Возвращение домой. Первый опыт преподавания

В Вятку Константин вернулся ослабшим, исхудавшим и измождённым. Тяжёлые условия жизни в Москве, напряжённая работа привели также к ухудшению зрения. После возвращения домой Циолковский стал носить очки. Восстановив силы, Константин начал давать частные уроки по физике и математике. Первый урок получил благодаря связям отца в либеральном обществе. Проявив себя талантливым педагогом, в дальнейшем не имел недостатка в учениках.

При ведении уроков Циолковский применял собственные оригинальные методы, главным из которых была наглядная демонстрация — Константин делал бумажные модели многогранников для уроков геометрии, вместе с учениками проводил многочисленные опыты на уроках физики, чем заслужил славу преподавателя, хорошо и понятно объясняющего материал, на занятиях с которым всегда интересно. Для изготовления моделей и проведения опытов Циолковский снял мастерскую. Всё своё свободное время проводил в ней или в библиотеке. Читал очень много — специальную литературу, беллетристику, публицистику. Согласно автобиографии, в это время прочитал журналы «Современник», «Дело», «Отечественные записки» за все годы, что они издавались. Тогда же прочёл «Начала» Исаака Ньютона, научных взглядов которого Циолковский придерживался всю дальнейшую жизнь.

В конце 1876 года умер младший брат Константина Игнатий. Братья с детства были очень близки, Константин доверял Игнатию свои самые сокровенные мысли, и смерть брата стала тяжёлым ударом.

К 1877 году Эдуард Игнатьевич был уже очень слаб и болен, сказалась трагическая смерть жены и детей (кроме сыновей Дмитрия и Игнатия в эти годы Циолковские потеряли самую младшую дочь — Екатерину — она скончалась в 1875 году, во время отсутствия Константина), глава семейства вышел в отставку. В 1878 году вся семья Циолковских вернулась в Рязань.

По возвращении в Рязань семья жила на Садовой улице. Сразу после приезда Константин Циолковский прошёл медицинскую комиссию и был освобождён от воинской службы из-за глухоты. В семье намеревались приобрести дом и жить доходами от него, однако произошло непредвиденное — Константин рассорился с отцом. В результате Константин снял отдельную комнату у служащего Палкина и был вынужден искать другие средства к существованию, так как его личные сбережения, накопленные с частных уроков в Вятке подходили к концу, а в Рязани неизвестному репетитору без рекомендаций не удавалось найти учеников.

Для продолжения работы учителем была необходима определённая, документально подтверждённая квалификация. Осенью 1879 года в Первой губернской гимназии Константин Циолковский держал экзамен экстерном на уездного учителя математики. Как «самоучке», ему пришлось сдавать «полный» экзамен — не только сам предмет, но и грамматику, катехизис,богослужение и прочие обязательные дисциплины. Этими предметами Циолковский никогда не интересовался и не занимался, но сумел подготовиться за короткое время.

Успешно сдав экзамен, Циолковский получил направление от Министерства просвещения на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское уездное училище Калужской губернии (Боровск располагался в 100 км от Москвы) и в январе 1880 года покинул Рязань.

 

 

НАУЧНАЯ РАБОТА В БОРОВСКЕ

Преподавание в училище

В Боровском уездном училище Константин Циолковский продолжал совершенствоваться как педагог: преподавал арифметику и геометрию нестандартно, придумывал увлекательные задачи и ставил удивительные, особенно для боровских мальчишек, опыты. Несколько раз запускал с учениками огромный бумажный воздушный шар с «гондолой», в которой находились горящие лучины, для нагрева воздуха.

Иногда Циолковскому приходилось заменять других преподавателей и вести уроки черчения, рисования, истории, географии, а один раз даже замещать смотрителя училища.

После занятий в училище и по выходным Циолковский продолжал свои исследования дома: в своей квартире в Боровске Циолковский устроил маленькую лабораторию. Здесь сверкали электрические молнии, гремели громы, загорались огни, вертелись колёса и блистали иллюминации. Так же он много работал над рукописями, делал чертежи, ставил многочисленные эксперименты.

 

Первые научные работы

В 1881 году Циолковский написал свою первую подлинно научную работу «Теория газов» (рукопись которой не найдена). Однажды его посетил студент Василий Лавров, который предложил свою помощь, так как направлялся в Петербург и мог передать рукопись на рассмотрение в Русское физико-химическое общество (РФХО), весьма авторитетное научное сообщество в России того времени (в дальнейшем Лавров передал в РФХО и две следующие работы Циолковского). «Теория газов» была написана Циолковским на основе имевшихся у него книг. Циолковский самостоятельно разработал основы кинетической теории газов.

Вскоре Циолковский получил ответ от Менделеева: кинетическая теория газов открыта 25 лет назад. Этот факт стал неприятным открытием для Константина, причинами его неосведомлённости были изолированность от научного сообщества и отсутствие доступа к современной научной литературе. Несмотря на неудачу, Циолковский продолжил исследования.

Второй научной работой, переданной в РФХО, стала статья 1882 года «Механика подобно изменяемого организма». Профессор Анатолий Богданов занятия «механикой животного организма» назвал «сумасшедствием»

Третьей работой, написанной в Боровске и представленной научному обществу, стала статья «Продолжительность лучеиспускания Солнца» (1883), в которой Циолковский описывал механизм действия звезды. Он рассмотрел Солнце как идеальный газовый шар, постарался определить температуру и давление в его центре, время жизни Солнца. Циолковский в своих расчётах использовал лишь основные законы механики (закон всемирного тяготения) и газовой динамики (закон Бойля — Мариотта). Статью рассматривал профессор Иван Боргман. По мнению Циолковского, она ему понравилась, но так как в первоначальном её варианте практически не было вычислений, «возбудила недоверие». Тем не менее, именно Боргман предлагал опубликовать представленные учителем из Боровска работы, что, впрочем, не было сделано.

Члены Русского физико-химического общества единогласно проголосовали за принятие Циолковского в свои ряды, о чём сообщили в письме. Однако Константин не ответил: «Наивная дикость и неопытность», — сокрушался он позже.

Следующая работа Циолковского «Свободное пространство» 1883 года была написана в форме дневника. Это своеобразный мысленный эксперимент, повествование ведётся от имени наблюдателя, находящегося в свободном безвоздушном пространстве и не испытывающем действия сил притяжения и сопротивления. Циолковский описывает ощущения такого наблюдателя, его возможности и ограничения в передвижении и манипуляции с различными объектами. Он анализирует поведение газов и жидкостей в «свободном пространстве», функционирование различных приборов, физиологию живых организмов — растений и животных. Главным результатом этой работы можно считать впервые сформулированный Циолковским принцип о единственно возможном методе передвижения в «свободном пространстве» — реактивном движении.

Теория аэростатов

Одной из главных проблем, занимавших Циолковского почти со времени приезда в Боровск, была теория аэростатов. Вскоре к нему пришло осознание, что это именно та задача, которой стоит уделить наибольшее внимание.

Циолковский разработал аэростат собственной конструкции, результатом чего стало объёмистое сочинение «Теория и опыт аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлинённую форму» (1885—1886). В нём было дано научно-техническое обоснование создания совершенно новой и оригинальной конструкции дирижабля с тонкой металлической оболочкой.

Циолковский письмо в Москву, профессору Московского университета А. Г. Столетову, в котором рассказал о своём дирижабле. Вскоре пришло ответное письмо с предложением выступить в московском Политехническом музее на заседании Физического отделения Общества любителей естествознания.

В апреле 1887 года Циолковский приехал в Москву. Его доклад был озаглавлен «О возможности постройки металлического аэростата, способного изменять свой объём и даже складываться в плоскость». Читать сам доклад не пришлось, только объяснить основные положения. Слушатели отнеслись к докладчику благожелательно, принципиальных возражений не было, было задано несколько несложных вопросов. После завершения доклада поступило предложение помочь Циолковскому устроиться в Москве, но реальной помощи в этом не последовало. По совету Столетова Константин Эдуардович передал рукопись доклада Н. Е. Жуковскому.

В 1889 году Циолковский продолжил работу над своим дирижаблем. Расценив неудачу в Обществе любителей естествознания как следствие недостаточной проработки первой своей рукописи об аэростате, Циолковский пишет новую статью «О возможности построения металлического аэростата» (1890) и вместе с бумажной моделью своего дирижабля посылает её в Петербург Д. И. Менделееву. Менделеев по просьбе Циолковского передал все материалы в Императорское Русское техническое общество (ИРТО), В. И. Срезневскому. Циолковский просил деятелей науки «пособить по мере возможности морально и нравственно», а также выделить средства на создание металлической модели аэростата — 300 рублей. 23 октября 1890 года на заседании VII отдела ИРТО просьба Циолковского была рассмотрена. Заключение давал военный инженер Е. С. Фёдоров — убеждённый сторонник летательных аппаратов тяжелее воздуха. Второй оппонент, начальник первой «кадровой команды военных аэронавтов» А. М. Кованько, как и большинство остальных слушателей, также отрицал целесообразность аппаратов, подобных предложенному. И как итог, моральная помощь была оказана, а вот материальная – нет.

В 1891 году Циолковский предпринял ещё одну, последнюю, попытку защитить свой дирижабль в глазах научного сообщества. Он написал большую работу «Аэростат металлический управляемый», в которой учёл замечания и пожелания Жуковского, и 16 октября послал её, на этот раз в Москву, А. Г. Столетову. Результата снова не было.

 

 

КАЛУГА

Переезд и жизнь в Калуге

27 января 1892 года директор народных училищ Д. С. Унковский обратился к попечителю Московского учебного округа с просьбой перевести «одного из способнейших и усерднейших преподавателей» в уездное училище города Калуги. В это время Циолковский продолжал свои работы по аэродинамике и теории вихрей в различных средах, а также ожидал издания книги «Аэростат металлический управляемый» в московской типографии. Решение о переводе было принято уже 4 февраля.

В Калуге Циолковский прожил всю оставшуюся жизнь. С 1892 года работал преподавателем арифметики и геометрии в Калужском уездном училище. С 1899 года вёл уроки физики в епархиальном женском училище, расформированном после Октябрьской революции. В Калуге Циолковский написал свои главные труды по космонавтике, теории реактивного движения, космической биологии и медицине. Также им была продолжена работа над теорией металлического дирижабля.

После завершения преподавания, в 1921 году, Циолковскому была назначена персональная пожизненная пенсия. С этого момента и до самой своей смерти Циолковский занимался исключительно своими исследованиями, распространением своих идей, реализацией проектов.

В Калуге были написаны основные философские работы К. Э. Циолковского, сформулирована философия монизма, написаны статьи о видении им идеального общества будущего.

В Калуге у Циолковских родились сын и две дочери. В то же время именно здесь Циолковским пришлось пережить трагическую смерть многих своих детей: из семи детей К. Э. Циолковского пятеро умерли ещё при его жизни.

В Калуге Циолковский познакомился с учёными А. Л. Чижевским и Я. И. Перельманом, ставшими его друзьями и популяризаторами его идей, а позднее и биографами.

 

В Калуге Циолковский также не забывал о науке, об астронавтике и аэронавтике. Он построил специальную установку, которая позволяла измерять некоторые аэродинамические показатели летательных аппаратов. Поскольку Физико-химическое общество не выделило ни копейки на его эксперименты, ученому пришлось использовать семейные средства для проведения исследований. К слову, Циолковский на свои средства построил более 100 экспериментальных моделей и протестировал их. Через некоторое время общество все-таки обратило внимание на калужского гения и выделило ему финансовую поддержку — 470 рублей, на которые Циолковский построил новую, усовершенствованную установку — «воздуходувку».

Изучение аэродинамических свойств тел различной формы и возможных схем воздушных летательных аппаратов постепенно привело Циолковского к размышлениям о вариантах полёта в безвоздушном пространстве и о покорении космоса. В 1895 году была опубликована его книга «Грезы о земле и небе», а через год вышла статья о других мирах, разумных существах с других планет и об общении землян с ними. В том же, 1896 году Циолковский приступил к написанию своего главного труда «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованного в 1903 году. В этой книге были затронуты проблемы использования ракет в космосе.