В День российской науки: исторический обзор и взгляд в будущее отечественных научных школ
Отличительной чертой российской науки всегда были мощные научные школы. На фундаменте, который они заложили, строятся современные исследования, обеспечивается преемственность научного поиска, воспитываются новые поколения исследователей. Сегодня, в День российской науки, мы вспоминаем яркие имена и вехи развития научной мысли в России.
XVIII век
Первые научные школы начали складываться в начале XVIII века. Одной из важнейших в это время стала математическая школа Леонарда Эйлера, который, по сути, создал классические основы теории чисел и математического анализа, введя в научный оборот свою знаменитую функцию, названную его именем, и фундаментальные теоремы.
Не менее значимой была естественно-научная и географическая школа Михаила Ломоносова. Этот учёный заложил основы отечественной физической химии, астрономии, метеорологии, геологии и многих других наук. Он рассматривал природу как целостную систему, которую люди преобразуют своим разумом и трудом, и, к примеру, первым высказал догадки о происхождении янтаря, торфа, каменных углей и соли как продуктов естественного преобразования органического вещества в недрах Земли.
Поясной портрет М.В. Ломоносова. Н.И. Соколов. Санкт-Петербург. 1802. Гравюра пунктиром
Михаил Ломоносов впервые обосновал значение для России Северного морского пути. Впоследствии это стало сферой приложения усилий многих путешественников и исследователей.
В начале XVIII века началось становление систематического изучения русской истории и филологии. Ведущую роль в этом вновь сыграл Михаил Ломоносов, а также Герхард Миллер и Василий Татищев. Их труды положили начало академической исторической науке. В то же время исследования Степана Крашенинникова и Петера Палласа в области натуральной истории и географии послужили базой для научного освоения обширных территорий нашей страны, включая Урал, Сибирь, Арктику и Дальний Восток.
Импульс получила астрономическая наука, чему также способствовал гений Ломоносова. Он произвёл множество важных наблюдений звёздного неба и в 1761 году открыл атмосферу Венеры.
Не менее важным для государства стало становление медицинской школы. Её основателями считают Николая Бидлоо и Павла Кондоиди. Их трудами в стране было введено систематическое медицинское образование. для аграрной страны направлением стало зарождение отечественной сельскохозяйственной науки. Её фундамент заложили такие учёные, как Андрей Болотов, Иван Комов и Михаил Павлов. Их труды связали земледелие с естественно-научными подходами.
XIX век
В XIX веке российские учёные продолжили традиции предшественников и вместе с тем развили множество новых направлений науки. В частности, математическая школа обрела мировое признание благодаря трудам Пафнутия Чебышёва и Николая Лобачевского. Чебышёв разработал теорию приближения функций и ввёл знаменитые многочлены, названные его именем, заложив основы принципов, на которых сегодня строятся компьютерные методы вычислений. В то же время Николай Лобачевский совершил интеллектуальную революцию, создав неевклидову геометрию. Тем самым он открыл дорогу к современным теориям пространства.
Мощные национальные школы сформировались в естествознании. Например, в биологии Александр Ковалевский своими работами по сравнительной эмбриологии доказал единство происхождения многоклеточных. Это стало весомым доказательством эволюционного родства всех животных. В тот же период Илья Мечников создал фагоцитарную теорию иммунитета, открыв явление фагоцитоза — процесса, когда специальные клетки (фагоциты) уничтожают микробов, мёртвые клетки и прочий мусор в организме. Иван Павлов разработал метод условных рефлексов и создал науку о высшей нервной деятельности, совершив переворот в понимании работы мозга.
Значительное развитие в России получили науки о Земле. В частности, выдающийся океанограф Эмилий Ленц открыл явление глобальной меридиональной циркуляции вод, а геолог Григорий Гельмерсен составил первую геологическую карту Европейской части Российской империи. В то же время геофизик Борис Голицын изобрёл электромеханический сейсмограф, что положило начало инструментальной сейсмологии и глубинному изучению недр Земли.
Особого расцвета в XIX веке в России достигли сельскохозяйственные научные школы. В частности, Василий Докучаев сформулировал идею о почве как об особом природном теле — живом, динамичном образовании, а не геологической породе, как считали ранее. Его идеи подхватили и развили другие отечественные учёные.
Например, Василий Вильямс создал учение о малом биологическом круговороте веществ и обосновал идею о единстве неорганической и органической природы. Павел Костычев, в свою очередь, сделал главным объектом изучения почвенную биоту и доказал, что микроорганизмы — главный двигатель процессов в плодородном слое. Вместе с тем Александр Советов внёс крупный вклад в теорию севооборота, а Василий Горячкин разработал теорию сельскохозяйственных машин и стал основоположником дисциплины «земледельческая механика».
В химии сенсацией стал труд Дмитрия Менделеева, который открыл Периодический закон химических элементов и систематизировал химические элементы в виде таблицы. Его идеи определили пути развития многих наук на столетия вперёд. В в физике стоит отметить достижения Василия Петрова, который открыл и исследовал явление электрической дуги, Александра Столетова, заложившего основы изучения фотоэффекта и магнетизма, и Петра Лебедева, который впервые в мире измерил давление света.
В медицине основателем одной из отечественных научных школ мирового уровня стал Николай Пирогов — основоположник военно-полевой хирургии. Среди его новаторских внедрений — массовое применение наркоза на поле боя, использование гипсовой повязки для иммобилизации переломов и создание системы сортировки раненых, что спасло бесчисленное количество жизней. В то же время Иван Сеченов провёл пионерские исследования в области центрального торможения нервной системы, заложив основы физиологии и научной психологии в России.
XX век
XX век стал для отечественной науки эпохой прорывов и реализации самых дерзких инженерных идей. Во многих отраслях сформировались новые научные школы мирового уровня. В частности, труды Николая Жуковского положили начало развитию отечественной аэродинамики и самолетостроения. В дальнейшем целая плеяда отечественных авиаконструкторов (Сергей Чаплыгин, Андрей Туполев, Сергей Ильюшин, Олег Антонов и многие другие) воплотила эти разработки в конструкциях сотен тысяч самолётов, вертолётов и других летательных аппаратов.
Ещё одним значимым направлением развития мысли отечественных учёных стало создание принципиально новых видов техники — ракет и спутников для космических полётов. Во главе этой деятельности стоял Сергей Королёв, под руководством которого сложилось легендарное объединение — «Совет главных конструкторов».
Слева направо: главный конструктор С.П. Королёв, космонавт № 2 Г.С. Титов Г.C. и президент АН СССР академик М.В. Келдыш в Президиуме АН СССР, 11.08.1965
В него входили конструкторы ракетной техники Михаил Янгель и Владимир Челомей, создатель двигателей Валентин Глушко, конструктор стартовых комплексов Владимир Бармин и другие. Работа этой команды привела к серии исторических достижений, включая запуск первых искусственных спутников Земли и первого космического корабля с человеком на борту.
В дальнейшем дело пионеров продолжили учёные и конструкторы следующего поколения. Ведущую роль в разработке пилотируемых комплексов сыграли Юрий Семёнов — один из главных создателей обитаемых орбитальных станций «Салют» и «Мир» — и Георгий Бабакин, под чьим руководством были построены автоматические межпланетные станции для исследования Луны, Венеры и Марса.
XX веке новых вершин достигла отечественная математическая школа. Так, Андрей Колмогоров разработал основы теории вероятностей. Его работы нашли практическое применение в метеорологии, океанологии и других сферах. Вслед за ним десятки выдающихся учёных совершили фундаментальные открытия, которые сформировали облик современной математики и её приложений. Многие из этих учёных работали на стыке наук, и их идеи послужили фундаментом для открытий в других областях знания и техники.
Фотопортрет академика А.Н. Колмогорова, заснятый фотографом Вайлем к 220-летию Академии Наук, 1945 год
Например, труды Сергея Соболева и Андрея Тихонова были критически важны для ядерной физики и космических программ. Исследования Николая Боголюбова заложили теоретический фундамент физики конденсированного состояния. Работы Владимира Арнольда по теории динамических систем широко применяются в небесной механике, теории устойчивости и даже в биологии для моделирования сложных процессов.
Вместе с тем XX столетие стало эпохой расцвета отечественной физики. Среди самых ярких научно-организационных центров в этом направлении выделяется Ленинградский физико-технический институт под руководством Абрама Иоффе, который стал «кузницей кадров» для советского атомного проекта и полупроводниковой отрасли. Параллельно в Москве на базе Физического института Академии наук СССР сформировалась уникальная «полифизическая» школа. Среди её достижений — разработка теории сверхпроводимости, конструирование первых ламп дневного света, открытие эффекта Вавилова-Черенкова, создание первых в СССР лазеров и мазеров и многое другое.
В середине столетия на первые роли вышла школа ядерной физики и Атомного проекта под руководством Игоря Курчатова. Деятельность этой группы и её последователей позволила создать стратегический ядерный щит страны и атомные подводные лодки. А также — атомные электростанции, ледокольный флот, радиомедицину и другие решения в сфере мирного атома, которые во многом определили «лицо» XX века. Одним из значимых продолжений работ этой группы стали достижения в сфере физики плазмы и разработка установок для управляемого термоядерного синтеза — перспективных источников энергии будущего.
Большой вклад в развитие отечественной науки XX века внёс Владимир Вернадский. Он стал основателем целого комплекса наук — биогеохимии, радиогеологии, учения о ноосфере. Его учение, которое рассматривало планету как единую живую систему, стало предтечей современной экологии и наук о Земле. Эти идеи получили развитие в трудах других учёных. Например, Александр Виноградов на основе этих подходы изучал геохимию изотопов и космических тел, а Александр Обухов создал статистическую теорию турбулентности и физики атмосферы.
В.И. Вернадский в своём кабинете в Петрограде, 1921 год
В биологии и сельском хозяйстве фундаментальный вклад внесла школа Николая Вавилова, чьи работы по изучению мировых растительных ресурсов и законов гомологических рядов легли в основу современной генетики растений и селекции. В то же время Климент Тимирязев, один из основоположников русской школы физиологии растений, исследовал фотосинтез, Иван Мичурин разработал методы селекции плодово-ягодных растений, а Анисим Поляков заложил основы ветеринарной санитарии.
XX век стал эпохой выдающихся достижений в медицине. В частности, хирургическая школа Александра Вишневского внедрила метод местной анестезии («ползучего инфильтрата») и лечебное применение новокаиновых блокад. Новаторские эксперименты Владимира Демихова в области трансплантологии заложили основы современных операций по пересадке органов. Гавриил Илизаров изобрёл аппарат, который позволил сращивать самые сложные переломы, а Евгений Чазов первым в мире предложил медикаментозные способы растворения тромбов прямо в сосудах сердца.
XXI век
В первой четверти XXI веке российская наука также успела отметиться рядом яркий достижений. В частности, в период 2010–2015 годов учёные из Объединённого института ядерных исследований в составе международных коллабораций под предводительством Юрия Оганесяна синтезировали шесть сверхтяжёлых элементов с атомными номерами 113–118. Также в ИОЯИ создали и запустили в эксплуатацию ускоритель частиц класса мега-сайенс NICA. Этот комплекс предназначен для изучения свойств плотной барионной материи и поможет учёным в эксперименте воссоздать условия, которые существовали во Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва.
Значительные достижения были получены в области лазерной физики. Специалисты в Институте прикладной физики РАН имени А.В. Гапонова-Грехова создали лазерную установку PEARL, мощность импульса которой достигала 0,56 ПВт. Такому лучу под силу разогреть вещество до температуры более 15 млн градусов — выше, чем внутри Солнца. Полученные технологии легли в основу создания более мощной установки — первого в мире лазера экзаваттной мощности.
Параллельно продолжались и прорывные исследования космоса. В 2019 году была успешно запущена российская астрофизическая обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма» («Спектр-РГ»). Её цель — полный обзор неба в рентгеновском диапазоне с рекордной чувствительностью, что позволит построить детальную карту скоплений галактик и чёрных дыр во Вселенной. Аппарат успешно завершил свою основную миссию, выполнив несколько полных сканирований неба, и продолжает работу в режиме расширенной научной программы.
В области точных наук на заре третьего тысячелетия Григорий Перельман доказал гипотезу Пуанкаре, что стало первой решённой «задачей тысячелетия». В сфере наук о Земле работы Гурия Марчука по решению задач численного моделирования погоды, атмосферы и океана внесли решительный вклад в разработку современных моделей климата.
Об истории праздника и Академии наук
День российской науки традиционно отмечается 8 февраля — в день учреждения Российской академии наук в 1724 году. Основанная императором Петром Великим, за прошедшие столетия Академия внесла колоссальный вклад в развитие мировой и отечественной научной мысли. Она всегда находилась на переднем крае науки, объединяла талантливых учёных, которые совершали значимые открытия и основывали собственные научные школы.
Подробнее об истории Российской академии можно узнать из издания (том 1 и том 2), которое было подготовлено с широким привлечением документальных материалов, находящихся в фондах Архива РАН и его Санкт-Петербургского филиала. Основная идея двухтомника — совместить в одном издании изложение истории Академии как научного учреждения, обзор результатов её научной деятельности на различных этапах, а также исторические портреты выдающихся членов Академии разных эпох — её руководителей и учёных, с именами которых связаны яркие достижения российской науки.
