МАТЕМАТИКИ В ГОДЫ ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ
Прошло много лет со дня победы советского народа в Великой Отечественной войне. Неисчислимые жертвы понесла страна во имя независимости, свободы и общественных идеалов: миллионы погибших и раненых, страдания от голода, тысячи разрушенных городов и деревень, сотни тысяч угнанных на фашистскую каторгу.
Несмотря ни на что советский народ выстоял и победил.
Великая Отечественная война не прошла мимо советских математиков: тысячи из них ушли на фронт по мобилизации или добровольцами, многие переключились на решение важных задач, необходимых для победы, остальные не переставали трудиться на своих постах, веря в разгром врага и создавая для будущего новые научные ценности.
Нам хочется назвать имена ученых-математиков, которые своими открытиями в годы ВОВ помогали фронту ускорить победу над врагом;
Познакомить вас с математическими открытиями в разных военных областях в годы ВОВ;
Великая Отечественная война для советского народа началась 22 июня 1941.
А уже через 5 дней Академия наук обратилась к ученым всех стран с призывом сплотить силы для защиты человеческой культуры от фашизма.
Математики нашей страны в период тягчайших испытаний проявили себя как подлинные патриоты, были храбрыми и расчетливыми воинами.
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 А.А. Ляпунов (1911 – 1973). Он храбро воевал и внес много ценного в правила стрельбы. Здесь он использовал свой опыт математика, которому свойственно искать самые лучшие решения. Его предложения увеличили эффективность стрельбы. За работы в области кибернетики, теории множеств и программирования А.А.Ляпунов уже после войны (с 1964 г.) был избран член - корреспондентом АН СССР.
В частях тяжелой артиллерии на Пулковских высотах отстаивал город Ленинград выдающийся специалист в области теории чисел, теории вероятностей и математической статистики, доктор физико-математических наук, а потом академик АН СССР Ю. В. Линник (1915 – 1972)
Нельзя не вспомнить о женщинах-воинах, которые бок о бок сражались рядом с мужчинами и практически ни в чем им не уступали. Летчицы 46-го гвардейского ночного легкобомбардировочного авиаполка прошли в годы войны славный боевой путь от гор Кавказа до фашистской Германии. 23672 раза поднимались в небо экипажи полка, они сбросили на врага почти три миллиона килограммов бомб! Среди них были и девушки-математики.
Родилась 12 октября 1920 в селе Семион Ряжского уезда Рязанской губернии, ныне Кораблинского района Рязанской области, в крестьянской семье.После окончания средней школы с золотой медалью в 1938 году без экзаменов поступила на механико-математический факультет МГУ.
Советский штурман пикирующего бомбардировщика, гвардии капитан, Герой Советского Союза (1945).
Родилась 24 декабря 1920 года в городе Бердянске, ныне Запорожской области Украины, в семье служащего. Окончила 3 курса механико-математического факультета Московского государственного университета в 1941 году. Занималась астрономией.
Штурман 46-го гвардейского ночного бомбардировочного авиационного полка
325-й ночной бомбардировочной авиационной дивизии, гвардии старший лейтенант. Герой Советского Союза.
Родилась в селе Липенка Джеты-Огузского района Иссык-Кульской области Киргизии в крестьянской семье. Украинка. В 1938 году окончила 10-й класс 25-й школы города Барнаула и поступила на мехмат МГУ. С четвёртого курса университета ушла добровольцем в армию. Окончила ускоренные штурманские курсы в авиационной школе города Энгельс. В действующей армии с мая 1942 года.
Штурман эскадрильи 46-го гвардейского ночного бомбардировочного авиационного полка, Герой Советского Союза.
В конце 1945 года старший лейтенант Пасько вышла в отставку. Вернулась и успешно окончила последние курсы мехмата МГУ, аспирантуру. Кандидат наук. Работала старшим преподавателем Московского высшего технического училища. Живёт в Москве.
Родилась 14 июля 1921 года в селе Гусь-Железный Рязанской области. Окончила среднюю школу. Поступила на механико-математический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова. Вскоре после начала Великой Отечественной войны добровольцем вступила в ряды Красной Армии.
Советский лётчик, участница Великой Отечественной войны, штурман эскадрильи 46-го гвардейского женского полка ночных бомбардировщиков 4-й Воздушной армии 2-го Белорусского фронта, гвардии старший лейтенант. Герой Советского Союза.
Родилась 14 октября 1921 года в селе Верхнечусовские Городки, ныне посёлок городского типа Чусовского района Пермской области. В 1941 году окончила 2 курса механико-математического факультета Московского государственного университета.
Вступила в ряды Красной Армии.
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. Герой Советского Союза (1945).
Многие из ученых пошли на фронт, воевали и сложили головы за Родину. Жизнь этих людей удивительна. За ничтожно короткий срок, отпущенный им жизнью, молодым талантам удалось дважды обессмертить свое имя: сначала в стенах университетов, а затем — на поле боя.
Десятки имен молодых талантливых математиков значатся в списках павших и пропавших без вести. Вечная им память!
Сейчас, в годовщину Великой Победы хотелось бы назвать некоторые из этих имен, познакомиться с наиболее примечательными штрихами их биографии. В том числе мы увидим, какими непостижимыми путями пришли эти люди в математику и как послужили своей науке.
Глеб Александрович Селиверстов родился 24 июля 1905 г. в семье иркутского инженера. В школьные годы мальчик не проявлял большого рвения к занятиям, зато рос непоседой и любил лазать по водосточным трубам. Лишь в 15-летнем возрасте Глеб неожиданно увлекся математикой, так что еще не окончив школы засел за вузовские пособия. Поступив в университет, Глеб Александрович заявил о себе, как прирожденный исследователь, тонкий знаток тригонометрии.
С 1942 г. Селиверстов в армии, в 1943 г. отправлен на фронт, где был командиром минометного расчета.
Виктор Николаевич Засухин родился 13 февраля 1915 г. в Саратове. Еще подростком судьба закинула его на Урал, где он, после школы фабрично-заводского ученичества, работал в Магнитогорске. Затем последовала учеба в университетах — сначала Саратовском, а затем Московском, куда Засухин был переведен со старших курсов. Учился Виктор Николаевич блестяще, так что в 1938 г. поступил в аспирантуру, а в 1941 г. (в возрасте 26 лет) успел защитить диссертацию.
В.Н. Засухин опубликовал только одну работу, но она внесла большой вклад в развитие теории стационарных многомерных случайных процессов. В начале войны Засухина призвали в качестве лейтенанта пехотных войск. В первые же месяцы войны Виктор Николаевич погиб.
Николай Борисович Веденисов родился 27 мая 1905 г. в семье саранского инженера. Поступив после школы на физико-математический факультет МГУ, Веденисов очень скоро зарекомендовал себя как почитатель теоретико-множественной топологии. Утонченный интеллигент Николай Борисович, казалось бы, создан природой для занятий математикой.
Еще при его жизни научный мир признал его результаты по общей теории размерности, а одно из неравенств этой теории с тех пор носит имя молодого математика. В сентябре 1941 г. Николай Борисович, несмотря на слабое здоровье, настоял на том, чтобы уйти в ополчение. В ходе боев в районе Ельни Веденисов попал в плен и от полученных им тяжелых ранений скончался, вероятно, в октябре 1941 г.
Давид Оскарович Шклярский родился 23 ноября 1918 г. в Харькове, рос безотцовщиной. В школе долгое время был шалуном, любил сбегать с уроков, однако затем, как многие молодые люди в то время, увлекся поэзией. Интерес к числам проснулся у юноши внезапно, когда он прочитал в какой-то популярной книжке о никем не доказанной великой теореме Ферма. Шклярский попытался доказать эту теорему и, разумеется, потерпел неудачу. Зато после этого влюбился в математику и начал заниматься в школьном кружке.
В первые же дни войны Давид Оскарович добровольцем пошел в действующую армию. При этом молодой человек хранил веру в скорую победу: В январе 1942г.Шклярский в составе партизанского отряда был отправлен за линию фронта. 26 июня 1942 г. в боях с фашистами на территории Бегомельского района Белоруссии Давид Оскарович погиб. На тот момент ему было 23 года.
М. В. Бебутов (1913 – 1942) начал свою научную работу еще в студенческие годы. Его научные интересы были связаны с качественной теорией дифференциальных уравнений. Первая публикация относится к 1938г, а последняя опубликована посмертно в 1942г. И все же, несмотря на такой ограниченный промежуток научной деятельности, М. В. Бебутов получил в математике ряд важных результатов. Защищенная им в июне 1941г. диссертация была отмечена ученым советом как выдающаяся работа.
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, А.Т. Павлов, М.И. Песин и многие, многие другие.
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.
«Никто не забыт и ничто не забыто» -
Горячая надпись на глыбе гранита.
Потухшими листьями ветер играет,
Дождём проливным венки замывает.
Но словно огонь у подножья – гвоздика!
Никто не забыт и ничто не забыто...
Мы должны преклоняться перед выдержкой, самоотверженностью и верностью Отчизне, которую проявляли математики-воины. Однако нельзя забывать и о другом вкладе математиков в победу советского народа над сильным и коварным врагом. Этот вклад состоит в использовании тех специфических знаний и умений, которыми обладают математики. Значение этого фактора особенно важно в наши дни, когда война стала, в первую очередь, соревнованием разума, изобретательности и точного расчета. Дело в том, что для военных действии привлекаются все достижения естествознания, а вместе с ними и математика во всех ее проявлениях. Создание атомного и ракетного оружия потребовало не только использования физических законов, но и обширных математических
расчетов, создания новых математических моделей и даже новых ветвей
математики. Без таких предварительных математических исследований не
создается ни одна техническая система и, чем она сложнее, тем разнообразнее и шире ее математический аппарат.
Роль математики в военном деле велика. Обратимся к фактам прошлого.
6.1. Совершенствование военной техники.
В период Великой Отечественной войны техника была разнообразной и сложной. Она требовала широкого использования математических расчетов для ее изготовления и эксплуатации.
Увеличение скорости полета самолетов требовало не только повышения мощности двигателей, но выбора оптимального профиля фюзеляжа и крыльев, а также решения многих других вопросов. Достижение блестящих результатов в совершенствовании боевых самолетов позволило А. С. Яковлеву и С.А.Лавочкину создать грозные истребители, С. В. Илюшину – неуязвимые штурмовики, А.Н. Туполеву, Н. Н. Поликарпову и В. М. Петлякову – мощные бомбардировщики.
Но, овладевая большими скоростями, авиаконструкторы столкнулись с неизвестным ранее явлениями в поведении самолета. В определенных режимах работы моторов в конструкциях самопроизвольно возникало возбуждение, причем с большой амплитудой, и это явление (флаттер) вело к разрушению самолета в воздухе. Опасности подстерегали скоростные машины и на земле. При взлете и посадке самолета колеса вдруг начинали вилять из стороны в сторону. Это явление, названное шимми, нередко вызывало катастрофы самолетов на аэродромах. Выдающийся советский математик М. В. Келдыш и возглавляемый им коллектив ученых исследовали причины флаттера и шимми. Созданная учеными математическая теория этих опасных явлений позволила советской авиационной науке своевременно защитить конструкции скоростных самолетов от появления таких вибраций. Ученые дали рекомендации, которые требовалось учитывать при конструировании самолетов. В результате наша авиация во время войны не знала случаев разрушения самолетов по причине неточного расчета конструкций, тем самым были спасены жизни многих летчиков и боевые машин.
Советские ученые опередили врага и в создании реактивной авиации.
Первый испытательный полет нашего реактивного истребителя был произведен в мае 1942 г., немецкий реактивный «Мессершмитт» поднялся в воздух через месяц после этого.
Видная роль в деле обороны нашей страны принадлежит выдающемуся математику – академику А. Н. Крылову, чьи труды по теории непотопляемости и качки корабля были использованы нашими Военно–Морскими силами. Он создал таблицу непотопляемости, по которой можно было рассчитать, как повлияет на корабль затопление тех или других отсеков, какие номера отсеков нужно затопить, чтобы ликвидировать крен и насколько это затопление может улучшить устойчивость корабля. Использование этих таблиц спасло жизнь многих людей, помогло сберечь огромные материальные ценности.
6.2. Теория стрельбы.
Традиционная область деятельности ученых нашей страны — исследование артиллерийских систем.
Проблемы пристрелки, разработанные еще в XIX веке, в связи с появлением новых типов артиллерии потребовали в период Великой Отечественной войны дополнительных исследований и составления таблиц.
а) Стрельба с самолета по самолету и по наземным целям также привела к математическим задачам, которые нужно было срочно решить. Ими занимались как специалисты в области артиллерии, так и математики. Проблемы бомбометания привели к необходимости составления таблиц, позволяющих находить оптимальное время для сброса бомб на цель, а также область, которую накроет бомбовой удар. Такие таблицы были составлены еще до начала войны, но для самолетов, обладающих большими скоростями. Во время войны были созданы специальные полки ночных тихоходных бомбардировщиков, но для них не было таблиц бомбометания.
На кафедре теории вероятностей МГУ были рассчитаны таблицы бомбометания с малых высот при малых скоростях самолета. Они оказали несомненную помощь нашим летчикам и летчицам.
б) 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. Штаб авиации дальнего действия, дал высокую оценку работе математиков, отметив, что ни в одной стране мира не были известны таблицы, равные этим по простоте и оригинальности.
В результате решения сложной математической задачи член – корреспондент АН СССР Н. Г. Четаев определил наивыгоднейшую крутизну нарезки стволов орудия. Это обеспечивало максимальную кучность боя и непереворачиваемость снаряда при полете.
Один из крупнейших наших математиков, академик А.Н. Колмогоров, используя свои работы по теории вероятности, разработал теорию наивыгоднейшего рассеивания артиллерийских снарядов. Он нашел полное решение этой задачи и довел его до практического использования. Полученные им результаты помогли повысить меткость стрельбы и тем самым увеличить эффектность действия артиллерии, которую заслуженно называли богом войны.
Большое значение для решения практических задач, в том числе оборонных, имело развитие номографии – одного из разделов математики, изучающей теорию и способы построения одного из видов чертежей – номограмм, которые экономят время для вычислений, упрощают их. Номограммы специального бюро при НИИ математики МГУ под руководством Н.А.Глаголева применялись при обороне городов, использовались для оптимального размещения зенитных батарей вокруг Москвы, в Военно-Морском Флоте.
6.3. Статистический контроль в военном производстве.
Имеется еще один аспект работы советских математиков на помощь фронту, о котором нельзя не вспомнить— это работа по организации производственного процесса, направленная на повышение производительности труда и на улучшение качества продукции. Здесь было огромное число проблем, которые нуждались в математических методах и в усилиях математиков. Я рассмотрю только одну проблему – контроль качества продукции и управления качеством в процессе производства.
Эта проблема со всей остротой возникла перед промышленностью уже в первые дни войны, поскольку прошла массовая мобилизация и квалифицированные рабочие стали солдатами. Им на смену пришли женщины и подростки без квалификации и рабочего опыта.
Рассмотрим лишь один пример, имевший место на приборостроительном заводе в Свердловске. Здесь изготовлялись очень важные приборы для авиации и артиллерии. У станков были только подростки 13 — 15 лет. Многие детали, которые они выпускали, выходили за пределы допуска и поэтому не использовались для сборки. Тогда все детали разбили на 6 групп по размерам, которые уже было бы возможно сопрягать между собой. Исследования показали, что так собранные приборы оказались вполне пригодными для дела и удовлетворили потребности на месяц вперед.
Они обладали одним недостатком: если какая-либо деталь выходила из строя, то ее можно было заменять лишь деталью той же группы, из деталей которой собран прибор. Но в ту пору и для тех целей, для которых были предназначены приборы, можно было обойтись заменой приборов, а не деталей. Мастерам удалось успешно использовать завалы испорченных подростками деталей.
Задача контроля качества изготовленной продукции состоит в следующем. Пусть изготовлено N изделий, они должны удовлетворять некоторым требованиям. Скажем, снаряды должны быть определенного диаметра, не выходящего за пределы отрезка [D1, D2], иначе они будут непригодны для стрельбы. Они должны обладать определенной кучностью при стрельбе, иначе будут затруднения при стрельбе по цели. И если с первой задачей справиться легко — нужно замерить диаметры изготовленных снарядов и отобрать те из них, которые не удовлетворяют требованиям, то с другим требованием положение значительно сложнее. Действительно, чтобы проверить кучность стрельбы, необходимо провести стрельбы. А что же останется после испытаний? Испытания нужно произвести так, чтобы подавляющая часть продукции осталась пригодной для дальнейшего использования. Была поставлена задача – как по испытанию малой части изделий научиться судить о качестве всей партии. Методы, которые были для этой цели предложены, получили название статистических. Их теория берет свое начало с одной работы 1848 года академика М.В. Остроградского. Позднее этой задачей занимались профессор В. И. Романовский (1879 — 1954) в Ташкенте и его ученики. Во время войны их совершенствованием занялся А.Н. Колмогоров и его ученики.
Задача, о которой только что было рассказано, обладает одним дефектом в самой ее постановке: партия продукции уже изготовлена и нужно выяснить, можно ее принять или же следует ее отвергнуть? Но зачем изготовлять партию, чтобы ее затем браковать? Возникла проблема, как организовать производственный процесс, чтобы уже при изготовлении поставить заслон для изготовления некачественной продукции? Такие методы были предложены и получили название статистических методов текущего контроля. Время от времени со станка берутся несколько (скажем, пять) только что наготовленных изделий и замеряются параметры их качества. Если все эти параметры находятся в допустимых пределах, то производственный процесс продолжается, если же хотя бы одно изделие выходит за пределы допуска, то подается сигнал о необходимой переналадке станка или о смене режущего инструмента. Какое отклонение параметра от номинала допустимо, чтобы вся партия была изготовлена качественно?
Это требует специальных расчетов.
Профессор С. В. Бахвалов, известный геометр, разработал теорию управления артиллерийским огнем.
Н.Е.Кочин академик мехмата МГУ дал практическое решение задачи по теории полетов самолетов на малой высоте.
В начале войны молодые ученые мехмата А.А.Космодемьянский и Л.П.Смирнов выполнили исследования, имеющие непосредственное отношение к первым образцам пороховых ракет, получивших название «катюш».
Лаврентьев Михаил Алексеевич. Математик и механик, академик и вице-президент АН СССР, Герой Социалистического Труда.
Создал новые направления в теории функций, и прикладной физике (физике взрыва и импульсивных процессов).В конце войны занимается расчётами водородной бомбы.
Анатолий Петрович Александров. 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.
Николай Евграфович Кочин:
Родился: 19 мая 1901 в Санкт-Петербурге. Закончил Петроградский (ныне Санкт-Петербургский) университет в 1923. Он преподавал математику и механику в Ленинградском Университете с 1924 по 1934 год.
Заложил основы теории качки корабля с учётом взаимодействия корпуса корабля и воды. В 1941-1944 впервые дал строгое решение задачи для крыла конечного размаха. Автор учебников по гидромеханике, векторному исчислению, соавтор и редактор 2-томной монографии по динамической метеорологии.
Сергей Алексеевич Христианович:
Родился 9 ноября 1908 в Санкт-Петербурге. Советский и российский учёный в области механики. Член-корреспондент (1939), академик (1943) АН СССР.
В годы Великой Отечественной войны совместно с Ф.Гантмахером, Л.Левиным и И.Слезингером Сергей Алексеевич выполнил чрезвычайно важную работу, результаты которой позволили в 2,5-3 раза сократить разброс оперенных реактивно-вращающихся снарядов для "Катюши", повысить их боковую кучность без существенных изменений конструкции и технологии.
После окончания войны выяснилось, что результаты работы советских математиков и инженеров принесли за годы войны стране миллиардную экономию.
Как воздух, математика нужна,
Одной отваги офицеру мало.
Расчеты! Залп! И цель поражена
Могучими ударами металла.
И воину припомнилось на миг,
Как школьником мечтал в часы учения
О подвиге, о шквалах огневых,
О яростном порыве наступления
Но строг учитель был, и каждый раз
Он обрывал мальчишку резковато:
"Мечтать довольно! Повтори рассказ
О свойствах круга и углов квадрата!»
И воином любовь сбережена
К учителю, далекому, седому.
Как воздух. Математика нужна,
Сегодня Офицеру молодому!
Таким образом, мы считаем, что тема нашего доклада очень актуальна в наши дни, особенно для наших сверстников.
Во-первых, она приближает математику к истории моей страны, к жизни.
Показывает, что это не просто сухие цифры, это история, человеческие судьбы. 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 не занимались, что бы мы не выбрали, знания математики нам будут необходимы.
Литература
1)Гнеденко Б.В. Математика и оборона страны, - М.: 1978.
2)Гнеденко Б. В. Математика и контроль качества продукции М.: Знание, 1984.
3)Левшин Б.В. Советская наука в годы Великой Отечественной Войны - М.: Наука, 1983.
4)Оружие Победы.-2-е изд., перераб. И доп. - М: Машиностроение, 1986.
5)Интернет ресурсы
4 868
12 881 
