Евграф Фёдоров

Евграф Степанович Фёдоров (10 [22] декабря 1853, Оренбург — 21 мая 1919, Петроград) — русский учёный-кристаллограф, минералог, математик и геометр. Один из основоположников современной структурной кристаллографии и кристаллохимии, создатель теории симметрии кристаллов. Академик Российской академии наук (1919). Внёс фундаментальный вклад в геометрическую теорию строения кристаллов, разработал метод кристаллографического анализа с помощью фёдоровского столика, а также создал классификацию пространственных групп симметрии (групп Фёдорова).

Биография

Ранние годы и образование

Евграф Фёдоров родился в Оренбурге в семье военного инженера. В 1869 году окончил Оренбургскую военную гимназию, после чего поступил в Николаевское инженерное училище в Санкт-Петербурге, которое окончил в 1872 году. Однако военная карьера его не привлекала, и в 1874 году он вышел в отставку, чтобы заняться наукой. В 1875 году поступил в Горный институт в Санкт-Петербурге, который окончил в 1883 году с отличием. В институте на него оказали влияние профессора П. В. Еремеев и А. П. Карпинский.

Научная и преподавательская деятельность

После окончания института Фёдоров работал в Геологическом комитете, а затем преподавал в Горном институте. В 1885 году защитил магистерскую диссертацию «Начала учения о фигурах», а в 1891 году — докторскую диссертацию «Симметрия правильных систем фигур». В 1895 году стал профессором Московского сельскохозяйственного института (ныне Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К. А. Тимирязева), где заведовал кафедрой геологии. В 1905 году перешёл в Горный институт, где работал до конца жизни.

В 1919 году, незадолго до смерти, был избран академиком Российской академии наук. Скончался 21 мая 1919 года в Петрограде от воспаления лёгких.

Научные достижения

Теория симметрии кристаллов

Фёдоров разработал строгую математическую теорию симметрии кристаллических структур. Он показал, что всё многообразие кристаллических решёток может быть описано с помощью 230 пространственных групп симметрии (групп Фёдорова), которые учитывают все возможные комбинации трансляций, поворотов, отражений и скользящих отражений в трёхмерном пространстве. Эта классификация, завершённая в 1890 году, стала основой для современной кристаллографии. Позднее, независимо от Фёдорова, аналогичную классификацию опубликовал немецкий математик Артур Шёнфлис (1891), однако приоритет Фёдорова признаётся научным сообществом.

Фёдоровский столик

В 1889 году Фёдоров изобрёл прибор для кристаллографических измерений — фёдоровский столик (универсальный столик Фёдорова). Это устройство позволяет определять ориентировку кристаллов и их оптические свойства под микроскопом. Столик состоит из нескольких вращающихся осей, что даёт возможность измерять углы между гранями кристаллов и их оптические характеристики. Прибор стал незаменимым инструментом в минералогии и петрографии.

Кристаллографический анализ

Фёдоров разработал метод кристаллографического анализа, основанный на измерении углов между гранями кристаллов и их симметрии. Он ввёл понятие «кристаллическое пространство» и показал, что все кристаллы могут быть описаны с помощью 32 точечных групп симметрии (кристаллографических классов) и 230 пространственных групп. Его работы заложили основы кристаллохимии — науки о связи химического состава и кристаллической структуры вещества.

Геометрические работы

Фёдоров также внёс вклад в геометрию, в частности в теорию правильных многогранников и паркетов. Он исследовал правильные разбиения плоскости и пространства, что привело к открытию новых типов многогранников, в том числе фёдоровских многогранников — выпуклых многогранников, которые могут заполнять пространство без пустот и перекрытий. Эти работы имеют значение в теории упаковок и в кристаллографии.

Основные труды

• «Начала учения о фигурах» (1885) — магистерская диссертация, посвящённая геометрической теории симметрии.
• «Симметрия правильных систем фигур» (1891) — докторская диссертация, в которой впервые была дана полная классификация пространственных групп симметрии.
• «Курс кристаллографии» (1897) — учебник, ставший классическим в русской и мировой науке.
• «Царство кристаллов» (1904) — популярная работа, в которой Фёдоров изложил основы кристаллографии для широкой аудитории.
• «Геометрические исследования» (1910) — сборник работ по геометрии многогранников и разбиений.

Признание и наследие

Работы Фёдорова получили международное признание. Он был избран членом-корреспондентом Баварской академии наук (1896), почётным членом Минералогического общества Великобритании и Ирландии (1900), а также членом-корреспондентом Петербургской академии наук (1901). В 1919 году, незадолго до смерти, стал академиком Российской академии наук.

Именем Фёдорова названы:

• Фёдоровский столик — прибор для кристаллографических измерений.
• Группы Фёдорова — 230 пространственных групп симметрии.
• Фёдоровские многогранники — выпуклые многогранники, заполняющие пространство.
• Минерал фёдоровит (разновидность пироксена).
• Кратер на Луне (Fedorov).
• Улица в Оренбурге и в Санкт-Петербурге.

В 2003 году в Оренбурге был установлен памятник Евграфу Фёдорову.

Интересные факты

• Фёдоров был не только учёным, но и художником-любителем. Он создал серию рисунков кристаллов, которые отличались высокой точностью.
• В 1915 году, во время Первой мировой войны, Фёдоров разработал проект оптического прибора для определения координат артиллерийских целей, но проект не был реализован.
• Фёдоров был убеждённым сторонником эволюционной теории и критиковал креационизм.

Источники

• Шафрановский И. И. Евграф Степанович Фёдоров. — М.: Наука, 1965.
• Бокий Г. Б. Евграф Степанович Фёдоров (1853–1919) // Кристаллография. — 1973. — Т. 18, № 6.
• Белов Н. В. Евграф Степанович Фёдоров — основоположник кристаллохимии // Успехи химии. — 1953. — Т. 22, № 6.
• Фёдоров Е. С. Собрание сочинений. — М.: Изд-во АН СССР, 1953.