать пути, по которому шло становление высшего образования в европейских странах, поскольку для этого требовались необозримо большие сроки. В России был реализован принципиально новый проект высшего технического учебного заведения, который, в конечном счете, стал образцом для всего мира. Здесь не место для обсуждения замечательных особенностей этого проекта. Достаточно напомнить, что к 1960 году высшее техническое образование в России стало одним из лучших в мире, хотя в других странах оно также бурно развивалось. Важнейшей особенностью российского втуза являлся упор на механику и механические дисциплины. Дело здесь не только в том, что механика является основой многих технических специальностей. Механика играет важнейшую роль в самом процессе образования, поскольку это единственная (остающаяся таковой и поныне) рациональная наука первых принципов, в которой многообразные проблемы техники и строительства рассматриваются дедуктивным методом на основе немногих начальных принципов. Именно механика позволяет будущим инженерам активно овладеть основными математическими понятиями, ибо только в механике имеется точное, почти взаимно однозначное, соответствие между абстрактными символами и реальными объектами. В результате, российские инженеры всегда славились органичным сочетанием интуитивного мышления с достаточо высокой математической подготовкой. Реализация упомянутой выше образовательной функции механики в российских втузах была возложена на кафедры теоретической механики.

Не случайно, что при открытии Санкт-Петербургского политехнического института 3 октября 1902 г. первую лекцию студентам технических факультетов (металлургического, электромеханического и кораблестроительного) прочел профессор Иван Всеволодович Мещерский (1858-1935). Он был заведующим кафедрой теоретической механики со дня ее основания в 1902 г. по 1930 г. и сыграл огромную роль в постановке преподавания теоретической механики не только в нашей стране, но и во всем мире. Являясь одним из тех ученых, которые стремились приблизить преподавание механики в высшей технической школе к потребностям инженерной практики, он, вместе со всем коллективом кафедры, создал “Сборник задач по теоретической механике” и ввел практические занятия студентов (упражнения) по решению задач. Первое печатное издание задачника вышло в 1914 г., а последнее - 37 - в 1998 году. На заседании Петербургского Математического Общества 15 января 1893 г. И.В.Мещерский прочитал доклад «Динамика тела переменной массы», развитие темы которого привело к созданию теоретических основ отечественной ракетной техники. Круг интересов Ивана Всеволодовича был весьма широк, о чем свидетельствуют названия его статей: “Гидродинамическая аналогия прокатки”, “Задача из динамики переменных масс”, “Дифференциальные уравнения движения гироскопического вагона однорельсовой железной дороги”, “Теоретические исследования манометрической трубки”, “Современное положение вопроса о механических единицах”, “Труды Б.К. Бобылева по гидродинамике”. В 1907-1908 годах И.В.Мещерский являлся ректором Санкт-Петербургского политехнического института.

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР Евгений Леопольдович Николаи (1880-1950) работал на кафедре с 1903 года, а в периоды с 1930 по 1936 и с 1944 по 1950 был ее заведующим. В 1916 г. Е.Л.Николаи успешно защитил магистерскую диссертацию “К задаче об упругой линии двоякой кривизны”, а в июне 1917 г. Ученый Совет Петроградского политехнического института единогласно избрал его на должность профессора по кафедре теоретической механики. Проф. Е.Л.Николаи читает цикл лекций по общему курсу теоретической механики на факультетах: механическом, химическом, индустриального земледелия и по некоторым специальным курсам – теории упругости, гидродинамике, динамике машин. В процессе накопленного педагогического опыта Е.Л.Николаи приходит к убеждению о необходимости иного построения курса лекций по теоретической механике и создает собственный курс механики для тех втузов города, где он преподавал (Политехнический, Технологический, Путей сообщения). Затем Евгений Леопольдович составляет фундаментальное руководство в двух частях “Лекции по теоретической механике” (1922-1925). Этот учебник вскоре был принят во всех втузах нашей страны и тем самым составил целую эпоху в преподавании теоретической механики: до 1937 года первая часть учебника выдержала одиннадцать, а вторая – пять повторных изданий. В последующие годы Е.Л.Николаи выпустил третью часть, в которую включил уравнения Лагранжа, и теорию малых колебаний, и в 1939 г. в переработанном и значительно дополненном виде учебник вышел в трех частях под названием “Теоретическая механика”. Написанный с предельной ясностью и четкостью, этот курс дает необходимые каждому инженеру знания по теоретической механике и содержит многочисленные технические иллюстрации законов механики.

В разносторонней научной деятельности Е.Л.Николаи достаточно отчетливо прослеживается история становления и развития четырех направлений исследований: 1) теория упругости, главным образом, теория деформации тонких стержней и теория устойчивости стержней; 2) теория вибраций; 3) теория гироскопов и гироскопических приборов; 4) история механики. В 1928г. Е.Л. Николаи прочел свой, ставший чрезвычайно знаменитым, доклад на тему “Об устойчивости прямолинейной формы равновесия скрученного стержня”. Этой и рядом других работ Е.Л.Николаи утвердил себя признанным основоположником нового научного направления - теории устойчивости упругих неконсервативных систем. Е.Л.Николаи активно участвовал в становлении новой области промышленности – гироскопического приборостроения. Наряду с научной и педагогической деятельностью проф. Е.Л.Николаи много времени уделял организационной работе: проректор по учебным делам (1920-1921), декан инженерно-строительного факультета (1921-1923), декан физико-механического факультета (1930, 1937-1938). В Физико-механическом институте (1930-1934) он заведует отделением технической механики и открывает специализацию “Динамические явления в машинах и механизмах”, что в настоящее время соответствует специальности “Динамика и прочность машин” (кафедра “Механики и процессов управления”, ФМФ). Евгений Леопольдович был инициатором создания в нашей стране специального журнала “Механика и прикладная математика”; был ответственным редактором “Вестника механики и прикладной математики” Ленинградского механического общества; в 1933 году он стал всесоюзным журналом “Прикладная математика и механика”, а Е.Л.Николаи был его ответственным редактором до 1936 г.

Член-корреспондент АН СССР Анатолий Исакович Лурье (1901-1980) заведовал кафедрой с 1936 по 1944г. Автор (совместно с Л.Г. Лойцянским) широко известного учебника “Теоретическая механика” (1932), последнее издание которого вышло в 1986 г. В этом учебнике впервые в России механика излагается на основе прямого векторного исчисления. Существенной частью учебника являются многочисленные задачи, которые имеют не только иллюстративное, но и непосредственно прикладное значение. А.И.Лурье – автор восьми монографий, в числе которых фундаментальные монографии “Аналитическая механика” (1961), “Теория упругости” (1970), “Нелинейная теория упругости” (1980), носящие энциклопедический характер. Подробнее о многогранной научной деятельности А.И. Лурье сказано в очерке о кафедре “Механика и процессы управления”, которой он руководил с 1944г. по 1976г.

Профессор Георгий Николаевич Никольский руководил кафедрой с 1950 по 1954 год. Он был видным специалистом в области автоматического регулирования и одним из авторов первого в СССР беспилотного самолета.

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, профессор Николай Николаевич Поляхов (1906-1987) заведовал кафедрой с 1954 по 1955 год. Автор хорошо известных работ по гидромеханике и учебника для университетов “Теоретическая механика” (совместно с С.А.Зегждой и М.П.Юшковым).

Профессор Георгий Иустинович Джанелидзе (1916-1964) возглавлял кафедру с 1955 по 1964 год. Большую популярность у российских студентов обрела книга сотрудников кафедры: М.И.Бать, Г.И.Джанелидзе, А.С.Кельзон “Теоретическая механика в примерах и задачах”. С 1956 по 1964 год. Г.И.Джанелидзе был деканом физико-механического факультета. Научные интересы Г.И.Джанелидзе весьма обширны. Он является автором известных работ по общей механике, математике, физике, медицине, теории упругости и пластичности, теории естественно закрученных стержней. Им написаны монографии: “Статика тонкостенных упругих стержней” (1948, соавтор- Я.Г.Пановко) и “Вибрационные перемещения“ (1964, соавтор- И.И.Блехман). В последней монографии методами нелинейной теории колебаний обнаружены новые эффекты, позволяющие осуществлять транспортировку сыпучих сред посредством возбуждения поперечных колебаний частиц среды.

Профессор Вадим Константинович Прокопов (1920-1998) руководил кафедрой с 1964 по 1989 год. Автор свыше 50 научных трудов. Ему принадлежат решения важных пространственных задач теории упругости и строгое доказательство сходимости метода однородных решений П.Ф.Папковича. Являлся членом научно-методического совета по теоретической механике при Минвузе СССР и членом головного совета по механике при Минвузе СССР.

Профессор Павел Андреевич Жилин (1942 г.р.) возглавлял кафедру с 1989 года. Член российского национального комитета по теоретической и прикладной механике, член президиума научно-методического совета “Прикладная механика” и научно-методического совета по теоретической механике при министерстве общего и профессионального образования России, академик С.-Петербургской Академии по проблемам прочности. Опубликовал около 150 научных и научно-методических работ. Одной из своих основных задач Павел Андреевич считал расширение рациональной механики в области, традиционно не связываемые с механикой, такие как, например, физика микромира и электродинамика. Основные результаты: построил общую теорию упругих оболочек без привлечения статических и кинематических гипотез; предложил обобщенную формулировку фундаментальных законов динамики, позволяющую использовать их в областях, выходящих за рамки классической механики; разработал теорию симметрии для неевклидовых тензоров; ввел новую модель твердотельного осциллятора, необходимую для построения мульти-полярных сред; доказал новую теорему о представлении группы поворотов, обобщающую известные классические представления; предложил модифицированные уравнения электродинамики, описывающие не только поперечные, но и продольные волны; вывел уравнения динамики среды лорда Кельвина, дающие строгую механическую интерпретацию уравнений Шредингера и Клейна-Гордона.

Профессор Кривцов Антон Мирославович возглавляет кафедру с 2005 г. А. М. Кривцов является членом Российского Национального комитета по теоретической и прикладной механике, по совместительству заведует лабораторией “Дискретные модели механики” Института проблем машиноведения РАН. Научные работы А. М. Кривцова посвящены математическому моделированию явлений и процессов из различных областей механики и физики: динамики твердого тела, механики деформируемого твердого тела, теории сред с микроструктурой, наномеханики, теории вибрационной обработки материалов, астрофизики. Основное направление исследований А. М. Кривцова состоит в математическом и компьютерном моделировании сред с микроструктурой на основе методов молекулярной динамики и динамики частиц. Развитие методов динамики частиц в работах А. М. Кривцова позволило исследовать процессы, трудно поддающиеся к описанию методами механики сплошной среды в силу нарушения континуальности материалов при сильном неупругом деформировании и разрушении, а также при необходимости учета внутренней структуры материалов и при рассмотрении процессов на микро- и наноскопическом масштабном уровне.

Даже из сказанного выше видно, что на кафедре теоретической механики во все времена ее существования тесно переплетались учебно-методические и чисто научные разработки. Коллектив кафедры старается удерживать эти традиции и в настоящее время. В период с 1994 по 2007 год на кафедре защищены четыре докторских (И.А.Вековищева, Е.А.Иванова, Ю.Е.Карякин, А.М.Кривцов) и семь кандидатских диссертаций. В настоящее время в коллективе кафедры из 22 человек трудятся: три профессора (Е.А.Иванова, Ю.Е.Карякин, А.М.Кривцов — все доктора наук), двенадцать доцентов (из них 11 кандидатов наук), четыре старших преподавателя и один ассистент. За последние пять лет сотрудниками кафедры опубликовано свыше 100 научных работ. Идет активная работа по подготовке учебника по теоретической механике нового поколения, в котором осуществлен переход с позиций ньютоновской механики на значительно более эффективные принципы эйлеровской механики. Научная работа на кафедре сконцентрирована на следующих направлениях: развитие новых методов динамики твердого тела; решение задач механики и теории прочности твердых, деформируемых тел на основе методов молекулярной динамики; динамика механических систем с кулоновым трением; биомеханика антропоморфных механизмов; динамика пьезоэлектрических сред; механика трещин в упругих анизотропных телах; динамика упругих пластин и оболочек, несущих абсолютно твердые тела. По всем этим направлениям имеются публикации в ведущих научных журналах.