В домашних условиях он мастерил всевозможные игрушки: электрические машины, извергающие громы и молнии, иллюминации и пр.

Сразу же по приезду в Боровск он начал свои первые научно-исследовательские работы. Было ему в то время 23 года.

Начало исследований

Итак, заштатный российский городишко конца .XIX века, без научной библиотеки, телефона и прочих средств информации. Добротные систематические знания получить не удалось, связей с научным миром не только нет, но и вообще нет ни одного знакомого ученого. На что в этих условиях может рассчитывать честолюбивый молодой человек со слабым здоровьем?

Если отнестись к этому вопросу непредвзято, то можно однозначно констатировать, что надежд на успех не было решительно никаких. Он был обречен на «открывание Америк» [40] [с. 17] и «придумывание велосипедов».

Первый вопрос, который неизбежно встает перед начинающим исследователем, состоит в ознакомлении с передним фронтом соответствующего научного направления, с изучения достижений предшественников и выборе ниши неизвестного с тем, чтобы направить на него «инструментарий» научного поиска. Решить его невозможно не только на основе учебников, но и с помощью монографий, поскольку их содержание обычно отстает от новейших результатов исследований на несколько лет.

Исследователь должен знать не только то, что было сделано до него, но и что по данному вопросу делается сейчас и, даже, что будет делаться в недалеком будущем. Тут использование даже журнальных статей, диссертаций, специальных отчетов может оказаться недостаточным: такая информация добывается межличностными научными контактами, на конференциях, чтениях, семинарах и пр.

К.Э. Циолковский вспоминал: «В то же время (1882 г.- Г.С.) я разработал совершенно самостоятельно теорию газов. У меня был университетский курс физики Петрушевского, но там были только намеки на кинетическую теорию газов и вся она рекомендовалась, как сомнительная гипотеза» [172] [с. 87-88].

Обратим внимание – это поразительно и закономерно, что постановку исследовательской задачи он осуществил по учебнику (!). Результатом стали некоторые элементарные соотношения теории, разработанной Максвеллом, Клаузиусом и Больцманом еще к середине 50-х гг. XIX в., т.е. примерно за тридцать пять лет до того, как ею занялся К.Э. Циолковский.

Ныне каждый школьник знает, что источником излучения звезд, в том числе и Солнца, являются ядерные реакции. В то время об этом науке было еще неизвестно и К.Э. Циолковский, задумавшись о природе звездной энергии, пришел к выводу о том, что она появляется в результате работы сил тяготения, сжимающих звезды. Он проводит всевозможные расчеты, даже не подозревая, что идет по пути Гельмгольца.

Академик В.Г. Фесенков отмечал, что эти работы не давали ничего нового [82] [с. 10].

Еще более серьезные замечания были сделаны Н.Д. Моисеевым, который писал, что это «открытие Америки, да и то не всей Америки, а только ее более доступной части. Например, в кинетической теории газов, из которой Циолковским были самостоятельно получены некоторые элементарные формулы, вся принципиальная часть построена на соображениях теоретико-вероятностных и на теории структуры фазового пространства. Только таким образом оказалось возможным превратить эту часть физики в отрасль науки, хоть сколько-нибудь выдерживающую критику. Что же касается соображений Циолковского, то, будучи лишены этой подпорки, разработанной до него, но оставшейся для него совершенно неизвестной, они никакой критики выдержать не могут и как в его первоначальной рукописи, так и после остаются только первоначальными прикидками типа ученических этюдов, лишенных серьезного научного значения. Что касается работы о продолжительности сияния солнца, то к ней, во-первых, применимо все сказанное о предыдущей работе, а во-вторых, следует заметить, что уже во времена Циолковского теория Гельмгольца была оставлена астрономами, как несоответствующая данным наблюдений.

Следовательно, и здесь та же картина: ученический этюд, лишенный научного значения» [40] [с. 18].

Третья работа тоже относится к 1882 году и была озаглавлена «Механика животного организма». Затем К.Э. Циолковский отложил эту рукопись и вернулся к ней снова в 1920 году, переработав весь текст с более зрелых и обоснованных позиций.

Прежде всего, необходимо отметить, что в ней он опять не делает ссылок на достижения предшественников. Работа посвящена вопросам динамического подобия живых существ. Для неживых объектов принцип подобия был найден еще Ньютоном, который вывел общую формулу, позволяющую и поныне создавать экспериментальные модели самолетов, ракет, судов и пр.

К.Э. Циолковский попытался перенести этот принцип для описания формулами элементов подобия живых организмов.

Суть этой работы состояла в следующем.

Допустим имеются два подобных цилиндра, линейные размеры одного из которых в Н раз больше, чем у второго:

I1=I2•H d1=d2•H, где I и d – высота и диаметр основания цилиндра.

Площади боковых поверхностей будут относиться так:

Объемы цилиндров будут соотноситься так:

Вот, собственно, и вся методология рассматриваемой работы К.Э. Циолковского, ведущая свое начало с Ньютона.

Дальше эти формулы можно было лишь наполнить конкретным содержанием. Увеличим мысленно высоту и диаметр цилиндра, скажем, в Н=10 раз. Тогда, очевидно, площадь сечения увеличится в Н2=100 раз, а объем цилиндра в Н3=1000 раз. Если взять цилиндры, соответственно для тела и ног человека, то можно легко догадаться, что поскольку масса тела возрастает с увеличением роста (Н) пропорционально Н3, а площадь поперечного сечения ног – пропорционально лишь Н2, то рано или поздно они не выдержат нагрузки.