СССР. Естественные науки

Естественные науки (далее С)

Математика

Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские ученые. По замыслу Петра академики-иностранцы должны были иметь русских учеников; и действительно, Эйлеру удалось основать русскую математическую школу. В 19 в. Россия дала мировой науке Н. И. Лобачевского, создателя неевклидовой геометрии, труды которого длительное время не были оценены, но в дальнейшем оказали огромное влияние на развитие математики и смежных с ней наук. В 19 в. в АН были избраны выдающиеся математики М. В. Остроградский, В. Я. Буняковский и П. Л. Чебышев, создавший в Петербурге замечательную математическую школу, к которой, в частности, принадлежали академики А. М. Ляпунов, А. А. Марков и В. А. Стеклов. П. Л. Чебышев считал, что в математике важно, прежде всего, то, что помогает решать практические задачи или содействует развитию смежных разделов науки; исходя из запросов теории механизмов, он построил теорию наилучших приближений функций. Русские математики внесли большой вклад в решение технических проблем. Труды Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина были посвящены созданию теории полета и развитию авиации, а труды А. Н. Крылова — созданию теории корабля и развитию кораблестроения.

Достижения дореволюционной русской математики были связаны с исследованиями отдельных ученых и имели очень узкую базу. Основными центрами математических исследований являлись университеты — Петербургский, Московский, Казанский, Киевский, Харьковский. В Петербургском университете работали почти все математики — члены АН; в других математических центрах главные достижения были также связаны с работами чебышевской школы.

В СССР после Октябрьской революции 1917 успешно разрабатываются все основные направления современной математики; активно ведется работа по ее применениям. Выдающаяся роль принадлежит Математическому институту им. В. А. Стеклова АН СССР (1934, Москва), на базе отделов которого был создан ряд научно-исследовательских учреждений, в том числе институт прикладной математики АН СССР (1963, Москва). Большая научно-исследовательская работа в области математики и ее приложений ведется также в Вычислительном центре АН СССР (1955, Москва), Институте математики Сибирского отделения АН СССР (1957, Новосибирск), на математических кафедрах МГУ, ЛГУ и других университетов, институте математики и механики Уральского научного центра АН СССР (1971, Свердловск), в институтах республиканских АН. На Украине, в Грузии, Армении, Узбекистане, Литве имеются крупные математические школы.

В области теории чисел И. М. Виноградов создал мощный метод тригонометрических сумм, позволивший получить наилучшие результаты в вопросе о распределении дробных долей функций, в аддитивных задачах, в распределении простых чисел в натуральном ряде; последний вопрос тесно связан с проблемой распределения нулей дзета-функции Римана — одной из труднейших в теории функций комплексного переменного. И. М. Виноградов получил асимптотические формулы, из которых в качестве весьма частного случая вытекает решение т. н. проблемы Гольдбаха о возможности представления любого нечетного числа в виде суммы трех простых чисел. Метод тригонометрических сумм играет большую роль и в других разделах математики. Существ. вклад в развитие этого метода и его приложений внес Ю. В. Линник. Значит. результаты в теории трансцендентности принадлежат А. О. Гельфонду. В области теории чисел работали также И. И. Иванов, Р. О. Кузьмин, К. К. Марджанишвили, Л. Г. Шнирельман и др.

Важнейшие исследования в области алгебры велись в тесной связи с работами по математической логике. Так, методами математической логики П. С. Новиков опроверг высказанную в начале 20 в. гипотезу о том, что всякая периодическая группа с конечным числом образующих конечна (аналогичные предположения высказывались и в отношении других алгебраических систем). А. И. Мальцев, также методами математической логики, доказал, в частности, неразрешимость элементарной теории конечных групп; А. И. Мальцев и А. А. Марков разрабатывали теорию алгоритмов; В. М. Глушков — абстрактную теорию автоматов, получившую важные применения. Авторами работ в области алгебры являются также Д. А. Граве, О. Ю. Шмидт, Б. Н. Делоне, А. П. Ершов, М. И. Каргаполов, А. И. Кострикин, Д. К. Фаддеев, Н. Г. Чеботарев, А. И. Ширшов и др., а в области математической логики — Ю. Л. Ершов, О. Б. Лупанов, А. А. Ляпунов, С. В. Яблонский и др.

Возникла теория управляющих систем. Л. С. Понтрягин, Е. Ф. Мищенко и др. создали общую математическую теорию оптимальных процессов, в центре которой находится предложенный Л. С. Понтрягиным "принцип максимума". Качественная теория обыкновенных дифференциальных уравнений разрабатывалась в связи с теорией нелинейных колебаний. При этом весьма важное значение имело введение в рассмотрение А. А. Андроновым и Л. С. Понтрягиным т. н. грубых систем уравнений, т. е. таких систем, общее поведение траекторий которых не меняется при малых изменениях правых частей уравнений. Теорией обыкновенных дифференциальных уравнений занимались также Н. М. Крылов, И. А. Лаппо-Данилевский, В. В. Степанов и др.

Развивая асимптотические методы теории колебаний, Н. Н. Боголюбов нашел асимптотические ряды, дающие хорошие приближения на больших отрезках времени. Им была доказана при весьма общих предположениях сходимость асимптотических разложений; исследование поведения асимптотических разложений на бесконечном промежутке времени проведено методом инвариантных многообразий. Эти работы нашли многочисленные как теоретические, так и практического применения.

Вопрос об устойчивости конкретной системы, как показал А. М. Ляпунов, может быть сведен к построению некоторой функции и определению знака ее производной. Н. Н. Красовский определил критерий существования функций Ляпунова для автономных (не зависящих от времени) систем широкого класса.

Н. Н. Лузин провел важные исследования в области теории функций действительного переменного. В частности, он доказал существование непрерывной примитивной для каждой измеримой и конечной почти всюду функции; это дало возможность решения задачи Дирихле в классе измеримых функций. Основанная Н. Н. Лузиным и Д. Ф. Егоровым московская математическая школа явилась источником ряда новых направлений в советской математике.

А. Н. Колмогоровым, Д. Е. Меньшовым, В. Я. Козловым и другими учеными глубоко разработана теория тригонометрических рядов. В связи с развитием функциональных и вариационных методов решения краевых задач математической физики изучен ряд новых проблем в теории дифференцируемых функций многих переменных. С. Л. Соболевым и С. М. Никольским установлены теоремы вложения для различных классов функций. Вопросам теории приближения функций в действительной области посвящены работы С. М. Никольского и других ученых.

Много работ советских ученых посвящено теории функций комплексного переменного и ее приложениям. Важнейшие применения теории аналитических функций в области аэромеханики были даны Н. Е. Жуковским и С. А. Чаплыгиным. Большой вклад в аэромеханику внес М. В. Келдыш. Результаты Н. И. Мусхелишвили и И. Н. Векуа по граничным задачам теории аналитических функций, которыми занимались также В. В. Голубев и И. И. Привалов, нашли применение в теории упругости, теории оболочек, в механике сплошной среды. В связи с рядом прикладных задач разрабатывались обобщения теории аналитических функций. М. А. Лаврентьев создал теорию квазиконформных отображений, которую он применил к изучению струйного течения жидкости. И. Н. Векуа построил теорию обобщенных аналитических функций.

М. В. Келдыш и М. А. Лаврентьев провели фундаментальные исследования в теории равномерного приближения функций комплексного переменного многочленами. Эти работы были продолжены А. Г. Витушкиным, А. А. Гончаром, С. Н. Мергеляном и другими учеными; был изучен вопрос о приближении функций комплексного переменного рациональными функциями, работы по интерполяции функций в комплексной области выполнил А. Ф. Леонтьев.

Разработка теории функций действительного переменного привела советских математиков к необходимости развития теории множеств и содействовала возникновению теоретико-множественной топологии. Основополагающими явились работы П. С. Александрова. Им, в частности, введено фундаментальное понятие нерва системы множеств. П. С. Александровым создана топологическая теория незамкнутых множеств, играющая большую роль в топологии.

Л. С. Понтрягин является основателем школы алгебраической топологии. Современная топология представляет собой цикл областей математики, изучающих т. н. глобальные проблемы геометрии, анализа, теории дифференциальных уравнений; она охватывает также часть алгебры. Начиная с исследований Л. С. Понтрягина по теории двойственности, топология развивалась под влиянием его идей и методов. Вопросами топологии занимались также А. Н. Тихонов, С. П. Новиков и др.

В области геометрии А. Д. Александровым построена общая теория выпуклых многогранников. Им, А. В. Погореловым и другими геометрами исследованы дифференциально-геометрические образования "в целом".

Многочисленные исследования проведены по теории дифференциальных уравнений с частными производными. В. И. Смирновым и С. Л. Соболевым был дан метод решения уравнений гиперболического типа. А. Н. Колмогоровым были изучены уравнения параболического типа. И. Г. Петровский выделил и изучил широкие классы эллиптических, гиперболических и параболических систем, которые в основном сохраняют свойства соответствующих уравнений 2-го порядка. Им же дано решение задачи Коши для гиперболических систем и в наиболее общем виде исследован вопрос об аналитичности решений эллиптических систем (в частных случаях этот вопрос рассматривался ранее).

И. Н. Векуа исследовал общие краевые задачи для эллиптических уравнений высшего порядка с двумя независимыми переменными созданным им методом интегральных представлений решений; эти работы были продолжены многими математиками. Уравнения смешанного типа изучались М. А. Лаврентьевым и А. В. Бицадзе. Н. М. Крыловым, Н. Н. Боголюбовым, И. Г. Петровским были разработаны прямые методы решения вариационных задач, качественные методы исследования вариационных задач развиты в работах Л. А. Люстерника, Л. Г. Шнирельмана и др.

Работы С. Л. Соболева в области математической физики вызвали необходимость изучения новых классов уравнений. Им введены новые функционально-аналитические методы исследования задач математической физики, ряд работ по математической физике выполнили Н. М. Гюнтер, Н. С. Кошляков и др.

М. В. Келдышем заложены основы теории несамосопряженных операторов, которая применялась в исследованиях многочисленных ученых. Н. И. Мусхелишвили и его учениками получены важные результаты в области теории сингулярных интегральных операторов. Значит. работы проведены по спектральной теории операторов. Получено много результатов в изучении краевых задач смешанного типа и в теории квазилинейных систем. Ряд вопросов функционального анализа (теория нормированных колец, представления групп, обобщенные функции) изучался И. М. Гельфандом. Л. В. Канторовичем построена теория полуупорядоченных пространств. Л. И. Седовым предложены обобщенные вариационные принципы механики, дающие возможность описания необратимых процессов.

В теоретической физике Н. Н. Боголюбов и В. С. Владимиров применили к проблемам квантовой теории поля методы теории аналитических функций множества комплексных переменных и теории обобщенных функций. Н. Н. Боголюбовым построена теория сверхтекучести и установлен фундаментальный факт, что сверхпроводимость может рассматриваться как сверхтекучесть электронного газа. Н. Н. Боголюбовым предложена система аксиом квантовой теории поля, которая дала возможность строго доказать дисперсионные соотношения. В связи с изучением вопросов квантовой теории поля Н. Н. Боголюбовым и В. С. Владимировым получены важные результаты в теории функций многих комплексных переменных (теорема об "острие клина", о "С- выпуклой оболочке", о "конечной инвариантности" и др.). Важные результаты в области теоретической физики принадлежат также Л. Д. Фаддееву.

Многочисленные работы в области теории вероятностей и математической статистики ведутся со времен деятельности П. Л. Чебышева и его учеников А. М. Ляпунова и А. А. Маркова. С. Н. Бернштейн завершил исследования по предельным теоремам типа Лапласа и Ляпунова, приводящим к нормальному закону распределения, и изучил условия применимости основной предельной теоремы к зависимым величинам. Существенные результаты в области теории вероятностей получены А. Я. Хинчиным. А. Н. Колмогоровым разработана общепринятая ныне аксиоматика теории вероятностей, основанная на понятии меры. В трудах А. Н. Колмогорова и его школы широкое развитие получила теория случайных процессов. Ряд предельных теорем теории вероятностей доказан Ю. В. Прохоровым и его учениками, в том числе теоремы о сходимости распределений, связанных с суммами независимых случайных величин, к распределениям некоторых случайных процессов. Авторами работ в области теории вероятностей являются также А. А. Боровков и др., а в области математической статистики — Н. В. Смирнов, исследовавший ее непараметрические задачи, Л. Н. Большев и др. Ю. В. Линником введены новые аналитические методы, примененные им и его учениками к предельным теоремам и к задачам параметрической статистики. Ряду ученых принадлежат исследования в области теории надежности и теории массового обслуживания.

Выдающееся значение имеют работы Н. Н. Боголюбова, В. М. Глушкова, А. А. Дородницына, М. В. Келдыша, Н. Е. Кочина, М. А. Лаврентьева, А. Н. Тихонова и других ученых по прикладной математике. А. А. Дородницыным и его сотрудниками созданы методы решения задачи обтекания тел в полной нелинейной постановке для звуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростей. Н. Е. Кочиным исследованы вопросы движения вязкой жидкости. Границы применения математики все более расширяются. Наряду с традиционными областями ее применения, такими, как механика, физика, астрономия, возникли новые — экономика, биология и др. Ряд приложений математики к вопросам экономики разработал Л. В. Канторович.

Теорией приближенных вычислений занимался А. Н. Крылов. Современная вычислительная математика возникла из задач новой техники на основе использования классической математики и применения ЭВМ. Этим путем были решены важные задачи, относящиеся к проблеме овладения энергией, к теории космического полета и к другим вопросам. Появление ЭВМ поставило перед математикой ряд новых проблем, в частности посвященных изучению различных алгоритмов. В этой связи проведено сравнительное изучение алгоритмов для широкого круга задач, исследован вопрос о построении наилучших (или близких к наилучшим) алгоритмов, принадлежащих данному классу при различных критериях оптимальности. Важное значение для вычислит. техники имеет теория алгоритмических языков, дающая возможность унификации и упрощения программирования на ЭВМ.

А. Н. Тихоновым и его сотрудниками изучена задача численного интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений с разрывными коэффициентами и получены удобные для машинной реализации алгоритмы нахождения регуляризованного решения для многих некорректных задач математической физики; в той же области работают В. К. Иванов, М. М. Лаврентьев и др. В. М. Глушковым, А. А. Дородницыным, А. А. Самарским, а также Н. П. Бусленко, Н. Н. Говоруном, С. К. Годуновым, Е. В. В. А. Мельниковым, Н. Н. Моисеевым, В. В. Русановым и другими учеными много сделано для использования ЭВМ в решении разнообразных классов математических задач.

Среди научных учреждений, которые разрабатывают вопросы, связанные с вычислительной техникой, находятся Институт прикладной математики АН СССР (1963), Институт точной механики и вычислительной техники (1948, Москва), Вычислительный центр АН СССР (1955), Институт кибернетики АН УССР (1962, Киев) и др.

Советские математики принимают участие в работе Международного математического союза (с 1957) и Международных математических конгрессов (с 1928).

Периодические издания: "Математический сборник" (с 1866), "Труды Математического института им. В. А. Стеклова АН СССР" (с 1931), "Известия АН СССР. Серия математическая" (с 1937), "Успехи математических наук" (с 1936), "Теория вероятностей и ее применения" (с 1956), "Журнал вычислительной математики и математической физики" (с 1961), "Математические заметки" (с 1967), "Функциональный анализ и его приложения" (с 1967), "Теоретическая и математическая физика" (с 1969), "Украинский математический журнал" (с 1949), "Сибирский математический журнал" (с 1960), "Дифференциальные уравнения" (с 1965) и др.

См. Математика, Чисел теория, Алгебра, Логика, Геометрия, Топология, Функций теория, Функциональный анализ, Дифференциальные уравнения, Вероятностей теория, Математическая статистика, Вычислительная математика, Математические журналы.

К. К. Марджанишвили.

Астрономия

На территории СССР в разных районах имеется немало материальных памятников древней культуры, свидетельствующих об интересе к астрономическим наблюдениям в весьма отдаленную эпоху; таковы, в частности, сохранившиеся на С.-З. Европейской территории и в Средней Азии наскальные рисунки с астрономическим содержанием; это подтверждает и хорошо разработанная лунно-солнечная календарная система, которой с давних времен пользовались славянские народы. В 10—13 вв. на Руси получили распространение книги, содержащие, в частности, сведения об устройстве Вселенной, о причинах солнечных и лунных затмений и др. Много записей астрономического характера (о солнечных пятнах и протуберанцах, затмениях Солнца и Луны, появлениях комет и т. п.) имеется в русских летописях 11—13 вв. Уже в 7 в. получил распространение трактат по космографии армянского ученого Анании Ширакаци, содержавший астрономические сведения того времени. Больших успехов достигла астрономия в 10—15 вв. у народов Средней Азии на территориях, ныне входящих в СССР: Аль-Бируни из Хорезма принадлежит трактат о летосчислении народов мира, на обсерватории Улугбека в Самарканде выполнен ряд работ, среди которых особое значение имеет составление каталога положений 1019 звезд.

В конце 17 — начале 18 вв. в России появились первые астрономические обсерватории. На основанной в 1701 обсерватории при Школе математических и навигацких наук (Москва) наблюдения проводил Я. В. Брюс. Петербургская АН с первых лет существования имела астрономическая обсерваторию в Петербурге. Работавшие на ней И. Делиль (первый ее директор), Н. И. Попов и др. выполняли работы, имевшие не только научное, но и практическое значение. В 1753 была открыта обсерватория при Виленском (Вильнюсском) университете. С целью определения параллакса Солнца и для определения долгот городов России во 2-й половине 18 в. был организован ряд экспедиций, в которых работали все ведущие астрономы АН, в том числе Ж. Делиль, А. Д. Красильников, А. И. Лексель, Н. И. Попов, С. Я. Румовский. Во время прохождения Венеры по диску Солнца в 1761 М. В. Ломоносов обнаружил атмосферу этой планеты.

1-я половина 19 в. ознаменовалась открытием астрономических обсерваторий при ряде университетов — Харьковском, Дерптском (позже Юрьевский, Тартуский), Казанском, Московском, Киевском, Петербургском и др. В 1839 вблизи Петербурга была открыта Пулковская астрономическая обсерватория, ставшая в первые же годы своего существования одной из лучших обсерваторий мира по научному оборудованию и значению выполненных работ. Основателем и первым директором обсерватории был В. Я. Струве. Всеобщее признание получила Пулковская астрометрическая школа; велись исследования строения звездной системы и закономерностей движения звезд в ней (В. Я. Струве, М. А. Ковальский и др.). Первые в России работы в области астрофизики были выполнены Ф. А. Бредихиным и А. А. Белопольским. Таким образом, в дореволюционной России имелось немалое число астрономических обсерваторий (ко 2-й половине 19 в. были открыты новые обсерватории в Одессе, Ташкенте, Симеизе и др.), где были достигнуты значит. успехи в ряде разделов астрономии и прежде всего — в астрометрии, звездной астрономии.

Для развития советской астрономии большое значение имели созданные в СССР новые институты и обсерватории: Ленинградский астрономический институт (1919, ныне Институт теоретической астрономии АН СССР), Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга при Московском университете (1931, ГАИШ), Абастуманская обсерватория АН Грузинской ССР (1932), Бюраканская астрофизическая обсерватория АН Армянской ССР (1946), Шемахинская астрофизическая обсерватория АН Азербайджанской ССР (1956), Институт астрофизики АН Таджикской ССР (1932), Астрофизический институт АН Казахской ССР (1950), Горная астрономическая станция Пулковской обсерватории близ Кисловодска (1948), Тартуская астрофизическая обсерватория им. В. Я. Струве АН Эстонской ССР (1964), Радиоастрофизическая обсерватория АН Латвийской ССР (1967), широтная станция в Китабе (1930) и др. Во время Великой Отечественной войны 1941—45 фашистскими оккупантами была разрушена Пулковская обсерватория, разграблено и сожжено ее отделение — Симеизская астрофизическая обсерватория в Крыму; в послевоенные годы они были восстановлены и расширены, в Крыму в 40-х гг. создана самая большая в СССР астрофизическая обсерватория вблизи Бахчисарая (Крымская астрофизическая обсерватория АН СССР).

Обсерватории получили новые астрономические инструменты: рефлекторы с диаметром главного зеркала 2,6 м в Крыму и Бюракане, 2,0 м в Шемахе, 1,5 м в Эстонии, 1,25 м в Абастумани и на Крымской станции ГАИШ, телескопы Шмидта диаметром 1 м в Бюракане и 0,8 м в Латвии и др. В 1975 завершено строительство Специальной астрофизической обсерватории АН СССР на Северном Кавказе, где установлен крупнейший в мире рефлектор (БТА) с диаметром зеркала 6 м.

В СССР ведутся работы по всем разделам астрономии. Наиболее важные результаты получены в области изучения нестационарных процессов на звездах и на Солнце, исследования активности ядер галактик и звездообразования, фундаментальной астрометрии, проблемы физики Солнца, магнетизма в космосе и др.

В астрометрии разработана (30-е гг.) и реализуется программа создания фундаментальной опорной системы слабых звезд для построения инерциальной системы координат в космосе (М. С. Зверев и др.). Введение часов в практику служб времени позволило получить (60-е гг.) новые данные о тонких эффектах вращения Земли. Развернулись работы по изучению изменений широт (А. Я. Орлов, Е. П. Федоров, В. П. Щеглов и др.).

Крупные успехи достигнуты в области астрофизики и звездной астрономии. Детально исследованы различные компоненты звездного населения нашей Галактики (Б. В. Кукаркин); непрерывно идущий процесс звездообразования в звездных системах подтвержден открытием звездных ассоциаций (В. А. Амбарцумян). Важные результаты были получены в разработке физической теории газовых туманностей (В. А. Амбарцумян, А. Я. Киппер, В. В. Соболев). Измерено вращение звезд (в 1929 была опубликована совместная статья Г. А. Шайна и американского астронома О. Струве), с 50-х гг. ведутся исследования внутреннего строения и путей развития звезд различного типа (А. Г. Масевич и др.); велись исследования тесных двойных звезд (Д. Я. Мартынов и др.); интенсивно изучались новые и сверхновые звезды (Э. Р. Мустель), разработана теория движущихся звездных атмосфер (1947, В. В. Соболев). Важные наблюдательные результаты были получены в области изучения нестационарных звезд (А. А. Боярчук, Р. Е. Гершберг, Л. В. Мирзоян). Впервые обнаружены и изучены слабые поля звезд (А. Б. Северный). На Крымской и Абастуманской обсерваториях осуществлены фотометрические измерения и спектральная классификация десятков тысяч звезд Млечного пути (Е. К. Харадзе, П. Ф. Шайн и др.); обнаружено и исследовано большое количество туманностей близ галактической плоскости, а также диффузных туманностей в нашей и других галактиках (1950—55, Г. А. Шайн и др.), при помощи электронно-оптического преобразователя впервые обнаружено ядро нашей Галактики (А. А. В. И. Красовский и В. Б. Никонов). С 1958 составляются и издаются каталоги переменных звезд (Астрономический совет АН СССР и ГАИШ). Успешно развивается в СССР и радиоастрономия. Большой радиотелескоп (РАТАН-600) установлен (1975) на Специальной астрофизической обсерватории АН СССР.

Радиотелескопы работают также на Крымской обсерватории, в Физическом институте АН СССР, в институте радиоэлектроники АН УССР близ Харькова, на обсерватории Горьковского университета. Эти инструменты дают наблюдательный материал для исследований структуры Галактики, изучения квазаров, пульсаров, планет и других космических объектов. Разработана (50-е гг.) теория, объясняющая происхождение фона космического радиоизлучения, а также радиоизлучения остатков сверхновых звезд (В. Л. Гинзбург, Я. Б. Зельдович, С. Б. Пикельнер, И. С. Шкловский и др.). Для развития космологии были существенны работы А. А. Фридмана (20-е гг.). Открыта и исследована сверхкорона Солнца (1951, В. В. Виткевич). Радиолокационные исследования Луны, Венеры, Меркурия, Марса, Юпитера позволили уточнить значение астрономической единицы, получить сведения о вращении Венеры и др. (60-е гг., В. А. Котельников и др.).

В области внегалактической астрономии важные исследования выполнены в Бюракане и ГАИШ. В 60-х гг. разработана теория, согласно которой важную роль в образовании галактик играют процессы, происходящие в их ядрах (В. А. Амбарцумян). Осуществлено детальное морфологическое изучение галактик (60-е гг., Б. А. Воронцов-Вельяминов и др.). Обнаружены и исследованы многочисленные нестационарные внегалактические объекты нового типа (Б. Е. Маркарян и др.).

Значительны достижения в изучении Солнца и связи солнечных и геофизических явлений. Создана большая сеть службы Солнца, систематически публикуются каталоги явлений солнечной активности. Изучено тонкое строение фотосферы и Солнца, в частности с помощью телескопа, поднимаемого на баллонах на высоту 20—30 км над земной поверхностью (60—70-е гг., В. А. Крат и др.). Реализована возможность измерений поперечной составляющей полей на Солнце (А. Б. Северный, В. Е. Степанов). Изучены вспышки, разработан ряд вопросов их теории и ведутся работы по их прогнозированию (Крымская обсерватория). Наблюдения солнечных затмений (предвычисления которых, начиная с 1914, выполнены А. А. Михайловым) дали ценные результаты, касающиеся движений вещества в короне, эффекта А. Эйнштейна, в фотометрической спектроскопии, поляриметрических исследованиях солнечной короны и радиоизлучения. Проведены работы по физике планет (Н. П. Барабашев, Н. А. Козырев, Г. А. Тихов и др.), физике комет (С. К. Всехсвятский, О. В. Добровольский, С. В. Орлов и др.), исследованию межпланетной материи, созданию теории Зодиакального света (1944—1948, В. Г. Фесенков). Разрабатывается проблема происхождения Земли и планет Солнечной системы; в этой области новые гипотезы предложили В. Г. Фесенков, О. Ю. Шмидт и др. По поручению Международного астрономического союза Институт теоретической астрономии с 1947 публикует ежегодные таблицы "Эфемерид малых планет". Новые методы исследования Луны, Венеры, Марса появились в космическую эру, открытую запуском 1-го советского искусственного спутника Земли в 1957. С борта советского искусственного спутника Земли впервые сфотографирована обратная сторона Луны, получены первые массовые снимки спектров слабых звезд в далеком ультрафиолетовом диапазоне излучения и др.

Достигнуты успехи также в разработке различных проблем небесной механики (Б. В. Нумеров, М. Ф. Субботин, Г. А. Чеботарев и др. в Ленинграде; Г. Н. Дубошин, Н. Д. Моисеев и др. в Москве). Широко используются советские астрономические ежегодники, составляемые Институтом теоретической астрономии АН СССР. В 50—70-е гг. получили значительное развитие разработка и создание новых типов астрономических инструментов и приборов (Д. Д. Максутов, Б. К. Иоаннисиани).

Новым разделом астрономии, возникшим в 1957, являются оптические наблюдения ИСЗ. Созданная Астрономическим советом АН СССР сеть станций ведет регулярные визуальные, фотографические и лазерные дальномерные наблюдения. Начатые в 1961 эксперименты по спутниковой геодезии (Астрономический совет АН СССР, Пулковская обсерватория) в середине 60-х гг. позволили перейти к практическим работам. Развернулось широкое международное сотрудничество, в котором наряду с советскими учреждениями участвуют астрономические и геодезические учреждения стран Европы, Африки, Азии, Америки. На основе анализа результатов наблюдений спутников ведутся также исследования гравитационного поля Земли и процессов в верхней атмосфере.

Советские астрономы участвуют (с 1935) в работе Международного астрономического союза. Многие наблюдательные и теоретические работы астрономические учреждения ведут совместно с зарубежными обсерваториями на основе международной кооперации.

Координацию астрономических исследований в СССР осуществляет Астрономический совет АН СССР.

Периодические издания: "Астрономический журнал" (с 1924); "Письма в “Астрономический журнал”" (с 1975); "Астрофизика" (с 1965); "Астрономический вестник" (с 1967); "Земля и Вселенная" (научно-популярный, с 1965).

Результаты астрономических исследований публикуются в периодических и продолжающихся изданиях; ряд астрономических учреждений издает "Труды", "Известия", "Бюллетени", "Научные информации" и др.

См. Астрономия, Астрофизика, Астрометрия, Звездная астрономия, Небесная механика, Космогония, Космология, Внегалактическая астрономия, Астрономические журналы.

Э. Р. Мустель, Н. П. Ерпылев.

Физические науки

В России научные исследования по физике стали проводиться после создания в 1725 Петербургской АН. Они связаны с именами иностранных ученых, приглашенных в академию Петром (работы Д. Бернулли по гидродинамике, некоторые исследования Л. Эйлера). Первым русским ученым с мировым именем был М. В. Ломоносов, которому принадлежат основополагающие работы по теории теплоты. В середине 18 в. Ломоносовым, Г. В. Рихманом и другими русскими академиками были получены новые результаты в изучении оптических, электрических и явлений. В конце 18 в. физика была введена в программы гимназий, издано 6 учебников физики.

На развитии физики в большей степени, чем на развитии других естественных наук, сказалось позднее вступление России на путь капиталистического развития. Отсутствие потребностей производства тормозило организацию систематических исследований, создание для них твердой материальной базы.

В 1-й половине 19 в. русскими физиками были сделаны важные открытия по электричеству и электромагнетизму. В 1802 В. В. Петров получил устойчивый дуговой разряд. В Физическом кабинете Академии наук Э. Х. Ленц установил т. н. правило Ленца для определения направления индуцированных токов и принцип обратимости электрических машин, точными экспериментами обосновал закон теплового действия тока (закон Джоуля — Ленца).

С 60-х гг. 19 в. физические исследования сосредоточились главным образом в высших учебных заведениях. Большое значение имело основание (1872) Русского физического общества (с 1878 — Русское физико- общество) при петербургском университете, издававшего свой журнал. В Московском университете в 1888 А. Г. Столетов начал эмпирически изучать закономерности внешнего фотоэффекта и открыл первый закон фотоэффекта. Определение им отношения электростатических и электромагнитных единиц, а также работы его учеников Н. Н. Шиллера и П. А. Зилова (1874—77) по экспериментальному установлению теоретически полученного Дж. Максвеллом соотношения между показателем преломления света и диэлектрической постоянной послужили подтверждением электромагнитной теории света. В 1874 Н. А. Умов ввел понятие вектора плотности потока энергии (вектор Умова). В Киевском университете М. П. Авенариус со своими учениками провел обширные измерения критических параметров различных веществ. В Юрьеве (Тарту) А. И. Садовский в 1898 предсказал появление механического вращательного момента под действием поляризованного света (эффект Садовского). В Одессе Ф. Н. Шведов заложил основы реологии дисперсных систем (1889). В. А. Михельсон опубликовал основополагающие исследования по теории горения (1894). В 1885—90 Е. С. Федоров выполнил серию работ по симметрии и структуре которые легли в основу теоретической структурной Его идеи получили полное экспериментальное подтверждение после создания рентгеновского структурного анализа, одним из основоположников которого был Г. В. Вульф. Ученики Федорова и Вульфа стали первыми представителями советской школы А. А. Эйхенвальд провел опыты по измерению токов смещения и конвекции (1904). Б. Б. Голицын в Физическом кабинете Петербургской АН выполнил ряд тонких оптических экспериментов, им были заложены основы сейсмологии и сейсмометрии. С. А. Богуславскому принадлежат теоретические работы по пироэлектричеству и движению электронов в полях.

На рубеже 19—20 вв. при Московском, Петербургском, Новороссийском (Одесса) университетах были организованы физические институты. В Москве одну из лабораторий Физического института возглавил П. Н. Лебедев, которому принадлежат работы всемирного значения по установлению давления света на твердые тела (1899) и газы (1907). Лебедев создал первую русскую школу физиков (ок. 30 ученых), работавших по единому плану. К 1917 в петербургском университете молодые оптики сгруппировались вокруг Д. С. Рождественского, проведшего фундаментальное исследование аномальной дисперсии в парах металлов. В эти же годы в Петербурге также зародилась научная школа А. Ф. Иоффе, выполнившего в 1910-е гг. исследования по фотоэффекту и электрическим свойствам П. Эренфест, работавший в 1904—12 в Петербурге, организовал при университете семинар, из которого впоследствии выросла русская школа физиков-теоретиков.

В начале 1917в Москве открылся Физический институт — первое в России большое по масштабам того времени научно-исследовательское учреждение. Директором его стал П. П. Лазарев, его сотрудниками — ученики П. Н. Лебедева. Группы Иоффе, Рождественского и Лазарева образовали те центры, вокруг которых возникли и выросли крупнейшие советские физические институты. В 1918 в Петрограде были созданы Государственный оптический институт под руководством Рождественского и Физико-технический институт под рук. Иоффе. В Москве Лазаревым организован институт физики и биофизики. Исследования в области радио получили заметное развитие в России в 10-е гг. В них была заложена основа для создания советской радиофизики и радиотехники. В Нижегородской радиолаборатории (1918) под руководством М. А. Бонч-Бруевича началась плодотворная работа по созданию мощных электронных радиоламп, проектированию радиостанций и т. п.

Интенсивное развитие научно-исследовательских институтов вытекало из неуклонно проводившегося Советского правительством курса на связь науки с производством. Особенно широкий размах приобрела организация физических институтов в конце 20-х и 30-е гг. По инициативе Иоффе и при его участии на базе Физико-технического института АН СССР были созданы Украинский физико-технический институт в Харькове, Институт физики металлов в Свердловске, Сибирский физико-технический институт в Томске и др. Большое внимание уделялось подготовке научных кадров. При Ленинградском политехническом институте в 1918 создан физико-технический факультет, на котором учились многие известные советской физики, впоследствии основавшие научные школы и новые направления в физике. Инициатором его создания был Иоффе. Некоторые молодые советские физики были посланы на стажировку за границу.

Физический институт АН СССР, переехавший в 1934 в Москву, под руководством С. И. Вавилова превратился в мощный научный центр. в котором развивались различные направления физики. В 1934 П. Л. Капицей был создан Институт физических проблем АН СССР, исследования которого в основном сосредоточились на физике низких температур и теоретической физике. Позднее в АН СССР были созданы Институт (1943, Москва), Институт радиотехники и электроники (1953, Москва), Акустический институт (1953, Москва), Институт физики высоких давлений (1958, Московская область), Институт физики твердого тела (1963, Московская область), Институт теоретической физики (1965, Московская область), Институт спектроскопии (1968, Московская область), Институт ядерных исследований (1970, Москва), Ленинградский институт ядерной физики (1971, Ленинградском область). Созданы физические институты в АН союзных республик, при Сибирском отделении АН СССР.

Большое значение имела организация работ по ядерной физике и физике элементарных частиц. Исследования в этих областях проводятся в институте энергии (1943, Москва), Объединенном институте ядерных исследований (1956, Дубна) — ядерно-физическом центре социалистических стран, институте экспериментальной и теоретической физики, институте физики высоких энергий (на базе серпуховского протонного ускорителя, запущенного в 1967) и некоторых других институтах (см. также Физические институты).

Международный авторитет советской физики необычайно высок. Советским ученым принадлежат многие важнейшие открытия, ими развиваются все основные направления физики. Шестерым советским физикам были присуждены Нобелевские премии Отделение общей физики и астрономии АН СССР — один из наиболее представительных членов Европейского физического общества, советские физики входят в состав Международного союза прикладной и теоретической физики, Международного союза и других физических международных организаций, они участвуют во всех международных конференциях и симпозиумах. В лабораториях СССР, а также в некоторых зарубежных научных центрах советские ученые ведут совместные эксперименты с учеными других стран. Так, в Институте физики высоких энергий французскими учеными построена, жидководородная пузырьковая камера "Мирабель" и начаты совместные советско-французские эксперименты, в Батейвии в Национальной ускорительной лаборатории США проводятся советско-американские исследования по физике элементарных частиц. Препринты с сообщениями о достижениях советских ученых рассылаются во многие научные центры мира, физические журналы АН СССР переиздаются на английском языке в США и Великобритании.

и жидкости. Первые успехи советской физики связаны с работами А. Ф. Иоффе по физике Исследованиями Иоффе и его сотрудников — А. П. Александрова, Ф. Ф. Витмана, Н. Н. Давиденкова, С. Н. Журкова, Г. В. Курдюмова, И. В. Обреимова, А. В. Степанова, Я. И. Френкеля — были заложены основы современной физики реальных с их сложными, но имевшими большое практическое значение проблемами — прочности, несовершенств строения, дислокаций и методики их исследования. На основе этих работ начала создаваться технология выращивания идеальных, почти совершенных прочность и другие характеристики которых приближаются к теоретическим значениям.

Проблемами получения почти совершенных успешно занимается институт АН СССР, где эти работы были начаты в 40-х гг. А. В. Шубниковым и велись под его руководством многие годы. С именем Шубникова связаны различные направления в развиваемые его учениками. Л. Ф. Верещагин и его сотрудники достигли выдающихся результатов, изучая поведение твердых тел при сверхвысоких давлениях. В их работах был, в частности, предложен и внедрен в промышленность метод получения алмазов (1960). Поликристаллические алмазы типа карбонадо, полученные в институте, были использованы при создании камеры сверхвысокого (мегабарного) давления для исследования фазовых переходов металл — диэлектрик. В 1975 в этой камере осуществлен переход в металлическое состояние (Л. Ф. Верещагин, Е. Н. Яковлев, Ю. А. Тимофеев). С. Н. Журков (Физико-технический институт АН СССР) развивает кинетический подход к проблемам прочности: он показал, что величина предела прочности по существу связана со временем, в течение которого образцы находятся под данной нагрузкой.

Ряд важных результатов получен Шубниковым и Н. В. Беловым и области структурной и теории симметрии. Практическое применение нашли работы по изучению электрических свойств сюда относится открытие Шубниковым нового вида пьезоэлектрических материалов — поликристаллических пьезоструктур (1946). Широко используется структурный анализ и опирающаяся на его данные развита теория плотной упаковки и координационных полиэдров, объясняющая характер и физико- свойства этих и ряда других неорганических структур (Белов). Б. К. Вайнштейн успешно развивает исследования по расшифровке структур, им же с З. Г. Пинскером создан метод структурной электронографии. Разработаны методы изучения диффузии в твердых телах (В. З. Бугаков, В. И. Архаров), дефектов в реальных (Б. Г. Лазарев и др.), впервые выяснен механизм влияния дефектов на механические свойства металлов и сплавов (Н. Н. Давиденков и др.), а также дислокаций на электрические свойства (Ю. А. Осипьян).

Я. И. Френкель развил новый подход к построению кинетической теории жидкостей. Важные работы по исследованию аморфного состояния и механических свойств аморфных тел были проведены П. П. Кобеко и А. П. Александровым.

Металлы, диэлектрики, полупроводники. Первые успехи теории металлов связаны с работами Я. И. Френкеля. Ему удалось на основе квантовой теории Бора объяснить, почему электронный газ не вносит своего вклада в теплоемкость металлов, т. е. разрешить т. н. катастрофу с теплоемкостью, а затем обобщить (1927) представление о волнах де Бройля на случай движения свободных электронов в металле и объяснить температурную зависимость электросопротивления, влияние на него примесей, сохранив в новой теории все те достижения, которые определяли успех классической теории Друде — Лоренца (вывод закона Видемана — Франца и т.д.). Квантовая теория фотоэффекта в металлах была разработана в 1931 И. Е. Таммом и С. П. Шубиным.

Важные работы по физике металлов и сплавов, по фазовым превращениям и структуре мартенсита выполнены в 30-х гг. Г. В. Курдюмовым. Первые послевоенные годы ознаменовались успехами в области порошковой металлургии; основы физики спекания были заложены в работах советских ученых (М. Ю. Бальшин, Я. Е. Гегузин, Б. Я. Пинес и др.). В 1934 Шубиным и С. В. Вонсовским предложена т. н. полярная модель металлических и полупроводниковых получившая дальнейшее развитие (1949) в работах Н. Н. Боголюбова и С. В. Тябликова.

В 50—60-е гг. И. М. Лифшиц с сотрудниками показал, что знание динамических свойств электронов проводимости, а с ними и электронных свойств металлов (гальваномагнитных, высокочастотных, резонансных) позволяет установить спектр электронов проводимости и, в частности, важную характеристику этого спектра — поверхность Рассмотрение форм поверхности позволяет делать заключения о термодинамических и кинетических свойствах металлов. Эти работы тесно связаны с плодотворными экспериментальными исследованиями (Н. Е. Алексеевский, В. И. Веркин, Б. Г. Лазарев и др.).

В области физики диэлектриков существенные достижения принадлежат А. Ф. Иоффе и его школе. В 1916—1923 он и М. В. Кирпичева экспериментально установили, что ток через ионные переносится ионами, движущимися в пространстве междоузлий. Ионная проводимость изучалась в 20-х гг. К. Д. Синельниковым. Исследования диэлектрических свойств аморфных и тел были выполнены А. П. Александровым, А. Ф.Вальтером, П. П. Кобеко, Г. И. Сканави и др.

В конце 20-х гг. И. В. Курчатов и Кобеко исследовали сегнетову соль и ее изоморфные смеси, положив начало изучению сегнетоэлектриков. В 1944 Б. М. Вулом были открыты ярко выраженные сегнетоэлектрические свойства у Было установлено, что сегнетоэлектрики представляют собой широкий класс соединений. К работам по сегнетоэлектричеству примыкают исследования Г. А. Смоленского и его сотрудников, в которых был изучен новый класс неметаллических ферромагнетиков, обладающих одновременно электрическими и порядками (сегнетоферромагнетики, 1960—1964).

Первые исследования полупроводников в СССР были проведены О. В. Лосевым в 1921. Систематические работы в этой области были начаты в начале 30-х гг. в Физико-техническом институте в Ленинграде и в других научных центрах по инициативе Иоффе. Работы по физике полупроводников в СССР и за рубежом привели к созданию полупроводниковой электроники.

В 1932 И. Е. Тамм теоретически показал, что на идеальной поверхности полупроводника должны существовать особые энергетические состояния (уровни Тамма). Советскими учеными были впоследствии проведены обширные исследования поверхностных явлений на полупроводниках.

В 1932 В. П. Жузе и Б. В. Курчатов в соответствии с теорией, описывающей энергетическую структуру реальных полупроводников, экспериментально доказали существование их собственной и примесной проводимостей. В 1933 И. К. Кикоин и М. М. Носков обнаружили возникновение эдс при освещении полупроводника в поперечном поле. Этот эффект носит их имя и широко используется для исследования электронных явлений в полупроводниках.

Большое место в работах советских ученых занимал вопрос выпрямления тока. Иоффе были выявлены основные закономерности выпрямления тока. В 1932 Иоффе и Френкель дали объяснение выпрямления тока на контакте металл — полупроводник на основе представления о туннельном эффекте. В 1938 Б. И. Давыдов разработал диффузионную теорию выпрямления на электронно-дырочном переходе. Строгая теория туннельного эффекта в полупроводниках со сложной зонной структурой, в том числе теория туннельного эффекта с участием фононов, была разработана Л. В. Келдышем. Им было рассмотрено также влияние сильного электрического поля на оптические свойства полупроводников (эффект Франца — Келдыша).

Советским ученым принадлежит основополагающий вклад в развитие представлений об элементарных возбуждениях (квазичастицах) в твердом теле. Первая квазичастица — фонон — была введена в теорию Таммом в 1929 в его работе о комбинационном рассеянии света. На "фононном" языке даются современные описания тепловых и электрических свойств твердых тел. В 1931 Френкель ввел новую квазичастицу — экситон — для описания явлений "бестокового" поглощения света. Представление об экситонах легло в основу теории поглощения света молекулярными развитой А. С. Давыдовым. В 1933 Л. Д. Ландау выдвинул гипотезу о влиянии поляризации окружающей среды на свойства движущихся в электронов. В ионных электроны вместе с созданными ими поляризационными ямами образуют квазичастицы, которые были изучены С. И. Пекаром и названы им поляронами. Ю. М. Каган и Е. Г. Бровман разработали (в 70-х гг.) многочастичную теорию металлов, позволившую проанализировать многие свойства металлов.

Экспериментальное исследование экситонов началось с опозданием на 20 лет; прямое доказательство их существования было получено в 1951 в работах Е. Ф. Гросса, Б. П. Захарчени и их сотрудников. Важные работы по физике экситонов принадлежат А. Ф. Прихотько и ее сотрудникам. В 1968 Л. В. Келдыш выдвинул гипотезу, согласно которой взаимодействие между экситонами при достаточно высокой их концентрации приводит к образованию экситонных капель, которые вскоре были экспериментально обнаружены (Я. Е. Покровский, В. С. Багаев и др.).

Первые в СССР лабораторные образцы диодов и триодов были разработаны в начале 50-х гг. в физическом институте АН СССР (Б. М. Вул, В. С. Вавилов, А. В. Ржанов), в Физико-техническом институте АН СССР (В. М. Тучкевич, Д. Н. Наследов), институте радиотехники и электроники (С. Г. Калашников, Н. А. Пенин). Работы этих коллективов содействовали развитию советской промышленности полупроводниковых приборов. Тучкевич и его сотрудники в процессе изучения электрических свойств легированных монокристаллов исследовали многослойные структуры с несколькими электронно-дырочными переходами. Все это привело к созданию уникальных по своим характеристикам управляемых вентилей (тиристоров) и возникновению силовой полупроводниковой техники.

Ж. И. Алферову и др. принадлежат основные работы по физике гетеропереходов в полупроводниках, в результате которых был разработан большой класс полупроводниковых приборов и приборов квантовой электроники (в частности, уникальных гетеролазеров).

В 1951 Я. Г. Дорфманом был предсказан циклотронный резонанс в полупроводниках. Взаимодействия примесных центров в полупроводниках были исследованы Н. А. Лениным с помощью электронного резонанса. Радиационные нарушения в полупроводниках исследовали В. С. Вавилов с сотрудниками и др.

В 1932 Иоффе впервые указал на возможность использования полупроводников для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и для создания охлаждающих устройств. Руководимым им коллективом был создан первый в мире термоэлектрогенератор, а затем создано полупроводниковое термоэлектрическое охлаждающее устройство (1950).

Магнетизм. Многое достигнуто советскими физиками в учении о магнетизме. Построена первая квантовомеханическая теория ферромагнетизма (Я. И. Френкель, 1928); доменная структура ферромагнетиков получила объяснение в работах Я. Г. Дорфмана, Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица. В 1930 Ландау выполнил классические исследование диамагнетизма свободных электронов. Им же было предсказано явление антиферромагнетизма (1933), существенный вклад в экспериментальное обнаружение и исследование которого внес А. С. Боровик-Романов; последнему принадлежит также открытие явления пьезомагнетизма (1959). Получила известность теория слабого ферромагнетизма, развитая И. Е. Дзялошинским (1957).

Большое значение для теории ферромагнитных явлений имели работы С. П. Шубина, С. В. Вонсовского и их сотрудников (s—d-oбменная модель, 1935—46). Н. С. Акулов, К. П. Белов, С. В. Вонсовский, Л. В. Киренский, Е. И. Кондорский, Я. С. Шур, Р. И. Янус и др. выполнили работы по теории и экспериментальному изучению технической кривой намагничения мягких и высококоэрцативных ферромагнетиков.

Обнаруженный в 1937 Б. Г. Лазаревым и Л. В. Шубниковым в Украинском физико-техническом институте ядерный парамагнетизм твердого — одно из важных открытий экспериментальной техники. Чрезвычайно большое значение имел открытый Е. К. Завойским в 1944 электронный парамагнитный резонанс — явление, нашедшее широкое применение в физике и химии; важные работы в этой области принадлежат С. А. Альтшулеру и Б. М. Козыреву. Парамагнитный резонанс был предсказан в 1923 Дорфманом. Аналогичный резонанс наблюдался в ферромагнитных телах — ферромагнитный резонанс (Завойский, 1947). Начало теории ферромагнитного резонанса было положено работами Ландау и Лифшица в 1935, а само явление задолго до этого (в 1913) наблюдалось В. К. Аркадьевым в виде т. н. спектров.

Теоретическая физика. Основные результаты, полученные советскими теоретиками, относятся к приложению общих квантовомеханических соотношений к различным областям электронной теории твердых тел, квантовых жидкостей, ядерной физики. Важное значение имела работа Л. И. Мандельштама и М. А. Леонтовича по соотношению неопределенностей для энергии — времени, открывшая путь для объяснения ряда процессов микрофизики в рамках представлений о туннельном эффекте (1928). В. А. Фоку принадлежит релятивистское обобщение уравнения Шредингера (уравнение Клейна — Гордона — Фока, 1926), классические работы по вторичному квантованию (1932), разработка общей методики решения квантовомеханической задачи многих тел (метод Хартри — Фока, 1930). В 40-х гг. И. Е. Таммом был разработан получивший широкую известность метод рассмотрения процессов взаимодействия частиц, вышедший за рамки обычной теории возмущений (метод Тамма — Данкова).

Советские физики в 50—60-х гг. внесли основополагающий вклад в развитие квантовой теории поля (В. А. Фок, Н. Н. Боголюбов, Л. Д. Ландау, И. Я. Померанчук, И. Е. Тамм и их ученики).

Большое значение для прогресса современной статистической физики имели исследования Боголюбова и Леонтовича по теории неравновесных процессов (1944—46). Проблема фазовых переходов, уже более столетия занимающая одно из ключевых положений в статистической физике, была существенно продвинута работами Ландау.

В общей теории относительности классической является работа А. А. Фридмана, показавшего, что существует решение уравнения тяготения, которое предсказывает "разбегание" галактик (1922—24). Фоку принадлежит вывод приближенных уравнений движения системы тел в рамках теории тяготения А. Эйнштейна.

Оптика, физика и молекулы, спектроскопия. Важнейшие исследования по физической и прикладной оптике были выполнены в руководимом Д. С. Рождественским (до 1932) Государственном оптическом институте. Они послужили фундаментом для создания оптико-механической промышленности и достижения полной независимости многих отраслей промышленности от поставок иностранных фирм. И. В. Гребенщиковым, Н. Н. Качаловым, А. А. Лебедевым и их сотрудниками была разработана отечественная технология варки и обработки оптического стекла, на основе которой в СССР была создана промышленность оптического стекла. Особенно важным оказалось для развития прикладной оптики создание советской школы оптиков-вычислителей (А. И. Тудоровский, Г. Г. Слюсарев и др.). Своеобразная конструкция астрономического телескопа — зеркально-менисковая — изобретена Д. Д. Максутовым (1941). Был создан ультрафиолетовый микроскоп (Е. М. Брумберг). Под руководством В. П. Линника созданы методы и приборы для контроля оптических систем. Линнику и Лебедеву принадлежат оригинальные конструкции оптических и электроннооптических приборов.

Первыми существенными работами по физической оптике явились исследования Д. С. Рождественского (1910-е гг.) и А. Н. Теренина (оптическая диссоциация молекул, 1924, фотохимия). Фундаментальные результаты были получены в области изучения молекулярного рассеяния света. В 1928 Л. И. Мандельштам и Г. С. Ландсберг открыли явление комбинационного рассеяния света на Оно оказалось важным с принципиальной точки зрения (один из первых примеров проявлений нелинейной оптики), получило широкое практическое применение для прямого физического исследования свойств молекул и легло в основу метода молекулярного спектрального анализа. Более тонкий эффект — смещение спектральных линий при рассеянии на упругих волнах в — был предсказан Мандельштамом и экспериментально установлен Е. Ф. Гроссом (1938).

В 1934 П. А. Черенков открыл своеобразное свечение чистых жидкостей под действием излучения радиоактивных веществ. С. И. Вавилов (в лаборатории которого работал Черенков) сразу указал на то, что это свечение связано с движением свободных электронов, а не является люминесценцией (эффект Черенкова — Вавилова). Полная теория этого эффекта была дана в 1937 И. Е. Таммом и И. М. Франком. Интересное с научной точки зрения, это явление приобрело и практическое значение — на его основе были созданы черенковские счетчики.

В 30—40-е гг. С. И. Вавилов и его сотрудники (В. Л. Левшин, П. П. Феофилов и др.) исследовали люминесценцию в конденсированных средах (растворах и Вавилов впервые определил энергетический выход фотолюминесценции в растворах и показал, что он составляет более 70% (а в ряде случаев близок к 100% ). Теоретическое и экспериментальное изучение свечения (С. И. Вавилов, В. В. Антонов-Романовский и др.) позволило разработать технологию и перейти к массовому производству люминесцентных ламп. Важные исследования люминесценции молекул и были выполнены под рук. К. К. Ребане (лаборатория Института физики и астрономии АН Эстонской ССР), Б. И. Степанова (Институт физики АН Белорусской ССР) и др.

В области спектроскопии выдающееся значение имели работы (20-е гг.) Рождественского и его учеников, в которых модель (по Бору) была распространена на случай сложных А. Н. Терениным и Л. Н. Добрецовым (1928) открыта сверхтонкая структура линий Терениным и Гроссом (1930) — сверхтонкая структура линий С. Э. Фриш исследовал сверхтонкую структуру линий многих элементов и установил для них эмпирические закономерности.

Активно участвовали советские физики в развитии молекулярной спектроскопии (Н. А. Борисевич, М. А. Ельяшевич, В. Н. Кондратьев, Б. С. Непорент, Б. И. Степанов). Особенно интенсивно развернулись в 50—60-х гг. исследования и интерпретация оптических свойств сложных молекул органических соединений (И. В. Обреимов, А. Ф. Прихотько, Э. В. Шпольский). В 1959 Шпольским были открыты квазилинейчатые спектры индивидуальных сложных органических соединений (эффект Шпольского). После экспериментального обнаружения экситонов возникла экситонная спектроскопия полупроводников и молекулярных ставшая мощным орудием в изучении их свойств.

После изобретения лазеров (см. ниже Квантовая электроника) стала бурно развиваться новая область оптики — голография. Существенный вклад в нее внес Ю. Н. Денисюк, предложивший для регистрации голограмм использовать трехмерные среды (1962) и реализовавший эту идею. Голография находит применение в разнообразных областях науки и техники (голографическое исследование деформаций и вибраций, голография плазмы и т. д.).

С появлением лазеров стала быстро развиваться и нелинейная оптика (оптика интенсивных световых пучков), основы которой были заложены в работах Р. В. Хохлова и С. А. Ахманова. После создания лазеров с перестраиваемой частотой начали разрабатываться методы лазерной спектроскопии (Институт спектроскопии АН СССР).

ядро, элементарные частицы, космические лучи. Исследования по физике ядра получили в СССР развитие в начале 30-х гг., первые ее успехи связаны с теоретическими работами: протон-нейтронная модель ядра (Д. Д. Иваненко), обменные силы (И. Е. Тамм и Иваненко), модель ядра-капли и электрокапиллярная теория деления Бора — Френкеля, теория цепной реакции деления естественной смеси изотопов обогащенной изотопом -235 (Я. Б. Зельдович и Ю. Б. Харитон, 1939—40). Начиная с 1958 существенные результаты в развитии теории ядра были получен

		Новости 21.11.2024 11:29:29

	Copyright © 1999-2024 Oval.ru, All Rights Reserved.