Биография

От ученика до академика

Гаспар Монж родился 10 мая 1746 г. в небольшом городке Боне на востоке Франции (в пределах современного департамента Кот л’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.

Гаспар Монж 1797-1799 (экспозиция в Политехнической школе)

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 числ,е 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 «associés» 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, работа и проживание по полгода поочерёдно 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.

Избранный в академики, Монж, кроме исследований по математическому анализу , представленных в ряде мемуаров в изданиях Академии, занимался вместе с Бертолле и Вандермондом изучением различных состояний железа, производил опыты над капиллярностью , делал наблюдения над оптическими явлениями, работал над построением теории главных метеорологических явлений, независимо от Лавуазье и Кавендиша обнаружил, что вода представляет соединение водорода и кислорода, в 1781 году издал «Мемуар о выемках и насыпях» , в 1786-1788 гг. подготовил учебник по практической механике и теории машин «Трактат по статике для морских колледжей» . Этот курс переиздавался восемь раз, последний - в 1846 году, и неоднократно переводился на другие языки, в том числе на русский .

В годы революции

Порученный Монжу флот находился в тяжёлом состоянии: не хватало офицеров и матросов, боеприпасов и продовольствия. Франция потерпела уже несколько поражений на море, а в скором времени ей предстояло вступить в войну с Англией. Несмотря на скудность государственной казны, Монжу удалось отчасти пополнить опустевшие арсеналы и приступить к возведению на берегах необходимых укреплений. Во время полугодового исполнения обязанностей президента Совета ему пришлось принять два важнейших политических решения - он поставил свою подпись под приговором о казни Людовика XVI и объявлением войны с Англией. Тем не менее, у него не было необходимого административного и военного опыта, он тяготился министерской работой и уже в апреле 1793 года ушёл в отставку, продолжая работать во имя Революции.

В феврале 1798 года Монжа снова посылают в Италию в составе комиссии для выяснения событий, происходящих в Риме. 20 марта там была провозглашена республики, свергнута папская власть . Монж, однако, пробыл в Риме совсем недолго - вместе с Бертолле, Фурье , Малюсом и другими академиками он участвует в египетском походе Бонапарта, который очень рассчитывал на помощь учёных в постройке дорог, каналов, плотин, составлении карт, организации производства пороха, ружей и пушек, а также в создании на завоёванных территориях новых научных учреждений по типу французских. 29 августа 1798 года в Каире членами этой экспедиции и некоторыми военными, к числу которых принадлежал и сам Бонапарт, был учреждён Египетский институт наук и искусств, устроенный по образцу Французского и избравший своим президентом на первый триместр Монжа, вице-президентом Бонапарта, непременным секретарём Фурье. Монж продолжал научную работу, печатался в издаваемом Институтом научном и литературном сборнике «Египетские декады» («Décade Égyptienne»). В нём в первый раз был напечатан его мемуар с простым объяснением явления миража, который пугал солдат в пустыне . Временами Монжу приходилось вспоминать своё недолгое военное прошлое - он руководил в октябре 1798 года обороной Института против восставшего каирского населения, в 1799 году участвовал в неудачном походе Бонапарта в Сирию. Получив сведения о сложной обстановке во Франции, 18 августа 1799 года Бонапарт в сопровождении Монжа и Бертолле тайно выехал из Каира и после трудного и опасного двухмесячного пути они добрались до Парижа.

Последний взлёт и падение

Сосредоточивший в своих руках всю власть Бонапарт назначил Монжа пожизненным сенатором, в Политехнической школе он читает курсы приложения алгебры и анализа к геометрии , составляет устав и план работы школы. В августе 1803 года Монж назначен вице-президентом Сената, а в сентябре - сенатором Льежа с поручением организовать там производство пушек. Преданность новой власти и заслуги перед Империей были вознаграждены - он получил высшую степень ордена Почетного легиона , в 1806 году назначен президентом Сената на очередной годичный срок, ещё через год получил титул графа Пелузского и 100 000 франков для покупки имения. Однако вскоре его начало подводить здоровье, у него на время отнялась рука. Монж прекращает преподавание в Политехнической школе, но продолжает научную работу и консультирует предлагаемые технические проекты. Так, в 1805 году император поручает ему изучить возможность проведения канала от реки Урк для снабжения Парижа водой. В 1808 году его привлекли к оценке возможности десанта в Англию на 100 больших аэростатах, каждый из которых должен был поднимать 1000 солдат и снаряжение для них.

События 1812-1814 гг. закончились поражением Франции и ссылкой Бонапарта. Монж оставался приверженцем Империи и в период всех Ста дней по-прежнему был на стороне Бонапарта. После восстановления власти Бурбонов Монж был лишён званий, наград и пенсии, исключён (правда, всего лишь на год) из Политехнической школы. Распоряжением правительства в 1816 году он и Карно были исключены из преобразованного на новый лад Института и замещены Коши и Брегетом. Как один из «цареубийц», Монж мог ждать и более серьёзных репрессий. От всех этих ударов судьбы, довершённых ссылкой его зятя Эшассерио, как бывшего члена Конвента, Монж заболел и вскоре скончался. Его похоронили на кладбище Пер-Лашез . Жена Монжа пережила его на 24 года.

Научная деятельность

Создание «Начертательной геометрии », трактат которой вышел в свет только в 1799 году под заглавием «Géométrie descriptive », послужило началом и основой работ, позволивших новой Европе овладеть геометрическими знаниями Древней Греции; работы же по теории поверхностей , помимо своего непосредственного значения, привели к выяснению важного принципа непрерывности и к раскрытию смысла той обширной неопределенности, которая возникает при интегрировании уравнений с частными производными , произвольными постоянными и тем более с появлением произвольных функций.

Принцип непрерывности в том виде, в каком он сформулирован Монжем, 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 имеет место даже в тех случаях, когда вследствие полного исчезновения некоторых необходимых для доказательства промежуточных величин предполагаемые построения не могут быть произведены в действительности.

Из других, менее значительных вкладов Монжа в науку следует назвать теорию полярных плоскостей применительно к поверхностям второго порядка; открытие круговых сечений гиперболоидов и гиперболического параболоида ; открытие двоякого способа образования поверхностей этих же тел с помощью прямой линии; создание первого представления о линиях кривизны поверхностей; установление начал теории взаимных поляр, разработанной впоследствии Понселе , доказательство теоремы о том, что геометрическое место вершины трёхгранного угла с прямыми плоскими углами, описанного около поверхности второго порядка, есть шар, и, наконец, теорию построения ортогональных проекций трехмёрных объектов на плоскости, получившую название эпюр Монжа (Épure - от фр. чертёж, проект ).

Многочисленные мемуары Монжа издавались в трудах парижской и туринской академий, выходили в «Journaux de l’Ecole Polytechnique et de l’Ecole Normale », в «Dictionnaire de Physique », «Методической энциклопедии » Дидро и д’Аламбера , в «Annales de Chimie » и в «Décade Egyptienne », издавались отдельно: «Dictionnaire de Physique » ( -), составленный при сотрудничестве Кассини, «Avis aux ouvriers en fer sur la fabrication de l’acier » (), составленный вместе с Бертолле, и др. В содержатся библиография трудов Монжа (72 наим.) и перечень публикаций о его жизни и деятельности (73 наим.).

Имя Гаспара Монжа внесено в список 72 величайших учёных Франции , помещённый на первом этаже Эйфелевой башни .

Примечания

Эпонимы

Библиография

В переводе:

• Монж Г. Начальные основания статики или равновесия твёрдых тел для водоходных училищ. - СПб., 1803. - 151 с.
• Монж Г. Искусство лить пушки. - СПб., 1804.
• Монж Г. Начальные основания статики. - СПб., 1825. - 208 с.
• Монж Гаспар. Приложение анализа к геометрии / Под ред. М. Я. Выгодского . - М. - Л.: Объединённое научно-техническое издательство (ОНТИ) НКТП СССР , 1936. - 700 с. - (Классики естествознания). - 7 000 экз. (в пер.)
• Монж Гаспар. Начертательная геометрия / Под ред. проф. Д. И. Каргина. - М.: Изд. АН СССР, 1947. - 292 с.

Литература

• Launay Louis de. Monge fondateur de l ́École polytechnique. - Paris, 1933. - 380 р.

На русском языке

• Араго Ф. Биографии знаменитых астрономов, физиков и геометров. - СПб., 1859. - Т. 1. - С. 499-589.
• Старосельская-Никитина О. Очерки по истории науки и техники периода Французской буржуазной революции 1789-1794. - М.-Л., 1946. - 274 с.
• Гаспар Монж. Сборник статей к 200-летию со дня рождения / Отв. ред. В. И. Смирнов. - Л. : Изд. АН СССР, 1947. - 85 с. - 5 000 экз.
• Каргин Д. И. Гаспар Монж и его «Начертательная геометрия» / В кн.: Гаспар Монж. Начертательная геометрия. - М.: Изд. АН СССР, 1947. - С. 245-257
• Каргин Д. И. Гаспар Монж - творец начертательной геометрии. !746-1818. К 200-летию со дня рождения // Природа, - 1947. - № 2. - С. 65-73
• Вавилов С. И. Наука и техника в период французской революции / Собрание сочинений. - М.: АН СССР, 1956. - Т. 3. С. 176-190. - 3 000 экз.
• Боголюбов А. Н. Гаспар Монж, 1746-1818 / Под ред. акад. И. И. Артоболевского . - М .: Наука , 1978. - 184 с. - (Научно-биографическая серия). - 30 000 экз.
• Демьянов В. П. Геометрия и Марсельеза . - М .: Знание , 1979. - 224, с. - (Творцы науки и техники). - 100 000 экз. (в пер.)
• Демьянов В. П. Геометрия и Марсельеза: О французском математике и революционере Г. Монже / Отв. ред. В. И. Смирнов. - М .: Знание , 1986. - 256 с. - (Творцы науки и техники). - 100 000 экз. (в пер.)

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.

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ

по дисциплине «Инженерная графика» 1 семестр

для студентов заочной формы обучения

полная и сокращенная программы

Волгодонск 2013

1. МЕТОДЫ ПРОЕЦИРОВАНИЯ. КОМПЛЕКСНЫЙ ЧЕРТЕЖ... 3

2. ПРОЕКЦИИ ПРЯМОЙ.. 7

3. ПРОЕКЦИИ ПЛОСКОСТИ.. 16

4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧЕРТЕЖА.. 29

5. ПОВЕРХНОСТИ.. 33

6. РАЗВЕРТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ.. 50

1. Методы ПРОЕЦИРОВАНИЯ. КОМПЛЕКСНЫЙ ЧЕРТЕЖ

Введение. Цель и задачи курса

В математическом энциклопедическом словаре дается следующее определение: «Начертательная геометрия – раздел геометрии, в котором пространственные фигуры, а также методы решения и исследования пространственных задач изучаются с помощью их изображений на плоскости».

Методы начертательной геометрии являются теоретической базой для решения задач технического черчения. В технике чертежи являются основным средством выражения человеческих идей. Они должны не только определять форму и размеры предметов, но и быть достаточно простыми и точными в графическом исполнении, помогать всесторонне исследовать предметы и их отдельные детали. Для того чтобы правильно выразить свои мысли с помощью рисунка, эскиза, чертежа требуется знание теоретических основ построения изображений геометрических объектов, их многообразие и отношения между ними, что и составляет предмет начертательной геометрии.

Методы прямоугольного проецирования на две и три

Взаимно перпендикулярные плоскости проекций.

Проекции точки, комплексный чертеж.

Метод Монжа, комплексный чертеж.

Если информацию о расстоянии точки относительно плоскости проекции дать не с помощью числовой отметки, а с помощью второй проекции точки, построенной на второй плоскости проекций, то чертеж называют двухкартинным или комплексным . Основные принципы построения таких чертежей изложены Гаспаром Монжем - крупным французским геометром конца 18, начала 19 веков, 1789-1818 гг. одним из основателей знаменитой политехнической школы в Париже и участником работ по введению метрической системы мер и весов.

Постепенно накопившиеся отдельные правила и приемы таких изображений были приведены в систему и развиты в труде Г. Монжа "Geometrie descriptive".

Изложенный Монжем метод ортогонального проецирования на две взаимно перпендикулярные плоскости проекций был и остается основным методом составления технических чертежей.

В соответствии с методом предложенным Г. Монжем рассмотрим в пространстве две взаимно перпендикулярные плоскости проекций (рис.6). Одну из плоскостей проекций П 1 располагают горизонтально, а вторую П 2 - вертикально. П 1 - горизонтальная плоскость проекций, П 2 - фронтальная. Плоскости бесконечны и непрозрачны.

Плоскости проекций делят пространство на четыре двугранных угла – четверти. Рассматривая ортогональные проекции, предполагают, что наблюдатель находится в первой четверти на бесконечно большом расстоянии от плоскостей проекций.

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.

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

1. Как строится центральная проекция точки?
2. В каком случае центральная проекция прямой линии представляет собой точку?
3. В чем заключается способ проецирования, называемый параллельным?
4. Как строится параллельная проекция прямой линии?
5. Может ли параллельная проекция прямой линии представлять собой точку?
6. Если точка принадлежит данной прямой, то как взаимно располагаются их проекции?
7. В каком случае в параллельной проекции отрезок прямой линии проецируется в натуральную свою величину?
8. Что такое «метод Монжа»?
9. Как расшифровывается слово «ортогональный»?