В День российской науки: исторический обзор и взгляд в будущее отечественных научных школ
Российская академия наук
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.
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».
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.
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 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.