Татьяна Афанасьева-Эренфест – математик, физик, педагог

Имя Татьяны Алексеевны Афанасьевой-Эренфест (19.11.1876 – 14.4.1964, в западной литературе – Ehrenfest-Afanassjewa) мало известно широкой публике, хотя она сделала большой вклад в развитие науки.

Ее и ее мужа, Пауля Эренфеста, статья «Концептуальные основы статистического подхода в механике» (1911), написанная для «Энциклопедии математических наук» по заказу Феликса Клейна, является наиболее цитируемой работой по статистической механике.

В ее статье «Односторонность, необратимость и второе начало термодинамики» (1928 г.) впервые обосновано общепринятое ныне разделение второго начала термодинамики на два независимых положения: принцип существования энтропии и принцип возрастания энтропии. В этой же статье под названием «аксиома тепловой связи» впервые сформулировано то, что сегодня называют нулевым началом термодинамики. Там же введено различение двух видов необратимости, необходимость которого и сегодня осознана не всеми.

Татьяна Алексеевна сделала заметный вклад и в развитие теории подобия: в 1925 году она вывела две основные теоремы этой теории для случая подобия любых явлений природы и в основном завершила создание основ этой теории.

Она также была выдающимся педагогом, разработала оригинальную систему преподавания геометрии в школе. В 1924 г. опубликовала брошюру «Что может и должно дать обучение геометрии нематематику», которая повлияла на преподавание математики в нидерландских школах. В этой брошюре она обосновала то положение, что дети в возрасте от 10 до 18 лет должны изучать математику в три этапа: сначала интуитивно (изучая окружающий мир и его пространственные свойства), затем систематически (обнаруживая закономерности) и, наконец, аксиоматически – доказывая теоремы на основе аксиом.

Родилась Татьяна Афанасьева 19 ноября 1876 г. в Киеве. В двухлетнем возрасте потеряла отца и воспитывалась в Петербурге в семье дяди – Петра Афанасьева, сначала инженера, а затем профессора Технологического института. В 1900 г. окончила с золотой медалью математическое отделение физико-математического факультета петербургских Высших женских (Бестужевских) курсов. В 1900-1902 гг. работала преподавателем математики в женской гимназии и, одновременно, на Высших женских курсах. Весной 1902 г. выехала за границу для усовершенствования в математике и физике. В Геттингенском университете слушала лекции Давида Гильберта и Феликса Клейна. Там познакомилась с Паулем Эренфестом, который ранее учился в Вене, но временно перешел в Геттингенский университет. 21 декабря 1904 г. они вступили в брак в Вене. От этого брака родилось четверо детей: Татьяна (1905-1984), Пауль (1915-1939), Галина (Анна Галинка) (1910-1979), Василий (1918-1933).

Фото Тетяни і Пауля

П.Эренфест в 1904 г. блестяще защитил докторскую диссертацию в Вене. Его оппонент, Л.Больцман, дал высокую оценку работе. Несмотря на это Эренфест длительное время не мог найти постоянное место работы. Поэтому осенью 1907 г. семья перехала в Петербург. Татьяна Алексеевна снова начала преподавать математику в гимназиях и на Высших женских курсах, а Пауль нигде устроиться не смог, хотя постепенно сдал магистерские экзамены по физике и математике, как это тогда требовалось. За пять лет он только два семестра читал лекции по математической физике в Политехническом институте без зачисления в штат. Но он активно занимался наукой. Опубликовал несколько статей – самостоятельно и совместно с женой. Кроме того, в своей квартире Эренфесты организовали семинар (кружок), где раз в две недели молодые физики и математики обсуждали актуальные проблемы физики. Там бывали будущие академики А.Иоффе, Д.Рождественський, В.Миткевич, будущие профессора А.Добиаш, А.Фридман, Я.Тамаркин и др. Этот семинар оказал огромное влияние на развитие теоретической физики в России и СССР.

Фотографія Петербурзького гуртка

В начале 1912 г. П.Эренфест предпринял поездку по Европе в поисках места работы, а также разослал свою и жены статью из Математической энциклопедии ведущим европейским физикам. Ознакомившись с этой статьей, Нобелевский лауреат Г.Лоренц предложил П.Эренфесту стать его преемником по теоретической физике в Лейденском университете. В октябре 1912 семья переехала в Лейден. Эренфест читал студентам лекции по электродинамике, статистической физики, квантовой теории. Он также организовал еженедельный семинар по теоретической физике, из которого вышли такие известные физики, как Дж.Уленбек, Х.Крамерс, Я.Бюргерс, С.Гаудсмит и др.

В 1914 г. Эренфесты построили в Лейдене, на улице Роз, собственный дом в стиле неоклассицизма по проекту Татьяны Алексеевны (ныне – памятник архитектуры). В доме была комната для гостей. Однажды Эренфест предложил очередном гостю расписаться на стене этой комнаты. Это стало традицией, и за два десятилетия там появился не один десяток автографов, в том числе 15 подписей нобелевских лауреатов – М.Планка, А.Эйнштейна, Н.Бора, В.Гейзенберга, В.Паули, М.Борна, Э.Шрёдингера, П.Капицы, И.Тамма и др.

Тоскуя по родине, и чтобы реализовать себя как преподавателя, Т.А.Афанасьева-Эренфест в 1926-1933 гг. ежегодно ездила в СССР. Она читала лекции по математике и методике ее преподавания в Педагогическом институте Симферополя (1927-1928 гг.), Горском практическом институте народного образования (г. Орджоникидзе, ныне – Владикавказ) (1932-1933 гг.), была профессором Второго Московского университета (1931 г.). Пауль Эренфест тоже постоянно поддерживал контакты с физиками из СССР, посылал им литературу, организовывал стажировки молодых исследователей в европейских университетах и ​​лабораториях.

В начале 1930-х гг. П.Эренфест часто впадал в депрессию. Он остро переживал приход к власти Гитлера в Германии в 1933 году. Помогал устраиваться физикам, которых изгоняли из германских университетов. Угнетало его и то, что младший сын, Василий, был душевнобольным и находился в специальных клиниках. В состоянии острого кризиса 25 сентября 1933 П.Эренфест застрелил из револьвера сына и застрелился сам.

В 1939 году погиб под лавиной в Альпах их старший сын Пауль, который с ранних лет проявлял незаурядные способности к физике, учился в Париже у П.Оже и, начиная с 19-летнего возраста, ежегодно публиковал в ведущих научных журналах несколько статей по исследованиям космических лучей.

Старшая дочь Эренфестов, Татьяна Аарденне, стала математиком. Дочь Галина ван Боммель-Эренфест стала художницей. Вместе с мужем, тоже художником Якобом Клоотом, была иллюстратором популярной серии детских книг, где они выступали под псевдонимом El Pintor. Во время Второй мировой войны немецкие оккупанты посадили Галину в тюрьму, где она потеряла нерождённого ребенка, а ее муж погиб в концлагере Собибор.

Несмотря на все пережитые невзгоды, Татьяна Алексеевна сохранила творческую активность до последних дней. В 1956 г., в 80-летнем возрасте, она издала монографию по основаниям термодинамики, а четыре года спустя новую книгу – по методике преподавания математики.

Ее биография и научное наследие в последние годы привлекают внимание все большего числа исследователей из разных стран. Во втором номере за 2003 г. журнала «Наука и науковедение» вышла статья киевлянки А.С.Литвинко об Афанасьевой-Эренфест. Можно надеяться, что в Киеве выйдет и книга о ней.