Фридман, Александр Александрович

Родился 16 июня 1888 года в Санкт-Петербурге в семье выпускника Санкт-Петербургской консерватории (в ту пору студента и артиста балетной труппы), композитора Александра Александровича Фридмана (1866—1909) и преподавателя игры на фортепиано (в ту пору тоже студентки консерватории) Людмилы Игнатьевны Фридман (урождённая Воячек, 1869—1953). Дед по материнской линии, Игнатий Каспарович Воячек (1825—1916), состоял органистом и дирижёром Императорского Мариинского театра. Семья музыковеда, фольклориста и профессора оркестровки Санкт-Петербургской консерватории И. К. Воячека была чешского происхождения из Моравии; его сын (дядя А. А. Фридмана) — видный советский отоларинголог, академик Академии медицинских наук СССР, генерал-лейтенант медицинской службы, профессор Военно-медицинской академии Владимир Игнатьевич Воячек (1876—1971). Дед по отцовской линии Александр Иванович Фридман (1839—1910) родился за чертой оседлости в западных районах Российской империи и, достигнув призывного возраста, попал в русскую армию, в школу военных кантонистов. Крещение позволило ему окончить ещё одно училище в Ревеле и дослужиться до помощника военного лекаря.

У Фридмана, по его собственному свидетельству, не было способностей к музыке, хотя, и в зрелом возрасте, он с удовольствием посещал концертные залы, где следил за выступлениями музыкантов по партитуре.

В 1897 году, когда будущему учёному было 9 лет, родители расстались и в дальнейшем он воспитывался в новой семье отца (который повторно женился на балерине Анне Христиановне Иогансон), а также в семьях деда по отцу — лекарского помощника Придворного медицинского округа и губернского секретаря Александра Ивановича Фридмана и тёти, пианистки Марии Александровны Фридман (с матерью А. А. Фридман возобновил отношения лишь незадолго до своей кончины)^[7].

С детства Фридман проявлял интерес и способности к математике. Много позже его вдова Н. Е. Малинина рассказывала: «В детстве для него было придумано самое строгое наказание, усмирявшее его непокорный нрав: его оставляли без урока арифметики».

Учился во 2-й Санкт-Петербургской гимназии^[8], по окончании которой он получил «золотой аттестат». В гимназические и студенческие годы увлекался математикой и астрономией. Примечательна запись в журнале протоколов педагогического совета гимназии: «…из числа окончивших курс наибольшие надежды подают относительно дальнейших успехов в математических науках Капустин, Тамаркин, Фридман, Старопольский и Иванов…». В последних классах гимназии куратором Фридмана был академик А. А. Марков (старший). Во время революции 1905 года участвовал в политической деятельности, был членом ЦК Северной социал-демократической организации средних школ Петербурга, печатал на гектографе прокламации^[4]. Он хранил революционные листовки на Дворцовой набережной, в доме своего деда, служившего при императорском дворе. Одноклассником (в гимназии, впоследствии и в университете и аспирантуре) и другом Фридмана был Я. Д. Тамаркин, в будущем известный математик, вице-президент Американского математического общества^[4]. В октябре 1905 года Фридман вместе с Яковом Тамаркиным отправил свою первую математическую работу^[9] в один из ведущих научных журналов Германии «Математические анналы»; статья, посвящённая числам Бернулли, была опубликована в 1906 году. На класс старше учился В. И. Смирнов, в будущем также математик, академик АН СССР, автор популярного пятитомного «Курса высшей математики»^[4]. На выпускном экзамене по математике 24 мая 1906 года Фридман излагал теорию сравнений и теорию тригонометрических функций.

Окончив гимназию с отличием, в 1906 году поступил на математическое отделение физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета, который окончил в 1910 году^[6]. Будучи студентом, Фридман опубликовал несколько математических исследований, одно из которых было отмечено получением Золотой медали от физико-математического факультета^[10]. В университете, в математическом кружке делались доклады не только по математике. На одном из заседаний Фридман зачитал свой доклад «О каналах на Марсе». Эта тема, вызвавшая ажиотаж после исследований итальянского астронома Скиапарелли, увидевшего в мощный телескоп «сеть каналов» на Марсе, привлекла внимание и петербургских студентов. Доклад Фридмана вызвал аплодисменты сокурсников. Собравшиеся услышали от него: «Каналы появились почти внезапно, во всяком случае, они построены очень скоро. Не свидетельствует ли это, что на Марсе уже социализм?».

После окончания университета был оставлен на кафедре чистой и прикладной математики у профессора В. А. Стеклова для подготовки к профессорскому званию^[4]. До весны 1913 года Фридман занимался математикой, а также руководил практическими занятиями в Институте инженеров путей сообщения, читал лекции в Горном институте. Фридман, Тамаркин и Крутков, ещё будучи студентами, регулярно посещали занятия кружка новой теоретической физики, организованного в 1908 году недавно приехавшим из Австрии Паулем Эренфестом, которого Фридман считал, как и Стеклова, одним из своих учителей^[4]. Там молодые физики общались с маститыми учёными Иоффе, Баумгардтом, Кирпичёвым.

В 1910 году Фридман (совместно с Дианиным) публикует в журнале «Вопросы физики» статью «К возвращению кометы Галлея». Это было первое обращение Фридмана к вопросам астрономии и космогонии.

В 1913 году был принят на работу в Аэрологическую обсерваторию в Павловске (под Санкт-Петербургом) в должности физика, где стал заниматься аэрологией^[6]. Директор ГФО Б. Б. Голицын обратил внимание на способности Фридмана и предложил ему получить необходимые знания в области динамической метеорологии (которая является разделом геофизической гидродинамики). С этой целью весной 1914 года Александр Александрович был направлен на стажировку в Лейпциг, где в это время жил и работал известный норвежский метеоролог Вильгельм Фриман Корен Бьеркнес (1862—1951), создатель теории фронтов в атмосфере. Летом того же года Фридман летал на дирижаблях, принимая участие в подготовке к наблюдению солнечного затмения в августе 1914 года^[11].

С началом Первой мировой войны вступил добровольцем в авиационный отряд. В 1914—1917 годах участвовал в организации аэронавигационной и аэрологической служб на Северном и других фронтах, был лётчиком-испытателем, участвовал в боевых вылетах, бомбил Перемышль, проводил авиаразведку. Был награждён Георгиевским крестом, орденом Святого Владимира с мечами и бантом и Золотым оружием «За храбрость». Он составил таблицы для прицельного бомбометания и проверял их в бою^[4][6].

В 1916—1917 годах прапорщик Фридман находился в Киеве, где преподавал в Военной школе лётчиков-наблюдателей (ВШЛН), читая курсы аэронавигации и аэронавигационных приборов, опубликовал первое учебное пособие по аэронавигации, а также заведовал Центральной аэронавигационной станцией. Он организовал метеослужбу на фронте и ремонт авианавигационных приборов в частях действующей армии. Под началом Фридмана в авиационном отряде во Львове и Киеве служил Э. А. Пален, в будущем известный астроном^[4].

В Киеве прочитал несколько пробных лекций в Университете святого Владимира, необходимых для получения звания приват-доцента, а также участвовал в деятельности Киевского физико-математического общества, став его действительным членом^[4].

Стал основателем и первым директором завода «Авиаприбор» в Москве (июнь 1917 года) — первого авиаприборостроительного предприятия в России^[4][12].

С апреля 1918 года по 1920 год — профессор кафедры механики недавно организованного (сначала в качестве филиала Петроградского) Пермского университета^[4][6]. С июля 1919 по май 1920 года — проректор Пермского университета по хозчасти^[13][14]. С 15 августа по 30 сентября 1919 года Фридман — декан физико-математического факультета Пермского университета (одновременно с исполнением обязанностей проректора)^[15]. В 1920 году он создал на факультете три отделения и два института (геофизический и механический)^[4].

В июне 1918 года стал одним из организаторов Пермского физико-математического общества (куда входило около 60 человек), стал его секретарём и наладил выпуск трудов общества. С весны до середины августа 1919 года был командирован в Екатеринбургскую магнитную и метеорологическую обсерваторию^[4].

В мае 1920 года возвратился в Петроград. 12 июля 1920 года стал преподавателем на кафедре математики и механики Петроградского университета, работал в Главной физической обсерватории (ГФО) (с 1924 года — Главная геофизическая обсерватория) в созданном по его инициативе математическом бюро ГФО, одновременно в качестве профессора кафедры прикладной аэродинамики преподавал на только что открывшемся факультете воздушных сообщений Института инженеров путей сообщения. 2 августа 1920 года был избран профессором теоретической механики на физико-механическом факультете Петроградского политехнического института. Кроме того, был привлечён начальником Морской академии Крыловым для преподавания в качестве адъюнкта по кафедре механики академии. Также работал в Атомной комиссии Государственного оптического института (ГОИ), где рассчитал модели многоэлектронных атомов и вёл исследования по адиабатическим инвариантам^[4][6].

С 1923 года — главный редактор «Журнала геофизики и метеорологии». С июля по сентябрь 1923 года Фридман был в загранкомандировке в Германии и Норвегии. Ещё одна поездка за границу, в Голландию и Германию, состоялась в апреле — мае 1924 года^[4].

5 февраля 1925 года, незадолго до смерти, был назначен директором Главной геофизической обсерватории (ГГО).

В свадебном путешествии с молодой женой по Крыму в июле — августе 1925 года заразился тифом. Умер в Ленинграде от недиагностированного брюшного тифа вследствие неправильно проведённых лечебных процедур 16 сентября 1925 года^[16]. По предположению самого Фридмана, заразился, вероятно, съев немытую грушу, купленную на одной из железнодорожных станций по пути из Крыма в Ленинград^[4]. Похоронен на Смоленском православном кладбище.

В 1931 году Фридману была посмертно присуждена премия имени В. И. Ленина (учреждённая СНК СССР)^[6][17][18].

Основные работы посвящены проблемам динамической метеорологии (теории атмосферных вихрей и порывистости ветра, теории разрывов непрерывности в атмосфере, атмосферной турбулентности), гидродинамике сжимаемой жидкости, физике атмосферы и релятивистской космологии. В июле 1925 года с научными целями совершил полёт на аэростате вместе с пилотом Павлом Федосеенко, достигнув рекордной по тому времени для СССР высоты 7400 м^[6]. Фридман одним из первых освоил математический аппарат общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна и начал читать в университете курс тензорного исчисления как вводную часть к курсу ОТО. В 1923 году вышла в свет его книга «Мир как пространство и время» (переиздана в 1965 году), познакомившая широкую публику с новой физикой.

Мировую известность получил, создав модели нестационарной Вселенной, где он предсказал, в частности, расширение Вселенной. Полученные им в 1922—1924 годах при исследовании релятивистских моделей Вселенной нестационарные решения уравнений Эйнштейна положили начало развитию теории нестационарной Вселенной. Учёный исследовал нестационарные однородные изотропные модели с пространством сначала положительной, а затем и отрицательной кривизны, заполненным пылевидной материей (с нулевым давлением). Нестационарность рассмотренных моделей описывается зависимостью радиуса кривизны и плотности от времени, причём плотность изменяется обратно пропорционально кубу радиуса кривизны. Фридман выяснил типы поведения таких моделей, допускаемые уравнениями ОТО, причём модель стационарной Вселенной Эйнштейна оказалась частным случаем, и таким образом, опроверг мнение о том, что ОТО требует конечности пространства. Эти результаты продемонстрировали, что уравнения Эйнштейна не приводят к единственной модели Вселенной, какой бы ни была космологическая постоянная и легли в основу современной космологии. В книге «Мир как пространство и время» Фридман пишет о результатах своих исследований^[19]:

На страницах научного журнала Zeitschrift für Physik развернулась полемика Фридмана с Эйнштейном. Опубликованная в 1922 году в 10-м томе этого журнала статья с теорией Фридмана^[20] вызвала резкую критику со стороны Эйнштейна в следующем томе^[21]. Однако в следующем году в томе 16 журнала Эйнштейн признал свою ошибку и правоту Фридмана^[22][23]:

Эйнштейн назвал космологическую постоянную (так называемый Λ-член, введённый им в уравнения как средство для поддержания стационарности Вселенной) своей «самой большой научной ошибкой». Возможно, однако, что Эйнштейн ошибся именно в отношении ошибочности своей модели: в настоящее время общепринятой является космологическая модель ΛCDM (лямбда-CDM), включающая в себя космологическую постоянную Эйнштейна, хотя и без предполагавшейся стационарности.

Из модели однородной изотропной Вселенной следует, что при её расширении должно наблюдаться красное смещение, пропорциональное расстоянию. Это было подтверждено в 1929 году Эдвином Хабблом на основании астрономических наблюдений: спектральные линии в спектрах галактик оказались смещены к красному концу спектра.

В 1922 году Фридман опубликовал монографию «Опыт гидромеханики сжимаемой жидкости». Это его основная работа по гидромеханике. В ней он сформулировал наиболее полную теорию вихревого движения в жидкости, рассмотрел, а для ряда случаев решил очень важную проблему — возможные движения сжимаемой жидкости при действии на неё определённых сил^[24]. В этой работе он вывел так называемое уравнение переноса вихря, которое приобрело фундаментальное значение в динамической метеорологии^[6][24][25].

В 1924—1925 годах совместно с Львом Васильевичем Келлером указал систему характеристик структуры турбулентного потока, построил замкнутую систему уравнений, связав пульсации скорости и давления в двух точках потока в разные моменты времени. Эти работы заложили основы статистической теории турбулентности^[6].

• Первая жена (с 1911 года) — Екатерина Петровна Фридман (урождённая Дорофеева).
• Вторая жена (с 1923 года) — Наталья Евгеньевна Фридман (урождённая Малинина), впоследствии доктор физико-математических наук, директор Ленинградского отделения Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР. Их сын — Александр Александрович Фридман (1925—1983) — родился уже после смерти отца.

• Фридман А. А. О кривизне пространства. Z. Phys. 10 (1922), S. 377—386.
• Фридман А. А. Опыт гидромеханики сжимаемой жидкости / Под ред., с прим. Н. Е. Кочина, с доп. ст. Б. И. Извекова, И. А. Кибеля, Н. Е. Кочина. — Л.; М.: ОНТИ Гос. техн.-теорет. изд-во, 1934. — 370 с.
• Фридман А. А. Мир как пространство и время. Издание второе. — М.: Наука, 1965, 112 с.
• Фридман А. А. Избранные труды (недоступная ссылка) / Под ред. Л. С. Полака. — М.: Наука, 1966. Серия: Классики науки. Разделы сборника: гидромеханика сжимаемой жидкости; динамическая метеорология и физика атмосферы; релятивистская космология; письма; заметки; биография; библиография.

• Лаборатория теоретической физики имени А. А. Фридмана РГПУ имени А. И. Герцена^[26].
• Премия имени А. А. Фридмана (премия РАН).
• Лунный кратер Фридман.
• Гипотетическая частица фридмон.
• В 1965 году советский поэт Леонид Мартынов посвятил Фридману стихотворение «Мир не до конца досоздан…», в котором есть следующие слова^[27]:

• В 2008 году Виктор Пелевин написал фантастический рассказ «Пространство Фридмана» о загадочном измерении, в которое попадёт человек, чьё состояние превысит пороговую сумму.