Научные открытия и технический прогресс в СССР

Наше время является периодом бурной научно-технической революции, призванной совершить переворот в производительных силах человеческого общества. Эта революция вызвала к жизни не только принципиально новые виды техники, но и обусловила постепенное выделение научных исследований в самостоятельную отрасль труда.

Эпизодическое использование результатов научных исследований давно уступило место постоянным связям научных учреждений с производством, что, в свою очередь, породило формирование больших научных коллективов, способных решать фундаментальные задачи. Научно-техническая революция создает необходимые предпосылки для организации комплексноавтоматизиро-ванного производства, которое позволит изменить общественные отношения, ликвидировать всякий неквалифицированный труд, различия между городом и деревней.

Участие нашей страны в решении коренных задач научно-технического прогресса имеет свою богатую историю, начало которой положено Великой Октябрьской социалистической революцией. Глубокое социальное преобразование общества было немыслимо без использования передовых достижений науки и техники. "Нужно взять всю науку, технику, все знания.., - указывал Владимир Ильич Ленин. - Без этого мы жизнь коммунистического общества построить не можем".

С первых же дней своего существования Республика Советов развернула титаническую работу по руководству наукой.

Если в царской России насчитывалось не более трехсот научных учреждений, главным образом при высших учебных заведениях, то сегодня отечественная наука представлена коллективами 785 вузов и 4650 специальных учреждений. В числе их множество крупных научно-исследовательских институтов, располагающих мощными техническими средствами. За годы Советской власти количество научных работников в стране увеличилось в 70 раз.

Советская наука сыграла огромную роль в реализации планов развития народного хозяйства, создании новых отраслей промышленности - автомобильной, авиационной, тракторной, развитии энергетики и металлургии, освоении промышленного производства синтетического каучука, крекинга нефти, моторного топлива и многих других. Достижения отечественной биологии способствовали решению задач сельского хозяйства, легкой и пищевой промышленности, прогрессу в области медицины и здравоохранения.

Среди множества осуществленных в нашей стране научных исследований немало и таких, которые оказали и продолжают оказывать решающее влияние на мировой научно-технический прогресс. Речь идет о научных открытиях, устанавливающих неизвестные ранее закономерности, свойства и явления материального мира.

Введенная более двадцати лет назад правовая охрана научных открытий фактически применяется у нас с 1956 года. За это время Комитетом по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР зарегистрировано более 85 открытий в области физико-технических, биологических и химических наук.

История советской науки насчитывает, разумеется, несравненно большее число фундаментальных исследований, о которых нельзя не сказать, касаясь влияния открытий на научно-технический прогресс нашей страны.

Огромный вклад внесла советская наука в развитие современной физики. Здесь прежде всего следует упомянуть работы в области физики полупроводников. Задолго до широкого применения полупроводниковых элементов в электронике первые исследования происходящих в них явлений были проведены в институте, возглавляемом выдающимся ученым, академиком А. Ф. Иоффе. Открытие П. А. Черенковым и С. И. Вавиловым эффекта возникновения особого излучения послужило базой для создания приборов, играющих первостепенную роль в ядерно-физических исследованиях.

На развитие не только физики, но и других естественных наук оказало огромное влияние открытие Е. К. За-войским явления парамагнитного резонанса. Отсюда, по существу, выросли многие современные резонансные методы в физике, химии, биологии и других науках.

Немалая роль принадлежит советской физике и в решении такой ведущей проблемы современности, как атом и атомная энергия. Еще на заре ядерной физики наши ученые получили ряд ключевых экспериментальных и теоретических результатов. Так, Д. В. Скобельцын, используя камеру Вильсона, уже в 1927-1929 годах обнаружил удивительное свойство частиц космических лучей в некоторых случаях появляться группами. На вооружение ученых поступил количественный метод исследования. Несколько позднее академик Д. Д. Иваненко высказал общепринятую ныне гипотезу о строении атомного ядра.

Научные открытия и технический прогресс в СССР

Высокий уровень исследований позволил Советскому Союзу в короткие сроки овладеть энергией атомного ядра и первому в мире встать на путь ее мирного использования. От атомных станций 50-х годов, названных электростанциями "первого поколения", СССР перешел к строительству крупнейших атомных электростанций "второго поколения" - создал мощный атомный флот, сложнейшие установки термоядерного синтеза, многочисленные ускорители электронов и тяжелых частиц. Эти ведущие позиции советская ядерная физика удерживает и по сей день.

Высокую международную оценку получили работы наших ученых в области создания одних из наиболее перспективных средств атомной энергетики - так называемых реакторов-размножителей, а также работы в области синтеза и изучения трансурановых элементов, значительная часть которых выполнена под руководством члена-корреспондента АН СССР Г. Н. Флерова.

В наш век, век развития атомной промышленности, изучение деления ядер имеет особое значение. Вот почему с таким вниманием встретил мир новое, по счету уже лятое, открытие дубненских ученых. Известно, что для разделения ядра ему необходимо сообщить определенную энергию. Минимальную энергию, потребную для этого процесса, называют барьером деления. Однако наряду с подобным вынужденным делением атомные ядра обладают способностью распадаться и самостоятельно. Спонтанное деление тяжелых ядер было открыто в 1940 году в Советском Союзе К. А. Петражаком и Г. Н. Флеровым.

В дубненских же экспериментах в 1962 году наука пошла еще дальше - было обнаружено самопроизвольное деление ядер с энергией возбуждения намного меньшей, чем барьер деления. Те ядра, которые, как до этого считалось, не должны были делиться, все же распадались. Вначале такие свойства удалось обнаружить у одного из изотопов америция-242.

Дальнейшие исследования показали, что свойство это вообще широко распространено среди изотопов тяжелых элементов. В настоящее время известно около двадцати самопроизвольно делящихся изотопов урана, нептуния, плутония, калифорния

Открытие спонтанного деления атомных ядер из возбужденного состояния, сделанное советскими учеными членом-корреспондентом АН СССР Г. Н. Флеровым, доктором физико-математических наук С. М. Поликановым, кандидатами физико-математических наук В. Л. Михеевым, В. П. Перелыгиным, А. А. Плеве и В. А. Фомичевым, сыграло большую роль в развитии современных представлений о процессе ядерных превращений. Открытие получило высокую оценку в США, Франции и других странах. Формула его выражена следующим образом: "Экспериментально обнаружено явление спонтанного деления атомных ядер, находящихся в нестабильном состоянии, характеризующееся уменьшением периода спонтанного деления на много порядков по сравнению с периодом полураспада для основного состояния этих ядер".

В перечне проблем, с решением которых человечество связывает свое будущее, одной из первых стоит проблема управляемого термоядерного синтеза, открывающего пути к овладению практически неисчерпаемым источником энергии. В основе методов решения этой проблемы лежит использование высокотемпературной плазмы, удерживаемой с помощью магнитной защиты. Исходные идеи удержания такой плазмы были выдвинуты академиками И. В Курчатовым, И. Е. Таммом и А. Д. Сахаровым, а реализация их осуществлена под руководством академиков Л. А. Арцимовича и М. А. Леонтовича.

В октябре 1965 года было принято решение о выдаче академику Г. И. Будкеру диплома № 30 с приоритетом от июля 1953 года на открытие "Удержание плазмы магнитным полем". Сущность открытия состояла в установлении неизвестной ранее закономерности, заключающейся в том, что плазма удерживается в магнитном поле в объеме, в котором магнитные силовые линии не замкнуты, но имеют места сгущений. Удержание плазмы обусловлено отражением частиц с определенным соотношением между продольной и поперечной составляющими скорости от мест сгущения линий поля. Заключение отделения общей и прикладной физики Академии наук СССР гласило, что открытие Г. И. Будкера следует рассматривать как крупный вклад в решение проблем физики плазмы и управляемых термоядерных реакций.

Это открытие нашло широкое применение в работах по управлению термоядерными реакциями; на его основе сооружаются термоядерные установки типа "магнитных ловушек" или установок с "магнитными пробками", такие, как "ОГРА-1" и "ПР-2". На установках с "магнитными пробками" в Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова и в Институте ядерной физики Сибирского отделения АН СССР получены весьма ценные результаты, в частности плазма с температурой порядка 100 миллионов градусов, генерирующая термоядерные нейтроны.

До сих пор в производстве электрической энергии главное место занимают тепловые электростанции, работающие за счет сжигания топлива, преимущественно угля. Их технико-экономические показатели непрерывно повышаются. Коэффициент полезного действия лучших отечественных паросиловых установок составляет сейчас около сорока процентов. Однако специалисты весьма скептически смотрят на проблему дальнейшего значительного повышения этого коэффициента и поэтому ведут поиски новых путей высокоэкономичного производства электроэнергии. Один из них, особенно перспективный для создания мощных электростанций, - это магнитогидродинамический метод преобразования тепла в электрическую энергию. Над разработкой его немало потрудилась и группа советских ученых, возглавляемая академиком В. А. Кириллиным и членом-корреспондентом Академии наук СССР А. Е. Шейндлиным.

Сущность предложенного ими метода заключается в том, что при температуре порядка 2500° С газы ионизируются, становясь электропроводящими. А ведь известно, когда проводник движется между полюсами магнита, в нем появляется электрический ток. На этом принципе, применяющемся в электрогенераторах, и основано действие магнитогидродинамического (МГД) генератора. Только роль якоря с проволочной обмоткой, вращающегося между полюсами магнита, здесь играет струя газа, нагретого до высокой температуры. Преимущества МГД-генератора перед обычными огромны. Преобразование тепла в электричество происходит без посредников - котлов, паровых турбин и т. д. Коэффициент полезного действия мощных электростанций с МГД-генераторами может достигать 50-55 процентов.

Проектно-конструкторские разработки и экспериментальные исследования дали множество интересных результатов, на основе которых можно решать задачи создания промышленной установки с МГД-генераторами. "Оценивая перспективы развития энергетики, которая, очевидно, во все большей степени будет базироваться на энергии внутриядерных превращений, - пишет академик М. Д. Миллионщиков, - следует еще раз подчеркнуть важность прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. По всей вероятности, в ядерных или термоядерных энергетических установках будущего способ непосредственного преобразования энергии сильно нагретой среды в электроэнергию будет служить основным методом получения полезной энергии".

Весьма значительный вклад в развитие современной энергетики внесли лауреаты Ленинской премии академик Л. Д. Ландау, член-корреспондент АН СССР А. А. Абрикосов и ряд других советских ученых.

Группа ученых Института прикладной математики АН СССР академик А. Н. Тихонов, член-корреспондент АН СССР А. А. Самарский открыли новое физическое явление Т-слоя (температурного слоя). Существование Т-слоя в плазме приводит к фундаментальным следствиям. Во-первых, во много раз усиливается взаимодействие плазмы с магнитным полем, в силу чего, например, низкотемпературная плазма может с . помощью Т-слоя как поршня эффективно взаимодействовать с магнитным полем. Во-вторых, благодаря наличию Т-слоя магнитное поле может играть роль катализатора, позволяющего сравнительно холодной плазме интенсивно преобразовывать свою энергию в свет.

Диплом № 3 был выдан 25 марта 1960 года группе ученых Института атомной энергии имени И. В. Курчатова, установивших явление нейтронного излучения плазмы. Появление этой работы в печати, а также сообщение о ней, сделанное И. В. Курчатовым в английском атомном центре Харуэле, вызвало многочисленные исследования зарубежных ученых, которые подтвердили открытие советской науки. Нейтронное излучение было обнаружено не только в цилиндрических камерах, но и в установке "Зета" с кольцевой разрядной камерой.

Говоря о достижениях советской физики, нельзя не отметить ее ведущую роль в создании принципиально новых источников электромагнитного излучения - квантовых генераторов. Основополагающее открытие в области квантовой электроники принадлежит профессорам В. А. Фабриканту, М. М. Вудынскому и кандидату технических наук Ф. А. Бутаевой, обнаружившим усиление электромагнитных волн всех диапазонов за счет вынужденного излучения с использованием сред, находящихся в неравновесомом состоянии. Это открытие по праву считается одним из крупнейших открытий нашего века. На его основе создаются новые виды сверхдальней связи, телевидения, сигнализации, новые способы обработки материалов и т. д. В декабре 1964 года академикам А. М. Прохорову и Н. Г. Басову за фундаментальные работы в области квантовой электроники была присуждена Нобелевская премия.

Широкое признание во всем мире получили достижения советских химиков. Среди них одним из первых следует назвать открытие разветвленных цепных реакций и создание теории цепных реакций, за которые академик Н. Н. Семенов был удостоен Нобелевской премии. Эти работы явились огромным вкладом в развитие новой области науки - химической кинетики, на базе которой созданы основы современного учения о горении, взрывных и других процессах.

Большие успехи достигнуты советской наукой в области химии углеводородов и их взаимопревращений, являющихся основой нефтехимии, в области гетерогенного катализа, химии комплексных соединений, электрохимической кинетики и исследованиях поверхностных явлений, химии полимеров и природных соединений. Нашим ученым принадлежит огромная доля участия в создании химии элементоорганических соединений, развитие которой в первую очередь связано с именем академика А. Н. Несмеянова.

Одна из характерных черт современных научных исследований состоит в том, что в них, как правило, принимают участие представители самых разных специальностей. Природа не считается с делением на науки, она едина, а это означает, что истинное познание ее законов требует сотрудничества многих наук, иначе мы будем видеть только одну сторону явлений. Вот почему :амые значительные открытия все чаще рождаются на стыках наук. Так, академик П. А. Ребиндер, доктор физико-математических наук В. И. Лихтман, доктор физико-математических наук Е. Д. Щукин, доктор химических наук Ю. В. Горюнов, кандидаты химических наук Н. В. Перцов и Л. А. Кочанова и кандидат физико-математических наук Л. С. Брюханова открыли явление резкого изменения механических свойств металлов в присутствии малых количеств сильно адсорбционно-активных по отношению к ним металлических расплавов. Теперь стало возможным объяснить нередкие в инженерной практике случаи разрушения металлических конструкций, находящихся при повышенных температурах в контакте с жидкими металлическими теплоносителями и припоями, а следовательно, найти пути предотвращения катастроф.

Помимо этого, явление адсорбционного понижения прочности металлов под действием металлических расплавов может быть использовано для обработки сплавов, а также для получения новых сплавов, обладающих повышенной прочностью. Положения этого открытия используются сейчас коллективами физико-химиков, металлургов, специалистов, работающих в области физики пластичности и прочности твердых тел.

Доктор технических наук, профессор М. И. Волский открыл неизвестное ранее свойство живых организмов усваивать атмосферный азот. Это открытие имеет важное значение для решения проблем по жизнеобеспечению экипажей космических кораблей, а также для народного хозяйства.

Формула зарегистрированного под № 51 открытия доктора химических наук М. Е. Вольпина и В. Б Шура гласит: "Установлено неизвестное ранее свойство молекулярного азота, заключающееся в том, что он вступает в мягких условиях (в частности, при комнатной температуре и нормальном давлении) в реакции с системами, состоящими из солей или комплексов переходных металлов и доноров карбаниона или гидрид-иона с образованием соединений со связью металлазот". Большая роль, которую играют соединения связанного азота в современном сельском хозяйстве и промышленности, широко известна. Однако считалось, что связывание азота возможно лишь при процессах, протекающих в условиях высоких температур и давлений. Открытие М. Е. Вольпина и В. Б. Шура опрокидывает это представление, закладывает основы для разработки новых, перспективных методов связывания азота.

Исключительное значение для производства полимеров имеет открытие членом-корреспондентом АН СССР Н. С. Ениколоповым явления передачи цепи с разрывом. Доклад об этом открытии, сделанный автором на Международном симпозиуме макромолекулярнои химии в Монреале 10 февраля 1961 года, получил огромный резонанс в научных кругах. Положения открытия не только существенно дополняют, но в ряде случаев и изменяют сложившиеся представления о внутреннем характере процессов полимеризации.

На основе своего открытия Н. С. Ениколопов разработал способ получения стабильного полиформальдегида с метоксильными концевыми группами. Химические и физические свойства полимера намного превосходят свойства полиформальдегида, выпускаемого монопольно американской фирмой "Du Pont".

Общеизвестны успехи нашей страны в освоении космического пространства. Запуском первого искусственного спутника Земли Советский Союз открыл эру проникновения человечества в космос и с тех пор неоднократно утверждал свое первенство в осуществлении основных этапов развития космических исследований.

За прошедшие годы мир многое узнал о космических воздействиях на Землю. Нашей страной открыты пути практического использования спутников для связи, метеорологии и навигации, смонтирована первая космическая станция, практически утверждена реальность перспективы полетов к другим планетам.

Мировое первенство отечественной науки в освоении космоса зиждется на ряде выдающихся открытий советских ученых в области астрофизики и геофизики. В числе их следует отметить открытие членом-корреспондентом АН СССР С. Н. Верновым, членом-корреспондентом АН СССР А. Е. Чудаковым, кандидатами физико-математических наук П. В. Вакуловым, Е. В. Горчаковым и Ю. И. Логачевым внешнего радиационного пояса Земли. Ими было установлено, что в области пространства, где расположены силовые линии магнитного поля, пересекающие поверхность Земли, между 5-м и 65-м градусами геомагнитной широты проходит радиационная зона, состоящая из захваченных магнитным полем интенсивных потоков электронов с энергией от сотен до тысяч килоэлектрон-вольт. Это открытие имеет исключительно важное значение, ведь внешний радиационный пояс является областью непосредственно взаимодействующей с межпланетной средой. Он оказывает воздействие на верхние слои атмосферы, вызывая многие геофизические явления (полярные сияния, магнитные возмущения).

Сотрудники радиотехнического института АН СССР доктор технических наук К. И. Грингауз, В. В. Безруких, В. Д. Озеров и Р. Е. Рыбчинский установили существование потоков мягких электронов (не регистрируемых счетчиками космических лучей) за пределами радиационных поясов Земли.

В июне 1957 года состоялось первое решение о признании и государственной регистрации открытия, сделанного доктором технических наук Н. И. Кабановым и известного под названием "Эффект Кабанова". Сущность открытия заключается в том, что радиоволны, отраженные от ионосферы, при падении на Землю частично рассеиваются ее поверхностью; некоторая доля рассеянной энергии возвращается к источнику излучения, где и может быть зарегистрирована. "Эффект Кабанова" дает возможность практически исследовать ионосферу, обеспечить дальнюю (9-12 тысяч километров) и надежную радиосвязь.

Советским ученым доктору физико-математических наук профессору В. С. Троицкому и кандидату физико-математических наук В. Д. Кротикову (Научно-исследовательский радиофизический институт при Горьковском госуниверситете) принадлежит открытие потока внутреннего тепла Луны. Научное значение открытия заключается в том, что оно позволило определить ряд физических свойств вещества верхнего покрова Луны, ее радиоактивность и другие данные, представляющие большой интерес для физики планет и космогонии.

Результаты научных исследований в области биологии способствовали решению многих практических задач сельского хозяйства и медицины. У нас, в частности, был построен первый в мире аппарат искусственного кровообращения, который, по существу, явился прототипом всех современных аппаратов "искусственное сердце - легкие".

За последние годы в биологии происходят революционизирующие события. Раскрытие строения белков и нуклеиновых кислот, расшифровка генетического кода, выяснение молекулярных основ биологического катализа, осуществление первых химических синтезов белковых молекул и приближение к такому же синтезу материальных основ наследственности нуклеиновых кислот знаменуют начало новой эпохи в изучении всего живого. Прогресс отечественной молекулярной биологии оказывает серьезное влияние на развитие генетики и вирусологии, биохимии и биофизики. Тем самым расширяются возможности их практического использования в медицине и сельском хозяйстве.

Сейчас в научных учреждениях Академии наук и Академии медицинских наук СССР, республиканских академиях, в университетах создается широкая база для этих исследований и уже получен ряд важных результатов.

В начале века американский ученый Раус измельчил клетки опухоли куриной саркомы, пропустил их через фарфоровый фильтр, который задерживает даже бактерии, и получил таким образом жидкость, содержащую вирус. Этот вирус, переносимый от птицы к птице, вызывал саркому. На протяжении полувека господствовала гипотеза Рауса, что опухолеродные вирусы могут вызывать патологические процессы только у определенных видов животных. Это положение наносило большой вред, гормозило прогресс онковирусологии до тех пор, пока его не опровергли советские ученые. Академик АМН СССР Л. А. Зильбер, доктор биологических наук И. Н. Крюкова, доктор медицинских наук Г. Я. Свет-Молдавский и кандидат биологических наук А. С. Скорикова открыли, что опухолеродные вирусы обладают куда более широким спектром действия. "Установлено свойство патогенности опухолеродных вирусов животных одного класса для животных другого класса", - гласит формула этого открытия. Главное значение его заключается в том, что оно создало предпосылки для изучения вирусов опухоли человека.

Большую роль на развитие медицины оказали и другие открытия советских ученых: явление повышенного содержания серебра в мозге у больных эпилепсией (автор - кандидат медицинских наук Л. М. Дондыш); защитное действие фтора против радиостронция (автор - доктор медицинских наук В. А. Книжников); явление регулирования скорости гликолиза в клетке под действием специфического белка (авторы - доктор биологических наук С. А. Нейфах и кандидат биологических наук В. С. Репин).

В одной статье невозможно перечислить все наиболее выдающиеся открытия, сделанные советскими учеными и являющиеся прочным фундаментом научно-технического прогресса нашей страны. Примечательно, что большинство открытий принадлежит не отдельным ученым, а является плодом исследовательской работы целых научных коллективов, наглядно подтверждая тем самым, какие возможности заложены в социалистическом принципе руководства наукой.