В 1841 г. Сомов защитил магистерскую диссертацию и вскоре переехал в Петербург. Получив сначала место адъюнкта, потом профессора Петербургского университета, он проработал в нем 35 лет. Его научные интересы сосредоточились на прикладной математике (аналитической механике и теоретической физике). В 1847 г. Сомов защитил докторскую диссертацию «Аналитическая теория волнообразного движения эфира», за которую ему присвоили степень доктора чистой математики и астрономии и второй раз присудили половинную Демидовскую премию (1848 г.).
Выступив в качестве рецензента, Остроградский отмечал, что «не взирая на сии немногие недостатки, Т
РУД г. Сомова ясно доказывает, что сей геометр совестливым изучением своего предмета усвоил себе все то, что знаменитые предшественники его открыли относительно уравнений в частных линейных разностях, от которых зависит теория света и другие важные задачи математической физики. Очевидно, что он избрал себе образцом и руководителем Коши; однако же уравнения, которые он предложил себе интегрировать, разнятся от уравнений знаменитого французского геометра тем, что они содержат в себе члены, зависящие от действия весомой материи на эфир… Половинная премия, во второй уже раз присуждаемая г. Сомову, конечно, подстрекнет его к дальнейшим усилиям и успехам на избранном им поприще» [11, с. 18].Ученый оправдал возлагаемые на него надежды. Через три года он в третий раз получил половинную Демидовскую премию — за книгу «Основания теории эллиптических функций». В ней дано полное изложение свойств эллиптических функций, методов их вычисления и приложений к геометрии и механике. В Петербургском университете эта работа долгое время, была учебным пособием по теории эллиптических функций, читанной сначала Сомовым, а потом Чебышевым.
Докладывая Общему собранию Академии наук о работе Сомова, П. Н. Фусс сообщал: «Рассмотрев книгу, рецензенты (М. В. Остроградский и В. Я. Буняковский, —
В 1847 г. в Петербургском университете появился П. Л. Чебышев. В том же году он защитил магистерскую диссертацию, был утвержден в звании доцента и начал чтение лекций по алгебре и теории чисел. Вскоре Буняковский привлек молодого ученого к подготовке издания полного собрания трудов Эйлера по теории чисел, которое в 1849 г. вышло в двух томах с ценным систематическим указателем.
Эти исследования и лекции по теории чисел в университете дали Чебышеву толчок к серьезным занятиям по этому разделу математики. Он составил классическое руководство «Теория сравнений» (1849 г.), которое и представил в качестве докторской диссертации. Публичная защита состоялась 15 мая 1849 г. Оппонентами выступали профессора В. Я. Буняковский, С. С. Куторга, А. Н. Савич и О. И. Сомов. Заметим, что, кроме академика Буняковского, все стали лауреатами Демидовской премии по разным наукам. Чебышев получил степень доктора математики и астрономии, был удостоен половинной Демидовской премии (1849 г.) и стал профессором университета.
Представляя в Демидовскую комиссию его сочинение, Буняковский и Фусс писали в своем отзыве: «Теория чисел, эта важная отрасль чистого математического анализа, очень недавно сделалась у нас предметом до некоторой степени обязательным при высшем математическом образовании…
При естественности системы сочинение г. Чебышева имеет и другие достоинства, относящиеся к самому изложению. Кроме ясности и строгости доказательств, истинно геометрических, оно отличается простотою приемов и единообразием способов, а это самое значительно облегчит изучение теории чисел…».
Рецензенты не сомневались, что «Теория сравнений» Чебышева по достоинству своему послужит к действительному обогащению отечественной математической литературы. Как первый самостоятельный труд на русском языке о предмете, признанном весьма важным всеми математиками, он заслуживает особенного внимания и одобрения, и рецензенты признали бы его достойным полной Демидовской премии, если бы сочинение заключало в себе теорию чисел во всем ее объеме, именно теорию сравнений с присовокуплением приложения ее к диофантову анализу» [14, с. 55, 56].