Жан-Викто́р Понселе́ ( фр. Jean-Victor Poncelet ; 1 июля 1788 ( 1788-07-01 ) , Мец , — 22 декабря 1867 , Париж ) — французский математик , механик и инженер , создатель проективной геометрии , один из основоположников изучения свойства усталости материалов в материаловедении . Член Парижской АН ( 1834 ), её президент в 1842 г. Член-корреспондент Петербургской АН ( 1857 ) .

Биография

Окончил Политехническую школу в Париже (1810 г.), Инженерную школу в Меце (1812 г.). Ученик Г. Монжа .

В 1812 г. в чине поручика инженерных войск наполеоновской армии был направлен (после участия в укреплении острова Валхерена) в армию, продвигавшуюся вглубь России. 18 ноября 1812 г. в сражении под Красным был тяжело ранен и взят в плен, после чего в 1812—1814 гг. находился в Саратове . В саратовском плену написал (в основном) свой трактат о проективных свойствах фигур, а также трактат по аналитической геометрии (семь тетрадей, изданных впоследствии — в 1862—1864 гг. — под заглавием «Applications d’Analyse et de Géometrie» ) .

Вернувшись в 1814 г. во Францию, был назначен в Мец, где после поражения французских войск при Ватерлоо принимал участие в защите города. С 1815 г. преподавал в военной школе (где он ввёл в употребление русские счёты , с которыми познакомился в саратовском плену; во Франции в то время вычисления обычно производились «на бумажке») .

Продолжая заниматься проективной геометрией , Понселе в 1815—1820 гг. закончил свой «Трактат о проективных свойствах фигур» и напечатал в 1822 г. его первый том . Второй том трактата был опубликован лишь в 1866 г. (после того, как в 1864 г. вышло второе издание первого тома).

К занятиям механикой Понселе обратился после того, как военный министр поручил ему вести в Мёцской артиллерийско-инженерной школе ( Ecole d’application de Metz ) курс практической механики. Понселе согласился; он стал профессором этой школы (1824 г.), а в 1825—1827 гг. преподавал в ней практическую механику (к чтению курса Понселе готовился тщательно, предварительно посетив фабрики и заводы во Франции, Нидерландах и Германии ). Результатом работы в этой новой для Понселе области стал сначала «Курс механики, применённой к машинам» (1826 г.), а затем — изложенное более элементарно «Введение в индустриальную, физическую или экспериментальную механику» (1829 г.) . Обе книги представляют собой классические произведения по прикладной механике, отличающиеся простотой, ясностью и полнотой изложения; первая из них, вышедшая в Меце в литографированном издании, быстро разошлась по многим странам .

Надо сказать, что в 20-е годы XIX в. во Франции складывается особое направление механики — «индустриальная механика», ориентированное на разнообразные насущные вопросы инженерной практики. В идейном плане оно оформилось в работах ведущих представителей данного направления, к которым относились: — «Индустриальная механика» (1822—1825 гг.), Ш. Дюпен — «Геометрия и механика технических искусств и ремёсел» (1827 г.), Ж.-В. Понселе — «Курс индустриальной механики, читанный мастерам и рабочим» (1827—1829 гг.), Г. Г. Кориолис — «Вычисление эффекта машин» (1829 г.) . При этом сам термин «индустриальная механика» принадлежит Понселе .

Приглашённый в Парижскую академию наук в 1834 г., Понселе был уполномочен организовать преподавание курса прикладной механики на Факультете наук (Faculté des Sciences) Парижского университета , и в 1838—1848 гг. он занимает должность профессора этого университета.

В 1848 г. Понселе возвращается в свою «альма матер» — Политехническую школу , возглавляет её до 1850 г., а после уходит в отставку .

В 1848 г. Понселе был членом Национального собрания Французской Республики.

Его имя внесено в список величайших учёных Франции , помещённый на первом этаже Эйфелевой башни .

Научная деятельность

Основные научные работы Понселе относятся к проективной геометрии , теории машин , индустриальной механике, экспериментальной механике .

Работы по математике

Появившийся в 1822 г. «Трактат о проективных свойствах фигур» Понселе представлял собой объёмистый том, где содержались все основные понятия этой новой ветви геометрии, такие как: гармоническое отношение, перспективность, проективность, инволюция, циклические точки на бесконечности. Понселе показал, что фокусы конического сечения можно трактовать как пересечение касательных к данному сечению, проведённых из циклических точек. В «Трактате» содержалась также теория многоугольников, вписанных в какое-либо коническое сечение и описанных около другого такого сечения (так называемая «проблема замыкания» Понселе) .

Данной тематике Понселе посвятил и несколько статей, помещённых в «Annales Math. Gergonne» . В них, как и в трактате, изучались свойства прямых, кругов и конических сечений, рассматриваемых как центральные или перспективные проекции других фигур того же рода, излагалась теория взаимных полюсов и поляр, теория центров подобия фигур, геометрические свойства общих касательных к двум коническим сечениям и взаимно прикасающихся фигур и т. п.

Типичным для способа мышления Понселе был принцип непрерывности , позволявший ему выводить свойства одной фигуры из свойств другой. Данный принцип, в частности, дал возможным Понселе установить, что все окружности на плоскости имеют две общие мнимые точки на бесконечности; а это привело, в свою очередь, к понятию бесконечно удалённой прямой в проективной плоскости .

Кроме статей по геометрии, помещённых в «Ann. Gergonne» , есть статьи Понселе в «Corresp. math. Quetelet» (о теоремах относительно кривых линий 3-го порядка), в «Mém. savans élran g.» (исследование о вычислении рядов) и в «Nouv. ann. math.» (об одной поверхности 4-го порядка).

Работы по механике

Свои занятия чистой математикой Понселе сочетал с деятельностью в качестве военного инженера. В этом качестве он — кроме работ технического характера по строительной механике (в числе которых был интересный проект подъёмного моста с переменным противовесом) — занимался исследованиями течения воздуха по трубам ( «Exper. de Pecquer relat. а l' é coulem. d’air dans les tubes» , «C. R.» , т. 21), паровыми машинами ( «Les pressions dans le cylindre des mach. а vapeur» , «C. R» , т. 17), гидравлическими двигателями (разработал в 1825 г. новый тип лопастей водяных колёс — ) и сооружениями ( «Syst. d' écluse a flotteur» , «С. R.» , т. 20), теорией сводов ( «Théories de l’equil. des voûtes» , «С. R.» , т. 35), теорией маятника Фуко ( «Oscillat, tourn. du pendule et l’influence de la rotat. de la terre» , «C. R.» , т. 51).

Школе индустриальной механики современные механика и физика обязаны введением термина «работа» в том его значении, которое применяется и поныне. До этого та же величина встречалась под различными наименованиями («количество движения», «динамический эффект» и т. п., а также и «работа», но не систематически) у А. Навье и Г. Прони . Есть этот термин и у , но именно Понселе и одновременно с ним Г. Г. Кориолис ввели в регулярное употребление понятие работы силы на элементарном перемещении точки её приложения .

Опираясь на понятие работы, Понселе и Кориолис разработали энергетические принципы индустриальной механики (то есть принципы сравнения затраченной и полезной работы машины) , войдя в число основоположников динамики машин , которая именно в школе индустриальной механики оформляется как самостоятельная дисциплина .

В 1838 г. в мемуаре «К теории механического действия турбины Фурнейрона » Понселе теоретически осмыслил и обобщил опытные и технические данные о турбинах , накопившиеся к тому времени. Эта работа послужила основой так называемой струйной теории турбин , господствовавшей при расчёте действия турбин вплоть до начала XX века и исходившей из теоремы об изменении кинетической энергии .

Память

В 1964 г. Международный астрономический союз присвоил имя Понселе кратеру на видимой стороне Луны .

См. также

• Поризм Понселе
• Проективная геометрия
• Теорема Штейнера — Понселе
• Точка Понселе
• Усталость материала
• Теорема Понселе

Основные труды

• (1822) Traité des propriétés projectives des figures (см. в )
• (1826) Cours de mécanique appliqué aux machines
• (1829) Introduction a la mécanique industrielle, physique ou expérimentale
• (1838) Théorie des effets mécaniques de la turbine Fourneyron
• (1862/64) Applications d’analyse et de géométrie

Примечания

Литература

• Бобылёв Д. К. // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1898. — Т. XXIVa. — С. 531.
• Боголюбов А. Н. Жан Виктор Понселе, 1788—1867. — М. : Наука , 1988. — 224 с. — ( Научно-биографическая серия ).
• Боголюбов А. Н. Математики. Механики. Биографический справочник. — Киев: Наукова думка , 1983. — 639 с.
• Веселовский И. Н. Очерки по истории теоретической механики. — М. : Высшая школа, 1974. — 287 с.
• Математика XIX века. / Под ред. А. Н. Колмогорова , А. П. Юшкевича. — М. : Наука, 1981. — 272 с.
• Моисеев Н. Д. Очерки истории развития механики. — М. : Изд-во Моск. ун-та, 1961. — 478 с.
• Погребысский И. Б. От Лагранжа к Эйнштейну: Классическая механика XIX века. — М. : Наука, 1964. — 327 с.
• // Полупроводники — Пустыня. — М. : Большая российская энциклопедия, 2015. — С. 122. — ( Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 27). — ISBN 978-5-85270-364-4 .
• Стройк Д. Я. Краткий очерк истории математики. 4-е изд. — М. : Наука, 1984. — 284 с.
• Тюлина И. А. История и методология механики. — М. : Изд-во Моск. ун-та, 1979. — 282 с.