Сведения и приемы построений, обусловливаемые потребностью в плоских изображениях пространственных форм, накапливались постепенно еще с древних времен. В течение продолжительного периода плоские изображения выполнялись преимущественно как изображения наглядные. С развитием техники первостепенное значение приобрел вопрос о применении метода, обеспечивающего точность и удобоизмеримость изображений, т. е. возможность точно установить место каждой точки изображения относительно других точек или плоскостей и путем простых приемов определить размеры отрезков линий и фигур. Постепенно накопившиеся отдельные правила и приемы построений таких изображений были приведены в систему и развиты в труде французского ученого Монжа, изданном в 1799 г. под названием «Géometrie déscriptive».
Гаспар Монж (1746-1818) вошел в историю как крупный французский геометр конца XVIII и начала XIX вв., инженер, общественный и государственный деятель в период революции 1789- 1794 гг. и правления Наполеона I, один из основателей знаменитой Политехнической школы в Париже, участник работы по введению метрической системы мер и весов. Будучи одним из министров в революционном правительстве Франции, Монж много сделал для ее защиты от иностранной интервенции и для победы революционных войск. Монж не сразу получил возможность опубликовать свой труд с изложением разработанного им метода. Учитывая большое практическое значение этого метода для выполнения чертежей объектов военного значения и не желая, чтобы метод Монжа стал известен вне границ Франции, ее правительство запретило печатание книги. Лишь в конце XVIII столетия это запрещение было снято. После реставрации Бурбонов Гаспар Монж подвергся гонению, вынужден был скрываться и кончил свою жизнь в нищете. Изложенный Монжем метод - метод параллельного проецирования (причем берутся прямоугольные проекции на две взаимно перпендикулярные плоскости проекций) - обеспечивая выразительность, точность и удобоизмеримость изображений предметов на плоскости, был и остается основным методом составления технических чертежей.
Слово прямоугольный часто заменяют словом ортогональный , образованным из слов древнегреческого языка, обозначающих «прямой» и «угол». В дальнейшем изложении термин ортогональные проекции будет применяться для обозначения системы прямоугольных проекций на взаимно перпендикулярных плоскостях.
В данном курсе преимущественно рассматриваются прямоугольные проекции. В случае применения параллельных косоугольных проекций это будет каждый раз оговариваться.
Начертательная геометрия (н.г.) стала предметом преподавания в нашей стране с 1810 г., когда в только что основанном Институте корпуса инженеров путей сообщения начались занятия наряду с другими дисциплинами учебного плана и по начертательной геометрии. Это было вызвано все возрастающим ее практическим значением.
В Институте корпуса инженеров путей сообщения 1) протекала преподавательская деятельность окончившего этот институт в 1814 г. Якова Александровича Севастьянова (1796- 1849), с именем которого связано появление в России первых сочинений по н. г., сначала переводных с французского языка, а затем первого оригинального труда под названием «Основания начертательной геометрии» (1821 г.), в основном посвященного изложению метода ортогональных проекций.
1) Теперь Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. академика В. Н. Образцова.
Лекции Я. А. Севастьянов читал на русском языке, хотя преподавание в те годы вообще велось на французском языке. Тем самым Я. А. Севастьянов положил начало преподаванию и установлению терминологии в н. г. на родном языке. Еще при жизни Я. А. Севастьянова н. г. вошла в учебные планы ряда гражданских и военных учебных заведений.
Крупный след в развитии н. г. в XIX столетии в России оставили Николай Иванович Макаров (1824- 1904), преподававший этот предмет в Петербургском технологическом институте, и Валериан Иванович Курдюмов (1853-1904), который, будучи профессором Петербургского института инженеров путей сообщения по кафедре строительного искусства, читал в этом институте курс н. г. В своей практике преподавания В. И. Курдюмов приводит многочисленные примеры применения н. г. к решению инженерных задач.
Деятельностью и трудами В. И. Курдюмова как бы завершился почти столетний период развития н. г. и ее преподавания в России. В этот период наибольшее внимание было уделено организации преподавания, созданию трудов, предназначенных служить учебниками, разработке улучшенных приемов и способов решения ряда задач. Это были существенные и необходимые моменты в развитии преподавания н. г.; однако ее научное развитие отставало от достижений в области методики изложения предмета. Лишь в трудах В. И. Курдюмова теория получила более яркое отражение. Между тем в некоторых зарубежных странах в XIX столетии н. г. уже получила значительное научное развитие. Очевидно, для ликвидации отставания и для дальнейшего развития научного содержания н. г. необходимо было расширить ее теоретическую основу и обратиться к исследовательской работе.
Это можно видеть в трудах и деятельности Евграфа Степановича Федорова (1853 - 1919), знаменитого русского ученого, геометра-кристаллографа, и Николая Алексеевича Рынина (1877- 1942), которые уже в последние годы перед Великой Октябрьской социалистической революцией обратились к развитию начертательной геометрии как науки. К настоящему времени начертательная геометрия как наука получила значительное развитие в трудах советских ученых Н.А.Глаголева (1888- 1945), А. И. Добрякова (1895-1947), Д. Д. Мордухай - Болтовского (1876-1952), М. Я. Громова (1884-1963), С. М. Колотова (1885- 1965), Н. Ф. Четверухина (1891-1974), И. И. Котова (1909-1976) и многих других.
Вопросы к главе I
- Как строится центральная проекция точки?
- В каком случае центральная проекция прямой линии представляет собой точку?
- В чем заключается способ проецирования, называемый параллельным?
- Как строится параллельная проекция прямой линии?
- Может ли параллельная проекция прямой линии представлять собой точку?
- Если точка принадлежит данной прямой, то как взаимно располагаются их проекции?
- В каком случае в параллельной проекции отрезок прямой линии проецируется в натуральную свою величину?
- Что такое «метод Монжа»?
- Как расшифровывается слово «ортогональный»?
Гаспар Монж , граф де Пелюз (фр. Gaspard Monge, comte de Pluse; 1746, Бон, Бургундия, Франция - 28 июля 1818, Париж) - французский математик, геометр, государственный деятель, морской министр Франции.
Биография
От ученика до академика
Гаспар Монж родился 10 мая 1746 года в небольшом городке Боне на востоке Франции (в пределах современного департамента Кот-д’Ор) в семье местного торговца. Он был старшим из пяти детей, которым отец, несмотря на низкое происхождение и относительную бедность семьи, постарался обеспечить самое лучшее образование из доступного в то время для выходцев из незнатного сословия. Его второй сын, Луи, стал профессором математики и астрономии, младший - Жан - также профессором математики, гидрографии и навигации. Гаспар получил первоначальное образование в городской школе ордена ораторианцев. Окончив её в 1762 году лучшим учеником, он поступил в колледж г. Лиона, также принадлежавший ораторианцам. Вскоре Гаспару доверяют там преподавание физики.
Летом 1764 года Монж составил замечательный по точности план родного города Бона. Необходимые при этом способы и приборы для измерения углов и черчения линий были изобретены самим составителем. Во время обучения в Лионе получил предложение вступить в орден и остаться преподавателем колледжа, однако, вместо этого, проявив большие способности к математике, черчению и рисованию, сумел поступить в Мезьерскую школу военных инженеров, но (из-за происхождения) только на вспомогательное унтер-офицерское отделение и без денежного содержания. Тем не менее, успехи в точных науках и оригинальное решение одной из важных задач фортификации (о размещении укреплений в зависимости от расположения артиллерии противника) позволили ему в 1769 году стать ассистентом (помощником преподавателя) математики, а затем и физики, причём уже с приличным жалованием в 1800 ливров в год.
В 1770 году в возрасте 24 лет Монж занимает должность профессора одновременно по двум кафедрам - математики и физики, и, кроме того, ведёт занятия по резанию камней. Начав с задачи точной резки камней по заданным эскизам применительно к архитектуре и фортификации, Монж пришёл к созданию методов, обобщённых им впоследствии в новой науке - начертательной геометрии, творцом которой он по праву считается. Учитывая возможность применения методов начертательной геометрии в военных целях при строительстве укреплений, руководство Мезьерской школы не допускало открытой публикации вплоть до 1799 года (стенографическая запись лекций была сделана в 1795 году).
В 1777 году Монж женился на молодой вдове владельца литейной мастерской Мари-Катрин Юар, по первому мужу Орбони (Marie-Catherine Huart, 1747–1846). Брак был счастливым и продлился до конца жизни Монжа, у них родились две дочери (третья умерла во младенчестве). Оказавшись владельцем мастерской, Монж осваивает литейное дело, увлекается металлургией, серьёзно занимается физикой и химией.
В Мезьерской школе Монж преподавал 20 лет. Там обучали геометрии, физике, фортификации, строительному делу с упором на практические занятия. Эта школа стала прообразом знаменитой в будущем Политехнической школы. Кроме основ начертательной геометрии, Монж разрабатывал и другие математические методы, в том числе, теорию развёрток, вариационное исчисление и другие. Несколько докладов, с большим успехом сделанных им на заседаниях Парижской академии наук, и рекомендации академиков Даламбера, Кондорсе и Боссю обеспечили Монжу в 1772 году избрание в число двадцати «associs» членов Академии («присоединённых», то есть членов-корреспондентов Академии), а в 1780 году он уже избран академиком. Монж переезжает в Париж, сохраняя за собой должность в Мезьерской школе. Кроме этого, он преподаёт гидродинамику и гидрографию в Парижской Морской школе, а впоследствии занимает должность экзаменатора морских школ. Однако, чередование работы и проживания по полгода в Париже и Мезьере со временем стало для него весьма утомительным и не устраивало руководство Мезьерской школы. В 1783 году Монж прекращает преподавание в школе и в 1784 году окончательно переселяется в Париж.
Великие люди сами воздвигают
себе пьедестал; статую
воздвигнет будущее.
В. Гюго
Фундамент науки был уже давно заложен, идеи и методы ее широко использовались в промышленности в 18 в., Монж сумел свести их в стройную систему, которая дошла до нас практически без изменений, лишь с дополнениями. Вклад Монжа в начертательную геометрию можно сравнить с вкладом Евклида в свое время.
Жизнь этого человека весьма разнообразна и могла бы послужить сюжетом для увлекательного романа.
Гаспар Монж родился в 1746 г. небольшом городишке Боне, что в Бургундии, был старшим из пяти детей. Отец его был торговцем скобяными товарами. Нужно отдать ему должное, он знал, что лучшее, что он мог дать своим детям - это образование. И дети не подвели Жака Монжа: все трое его сыновей впоследствии стали профессорами.
С шести лет Гаспар был определен в школу ораторианцев в родном городе. Мальчик отличался трудолюбием. Гордость школы (его экзаменационная работа (1762 г.) храниться в магистрате города), Гаспар был рекомендован в колледж св. Троицы в Лионе, там ему, шестнадцатилетнему, доверили преподавать физику.
Одно юношеское увлечение круто перевернуло его судьбу. Летом 1764 г. он искусно вычертил план родного города, применяя при этом различные угломерные инструменты. Об этой работе узнал подполковник инженерной службы дю Виньо, проездом оказавшегося в Боне. И тот делает предложение Монжу поступить в королевскую военно-инженерную школу в Мезьере, но т. к. он не был дворянин, теоретическое офицерское отделение было для него закрыто, он был зачислен на отделение кондукторов- мастеров. Здесь изучали элементы алгебры, геометрии, черчение, технику изготовления моделей сводов и резки камней - стереотомию, весьма важную в фортификации.
Одна из таких задач была решена Монжем в рекордно короткий срок, ее даже не стали сперва рассматривать. Новый подход - это заявка на новую науку. Успех решения задачи дал новый толчок росту его карьере: двадцатитрехлетний Гаспар был назначен ассистентом кафедр математики и физики, а через год он возглавил эти кафедры. Монж известен французскому математическому миру. Его работы по начертательной геометрии имели большой интерес для военных, поэтому печатать их ему было запрещено.
Его математические работы того времени дали основание для избрания его в 1772 г. членом-корреспондентом Парижской академии наук. Круг его интересов возрастает: физика, химия, теория поверхностей, приложения к начертательной геометрии. В 1780 г. Монж - член Парижской академии наук. Участие в комиссиях Академии заставляет его заняться более широким фронтом работ, в 1781 г. Монж как физик принимает участие в редактировании «Энциклопедии», толковом словаре наук.
14 июля 1789 г. взорвало Францию, падение Бастилии расшатало французский трон. Монархия была уничтожена. В составе первого революционного правительства Монж был как морской министр. Ему были дороги идеи демократии. Монж пытается навести порядок в деморализованном французском флоте, разрабатывает способы добычи селитры, организует производство оружия. Совместно с Бертолле и Вандермондом он пишет «Наставление для рабочих металлистов о производстве стали» (1793 г.), в 1974 г. читает лекции в созданной им школе оружейников и издает «Описание способа производства пушек».
Молодой республике были нужны молодые кадры, и в 1794 г. была организованна Центральная школа общественных работ. Вторым президентом в ней стал Монж. В курс обучения входила начертательная геометрия! В 1795 г. была открыта Нормальная школа для подготовки преподавателей. Начертательную геометрию первый курс прочел Монж. Стенограммы лекций были напечатаны в «Журнале» Нормальной школы (рис.), а самостоятельной книгой вышли в 1799 г. Первый учебник начертательной геометрии! В 1795 г. Центральная школа была преобразована в Политехническую школу - любимое детище Монжа.
«Монж и Наполеон… Ученый и завоеватель. Республиканец и император. Что связывает два этих имени? Где и как срослись их пути?»
В 1795 г. Монж был послан с комиссией в Италию для осмотра и отбора в странах, покоренных победоносными армиями Республики, всех достижений искусства и науки, которые он посчитает достойными включить в музее и библиотеки Франции.
Там он и знакомится с молодым командующим армией Бонапартом. А тот умел внушать доверие и привязанность к себе как отдельным людям, так и целым армиям. В 1798 г. Монж принял предложение Бонапарта об участии в составе большой экспедиции в египетской экспедиции. Что нам известно об этой экспедиции: взятие Александрии и Каира, разгром французской эскадры под Абукиром, восстание египтян, переход через Синайскую пустыню, тяжелое отступление из Сирии, бегство на двух кораблях во Францию. Научный результат этой экспедиции - основание Египетского института.
Монж вернулся в свою политехническую школу. Он разработал ее устав и программу. Первый курс включал курсы чистого и прикладного анализа - 85 лекций, начертательной геометрии - 120!, элементов машин - 18 лекций. В 1799 г. Монж уходит с поста директора Политехнической школы, оставив за собой место профессора, т. к. он был назначен пожизненным сенатором.
Научные интересы его лежат сейчас в области воздухоплавания и теории машин.
Судьбы Наполеона и Монжа тесно переплетаются: взлет императора для Монжа явился творческим подъемом, падение императора - угасанием:
«1804 г. Первым из гражданских лиц, получившим орден Почетного легиона, Наполеон называет Монжа.
- 1805 г. Монж работает над проектом канала между Маасом и Энной.
- 1806 г. Монж назначается сроком на один год президентом Сената. Он получает титул графа Пелузского, 1000 000 франков для покупки имения и майорат в Пруссии.
- 1808 г. Монж консультирует проект воздушного десанта в Англию.
- 1811 г.Монж ставит химические опыты с Бертолле и Лапласом, опять занимается вопросами металлургии.
Снова широкий спектр проблем, правда с явной общей тенденцией - военных нужд: Наполеону нужна была сильная, технически вооруженная армия. А кризис приближался.
В 1816 г. Монж был исключен из Академии, лишен титулов и прав… вот расплата Реставрации с великим ученым так много сделавшим для Франции и с такой искренней верой связавшем свою судьбу с легендарным императором!
28 июля 1818 г. Гаспар Монж скончался. В последний путь его провожали старые друзья - Бертолле, Лаплас, ученики Политехнической школы - его «сыновья». Угас Монж, но Не угасли его идеи.»
Вот история жизни, судьба гениального человека, который собственными силами и умом пробил себе дорогу в жизнь.
Метод Монжа использует метод прямоугольных проекций или метод ортогонального проецирования геометрического образа (точки, прямой, плоскости, поверхности) на две взаимно перпендикулярные и взаимно связанные плоскости проекции лучами перпендикулярными этим плоскостям проекций, в этом состоит сущность метода Монжа:
Рис. 18 Метод Монжа: H - горизонтальная плоскость проекции; V - фронтальная плоскость проекции; W - профильная плоскость проекции.
Линии пересечения плоскостей проекции называются осью проекции или осью координат:
А`- проекция точки А на плоскость H (горизонтальная проекция точки А);
А"- проекция точки А на плоскость V (фронтальная проекция точки А);
А"`- проекция точки А на плоскость W (профильная проекция точки А).
Методы проецирования с использованием одно-картинных чертежей позволяют решать прямую задачу (т.е. по данному оригиналу построить его проекцию). Однако, обратную задачу (т.е. по проекции воспроизвести оригинал) решить однозначно невозможно. Эта задача допускает бесчисленное множество решений, т.к. каждую точку Аб плоскости проекций б можно считать проекцией любой точки проецирующего луча SАб, проходящего через Аб.
Таким образом, рассмотренные одно-картинные чертежи не обладают свойством обратимости.
Для получения обратимых одно-картинных чертежей их дополняют необходимыми данными.
Существуют различные способы такого дополнения. Например, чертежи с числовыми отметками.
Способ заключается в том, что наряду с проекцией точки А1 задаётся высота точки, т.е. её расстояние от плоскости проекций. Задают, также, масштаб.
Такой способ используется в строительстве, архитектуре, геодезии и т. д. Однако, он не является универсальным для создания чертежей сложных пространственных форм.
Рис. 19
В 1798 году французский геометр-инженер Гаспар Монж, обобщив накопленные к этому времени теоретические знания и опыт, впервые дал научное обоснование общего метода построения изображений, предложив рассматривать плоский чертёж, состоящий из двух проекций, как результат совмещения с плоскостью двух взаимно связанных взаимно перпендикулярных плоскостей проекций.
Отсюда ведёт начало принцип построения чертежей, получивший название Метод Монжа, которым выше было сказано, что проекция точки не определяет положения точки в пространстве, и чтобы, имея проекцию точки, установить это положение, требуются дополнительные условия. Например, дана прямоугольная проекция точки на горизонтальной плоскости проекций и указано удаление этой точки от плоскости числовой отметкой; плоскость проекций принимается за «плоскость нулевого уровня», и числовая отметка считается положительной, если точка в пространстве выше плоскости нулевого уровня, и отрицательной, если точка ниже этой плоскости.
На этом основан метод проекций с числовыми отметками ").
В дальнейшем изложении определение положения точек в пространстве будет производиться по их прямоугольным проекциям на двух и более плоскостях проекций.
На рис. 20 изображены две взаимно перпендикулярные плоскости. Примем их за плоскости проекций. Одна из них, обозначенная буквой к1, расположена горизонтально; другая, обозначенная буквой я2,-- вертикально. Эту плоскость называют фронталыюй плоскостью проекций, пл. я, называют горизонтальной плоскостью проекций. Плоскости проекции Kj И Я2 образуют с истему Kj, я2.
Линия пересечения плоскостей проекций называется осью проекций. Ось проекций разделяет каждую из плоскостей Я! и я2 на полуплоскости. Для этой оси будем применять обозначение л или обозначение в виде дроби я2/яj. Из четырех двугранных углов, образованных плоскостями проекций, считается первым тот, грани которого на рис. 9 имеют обозначения Я! и я2.
На рис. 10 показано построение проекций некоторой точки А в системе я15 я2. Проведя из А перпендикуляры к itj и я2, получаем проекции точки А: горизонтальную, обозначенную А", и фронтальную, обозначенную А".
Проецирующие прямые, соответственно перпендикулярные к л, и я2, определяют плоскость, перпендикулярную к плоскостям и к оси проекций. Эта плоскость в пересечении с я, и я2 образует две взаимно перпендикулярные прямые А"АХ и А"АХ, пересекающиеся в точке Ах на оси проекций. Следовательно, проекции некоторой точки получаются расположенными на прямых, перпендикулярных к оси проекций и пересекающих эту ось в одной и той же точке.
Метод проекций с числовыми отметками в программу излагаемого курса не входит. Интересующихся отсылаем к книгам по начертательной геометрии для строительных и архитектурных специальностей.
Если даны проекции А" и А" некоторой точки А (рис. 21), то, проведя перпендикуляры -- через А" к пл. TCj и через А" к пл. л2 -- получим в пересечении этих перпендикуляров определенную точку. Итак, две проекции точки вполне определяют ее положение в пространстве относительно данной системы плоскостей проекций.
Повернув пл. Kj вокруг оси проекций на угол 90° (как это показано на рис. 22), получим одну плоскость -- плоскость чертежа; проекции А" и А" расположатся на одном перпендикуляре к оси проекций -- на линии связи. В результате указанного совмещения плоскостей я, и л2 получается чертеж, известный под названием эпюр ") (эпюр Монжа). Это чертеж в системе 2 (или в системе двух прямоугольных проекций).
Перейдя к эпюру, мы утратили пространственную картину расположения плоскостей проекций и точки. Но, как увидим дальше, эпюр обеспечивает точность и удобоизмеримость изображений при значительной простоте построений. Чтобы представить по нему пространственную картину, требуется работа воображения.
Так как при наличии оси проекций положение точки А относительно плоскостей проекций Tij и п2 установлено, то отрезок А"АХ выражает расстояние точки А от плоскости проекций л2, а отрезок А"АХ -- расстояние точки А от плоскости проекций п^ Так же можно определить расстояние точки А от оси проекций. Оно выражается гипотенузой треугольника, построенного по катетам А"АХ и А"АХ (рис. 23): откладывая на эпюре отрезок А"А, равный А"АХ, перпендикулярно к А"АХ, получаем гипотенузу ААХ, выражающую искомое расстояние.
Следует обратить внимание на необходимость проведения линии связи между проекциями точки: только при наличии этой линии, взаимосвязывающей проекции, получается возможность установить положение определяемой ими точки.
Условимся в дальнейшем эпюр Монжа, а также проекционные чертежи, в основе которых лежит метод Монжа (см. § 3), называть одним словом -- чертеж и понимать это только в указанном смысле. В других случаях применения слова «чертеж» оно будет сопровождаться соответствующим определением (перспективный чертеж, аксонометрический чертеж и т. п.).
Ёриге (франц.) -- чертеж, проект. Иногда вместо «эпюр» пишут и произносят «эпюра», что соответствует не произношению слова ёриге, а женскому роду этого слова во французском языке.
Первоначальное образование получил в городском училище города Бона. Преподавание в этом училище сосредоточивалось почти исключительно на древних языках; физико-математическими науками, к которым Монж имел особенное влечение, ему пришлось заниматься без посторонней помощи.
В возрасте 16 лет Монж составил замечательный по точности план родного города Бона. Необходимые при его составлении способы и приборы для измерения углов и черчения линий были изобретены самим составителем.
Поступив в дополнительное отделение для подготовления инженерных кондукторов Мезьерской школы военных инженеров, Монж скоро выдвинулся из среды товарищей. Данное им прямое и легкое решение задачи дефилирования укрепления дало повод начальству школы назначить его репетитором математики.
С этого же времени начинается учёная деятельность Монжа, первым результатом которой было создание «Начертательной геометрии» - этого важнейшего из его учёных трудов. Нежелание дать иностранцам возможность пользоваться плодами изобретений французского гения побудило начальника Мезьерской школы запретить Монжу обнародование его открытия. Другим крупным трудом Монжа были исследования по теории поверхностей, изложенные в ряде мемуаров, представленных им в академии парижскую и туринскую.
В 1768 году Монж назначен был профессором математики; кроме того, в 1771 году (по смерти аббата Нолле) кафедра физики была также передана Монжу. Следует отметить произведенное им в 1783 году разложение воды, хотя эта работа была сделана и после однородной работы Генри Кавендиша, но до получения сведений об этой последней и потому составляет неотъемлемую собственность Монжа.
В 1780 году Монж назначен преподавателем гидравлики в школе, учрежденной в Лувре, с обязательством жить в Мезьере и в Париже по полугоду. В том же году Монж избран в члены Академии. Совсем оставить Мезьер Монжу пришлось в 1783 году.
Избранный в академики, Монж, кроме исследований по высшему анализу, изложенных в ряде прекрасных мемуаров в изданиях Академии, занимался вместе с Бертолле и Вандермонтом изучением различных состояний железа, производил опыты над капиллярностью, делал наблюдения над оптическими явлениями, работал, хотя и неудачно, над построением теории главных метеорологических явлений, наконец, в значительной степени усовершенствовал практическую механику. В этой последней он показал, что все сложные машины, как бы сложны они ни были, приводятся к очень небольшому числу составных элементов; дал таблицы, объясняющие смену одних движений другими, вызываемую связью между частями машины; показал более выгодные способы употребления при работах сил воды, воздуха и пара. К этому же времени относится составление его известного «Traité de statique» (П., 1788). Великая французская революция нашла в Монже горячего сторонника. В эту эпоху он был назначен сперва членом комиссии установления новой системы мер и весов, а в 1792 году занял пост морского министра, остававшийся за ним до 10 апреля 1793 году.
Несмотря на скупость государственной казны, энергии Монжа удалось отчасти пополнить опустившие арсеналы и приступить к возведению на берегах необходимых построек. Ещё важнее было то, что Монж указал и популярно изложил способы добывания из земли в хлевах, погребах и кладбищах необходимой для выделки пороха селитры и что он устроил множество литейных пушечных заводов, фабрик холодного оружия и для выделки ружей. Из его наставлений для рабочих впоследствии составился его знаменитый в артиллерийской технике труд «L’Art de fabriquer les canons» (1794).
Не получая за всю свою работу никакого вознаграждения от обанкротившегося государства, он дошёл до такой бедности, что должен был питаться одним хлебом, а основанное на доносе привратника обвинение заставило его спасаться бегством. Быстрая смена направлений очень скоро, однако, позволила ему возвратиться в Париж. С этого времени он уже более не принимал непосредственного участия в делах государственного управления и всецело предался учёной и преподавательской деятельности.
В учрежденной после 9 термидора Нормальной школе он впервые ввёл в программу обучения курс начертательной геометрии, записки которого, составленные слушателями, получили быстрое распространение.
Перелом педагогической деятельности Монжа были труды по устройству преподавания и осуществлению его на деле в основанной в конце 1794 года знаменитой Политехнической школе. По закрытии в 1793 году академий и учреждении через год заменившего их Национального института, в выработке устава которого Монж принимал заметное участие, он находился в числе первых 48 членов нового учёного учреждения, которые были назначены правительством.
Посланный в 1796 г. в Италию для приема входящих в состав военной контрибуции картин и статуй, он познакомился и подружился с Наполеоном Бонапартом. В 1798 году правительство возложило на него вместе с двумя другими лицами трудную задачу установления на основах французской конституции III года Римской республики, долженствовавшей сменить уничтоженную французскими войсками светскую власть пап. Однако же Монж и его товарищи не могли восторжествовать над трудностями возложенной на них задачи.
Наполеон, собираясь к походу на Египет, предложил ему и Бертолле собрать учёную экспедицию, которая должна была сопровождать отправляющуюся в поход армию и имела целью изучение завоевываемых стран и распространение в них просвещения. Значительную часть этой экспедиции составили лица, принадлежавшие к Политехнической школе. 29 августа 1798 году в Каире из членов этой экспедиции и некоторых военных, к числу которых принадлежал и сам Наполеон, был образован Египетский институт, устроенный по образцу Французского и избравший своим президентом Монжа.
Работы членов нового института помещались в издаваемой им «Décade Egyptienne», выходившей через десятидневные промежутки. В нём в первый раз появился в свет мемуар Монжа о мираже. Во времена Империи он был назначен сенатором и получил титул графа Пелузского и высшую степень ордена Почетного легиона. По его ходатайствам не раз выдавились из личных средств императора более или менее значительные суммы разным лицам в виде пособий, а однажды император прислал и ему самому сумму в 100000 франков. Мало-помалу у Монжа изменились его убеждения, обратившиеся из республиканских в империалистские.
После падения Империи и восстановления Бурбонов Монж потерял всё полученное при Империи и даже занятое им ещё до революции кресло академика. Распоряжением правительства в 1816 году он и Карно были исключены из преобразованного на новый лад института и замещены Коши и Брегетом. От всех этих бедствий, довершенных ссылкой его зятя Эшассерио, как бывшего члена конвента, Монж психически заболел и вскоре скончался.
Научная деятельность
Создание «Начертательной геометрии», трактат которой появился в свет только в 1799 году под заглавием «Géométrie descriptive», послужило началом и основанием работ, позволивших новой Европе овладеть геометрическим направлением Древней Греции; работы же по теории поверхностей, помимо своего непосредственного значения, повели к выяснению важного принципа непрерывности и к раскрытию смысла той широкой неопределенности, которая порождается при интегрировании уравнений с частными производными, произвольными постоянными и ещё более появлением произвольных функций.
Принцип непрерывности в том виде, в каком он является у Монжа, может быть изложен следующим образом. Всякое свойство фигуры, выражающее отношения положения и оправдывающееся в бесчисленном множестве непрерывно связанных между собой случаев, может быть распространено на все фигуры одного и того же рода, хотя бы оно допускало доказательство только при предположении, что построения, осуществимые не иначе как в известных пределах, могут быть произведены на самом деле. Такое свойство существует даже и в тех случаях, когда вследствие совершенного исчезновения некоторых необходимых для доказательства промежуточных величин предполагаемые построения не могут быть произведены на деле.
Из числа менее крупных вкладов в науку следует указать на данную Монжа теорию полярных плоскостей к поверхностям второго порядка; на открытие круговых сечений гиперболоидов и гиперболического параболоида; на открытие двоякого способа образования поверхностей этих же тел с помощью прямой линии; на создание первой идеи о линиях кривизны поверхностей; на установление первых оснований теории взаимных поляр, разработанной впоследствии Понселе, и, наконец, на доказательство теоремы о том, что геометрическое место вершины трёхгранного угла с прямыми плоскими углами, описанного около поверхности второго порядка, есть шар.
Загрузка...