В конце учебного года, по рекомендации профессора Слудского, Николая Егоровича назначили преподавателем математики, а затем и механики в Техническое училище и в Коммерческую академию. Заработок его значительно увеличился.
Брат Николая, Иван Егорович, был назначен товарищем прокурора и уехал в Тулу. Там он женился, получил в приданое имение и уговорил Егора Ивановича переехать к нему, чтобы вести его хозяйство. Валерьян, окончив гимназию, уехал к брату в Тулу и поступил там на работу. Анна Николаевна часто ездила гостить в Тулу, предоставив в Москве хозяйничать Марии Егоровне.
Любимым отдыхом и развлечением Николая Егоровича в то время, как и в старые университетские годы, был театр.
Как-то раз он встретил там Сашеньку Заблоцкую. Ее детское увлечение Федотовой перешло в тесную дружбу с великой артисткой. Сашенька не вышла замуж и после смерти матери переселилась к Гликерии Николаевне Федотовой. Она хорошо знала языки и зарабатывала переводами немецких и французских романов.
— Ну, а что ты делаешь? Как твои формулы? — спросила она двоюродного брата.
Было решено, что Сашенька попросит у Федотовой разрешения представить ей Николая Егоровича, а сама обязательно придет к Жуковским повидать Машу и маленькую Верочку.
Николай Егорович познакомился с Федотовой и с тех пор стал бывать у нее. Сашенька иногда заглядывала к Жуковским. Изредка они встречались в театре. Их юношеская любовь с годами перешла в спокойную дружбу.
Первое время после переезда в Москву, занятый уроками и лекциями, Николай Егорович отложил работу над диссертацией, но не переставал думать о ней. Долго не мог он окончательно остановиться на выборе темы.
В одном письме к своему приятелю Щукину Николай Егорович писал:
«Думаю подзаняться немного относительно любимого мною вопроса о машинах, действующих нагретым воздухом, имею по этому вопросу весьма своеобразные мысли в голове и, вероятно, буду на эту тему писать диссертацию».
В середине XIX века, когда во всех странах начали строиться железные дороги с паровыми двигателями, инженеры занялись исследованиями того, сколько же тепла, расходуемого на нагрев воды для образования пара, превращается в полезную работу. Выяснилось, что большая часть тепла улетучивается с дымом, идет на нагрев котлов и не дает полезной работы.
В целях экономии топлива и усиления действия локомотива стали конструировать машины, действующие не паром, а нагретым воздухом. Но вскоре выяснилось, что они в действии уступают паровым, и интерес к ним отпал.
Однако Николай Егорович свой первый ученый труд написал не на эту тему.
Раньше чем начать работать над диссертацией, он решил углубить свои знания в области математики и механики. Все свободные часы проводил он в университетской библиотеке. Последние гроши тратил на покупку книг.
Прежде чем изобретать и создавать новые научные теории, надо узнать все, что уже достигнуто в этой области. Урок, который Николай Егорович получил, изобретая уже сделанную машину, он твердо помнил всю жизнь. Он хотел также приобрести как можно больше знаний, чтобы совершенно свободно владеть любым методом доказательств.
Изучая механику, Николай Егорович все больше убеждался в том, насколько прав был старый профессор Давыдов, который говорил: «Уравнения гидродинамики недостаточны».
Наименее разработанным отделом механики в то время было учение о движении жидкости, обусловленном действующими на нее силами.
Совершенно не была разработана наука, изучающая движение отдельных частиц жидкости, свободно перемещающихся относительно друг друга.
Некоторые ученые делали попытки создать общую теорию движения жидкостей. Но они, как и все математики начала XIX века, излишне усложняли доказательства бесконечными формулами и уравнениями и исследовали лишь частные случаи.
Николай Егорович, размышляя над выбором темы для своего первого научного исследования, решил работать в этой области и попытаться создать общую теорию «Кинематики[10] жидкого тела», как он называл тему своей магистерской диссертации.
Ежедневно, закончив подготовку к лекциям, садился он за диссертацию и работал далеко за полночь. Летом, живя в Орехове, он трудился целыми днями.
Одно горестное событие чуть было не подорвало надолго его силы: умер его любимый брат Володя. Он заболел дифтеритом. Спасти его не могли. Тогда еще не была изобретена противодифтерийная сыворотка.
Смерть брата очень огорчила Николая Егоровича. Лишь в работе находил он утешение. Почти до утра горел теперь свет в его кабинете, пока тихонько, в мягких туфлях, не приходила Анна Николаевна и молча не задувала лампу.
Наконец долгожданный день защиты диссертации настал.
Еще с вечера Мария Егоровна приготовила брату чистую крахмальную сорочку, тщательно отутюжила сюртук. Рано утром вся семья была на ногах. Анна Николаевна с няней отправились на рынок закупать провизию для торжественного обеда. Верочке позволили ради исключительного дня пропустить уроки в гимназии.
Сидя за чаем, Николай Егорович просматривал газету «Московские ведомости». Он искал там извещения о защите своей диссертации. Как нарочно, попадалось все не то: то объявление о сдаче внаймы квартиры с конюшней и сараем, то сенсационное сообщение о «рыбном дожде в деревне Бейбулатовой». Но вот наконец и объявление, которое он искал:
«Императорский Московский университет сим объявляет, что кандидат Жуковский 23 сего октября, в четверг, в 2 часа пополудни, в новом здании университета, в публичном заседании физико-математического факультета, будет защищать диссертацию под заглавием: „Кинематика жидкого тела“, написанную им на получение степени магистра математических наук».
Вскоре вошел новый друг семьи Жуковских, профессор механики Федор Евплович Орлов.
— Пора, пора, Николай Егорович! Собирайтесь, ваша защита первая.
Начались сборы. Николай Егорович ходил по всем комнатам и в волнении терял то носовой платок, то ключи.
Няня побежала за извозчиком.
— Побольше смелости, Николай Егорович! Вы так прекрасно владеете своим предметом, защита не представит для вас трудности, — ободрял Орлов Жуковского.
Зал был полон студентами университета и Технического училища, собрались многие профессора. Пришел и Репман. Среди студентов Николай Егорович заметил бледную от волнения Сашеньку Заблоцкую. В первом ряду сидели оппоненты Жуковского — маститый профессор физики Столетов, профессора Слудский и Цингер.
Сначала Николай Егорович очень волновался, но постепенно увлекся. Просто и ясно изложил он основы своей работы и под общие аплодисменты закончил:
— Я старался сделать изложение по возможности простым, предпочитая, где было можно, геометрические соображения аналитическим. Надеюсь, что мой скромный труд не останется бесполезным.
Следует сказать, что с первых шагов научной деятельности Николай Егорович в своих исследованиях стремился доказывать выдвигаемые им положения двояко. Во-первых, путем математических вычислений, прибегая к методу высшей математики (анализу), которым он владел в совершенстве. Но одновременно широко применял — и обычно предпочитал им пользоваться — геометрический метод, основанный на наглядном графическом изображении движения точки в пространстве.
Диссертация Николая Егоровича была признана учеными одной из наиболее выдающихся работ того времени в области гидродинамики. Эта его первая капитальная работа показала, какие глубокие знания в математике и механике успел он приобрести, насколько оригинален его метод изложения, насколько исчерпывающе углубляется он в решение поставленной перед собой задачи.
Первая работа Жуковского явилась основой многих его последующих трудов. Содержавшимися в этой работе данными о движении несжимаемой жидкости широко пользуются вплоть до настоящего времени ученые, работающие в области гидродинамики и аэродинамики.
10
Кинематикой называют раздел механики, в котором изучается движение тел без учета действующих на них сил. Кинематика жидкостей составляет часть гидромеханики.
