IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
МАТЕМАТИКИ И ИХ ОТКРЫТИЯ В ГОДЫ ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Достижения советской науки в военное время внесли существенный вклад в мировую науку и помогли нашей стране победить. Не так давнобыла отмечена скорбная дата - 75- летие со дня начала самой жестокой и кровавой войны. Наша страна понесла многомиллионные жертвы во имя свободы, процветания и независимости Родины. Несмотря на то, что было бесчисленное множество погибших и раненых, тысячи разрушенных городов и деревень, сотни тысяч угнанных на фашистскую каторгу, советский народ выстоял и победил.Когда на рассвете 22 июня 1941 года вооружённые силы фашистской Германии без объявления войны напали на Советский Союз, весь наш народ поднялся на защиту своего Отечества. Силы и помыслы миллионов людей были направлены к одной общей цели - разгрому врага. Великая Отечественная война всколыхнула весь народ, в том числе и людей, занимающихся наукой.
ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ: 1.Изучить материалы об участии ученых- математиков в Великой Отечественной войне, открытия которых в годы войны ускорили победу над фашистами.
2. Изучить материал о роли научных изобретений для совершенствования оружия.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ: • выяснить, кто из ученых – математиков принимал участие в боевых действиях; • выяснить, какие задачи приходилось решать математикам в годы Великой Отечественной войны;• изучить материал о роли научных изобретений для совершенствования оружия; • раскрыть личный вклад математиков, внесенный в Победу в Великой Отечественной войне.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: Математики и математика в Великой Отечественной войне.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ: Данная работа может быть использована на уроках математики, классных часах для воспитания у учащихся чувства патриотизма и гордости за родную страну.
Уже 23 июня 1941 года состоялось внеочередное заседание Президиума Академии наук СССР, который принял решение направить все силы и средства на быстрейшие завершение работ, важных для обороны и народного хозяйства страны. Наука и техника встали на военную вахту. Советские учёные, конструкторы, инженеры с первых дней войны были полны решимости отдать все свои знания и силы, весь свой труд и опыт великому делу разгрома фашизма. «Всё для фронта, всё для победы!» - эти слова стали девизом миллионов советских людей. Огромное число математиков были мобилизованы или ушли на фронт добровольцами. Они храбро воевали и честно исполняли свой гражданский долг. При этом страна потеряла огромное число талантливой молодежи, которая могла бы стать гордостью отечественной науки. Об этом мы можем судить по тому, что среди возвратившихся после участия в сражениях Великой Отечественной войны значительное число стало крупными учеными - профессорами, академиками, членами - корреспондентами Всесоюзной и республиканских, академии наук.
Авиация и математическиезадачи
С первых дней войны идут тяжелые бои. Красная Армия несет огромные потери, как в человеческой силе, так и в технике. Особенно они заметны в авиации:более 8.000 самолетов были уничтожены врагом .
«На протяжении всех боевых действий нет нашей авиации. Противник все время бомбит», — это боевое донесение командира 3-го мехкорпуса Северо-Западного фронта B.C. Куркина от 24 июня 1941 г.
Можно до бесконечности перечислять строчки из донесений, датированных первыми днями войны, но все они говорят об одном — советская авиация практически отсутствовала в небе.
Война поставила перед советскими учеными- математиками сложнейшие задачи.От авиации война требовала больших скоростей самолетов. Исследования в комплексе с достижениями ученых из других областей науки и техники позволили А.С. Яковлеву и С. А. Лавочнику создать грозные истребители, С.В. Ильюшину – неуязвимые штурмовики, А.Н. Туполеву, Н.Н. Поликарпову и В. М. Петлякову – мощные бомбардировщики, заметно увеличить их скорость.
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.Овладевая большими скоростями, авиаконструкторы столкнулись с неизвестными раньше явлениями в поведении самолетов. На определенных режимах работы моторов в конструкциях возникали самовозбуждающиеся вибрации (флаттер), представлявших в ту пору основную опасность для авиаторов. Как правило, самолет, попавший в состояние штопора или шимми (особые вибрации самолета, приводившие к его разрушению) уже не могли из него выйти. Теорию этих явлений создал МстиславВселодович Келдыш ученый- инженер.
Весь мир знал его как выдающегося математика и блистательного организатора.
Во время Великой Отечественной войны он работал на авиационных заводах. Однако он пошел дальше и на основании теории сделал заключения о том, как устранять эти явления. 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.
Переоценить результаты этих исследовании невозможно, поскольку они помогли не только сохранить жизнь летчиков и самолеты, но и позволили летать на больших скоростях.
С первых дней войны математики принимали участие в защите страны: призывались в армию, записывались в народное ополчение, шли на фронт добровольцами. Они храбро воевали и честно исполняли свой гражданский долг. В самые тяжелые для страны дни они показали себя верными сыновьями Родины.
ПАСЬКО ЕВДОКИЯ БОРИСОВНА
Пасько Евдокия Борисовна - штурман эскадрильи 46-го гвардейского ночного бомбардировочного авиационного полка 325-й ночной бомбардировочной авиационной дивизии 4-й воздушной армии 2-го Белорусского фронта, гвардии старший лейтенант. Родилась 30 декабря 1919 года в селе Липенка в Киргизии. В 1938 году окончила среднюю школу, затем 3 курса механико-математического факультета Московского государственного университета. В октябре 1941 года с четвертого курса университета добровольцем ушла в Красную Армию. Окончила ускоренный штурманский курс в Энгельской авиационной школе.На фронтах Великой Отечественной войны с мая 1942 года. Принимала участие в самых ожесточённых и кровопролитных боях на Кавказе, на «Голубой линии», при форсировании Керченского пролива, при штурме и освобождении Севастополя, в Белоруссии, в Польше, при прорыве обороны противника на реке Одер и в ходе Берлинской операции. К сентябрю 1944 года гвардии старший лейтенант Пасько Е.Б. совершила 780 боевых вылетов на бомбардировку военных объектов и живой силы и техники противника. Звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 4499) Пасько Евдокии Борисовне присвоено Указом Президиума Верховного Совета СССР от 26 октября 1944 года.. Последнее воинское звание - капитан. С 1945 года Пасько Е.Б. — в отставке. Завершив учёбу на механико-математическом факультете Московского государственного университета, работала старшим преподавателем Московского Высшего Технического Училища им. Н.Э.Баумана, 33 года преподавала высшую математику. Награждена орденом Ленина, орденом Красного Знамени, 2 орденами Отечественной войны 1-й степени, 2 орденами Красной Звезды, орденом Дружбы Народов, медалями. Умерла 27 января 2017 года.
ЕВГЕНИЯ МАКСИМОВНА РУДНЕВА(1921-1944)
В первые дни Великой Отечественной войны добровольцем уходит на фронт студентка механико- математического факультета Московского государственного университета Женя Руднева. На курсах она, как и Евдокия Пасько, овладела штурманским искусством. А потом были успешные бомбардировки скоплений вражеских войск, техники противника на Кубани, Северном Кавказе, в Крыму. 645 боевых вылетов совершила штурман гвардейского бомбардировочного авиационного полка старший лейтенант Евгения Руднева. В апреле 1944 года, выполняя очередное боевое задание в районе Керчи, Е. М. Руднева геройски погибла. 26 октября 1944 года штурману гвардейского бомбардировочного полка Евгении Максимовне Рудневой посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Не вернулись с войны и такие талантливые молодые математики Московского университета, как Г.М. Бавли, В.Н. Засухин, А.И. Герчиков, М.Е. Глезерман, И.Р. Лепехин, X.М. Мильштейн, С.С. Кудашев, С.Я. Карпов. Все они могли бы стать гордостью нашей науки, но война прервала и зачеркнула развитие так славно начатого ими научного пути. Сколько замыслов осталось не осуществленными, какие россыпи математических сокровищ они унесли с собой. Справедливо говорят, что трудно даже представить, какой была бы сегодня математика, не понеси мы этих потерь.
Артиллеристы и математические теории
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. Однако, чтобы сделать оружие лучше, надо было разобраться, как оно работает. Немцам это не удалось. Задача для нестандартного ума. 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. Первое выступление ученого в Академии артиллерийских наук встретили смехом. Но эксперименты доказали его правоту. 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. Михаил Алексеевич Лаврентьеввместе 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». Это исследование завершило спор, тянувшийся на протяжении ста лет между крупнейшими математиками многих стран.
В результате решения сложной математической задачи член – корреспондент АН СССР Н. Г. Четаевопределил наивыгоднейшую крутизну нарезки стволов орудия.Это обеспечивало максимальную кучность боя и непереворачиваемость снаряда при полете.
Добровольцем ушел на фронт и участвовал в боях с фашистскими захватчиками в Крыму, на Украине, в Прибалтике и в Восточной Пруссии выдающийся математик и педагог Алексей Андреевич Ляпунов (1911 - 1973).
Он храбро воевал и внес много значимого в правила стрельбы. Здесь он использовал свой опыт математика, которому свойственно искать самые лучшие решения. Его предложения увеличили эффективность стрельбы. В действующей армии он находился с 1943г. по 1945г. в качестве командира топографического взвода в артиллерии. . За участие в боях по освобождению Крыма А. А. Ляпунов был награжден орденом Красной Звезды. В 1962 году Ляпунов переезжает из Москвы в Новосибирск в Академгородок.По инициативе А.А.Ляпунова и М.А.Лаврентьева в Новосибирском Академгородке была создана физико-математическая школа-интернат.
Эту же проблему решал и академик Андрей Николаевич Колмогоров (1903-1987).
Используя свои работы в области теории вероятностей, он дал определение наиболее выгодного рассеяния артиллеристских снарядов. Математическая суть проблемы состоит в следующем. При стрельбе по некоторому объекту А, находящейся на земной поверхности снаряды не попадают, вообще говоря, точно в точку прицеливания, а рассеиваются. Полученные им результаты помогли повысить меткость стрельбы и тем самым увеличить эффектность действия артиллерии, которую заслуженно называли Богом войны.
Среди миллионов тех, кто не был отмечен наградами и славою при жизни, но в трудную для Отчизны годину до конца выполнил свой долг и отдал ей самое дорогое – жизнь, были начинающие математики, учителя и студенты, которым только предстояло вступить на этот путь .Осенью 1941 года умер от ран и нечеловеческих условий вражеского плена Н.Б. Веденисов (1905 – 1941).
Свой путь в математике талантливый ученый начинал в области теории множеств и теории функций действительного переменного. В тяжелых боях под Ельней ученый был ранен и оказался в плену, где силы его быстро иссякли.
Флот и математические таблицы
Видная роль в деле обороны нашей Родины принадлежит выдающемуся математику академику Алексею Николаевичу Крылову, чьи труды по теории непотопляемости и качки корабля были использованы нашими Военно-Морскими силами.
А. Н. Крылов создал таблицы непотопляемости, в которых было рассчитано, как повлияет на корабль затопление тех или иных отсеков, какие номера отсеков нужно затопить, чтобы ликвидировать крен, и насколько затопление может улучшить состояние корабля. Эти таблицы дали возможность спасти жизнь многих людей, сберечь большие материальные ценности.
Совершенствование военной техники
Мы должны преклоняться перед выдержкой, самоотверженностью и верностью Отчизне, которую проявляли ученые-воины. Все понимали, что не только храбрость армии, число пушек и искусство маршалов определяют успешный исход военных действий. Успех зависит и от качества вооружения, его совершенства. Нужно было в кратчайшие сроки создать технику, превосходящую вражескую по всем параметрам. И эта ответственная и сложная задача легли на плечи советских ученых, математиков. В научных лабораториях и конструкторских бюро шла напряженная работа. Ученые воплощали металл в конструкторские идеи. Из литературных источников, энциклопедий, интернет ресурсов мы узнали о многих фактах величайшего вклада российских ученых в дело Победы.
Немецкая армия была оснащена более совершенным оружием. Инашим ученым пришлось работать над проблемами оборонного характера, решая сложнейшие задачи, связанные с совершенствованием артиллерийского оружия и инженерного дела. Идея «Катюши»зарождалась в лабораториях мехмата МГУ.
Основные институты Академии наук СССР были эвакуированы на восток страны. В тяжелых условиях, порой без света и тепла, ученые продолжали свою работу. 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. Расчеты по монтажу нового оружия выполнил ученый коллектив под руководством Ивана Гвая. Реактивная установка стала официально именоваться «БМ-13»,а в народе ее нежно называли «Катюшей».
Задача по борьбе с магнитными минами
была поставлена за несколько лет до начала войны в Ленинградском физико-техническом институте. Требовалось «размагнитить» корабли. Это было очень быстро организовано. Труды одного из ведущих ученых математиков А. П. Александрова
позволили разработать методы размагничивания боевых кораблей. Все боевые корабли подвергались в портах «антимагнитной» обработке. Тем самым были спасены многие тысячи жизней наших военных моряков.
В апреле 1942 г коллектив математиков под руководством основателя конструктивной теории функции действительного переменного и первого аксиоматика теории вероятностей академика С. Н. Бернштейна разработал и вычислил таблицы для определения местонахождения судна по радиопеленгам. Таблицы ускоряли штурманские расчеты примерно в 10 раз. В 1943 г были подготовлены штурманские таблицы, которые нашли широкое применение в боевых действиях дальней авиации, значительно повысили точность самолетовождения.
Благодаря ученым -математикам, было усовершенствовано и изобретено оружие, которое применялось во время войны и на флоте, и в авиации, в артиллерии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе работы были найдены биографии ученых-математиков, которые своим трудом приближали победу в Великой Отечественной войне, участвовали в боевых действиях; изучены материалы об изобретениях и разработках ученых во время войны; сформировано знание о видах оружия, использованного в военных действиях, о снарядах, о дальности полета снарядов; разобраны математические задачи на военную тему; сделаны выводы о разрушениях, потерях и созидательной функции в годы войны Велик личный вклад признанных учёных, начинающих математиков, учителей и студентов в победу, которые принимали участие в военных действиях, руководили отрядами, находились в окружении и блокаде. Вторая мировая война оказалась, прежде всего, войной танков, соревнования моторов, огня и брони, и от того, чья конструкторская мысль оказывалась точнее и глубже, зависел исход многих сражений. Огромное значение имели труды ученых математиков в военные годы. За годы войны наблюдался прогресс теоретической математики. До сих пор нет обобщающего источника, который бы показал, как много математики дали фронту для победы, как их исследования помогали совершенствовать оружие, которое использовали воины в боях, поэтому практической частью данной работы стало создание сборника "Математики в годы Великой отечественной войны". К сожалению, многих уже нет в живых. А нам никак нельзя забывать о том, что подвиг народа в Великой Отечественной войне не ограничивается только славными делами фронтовиков, что основы победы ковались и в тылу, где руками рабочих и разумом инженеров и ученых создавалась и совершенствовалась военная техника. Нельзя нам забывать и того, что по многим параметрам к концу войны наши танки, самолеты, артиллерийские орудия стали совершеннее тех, которые противопоставлял нам враг. Нельзя забывать, что в конце войны мы вынуждены, были вплотную заняться созданием собственного атомного оружия, а для этого пришлось объединить интеллектуальные усилия физиков, химиков, технологов, математиков, металлургов и самостоятельно пройти этот путь. Во всем этом — величие и историческое значение великих умов России!Таким образом, тема работы очень актуальна в наши дни. Во-первых, она приближает математику к истории России, к жизни. Математика в годы войны- это история, судьбы людей. Ведь от точности расчетов зависели человеческие жизни.Во - вторых, эта работа помогает понять, что изучение математики необходимо, она соприкасается со всеми отраслями науки. И чем бы мы в дальнейшем ни занимались, что бы мы не выбрали, знания математики нам просто необходимы!
ЛИТЕРАТУРА
1. Большая советская энциклопедия.2. Советская энциклопедия, 1985 г, главный редактор генерал Армии профессор М. М. Козлов. 3. Что значит быть Математиком? «Смена», 1978 г., 4. Гнеденко Б.В. Математика и оборона страны, -М.: 1978 5.Левшин Б.В. Советская наука в годы Великой Отечественной Войны -М.: Наука, 1983 6. Интернет ресурсы: festival.1september.ru · ru.wikipedia.org/wikitankograd.narod.ru.http://www.imyanauki.ru/rus/scientists/1494/index.phtml 2. http://ru.wikipedia.org/wiki 3. http://xreferat.ru/76/116-8-statika-korablya.html 4. http://tula.region-news.info/news/?ID=1093 5. http://www.famhist.ru/famhist/schelkin/0006952a.htm 6. http://funeralspb.narod.ru/necropols/literat/tombs/kr.. 7. http://ru.wikipedia.org/