Наука и техника в истории России

Материал из Юнциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

В средневековой Руси создание технических средств основывалось на поиске, накоплении и развитии практических навыков многих поколений людей, которые передавали их по наследству, а отдельные элементы научных знаний формировались из наблюдений природных явлений. Тем не менее к концу XV в., когда на Руси завершилось образование централизованного государства, были развиты многие ремесла, солеварение, поташное дело (производство золы из растений и использование ее для стекловарения, крашения тканей), металлургия. При строительстве крупных сооружений широко применялись подъемные механизмы (блоки, вороты), в качестве двигателей действовали водяные колеса. К этому времени появились первые отечественные пушки (1382), башенные часы в Москве (1404), Новгороде (1436), Пскове (1477).

В XVI—XVII вв. были открыты и разрабатывались богатые месторождения железных, серебряных, медных и других руд, под Москвой действовали яселезоделательные, стекольные, пороховые заводы. Появились первые мануфактурные производства, основанные на узкой специализации рабочих и их орудий труда. Исследования огромных территорий Сибири, Дальнего Востока, побережья Северного Ледовитого океана и заграничные путешествия привели к крупным географическим открытиям (см. Арктики и Антарктики освоение, Сибири и Дальнего Востока освоение).

С начала XVI в. освоением новых земель, строительством больших сооружений, производством военной техники и т. д. руководили государственные органы — приказы: Разрядный (картография), Аптекарский (медицина), Каменных дел, Рудных дел, Пушкарский (военная техника) и др.

Но, несмотря на известные достижения в накоплении и распространении научно-технических знаний, в России до XVIII в. почти отсутствовало естественнонаучное и техническое образование. Перелом наступил в конце XVII — начале XVIII в., когда по инициативе Петра I были открыты многие специальные учебные заведения в Москве (Школа математических и навигационных наук, Инженерная школа и др.), Санкт-Петербурге (Морская академия, Медико-хирургическая школа и др.), на Урале (горнозаводские школы). В 1724 г. была основана Академия наук, которая сыграла большую роль в развитии отечественной науки, распространении научных знаний (см. Петр I и реформы первой четверти XVIII в.).

Крупнейшие научные исследования и открытия сделал М. В. Ломоносов — первый русский естествоиспытатель мирового значения, первый русский академик, труды которого почти во всех отраслях знаний далеко опередили свое время и оказали большое влияние на прогресс науки, техники и образования в России, способствовали совершенствованию технологии многих производств.

Заметный вклад в развитие ряда отраслей науки в XVIII в. внесли иностранные ученые — академики Петербургской академии наук, работавшие в России: Л. Эйлер (математика, физика, астрономия), Д. Бернулли и Х. Гольдбах (математика), Ф. У. Т. Эпинус (физика), Т. Ловиц (химия, фармакология), Э. Лаксман (техническая химия), К. Ф. Вольф (эмбриология), П. С. Паллас (зоология, ботаника) и многие другие. Весьма серьезные исследования проводили и русские ученые-естествоиспытатели. А. Т. Болотов заложил основы русской агрономической науки, Д. С. Самойловича считают родоначальником отечественной эпидемиологии, В. М. Севергин был одним из основателей русской минералогической школы, А. А. Мусин-Пушкин успешно решал важные задачи технической химии, В. Ф. Зуев создал первый русский учебник по естествознанию. Всех видных ученых того времени здесь перечислить невозможно.

Русские изобретатели XVIII в. создали немало технических новинок. А. К. Мартов сконструировал несколько оригинальных станков, в том числе токарно-копировальный с суппортом, и скорострельную батарею из 44 мортирок, предложил новые способы отливки пушек. И. П. Кулибин усовершенствовал обработку оптических стекол, создал прототип прожектора, семафорный телеграф, построил модель одноарочного моста через Неву пролетом около 300 м. И. И. Ползунов в 1763 г. разработал проект первого в мире универсального парового двигателя, а в 1765 г. построил в Барнауле первую в России теплосиловую установку. К. Д. Фролов в 1783—1789 гг. создал на Змеиногорском руднике (Алтай) комплекс гидросиловых установок для механизации ряда производств.

Рост капиталистических отношений в России требовал развития научно-технических знаний, освоения природных ресурсов, но отсталая экономика препятствовала этому. И все же в XIX в. наука уже неотделима от практических потребностей общества, хотя ряд уникальных научных исследований не был своевременно использован. Так, открытая В. В. Петровым в 1802 г. электрическая дуга нашла практическое применение лишь 70—80 лет спустя. А неевклидова геометрия, созданная Н. И. Лобачевским в 20-е гг. и оказавшая позже огромное влияние на развитие математики и смежных с нею наук, очень долго не признавалась современниками. Наряду с этим в первой половине XIX в. многие русские исследователи и изобретатели внесли существенный вклад в мировую науку и технику. В этот период было совершено около 40 кругосветных экспедиций, в которых приняли участие астрономы, физики, биологи и другие русские ученые, открыты сотни островов и Антарктида.

Среди отечественных научно-технических достижений нужно отметить такие серьезные, как создание П. Л. Шиллингом первого в мире практически пригодного электромагнитного телеграфа (1832), изобретение Б. С. Якоби оригинальных электродвигателей и гальванопластики (30-е гг.), установление Э. Х. Ленцем закона теплового действия тока (1842), открытие и усовершенствование П. П. Аносовым методов получения высококачественной стали (30—40-е гг.). Важнейшее значение имели прокладка П. К. Фроловым конно-чугунной дороги (1806—1809) и постройка Е. А. и М. Е. Черепановыми первого в России паровоза (1833—1834) и железной дороги длиной 3,5 км.

Промышленный переворот — переход от мануфактуры к машинному производству, вызвавший резкий рост производительных сил, произошел в России позже, чем в других европейских странах. Начало его относится к рубежу 30—40-х гг., а конец — к 80-м гг. XIX в. В это время наука и техника стали сближаться, стимулировать друг друга. Быстрый рост капитализма после отмены крепостного права в 1861 г. создал условия для существенного ускорения научно-технического прогресса. Этот процесс не заставил себя ждать. Русские ученые в конце XIX — начале XX в. внесли выдающийся вклад в решение коренных проблем естествознания. А. М. Бутлеров обосновал теорию химического строения, по которой свойства веществ определяются взаимным влиянием атомов в молекулах (1861). Д. И. Менделеев открыл один из основных законов естествознания — периодический закон химических элементов (1869). П. Л. Чебышев, основатель петербургской математической школы, в своих классических работах сумел увязать проблемы математики с принципиальными вопросами естествознания и техники. В. В. Докучаев в работе «Русский чернозем» (1883) заложил основы генетического почвоведения. И. М. Сеченов был создателем физиологической школы, И. И. Мечников — школы сравнительной патологии, эмбриологии и иммунологии, К. А. Тимирязев — школы физиологии растений. Исследования И. П. Павлова — основателя учения о высшей нервной деятельности — оказали громадное влияние на развитие физиологии, медицины, психологии и педагогики. В 90-х гг. в Московском университете под руководством В. И. Вернадского начал действовать крупный центр минералогии. Перечень исследований мирового значения, выполненных русскими учеными-естествоиспытателями, этим далеко не исчерпывается.

Взлет технических достижений в эпоху промышленного переворота связан, в частности, с тем, что электрическая энергия стала использоваться для практических целей, а русские ученые и изобретатели в этом деле занимали одно из ведущих мест. В 1872 г. А. Н. Лодыгин изобрел угольную лампу накаливания, а П. Н. Яблочков благодаря своему изобретению в 1876 г. дуговой лампы, которую назвали «свечой Яблочкова», стал основателем первой системы электрического освещения. В 1880 г. Д. А. Лачинов доказал возможность передачи электроэнергии по проводам на большие расстояния. Никак нельзя преуменьшить значение замечательных работ Н. Н. Бенардоса и Н. Г. Славянова, первыми создавших в 1880-х гг. способы дуговой сварки, в которых воплотилось на практике открытие В. В. Петровым электрической дуги. Наконец, одним из величайших открытий стало изобретение А. С. Поповым радио (1895).

Русские ученые и изобретатели успешно работали и во многих других областях техники и технологии. Например, Д. К. Чернов — основоположник металловедения — установил влияние термической обработки стали на ее состав и свойства, усовершенствовал многие металлургические процессы.

Во второй половине XIX в. в России начала зарождаться авиация. Одним из авторов первых проектов самолетов был русский офицер Н. А. Телешов, который в 60-х гг. спроектировал пассажирский самолет вместимостью 120 человек с паровой машиной и толкающим воздушным винтом и самолет «Дельта» с треугольным крылом и реактивным двигателем. В 1881 г. А. Ф. Можайский получил первый в России патент («привилегию») на летательный аппарат (самолет), а в 1883 г. завершил сборку первого натурного самолета. Первые полеты самолетов отечественных конструкторов А. С. Кудашева, И. И. Сикорского, Я. М. Гаккеля состоялись в 1910 г.

После Октябрьской революции 1917 г. ученые, изобретатели и конструкторы внесли значительный вклад в развитие многих отраслей науки и техники страны. Работать приходилось в трудных условиях: хозяйство было разрушено, ряд крупных специалистов эмигрировали за рубеж. И все же фундаментальные и прикладные исследования продолжались. Взять хотя бы, к примеру, метод производства синтетического каучука, разработанный С. В. Лебедевым с группой сотрудников в 1926—1928 гг. Наряду с научными исследованиями в стране росла техническая оснащенность важных отраслей промышленности и сельского хозяйства, осваивались природные ресурсы. Все это помогло создать базу для последующей нелегкой победы в Великой Отечественной войне и заложить основы стремительного научно-технического прогресса в послевоенное время. Приходится только удивляться преданности своему делу, мужеству и трудолюбию, которые проявляли творцы отечественной науки и техники, работавшие в сложнейшее военное время и во время массовых политических репрессий 30—50-х гг., когда многие крупные специалисты либо были расстреляны или сосланы в лагеря, либо, находясь в заключении, работали по своей специальности в тюремном режиме. Опале иногда подвергались целые направления и даже отрасли науки, как это произошло, к примеру, с генетикой — теоретической основой растениеводства и животноводства, в которой в 30-х — начале 60-х гг. господствовали антинаучные взгляды, были разрушены крупные генетические школы — Н. И. Вавилова и других русских ученых, занимавшие в 20—30-е гг. ведущее место в мировой науке о наследственности и изменчивости.

Н. И. Вавилов, первый президент Академии сельскохозяйственных наук, которого многие зарубежные академии избрали своим почетным членом, был выдающимся ученым в области биологии и генетики. Он организовал экспедиции на разные континенты и собрал крупнейшую в мире коллекцию культурных растений из 60 стран, представлявшую собой уникальный селекционный материал. В 1940 г. Н. И. Вавилов был незаконно арестован и в 1943 г. умер в саратовской тюрьме.

В результате репрессий урон был нанесен агрономии, медицине и другим наукам, в том числе и техническим, в частности кибернетике. И все-таки развитие науки и техники нельзя было остановить. В предвоенные годы заметные успехи были достигнуты в авиастроении и ракетостроении. Возможность конструировать самолеты на научной основе появилась в результате капитальных трудов Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина по аэродинамике и прочности самолета. Н. Е. Жуковский вывел формулу для определения подъемной силы, создал теорию винта и др. С. А. Чаплыгин разработал теорию крыла и основы аэродинамики больших скоростей. Исследования продолжили их ученики — А. Н. Туполев, Б. Н. Юрьев, В. П. Ветчинкин и другие. Авиаконструктор А. Н. Туполев, под руководством которого спроектировано свыше 100 типов самолетов, в 1924 г. создал первый цельнометаллический самолет, а в 1933 г. — самолет АНТ-25, на котором был совершен выдающийся перелет экипажа В. П. Чкалова через Северный полюс в США. Но поскольку приближалась вторая мировая война, наращивался выпуск в основном боевых самолетов — бомбардировщиков А. Н. Туполева, В. М. Петлякова, штурмовиков С. В. Ильюшина, истребителей Н. Н. Поликарпова, А. С. Яковлева, самолетов других конструкторов. В ходе Великой Отечественной войны в СССР было построено 125 655 самолетов, из них более 108 тыс, боевых.

Экспериментальные работы в области ракетной техники стали проводиться в России в начале 20-х гг. Опытные многозарядные самоходные пусковые установки «катюши» были созданы в 1937—1939 гг. (Г. Э. Лангемак, В. А. Артемьев и др.), их серийные образцы с большой эффективностью применялись на войне.

Крупнейшими организаторами науки были президент Академии наук СССР С. И. Вавилов (брат Н. И. Вавилова) и ленинградский ученый А. Ф. Иоффе. Они в довоенное время, в годы войны и после нее основали научно-исследовательские институты, создали школы и направления физико-технических исследований, где вели серьезнейшую научную работу и руководили деятельностью специалистов, ставших в дальнейшем видными учеными, известными во всем мире.

Так, И. В. Курчатову и возглавляемому им огромному коллективу ученых и инженеров принадлежит заслуга решения задач создания ядерной энергетики и ядерного оружия. В этих работах приняли участие также академики А. П. Александров, Я. Б. Зельдович, А. Д. Сахаров, И. Е. Тамм, Г. Н. Флеров, Ю. Б. Харитон и многие другие. Первая в мире атомная электростанция была запущена в г. Обнинске Калужской области в 1954 г. Первое в мире морское судно с ядерной силовой установкой построено у нас в 1959 г. Однако следует отметить, что крупные научно-технические успехи, в том числе военно-промышленного комплекса, достигались за счет снижения уровня потребления населения. И в целом, несмотря на ряд достижений, внесших серьезнейший вклад в мировой научно-технический прогресс, наша страна отставала в экономике от развитых зарубежных стран.

В развитии ракетостроения и космонавтики в СССР после войны главную роль сыграли российские ученые, инженеры и военные специалисты. Опередившие всю мировую науку идеи К. Э. Циолковского, высказанные им впервые еще в 1903 г., доказывали реальность освоения космического пространства, указывали пути развития ракетостроения и космонавтики. В 1929 г. в Новосибирске вышла книга талантливейшего исследователя Ю. В. Кондратюка, в которой он независимо от К. Э. Циолковского теоретически определил последовательность освоения космического пространства, рассмотрел основные проблемы ракетного движения. Практические работы по ракетостроению возглавил С. П. Королев. В 1946 г. он был назначен главным конструктором баллистических ракет. С его именем связана плеяда замечательных достижений в освоении космоса. Уже в 1948 г. стартовала первая советская управляемая баллистическая ракета (дальность полета около 300 км), а в 1957 г. прошла испытания первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета, и с ее помощью 4 октября того же года был запущен первый в мире искусственный спутник Земли. День космонавтики отмечается 12 апреля, в честь того дня 1961 г., когда Ю. А. Гагарин стал первым человеком, совершившим на космическом корабле «Восток» полет в космос. В освоении космического пространства велики заслуги В. П. Глушко, В. Н. Челомея, М. К. Янгеля, Н. А. Пилюгина и многих других советских ученых.

Создание средств космической техники и подготовка космонавтов к полетам основывались на обширных комплексных исследованиях и работах, в которых принимали участие практически почти все отрасли науки и производства, даже, к примеру, такие отрасли, как медицина, генетика, пищевая промышленность, были задействованы все средства связи и т. д. Прогресс в освоении космоса способствовал научно-техническому прогрессу в смежных отраслях. Именно благодаря такой связи в астрофизической обсерватории Академии наук СССР на Северном Кавказе был смонтирован крупнейший в мире телескоп-рефлектор с диаметром зеркала 6 м.

Таким образом, освоение космоса не только требует больших затрат, но и дает огромную отдачу. При помощи спутников связи осуществляются телевизионные передачи и многоканальная радиосвязь, международная телефонная связь. Неоценимо значение космических исследований для изучения земной поверхности и Мирового океана, получения информации о новых месторождениях полезных ископаемых, эрозии почв, загрязнении атмосферы, сведений по метеорологии и т. д. В июле 1975 г. состоялся первый экспериментальный совместный полет пилотируемых космических кораблей «Союз» (СССР) и «Аполлон» (США). Плодотворное сотрудничество России и США в области освоения космоса продолжается.

Стоит упомянуть замечательное открытие русских ученых А. М. Прохорова и Н. К. Басова, которые одновременно с американцем Ч. Таунсом создали первый квантовый генератор — мазер. Тем самым они явились родоначальниками квантовой электроники и лазерной техники, внедрившихся сейчас в самые разные сферы нашей жизни. Лазеры стали незаменимым средством во многих технологических процессах, вычислительной технике и информатике, системах оптической техники и локации, медицине, геодезии, химии.

И наконец, отметим еще одно техническое новшество, практически разработанное русским конструктором Р. Е. Алексеевым. В России — одной из самых больших стран на свете — особую роль играет транспорт, особенно скоростной. Тем более значимой стала разработка Р. Е. Алексеевым серии судов на подводных крыльях, которые благодаря незначительному сопротивлению воды развивали очень большую скорость и экономили топливо. Первое в СССР многоместное серийное судно на подводных крыльях «Ракета», созданное Р. Е. Алексеевым в 1957 г., проходило расстояние в 800 км (Горький — Казань) всего за 12 часов, тогда как этот путь по железной дороге занимал 20 часов.

Российские специалисты внесли большой вклад в развитие естественных и технических наук, техники и технологии, что содействовало существенному ускорению темпов научно-технического прогресса в конце XX в. Несмотря на переживаемые в России в последнее время серьезнейшие трудности в финансировании науки и технического образования, а также новых промышленных технологий, в стране плодотворно действуют Российская академия наук (РАН), ряд отраслевых академий, естественнонаучными проблемами занимаются множество научно-исследовательских институтов, университеты и институтские кафедры и лаборатории. Появились новые источники финансирования научно-исследовательских работ с помощью различных российских и международных фондов.