Математика в годы Второй Мировой войны

XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2022

Математика в годы Второй Мировой войны

Пермякова П.К. 1
1МОУ "Октябрьская СОШ №1"
Зубенко К.В. 1
1МОУ "Октябрьская СОШ №1"
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Вторая мировая война – одно из самых кровопролитных событий в жизни человечества. В этой войне решалась судьба мировой цивилизации, прогресса и демократии. Победа давалась нелегко. Победу приближали солдаты и их подвиги. Но не только грубой силой досталась победа в этой войне. Эта победа завоёвывалась умами учёных-математиков, которые искали самые лёгкие пути достижения цели. Придумывали новые изобретения, которые существенно облегчали ведение боёв. Улучшение и модернизация старой техники. Но помним ли мы и знаем имена этих выдающихся учёных? В этом и заключается актуальность работы. Мы должны помнить имена всех участников войны, и не только тех, кто был на передовой. Должны узнать всю значимость деятельности учёных во Второй мировой войне.

Гипотеза: учёные сыграли большую роль в приближении победы во Второй Мировой войне.

Цель работы: изучить открытия или изобретения ученых-математиков в период Второй Мировой войны.

Задачи:

1. Собрать материал по теме, изучив литературу и Интернет-источники.

2. Изучить, биографии и открытия или изобретения учёных.

3. Провести анкетирование обучающихся школы.

II. Основная часть

Глава 1. История открытий

1.1. Открытия и изобретения советских учёных

Война поставила перед учеными-математиками сложнейшие задачи. От авиации требовалось, чтобы скорость самолётов была значительно больше прежней. Большим вкладом в развитие скоростной авиации, стали исследования аэродинамической теории крыла, академика Николая Евграфовича Кочина - советского математика и физика.

Полученные им важные результаты в аэродинамической теории крыла конечного размаха, позволили впервые практически решить задачу «теории круглого крыла» и рассчитать силы, действующие на крыло.

За загадочными словами «флаттер» и «шимми» (приложение 1) стоят серьезные проблемы, которые испытывала мировая авиация в бурный период своего расцвета. В середине 30-х годов при переходе на более высокие скорости самолеты разрушались от быстро нарастающей тряски. С этим явлением, получившим название «флаттер», результатом игры сил аэродинамики и резонанса, безуспешно пытались справиться конструкторы во всем мире — самолеты продолжали разваливаться. Проблему удалось решить известному ученому Мстиславу Келдышу с сотрудниками в ЦАГИ, которые начали исследования еще в предвоенные годы. С помощью математических расчетов Келдыш сформулировал причины флаттера, предложил метод расчета критической скорости и доступные практические приемы для гашения катастрофической вибрации на разных скоростях у самолетов того времени. Нельзя забывать о том, что в то время ученые были вооружены только логарифмической линейкой и арифмометром, и при решении проблемы флаттера Келдыш проявил не только гений математика, но и незаурядные инженерные способности экспериментатора.

Радиолокация (приложение 1)

Для обнаружения вражеской авиации необходимы были средства посерьезнее биноклей. Разработка технологий радиолокации в СССР стартовала в 1932 году, и уже спустя два года специалисты Ленинградского электрофизического института под руководством А. А. Чернышева обнаруживали цель, которая летела на высоте 150 м, на расстоянии 600 м от радара. В 1936 году появилась установка «Буря» - она работала на сантиметровом диапазоне волн и засекала самолет на расстоянии до 10 км.

В 1941 году в распоряжении советских войск были «радиоулавливатели самолетов» РУС-1 «Ревень» и РУС-2 «Редут» с дальностью обнаружения целей до 150 км. Комплекс РЛС «РУС-2», расположенный в Подмосковье, 22 июня 1941 года смог обнаружить приближение 200 немецких бомбардировщиков, в результате ПВО отбили первый воздушный налет на Москву. В тот же день была отражена атака на базу Черноморского флота в Севастополе – РСЛ была расположена на крейсере «Молотов».

Синхрофазотрон и принцип автофазировки (приложение 1)

Сотрудник физического института АН СССР Владимир Векслер в довоенное время изучал космические лучи, охотясь за ними в экспедициях на Памире и Кавказе. В 1944 году Векслер предложил, а его сотрудник Е. Фейнберг теоретически обосновал так называемый «принцип автофазировки» ускоренных релятивистских заряженных частиц, сделавший возможным создание современных ускорителей высокой энергии. Принцип автофазировки или фазовой устойчивости Векслера помог решить проблему сохранения устойчивости движения ускоряемых частиц при релятивистском увеличении их массы, что приводило к нарушению резонанса между движением частицы и ускоряющим полем. Частицы стали запускать в длинную свернутую в кольцо трубу, а для удержания их на постоянной орбите синхронно с ростом энергии увеличивали магнитное поле. Ускорители такого типа получили название синхрофазотронов.

Завойский и электронный парамагнитный резонанс (приложение 1)

Еще один знаменитый ученый, фундаментальное открытие которого дало толчок бурному развитию разных наук и положивший начало новой области физики — магнитной радиоспектроскопии, — Евгений Завойский из Казанского университета.

Еще в начале 1941 года ученый на простенькой установке занимался поиском ядерного магнитного резонанса, но с началом войны переключился на оборонную тематику. В конце 1943 года он получает возможность вернуться к фундаментальным исследованием и открывает явление электронного парамагнитного резонанса. Если коротко, то суть этого явления в резонансном поглощении электромагнитного излучения неспаренными электронами, когда спектр ЭПР позволяет получать данные о веществе.

Бронепрожигание танков (приложение 1)

Летом 41-го немцы начали использовать снаряды, каких не было в арсенале советских войск. Они оставляли на танках глубокие пробоины с оплавленными краями. Бронепрожигающие - окрестили их солдаты. Кумулятивные - поняли военные инженеры. Уже весной 42-го на основе трофейного немецкого снаряда был готов наш ответ фашистам. Расшифровать действие кумулятивного снаряда взялся математик Михаил Алексеевич Лаврентьев.

Тогда, в Уфе, почти за 15 лет до появления новосибирского Академгородка, он взглянул на явление так, как никто не додумался. Металл ведет себя как жидкость - объяснил кумуляцию Лаврентьев. Мысль настолько неординарная, что казалась нелепой. Теория Лаврентьева позволила увеличить пробивную силу снаряда, уменьшив при этом его размер. Вместо четырех осколочно-фугасных авиабомб знаменитый штурмовик ИЛ-2 мог взять больше 300 т кумулятивных. Эффективность была так велика, что существование таких снарядов Сталин приказал держать в строгом секрете - до особого случая.

Т-34 (приложение 1)

T-34 - советский средний танк периода Великой Отечественной войны, выпускался серийно с 1940 года. В течение 1942—1947 годов — основной танк Красной армии и самый массовый средний танк Великой Отечественной Войны. Разработан конструкторским бюро танкового отдела Харьковского завода №183 под руководством талантливого инженера Михаила Ильича Кошкина.

В конструкции танка удачно сочетались, казалось бы, несовместимые в подобной технике качества. Так, например, мощное вооружение с надежной броневой защитой, неизбежно приводящее к излишнему утяжелению танка, тут сочетались с удивительной подвижностью и проходимостью танка. Столь удачного баланса качеств в Т-34, сделавшим его лучшим танком второй миров войны, советским инженерам удалось достичь за счет применения оригинальных и гениальных конструкторских решений подкрепленных математически. Продуманная схема бронирования корпуса и башни танка с широким применением наклонной брони, которая позволяет значительно повысить защиту танка от пробития снарядом не за счет увеличения толщины металла, а за счет его простого наклона под углами 30-60 градусов. Конструкторы танка путем не сложных математических расчетов с применением формул тригонометрии подсчитали, что если лист брони толщиной 45 мм установить в лобовой броне танка не под прямым углом, а под углом 60 градусов, то снаряду выпущенному врагом по танку нужно будет преодолеть толщину стали уже на 45 мм, а 90 мм. Так была создана оптимальная, математически просчитанная форма корпуса танка. При этом танк не перегружается лишним весом от толстой брони и приобретает столь важную в современной войне скорость и маневренность.

Из-за широких гусениц, Т-34 создавал большую площадь опоры на землю и громадная масса стального танка распределялась на большей площади, чем у немецкого танка, поэтому Т-34 значительно меньше давил на грунт и мог проехать там, где немецкий танк проваливался и застревал, особенно это сказывалось в период весеннего бездорожья и в болотах.

«Бог войны» (приложение 1)

Математики участвовали и в создании новых образцов артиллерийских орудий, разработав наиболее эффективные способы применения "бога войны", как уважительно называли артиллерию. Так, член-корреспондент Академии наук СССР Николай Четаев смог определить наивыгоднейшую крутизну нарезки орудийных стволов. Это обеспечивало оптимальную кучность боя, непереворачиваемость снаряда при полете и другие положительные характеристики артиллерийских систем. Выдающийся ученый академик Андрей Колмогоров, используя свои работы по теории вероятностей, разработал теорию наивыгоднейшего рассеивания артиллерийских снарядов. Полученные им результаты помогли повысить меткость стрельбы и увеличить эффективность действия артиллерии.

А коллектив математиков под руководством академика Сергея Бернштейна создал простые и оригинальные, не имевшие аналогов в мире таблицы для определения местонахождения корабля по радиопеленгам. Эти таблицы, которые ускоряли штурманские расчеты примерно в десять раз, нашли широкое применение в боевых действиях дальней авиации, значительно повысили точность вождения крылатых машин.

Героический труд рабочих, инженеров и техников советской промышленности позволил уже летом 1941 года начать оснащение Вооруженных Сил новыми, более совершенными видами боевой техники. В большом количестве войска получали новое оружие – самоходные артиллерийские установки, реактивные минометы, вселяющие в противника дикий ужас.

Из текста донесения в немецкий генеральный штаб: «Русские применили батарею с небывалым числом орудий. Снаряды фугасно - зажигательные, но необычайного действия. Войска, обстрелянные русскими, свидетельствуют - огневой налет подобен урагану. Снаряды разрываются одновременно. Потери в людях огромные».

Расчеты по монтажу нового оружия выполнил научный коллектив под руководством Ивана Гвая. С этим связана такая история: когда И. Гвай пришел в Высшую аттестационную комиссию за дипломом, у него спросили: "А где же Ваша диссертация?" В ответ услышали: "Стреляет на фронте!"

Реактивная установка стала официально именоваться «БМ-13», а в народе ее нежно называли «Катюшей».

«КАТЮША» используется, с 1936 года, по сей день, полное название Гвардейский реактивный миномет на шасси. Существует несколько вариантов БМ-13, БМ-8-24, БМ-8-36, БМ-8-48, БМ-31-12. Все эти варианты использовались в Великой Отечественной войне, а БМ-13 еще и на Афганской войне.

1.2. Биографии учёных

Мстислав Вселодович Келдыш (1911-1978, приложение 2)

Мстислав Вселодович Келдыш ученый-инженер. Во время Великой Отечественной войны он работал на авиационных заводах. В результате практика полетов получила надежное средство для борьбы с шимми и штопором, и за все время войны практически не было в нашей авиации гибели самолетов и летчиков по этим причинам.

Михаил Алексеевич Лаврентьев (1900–1980, приложение 1)

Лаврентьев вместе с коллективом Института математики работал над проблемами оборонного характера, решал сложнейшие задачи, связанные с совершенствованием артиллерийского оружия и инженерного дела. В 1944 г. после долгих и мучительных расчетов Лаврентьев доказал теорему о существовании «уединенной волны».

Николай ЕвграфовичКочин (1901-1944, приложение 2)

С 1939 года и до своей смерти возглавлял отделение механики ИМАН.

Работы академика Кочина, осуществлённые в предвоенные годы, принесли большую практическую пользу в решении оборонных задач. Им был предложен метод решения плоской задачи о подводном крыле, получены формулы для расчёта сопротивления корабля с учётом взаимодействия корпуса корабля и воды. Во время Великой Отечественной войны Кочин осуществил разработку и решение комплекса задач по «теории круглого крыла», что давало возможность точно рассчитывать силы, действующие на крыло самолёта во время полёта.

Александр Алексеевич Чернышёв (1882-1940, приложение 2)

Президиум АН СССР принял решение об организации в составе Технической группы Академии Комиссии по телемеханике и автоматике, преобразованной в 1939 г. в Институт автоматики и телемеханики во главе с академиком В. С. Кулебакиным. Задача Комиссии состояла в координации работ по автоматическому управлению, в обобщении достигнутого опыта, в формулировании требующих решения проблем.

Владимир Иосифович Векслер (1907-1966, приложение 2)

В 1940 году Векслер защитил докторскую диссертацию на тему «Тяжелые частицы в составе космических лучей» и продолжил работать в ФИАН, в том числе в качестве заместителя директора. Стал членом КПСС, был парторгом ФИАН.

Как и многие физики, Векслер включился в работы военного значения. Он прервал изучение космических лучей и занялся конструированием и усовершенствованием радиотехнической аппаратуры для нужд фронта.

С 1944 года Векслер перешел к новой области исследований, занявшей главное место в его научной работе. С этого времени его имя уже навсегда связано с созданием крупных «автофазирующих» ускорителей и разработкой новых методов ускорения.

Евгений Константинович Завойский (1907-1976, приложение 2)

В 1933—1947 заведовал кафедрой экспериментальной физики Казанского государственного университета. В Казанском авиационном институте работал в 1939 – 1942 гг. заведующим кафедрой общей физики.

30 января 1945 года в Физическом институте имени П. Н. Лебедева защитил докторскую диссертацию, посвященную электронному парамагнитному резонансу. В 1947—1951 годах принимал участие в работах по созданию атомной бомбы в КБ-11 (Арзамас-16), в 1951—1976 работал у И. В. Курчатова в Лаборатории № 2. Известен как первооткрыватель нового фундаментального явления — электронного парамагнитного резонанса.

Михаил Ильич Кошкин (1898-1940, приложение 2)

С сентября 1939 года по февраль 1940 года на основании решения командования АБТУ под руководством М. И. Кошкина велось проектирование и изготовление двух опытных гусеничных танков А-32 с усиленным бронированием.

Николай Гурьевич Четаев (1902-1959, приложение 2)

В 1943 г. дал важное для баллистики достаточное условие устойчивости по отношению к углу нутации вращательных движений снаряда и оценку для возмущений, предложил методы решения задач об устойчивости вращательного движения снаряда, что позволило обеспечить кучность боя и устойчивость снарядов при их полете по баллистической траектории. Он показал также (1945), что если невозмущённое движение консервативной системы устойчиво, то у решений уравнений в вариациях все характеристические числа равны нулю. Уравнения в вариациях являются при этом приводимыми и имеют знакоопределённый квадратичный интеграл.

Андрей Николаевич Колмогоров (1903-1987, приложение 2)

29 января 1939 года 35-летнего Колмогорова избирают сразу действительным членом Академии наук СССР по Отделению математических и естественных наук. Ещё в конце 1930-х годов Колмогорова заинтересовали проблемы турбулентности. В 1946 году Колмогоров организует лабораторию атмосферной турбулентности в Геофизическом институте АН СССР

Одновременно с работами по данной проблеме Колмогоров продолжает успешную деятельность во многих областях математики — исследования, посвящённые случайным процессам, алгебраической топологии и т. д.

Иван Исидорович Гвай (1905-1960, приложение 2)

После окончания академии работал инженером в Газодинамической лаборатории. После организации на базе ГДЛ и ГИРД в октябре 1933 года Реактивного научно-исследовательского института переехал в Москву и стал работать в РНИИ. Под его руководством была создана установка для реактивных снарядов «Флейта», предназначенная для самолётов И-15, И-16. В 1937—1938 годах «Флейта» была принята на вооружение и в 1939 успешно применена в боях на Халхин-Голе. В 1939—1941 была разработана пусковая установка для реактивных снарядов на базе грузового автомобиля ЗИС-6 — БМ-13, ставшая в последующем знаменитой «Катюшей». БМ-13 была принята на вооружение 21 июня 1941 года. Автор книги «О малоизвестной гипотезе Циолковского» (1959), ряда литературных произведений. Работал над вопросами военной истории. Степень кандидата технических наук присуждена в 1942 без защиты диссертации. Инженер-полковник инженерно-артиллерийской службы.

1.3.А как обстояли дела за рубежом?

США

Систематическая ошибка выжившего (приложение 1)

В период второй мировой на территории США существовала группа статистических исследований — SRG. Ее цель состояла в том, чтобы собрать самых крутых американских специалистов по статистике и использовать их для решения военных задач. Одна из задач формулировалась следующим образом:

«Если вы не хотите, чтобы вражеский самолет сбивал ваш, то вы покрываете его броней. Но броня делает его более тяжелым, менее быстрым и маневренным, увеличивается расход топлива. Если на самолете много брони — это проблема, если мало — проблема. Необходимо определить оптимальное решение».

Для решения этой задачи военные предоставили SRG данные, которые, по их мнению, могли помочь группе. Самолеты, вернувшиеся из Европы, были покрыты пробоинами от пуль, но не равномерно. Пробоин по корпусу было больше, чем на двигателе.

Командование посчитало, что необходимо укрепить места самолета, где было больше всего пробитий. Но необходимо было понять, где нужно больше брони, а где меньше. С этим вопросом они обратились к одному из членов SRG — Абрахаму Вальду. Его ответ был неожиданным — необходимо было укрепить те места, в которых было меньше всего пробоин. Причина, почему в двигателе было меньше пробоин, чем по корпусу заключалась не в избирательности немецкой армии, а в том, что самолеты с такими повреждениями попросту не возвращались из боя. А корпус, весь в дырках как сыр, можно оставить без дополнительной брони. В госпитале вы увидете больше раненых в конечности, а не в грудь — не потому что в неё не попадают, а потому что пациенты не выживают. В честь этого случая своё название получила систематическая ошибка выжившего — статистическая ошибка, при которой в расчет берут данные одной группы (которых много) и упускают из вида другую группу(данных по которой мало), хотя не менее важная информация скрывается во второй группе.

Ядерное оружие (приложение 1)

Потенциальные возможности ядерной энергии были известны давно. Но именно во время Второй мировой войны появилась возможность испытать их на практике. Первая атомная бомба была создана в США. В 1941 году Энрико Ферми завершил теорию цепной ядерной реакции, а через два года под руководством физика Роберта Оппенгеймера и генерала Лесли Гровса стартовал Манхэттенский проект. Две бомбы, созданные в ходе проекта, были сброшены на японские города Хиросиму и Нагасаки в августе 1945 года. По оценкам, непосредственно в ходе бомбардировки было убито от 150 тыс. до 244 тыс. человек. Проблема распространения смертоносного ядерного оружия породила множество дискуссий. Однако без этого открытия не было бы ядерной энергетики.

Великобритания

Борьба с «Энигмой» (приложение 1)

Энигма — это электромеханическая роторная шифровальная машинка. Она использовалась Германией в период Второй мировой для передачи и декодирования зашифрованных сообщений. В военных целях использовались две версии энигмы — с 3 и 4 (на флоте) роторами. Вместе они образовывали электрический контур. В зависимости от начальных настроек машинки, при нажатии на символ один из роторов проворачивался и генерировал закодированный символ. Кодирование каждого следующего символа зависело от предыдущего. На выходе оператор получал зашифрованное сообщение, которое можно было декодировать с помощью аналогичной машинки при наличии начальных настроек — кода. Германия меняла этот код ежедневно.

Первых успехов с дешифровкой сообщений энигмы добились польские ученые в 1939. Им удалось расшифровать часть сообщений, но полностью разгадать загадку не удалось. После того, как Польша была захвачена, эти ученые скрылись сначала во Франции, а затем перебрались в Великобританию и передали свои наработки местным специалистам.

Британская группа во главе с Аланам Тьюрингом столкнулись с новой проблемой. Перед началом войны немцы увеличили количество роторов из которых они могли выбирать три для работы. В 1940 году появился первый экземпляр электронно-механической машины для расшифровки энигмы — Bombe. К концу войны было создано порядка 210 машин, которые расшифровывали до 3000 сообщений ежедневно.

Случайное распределение (приложение 1)

В период войны постоянно бомбили Лондон. До 13 июня 1944 года это были обычные бомбардировки, но именно 13 июня, через неделю после высадки союзников в Нормандии, на Лондон полетели ракеты нового типа — реактивные. «V-1» или «Фау-1» — первая крылатая реактивная ракета, примененная в реальных боевых действиях. Из-за характерной особенности двигателя их прозвали «жужжащими». За период с июня по октябрь 1944 года в сторону Великобритании было выпущено 9521 ракет, из которых цель достигли 2419. Из-за технологически продвинутой конструкции и лозунгов Германии у британцев возник вопрос: падают ли эти ракеты случайно или нет? На помощь Великобритании пришли математики со статистикой. Проведя анализ местоположения взрывов, они пришли к выводу, что эти ракеты падают случайным образом.

Радионавигация (приложение 1)

Первая технология радиолокации была разработана в 1930-х годах Робертом Ватсоном Уоттом и Арнольдом Уилкинсом. Она позволяла предотвратить угрозу воздушной бомбардировки. Историки говорят, что исход Битвы за Британию, возможно, был предопределен благодаря опоре британцев на радарные системы обороны и решению Германии сосредоточиться на бомбардировке городов. В результате Британия смогла разглядеть немецкие бомбардировщики, пока они находились на расстоянии до 100 миль и сконцентрировать силы.

1.4. Использования изобретений в наше время

Парамагнитный резонанс нашёл применение для решения ряда важных вопросов:

Изучение структуры органических соединений, исследование структуры атомов и молекул твёрдых и жидких веществ;

Изучение кинетики химических реакций, идущих через промежуточные вещества с разорванными связями;

Изучение комплексобразования в растворах;

Изучение строения живых тканей;

Прецизионные изменения магнитных полей;

Определение вязкости жидкостей;

Обнаружение малых концентраций свободных радикалов и исследование их структур;

Изучение свойств полупроводников.

Находясь до сих пор на вооружении ряда государств третьего мира, в XXI веке «тридцать четвёрка» выполняет, прежде всего, роль памятника истории. Одни из сохранившихся машин являются мемориалами героям войны, другие — экспонатами исторических выставок. Так как это не модели, а вполне реальные боевые машины, то теоретически некоторые из них после ремонта могут вступить в бой.

Бурное развитие в последние десятилетия вычислительной техники и вычислительных методов кардинально изменило возможности решения проблем флаттера и шимми. Но явления эти не стали менее опасными, поскольку со всей остротой проявилась их зависимость от существенно большего, чем прежде, числа параметров полета и систем гораздо более сложных современных летательных аппаратов. Однако и годы спустя после перехода М.В. Келдыша из ЦАГИ в новые научные структуры для решения новых актуальных и всё более масштабных проблем, включая руководство Академией наук СССР, продолжала эффективно работать созданная Мстиславом Всеволодовичем в ЦАГИ научная система обеспечения безопасности летательных аппаратов (и инженерных сооружений) от грозных явлений аэроупругости.

Ракеты с радиолокационным наведением оснащаются для выполнения боевых задач специальными автономными устройствами. Для распознавания местности на самонаводящейся ракете имеется бортовой радиолокатор, который сканирует земную поверхность и соответствующим образом корректирует траекторию полета. Радиолокатор, расположенный поблизости от противоракетной установки, может непрерывно отслеживать полет межконтинентальной ракеты.

Океанские суда используют радиолокационные системы для навигации. Служба береговой охраны США применяет радиолокационно-телевизионную навигационную систему "Ратан" для получения телевизионно-радиолокационного изображения на подходах к гавани Нью-Йорка. На промысловых траулерах радиолокатор находит применение для обнаружения косяков рыбы.

На самолетах радиолокаторы используют для решения ряда задач, в том числе для определения высоты полета относительно земли. В аэропортах один радиолокатор служит для управления воздушным движением, а другой –радиолокатор управления за ходом на посадку – помогает пилотам посадить самолет в условиях плохой видимости.

Естественно, что пучки синхрофазотрона привлекали внимание не только физиков и биологов. Ядерные пучки, достижимые по энергии на синхрофазотроне, соответствует по энергии ядрам космического излучения, представляющим потенциальную опасность для космонавтов и аппаратуры при длительных полётах. Начиная с 1976 г. учёные Института медико-биологических проблем выполнили на ускорителе ЛВЭ большой комплекс исследований по космической биологии и обеспечению радиационной безопасности полётов космонавтов.

Помимо Великой Отечественной войны БМ-13 применялись в ходе конфликтов в Корее (1950-1953) и Афганистане (1979-1989).

Практически все «Катюши», собранные на базе отечественных грузовиков ЗиС-6, уничтожила война. На сегодняшний день во всём СНГ их сохранилось только несколько экземпляров.

Попытки «взломать» «Энигму» не предавались гласности до конца 1970-х годов. После этого интерес к «Энигме» возрос, и множество шифровальных машин представлено к публичному обозрению в музеях США и Европы.

В 2007 году запущен проект распределённых вычислений «Enigma@Home», целью которого являлся взлом трёх зашифрованных сообщений «Энигмы», перехваченных в северной Атлантике в 1942 году. Два сообщения были успешно расшифрованы в 2009 году, третье — в 2013 году.

Систематическая ошибка выжившего встречается в нашей жизни гораздо чаще, чем нам кажется. Среди ярких примеров можно выделить широко распространенный в народе слух о том, что все дельфины – добрые млекопитающие, которые помогают тонущим людям спастись, подталкивая их до берега. Никаких научных обоснований и подкреплений этого факта, кроме свидетельств и показаний выживших, нет. При этом в статистике совершенно отсутствуют цифры о погибших в результате того, что дельфины толкали их от берега. Делать заключение только лишь на показаниях одной части и распространять его на всю группу целиком – неверно. Именно поэтому заявление о героизме и доброте дельфинов не может считаться аксиомой.

Именно отсутствие показаний погибших людей не позволяет нам в полной мере говорить об объективности статистики. В этом и заключается суть систематической ошибки выжившего: не принимать во внимание данные о тех, кто уже не может их предоставить.

Однако военные разработки положительно повлияли и на гражданский сектор: появились эффективные фильтры и системы шумоподавления, стала повсеместно использоваться теория устойчивого приема. Впоследствии технологии нашли применения в Wi-Fi и Bluetooth, GPS и ГЛОНАСС.

В настоящее время радионавигационное оборудование, установленное на подвижных объектах, приобрело новое качество в связи с широким использованием бортовых вычислительных машин, объединяющих навигационные измерители в единые комплексные навигационные системы. Под термином «навигация» первоначально подразумевались только способы вождения морских судов. Сейчас этот термин распространен и на способы вождения таких подвижных объектов как самолеты, вертолеты, космические корабли, морские и речные суда.

Глава 2. Исследование

Анкетирование

В связи с выбранной темой мне стало интересно, знают ли мои сверстники, какой вклад внесли математики в приближении победы во Второй Мировой войне. Чтобы узнать это, я составила небольшой опросник, на вопросы которого смогут легко ответить дети 13-16 лет (приложение 3).

В результате анализа анкетирования учащихся выяснилось: 67% учащихся считают, что открытия математиков приблизили победу во Второй мировой войне, а 33% - нет; 54% слышали о научных открытиях и достижениях математиков во время Воторой мировой войны, а 46% не слышали; на вопрос: «Какие изобретения Второй Мировой войны вы знаете?» - 74% не смогли ответить на этот вопрос, ответить смогли только 26%. Самые популярные ответы были: танк Т-34, «Катюша», ядерное оружие, усовершественные гусеницы танков; но назвать учёных, которые их изобрели никто не смог.

Я пришла к выводу, что учающиеся моей школы знают мало о событиях и подвигах в тылу Второй Мировой войны. А о вкладе математиков во Вторую мировую тем более.

Чтобы просветить одноклассников по данной теме, я провела классный час по теме: «Математика в годы Второй Мировой войны», - на котором я рассказала про царицу наук в военные годы и предложила ребятам порешать задачи на военную тематику (приложение 4).

Заключение

Совершая новые открытия,математики постепенно приближали победу в этой тяжёлой войне. Их вклад бесценен. Кто знает, когда могла закончиться война, и какой исход был бы у неё, если бы не их изобретения и открытия.Но с годами воспоминания тех тяжкий военных лет стираются из памяти. Забываются и изобретения, имена их создателей. Наша самая главная задача сохранить память об этой войне и тех, кто приближал победу всеми силами. Многие из математиков не воевали с автоматами и гранатами в руках. Они своим умом и талантом приближали эту долгожданную победу. Но есть и те, кто помимо научной деятельности сражались и на поле боя. Большинство из них погибли, и мы просто обязаны сохранить их имена в истории.

Считаю, что поставленная мною цель: изучить открытия или изобретения ученых-математиков в период Второй Мировой войны – была достигнута. Задачи выполнены.

Так же я подтверждаю выдвинутую мною в начале исследования гипотезу: учёные сыграли большую роль в приближении победы во Второй мировой войне.

Учёные-математики действительно внесли огромный вклад в развитие науки и техники во Второй мировой войне. С их помощью победа досталось намного проще и легче. Математики совершали не только новые открытия и придумывали новые изобретения. Они усовершенствовали старую технику для более лёгкого ведения боя.

Список литературы

https://www.wikipedia.org/

Современная иллюстрированная энциклопедия «Математиков и информатиков». А. П. Горкин. Издательство: «РОСМЕН», 2007 год.

Гнеденко Б.В. Математика и оборона страны, - М.: 1978

Гнеденко Б. В. Математика и контроль качества продукции М.: Знание, 1984.

Интернет ресурсы.

Приложение

Приложение 1

 

Флаттер и шимми

 

Радиолокация

 

Синхрофазотрон и принцип автофазировки

 

Завойский и электронный парамагнитный резонанс

 

Бронепрожигание танков

Т-34

 

«Бог войны»

 

Катюша

 

Систематическая ошибка выжившего

 

Ядерное оружие

 

Борьба с «Энигмой»

 

Случайное распределение

 

Радионавигация

Приложение 2

 

Мстислав Всеволод Келдыш

(1911-1978)

 

Михаил Алексеевич Лаврентьев

(1900-1980)

 

Николай Евграфович Кочин

(1901-1944)

 

Александр Алексеевич Чернышёв

(1882-1940)

 

Владимир Иосифович Векслер (1907-1966)

 

Евгений Константинович Завойский

(1907-1976)

 

Михаила Ильича Кошкина

(1898-1940)

 

Николай Гурьевич Четаев

(1902-1959)

 

Андрей Николаевич Колмогоров

(1903-1987)

 

Иван Исидорович Гвай

(1905-1960)

Приложение 3

Как вы считаете, открытия математиков приблизили победу во Второй Мировой войне?

• да

• нет

Слышали ли вы о каких-то научных достижениях или изобретениях Второй Мировой войны?

• да

• нет

Какие изобретения Второй Мировой войны вы знаете?

_______________________________________________

А знаете ли вы учёных, которые их изобрели?

_______________________________________________

Приложение 4

Математические задачи

№1

Во время боёв под Москвой, в городе прошёл парад 7 ноября на Красной площади. Всего в параде участвовало около 28,5 тыс. человек, 140 артиллерийских орудий, танков – на 20 больше, и машин – на 68 меньше, чем орудий и танков вместе. Узнайте, сколько участвовало в параде танков и машин.

№2

Началом Сталинградской битвы, её первым днём в историографии принято считать 17 июля 1942 года. Завершением битвы, её последним днём , считается 2 февраля 1943 года. Сколько дней продолжалась защита Сталинграда?

№3

Выполнив действия примера, вы узнаете величину главной высоты города.

318,46 + 24,38 – 240,84

№4

Против танковой дивизии «Адольф Гитлер» были выдвинуты две армии, которые должны встретиться недалеко от Курска. Армии находились друг от друга на расстоянии 240км. Скорость движения одной армии 4км/ч. Найти скорость движения второй армии, если известно, что через 2 дня расстояние между ними было 40км. Учесть, что армии двигались по 10ч в сутки.

№5

Под Прохоровкой советские войска потеряли 60% танков из 800, а немецкие — 75% из 400. Сколько танков потеряли советские войска и немецкие?

№6

Боевые действия в тылу врага развернулись на местности протяженностью около 1000 км по фронту и 750 км в глубину. Какова площадь военных действий?

№7

Во время наступательной операции бригада солдат разделилась на три батальона: первый батальон составлял 450 бойцов, другой на 130 бойцов меньше, а в третьем батальоне солдат было в 2 раза меньше, чем в первом и во втором вместе взятых. Какова общая численность бригады солдат?

№8

В Великую Отечественную войну на одном из заводов за несколько часов было выпущено 160 винтовок, среди которых 16 – с дефектами. Найдите вероятность того, что солдату попадётся качественная винтовка.

№9

Танк Т-34, выехав из Курска к Прохоровке со скоростью 50 км/ч, добрался до места сражения за 2,5 часа. За какое время доберется до Прохоровки танк ИС-76, скорость которого равна 31,25 км/ч, если, встретив сопротивление на полпути к цели, ему пришлось возвращаться к Курску и начинать движение заново? (Считать, что на всем пути, скорость танка была постоянной)

№10

В начале войны бюджет одной из противоборствующих сторон составлял один миллиард долларов. Сколько оставалось средств в бюджете, если в ходе войны страна выделила 25% средств из бюджета на покупку танков T-275 "Рогатка", 30% на покупку противотанковых ракет "Метис" и 50% оставшихся денег на покупку самоходных гаубиц 2С1 "Гвоздика"?

№11

Годы ВОВ – это время массового и личного героизма. Героическими были большие города и маленькие населённые пункты. В Александровском саду у Вечного огня находятся стелы всех городов-героев, среди которых один, название которого вам предстоит выяснить, решив уравнения. После решения уравнений составьте буквы, соответствующие верным ответам в порядке решения уравнений.

№12

Комитет обороны Сталинграда принял решение выдать населению на 5 дней продукты питания: сахар, муку и крупу. Причем на одного человека муки выдали в 2 раза больше, чем сахара, а масса выданной крупы составляла 0,4 массы сахара. Общая масса всех выданных продуктов 1кг 700г. Сколько сахара, муки и крупы в день получил, таким образом, каждый житель?

№13

Сечение окопа – равнобедренная трапеция, нижнее и верхнее основания которой равны 60 см и 180 см соответственно. Найти объём грунта, который нужно вырыть из земли, если длина окопа должна равняться 155 метрам, а боковая сторона трапеции равна 1 метру.

№14

В СССР с 1940 по 1945 годы было выпущено 56000 средних танков. Танков Т-34 было выпущено 60% от этого количества. Танков Т 34-85 было выпущено 40%. Сколько танков Т-34 и Т 34-85 было выпущено?

№15

В СССР с 1939 по 1945 годы было выпущено 71000 самолетов. Из них 53000 истребители, остальные бомбардировщики. Сколько процентов от общего количества составляют истребители и бомбардировщики?

№16

С 1939 по 1945 годы в СССР было выпущено 12000 штурмовиков. Количество транспортных самолетов, выпущенных за это время, составило 25% от количества штурмовиков. Сколько транспортных самолетов было выпущено?

№17

Во время Великой Отечественной войны было выпущено 3000 танков КВ-1 и 4000 танков ИС-2. На сколько процентов больше было выпущено танков ИС-2?

Просмотров работы: 35