Степан Тимошенко: Украиналық-американ инженерінің өмірі мен еңбектері

Кіріспе

Украин және американ инженері Степан Прокопович Тимошенко (Степан Прокопович Тимошенко; Степан Прокофьевич Тимошенко; 22 желтоқсан 1878 [ескі стиль бойынша 10 желтоқсан 1878] – 29 мамыр 1972), кейін Стивен Тимошенко деп белгілі болды, украин ұлтынан шыққан, Ресей империясының азаматы және кейіннен американдық инженер және академик. Ол қазіргі заманғы инженерлік механиканың негізін қалаушысы деп есептеледі. Санкт-Петербург политехникалық университетіндегі өнертапқыш және механикалық инженерлердің алғашқыларының бірі. Украина Ғылым академиясының құрылтайшы мүшесі Тимошенко инженерлік механика, серпімділік және материалдардың кезеңдік беріктігі салаларында маңызды еңбектер жазды, олардың көптегені бүгінге дейін кеңінен қолданылуда. Ғылыми жолын Ресей империясында бастаған Тимошенко Ресей азамат соғысы кезінде Сербтер, хорваттар және словендер Корольдігіне, содан кейін АҚШ-қа эмиграциялады.

Өмірбаян

Тимошенко Ресей империясының құрамында болған Чернигов губерниясының Конотоп уезіндегі Шпотовка ауылында (қазіргі Украинаның Сум облысы, Конотоп ауданы) дүниеге келген. 1889-1896 жылдары Полтава губерниясының Ромны қаласындағы Реальное училищеде оқыған. Ромныда оның мектептесі және досы болашақ әйгілі жартылай өткізгіш физигі Абрам Иоффе болды. Тимошенко Санкт-Петербург мемлекеттік көлік университетінде білім алған. 1901 жылы бітірген соң, 1901-1903 жылдар аралығында сол мекемеде оқытушы болып жұмыс істеді, кейін Виктор Кирпичевпен бірге 1903-1906 жылдары Санкт-Петербург политехникалық институтында қызмет етті. 1905 жылы бір жылға Геттинген университетіне жіберілді, онда Людвиг Прандтльдің жетекшілігімен жұмыс істеді. 1906 жылдың күзінде Киев политехникалық институтының Материалдардың кезеңдігі кафедрасына тағайындалды. Туған жеріне оралуы оның мансабының маңызды кезеңі болды және жеке өміріне де әсер етті. 1907-1911 жылдары политехникалық институттың профессоры ретінде серпімді есептеулердің шекті элементтер әдісінің алғашқы нұсқасын, Рейли әдісі деп аталатын зерттеулер жүргізді. Сол жылдары бүктелу мәселелері бойынша да алғашқы жұмыстар жасады және өзінің әйгілі "Материалдардың кезеңдігі" оқулығының бірінші нұсқасын жариялады. 1909 жылы Құрылыс инженерлік бөлімінің деканы болып сайланды. 1911 жылы Білім министрі Кассоға қарсы наразылыққа қол қойғандықтан Киев политехникалық институтынан шығарылды. 1911 жылы Санкт-Петербург мемлекеттік көлік университетінің Д.И. Журавский сыйлығына ие болды, бұл жұмыстан айырылғаннан кейін оған көмектесті. Санкт-Петербургке барып, онда лектор, кейін Электротехникалық институтта және Санкт-Петербург теміржол институтында профессор болып жұмыс істеді (1911-1917 жж.). Осы кезеңде серпімділік теориясын және сәуле бұрылу теориясын дамытты, сонымен қатар бүктелуді зерттеуді жалғастырды. 1918 жылы Киевке оралып, Владимир Вернадскийге Украина Ғылым академиясын құруға көмектесті – бұл Кеңес республикалары арасындағы ең көне академия (Ресейден басқа). 1918-1920 жылдары Тимошенко Украина Ғылым академиясының жаңадан құрылған Механика институтын басқарды, ол бүгінде оның есімін алып жүр. 1919 жылы генерал Деникиннің Оңтүстік Ресейдің қарулы күштері Киевті басып алғаннан кейін Тимошенко Киевтен Дондағы Ростовқа көшіп кетті. Новороссийск, Қырым және Константинополь арқылы Сербтер, хорваттар және словендер Корольдығына барғаннан кейін ол Загребке келді, онда Загреб политехникалық институтында профессорлық қызметке орналасты. 1920 жылы Киевті большевиктерден қысқа мерзімге босату кезінде Тимошенко қалаға барып, отбасымен қайта қосылды және отбасымен бірге Загребке оралды. Ол лекцияларын орыс тілінде оқыған, сонымен қатар хорват тілінде де мүмкіндігінше көп сөздерді қолданған; студенттер оны жақсы түсінген.

Timoshenko was born in the village of Shpotovka, Uyezd of Konotop in the Chernigov Governorate which at that time was a territory of the Russian Empire (today in Konotop Raion, Sumy Oblast of Ukraine). He studied at a Realschule ([[:ru:реальное училище) in Romny, Poltava Governorate (now in Sumy Oblast) from 1889 to 1896. In Romny his schoolmate and friend was future famous semiconductor physicist Abram Ioffe. Timoshenko continued his education towards a university degree at the St. Petersburg State Transport University. After graduating in 1901, he stayed on teaching in this same institution from 1901 to 1903 and then worked at the Saint Petersburg Polytechnical Institute under Viktor Kirpichov 1903–1906. In 1905, he was sent for one year to the University of Göttingen where he worked under Ludwig Prandtl. In the fall of 1906, he was appointed to the Chair of Strengths of Materials at the Kyiv Polytechnic Institute. The return to his native Ukraine turned out to be an important part of his career and also influenced his future personal life. From 1907 to 1911, as a professor at the Polytechnic Institute he did research in the earlier variant of the Finite Element Method of elastic calculations, the so called Rayleigh method. During those years he also pioneered work on buckling, and published the first version of his famous Strength of Materials textbook. He was elected dean of the Division of Structural Engineering in 1909. In 1911 he signed a protest against Minister for Education Kasso and was fired from the Kyiv Polytechnic Institute. In 1911 he was awarded the D. I. Zhuravski prize of the St. Petersburg State Transport University that helped him survive after losing his job. He went to St Petersburg where he worked as a lecturer and then a Professor in the Electrotechnical Institute and the St Petersburg Institute of the Railways (1911–1917). During that time he developed the theory of elasticity and the theory of beam deflection, and continued to study buckling. In 1918 he returned to Kyiv and assisted Vladimir Vernadsky in establishing the Ukrainian Academy of Sciences – the oldest academy among the Soviet republics other than Russia. In 1918–1920 Timoshenko headed the newly established Institute of Mechanics of the Ukrainian Academy of Sciences, which today carries his name. After the Armed Forces of South Russia of general Denikin had taken Kyiv in 1919, Timoshenko moved from Kyiv to Rostov on Don. After travel via Novorossiysk, Crimea and Constantinople to the Kingdom of Serbs, Croats and Slovenes, he arrived in Zagreb, where he got professorship at the Zagreb Polytechnic Institute. In 1920, during the brief liberation of Kyiv from Bolsheviks, Timoshenko traveled to the city, reunited with his family and returned with his family to Zagreb. He is remembered for delivering lectures in Russian while using as many words in Croatian as he could; the students were able to understand him well.

Америка Құрама Штаттары

1922 жылы Тимошенко АҚШ-қа көшіп, 1923-1927 жылдары Westinghouse Electric Corporation компаниясында жұмыс істеді, содан кейін Мичиган университетінде профессор болып, инженерлік механика бойынша алғашқы бакалавр және докторлық бағдарламаларын құрды. Оның оқулықтары 36 тілге аударылды. Оның алғашқы оқулықтары мен еңбектері орыс тілінде жазылған, ал өмірінің соңында көбінесе ағылшын тілінде жариялаған. 1928 жылы Болоньяда өткен Халықаралық математиктер конгресінде (ICM) шақырылған спикер болды. 1936 жылдан бастап Стэнфорд университетінде профессор қызметін атқарды. 1939 жылы Америка философиялық қоғамына, ал 1940 жылы АҚШ Ұлттық ғылым академиясына сайланды. Тимошенконың кіші інілері – архитектор Сергей (Сергиус Тимошенко, Украинаның көлік министрі, 1921 жылғы Кеңес өкіметіне қарсы Екінші қысқы науқанына қатысушы және Польша Сенатының мүшесі) және экономист Володимир де АҚШ-қа көшіп келді. 1957 жылы ASME Стивен Тимошенконың есімімен медаль тағайындады, ал ол оның алғашқы иегері болды. Тимошенко медалі Стивен П. Тимошенконы механика саласындағы әлемдік деңгейдегі сарапшы ретінде құрметтейді және оның авторлық және оқытушылық еңбегін еске алады. Тимошенко медалі қолданбалы механика саласындағы еңбегі үшін жыл сайын табысталады. 1960 жылы ол қызымен бірге болу үшін Батыс Германияның Вупперталь қаласына көшіп барды. Оқулықтарынан басқа, 1963 жылы Тимошенко «Ресейдегі инженерлік білім» кітабын және «Мен есімде» атты орыс тіліндегі автобиографиясын жазды. 1968 жылы ағылшын тіліне аударылған кітабында былай делінген: «1922 мен 1962 жылдар аралығында [С. П. Тимошенко] инженерлік механиканың барлық саласын қамтитын оннан астам кітап жазды, олардың АҚШ-та үшінші немесе төртінші басылымдары шығып, әрқайсысы алтыға жуық шетел тіліне аударылды, сондықтан оның есімі автор және ғалым ретінде бүкіл әлемдегі барлық механикалық және азаматтық инженерлерге белгілі. Америка Тимошенко үшін көп істегені сияқты, Тимошенко да миллиондаған басқа иммигранттар үшін көп істеді. Алайда, біздің автобиографымыз бұл туралы достары мен шәкірттеріне ешқашан айтқан емес, олар, мен сияқты, оның кездейсоқ сөздеріне жиі ренжіді. Бұл реніш басылған беттерде де сақталды, сондықтан оның сөздеріне аздап жұмсақтық пен мейірімділік тіледім». Тимошенко, Пол Эрренфестпен бірлесіп, қисық деформация мен айналу инерциясын ескеретін теорияны жасады. Сондықтан бұл теория Тимошенко-Эрренфест сәуле теориясы деп аталады. Бұл фактіні Тимошенко куәландырды. Ван, Редди және Ли кітабында Тимошенко-Эрренфест сәулесі мен Эйлер-Бернулли сәуле теориясының арасындағы байланыс зерттелді. Ол 1972 жылы қайтыс болды және оның күлі Калифорния штатының Пало-Альто қаласындағы Альта-Меса мемориалдық паркіне жерленді. Эдуард Иванович Григолюк (1923-2005) С. П. Тимошенконың өмірі мен еңбегіне арналған бірнеше мақала жазды және оның еңбегінен екі кітап шығарды. Элишаков және тағы басқалар С. П. Тимошенконың ғылыми қызметін және басымдық мәселесін зерттейтін бірнеше мақала жазды. Оның қолжазбалары, хаттары және қолмен жазылған материалдары онлайн режимінде қолжетімді.

In 1922, Timoshenko moved to the United States where he worked for the Westinghouse Electric Corporation from 1923 to 1927, after which he became a faculty professor in the University of Michigan where he created the first bachelor's and doctoral programs in engineering mechanics. His textbooks have been published in 36 languages. His first textbooks and papers were written in Russian; later in his life, he published mostly in English. In 1928 he was an Invited Speaker of the ICM in Bologna. From 1936 onward he was a professor at Stanford University. He was elected to the American Philosophical Society in 1939 and the United States National Academy of Sciences in 1940. Timoshenko's younger brothers, architect Serhii (Sergius Timoshenko, Ukrainian Minister of Transport, participant in the 1921 Second Winter Campaign against the Soviet regime, and member of the Polish Senate), and economist Volodymyr, both immigrated to the United States as well. In 1957, ASME established a medal named after Stephen Timoshenko; he became its first recipient. The Timoshenko Medal honors Stephen P. Timoshenko as the world renowned authority in the field of mechanical engineering and it commemorates his contributions as author and teacher. The Timoshenko Medal is given annually for distinguished contributions in applied mechanics. In 1960 he moved to Wuppertal, West Germany to be with his daughter. In addition to his textbooks, in 1963 Timoshenko wrote a book Engineering Education in Russia and an autobiography, As I Remember in the Russian language. It was translated into English in 1968 stating that "between 1922 and 1962 he [S. P. Timoshenko] wrote a dozen books on all aspects of engineering mechanics, which are in their third or fourth U. S. edition and which have been translated into half a dozen foreign languages each, so that his name as an author and scholar is known to nearly every mechanical and civil engineer in the entire world Then, Den Hartog stressed: "There is no question that Timoshenko did much for America. It is an equally obvious truth that America did much for Timoshenko, as it did for millions of other immigrants for all over the world. However, our autobiographer has never admitted as much to his associates and pupils who, like myself often have been pained by his casual statements in conversation. That pain is not diminished by reading these statements on the printed page and one would have wished for a little less acid and a little more human kindness." The celebrated theory that takes into account shear deformation and rotary inertia was developed by Timoshenko in collaboration with Paul Ehrenfest. Thus it is referred to as Timoshenko Ehrenfest beam theory. This fact was testified by Timoshenko. The interrelation between Timoshenko Ehrenfest beam and Euler Bernoulli beam theory was investigated in the book by Wang, Reddy and Lee. He died in 1972 and his ashes are buried in Alta Mesa Memorial Park, Palo Alto, California. Eduard Ivanovich Grigolyuk (1923—2005) wrote several papers devoted to S. P. Timoshenko’s life and work. He also composed two books about him. Elishakoff et al. wrote several articles investigating S. P. Timoshenko’s scientific activities and the question of the priority. An archive of his manuscripts, letters, and handwritten materials are available online.