1917 НАЧАЛО – 2000-х ГОДОВ
Структура научных учреждений
В 1925 Рос. АН (переименована в февр. 1917 из Императорской АН) преобразована в АН СССР и признана высшим науч. учреждением страны. Первоначально она была единственным учреждением академической науки. В 1934 по решению Совнаркома Президиум Академии переведён в Москву для «дальнейшего приближения всей работы Академии наук к научному обслуживанию социалистического строительства».
В 1938 в состав АН входило 8 отделений: физико-математическое, техническое (существовало в 1935–63), химическое, биологическое, геолого-географическое, экономики и права, истории и философии, лит-ры и языка. В 1963 принята новая структура академии. Образованы секции Президиума АН. Они объединили специализированные отделения, в т. ч. механики и процессов управления (впоследствии преобразовано в отделение проблем машиностроения, механики и процессов управления), физико-технических проблем энергетики; физикохимии и технологии неорганических материалов; общей и технической химии; геологии, геофизики, геохимии и горных наук. В 1984 учреждено отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации.
Состав институтов АН формировался на протяжении всего периода её существования. В 1917 при АН образована Комиссия по изучению племенного состава России и сопредельных стран (КИПС; в 1930 преобразована в Ин-т по изучению народов СССР, ИПИН). В кон. 1917 – нач. 1918 в системе АН начали работу первые институты – физико-химического анализа, а также по изучению платины и др. благородных металлов, организованные по инициативе Комиссии по изучению естественных производительных сил России (КЕПС; в 1930 преобразована в Совет по изучению производительных сил). В 1918 в систему АН влился Пушкинский Дом (основан в 1905, ныне ИРЛИ). При АН образованы также физико-математический (1921), химический (1924), физиологический (1925), почвенный (1927) институты. Позднее в системе АН возникли институты: геологический (1930), химической физики (1931), органической химии, общей и неорганической химии, физических проблем (все в 1934), теоретической геофизики (1938), а также энергетический (1930), машиноведения (1938), автоматики и телемеханики (1939) и др. В 1933 ИПИН вместе с Музеем антропологии и этнографии вошёл в состав образованного Ин-та антропологии, археологии и этнографии. В 1937 гл. обр. на его базе образованы Ин-т этнографии (впоследствии Ин-т этнологии и антропологии им. Н. Н. Миклухо-Маклая РАН) и Ин-т истории материальной культуры (впоследствии Ин-т археологии РАН). В 1936 в систему АН СССР переданы учреждения Коммунистической академии (1918–36). На их основе организованы институты: истории (в 1968 разделён на Ин-т истории СССР и Ин-т всеобщей истории), сов. строительства, экономики и др. В 1938 в состав АН вошёл Ин-т мировой литературы им. М. Горького (основан в 1932). Со временем в структуре АН появилось св. 30 новых институтов, в т. ч.: физической химии (1945); славяноведения (1946, в 1968–97 славяноведения и балканистики); геохимии и аналитической химии (1947); высокомолекулярных соединений, а также точной механики и вычислительной техники (оба 1948); высшей нервной деятельности (1950, с 1960 высшей нервной деятельности и нейрофизиологии); языкознания (1950); науч. информации (1952); радиотехники и электроники (1953); элементоорганических соединений (1954); эволюционной физиологии, а также физики атмосферы (оба 1956); Ин-т Африки (1959); прикладной математики, физики высоких энергий, а также твёрдого тела (все три 1963). Затем образованы институты: конкретных социальных исследований (1968; с 1991 социологии), науч. информации по общественным наукам, экспериментальной минералогии (оба 1969), ядерных исследований (1970), озёроведения, психологии (оба 1971), социально-экономических исследований (1974), общей физики (1982), биохимической физики (1994) и др.
В системе АН СССР созданы специализированные проблемно-тематические НИИ, центры и др. учреждения: биологический в Пущино (проблемы белка, фотосинтеза, биофизики, биохимии, почвоведения и др.), физический в Красной Пахре (земной магнетизм, спектроскопия, физика высоких давлений и др.), химико-физических исследований в Черноголовке (кинетика химических реакций, химия фосфорсодержащих соединений и др.).
Академии наук были образованы в 14 союзных республиках: Украинская АН (1919, первоначально в Украинской нар. республике), АН Белорусской ССР (1929); АН Грузинской ССР, АН Литовской ССР (1941); АН Армянской ССР, АН Узбекской ССР (1943); АН Азербайджанской ССР (1945); АН Латвийской ССР, АН Казахской ССР, АН Эстонской ССР (1946); АН Таджикской ССР, АН Туркменской ССР (1951); АН Киргизской ССР (1954); АН Молдавской ССР (1961).
Работали также Сибирское отделение АН с центром в Новосибирске (1957), Уральское (г. Свердловск, ныне Екатеринбург) и Дальневосточное (г. Владивосток) отделения (оба с 1987), филиалы и науч. центры. Формировались комплексы наукоградов (св. 100 в кон. 1980-х гг.).
Вне системы АН СССР были открыты и отраслевые академии: нар. образования (1919; с 1920 социального воспитания, в 1923–35 коммунистического воспитания), с.-х. наук (1929), коммунального хозяйства РСФСР, а также архитектуры (обе 1931). В 1943 образована Академия педагогических наук РСФСР (с 1966 АПН СССР, с 1991 Рос. академия образования). В 1944 создана Академия медицинских наук СССР (АМН, в 1971 открыт её Сибирский филиал; в 1975 в системе АМН – 38 н.-и. учреждений; в 1991 она преобразована в Рос. академию медицинских наук). В 1956–64 действовала Академия строительства и архитектуры СССР, созданная на базе Академии архитектуры, она объединяла ряд специальных институтов (сельского строительства, подземного и шахтного строительства, санитарной техники и др.) и комплексных НИИ в разл. городах.
В 1991 на базе АН СССР учреждена Рос. АН (РАН), которая объединяла 18 отделений по отраслям и направлениям наук, а также региональные отделения (Сибирское, Уральское, Дальневосточное) и науч. центры, насчитывала в своём составе ок. 300 науч. учреждений. В 2002 Общее собрание РАН утвердило новую структуру учреждения, преобразовав 18 отделений по областям и направлениям наук в 9 отделений: математики, физики, энергетики, машиностроения, механики, процессов управления, информационных технологий и вычислительных систем, химии, наук о материалах, биологии, наук о Земле, общественных наук, историко-филологических наук. В составе отделений 2–4 секции. Принято решение о создании Южного науч. центра РАН в г. Ростов-на-Дону. РАН в новых условиях сохраняет роль центра фундаментальных исследований, проводимых в стране. В своей деятельности руководствуется осн. положениями Федерального закона «О науке и государственной научно-технической политике» от 23.8.1996, а также «Основами политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу» (утверждены президентом РФ 30.3.2002).
Вузовская наука претерпела существенные изменения, в результате из структуры науч. учреждений после революции 1917 исчезли старые историко-филологические факультеты классических университетов и образовались новые центры гуманитарных наук – Коммунистическая академия (1918–36; до 1924 Социалистическая академия), Ин-т красной профессуры (1921; в 1930-х гг. разделён на институты – историко-партийный, экономический и философский). Прежнее значение сохраняли физико-математические факультеты Моск. и Ленингр. ун-тов (в 1930-х гг. разделены на физический и математический факультеты), которые наряду с институтами АН стали ведущими центрами фундаментальных наук. Создавалась система науч. институтов при университетах: в 1922 на основе кафедры антропологии при Моск. ун-те создан Ин-т антропологии (ныне Ин-т и Музей антропологии им. Д. Н. Анучина МГУ), появился НИИ педагогики при 2-м МГУ (1926–31). В 1924–30 действовала Рос. ассоциация н.-и. институтов общественных наук (РАНИОН), в рамках которой развивались история, археология, история искусств и др. Целью НИИ при вузах было проведение исследований в сочетании с подготовкой исследователей и преподавателей.
На рубеже 1920–30-х гг. на вузы распространилось отраслевое построение науки. Реорганизация сопровождалась свёртыванием исследовательской работы. Высшая школа была нацелена на массовую подготовку специалистов (гл. обр. инженеров). Однако отсутствие исследований в вузах негативно влияло на подготовку специалистов. В 1936 постановлением правительства руководству вузов предписывалось обеспечить развёртывание н.-и. работы по кафедрам. Сложилась кафедральная форма организации науки в вузах.
В 1930-х гг. вузы возрождены как центры гуманитарных исследований. В 1931 созданы институты истории, философии, лит-ры – Московский (на базе факультета истории и философии Моск. ун-та; в 1941 слит с Моск. ун-том) и Ленинградский (в 1937 слит с Ленингр. ун-том). В 1934 воссозданы исторические факультеты университетов. Центрами педагогической науки стали педагогические вузы.
Во 2-й пол. 20 в. вузовская наука существовала в осн. за счёт хозяйственных договоров с предприятиями (ок. 540 проблемных и 770 отраслевых лабораторий к кон. 1970-х гг.) и дотаций из бюджета. Центрами фундаментальной науки были отдельные факультеты ведущих моск. и ленингр. вузов. Психология и социология развивались гл. обр. в вузовском секторе науки. В 1970-х гг. вузами предпринята попытка объединиться друг с другом, с науч. учреждениями др. секторов, наладить контакт с производством. Интеграционная тенденция вела к образованию учебно-научно-производственных комплексов. Однако вузовская наука уступала академической науке, её техническая оснащённость была в 5 раз ниже академической, опытно-экспериментальная база имелась лишь в 25% вузов.
Отраслевая наука призвана решать практические задачи, поставленные материальным производством. Включает сеть науч. учреждений, соответствующую отраслевой структуре нар. хозяйства. После революции 1917 отраслевые институты, как правило, создавались вокруг крупных учёных, имевших свои школы. Первые отраслевые институты: Химический ин-т (1918, первоначально лаборатория НТО ВСНХ), Научный автомоторный ин-т (1918), Гос. ин-т прикладной химии, Науч. ин-т по удобрениям, Ин-т прикладной минералогии и металлургии (все 1919), Ин-т механической обработки полезных ископаемых (1920), Гос. экспериментальный электротехнический ин-т (1921, впоследствии Всесоюзный электротехнический ин-т им. В. И. Ленина), Гос. теплотехнический, Гос. торфяной ин-ты (оба 1921) и др.
В 1929 руководство отраслевой наукой перешло от ВСНХ к наркоматам. Число н.-и. учреждений промышленности в 1928–31 возросло с 30 до 205. Доля общего числа науч. работников, приходившаяся на отраслевой сектор в 1946, составляла 38%, в 1950 – 47%, в 1970 – 72%.
Во 2-й пол. 20 в. в основе отраслевой науки находились НИИ. К институту прикреплялось опытное производство, в результате чего НИИ могли производить проверку и отработку лабораторных результатов. Для сближения разработок и производства создавались комплексные институты, позволявшие в рамках единой организации соединить всю цепочку действий – от поискового исследования до внедрения открытия или изобретения в производство. Создавались также научно-производственные объединения (НПО; ок. 400 к кон. 1980-х гг.).
В 1970–80-х гг. возникали инженерные центры, внедренческие фирмы, центры технического творчества молодёжи, научно-технические кооперативы и др. С 1985 создавались межотраслевые научно-технические комплексы (МНТК, всего ок. 20). В МНТК на постоянной или временной основе входили н.-и. институты, конструкторские бюро, опытные предприятия. В это время использовались и др. формы науч. сотрудничества: заключались договоры о творческом содружестве, организовывались межведомственные проблемные советы, работали институты двойного подчинения и совместные лаборатории межведомственных научно-производственных комплексов, создавались кафедры и филиалы науч. учреждений на производстве.
В 1980-х гг. отраслевой сектор сферы науки объединял св. 3 тыс. организаций (с науч. подразделениями на промышленных предприятиях), ок. 1,1 млн. работников (из них 621,4 тыс. – специалисты, выполнявшие исследования и разработки). В отраслевом секторе работали 77,9% всех специалистов с высшим образованием, занимавшихся наукой.
С отраслевой наукой тесно связана заводская наука – лаборатории и др. науч. учреждения на заводах и фабриках. К сер. 1930-х гг. исследовательскую работу вели св. 300 заводских лабораторий. К 1976 научно-технические подразделения имелись на 4–5% предприятий. В химической отрасли, строительном и дорожном машиностроении эта доля составляла 20–25%, в электромашиностроении – 15–30%, в добывающих отраслях – 10–15%. Во 2-й пол. 20 в. некоторые предприятия имели собственные науч. институты, напр. Научно-исследовательский и конструкторский ин-т тяжёлого машиностроения ПО «Уралмашзавод», Ин-т Ленинградского машиностроительного объединения «Электросила». К 1981 число научно-технических подразделений в промышленности СССР достигло 80 тыс.
В 1990-х гг. стали возникать общественные организации, претендующие на статус академий, например Рос. академия естественных наук.
Управление наукой
Особенностью науки в СССР были общегос. координация и централизованное руководство исследованиями, в т. ч. прикладными научно-техническими. В 1918 образованы Науч. отдел Наркомпроса (с 1922 Главнаука), Научно-технический отдел ВСНХ и др. Планированием и координацией науч. работы в масштабе страны, формированием гос. сети н.-и. учреждений занимались Госплан (1921) и Особый временный комитет науки при СНК СССР (1922–24), Комитет по заведованию учёными и учебными заведениями ЦИК СССР (Учёный комитет ЦИК, 1926–36), Отдел науч. учреждений (1928–29) и Комиссия содействия учёным при СНК СССР (1931), Всесоюзный комитет по делам высшей школы (1936) и др. По мере роста гос. сектора в разл. отраслях нар. хозяйства оформлялись научно-организационные подразделения при наркоматах и др. ведомствах. В отд. отраслях промышленности координацию осуществляли отраслевые академии.
В 1948 для руководства важнейшими научно-техническими исследованиями отраслевого и межотраслевого характера, а также их практическим применением при СМ СССР создан Гос. комитет по внедрению новой техники в нар. хозяйство (неоднократно преобразовывался). В 1965 создан осн. научно-координационный центр – Гос. комитет по науке и технике СМ СССР (с 1978 Гос. комитет по науке и технике СССР). При нём действовали науч. советы по важнейшим комплексным и межотраслевым научно-техническим проблемам, координировавшие соответствующие научно-исследовательские и конструкторские работы. В 1991 на его базе образованы Гос. комитет СССР по изобретениям и открытиям, Гос. патентное агентство СССР и Гос. комитет СССР по науке и технологиям.
Исследовательские работы в масштабе страны планировались на всесоюзных конференциях и съездах по отраслям производства или комплексным проблемам.
Гуманитарные науки находились под контролем Политбюро и разл. отделов ЦК ВКП(б)/КПСС. Управление гуманитарной наукой осуществлялось с помощью партийной печати, специальных дискуссий, специфических коллективных трудов (напр., «История ВКП(б). Краткий курс»).
В кон. 1991 наука в РФ была выведена из числа стратегических приоритетов государства. Реальное финансирование научно-технической сферы в 1990–93 сократилось в 15–20 раз и оказалось значительно ниже критического порога устойчивого развития. Научно-технический комплекс был поставлен в наихудшее положение среди других зависимых от бюджета отраслей – здравоохранения, образования и др. В 1990–98 численность исследовательских кадров уменьшилась почти на 60%, в то время как число преподавателей и врачей практически не изменилось, а учителей – немного выросло. Произошло существенное снижение доли исследователей в возрасте до 50 лет при увеличении почти в 2 раза доли исследователей в пенсионном возрасте. Важная в рыночных условиях положительная тенденция роста числа полученных патентов резко изменилась в 1996 и завершилась в 1998 спадом ниже уровня 1991.
В 1997 наметилась стабилизация научно-технической сферы. Возрос интерес властных структур и общества к состоянию дел в науке и технике. Проблемы их развития неоднократно рассматривались правительством, Советом безопасности, Советом Федерации, Гос. думой. Началась реализация мер по интеграции высшего образования и фундаментальной науки, привлечению молодёжи в науку.
Осн. усилия Мин-ва промышленности, науки и технологий РФ, РАН, МНТК, НИИ, НПО, вузов и др. науч. организаций направлялись на создание хотя бы минимально приемлемых условий для проведения фундаментальных и прикладных исследований, в т. ч. на совершенствование нормативно-правовой базы и организацию науч. исследований, повышение уровня финансирования, необходимого для обновления и поддержания материально-технической базы науч. учреждений на совр. уровне.
Наряду с базовым финансированием науч. организации использовали средства, выделяемые Мин-вом промышленности, науки и технологий РФ (с марта 2004 Мин-во образования и науки РФ), на выполнение работ по научно-техническим программам, средства, полученные по конкурсным проектам Рос. фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и Рос. гуманитарного науч. фонда (РГНФ), а также от заказчиков н.-и. работ по хозяйственным договорам и из др. источников от разрешённых видов деятельности. Только в РАН объём таких средств составляет до 1/2 общего объёма её финансирования. Капитальное строительство осуществляется в осн. за счёт гос. инвестиций из средств бюджетного финансирования. См. также ст. Наука и научное обслуживание в разделе Экономика.
Естественные и точные науки
Физические науки. В 20 в. отеч. физика приобрела высокий авторитет и признание во всём мире. Нашим учёным принадлежат крупнейшие открытия во всех областях физики, 10 отеч. учёных удостоены Нобелевской премии по физике.
Необходимость развития физических исследований в стране была понята правительством сразу после Окт. революции 1917, с 1918 начали создаваться физические н.-и. институты, наиболее талантливые учёные получили возможность стажироваться в крупнейших мировых центрах. Уже в 1930-х гг. сов. физика достигла европейского уровня. У её истоков находились науч. школы А. Ф. Иоффе и Д. С. Рождественского в Ленинграде, а также моск. школы П. П. Лазарева и Л. И. Мандельштама. Позднее сформировались теоретические школы Л. Д. Ландау, И. Е. Тамма, А. А. Андронова, М. А. Леонтовича, Н. Н. Боголюбова, оптические школы С. И. Вавилова, А. Н. Теренина, ядерно-физическая школа И. В. Курчатова и др.
В 1920-х гг. сделаны крупнейшие открытия в области теории тяготения и космологии, а также в квантовой теории. В 1922–24 А. А. Фридман показал, что уравнения гравитационного поля (в релятивистской космологии) допускают нестационарные решения, которые, в частности, можно интерпретировать как расширение однородной и изотропной Вселенной. Позднее (1954) А. З. Петров дал инвариантно-групповую классификацию полей тяготения в общей теории относительности. В 1926 В. А. Фок вывел релятивистски-инвариантное уравнение для описания скалярного физического поля (уравнение Клейна–Фока– Гордона). В 1930 он рассмотрел (с учётом принципа Паули) метод самосогласованного поля в квантовой теории многоэлектронных систем и разработал метод расчёта таких систем (метод Хартри– Фока), затем развил ряд важных подходов в квантовой теории поля и вывел уравнения движения конечных масс из уравнений гравитационного поля. Работу по квантованию слабого гравитационного поля в линейном приближении, приведшему к понятию гравитона, выполнил М. П. Бронштейн.
В 1923 П. Л. Капица, находившийся в науч. командировке в Кембридже, наблюдал искривление треков альфа-частиц в камере Вильсона, которую он поместил в сильное поперечное магнитное поле. В 1924 он создал установку для получения сверхсильных (до 500 тыс. Э) импульсных магнитных полей, с помощью которой установил линейную зависимость электрического сопротивления от напряжённости магнитного поля (закон Капицы, 1928). В 1924 Д. В. Скобельцын с помощью камеры Вильсона в магнитном поле исследовал взаимодействия релятивистских заряженных частиц с веществом, а также космические лучи, открыв в них (1929) космические ливни. В 1949 Скобельцын, Г. Т. Зацепин и Н. А. Добротин открыли электронно-ядерные ливни в космических лучах и установили их происхождение. Развитие космических программ позволило С. Н. Вернову и его сотрудникам в 1958 открыть внешний радиационный пояс Земли.
В 1919 Д. С. Рождественский, продолжая свои работы по спектроскопии, обобщил теорию водородоподобного атома Бора на более сложные атомы и положил начало изучению спектров ионов. Под его руководством решена проблема производства оптического стекла. Его ученик А. Н. Теренин разработал оптический метод возбуждения атомов (1925) и c его помощью детально исследовал схемы уровней энергии и квантовых переходов между ними для ряда атомов. Вместе с Л. Н. Добрецовым он открыл и изучил сверхтонкую структуру линии натрия, а вместе с Е. Ф. Гроссом – сверхтонкую структуру линии ртути. А. А. Лебедев – пионер электронной оптики и электронно-оптического приборостроения – в кон. 1930-х – нач. 40-х гг. создал первый отеч. электронный микроскоп.
В 1918 (опубл. в 1926) Л. И. Мандельштам показал, что при молекулярном рассеянии света упругой средой должно появляться расщепление линий рассеянного света (Мандельштама – Бриллюэна рассеяние); этот эффект экспериментально исследован Е. Ф. Гроссом. В 1928 Мандельштам и Г. С. Ландсберг обнаружили в спектре рассеянного на кристалле кварца света дополнительные линии, смещённые в красную и фиолетовую области – явление комбинационного рассеяния света. Мандельштамом и его школой развита теория эффекта и разработаны на её основе методы исследования строения вещества. В 1930 ученик Мандельштама И. Е. Тамм создал квантовую теорию рассеяния света в кристаллах, введя понятие о звуковых квантах – фононах.
С. И. Вавилов и его ученики предприняли детальное исследование люминесценции и природы света. В 1923 он вместе с В. Л. Лёвшиным наблюдал уменьшение коэффициента поглощения уранового стекла на 1,5% в опытах с высокой интенсивностью света – один из первых нелинейно-оптических эффектов. Они установили также зависимость квантового выхода люминесценции от длины волны возбуждающего света и его постоянство в широком диапазоне частот (1927, закон Вавилова). Во 2-й пол. 1920-х гг. Вавилов доказал высокую эффективность преобразования энергии возбуждения при люминесценции и в 30-х гг. вместе с учениками разработал высокоэкономичные люминесцентные лампы, а также методы люминесцентного анализа вещества, ультрафиолетовую и люминесцентную микроскопии.
В 1934 аспирант Вавилова П. А. Черенков сделал фундаментальное открытие: изучая люминесценцию растворов ураниловых солей, он обнаружил слабое свечение чистых жидкостей под действием гамма-лучей. Вавилов предположил, что это свечение не является люминесценцией и что его вызывают образующиеся в веществе свободные электроны. Ученик Вавилова И. М. Франк вместе с Таммом создали в 1937 теорию этого эффекта; в 1958 Черенков, Франк и Тамм удостоены Нобелевской премии. На основе эффекта Вавилова–Черенкова созданы черенковские счётчики – наиболее распространённые во всём мире детекторы быстрых заряженных частиц.
В 1920–30-х гг. А. Ф. Иоффе и его ученики выполнили важные исследования в области физики твёрдого тела. Ими изучено влияние дефектов на механическую прочность реальных кристаллов (эффект Иоффе, 1924), выпрямляющее действие полупроводников, их термо- и фотоэлектрические свойства (1930) и роль примесей (эти работы явились базой для создания полупроводниковых диодов, термо- и фотоэлектрических преобразователей энергии и т. д.), свойства диэлектриков и сегнетоэлектриков. В 1930–31 П. П. Кобеко, И. В. Курчатов, Б. В. Курчатов и др. установили осн. особенности сегнетоэлектрического состояния (наличие точки Кюри, гистерезис и т. д.) и их связь со спонтанной поляризацией. В 1935 Кобеко, А. П. Александров и С. Н. Журков разработали статистическую теорию прочности кристаллов.
Отеч. физики внесли существенный вклад в учение о магнетизме. В 1928 Я. И. Френкель построил первую квантовомеханическую теорию ферромагнетизма; доменная структура ферромагнетиков получила объяснение в работах Я. Г. Дорфмана, Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица. Теория Ландау и Лифшица (1935) дала возможность полного описания структуры доменов, доменных стенок, движения магнитного момента ферромагнетиков (уравнение Ландау– Лифшица). В 1930 Ландау выполнил классическое исследование диамагнетизма свободных электронов. Им же предсказано (1933) явление антиферромагнетизма, экспериментально исследованного А. С. Боровиком-Романовым (вместе с сотрудниками), который позднее (1959) открыл пьезомагнетизм, а также исследовал ядерный магнетизм гелия-3. В 1957 И. Е. Дзялошинский развил теорию слабого ферромагнетизма. В 1933 И. К. Кикоин и М. М. Носков открыли фотомагнитоэлектрический эффект.
Я. И. Френкель и Я. Г. Дорфман впервые указали на обменное взаимодействие как основу магнитного упорядочения. С. В. Вонсовский и С. П. Шубин в 1934–36 разработали s-d-обменную модель, ставшую основой для микроскопичeского анализа природы реальных магнитных структур переходных металлов. Чрезвычайно большое значение имел открытый Е. К. Завойским в 1944 электронный парамагнитный резонанс – явление, ставшее одним из эффективных аналитических методов в физике, химии, медицине, биологии и т. п. Важные исследования этого явления принадлежат С. А. Альтшулеру, Б. М. Козыреву и их сотрудникам.
В 1928 М. А. Леонтович и Л. И. Мандельштам создали квантовую теорию прохождения частиц через потенциальный барьер (теорию туннельного эффекта, 1928), использованную Г. А. Гамовым для объяснения альфа-распада атомных ядер. В 1932 И. Е. Тамм показал возможность существования особых состояний электронов на поверхности кристалла (уровни Тамма).
Мандельштам и Н. Д. Папалекси развили представления о параметрически возбуждаемых колебательных системах и заложили основы новых подходов в области теории нелинейных колебаний. Выдающееся значение в создании общей теории нелинейных колебаний (в частности, автоколебаний) имели работы А. А. Андронова и его горьковской школы. Результаты, полученные ими, использованы в радиотехнике и теории автоматического регулирования. В 1930– 1943 Мандельштам и Папалекси применили радиоинтерференционный метод для изучения распространения и структуры поля радиоволн, что привело к развитию радиогеодезии и радионавигации. Среди первых изученных нелинейных эффектов в радиофизике – эффект взаимной перекрёстной модуляции излучений от двух мощных радиостанций в ионосфере Земли. Первые наблюдения этого эффекта осуществлены радиостанциями в Горьком и Люксембурге в 1933 (люксембург-горьковский эффект).
Значительные результаты в области ядерной физики получены уже в 1930-х гг. В 1937 пущен первый в Европе циклотрон (Радиевый ин-т в Ленинграде). В Харькове К. Д. Синельников, А. К. Вальтер, А. И. Лейпунский и Г. Д. Латышев расщепили ядра лития ускоренными протонами. В 1937 Синельников и Вальтер создали крупнейший в Европе электростатический ускоритель на 3,5 МэВ. В 1934 А. И. Алиханов, А. И. Алиханьян и М. С. Козодаев в Ленинграде выполнили серию работ по рождению и аннигиляции электрон-позитронных пар при внутренней конверсии энергии возбуждённого ядра; получено экспериментальное подтверждение законов сохранения энергии и импульса в процессе аннигиляции (Алиханов, Алиханьян и Л. А. Арцимович, 1936).
В 1932 Д. Д. Иваненко выдвинул протонно-нейтронную модель атомного ядра, в 1934 Тамм и Иваненко развили обменную теорию (бета-теорию) ядерных сил, действующих посредством обмена парой электрона и нейтрино, ставшую прообразом теории сильных взаимодействий. Л. В. Мысовский, И. В. и Б. В. Курчатовы и Л. И. Русинов обнаружили ядерную изомерию радиоактивного изотопа брома 80Br (1935). В 1936 Френкель развил капельную модель ядра и на её основе создал теорию ядерного деления урана (1939). Значительным этапом в развитии ядерной физики стало открытие в 1940 учениками И. В. Курчатова Г. Н. Флёровым и К. А. Петржаком спонтанного деления ядер урана. В 1939–40 ученики Н. Н. Семёнова, основоположника теории цепных химических реакций, Я. Б. Зельдович и Ю. Б. Харитон сформулировали представления о цепном характере ядерных реакций и осуществили расчёт цепной ядерной реакции деления, ставший теоретической основой для создания атомной бомбы и ядерного реактора (возможность ядерной цепной реакции предсказал в 1939 также А. И. Лейпунский).
Осенью 1942 начались работы по освоению атомной энергии, а в 1945 принята гос. программа по созданию ядерного оружия (см. ст. Атомный проект), которую возглавил И. В. Курчатов. В 1946 пущен первый в Европе опытный ядерный реактор, позднее создана атомная промышленность и в 1949 испытана первая атомная бомба. Важные работы по теории взрыва выполнены Л. И. Седовым, Л. Д. Ландау, Я. Б. Зельдовичем, Е. И. Забабахиным, К. И. Щёлкиным, К. П. Станюковичем и др.
Отеч. физики внесли большой вклад в укрепление обороноспособности страны, особенно в годы Вел. Отеч. войны. Проблемы распространения радиоволн, создания техники радиосвязи и радиолокационной техники успешно решались в течение десятилетий усилиями А. Н. Щукина, М. В. Шулейкина, Д. А. Рожанского, Ю. Б. Кобзарева, Б. А. Введенского, М. А. Бонч-Бруевича, А. И. Берга и др. Вклад в решение задач о распространении радиоволн вблизи поверхности Земли внесли Е. Л. Фейнберг, В. А. Фок и М. А. Леонтович. Методы размагничивания кораблей для борьбы с магнитными минами разработаны А. П. Александровым, В. М. Тучкевичем и И. В. Курчатовым. Важную для оборонных и др. проблем техническую задачу промышленного получения жидкого кислорода решил в 1939–43 П. Л. Капица.
Развитие ядерной программы привело к созданию термоядерного оружия. Для решения этой проблемы большое значение имели идеи А. Д. Сахарова, предложившего т. н. «слойку» (1953), и В. Л. Гинзбурга, предложившего использовать для реакции термоядерного синтеза дейтерид лития-6. В 1955 создана осн. двухступенчатая конструкция термоядерной бомбы, в 1954 запущена первая атомная электростанция (Обнинск), построены первые атомные подводные лодки и атомные ледоколы (1957–59), созданы реакторы на быстрых нейтронах (1959, А. И. Лейпунский и др.).
В 1930–40-х гг. начинает складываться школа теоретической физики Л. Д. Ландау. Ландау разработал теорию фазовых переходов 2-го рода (1935–37). В соавторстве с Е. М. Лифшицем он создал уникальный всеобъемлющий курс теоретической физики, переведённый на мн. языки мира.
Отеч. учёные внесли основополагающий вклад в физику низких температур, особенно в физику квантовых жидкостей и кристаллов. Важнейшим стало открытие в 1938 П. Л. Капицей явления сверхтекучести жидкого гелия II. В 1940–41 Л. Д. Ландау создал теорию этого явления и предсказал на её основе ряд эффектов, в т. ч. существование в жидком гелии двух скоростей звука. В 1956–58 он сформулировал теорию ферми-жидкости. За свои работы они удостоены Нобелевских премий – в 1962 Ландау, в 1978 Капица. В 1930 Л. В. Шубников, находясь в науч. командировке в Лейденской криогенной лаборатории, совместно с В. де Хаазом обнаружил осцилляции электрического сопротивления висмута в магнитном поле при температуре жидкого гелия (эффект Шубникова – де Хааза). В 1936 он вместе с Б. Г. Лазаревым впервые измерил магнитный момент твёрдого водорода, получив прямое подтверждение парамагнетизма протонов. В 1941 А. И. Шальников установил двухфазное состояние сверхпроводников вблизи критических температур, которое экспериментально исследовано Ю. В. Шарвиным. В послевоенные годы Шальников выполнил исследования квантовых кристаллов твёрдого гелия. В экспериментах В. П. Пешкова открыт второй звук в гелии II. Важные экспериментальные исследования сверхтекучести принадлежат Э. Л. Андроникашвили (т. н. «эксперимент Андроникашвили»). В 1947 Н. Н. Боголюбов создал квантовую теорию сверхтекучести бозе-газа. Л. П. Питаевский указал на возможность существования (позднее подтверждённую экспериментально) сверхтекучей фазы в гелии-3 за счёт образования конденсата пар атомов. Работы по развитию теории квантовых ферми-жидкостей и квантовой теории поля принадлежат И. М. Халатникову. В 1969–72 И. М. Лифшиц и А. Ф. Андреев разработали теорию квантовых кристаллов и квантовой диффузии.
В 1944 И. Я. Померанчук и Д. Д. Иваненко опубликовали теорию магнитотормозного излучения, которую можно рассматривать как предсказание синхротронного излучения. Спектр этого излучения и др. характеристики исследованы Померанчуком, Л. А. Арцимовичем, Иваненко, А. А. Соколовым, И. М. Терновым и др. Синхротронное излучение нашло широкое применение как источник мощного рентгеновского излучения в разл. областях науки и техники. В 1945 В. Л. Гинзбург и И. М. Франк предсказали переходное излучение (экспериментально обнаружено в 1958), которое может служить для определения энергии электронов в пучке.
Работы, связанные с реализацией Атомного проекта, создали благоприятные условия для развития фундаментальной физики, исследований в области экспериментальной ядерной физики и физики высоких энергий. Открытие В. И. Векслером (1944) принципа автофазировки позволило преодолеть принципиальное ограничение на энергии для циклотронов и создать новое поколение ускорителей (фазотронов, синхротронов и синхрофазотронов) на энергии от сотен МэВ до сотен ГэВ. Под руководством Векслера в 1947–49 пущены в Москве и Дубне первые электронные синхротроны, а в 1957 – синхрофазотрон на энергию до 10 ГэВ (вместе с А. Л. Минцем). В 1960 в Дубне под руководством Векслера и И. В. Чувило открыта одна из элементарных частиц анти-сигма-минус-гиперон. В 1956–57 Векслер, Г. И. Будкер и Я. Б. Файнберг выдвинули ряд идей, положивших начало коллективным методам ускорения заряженных частиц. В 1967 в Серпухове под руководством В. В. Владимирского и Минца запущен протонный синхротрон на энергию 70 ГэВ, на котором изучено множественное рождение частиц (инклюзивных процессов, теория которых разработана в 1967– 1968 А. А. Логуновым), открыто явление масштабной инвариантности сечений образования адронов при высоких энергиях (Логунов и Ю. Д. Прокошкин, 1969), обнаружены образование ядер антигелия-3 (1970), явление роста эффективных сечений рассеяния К-мезонов на нуклонах и замедление падения сечений рассеяния отрицательных пи-мезонов на протонах, а также сечений нуклон-нуклонных взаимодействий с ростом энергий («серпуховской эффект», 1971).
В 1957 М. Г. Мещеряков открыл явление прямого выбивания дейтронов из ядер ускоренными протонами. В 50– 70-х гг. А. М. Балдин и его сотрудники заложили основы релятивистской ядерной физики. В 1971 Балдин предсказал, а затем вместе с сотрудниками обнаружил кумулятивный эффект передачи энергии релятивистских дейтронов образующимся при их столкновении с мишенью пионам. Этим положено начало изучению кварк-глюонной структуры ядер. Новые возможности для эксперимента в этой области возникли в связи с пуском в Дубне нуклотрона – «сверхпроводящего ускорителя» с энергией до 7 ГэВ на нуклон (1986).
В 1965 Г. И. Будкер с сотрудниками (А. Н. Скринским, В. А. Сидоровым и др.) показал возможность создания ускорителей на встречных пучках (коллайдеров), позволяющих повысить эффективную энергию частиц на порядки. Первые такие ускорители (ВЭП-1, ВЭПП-2 и др.) пущены в Новосибирске в сер. 60-х гг. Ускорители на встречных пучках стали осн. высокоэнергетичными установками во всём мире. В 1963 А. А. Соколов и И. М. Тернов предсказали эффект самополяризации электронов в накопительных кольцах. Ускорители тяжёлых ионов, первый из которых запущен в Дубне в 1960 (Г. Н. Флёров, Ю. Ц. Оганесян, С. М. Поликанов), позволили открыть эффект спонтанного деления возбуждённых ядер (1962) и осуществить синтез не встречающихся в природе трансурановых элементов с номерами 102– 107 (1963–76) и 110 (1987); работы по получению ещё более тяжёлых элементов, атомные номера которых (114– 118) находятся в т. н. «острове стабильности», продолжаются.
В 1950–60-е гг. отеч. физика по многим направлениям вышла на уровень самых передовых стран мира, однако в дальнейшем из-за резкого отставания приборостроения и вычислительной техники темпы её развития затормозились. Тем не менее в отдельных её направлениях, особенно в области теории, отеч. учёные занимают ведущие позиции в мире.
В теории элементарных частиц и квантовой теории поля важные результаты получены представителями школ И. Е. Тамма, Л. Д. Ландау, И. Я. Померанчука и Н. Н. Боголюбова, а также теоретиками, работавшими в закрытых ядерных центрах (Я. Б. Зельдович, А. Д. Сахаров и др.). Так, в 1952–53 Зельдович ввёл понятие «лептонного числа» и сформулировал закон его сохранения, а в 1954 предсказал распад заряженного пиона на нейтральный пион, позитрон и нейтрино. В 1956 Ландау сформулировал понятие комбинированной чётности и закон её сохранения в слабых взаимодействиях. В 1957 Б. Л. Иоффе, Л. Б. Окунь и А. П. Рудик показали, что асимметрия распада поляризованных ядер кобальта свидетельствует о нарушении не только зеркальной симметрии пространства, но и зарядового отражения. В кон. 50-х гг. М. А. Марков выдвинул идею существования двух типов нейтрино (электронного и мюонного), а Б. М. Понтекорво разработал программу по их экспериментальному обнаружению и высказал идею о возможности осцилляций нейтрино. В 1985 П. С. Михеев и А. Ю. Смирнов предсказали эффект резонансного усиления нейтринных осцилляций в среде, который позволил правильно описать поведение солнечных нейтрино. Фундаментальным вкладом в физику высоких энергий стала теорема Померанчука об асимптотическом равенстве полных сечений взаимодействия частиц и античастиц с мишенями при предельно высоких энергиях (1958).
В 1964 Ю. Г. Абов, П. А. Крупчицкий и Ю. А. Оратовский обнаружили проявление в ядре слабого взаимодействия. Одним из первых подтверждений теории электрослабых взаимодействий стало экспериментальное обнаружение несохранения чётности в атомных переходах в висмуте (Л. М. Барков, М. С. Золоторёв, 1978). Идея опытов предложена И. Б. Хрипловичем в 1974. В 1964 Н. Н. Боголюбов, В. В. Струминский, А. Н. Тавхелидзе ввели в кварковую модель адронов новое квантовое число, впоследствии названное цветом. В 1973 В. А. Матвеев, Р. М. Мурадян и Тавхелидзе внесли важный вклад в установление динамических закономерностей в кварковой структуре адронов, открыв правила кваркового счёта.
В 1950-х гг. Н. Н. Боголюбов и его ученики (Д. В. Ширков, А. А. Логунов, Б. В. Медведев, М. К. Поливанов и др.) разработали новые методы квантовой теории поля, опирающиеся на понятия S-матрицы, дисперсионных соотношений и ренорм-группы. Эти методы использованы для теоретического описания процессов сильного взаимодействия. Метод ренорм-группы позволил предсказать явление асимптотической свободы – ключевое понятие квантовой хромодинамики.
В 1953–60 Боголюбов, С. Т. Беляев, А. Б. Мигдал и В. Г. Соловьёв развили теорию ядра, опирающуюся на концепцию сверхтекучести ядерной материи. В нач. 70-х гг. Мигдал предсказал существование сверхплотных ядер, которые могут возникать за счёт фазового перехода при перестройке пионного поля в достаточно плотной нуклонной среде.
В 1953–54 Е. Л. Фейнберг разработал теорию дифракционной генерации частиц (совместно с И. Я. Померанчуком). Им же, а также А. И. Ахиезером и А. Г. Ситенко предсказано явление дифракционной диссоциации дейтрона. Фейнберг и Ф. Л. Шапиро развили методы нейтронной спектроскопии. В 1959 Я. Б. Зельдович открыл способ удержания очень медленных нейтронов в полости, основанный на идее полного внутреннего отражения нейтронов при любых углах падения; в 1959–60 он совместно с В. В. Владимирским предложил магнитный метод получения ультрахолодных нейтронов, реализованный в 1968 Ф. Л. Шапиро и его сотрудниками в Дубне.
В 1959 П. Е. Спивак с сотрудниками получил наиболее точное значение периода полураспада свободного нейтрона. В 1956 А. Д. Сахаров и Я. Б. Зельдович высказали идею мюонного катализа, в изучение которого внесли вклад в 1977–79 С. С. Герштейн, Л. И. Пономарёв, Ю. В. Петров, а также В. П. Джелепов с сотрудниками.
В 1977–78 под руководством Г. Т. Зацепина и А. Е. Чудакова построены нейтринная обсерватория в Баксанском ущелье и сцинтилляционная установка «Коллапс» в г. Артёмовск. С их помощью изучались солнечные нейтрино, а также нейтринные всплески от Сверхновой 1987А Магелланова Облака. В 1980 по результатам этих экспериментов и на основе идеи о барионной асимметрии Вселенной (Сахаров, 1967) сделана нижняя оценка времени жизни протона.
В 1970–80-е гг. отеч. теоретики выдвинули ряд важных идей в области совр. единых теорий поля, суперсимметрии, квантовой теории гравитации. В 1970–71 Я. Б. Зельдович (в т. ч. совместно с Л. П. Питаевским, А. А. Старобинским и др.) разработал квантовую теорию рождения частиц в гравитационном поле. И. Ю. Кобзарев, Зельдович и Л. Б. Окунь выдвинули концепцию доменной структуры вакуума и рассмотрели её влияние на эволюцию Вселенной (1974). Ю. А. Гольфанд, Е. П. Лихтман, Д. В. Волков и В. П. Акулов выполнили пионерские работы по суперсимметрии, позволяющей переводить друг в друга фермионные и бозонные поля и открывшей новые направления в создании единой теории фундаментальных взаимодействий (1971). В 1972 Д. А. Киржниц и А. Д. Линде создали теорию фазовых переходов в сверхплотном веществе и применили её к ранним стадиям эволюции Вселенной, что послужило одним из истоков инфляционной космологии (Линде и Старобинский).
А. М. Поляков, А. А. Белавин, А. С. Шварц, Ю. С. Тюпкин и др., используя топологические методы, получили решения уравнений калибровочных полей, интерпретируемые как магнитные монополи и инстантоны, играющие важную роль в структуре вакуума (1974– 1975). В 1981 В. А. Рубаков показал, что в рамках теории Великого объединения в присутствии магнитных монополей резко ускоряется распад протонов, и принял участие в разработке её новых моделей.
В 1980-х гг. проведён ряд важных экспериментов по наблюдению мезонов с высокими спинами и «кандидатов в глюболы», т. е. связанные состояния глюонов или образования, содержащие значительный глюонный компонент (Ю. Д. Прокошкин).
Одним из фундаментальных достижений в теории плазмы – основой всех теоретических исследований процессов в ней – является кинетическое уравнение А. А. Власова (1938). Ключевой в этой области стала идея термоизоляции высокотемпературной плазмы магнитным полем, высказанная И. Е. Таммом и А. Д. Сахаровым (1950), она инициировала работы по осуществлению управляемого термоядерного синтеза. Первый проект магнитного термоядерного реактора – токамака – стал основным в дальнейших разработках проблемы УТС. Экспериментальные исследования проблемы возглавил Л. А. Арцимович, а теоретические – М. А. Леонтович, в дальнейшем они велись под руководством Б. Б. Кадомцева и Е. П. Велихова. Во всём мире токамаки считаются наиболее перспективными для создания термоядерного реактора. С 1957 развивалась теория неустойчивостей и коллективных процессов в плазме (А. А. Веденов, Кадомцев, А. В. Недоспасов, Р. З. Сагдеев, В. Д. Шафранов, В. П. Силин и др.). В 1961 предложен метод турбулентного нагрева плазмы (Е. К. Завойский, Я. Б. Файнберг, Л. И. Рудаков). В 1988 пущен токамак Т-15, на котором получена плазма с термоядерными параметрами. В 1961 Н. Г. Басов и О. Н. Крохин предложили идею лазерного термоядерного синтеза.
В 1950 В. Л. Гинзбург и Л. Д. Ландау построили феноменологическую теорию сверхпроводимости (теория Гинзбурга – Ландау). Эта теория позволила количественно описать большинство известных эффектов, связанных со сверхпроводимостью, и предсказать ряд новых, она распространилась и на др. области физики, вплоть до квантовой теории поля и космологии. Она была развита и строго обоснована Л. П. Горьковым. Гинзбург и Л. П. Питаевский создали полуфеноменологическую теорию сверхтекучести (1958), аналогичную теории Гинзбурга – Ландау. Одним из важнейших результатов стала построенная А. А. Абрикосовым теория сверхпроводников II рода. В 2003 Абрикосов и Гинзбург за работы в этой области удостоены Нобелевской премии. Одно из наиболее красивых явлений – отражение электрона от границы раздела нормальный металл – сверхпроводник предсказал А. Ф. Андреев (андреевское отражение).
Фундаментальный вклад в последовательную теорию сверхпроводимости внёс Н. Н. Боголюбов (1958). В 1945– 1946 Боголюбов выдвинул также идею об иерархии времён релаксации, принципиально важную для статистической механики необратимых процессов, разработал метод цепочек уравнений для функции распределения частиц и обобщил метод кинетических функций распределения на квантовые системы. Эти направления успешно развивали впоследствии его ученики Д. Н. Зубарев, С. В. Тябликов и др. Абрикосов, Горьков и И. Е. Дзялошинский разработали квантово-полевой диаграммный метод для решения задач статистической физики.
Отеч. физике принадлежит приоритет в создании модели элементарных возбуждений в кристаллах – дырок и экситонов (Я. И. Френкель, 1926, 1931). Экспериментальные работы школы И. В. Обреимова и А. Ф. Прихотько (1946–48) подтвердили существование молекулярных экситонов и стимулировали исследования в этой области. Теория экситонов развита в 1948–52 А. С. Давыдовым и др., а в 50–60-е гг. Е. Ф. Гросс, Б. П. Захарченя и др. открыли в некоторых полупроводниках при низких температурах «водородоподобные спектры» и показали, что они принадлежат экситонам. В 1946 А. И. Ахиезер выдвинул идею магнонов, а С. И. Пекар – модель полярона.
В 1958 Л. В. Келдыш предложил теорию поглощения света в полупроводниках в электрическом поле (эффект Келдыша – Франца) и предсказал обнаруженную вскоре на опыте конденсацию экситонов в полупроводниках (1968), изучил туннельные эффекты в полупроводниках, предсказал ряд др. эффектов в них.
В 1950-х гг. И. М. Лифшиц показал, что электронные, термодинамические, кинетические и др. свойства металлов определяются геометрией их поверхности Ферми, и сформулировал общую программу экспериментального её определения для реальных кристаллов. Вместе с учениками он провёл систематические теоретические и экспериментальные исследования мн. свойств металлов. В цикле этих работ предсказаны, открыты и изучены новые свойства металлов (М. Я. Азбель, Э. А. Канер, Н. Е. Алексеевский, А. М. Косевич, В. Г. Песчанский, М. С. Хайкин, В. Ф. Гантмахер и др.). В 1972 Лифшицем и Ю. М. Каганом построена квантовая теория кинетики фазовых переходов I рода. Наши учёные внесли существенный вклад в новую область физики конденсированного состояния – мезоскопики (Ю. В. Шарвин, А. Г. Аронов, Б. Л. Альтшулер и др.).
В 1944 Б. М. Вул открыл сегнетоэлектрические свойства керамики на основе титаната бария, а В. Л. Гинзбург создал феноменологическую теорию сегнетоэлектричества (1945–49). Г. А. Смоленский создал новые магнитные материалы (ферриты) и изучил их свойства, а в 1961 получил сегнетомагнетик. Под руководством Л. Ф. Верещагина исследованы полиморфные превращения при высоких давлениях, в частности переход графит – алмаз (1960), получена новая сверхплотная модификация кварца – стишовит (С. М. Стишов, 1961). Аналогичные исследования в мощных ударных волнах провели Л. В. Альтшулер, С. Б. Кормер и др.
Под руководством А. В. Шубникова разработаны технологии роста кристаллов с заданными свойствами, исследованы свойства жидких кристаллов, сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков, пироэлектриков и др. В 1951 Шубников ввёл в кристаллографию понятие антисимметрии и разработал её теорию. Н. В. Белов вывел 1651 группу антисимметрии и применил их для описания ферромагнитных и электрических свойств кристаллов. Методы рентгеновского структурного анализа и электронографии развивались под руководством Белова, З. Г. Пинскера, Б. К. Вайнштейна и др.
В 1950–60-е гг. получены важные результаты в области радиофизики и электроники. В 1953–67 С. М. Рытов развил общую теорию тепловых флуктуаций в электродинамике и заложил основы статистической радиофизики. Восходящая к Д. А. Рожанскому идея об использовании модуляции скорости электронных потоков для генерации и усиления радиоволн нашла широкое применение в разл. областях электроники. Работы коллективов, созданных А. В. Гапоновым-Греховым и Г. А. Месяцем (лауреатом междунар. премии «Глобальная энергия», 2003), в области сильноточной электроники больших мощностей, выполненные в 1960–90, занимают ведущее место в мире.
Крупнейшим событием в физике и технике явилось создание квантовой электроники. В 1952–55 А. М. Прохоров совместно с Н. Г. Басовым доказал возможность создания усилителей и генераторов принципиально нового типа. В 1954–55 ими построен квантовый генератор на молекулярных уровнях аммиака (идея квантовой генерации электромагнитных волн высказана также В. А. Фабрикантом в 1951). В 1964 Басов и Прохоров за эти работы удостоены Нобелевской премии. Открытый резонатор, предложенный Прохоровым и др. в 1959, инициировал создание квантовых генераторов оптического диапазона (лазеров). Под руководством Прохорова начат поиск и изучение трёхуровневых систем, пригодных для создания мазеров и лазеров. Г. А. Аскарьян в 1961 предсказал эффект самофокусировки лазерного луча, позднее обнаруженный экспериментально. Гапонов-Грехов с сотрудниками создали мазер на индуцированном циклотронном резонансе.
Поиски рабочих тел для лазеров стимулировали развитие оптической спектроскопии. В Минске Б. И. Степанов и др. предложили органические красители для лазеров с перестраиваемой частотой, Н. А. Борисевич осуществил квантовую генерацию в многоатомных газах, М. А. Ельяшевич теоретически изучал спектры редкоземельных элементов. В Ленинграде П. П. Феофилов исследовал спектры кристаллов и стёкол, открыл поляризованную люминесценцию. Принципиально новое направление спектроскопии начато работами Е. Б. Александрова и его сотрудников по интерференции состояний.
В 1959 Басов с сотрудниками выдвинули идею полупроводникового лазера. О. Н. Крохин предложил идею создания неравновесной населённости возбуждённых уровней путём «впрыскивания» в полупроводник электронов с повышенной энергией (инжекционный лазер). В 1962 Ж. И. Алфёров исследовал гетеропереходы и создал полупроводниковые гетероструктуры – системы близких по строению, но различных по электронному энергетическому спектру полупроводников (арсенида галлия и арсенида галлия, легированного алюминием). На базе этих структур он и его сотрудники создали высокоэффективные инжекционные лазеры и солнечные батареи. За реализацию полупроводниковых гетероструктур в разл. устройствах оптоэлектроники Алфёрову в 2000 присуждена Нобелевская премия.
Создание лазеров с разл. параметрами излучения оказало большое влияние на развитие физики в целом, а также позволило решить ряд задач в вычислительной технике, медицине, космической связи и т. д. В 1962 Ю. Н. Денисюк разработал эффективный метод получения трёхмерных голограмм. С. А. Ахманов, В. С. Летохов, В. П. Чеботаев, С. Н. Багаев и др. создали методы нелинейной лазерной спектроскопии (1975–78). Летохов теоретически и экспериментально исследовал замедление пучка атомов натрия резонансным лазерным излучением (1981).
Отеч. физики внесли фундаментальный вклад в создание нелинейной оптики; её основы разработаны в 60–80-е гг. Р. В. Хохловым, Ахмановым и их сотрудниками. Ими предложены методы параметрической генерации и усиления волн в оптическом диапазоне (1962), теория вынужденного комбинационного рассеяния света (1963), создан параметрический генератор света (1965), перестраиваемый по частоте. В 1972 В. В. Рагульский и др. открыли явление самообращения волнового фронта, позволяющее полностью корректировать искажения светового пучка, вносимого неоднородностями среды.
В области акустики ведущее место принадлежит школе Н. Н. Андреева. В 1930-х гг. Андреевым и И. Г. Русаковым выполнены работы по акустике движущихся сред, а в 1944–46 Д. И. Блохинцев получил наиболее общие уравнения для звуковых полей в неоднородных и движущихся средах, им же исследовано распространение волн в слоистых средах. В 1951–58 Л. А. Чернов выполнил серию классических исследований распространения звука в средах со случайными неоднородностями. В 30–40-е гг. решены мн. задачи музыкальной и архитектурной акустики (Н. Н. Андреев, А. В. Римский-Корсаков, С. Н. Ржевкин, В. В. Фурдуев и др.). Работы по изучению ультразвука и по молекулярной акустике выполнены школой Мандельштама, в т. ч. создана релаксационная теория поглощения звука Мандельштама – Леонтовича (1937). Л. М. Бреховских, Л. Д. Розенберг и др. в 1946 открыли сверхдальнее распространение звука в океане.
В 50-х гг. начала быстро развиваться физика ультразвука и гиперзвука (И. Г. Михайлов, С. Я. Соколов и др.). Ю. В. Гуляев открыл новый тип поверхностных акустических волн, а в 1964 – акустомагнитоэлектрический эффект. Поверхностные волны всесторонне исследовал И. А. Викторов. В 1958–66 проведены исследования по нелинейной акустике; в частности, решены проблемы нелинейного звукообразования, рассеяния и излучения звука турбулентными потоками (Б. П. Константинов, К. А. Наугольных, А. И. Ивановский, Л. М. Лямшев и др.). В нач. 60-х гг. открыт эффект усиления ультразвуковых волн в полупроводниках и слоистых структурах и созданы разл. акустоэлектронные приборы. Магнитоакустический резонанс лёг в основу генераторов гипер- и ультразвука.
Астрономия. В 1922–24 A. А. Фридман нашёл нестационарные решения уравнений Эйнштейна и таким образом внёс крупный вклад в основы космологии. Г. А. Шайн в 1929 совместно с американским астрономом О. Струве предложил метод определения осевого вращения звёзд и показал, что звёзды ранних спектральных классов вращаются в десятки раз быстрее, чем Солнце. Этот факт стал одним из ключевых для построения совр. теории образования звёзд.
В 1930-х гг. построены обсерватории в Иркутске (1931), Абастумани (Грузия, 1932), Душанбе (1932). Для координации астрономических исследований в 1936 создан Астрономический совет АН СССР. Разрабатывались планы строительства новых обсерваторий и создания инструментальной базы, однако Вел. Отеч. война помешала их реализации.
Важным этапом послевоенного развития астрономии было строительство Крымской астрофизической обсерватории (КрАО, 1945–54), Бюраканской астрофизической обсерватории (1946–56), обсерваторий близ Ашхабада (1946), Алма-Аты (1951), в Киеве (1949), Шемахинской обсерватории в Азербайджане (1960) и др. К 1954 восстановлена Гл. астрономическая обсерватория в Пулкове. Созданы Радиоастрономическая станция Ин-та радиофизики близ Горького (1949), Радиоастрономическая станция Физического ин-та им. П. Н. Лебедева в Пущине (1956), радиоастрономическая обсерватория в Латвии (1958), радиотелескопы в КрАО, Харькове и др.
В 1930-х гг. В. А. Амбарцумян на основе разработанных им методов статистической динамики звёздных систем – двойных звёзд – сделал весьма смелый по тем временам вывод о короткой шкале возраста Галактики – 10 млрд.лет. Эта оценка, сильно расходящаяся с господствующей в то время шкалой Дж. Джинса (1013 лет), оказалась верной. В 1947 прорывом в исследовании звездообразования стало открытие Амбарцумяном факта рождения звёзд в совр. эпоху и группового характера этого процесса. Работы Амбарцумяна и его школы в 50– 60-е гг. по изучению активности галактик заложили основы галактической космогонии. Актуальность исследований активности галактических ядер в последние десятилетия только возрастает.
Большой вклад в теорию протяжённых атмосфер и переноса излучения внесли ленингр. астрономы. Б. П. Герасимович показал (1931–34) определяющую роль светового давления в оболочках планетарных туманностей и Ве-звёзд. В. В. Соболев разработал теорию переноса излучения в движущихся средах и применил её к движущимся оболочкам звёзд. Знаменитое «приближение Соболева» широко используется в астрофизике. В. А. Домбровский основал новое направление астрофизики в СССР – поляриметрию. В 1949 Домбровский (одновременно с Дж. Холлом и У. А. Хилтнером) открыл межзвёздную поляризацию излучения некоторых типов звёзд-гигантов. Это позволило ему предсказать явление собственной поляризации излучения звёзд (нашло подтверждение в 1959).
Н. А. Козырев в 1958 открыл вулканическую активность на Луне. Г. А. Шайн внёс большой вклад в изучение туманностей; мировую известность получил опубликованный им в 1952 совместно с В. Ф. Газе «Атлас диффузных газовых туманностей». В 1958 Э. Р. Мустель в КрАО совместно с М. Е. Боярчук установили наличие избытка элементов C, N, O в спектре Новой в созвездии Геркулеса. Это было первым наблюдательным свидетельством протекания термоядерных реакций углеродно-азотного цикла при вспышках (взрывах) новых звёзд. В 1957 А. А. Боярчук предложил модель Be-звёзд, которая, как подтверждают совр. исследования, является наиболее адекватной; предложенная им (1965) модель симбиотических звёзд, как двойных систем с массообменом, состоящих из холодного гиганта и горячего карлика, стала общепризнанной.
А. Б. Северный (КрАО) открыл и впервые количественно изучил явление «усов» в спектрах солнечных вспышек, показав, что скорости движения вещества в небольших участках области вспышки могут быть огромными. Большой вклад в понимание процессов на Солнце и в околосолнечном пространстве внесли И. С. Шкловский и В. Л. Гинзбург. В кон. 1940-х гг. (в период зарождения радиоастрономии) ими разработаны теории горячей короны и теории радиоизлучения Солнца. В. В. Железняков (1964) разработал теорию спорадического излучения Солнца.
Ещё до войны приобрела междунар. авторитет моск. школа исследования переменных звёзд, основанная П. П. Паренаго и Б. В. Кукаркиным. Они открыли периодичность вспышек звёзд, подобных новым, предсказав на 1946 взрыв звезды Т Северной Короны. В 1946 Междунар. астрономический союз поручил моск. астрономам создание Общего каталога переменных звёзд (ОКПЗ). Многие десятилетия этот каталог от первого издания (1949) до пятого (текущее издание) является ценнейшим инструментом исследователей переменных звёзд. На основе изучения переменных звёзд сделаны очень важные астрофизические выводы. Так, Б. В. Кукаркин в 1943 выявил в строении Галактики три подсистемы – плоскую, промежуточную и сферическую.
Важную роль в изучении строения Галактики сыграло развитие методов радиоастрономии. В 1962 Н. С. Кардашёв выявил искривлённость газово-пылевого диска Галактики. В 1965 он высказал идею радиоинтерферометрических наблюдений на независимых антеннах, разнесённых на межконтинентальные расстояния.
Пик послевоенного развития астрономии – строительство в 1966–76 Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН на Северном Кавказе. Установленный в обсерватории 6-м оптический телескоп БТА (Большой телескоп азимутальный, построен по проекту Б. К. Иоаннисиани) в течение долгого времени оставался наибольшим в мире. Уникальный 600-м радиотелескоп РАТАН-600, построенный по проекту С. Э. Хайкина, и теперь является одним из самых мощных приборов в мире. В Памирском регионе, в местах с очень хорошим астроклиматом, созданы новые центры астрономических наблюдений: обсерватории на горах Майданак и Санглок.
Во 2-й пол. 20 в. быстро развивались теоретические методы астрономии. В нач. 50-х гг. В. Л. Гинзбург и И. С. Шкловский выполнили работы, показавшие важную роль синхротронного излучения в астрофизических объектах. Проблема чёрных дыр с 60-х гг. рассматривалась Я. Б. Зельдовичем и его сотрудниками. Зельдович совместно с И. Д. Новиковым указал, что чёрные дыры могут проявляться как рентгеновские источники в тесных двойных звёздах. Большой вклад в исследование рентгеновских источников внёс А. М. Черепащук. Общепринятой в мировой науке стала модель аккреционного диска, предложенная в нач. 70-х гг. Н. И. Шакурой и Р. А. Сюняевым. В 1972 Сюняевым и Зельдовичем описан эффект, суть которого состоит в том, что микроволновое фоновое излучение при прохождении через газовые облака в скоплениях галактик изменяет частоту. Эффект Сюняева–Зельдовича позволяет прямо определять постоянную Хаббла, характеризующую темп расширения и возраст Вселенной. Ныне эффект входит в наблюдательную программу крупнейших телескопов мира. При космологическом расширении межгалактический газ должен охлаждаться, однако Гинзбург в 1965 высказал идею нагрева этого газа вследствие реионизации активными галактиками. Изучение процесса реионизации является весьма актуальной задачей. Важный вывод о постоянстве во времени мировых констант (в частности, постоянной тонкой структуры) сделан в работах Д. А. Варшаловича (90-е гг.). Признанные результаты по проблеме генезиса спиральной структуры и вихревых образований в дисковых галактиках получены А. М. Фридманом в 80– 90-х гг.
В СССР непрерывно росли интенсивность и объём астрономических исследований методами внеатмосферной астрономии. На станциях «Мир» и «Салют» успешно выполнены многочисленные эксперименты в области астрофизики высоких энергий и солнечной физики. Осуществлены многие специализированные космические программы изучения Луны, Венеры, Марса, кометы Галлея, проекты для изучения солнечно-земных связей; запущены орбитальные обсерватории «Астрон» (гл. инструмент– 80-см телескоп для УФ-спектроскопии), «Гранат» (астрофизика высоких энергий), «Реликт» (исследование микроволнового фонового излучения).
Серьёзной проблемой, сдерживающей прогресс в наблюдательной астрономии, был недостаток совр. приёмников излучения и компьютеров, что существенно уменьшало эффективность работы больших оптических инструментов. Благодаря междунар. сотрудничеству ситуация была неск. улучшена. АН СССР приняла специальную программу для проектирования и создания совр. астрономических приёмников.
После распада СССР финансирование астрономических исследований, как и всей науки, сильно сократилось. Поскольку большинство обсерваторий быв. СССР расположено вне России, появление экономических и политических границ между Россией и др. бывшими союзными республиками сильно снизило эффективность использования инструментов на этих обсерваториях, т. к. наиболее квалифицированные кадры остались в России. Значительным достижением отеч. радиоастрономии нач. 21 в. явился ввод в строй системы радиотелескопов «Квазар».
В 1990-х гг. космическая программа сильно сократилась, хотя и осталась довольно внушительной. Была принята следующая схема организации работ. РАН ответственна за подготовку программы фундаментальных космических исследований, Рос. авиационно-космическое агентство (Росавиакосмос) обеспечивает общее управление и финансирование, в то время как науч. учреждения являются осн. подрядчиками для междунар. проектов: «Спектр-Р» – радиоинтерферометр с космическим 10-м радиотелескопом и базой 70 тыс. км (Астрокосмический центр ФИАН); «Спектр-УФ» – универсальная обсерватория с 170-см УФ-телескопом (Ин-т астрономии РАН); «Спектр-РГ» – астрофизика высоких энергий (Ин-т космических исследований РАН); «Коронас-F» – проект исследования солнечно-земных связей (Ин-т земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН); «Фобос-грунт» (Ин-т космических исследований РАН).
Механика. Созданный в 19 в. мощный аналитический аппарат теоретической механики позволял получать точные решения лишь в некоторых специальных случаях. Для большинства практически интересных задач он давал лишь качественную картину, а для количественного решения оказалось необходимым совершенствование многих математических методов, прежде всего численных и приближённых. Систематическое применение методов асимптотических разложений и усреднений в разл. задачах механики стало возможным благодаря работам Н. М. Крылова и Н. Н. Боголюбова. Близкий по идее метод разработан Б. Г. Галёркиным, показавшим, что краевую задачу для дифференциального уравнения можно свести к конечной системе алгебраических уравнений. В 1930-х гг. он применил свой метод для решения краевой задачи упругости для толстых плит разл. формы. Решение задач механики, обладающих линейной трансляционной симметрией, как, например, в случае обтекания бесконечного крыла или поля деформаций в тонких плёнках, естественным образом предполагает применение аппарата теории функций комплексной переменной. Методы такого рода успешно развивались М. А. Лаврентьевым и Н. И. Мусхелишвили.
Практические задачи, стоявшие перед учёными-механиками в 1-й пол. 20 в., в значительной степени определялись проблемами развития транспорта. Лидирующее положение занимали работы по плаванию тел, в частности теория корабля, разработанная А. Н. Крыловым. Ещё до революции он нашёл способ приближённого интегрирования дифференциальных уравнений, описывающих динамическое состояние корабля в движущейся воде. Полученная совокупность результатов легла в основу теории качки. Основанная Н. Е. Жуковским школа направляла свои усилия на решение задач, связанных с механикой полёта самолёта. В 1930-х гг., по мере приближения скоростей самолётов к звуковому порогу, в полной мере начало раскрываться значение работ С. А. Чаплыгина в области газовой динамики (нач. 1900-х гг.).
Значительно меньшие успехи достигнуты в областях, связанных с развитием автомобильного и железнодорожного транспорта. В 1930-х гг. реальных теоретических успехов почти не было. Работы ограничивались чисто техническими проектными задачами, что и предопределило стабильное отставание страны в соответствующих отраслях. Однако следует отметить серию интересных работ по исследованию движения автомобиля как механич. системы с неголономными связями.
Первые в России работы по построению общей теории неголономных систем выполнены учёными Казанского ун-та, среди которых особо следует отметить Е. А. Болотова (1918) и Н. Г. Четаева (1932–40). К ним примыкают исследования Н. Е. Кочина (1945). Развиваемую теорию с успехом применил (1948) для описания движения мотоцикла И. И. Метелицын. Он же в 1952–53 обобщил теоретическую модель автомобиля, предложенную П. С. Линейкиным (1938), считая колёса абсолютно жёсткими. К задаче с неголономными связями свёл описание движения переднего колеса самолётного шасси М. В. Келдыш (1945). Общая теория была распространена на движение ж.-д. состава только в 1950-х гг. в работах А. Н. Обморшева.
Оригинальное направление механики, оказавшееся весьма плодотворным в машиностроении, создано работами В. П. Горячкина. Выпущенные им в 1920-е – нач. 30-х гг. монографии «Земледельческая механика» и «Атлас конструкций уборочных машин» имели большой успех как в нашей стране, так и за рубежом. После Вел. Отеч. войны его преимущественно графический и описательный подход дополнен аналитическими методами в работах Л. Г. Лойцянского, Н. В. Оглоблина и С. А. Гершгорина.
Разнообразие проблем, с которыми в отеч. механике пришлось столкнуться в 1920–30-х гг., послужило основанием для открытия многих новых науч. учреждений и формирования нескольких крупных школ: Л. И. Седова по механике сплошных сред, П. Я. Кочиной по теории фильтрации, Л. В. Овсянникова по приложениям теоретико-групповых методов в механике, И. И. Артоболевского по теории машин и робототехнике, Лойцянского по механике жидкости и газа.
Во время Вел. Отеч. войны стала очевидной несостоятельность довоенной программы развития авиации, ориентированной на рост грузоподъёмности и дальности полётов в ущерб скорости и маневренности. Это повысило интерес к движению самолёта с околозвуковыми скоростями и связанным с ним задачам об ударных волнах и автоколебаниях. Стало очевидно, что реактивное движение важно не только для будущих космических полётов, но и с точки зрения изготовления нового оружия. Доставка заряда беспилотными управляемыми средствами сделала актуальным развитие теории автоматического регулирования, имевшей значительную механическую составляющую. После войны начали интенсивно развиваться исследования по механике горения, движения взрывных и ударных волн, по переносу жидкого агломерата в пористых средах (явление фильтрации) и условиям равновесия сыпучих тел.
Теория движения тел переменной массы создана И. В. Мещерским в 1904. К. Э. Циолковский (1926) и Ф. А. Цандер (1932) на её основе показали осуществимость межпланетных перелётов. В годы войны теорию стали развивать в осн. для решения наземных задач: в 1944 появилась сыгравшая принципиальную роль статья А. Ю. Ишлинского, в которой задача о максимальной высоте подъёма ракеты в однородной атмосфере сводилась к простейшей задаче вариационного счисления. Д. Е. Охоцимский развил этот подход на случай неоднородной атмосферы. Систематическое описание реактивного движения дано (1959) в монографии Ф. Р. Гантмахера и Л. М. Левина «Теория полёта неуправляемых ракет».
С началом космической эры показала свою работоспособность идея Циолковского о создании «ракетных поездов» для достижения космических скоростей после её усовершенствования С. П. Королёвым, заменившим поперечное расположение ступеней на продольное. Первые же успешные пуски выявили весь комплекс проблем, связанных с динамикой орбитальных полётов, переходов с одной орбиты на другую, с наличием значительного запаздывания в цепях управления, с учётом возмущений траектории гравитационными полями Луны и Солнца. Большая часть этих задач решалась с помощью численного моделирования на ЭВМ Отделения прикладной математики (ОПМ) Математического ин-та АН СССР, возглавлявшегося Келдышем.
К военным годам относится серия публикаций по теории автоматического регулирования, среди авторов – Н. Г. Чеботарёв (1942), Л. С. Понтрягин (1942), А. А. Андронов (1946). Особую роль в изучении таких процессов сыграли качественные топологические методы, развитые в горьковской школе Андронова. С их помощью исследованы устойчивость полёта самолёта при наличии автопилота, движение баллистической ракеты, а также устойчивость работы системы регулирования с винтом изменяемого шага.
Первые отеч. работы по механике ударных и взрывных волн выполнены в 1920–30-х гг. Н. Н. Семёновым; теорию распространения нормального горения в 1938 построили Я. Б. Зельдович и Д. А. Франк-Каменецкий. О. И. Лейпунский в 1942 установил принципиальный для теории горения твёрдых топлив эффект «раздувания». В послевоенные годы количество исследований по этой теме – как теоретических, так и экспериментальных – стало нарастать лавинообразно. Важное значение имело проникновение в науку о горении аэро- и газодинамических подходов, а также развитие теории турбулентности. Первое систематическое описание ударных волн и взрывных течений дал Зельдович в монографии «Теория ударных волн и введение в газодинамику» (1946).
Теория фильтрации описывает, например, дрейф нефтяного месторождения в пористой горной породе. Эскиз математической модели, которая могла бы удовлетворительно объяснить осн. особенности процесса, намечен Жуковским ещё в кон. 1880-х гг. Но только после его смерти Н. Н. Павловский и Л. С. Лейбензон продолжили исследования. В 1922 Павловский построил первую общую теорию, дающую уравнения движения фронта, и предложил грубый приближённый метод их интегрирования. Лейбензон впервые получил дифференциальные уравнения движения газа и газированной жидкости в пористой среде. В стационарном случае Лейбензон свёл эти уравнения к линейному уравнению Лапласа, что позволило вывести ряд качественных, но очень важных в инженерном отношении результатов. В послевоенные годы тема стала особенно востребованной благодаря расширению строительства гидротехнических сооружений и активной разработке жидких и газообразных полезных ископаемых.
В решении задачи о предельном равновесии сыпучих тел первый серьёзный успех достигнут В. В. Соколовским (1939), описавшим динамическое равновесие бесконечного однородного насыпного вала системой уравнений в частных производных гиперболического типа. В работах В. Г. Березанцева (1953) выводились уравнения для осесимметричной горки, а Соколовский и Ишлинский получили аналитические решения для предельных случаев идеальной связности и идеальной сыпучести песчинок.
Развитие вычислительных технологий позволило решать мн. механические задачи не только при помощи численного приближённого решения уравнений движения, но и методами численного и имитационного моделирования самого процесса. Вероятно, что 1980-е гг. обозначили тот рубеж, на котором аналитические методы в механике окончательно уступили дорогу вычислительным.
Математические науки. В 1920 возобновились заседания лузинского семинара, в 1923–24 в состав семинара вошли Н. К. Бари, А. Н. Колмогоров, М. А. Лаврентьев, получившие в то время свои первые результаты по теории функций.
В нач. 1920-х гг. тематика исследований моск. математической школы расширилась. Ещё в годы Гражданской войны (1917–22) Н. Н. Лузин и И. И. Привалов начали исследования в области теории функций комплексного переменного. В 1925 к этим исследованиям присоединился М. А. Лаврентьев. П. С. Урысон и П. С. Александров приступили к исследованиям, заложившим основы сов. топологической школы, из которой вышли А. Н. Тихонов и Л. С. Понтрягин. В 1923 А. Я. Хинчин получил важные результаты по теории вероятностей, в кон. 20-х гг. этими вопросами начал заниматься Колмогоров, предложивший общепринятую ныне аксиоматику теории вероятностей, их труды положили начало сов. школе теории вероятностей. В нач. 20-х гг. Хинчин приступил к исследованиям в области теории чисел. В организованном им семинаре по теории чисел участвовали молодые учёные А. О. Гельфонд и Л. Г. Шнирельман. В кон. 20-х гг. Л. А. Люстерник, Шнирельман, А. И. Плеснер и Колмогоров заложили основы сов. школы функционального анализа, одним из первых воспитанников которой стал её будущий лидер И. М. Гельфанд. В. В. Степанов вёл работу в области теории обыкновенных дифференциальных уравнений. Д. Ф. Егоров продолжил исследования по теории дифференциальных уравнений с частными производными и теории интегральных уравнений. Позднее к ним присоединились В. В. Немыцкий и И. Г. Петровский. И. И. Жегалкин, В. И. Гливенко, Колмогоров, затем П. С. Новиков занимались проблемами математической логики.
К традиционным для Москвы областям исследований относятся работы Егорова, С. П. Финикова, С. С. Бюшгенса по дифференциальной геометрии, В. Ф. Кагана по тензорному анализу, С. А. Чаплыгина по прикладной математике. Ученик Д. А. Граве, О. Ю. Шмидт, ученик П. С. Александрова, А. Г. Курош, а позднее ученик Колмогорова, А. И. Мальцев, начали исследования в новых направлениях алгебры.
В 1920-е гг. налаживается науч. жизнь и в Петрограде (Ленинграде), где успешно проводились исследования по математической физике. Развивая традиции А. М. Ляпунова и В. А. Стеклова, над проблематикой дифференциальных уравнений математической физики работали Н. М. Гюнтер и В. И. Смирнов, а затем и их ученик С. Л. Соболев. Задачами математической физики занимались также А. Н. Крылов, А. А. Фридман, Н. Е. Кочин. В теории чисел выдающиеся результаты получены И. М. Виноградовым, существенное развитие теория чисел получила в трудах Б. Н. Делоне, Б. А. Венкова, Р. О. Кузьмина, Я. В. Успенского. Началась работа в области теории функций комплексного переменного, прежде всего в трудах В. И. Смирнова и его ученика И. А. Лаппо-Данилевского. Постепенно налаживалась науч. жизнь и в др. городах страны. В Казанском ун-те работали Н. Г. Чеботарёв, занимавшийся задачами алгебры и теории чисел, Н. Г. Четаев, развивавший теорию устойчивости движения, в университете Ростова-на-Дону – Д. Д. Мордухай-Болтовский, изучавший историю математики и внёсший вклад в теорию дифференциальных уравнений, в Томском ун-те – Ф. Э. Молин, получивший важные результаты в алгебре и теории эллиптических функций.
На Украине ведущими науч. центрами были Киев, Харьков и Одесса. В Киеве Граве занимался алгеброй и механикой, А. П. Котельников – геометрией, М. Ф. Кравчук – алгеброй, теорией функций, теорией вероятностей, Г. В. Пфейфер – дифференциальными уравнениями с частными производными, алгебраической геометрией, Е. Е. Слуцкий – теорией случайных процессов, математической статистикой. С 1927 Н. М. Крылов и его ученик Н. Н. Боголюбов начали разрабатывать теорию нелинейных колебаний, что привело к возникновению сов. школы нелинейной механики. В Харькове науч. жизнь концентрировалась вокруг университета. Здесь работали Д. М. Синцов, занимавшийся геометрией и дифференциальными уравнениями (позднее исследования по геометрии проводились А. В. Погореловым), до 1933 – С. Н. Бернштейн, осн. труды которого относятся к теории дифференциальных уравнений, теории функций и теории вероятностей.
Работы воспитанника с.-петерб. школы Н. И. Мусхелишвили по математической теории упругости, интегральным уравнениям и теории функций и ученика Егорова А. М. Размадзе по вариационному исчислению привели к созданию математического центра в Тбилиси. В Ташкенте работал воспитанник С.-Петерб. ун-та В. И. Романовский, осн. труды которого посвящены теории вероятностей и математической статистике.
В 1930-х гг. произошло объединение ведущих математических школ страны, оно происходило вокруг Математического ин-та им. В. А. Стеклова, механико-математического ф-та Моск. ун-та и Моск. математического об-ва, что привело к созданию сов. математической школы.
Вторым по значимости математическим центром в стране оставался Ленинград, где Н. М. Гюнтер и В. И. Смирнов занимались теорией функций комплексного переменного, математическим анализом, математической физикой, А. А. Марков – математической логикой, теорией алгоритмов, конструктивной математикой, топологией, Д. К. Фаддеев – алгеброй, теорией чисел, вычислительной математикой, Л. В. Канторович – функциональным анализом, вычислительной математикой, линейным программированием, применением математики в экономике, А. Д. Александров – геометрией, Ю. В. Линник – теорией чисел, теорией вероятностей, математической статистикой.
Исследования в области математики проводились также в Свердловске – Ф. Д. Гаховым по дифференциальным и интегральным уравнениям и теории функций комплексного переменного, С. Н. Черниковым по алгебре, в Саратове – Н. Г. Чудаковым по теории чисел и теории функций, В. В. Вагнером по алгебраической геометрии, дифференциальной геометрии и алгебре, в Горьком – А. А. Андроновым по теории дифференциальных уравнений, теории колебаний и теории автоматического регулирования, в Иванове – А. И. Мальцевым по алгебре и математической логике, в Воронеже – Н. В. Ефимовым по геометрии.
Уже в кон. 1920-х гг. ощущалась необходимость в координации математических исследований в масштабах всей страны. В 1927 по инициативе Егорова в Москве созван Всероссийский съезд математиков, в 1930 в Харькове прошёл 1-й Всесоюзный съезд математиков (471 участник из 54 городов страны, 167 докладов). В 1934 в Ленинграде прошёл 2-й Всесоюзный съезд математиков (732 участника из 50 городов, 235 докладов).
Война изменила ход математических исследований, работа мн. учёных получила военную направленность. Мн. науч. учреждения и учебные заведения были эвакуированы в вост. районы страны, их деятельность на новых местах положила начало новым математическим центрам, например в Алма-Ате и Баку.
После окончания Вел. Отеч. войны математическая жизнь в стране восстановилась и получила значительное развитие. Её центром оставалась Москва, где находились важнейшие математические учреждения, издавались осн. журналы и работали крупнейшие отеч. математики: П. С. Александров, Н. Н. Боголюбов, И. Н. Векуа, Виноградов, А. А. Дородницын, М. В. Келдыш, Колмогоров, М. М. Лаврентьев, П. С. Новиков, Петровский, Понтрягин, Тихонов, Соболев, С. В. Яблонский. Концентрация выдающихся учёных, их творческая активность, замечательная постановка математического образования на механико-математическом ф-те МГУ сделали Москву одной из математических столиц мира.
Вторым центром по-прежнему оставался Ленинград. Из других рос. центров выделялись Казань, Саратов, Ростов-на-Дону, Горький, Иваново, Свердловск.
Крупными математическими центрами на Украине были Киев, Харьков, Львов и Одесса.
В 1950-х гг. развитие математики в стране создало предпосылки для организации новых сильных региональных математических центров в Минске, Ереване и Вильнюсе.
К сер. 20 в. сов. математика охватывала практически все разделы совр. математики и стала существенно влиять на её развитие. 1950–80-е гг. – время расцвета сов. математики. К традиционным разделам математики, разрабатывавшимся ранее, добавились новые, как в фундаментальных областях, так и в прикладных разделах.
Развитие теории чисел связано с трудами Виноградова. Разработанный им метод тригонометрических сумм позволил решить многие важные задачи теории чисел, существенный вклад в развитие этого метода внёс Линник. В области теории чисел работал также К. К. Марджанишвили, изучавший аддитивные задачи теории чисел с помощью метода тригонометрических сумм.
Важные исследования в области алгебры велись в тесной связи с работами по математической логике. Так, методами математической логики П. С. Новиков опроверг известную гипотезу о том, что всякая периодическая группа с конечным числом образующих конечна; А. И. Мальцев доказал неразрешимость элементарной теории конечных групп. Крупные результаты в алгебре были получены Делоне, Ю. Л. Ершовым, М. И. Каргаполовым, А. И. Кострикиным, А. Н. Паршиным, И. Р. Шафаревичем, Д. К. Фаддеевым и др., а в области математической логики – С. И. Адяном, Ю. Л. Ершовым, О. Б. Лупановым, А. А. Ляпуновым, Яблонским и др.
Существенный вклад в теорию обыкновенных дифференциальных уравнений внесли Д. В. Аносов, В. И. Арнольд, А. А. Болибрух, А. М. Ильин, В. А. Ильин, А. Б. Куржанский, Е. Ф. Мищенко, Ю. С. Осипов, Понтрягин, А. И. Субботин. В трудах Понтрягина, Мищенко и Р. В. Гамкрелидзе разработана теория оптимальных процессов, в центре которой лежит т. н. принцип максимума Понтрягина. Теория устойчивости решений дифференциальных уравнений разрабатывалась Н. Н. Красовским.
Достижения в теории функций действительного переменного в России связаны с моск. математической школой. Для разл. классов функций О. В. Бесовым, С. М. Никольским, Соболевым установлены теоремы вложения. Теория тригонометрических рядов разрабатывалась Бари, Колмогоровым, Д. Е. Меньшовым, П. Л. Ульяновым. Теория наилучших приближений функций развивалась в работах Бари, Никольского, Ульянова.
Теория функций комплексного переменного разрабатывалась мн. учёными. Исследования Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина по её применению в области аэромеханики продолжались в трудах Келдыша. Важные результаты по граничным задачам теории аналитических функций получены Векуа и Мусхелишвили. Фундаментальные исследования в теории приближения функций комплексного переменного многочленами провели Келдыш и М. А. Лаврентьев. Эти исследования были продолжены А. Г. Витушкиным, А. А. Гончаром, А. Ф. Леонтьевым, С. Н. Мергеляном.
Значительный вклад в развитие топологии внесли А. Д. Александров, Аносов, С. П. Новиков, Тихонов, А. Т. Фоменко.
В области геометрии весомые результаты получены А. Д. Александровым, Н. В. Ефимовым, А. В. Погореловым, Ю. Г. Решетняком.
Большой вклад в развитие теории дифференциальных уравнений с частными производными внесли Петровский, А. В. Бицадзе, Векуа, Л. Д. Кудрявцев, Колмогоров, М. А. Лаврентьев, О. А. Ладыженская, В. А. Марченко, В. П. Маслов, О. А. Олейник, С. И. Похожаев, Соболев, В. И. Смирнов. Функциональный анализ развивался в работах Гельфанда и Люстерника.
Важные математические результаты в теоретической физике получены Н. Н. Боголюбовым, В. С. Владимировым, Л. Д. Фаддеевым.
Развитие теории вероятностей и теории случайных процессов продолжалось в работах Бернштейна, Колмогорова, Хинчина и позднее в работах А. А. Боровкова, И. А. Ибрагимова, Линника, Ю. В. Прохорова, Я. Г. Синая, Б. А. Севастьянова, А. Н. Ширяева. Математическая статистика развивалась в трудах Л. Н. Большева, Н. В. Смирнова и др.
В прикладной математике выдающееся значение имеют работы А. С. Алексеева, Боголюбова, В. М. Глушкова, С. К. Годунова, Дородницына, Ю. И. Журавлёва, Келдыша, В. Я. Козлова, М. А. Лаврентьева, А. А. Ляпунова, И. М. Макарова, Г. И. Марчука, Н. Н. Моисеева, А. С. Монина, Тихонова. Выдающиеся результаты в механике были получены А. Ю. Ишлинским и Л. И. Седовым.
В связи с развитием вычислительной техники возросло значение вычислительной математики и дискретной математики. Вычислительной математике посвящены труды Н. С. Бахвалова, В. В. Воеводина, Дородницына, М. М. Лаврентьева, Н. Н. Моисеева, Тихонова, А. А. Самарского, Ю. И. Шокина, а также Н. П. Бусленко, Н. Н. Говоруна, С. К. Годунова, Е. В. Золотова, В. К. Иванова, Л. Н. Королёва, В. А. Мельникова, Г. А. Михайлова, В. В. Русанова.
Теоретическими вопросами информатики занимались А. П. Ершов, Журавлёв и В. А. Садовничий.
Разделы дискретной математики, в которых разрабатывались теория управляющих и функциональных систем, а также теория автоматов были развиты в трудах Лупанова, Яблонского и их учеников, теория алгоритмов и теория сложности – в работах Колмогорова, Адяна, Ю. Л. Ершова, А. А. Маркова и А. А. Разборова.
Химические науки. Несмотря на то что после 1917 в России продолжали работать видные химики дореволюционного периода – Н. Д. Зелинский, В. Н. Ипатьев, Н. С. Курнаков, А. Е. Фаворский, А. Е. Чичибабин, Л. А. Чугаев и др., темпы развития химической науки существенно замедлились. Некоторые направления перестали разрабатываться. Почти прекратились контакты сов. химиков с зарубежными учёными. В то же время химия заняла главенствующее положение в процессе организации в массовом порядке н.-и. институтов. Ещё в дореволюционной России передовые учёные (В. И. Вернадский, Курнаков, Чугаев) настаивали на необходимости создания крупных специализированных институтов, поскольку решение новых теоретических и технических проблем требовало коллективного труда учёных разных специальностей. Такие институты создаются уже в 1918–19, в них проводятся широкие и систематические исследования в области химии и химической технологии.
В 20–30-х гг. 20 в. промышленная реализация науч. достижений химии, гл. обр. полимерной, послужила началом первого периода химизации нар. хозяйства в СССР; были созданы крупные производства синтетического каучука, азотных, фосфорных и калийных удобрений и др. В годы Вел. Отеч. войны исследовательские работы были направлены на решение прикладных задач. Проводились интенсивные исследования по разработке боевых отравляющих веществ, в частности фосфорорганических (Л. З. Соборовский и др.); одновременно получили развитие теоретические и прикладные аспекты соответствующих областей органической химии, например синтезированы высокоэффективные пестициды.
Начавшаяся на рубеже 40–50-х гг. научно-техническая революция затронула и химию: интенсивно происходила дифференциация отд. дисциплин и возникали новые со своими целями и задачами; реализовывались возможности интеграции химии с др. естественными науками; стремительно возрастало число объектов исследования (новые соединения и классы соединений, новые типы химических реакций) и методов исследования. Принятие в 1958 и 1963 правительственных постановлений, предусматривавших значительное расширение и углубление химизации нар. хозяйства, в немалой степени повлияло на возрастание интереса к химии в стране, способствовало изданию новых учебников, монографий, справочной, энциклопедической и научно-популярной лит-ры. Расширились возможности получения новой информации благодаря появлению новых химических журналов (в т. ч. реферативного журнала «Химия», 1953), а также участию учёных в междунар. химических конгрессах и конференциях.
Традиции, зародившиеся до 1917, в существенной степени сохранились и в сов. химической науке. Так, в истории сов. химии большую роль играли исследовательские школы, сложившиеся вокруг ведущих учёных. В области физической химии это, в первую очередь, получившая междунар. известность своими исследованиями по химической кинетике школа Н. Н. Семёнова. За исследования в области цепных реакций Семёнову присуждена Нобелевская пр. по химии (1956). Большой вклад в изучение механизмов цепных разветвлённых реакций внесли Ю. Б. Харитон, В. Н. Кондратьев, А. Б. Налбандян, В. В. Воеводский, Н. М. Эмануэль. Разработаны тепловая теория распространения пламени (Я. Б. Зельдович, Д. А. Франк-Каменецкий) и теория детонации (Зельдович). На примере реакций газофазного фторирования открыты реакции с энергетическим разветвлением цепей (А. Е. Шилов, Семёнов). А. Д. Абкин и В. И. Гольданский показали возможность протекания химических реакций при температурах, близких к абсолютному нулю. Исследования медленных цепных реакций с вырожденным разветвлением цепей проведены Эмануэлем.
Сов. наука занимала лидирующие позиции в области катализа. Один из основоположников каталитического органического синтеза при высоких давлениях и температурах Ипатьев сыграл важную роль в организации химической промышленности СССР. Крупнейшая в Советском Союзе школа по органическому катализу создана Зелинским. Проведены работы по теории катализа Зелинским и его учениками (А. А. Баландиным, Б. А. Казанским и др.). Казанским открыта каталитическая реакция ароматизации парафиновых углеводородов. Баландин сформулировал осн. положения мультиплетной теории катализа, связавшей структурные и энергетические факторы, влияющие на протекание каталитических процессов. Электронная теория катализа на полупроводниках развита С. З. Рогинским и Ф. Ф. Волькенштейном. Н. И. Кобозев предложил теорию активных каталитических ансамблей. Г. К. Боресковым и др. разработаны основы гетерогенно-каталитических процессов. М. И. Тёмкиным предложены кинетические теории, используемые для описания ряда промышленно важных многостадийных процессов (в т. ч. каталитических). И. В. Березиным открыто явление биоэлектрокатализа.
Одним из основоположников совр. учения об электрохимических процессах по праву можно считать А. Н. Фрумкина; его работы оказали большое влияние на развитие электрохимической кинетики. Я. М. Колотыркин выявил роль комплексообразования в процессах коррозии и предложил ряд методов противокоррозионной защиты. А. И. Бродский впервые в стране получил тяжёлую воду и положил начало изучению химии изотопов. Создатель физико-химической механики дисперсных структур и материалов П. А. Ребиндер открыл эффект понижения прочности твёрдых тел при воздействии на них поверхностно-активных веществ. Систематические исследования адсорбции проведены под руководством М. М. Дубинина; самим Дубининым создана универсальная теория сорбции, разработаны методы получения адсорбентов с заданными параметрами. Основополагающие работы в области фотохимии выполнены А. Н. Терениным, который впервые дал чёткое представление о механизме первичного акта фотохимической реакции. М. В. Алфимов открыл фотохимическое инициирование фазовых превращений, Б. П. Белоусов – химические колебательные реакции. Л. С. Полак разработал теоретические основы плазмохимии. Продолжая традиции школы Н. Н. Семёнова по изучению физической природы химических реакций, А. Л. Бучаченко, Ю. Н. Молин, Р. З. Сагдеев, К. М. Салихов и Е. Л. Франкевич открыли магнитный изотопный эффект. Гольданский с сотрудниками разработали основы применения гамма-резонансной спектроскопии для решения структурно-химических задач.
Становление отеч. радиохимии связано с именем Вернадского, который одним из первых в стране оценил значение радиоактивных веществ как источника энергии. В 1921 И. Я. Башиловым и В. Г. Хлопиным получен отеч. препарат радия. Исследования 20–40-х гг., проводившиеся в организованном Вернадским Радиевом ин-те, в немалой степени способствовали реализации Атомного проекта. Работы по синтезу новых тяжёлых трансурановых элементов возглавил Г. Н. Флёров; в результате синтезированы элементы с порядковыми номерами 102–107. Цикл работ по химии соединений трансурановых элементов осуществили Н. Н. Крот, В. И. Спицын и др.
Работы в области неорганической химии были направлены на решение разнообразных фундаментальных и прикладных задач. Мощную отеч. науч. школу химиков-неоргаников, изучающих комплексные соединения, создал Чугаев. Были разработаны принципиально новые способы анализа и очистки (аффинажа) платины и платиноидов. Одновременно развивались и чисто науч. исследования: открыты важные закономерности – эффекты транс-влияния (И. И. Черняев) и цис-влияния (А. А. Гринберг).
Созданный Курнаковым физико-химический анализ получил широкое распространение при исследовании природных соляных отложений (что позволило наладить производство солей натрия, калия и др.), искусственно полученных сплавов, стёкол. А. А. Бочваром заложены основы структурной теории жаропрочных сплавов. Группа химиков во главе с С. И. Вольфковичем разработала эффективные методы переработки хибинских апатитов в фосфорные удобрения. Предложены методы получения новых сортов цемента (А. А. Байков, П. П. Будников) и новых типов керамических материалов (Н. А. Торопов), фактически заново создана алюминиевая промышленность (А. А. Яковкин, П. П. Федотьев). Фундаментальные исследования по химии молибдена, вольфрама, бериллия (А. В. Новосёлова), скандия и редкоземельных элементов (Спицын) привели к разработке эффективных технологий получения этих металлов из отеч. сырья. Методы получения сверхчистых кремния и германия, а также фосфатов поливалентных металлов разработаны И. В. Тананаевым, методы глубокой очистки летучих неорганических гидридов, хлоридов и металлоорганических соединений – Г. Г. Девятых. В. А. Легасов впервые в СССР организовал широкие исследования по химии благородных газов, синтезировал ряд новых соединений ксенона и криптона. Принципиально новые способы получения неорганических материалов разработаны А. Г. Мержановым с сотрудниками на основе открытого ими метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и В. В. Болдыревым на основе механохимич. процессов. В 1940-х гг. И. И. Китайгородским создан новый класс стеклокристаллических материалов – ситаллы. Н. В. Белов разработал теорию симметрии плотнейших упаковок атомов и сформулировал осн. закономерности кристаллохимии силикатов. Фундаментальные исследования в области химии и технологии твердофазных материалов с функциональными свойствами выполнены Ю. Д. Третьяковым с сотрудниками на основе сформулированных ими принципов химического дизайна.
В области аналитической химии разработаны новые методы анализа: Н. А. Тананаевым – дробный, капельный, бесстружковый анализ; И. П. Алимариным – ультрамикроанализ; Н. А. Измайловым с сотрудниками – основы метода тонкослойной хроматографии; Б. В. Львовым – основы электротермической атомно-абсорбционной спектроскопии. Новые методы концентрирования микропримесей разработаны Ю. А. Золотовым.
Органическая химия своими выдающимися успехами обязана в первую очередь школам А. Е. Арбузова и А. Н. Несмеянова, в которых проводились исследования элементоорганических соединений. Несмеянову принадлежит выдающееся открытие в области элементоорганических соединений: реакция получения ртутьорганических соединений разложением двойных диазониевых солей и галогенидов металлов. Диазометод Несмеянова позволяет получать органические производные мн. тяжёлых металлов. В продолжение и развитие исследований А. Е. Арбузова по химии фосфорорганических соединений Б. А. Арбузовым, М. И. Кабачником, А. В. Кирсановым разработаны способы получения фосфорорганических инсектицидов, негорючих полимеров, смазок, пластификаторов. Проведены практически важные исследования в области химии фторорганических соединений (И. Л. Кнунянц и его школа, Н. Н. Ворожцов, А. В. Фокин, А. Я. Якубович и др.), получены фторсодержащие производные мн. классов органических соединений. Г. А. Разуваев с сотрудниками осуществил ряд важных работ по химии элементоорганических соединений, разработал способы генерирования свободных радикалов. М. Е. Вольпин и В. Б. Шур открыли реакцию фиксации атмосферного азота при нормальных условиях металлоорганическими соединениями титана, хрома, молибдена, вольфрама и железа. С работами в области химии элементоорганических соединений тесно связано решение ряда фундаментальных вопросов теории органической химии. Несмеяновым и Кабачником сформулирована теория двойственной реакционной способности соединений, для которых не характерно классическое таутомерное равновесие.
Продолжались исследования ацетиленовых углеводородов, начатые школой А. Е. Фаворского; изучение димеризации и полимеризации этих соединений и гидратации полученных продуктов привело к синтезу ряда ацетиленовых спиртов и карбонильных соединений, а также соединений стероидного типа (И. Н. Назаров). Зелинский, С. С. Намёткин, С. В. Лебедев, Ю. Г. Мамедалиев, А. В. Топчиев систематически изучали углеводороды нефти, способы их разделения и химические превращения. Исследования в области нитрования углеводородов привели к получению многих практически важных нитропроизводных (С. С. Новиков, Топчиев). Разработан т. н. кумольный процесс, позволяющий получать на основе бензола и пропена (через кумол) ацетон и фенол (Р. Ю. Удрис, П. Г. Сергеев и др.).
В 1950-х гг. осуществлён асимметрический синтез на кварце (А. П. Терентьев, Е. И. Клабуновский). В. В. Коршак с сотрудниками синтезировали (1961) карбин – новую аллотропную модификацию углерода. В 1960-х гг. начаты пионерские работы по химии стабильных нитроксильных радикалов (М. Б. Нейман, Э. Г. Розанцев), открыты нерадикальные реакции свободных радикалов. Во 2-й пол. 20 в. О. А. Реутов и И. П. Белецкая установили закономерности электрофильного и радикального замещения у насыщенного атома углерода. О. М. Нефёдов провёл цикл исследований по химии малых циклов, карбенов, свободных радикалов и др. интермедиатов. Н. С. Зефировым разрабатываются проблемы компьютерного синтеза, с использованием математических методов осуществляется поиск зависимостей структура – свойство.
В области химии природных соединений проводились исследования, посвящённые выявлению строения и состава терпенов (Намёткин, Б. А. Арбузов), целлюлозы (П. П. Шорыгин), алкалоидов (А. П. Орехов, Чичибабин и др.). В 1950-х гг. развитие получили работы, заложившие основы биоорганической химии. Крупный вклад в химию углеводов внёс Н. К. Кочетков с сотрудниками, которые установили строение ряда гликопротеинов и микробных полисахаридов, осуществили синтез их олигосахаридных фрагментов, а также впервые синтезировали стереорегулярные полисахариды и ряд макроциклических антибиотиков. М. М. Шемякин и Ю. А. Овчинников установили строение мн. пептидов, разработали общие методы синтеза депсипептидов. М. Н. Колосов установил полную пространственную структуру ряда антибиотиков, совместно с Шемякиным осуществил полный синтез тетрациклина.
В области химии высокомолекулярных соединений важное значение имела разработка С. В. Лебедевым первого промышленного способа получения синтетического каучука (1928–32). Открытие Б. А. Долгоплоском окислительно-восстановительного инициирования радикальной полимеризации диенов легло в основу промышленных процессов синтеза каучуков. А. А. Коротков впервые осуществил стереоспецифическую полимеризацию изопрена, получив синтетический аналог натурального каучука. К. А. Андрианов с сотрудниками внесли фундаментальный вклад в химию кремнийорганических соединений. Ими разработаны методы синтеза полиорганосилоксанов. С. С. Медведев, Х. С. Багдасарьян с сотрудниками развили теорию цепных полимеризационных процессов. А. А. Берлин с сотрудниками теоретически разработали и реализовали в промышленности малогабаритные полимеризационные реакторы с производительностью, в сотни раз превышающей производительность реакторов традиционной конструкции. Н. С. Ениколопов показал, что полимеризация и ряд др. химических реакций в твёрдой фазе при сдвиге под давлением протекают по направлениям, не реализуемым в обычных условиях. А. А. Берлину принадлежат пионерские исследования по синтезу электропроводящих полимеров и полимеризующихся олигомеров. М. В. Волькенштейн и его ученики разработали основополагающую конформационную теорию макромолекул. Крупный вклад в теоретическую физику полимеров внесли работы И. М. Лифшица и его школы (А. Р. Хохлов и др.). Существенную роль в формировании науки о полимерах как области знания, объединяющей химию и физику макромолекул, сыграли труды В. А. Каргина и его школы. В сер. 1950-х гг. Каргин впервые сформулировал и в дальнейшем совместно с Н. Ф. Бакеевым и др. учениками развил представления об определяющем влиянии надмолекулярных структур на физические свойства полимеров. Эти представления легли в основу совр. методов создания и переработки полимерных материалов. В. А. Кабанов первым осуществил матричную полимеризацию в небиологических системах. Исследования Кабанова с сотрудниками в области полиэлектролитов и их комплексов нашли важные технические и биомедицинские приложения, в т. ч. при создании и разработке высокоэффективных вакцин нового поколения, широко применяемых в мед. практике. Н. А. Платэ с сотрудниками внесли крупный вклад в теорию реакционной способности звеньев полимерной цепи и разработали принцип создания гребнеобразных жидкокристаллических полимеров, перспективных для использования в оптоэлектронике; получили ряд новых полимерных препаратов для медицины.
В результате промышленной реализации достижений химической науки были получены принципиально новые материалы с заранее заданными – необычными и весьма ценными – свойствами: сверхчистые, сверхтвёрдые, жаростойкие материалы, полупроводники и наноматериалы, катализаторы и ингибиторы и др., специальные материалы для новых видов техники, в т. ч. для атомной промышленности, авиа- и ракетостроения; разработаны новые синтетические препараты бытовой химии, лекарственные средства, витамины, пестициды и пр.; внедрены более совершенные методы химической технологии практически во все отрасли нар. хозяйства (в резиновую, металлургическую, нефтедобывающую промышленность, нефтепереработку, в текстильное и целлюлозно-бумажное производство и др.), а также созданы замкнутые, малоотходные химические технологии для решения задач сохранения среды обитания.
География. Исследования В. В. Докучаева, основоположника ландшафтной школы, получили активное продолжение в работах Г. Н. Высоцкого, Г. Ф. Морозова, Л. С. Берга, А. А. Борзова, заложивших основы ландшафтоведения, развивавшегося уже в 20 в.
В 1930-х гг. в географии сформировалась академическая школа А. А. Григорьева. На базе Промышленно-географического отдела КЕПС создан Ин-т географии АН СССР. Григорьев развивал учение о едином физико-географическом процессе и географической оболочке как осн. предмете физической географии. В эти годы в теории комплексной физической географии оформилось два осн. направления: общее землеведение и ландшафтоведение. Исследовались радиационный и тепловой баланс Земли, глобальный влагооборот, многолетние изменения теплового режима, увлажнения и др. (С. В. Калесник, К. К. Марков, М. М. Ермолаев и др.). Григорьев совместно с М. И. Будыко сформулировал периодический закон географической зональности (1956). Л. С. Берг развил идею ландшафта как целостной природной системы и дал характеристику ландшафтно-географических зон СССР (1931). Это направление физической географии получило своё развитие в трудах Л. Г. Раменского, Н. А. Солнцева, С. Д. Муравейского, Н. А. Гвоздецкого. Развернулись работы по физико-географическому районированию территории страны (Г. Д. Рихтер, Д. Л. Арманд, Н. А. Солнцев, Н. А. Гвоздецкий, В. Б. Сочава, А. Г. Исаченко, Ф. Н. Мильков, Н. И. Михайлов, В. С. Преображенский и др.). В 1947 опубликован труд «Естественно-историческое районирование СССР» С. Г. Струмилина, И. С. Лупиновича, при участии Совета по изучению производительных сил страны, а также при участии ряда институтов АН СССР. На стыке физической географии со смежными науками возникли геохимия ландшафта (Б. Б. Полынов, М. А. Глазовская, А. И. Перельман), геофизика ландшафта (Д. Л. Арманд), мед. география (Е. Н. Павловский). С концепцией геосистем в 1960-х гг. выступил В. Б. Сочава. В эти же годы И. П. Герасимов сформулировал задачи конструктивной географии, изучающей географическую среду в целях рационального и комплексного использования природных ресурсов. В качестве прикладных отраслей возникли мелиоративная география и рекреационная география. К этому времени сформировалась широкая сеть географических стационаров (первой была физико-географическая станция на Тянь-Шане, 1948; затем возникли стационары под Курском, в ряде районов Сибири и Дальнего Востока).
Освоение природных ресурсов и изучение производительных сил в СССР дали новый толчок развитию экономической географии, районную школу которой в сер. 1920-х гг. возглавил Н. Н. Баранский. Большой вклад в формирование экономической географии зарубежных стран и страноведения внёс И. А. Витвер. Важную роль приобрели территориально-производственные комплексы (ТПК), это понятие обосновал Н. Н. Колосовский. Наряду с районной структурой нар. хозяйства развивались и её отраслевые аспекты (П. Н. Степанов, А. Т. Хрущёв, Н. В. Алисов), методы моделирования ТПК (М. К. Бандман) и др. Во 2-й пол. 20 в. разрабатывались общие вопросы теории экономической и социальной географии (И. М. Маергойз, Ю. Г. Саушкин, В. В. Покшишевский, Э. Б. Алаев, В. М. Гохман, С. Б. Лавров, В. П. Максаковский), экономико-географического районирования (П. М. Алампиев, Н. Н. Колосовский), экономической оценки природных ресурсов (А. А. Минц), циклов круговорота веществ в ходе их использования (И. В. Комар), территориальных проблем извлечения и потребления природных ресурсов (Я. Г. Машбиц). Выделилась география населения, появились исследования городских агломераций (О. А. Константинов, Г. М. Лаппо, Б. С. Хорев, Е. Н. Перцик), сельского расселения (С. А. Ковалёв).
В сер. 20 в. была продолжена традиция комплексного изучения страны, опубликованы сводки Л. С. Берга (1947, 1952), Б. Ф. Добрынина (1948) и С. П. Суслова (1954). В 1960–80-е гг. изданы географические описания территории СССР: 15-томная серия Ин-та географии АН СССР «Природные условия и естественные ресурсы СССР» (1964– 1972), 12-томная серия «Очерки природы СССР» (1961–72), 22-томное издание «Советский Союз» (1966–72). В 1978– 1985 создана 20-томная серия «Страны и народы». Изданы монографии по природе зарубежных стран и материков (Б. Ф. Добрынин, И. П. Герасимов, Ю. К. Ефремов, Г. М. Игнатьев, Э. М. Мурзаев и мн. др.).
Большое значение приобрели эволюционно-географические идеи, развиваемые в России с кон. 19 в. Обобщённым ответом отеч. географов на работы Римского клуба стала коллективная монография «Человек, общество и окружающая среда», подготовленная в 1972 Ин-том географии АН СССР и переведённая на мн. языки.
В 1930-х гг. составлены первые сводки по геоморфологии (И. С. Щукин, Я. С. Эдельштейн). Проблемы палеогеографии четвертичного периода рассмотрены в монографии И. П. Герасимова и К. К. Маркова (1939) и в последующие годы в работах А. А. Величко, Г. И. Горецкого, В. П. Гричука, Г. И. Лазукова, М. И. Нейштадта и др. В работах Герасимова и Ю. А. Мещерякова выделены две главные генетические категории рельефа Земли – морфоструктуры и морфоскульптуры. Активно развивались моделирование геоморфологических процессов и явлений (Ю. Г. Симонов и др.), прикладные аспекты геоморфологии (Т. В. Звонкова), геоморфологическое картографирование (геоморфологические карты СССР в масштабе 1:4000000 под редакцией И. П. Герасимова и Б. А. Федоровича, 1960, в масштабе 1:5000000, составленная во Всесоюзном геологическом ин-те, 1961, и в масштабе 1:2500000, составленная в Ин-те географии АН СССР, 1986).
Климатология развивалась на базе возрастающей сети метеорологических станций. Процессы климатообразования исследовал М. И. Будыко, глобальному и региональному изучению составляющих радиационного и теплового баланса посвящены работы М. К. Гавриловой, Х. П. Погосяна, Н. П. Русина и др., процессам влагооборота – труды О. А. Дроздова, Н. Н. Иванова и др. Важное место в последующие годы заняли исследования проблем изменений климата (М. И. Будыко, В. Ю. Визе, Б. Л. Дзердзеевский, О. А. Дроздов, Т. В. Покровская, Е. С. Рубинштейн, К. Я. Кондратьев и др.), и в частности анализ возможного воздействия человека на климат, что позволило сделать расчёты вероятных климатических изменений. Исследовалась возможность наступления «ядерной зимы» или «парникового эффекта» в атмосфере (Н. Н. Моисеев, К. Я. Кондратьев, Е. П. Борисенков), а также глобальных и региональных природных и техногенных катастроф. Усилилось изучение механизмов формирования климатов: циклов углерода и парниковых газов, явлений типа «эль-ниньо», энергообмена у поверхности Земли.
В 1920-х гг. весомый вклад в формирование гидрологии как самостоятельной географической дисциплины внёс М. А. Великанов. В 1940–50-х гг. возможности гидрологии многократно возросли в связи с созданием в стране обширной гидрометеорологической сети, а также экспериментальных стоковых и водно-балансовых станций. Большое развитие получили методы гидрологических расчётов и прогнозов (В. Н. Лебедев, Б. А. Аполлов, Г. П. Калинин, В. Д. Комаров, Е. Г. Попов, А. А. Соколов и др.), гидрология озёр (Б. Д. Зайков, С. В. Калесник, С. Д. Муравейский, Л. Л. Россолимо, Б. Б. Богословский, А. В. Шнитников, А. Б. Авакян); исследования механизма формирования стока (Л. К. Давыдов, А. Р. Константинов, П. П. Кузьмин), гидрохимии и качества вод (О. А. Алекин, П. П. Воронков, М. Г. Хубларян), антропогенных воздействий на режим, баланс и качество вод (М. И. Львович, С. Л. Вендров, Г. В. Воропаев, И. А. Шикломанов). В 1970-х гг. был сделан значительный вклад в глобальную гидрологию. В работе, подводящей итог участия СССР в Междунар. гидрологическом десятилетии (МГД, 1965–74), «Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли» (1974) дан анализ водообмена на Земле, формирования режима рек, циклических колебаний стока.
Были составлены каталоги ледников Кавказа (К. И. Подозерский, 1911), Алтая (Б. В. Тронов, 1925), Средней Азии (Н. Л. Корженевский, 1930). Первые крупные экспедиции на ледники Кавказа, Новой Земли, Урала, Памира, Тянь-Шаня и Алтая были проведены во время 2-го Междунар. полярного года (1932–33); их итоги обобщены С. В. Калесником (1937, 1939). В 1950-х гг. исследовались процессы взаимодействия между ледниками, рельефом и климатом (М. В. Тронов, 1954, 1966), изучены процессы льдообразования (П. А. Шумский, 1955) и температурного режима ледников (Г. А. Авсюк, 1955). Большое значение для науки имел Междунар. геофизический год (МГГ, 1957–58), когда одновременно действовали 17 сов. гляциологических станций (11 в СССР и 6 в Антарктиде). По материалам МГГ были выполнены обобщающие работы по гляциологии (Калесник, 1963; В. М. Котляков, 1968). Проведено районирование СССР по режиму снежного покрова (Г. Д. Рихтер, 1960), изучены процессы таяния и водоотдачи снега (Кузьмин, 1960, 1961), создана теория ветрового переноса снега (А. К. Дюнин, 1963), исследована лавиноопасность (Г. К. Тушинский, 1963; К. С. Лосев, 1966). Завершено составление многотомного «Каталога ледников СССР» (1965–81). В 1990-е гг. закончено бурение глубокой скважины на антарктической станции «Восток», восстановлен характер изменения климата и природных условий Антарктиды на протяжении 420 тыс. лет (Котляков и др.). Это имело важное значение для прогноза климатических условий на Земле в 21 в.
Основы мерзлотоведения (геокриологии) заложены в монографии М. И. Сумгина «Вечная мерзлота почвы в пределах СССР» (1927). В 1950-х гг. трудами Н. А. Цытовича, П. И. Мельникова и др. были созданы основы инженерного мерзлотоведения. Дальнейшее развитие мерзлотоведение получило в работах П. А. Шумского, П. Ф. Швецова, Б. А. Савельева, Б. Н. Достовалова, В. А. Кудрявцева, А. И. Попова, Н. Н. Романовского и др.
В формировании осн. направлений океанологии большую роль сыграли капитальные труды В. В. Шулейкина (1932–37) и Н. Н. Зубова (1938–47). Основы совр. динамики океанических течений заложены В. Б. Штокманом и его школой в Ин-те океанологии АН СССР в 1950–60-е гг. Большое развитие океанология получила во 2-й пол. 20 в. Исследования проводились на специально оборудованных н.-и. судах, первым из которых был «Витязь». В 1950– 1960-х гг. внимание уделялось гл. обр. изучению системы течений в океане и перемешиванию водных масс (Штокман). В этот период в тропической зоне Атлантического ок. открыты океанические вихри синоптического масштаба (Л. М. Бреховских, В. Г. Корт и др.). Применение вычислительных методов позволило моделировать морские течения (А. С. Саркисян и др.), построить модели переноса веществ, перемежающейся турбулентности, придонного турбулентного слоя и турбулентного следа за подводными горами. Изучены механизмы формирования пространственного спектра поверхностных волн на переменных и неоднородных течениях. Разработаны оптические дистанционные методы исследования океана. Установлены закономерности распространения, рассеяния и затухания звука в зависимости от гидрофизических характеристик вод и рельефа дна (Бреховских и др.). В 1970-х гг. получены новые представления об изменчивости физических полей в океане в широком спектре масштабов, об океанской турбулентности и внутренних волнах, о тонкой термохалинной структуре вод океана (А. С. Монин, К. Н. Фёдоров, Р. В. Озмидов и др.). Открыто тонкослойное движение вод открытого океана (Монин, Фёдоров и др., 1972). В области биологических исследований океанов созданы карты глобального распределения первичной продукции органического вещества, биомассы пелагической и донной фауны. Обнаружена жизнь в ультраабиссали на глубинах более 6000 м. Предложены математические модели экосистем пелагиали, оценены потоки вещества и энергии пелагических сообществ разных районов океана (М. Е. Виноградов и др.). По программе «Разрезы» осуществлён мониторинг термодинамических характеристик океана в его энергоактивных зонах (Г. И. Марчук, С. С. Лаппо). В Северном Ледовитом ок. открыты (кон. 30-х – 40-е гг.) подводные хребты Гаккеля и Ломоносова, для всей его зап. части и Северной Атлантики установлены особенности рельефа морского дна (Я. Я. Гаккель и др.). В Тихом, Индийском и Атлантическом океанах выявлены и исследованы мн. крупные формы рельефа дна – подводные хребты, горы, желоба, зоны разломов и пр. (Г. Б. Удинцев и др.). Открыта самая глубокая точка Мирового океана на дне Марианской впадины (10920 м), нанесены на карту мн. элементы рельефа, например подводные хребты Ширшова, Академии Наук, Института Океанологии, Вала Зенкевича, подводные горы Обь, Лена, Богорова, Безрукова, Богоявленского, Петелина и др.
При освоении Арктики, а затем Антарктики проводились исследования льдов в Северном Ледовитом и Южном океанах (Н. Н. Зубов, В. Ю. Визе, М. М. Сомов, В. Х. Буйницкий и др.). Большое значение имела организация наблюдений на дрейфующих станциях (в 1937–91 в Арктике работала 31 сов. дрейфующая станция «Северный полюс», в 2004 дрейфует 32-я станция). Исследованы морские льды, взаимодействие атмосферы и океана в Северной и Южной полярных областях Земли (А. Ф. Трешников и др.).
Во 2-й пол. 20 в. развивались космические методы исследований и дистанционное зондирование Земли. Во многих географических дисциплинах, прежде всего в геоморфологии, климатологии, гляциологии и океанологии, применялись спутниковые способы сбора информации, происходило становление космического землеведения (К. Я. Кондратьев, Б. В. Виноградов, В. П. Савиных, Ю. Ф. Книжников, В. И. Кравцова).
В 20 в. издано неск. атласов мирового значения: «Большой советский атлас мира» (1937), «Морской атлас» в 3 тт. (1950–53), «Атлас мира» (1954), «Физико-географический атлас мира» (под ред. И. П. Герасимова, 1964), «Атлас Антарктики» (1966; Гос. пр. СССР, 1971), «Атлас океанов» в 3 тт. (1974– 1980), «Атлас Арктики» (1985), «Атлас снежно-ледовых ресурсов мира» (1997, гл. ред. В. М. Котляков), атлас «Природа и ресурсы Земли» в 2 тт. (1998), «Атлас мира» (3-е изд., 1999). В 1990-х гг. внедрялись новые средства анализа и визуализации пространственных данных, развивались технологии географических информационных систем (ГИС), создавались электронные атласы, происходило формирование геоинформатики (А. М. Берлянт, В. С. Тикунов, А. В. Кошкарёв).
Геология. В 1-й пол. 20 в. проводились широкомасштабные геолого-съёмочные работы в Сибири (В. А. Обручев, К. И. Богданович, Д. И. Мушкетов), на Урале (А. Н. Заварицкий, А. А. Чернов, П. И. Преображенский), в Средней Азии (В. Н. Вебер), на Дальнем Востоке и в Арктике (Ф. Н. Чернышёв, Вебер, Н. Н. Урванцев). В 1937 под ред. Д. В. Наливкина опубликована «Геологическая карта СССР» в масштабе 1:5000000. В 1938 под руководством А. П. Герасимова начаты работы по составлению Гос. геологической карты СССР в масштабе 1:1000000 (завершены в 1964) и созданию многотомной монографии «Геология СССР» (закончена в 1975). К 1946 закартировано 66% территории СССР (без Арктики). В 1956 впервые «без белых пятен» издана «Геологическая карта СССР» (масштаб 1:2500000) под редакцией Д. В. Наливкина.
Большой объём геолого-съёмочных работ требовал создания стратиграфической и палеонтологической базы. Выделены крупные подразделения верхнего протерозоя: рифейская группа (Н. С. Шатский, 1945) и вендская система (Б. С. Соколов, 1950), разработана стратиграфия верхнего палеозоя (Д. М. Раузер-Черноусова, 1965). Издан ряд стратиграфических словарей СССР (А. А. Борисяк, 1937; Б. К. Лихарев, 1956; Д. В. Наливкин, Б. С. Соколов, т. 1–14, 1963–87).
К 1940-м гг. ведущим стало учение о геосинклиналях, наиболее глубокое теоретическое обоснование которого дал В. В. Белоусов, предложивший также для исследования эволюции геосинклиналей и платформ метод анализа мощностей. А. В. Пейве (1945) ввёл понятие о глубинных разломах, определяющих границы геосинклиналей. В 1940–50-х гг. Н. С. Шатский, Н. П. Херасков, М. В. Муратов, А. Д. Архангельский, М. М. Тетяев, А. Н. Мазарович, А. Л. Яншин, М. В. Гзовский, Р. Г. Гарецкий, В. Е. Хаин разработали фундаментальные аспекты формирования и эволюции геосинклиналей и платформ. Тогда же зародилось учение о геологических формациях (Н. М. Страхов, Л. Б. Рухин, Шатский, Херасков, Н. Б. Вассоевич, Хаин).
В 1930-х гг. начато составление тектонических карт, синтезировавших представления о геологических структурах и истории их формирования. Под редакцией А. Д. Архангельского и Шатского изданы: первая тектоническая схема СССР (1933), тектонические карты СССР (в масштабах 1:4000000 и 1:5000000, 1953–56), легенды которых в 1960-е гг. приняты за основу составления региональных тектонических карт разл. территорий страны, а также карт Европы и мира (изданных в СССР). В 1946 В. А. Обручев заложил основы неотектоники. Опубликованы «Карта новейшей тектоники СССР» (гл. ред. Н. И. Николаев, С. С. Шульц, 1959) и монография «Неотектоника и её выражение в структуре и рельефе территории СССР» (Н. И. Николаев, 1962).
В 20 в. увеличилась потребность в минеральном сырье, как традиционном, так и ранее не использовавшемся. В кон. 1930-х гг. И. М. Губкиным доказана нефтеносность Волго-Уральской области («второе Баку»), В. С. Соболевым обоснована возможность обнаружения алмазов в Восточной Сибири (в 1954 открыта первая алмазоносная кимберлитовая трубка). В 1922 А. Е. Ферсман и В. М. Гольдшмидт выдвинули тезис о сульфидной (рудоносной) сфере Земли. В рамках развернувшейся в мировой науке дискуссии по процессам рудогенеза Обручев (1934) обосновал идею магматогенного генезиса гидротермальных образований, Д. С. Коржинский (1952) процессы рудообразования связал с трансмагматическими и послемагматическими растворами, определяющими зональность постмагматических изменений пород и оруденения. В 1950– 1970-х гг. проблемы рудообразования разрабатывались в фундаментальных исследованиях А. Г. Бетехтина, К. И. Сатпаева, Е. Т. Шаталова, Д. С. Коржинского, А. Н. Заварицкого, В. М. Крейтера, В. И. Смирнова, Е. А. Радкевич, А. Д. Щеглова, Ф. В. Чухрова. В 1940-х гг. региональные металлогенические исследования осуществлялись под руководством Ю. А. Билибина, увязавшего этапность развития геосинклиналей с металлогенической спецификой рудных провинций. С. С. Смирнов (1946) на примере Тихоокеанского рудного пояса теоретически обосновал и установил планетарные закономерности размещения месторождений металлических полезных ископаемых в геосинклиналях. К 1960-м гг. сформировалась региональная металлогения. Учение о геосинклиналях стало основой для составления металлогенических карт.
В 1940–50-е гг. сформулировано учение о нефтегазоносных бассейнах, классификация которых стала базироваться на геосинклинально-платформенной тектонической основе (И. О. Брод, В. В. Вебер, В. Е. Хаин). В кон. 1940-х – нач. 1950-х гг. в СССР по инициативе В. М. Сенюкова разработана программа глубокого опорного параметрического бурения. Открыты новые типы залежей углеводородов (литологические и стратиграфические) и новые типы коллекторов (известняки, трещиноватые глины). Резко расширилась география нефтегазоносных районов. В 1958 под редакцией Н. Н. Ростовцева опубликована монография «Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Западно-Сибирской низменности» – будущего гл. нефтедобывающего региона страны («третьего Баку»). В кон. 1960-х – нач. 70-х гг. Н. Б. Вассоевич предложил осадочно-миграционную теорию образования нефти и газа.
В кон. 1930-х гг. начаты многоплановые углепетрографические исследования (М. Д. Залесский, Ю. А. Жемчужников). П. И. Степанов (1937) высказал идею об узлах и поясах углеобразования, что привело в дальнейшем к районированию угольных месторождений на тектонической основе. Г. Ф. Крашенинников (1950-е гг.) ввёл понятие об угленосных формациях. А. К. Матвеев разработал методику составления прогнозных карт (карты: «Прогноз углей СССР», 1941–54; «Угольные месторождения мира», 1972–74; «Угольные бассейны СССР и мира», 1972).
Открытие радиоактивности и успехи физики микромира определили стратегию изучения вещества в кристаллографии, минералогии и петрографии. В 1940– 1950-х гг. Н. В. Белов расшифровал структуры мн. минералов (в т. ч. силикатов). А. В. Шубников основал учение о чёрно-белой симметрии и антисимметрии. Интенсивно развивалось физико-химическое направление петрографии (А. Н. Заварицкий, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, В. Н. Лодочников, В. С. Соболев). Д. С. Коржинский (1952–57) разработал вопросы термодинамики метаморфических систем, теорию метасоматической зональности и ввёл особые термодинамические показатели, определяющие достижение равновесия в метасоматических системах.
В 1920–30-х гг. оформилась в самостоятельную науку литология (Л. В. Пустовалов, Н. М. Страхов, Л. Б. Рухин). В 1955–56 опубликована монография Д. В. Наливкина «Учение о фациях», в которой рассмотрены типы осадочных пород и условия их образования на континентах, в морях и океанах. Н. М. Страхов в «Основах теории литогенеза» (1960–62) подвёл итог предшествующему развитию литологической науки. Созданы атласы литолого-палеогеографических карт («Русская платформа», 1952–65; СССР, 1968–75). Большой вклад в разработку методики их составления (положенной позже в основу создания палеогеографических и палеотектонических карт мира) внесли А. П. Карпинский, Н. И. Андрусов, Страхов, Наливкин, А. Б. Ронов, В. Е. Хаин.
Становление геохимии связано с именами В. И. Вернадского («Очерки геохимии», 1934), А. Е. Ферсмана («Геохимия России», 1922; «Химические элементы Земли и космоса», 1923). Важнейшие её направления развивали А. П. Виноградов (биогеохимия, космогеохимия), Б. Б. Полынов (геохимия ландшафтов), И. И. Гинзбург, А. И. Перельман, А. В. Казаков, Страхов (геохимия гипергенеза), Н. И. Сафронов, А. П. Соловов (геохимические методы поисков полезных ископаемых).
Разработка осн. теоретических проблем гидрогеологии связана с именами А. П. Герасимова, А. М. Овчинникова (минеральные воды), Г. Н. Каменского (динамика подземных вод), Н. И. Толстихина (подземные воды криолитозоны), Б. И. Куделина (теория подземного стока). В 1960 под редакцией И. К. Зайцева издана «Гидрогеологическая карта СССР» в масштабе 1:2500000. Монография Ф. П. Саваренского «Инженерная геология» (1937) обозначила становление в России новой отрасли геологии, которая развивалась по двум направлениям – геологическому (Саваренский, М. М. Филатов, С. С. Морозов, В. А. Приклонский, И. В. Попов, Е. М. Сергеев, Г. С. Золотарёв) и геотехническому (Н. Н. Маслов, Н. А. Цытович).
Большую роль в становлении геофизических методов (магнитометрии, гравиметрии, электрометрии) в России сыграли работы П. П. Лазарева, В. А. Стеклова, О. Ю. Шмидта, Б. В. Нумерова, А. И. Заборовского и др. В 1930-х гг. К. Шлюмберже опробовал метод электрического каротажа на нефтяных месторождениях в районе Грозного, положив начало внедрению в нашей стране геофизических исследований скважин. В 1936 А. А. Логачёв изобрёл аэромагнитометр, позволявший исследовать труднодоступные территории СССР. В 1938 завершена гравиметрическая съёмка Европейской части СССР. В 1923 В. С. Воюцкий предложил проводить сейсмическую разведку методом отражённых волн. Для регионального изучения строения земной коры в 1949 Г. А. Гамбурцев разработал метод глубинного сейсмического зондирования. В 1950–60-е гг. созданы новые методы геофизического исследования скважин: акустический каротаж (1954, Ю. В. Ризниченко, Е. В. Карус), гамма-плотностной каротаж (1957, Ю. П. Булашевич), импульсный нейтронный каротаж (1959, Г. Н. Флёров, Ю. С. Шимелевич), пьезоэлектрический каротаж (1959, М. П. Воларович). В 1964 вышла итоговая монография В. В. Федынского «Разведочная геофизика».
Гл. особенностью геологии 1960– 1970-х гг. в России явилось возрождение идей мобилизма (П. Н. Кропоткин, П. С. Воронов, О. Г. Сорохтин, Л. П. Зоненшайн, С. А. Ушаков и др.). В 1969 опубликована работа А. В. Пейве «Океаническая кора геологического прошлого». В последующие годы предложены новые палеотектонические модели образования и эволюции складчатых сооружений Кавказа (В. Е. Хаин, Ш. А. Адамия, И. П. Гамгрелидзе и др.), Урала (С. Н. Иванов, В. Н. Пучков, Зоненшайн и др.), Северо-Востока СССР (С. М. Тильман, Л. М. Парфёнов, Н. А. Богданов, С. В. Руженцев, С. Д. Соколов и др.), Арктики (Зоненшайн, Л. М. Натапов, Богданов и др.), базирующиеся на принципах концепции тектоники литосферных плит. Изданы первая в мире «Геодинамическая карта СССР и прилегающих акваторий» в масштабе 1: 2500000 (ред. Л. П. Зоненшайн и др., 1989), монография «Тектоника литосферных плит территории СССР» (Зоненшайн, М. И. Кузьмин, Натапов, 1990).
Возможность использования модели тектоники литосферных плит для расшифровки докембрийского этапа геологической истории Земли доказана в работах Ч. Б. Борукаева (1985), А. С. Монина (1987), В. Е. Хаина и Н. А. Божко (1988), М. В. Минца (1999). Геодинамические критерии положены в основу металлогенических исследований (А. А. Ковалев, 1978; О. Г. Сорохтин, 1987), а также при классификации и оценке нефтегазоносности бассейнов нефти и газа (В. Е. Хаин, Б. А. Соколов, К. А. Клещёв, В. С. Шейн, 1988). В кон. 1970-х – нач. 80-х гг. разработана концепция тектонической расслоенности литосферы (А. В. Пейве, Ю. М. Пущаровский, В. Г. Трифонов, С. В. Руженцев, В. И. Макаров), позволившая создать новую её модель.
В 1980–90-х гг. оформилась геодинамика (Н. Л. Добрецов, Сорохтин, В. П. Трубицин, М. А. Гончаров, Л. И. Лобковский, Е. В. Артюшков и др.), в рамках которой развивается моделирование мантийной конвекции как гл. механизма перемещения литосферных плит. Данные, полученные при бурении самой глубокой (св. 12 км) в мире Кольской скважины, позволили подтвердить теоретическую модель тектонической расслоенности литосферы, выявить геодинамическую природу сейсмических границ и др. геофизические и геологические характеристики земной коры.
Разноплановые исследования в стратиграфии (М. А. Семихатов), региональной тектонике (Н. А. Штрейс, Е. П. Павловский, Л. И. Салоп, Ф. П. Митрофанов, К. О. Кратц, Н. А. Божко, В. Е. Хаин), металлогении (В. И. Казанский, В. М. Моралёв, Д. В. Рундквист, Сорохтин) и успехи в радиогеохронологии (Г. В. Войткевич, А. И. Тугаринов, Ю. А. Шуколюков, Е. В. Бибикова) 2-й пол. 20 в. оказали решающее влияние на расшифровку строения докембрийских комплексов. В 1970–80-х гг. широкомасштабные исследования континентальных рифтов выявили их роль в геологической истории Земли (В. В. Белоусов, Е. Е. Милановский, В. Г. Казьмин и др.). С помощью сейсмостратиграфии расшифрована структура большинства осадочных бассейнов страны.
В 1960–70-е гг. начата планомерная съёмка Земли из космоса. Составлены «Космогеологическая карта СССР» (1984) в масштабе 1:2500000, геологические и геоморфологические карты Марса, Венеры, Луны. Изучение химического и вещественного состава пород Венеры, Марса, Луны, метеоритов и древнейших пород Земли позволили в последние десятилетия 20 в. создать новую модель образования планет Солнечной системы (Н. И. Хитаров, В. С. Сафронов, А. В. Витязев, Г. В. Печерникова и др.). Оформилась сравнительная планетология (А. П. Виноградов и В. Л. Барсуков).
С 1970–80-х гг. развивается наука о природных флюидах (А. А. Маракушев, Л. Л. Перчук, Ф. А. Летников, И. Д. Рябчиков и др.). Намечены общие стороны процессов рудо- и нефтеобразования, в основе которых предполагается единый флюидодинамический механизм (Д. И. Горжевский, Б. А. Соколов, В. И. Старостин), приобрели геодинамическую направленность петро- и геохимические исследования. Данные по геохимии изотопов стронция, неодима, серы, кислорода, углерода, редких элементов позволили различить коровые и мантийные источники образования пород, решить генетические вопросы становления земной коры, океанов, атмосферы, органического вещества (Э. М. Галимов, Е. В. Бибикова, В. А. Жариков, Ю. А. Шуколюков, Маракушев). Доказана возможность использования в качестве геотермометров и геобарометров вариаций состава некоторых групп минералов и определения термодинамических параметров образования метаморфических пород (Перчук, Н. В. Соболев, С. П. Кориковский и др.).
В области рудной геологии стратегия поисков сместилась в сторону уменьшения промышленных концентраций полезных ископаемых и увеличения глубины их залегания. Вовлечены в исследования новые виды ископаемых, охватившие к кон. 20 в. практически все элементы таблицы Менделеева. В решении этих проблем важную роль сыграли работы Н. П. Лавёрова, А. И. Кривцова, И. В. Лучицкого, Д. В. Рундквиста, И. Н. Томсона, А. Д. Щеглова, И. Д. Рябчикова и др. В Заполярье открыты крупные нефтяные и газовые месторождения, рудные полезные ископаемые (никель, золото и др.).
Начиная с 1950-х гг. начаты широкомасштабные исследования дна Мирового ок. В Евразийской впадине Северного Ледовитого ок. обнаружены линейные магнитные аномалии (Р. М. Деменицкая, А. М. Карасик; 1968). В 1987 осуществлены первые погружения подводных аппаратов «Мир-1» и «Мир-2» на глубины до 6000 м. Выявлены гл. закономерности процессов седиментации в океанах (П. Л. Безруков, А. П. Лисицын). Благодаря интенсивному развитию морских геофизических методов были получены данные о строении земной коры и верхней мантии во внутренних и окраинных морях России и регионов Мирового ок., выявлены поля железомарганцевых конкреций, скопления кобальт-марганцевых корок, фосфоритов, установлены проявления гидротермальной сульфидной минерализации. Выявлены перспективы нефтегазоносности арктического шельфа (И. С. Грамберг и др.). Опубликованы тектонические карты морей Лаптевых, Баренцева, Карского (В. Е. Хаин, Н. А. Богданов, 1996–98).
Большие объёмы гидротехнического строительства и ирригационных работ, освоение новых нефтегазоносных районов выявили необходимость составления специальных инженерно-геологических карт обширных территорий и выработки методики их картирования (Е. М. Сергеев, М. В. Чуринов, И. В. Попов и др., «Инженерная геология СССР», т. 1–8, 1976–78). В последние десятилетия 20 в. удельный вес исследований инженерно-геологического цикла возрос в связи с обострившимися проблемами экологии. Стали актуальными идеи Вернадского о ноосфере, высказанные в 1938–43. Начато крупномасштабное картирование геологической среды обитания человека, всестороннее комплексное изучение геологических условий и потенциальных возможностей использования территорий с оценкой вероятности проявления опасных геологических процессов (Лавёров, В. И. Осипов, В. Т. Трофимов и др.). В 1996 опубликована монография «Приоритетные направления научных исследований в области геологических, геохимических, геофизических и горных наук по изучению, освоению и сбережению недр России» (В. А. Жариков, Ю. Г. Леонов, Ю. Г. Сафронов, Н. А. Крылов, В. Н. Страхов, В. В. Адушкин, К. Н. Трубецкой, В. А. Чантурия, Д. Р. Каплунов, Ю. М. Арский). В 1999 предложена новая модель глубинного строения Земли (вероятный состав и состояние вещества), при составлении которой использованы данные сейсмической томографии, геохимии и экспериментальной минералогии (Ю. М. Пущаровский, Д. Ю. Пущаровский).
Горные науки. В 1930–40-е гг. началось изучение физико-механических свойств полезных ископаемых и вмещающих пород для разработки эффективных способов их резания и разрушения. Формировались науч. основы горной механики (А. П. Герман, М. М. Фёдоров, А. С. Ильичёв и др.), горной геометрии и маркшейдерского искусства (П. К. Соболевский, В. И. Бауман, П. М. Леонтовский, И. М. Бахурин и др.). Успешно развивались исследования в области освоения месторождений открытым способом; создавались средства механизации выемки и транспортировки горных пород (Л. Д. Шевяков, Н. А. Стариков, Н. В. Мельников и др.).
С 1960-х гг. науч. исследования получили более узкую специализацию. Были разработаны методы определения напряжённого состояния массива горных пород, его деформаций и сдвижений, возникающих вследствие горных работ. Разработан и получил применение в геомеханике метод моделирования эквивалентными материалами (Г. Н. Кузнецов), обоснованы инженерные экспериментально-аналитические методы расчётов крепей горных выработок и сдвижения пород (П. М. Цимбаревич, В. Д. Слесарев и др.). Выявлены закономерности взаимодействия крепей с боковыми породами, устойчивости выработок, необходимые для выбора надёжных конструкций крепи. Установлены некоторые теоретические закономерности горных ударов (И. М. Петухов и др.) и внезапных выбросов угля и газа (С. Г. Авершин, В. В. Ходот и др.). Разработаны аналитические методы расчёта вентиляционных систем проветривания шахт (А. А. Скочинский, В. Н. Воронин, В. Б. Комаров, Л. А. Пучков, А. Е. Красноштейн и др.). На основе изучения газоносности месторождений осн. бассейнов предложен метод прогноза её изменения с глубиной залегания пластов (Г. Д. Лидин и др.).
Одним из важных направлений развития горных наук становятся физико-технические исследования пород как объектов воздействия при горных разработках (Л. И. Барон, Б. Ф. Братченко, В. В. Ржевский, М. М. Протодьяконов-младший, В. С. Ямщиков и др.). Разработаны основы теории разрушения горных пород взрывом и инженерные методы расчёта зарядов взрывчатых веществ, определяющие степень дробления и объёмы направленного перемещения взорванной горной массы (М. А. Садовский, Н. В. Мельников, Г. П. Демидюк, Г. И. Покровский и др.).
Углублены теоретические основы разл. способов обогащения полезных ископаемых с целью интенсификации существующих процессов обогащения. Созданы комбинированные обогатительно-гидрометаллургические схемы переработки ископаемого сырья (И. Н. Плаксин, П. В. Лященко, В. Я. Мостович, В. И. Классен, Б. Н. Ласкорин и др.).
В 1970-х гг. в самостоятельный раздел горных наук выделилась физико-химическая геотехнология, теоретически обосновавшая способы добычи, основанные на переводе твёрдых полезных ископаемых в подвижное состояние непосредственно на месте их залегания (Ласкорин, В. Ж. Аренс, Д. П. Лобанов и др.).
Выявлены особенности и обоснованы принципы оптимального освоения месторождений полезных ископаемых, учитывающие горно-геологические условия их залегания и уровень развития горной техники (М. И. Агошков, А. Н. Омельченко, Р. П. Каплунов, Г. М. Малахов и др.).
В области технологии открытых горных работ широкое развитие получили разработки по техническому оснащению карьеров глубиной до 400–700 м и объёмом выборки горной массы до 150–200 м3 в год; теории расчёта оптимальных параметров горного и транспортного оборудования (Н. В. Мельников, В. В. Ржевский, К. Н. Трубецкой, А. И. Арсентьев и др.).
В кон. 19 – нач. 20 вв. появились первые исследования в области разработки нефтяных месторождений. В 1-й пол. 20 в. заложены основы нефтепромысловой механики, трубной и подземной гидродинамики (Л. С. Лейбензон, В. Н. Щелкачёв, И. А. Чарный), осуществлён комплексный принцип решения задач разработки месторождений (А. П. Крылов и др.), созданы науч. основы комплексного проектирования разработки нефтяных (Крылов, М. В. Абрамович и др.) и газовых (Ф. А. Требин, Ю. П. Коротаев и др.) месторождений. Предложены эффективные методы искусственного воздействия на нефтяной пласт, повышающие полноту и темпы отбора нефти из недр (М. Т. Абасов, М. Д. Розенберг и др.). Изыскивались принципиально новые пути повышения нефтеотдачи пластов, в т. ч. методами теплового воздействия на пласт, – закачиванием горячей воды или пара, движущимся очагом горения, «влажным горением нефти в пласте» (Ю. П. Желтов и др.). Для подъёма нефти из высокодебитных глубоких скважин внедрены глубинные штанговые и погружные электронасосы (А. А. Богданов и др.) для форсированного отбора больших объёмов жидкости с глубин до 3500 м. Для освоения морских месторождений нефти и газа разработаны и построены глубоководные основания для оборудования и пр. и эстакадные сооружения.
Разработана теория гидравлического разрыва пласта (С. А. Христианович и др.). Благодаря комплексу прогрессивных технических решений удалось освоить уникальные по запасам газовые месторождения, расположенные в зоне многолетней мерзлоты (север Тюменской обл.), при этом разработаны и внедрены надёжные конструкции высокодебитных скважин увеличенного диаметра с защитой многолетнемёрзлых пород от растепления, применено концентрированное расположение скважин в наиболее продуктивной части месторождения.
Осн. направления развития горных наук в России во 2-й пол. 20 в. обусловлены необходимостью обеспечения промышленности и сельского хозяйства минеральным сырьём при неуклонном снижении качества эксплуатируемых месторождений большинства полезных ископаемых и существенном ухудшении условий их разработки. Интенсификация разработки месторождений привела к необходимости проведения фундаментальных исследований в области горной геомеханики, опасных проявлений горного давления и горных ударов в глубоких шахтах, рудниках и карьерах, в области проявления высоких температур (до 300 °С) и давлений (св. 100 МПа) в нефтяных скважинах. Эти исследования увенчались созданием новых технических средств для скважинной разработки месторождений руд чёрных, цветных и редких металлов, химического сырья. Всё большее значение приобретают задачи комплексного освоения месторождений, ресурсовоспроизводства, изыскания средств повышения экономической эффективности и полноты использования богатств недр, включая освоение выработанного пространства, техногенных месторождений, источников глубинного тепла и т. д. Разрабатываются: науч. основы оценки недр Земли как целостного природного ресурса жизнеобеспечения; новые технологии для производства высокореакционного водоугольного топлива, глубокого обогащения угля, освоения и использования источников чистых питьевых подземных вод; определения экономических и экологических последствий освоения месторождений полезных ископаемых; методы предотвращения катастроф при освоении недр и после техногенных процессов вторжения в них.
Биологические науки. В 1-й пол. 20 в. биология сильно пострадала от идеологизации исследований. Уже в нач. 1920-х гг. осуждены номогенез Л. С. Берга и историческая биогенетика Д. Н. Соболева, затем фитосоциология и евгеника. В 1930–60-х гг. биологи боролись со сторонниками «мичуринской биологии» и «советского творческого дарвинизма», возглавляемыми Т. Д. Лысенко. Особый ущерб был нанесён августовской сессией ВАСХНИЛ 1948, в результате которой ликвидированы мн. коллективы генетиков, а сотни учёных были вынуждены сменить тематику исследований или вообще потеряли работу. Пагубные последствия для физиологии имела Объединённая сессия АН СССР и АМН СССР в 1950, а также насильственное внедрение в учебные программы концепции «живого вещества» О. Б. Лепешинской. Создавались искусственные препятствия для освоения новейших физических и химических методов в биологии. В годы сталинских репрессий сотни биологов расстреляны или погибли в тюрьмах и лагерях, в т. ч. лидеры мощных науч. школ, академики Н. И. Вавилов, Г. А. Надсон, Я. О. Парнас, Н. М. Тулайков.
Тем не менее уже с сер. 1950-х гг. в стране стали интенсивно развиваться направления, связанные с изучением явлений жизни на субклеточном и молекулярном уровнях. В практику исследований вошли электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, электрофорез, хроматография, ультрамикротомия, спектрофотометрия, голография, томография, лазеры и др. Внедряются методы прижизненных исследований: культуры клеток, тканей и органов, маркировка эмбрионов и др. В качестве моделей при изучении молекулярных основ жизни начали использовать дрожжи, бактерии, архебактерии, вирусы.
На протяжении всего 20 в. продолжались исследования флоры и фауны. Накопленные почти за три столетия коллекции только Зоологического (60 млн.ед.хр.) и Ботанического (7 млн.гербарных образцов, 12 тыс. видов и разновидностей произрастают в открытом грунте) ин-тов стали уникальной базой для исследований по систематике и филогении животных, растений и грибов, их анатомии, морфологии, эмбриологии и экологии, флоры и фауны отд. регионов, проблемы видообразования и макроэволюции. Многотомные издания «Фауны России и сопредельных стран» (145 тт.), основанной в 1911, и «Флоры СССР» (30 тт.), начатой под руководством В. Л. Комарова в 1934, а также серийные издания «Определители по фауне России», «Флора споровых растений» и «Растения Центральной Азии» не имеют аналогов в мировой литературе. Созданы многочисленные «Фауны», «Флоры» и определители животных и растений разных регионов, что позволило существенно продвинуться в познании биоразнообразия России. «Инвентаризация» флоры и фауны продолжается, создаются Красные книги исчезающих и редких видов. В 1935 под общим руководством Н. И. Вавилова начала выходить «Культурная флора СССР», построенная на предложенной им политипической концепции вида. Сформулированный им закон гомологических рядов в наследственной изменчивости позволил систематизировать многообразие близкородственных таксонов и разработать концепцию центров происхождения культурных растений.
С 1930-х гг. развёрнуты исследования третичных, мезозойных и палеозойных ископаемых животных, путей их эволюции и географического распределения. И. А. Ефремов создал тафономию, изучающую закономерности образования местонахождений ископаемых организмов, Р. Ф. Геккер и Н. Н. Яковлев – палеоэкологию. В качестве специфической беспозвоночной фауны докембрия в 1960-х гг. Б. С. Соколов выделил вендскую. Эволюцию важнейших групп растений исследовали А. Н. Криштофович и А. Л. Тахтаджян. В 1973 А. В. Иванов описал представителей самых древних и примитивных многоклеточных – трихоплаксов.
Всё чаще внимание исследователей привлекают надорганизменные уровни организации живого (популяции, виды, экосистемы, биосфера). Многие фундаментальные исследования зоологов и ботаников были тесно связаны с решением практических задач. Учение Г. Ф. Морозова о лесе оказало большое влияние на развитие биогеоценологии и лесоведение. Существенным вкладом в развитие экологии явились классификация жизненных стратегий Л. Г. Раменским, работы В. Н. Сукачёва и А. П. Шенникова по экспериментальной фитоценологии, а также математические модели экологических процессов и их экспериментальная проверка (Г. Ф. Гаузе). Учение о продуктивности пресноводных водоёмов, предложенное Г. Г. Винбергом в 1930-х гг., стало общепризнанной основой исследований по гидробиологии. Освоение промысловых ресурсов моря и пресных водоёмов обусловило интенсивное развитие гидробиологии, у истоков которой стояли Н. И. Андрусов, Л. С. Берг, С. А. Зернов и Н. М. Книпович. Большую роль в изучении биологии моря сыграли школы Л. А. Зенкевича и В. Г. Богорова. Огромный вклад в выявление видового состава паразитофауны и мероприятий по борьбе с заболеваниями внесли школы В. А. Догеля и К. И. Скрябина. Е. Н. Павловский создал учение о природной очаговости трансмиссивных болезней, а М. С. Гиляров основал почвенную зоологию.
Сравнительно-морфологические, эмбриологические и палеонтологические исследования расширили представления о филогенетических закономерностях эволюции. А. С. Фаминцын ещё в кон. 60-х гг. 19 в. предложил гипотезу эволюции путём симбиогенеза. В нач. 20 в. А. Н. Северцов разработал учение о филэмбриогенезе и путях эволюционного процесса, развитое впоследствии в трудах И. И. Шмальгаузена – автора теории стабилизирующего отбора и одного из гл. архитекторов совр. теории эволюции. Специфические эмбриогенезы у растений обнаружены Б. М. Козо-Полянским и А. А. Гроссгеймом. Основы эволюционной гистологии заложены в концепциях А. А. Заварзина о параллелизме в эволюции тканей и Н. Г. Хлопина об их дивергенции. Ю. И. Полянский на примере простейших обосновал необходимость создания частных теорий эволюции.
В нач. 1920-х гг. А. И. Опарин сформулировал общий подход к химическому пониманию проблемы возникновения жизни на Земле. Особое значение в области теоретической биологии имели работы Э. С. Бауэра, создавшего общую теорию состояния живой материи – принцип устойчивого неравновесия живых систем, лежащий в основе всех жизненных процессов.
Традиции И. П. Павлова и И. И. Мечникова продолжены в трудах А. М. Уголева, открывшего мембранное пищеварение (1959). Важное место по-прежнему занимали исследования центральной нервной системы (ЦНС). Н. Е. Введенский разработал учение о парабиозе (1901), а его ученик А. А. Ухтомский сформулировал принцип доминанты (1923). К исследованиям физиологии высшей нервной деятельности обратился Павлов, разработавший учение об условных рефлексах (1901–30). Его ученик Л. А. Орбели изучал адаптационно-трофические функции симпатической нервной системы и заложил основы эволюционной физиологии. В. Н. Черниговский с сотрудниками обосновал концепцию о чувствительности внутренних органов – интероцепции. В 1950-е гг. П. К. Анохин развил представления о функциональной системе в интегративной деятельности ЦНС. Труды И. С. Бериташвили и его школы охватывали проблемы деятельности как отдельных нейронов, так и поведения животных в целом. Развитие космической физиологии связано с работами О. Г. Газенко, В. В. Парина, Черниговского и др.
В 1-й пол. 20 в. в области физиологии растений особое внимание уделялось проблемам биологического окисления (В. И. Палладин), азотистого обмена (С. П. Костычев, Д. Н. Прянишников, В. С. Буткевич), питания (Д. А. Сабинин), иммунитета растений (Н. И. Вавилов) и гормональной системы растений (Н. Г. Холодный), а также зимостойкости, засухоустойчивости и солеустойчивости растений (Н. А. Максимов, А. А. Рихтер, И. И. Туманов). С 1950-х гг. исследования сконцентрировались на ферментативных процессах, молекулярных механизмах фотосинтеза (А. А. Красновским открыта реакция обратимого фотохимического восстановления хлорофилла и его аналогов, В. А. Шувалов установил механизм взаимодействия хлорофилла и белков), структурной организации растительных клеток (А. Л. Курсанов, А. А. Ничипорович, М. Х. Чайлахян) и др.
Один из основоположников отеч. микробиологии С. Н. Виноградский исследовал роль микроорганизмов в круговороте веществ и в почвообразовании. Его ученик В. Л. Омелянский составил первое в России руководство по микробиологии (1923); изучая роль бактерий в круговороте азота и углерода, доказал возможность их использования в качестве индикаторов на разл. химические вещества. Б. В. Перфильев основал капиллярную микроскопию (1961). Созданная Виноградским экология микроорганизмов разделилась на почвенную (Н. А. Красильников, Е. Н. Мишустин), морскую (Б. Л. Исаченко) и геологическую (Г. А. Надсон, В. О. Таусон, С. И. Кузнецов) микробиологию. Рос. микробиологи внесли существенный вклад в изучение разл. групп микроорганизмов, их химического состава и биохимических свойств, метаболизма. Синтетическая и трансформирующая деятельность микроорганизмов послужила основой для создания микробиологической промышленности, наладившей производство белков, аминокислот, витаминов, гормонов, антибиотиков и ферментов в промышленных масштабах (В. Н. Шапошников, Н. Д. Иерусалимский, Г. К. Скрябин, М. В. Иванов). Микроорганизмы стали использовать в разработке рудных месторождений, в промышленной фиксации атмосферного азота, переработке отходов.
С нач. 1930-х гг. проводятся систематические исследования вирусов растений (В. Л. Рыжков), животных и человека (Л. А. Зильбер, А. А. Смородинцев, М. П. Чумаков). Зильбер предложил вирусогенетическую теорию происхождения некоторых форм рака и получил подтверждающие её доказательства.
В 1920–30-х гг. трудами В. И. Вернадского основана отеч. биогеохимия, предметом изучения которой стали элементный состав организмов, их участие в миграции химических элементов, в реализации энергетических и геохимических функций биосферы, в преобразовании литосферы, атмосферы и гидросферы.
В те же годы рос. генетики занимали лидирующее положение благодаря открытию и изучению радиационного (Г. А. Надсон, Г. С. Филиппов, Е. А. и Н. В. Тимофеевы-Ресовские) и химического (И. А. Рапопорт, В. В. Сахаров, М. Е. Лобашёв) мутагенеза, экспериментальному доказательству сложного строения гена (А. С. Серебровский, Н. П. Дубинин), цитогенетическим исследованиям С. Г. и М. С. Навашиных, Г. А. Левитского, А. А. Прокофьевой-Бельговской, получению отдалённых гибридов (Г. К. Мейстер, Г. Д. Карпеченко, В. А. Рыбин), разработке метода регуляции пола у животных (Б. Л. Астауров), популяционной генетике, созданной С. С. Четвериковым и положенной Ф. Г. Добжанским в основу совр. теории эволюции. Высказанная Н. К. Кольцовым идея матричной репродукции хромосом предвосхитила принципиальные положения совр. генетики. А. Н. Белозерский и А. Р. Кизель доказали наличие ДНК в ядрах растений и бактерий. Н. В. Тимофеев-Ресовский выдвинул и обосновал теорию мишеней для объяснения радиационных повреждений хромосом и генов. Позже Д. К. Беляев выяснил закономерности изменения репродуктивных функций диких животных при их одомашнивании. С. Г. Инге-Вечтомов стал одним из мировых лидеров генетики дрожжей. Важные исследования по изучению генома человека осуществлены Е. Д. Свердловым.
В 1920-е гг. А. Г. Гурвич открыл сверхслабое ультрафиолетовое излучение ряда живых тканей, стимулирующее деление клеток (митогенетические лучи), и сформулировал теорию биологического поля. Г. М. Франк изучил механизм нервного возбуждения и мышечного сокращения, заложил основы радиационной биофизики. Со 2-й пол. 20 в. успешно развиваются молекулярная биофизика, биофизика клетки (Франк, Б. Н. Тарусов и др.), органов чувств, квантовая биофизика, механохимия и др. Во всём мире признаётся приоритет нашей науки в изучении роли свободных радикалов в биологических процессах (Тарусов, Л. А. Блюменфельд и др.).
Значительные успехи достигнуты в области биохимии. Под руководством А. Н. Баха исследовались окислительные процессы в организмах (он сформулировал перекисную теорию биологического окисления). В. С. Гулевич впервые выделил и описал низкомолекулярные азотистые вещества мышц (в т. ч. карнозин и карнитин). Пионером в изучении молекулярных механизмов трансформации энергии в живых организмах был В. А. Энгельгардт. В 1930 он открыл окислительное фосфорилирование, а в 1939 (совместно с М. Н. Любимовой) – аденозинтрифосфатазные свойства миозина, установив т. о. химические основы процесса превращения энергии АТФ в мышечное сокращение. Механизм описанного Энгельгардтом процесса преобразования энергии и положивший начало новому направлению в биологии – биоэнергетике, окончательно выяснен только в кон. 20 в., в т. ч. при участии рос. учёных (В. П. Скулачёв и др.). Я. О. Парнас и др. участвовали в расшифровке реакций гликолиза. В 1937 А. Е. Браунштейн и М. Г. Крицман открыли процесс переаминирования. Биохимические процессы в нервной системе и при нервно-мышечных взаимодействиях изучали А. В. Палладин, Г. Е. Владимиров и Д. Л. Фердман, биохимию крови, её дыхательную функцию – Б. И. Збарский и Е. М. Крепс, биохимию мышечной ткани в норме и патологии – С. Е. Северин. Одним из основоположников биохимии гормонов стал Н. А. Юдаев. Важный вклад в изучение протеолиза внёс В. Н. Орехович. Механизмы гормональной и нервной регуляции энергетического обмена исследовал В. С. Ильин. Рос. биохимики активно участвовали в расшифровке структуры и биохимической функции белков (Ю. А. Овчинников, В. М. Степанов), нуклеиновых кислот (А. А. Баев, А. Д. Мирзабеков), в изучении нуклеопротеинов (А. С. Спирин, Г. П. Георгиев и др.), биологических мембран (Овчинников, В. Т. Иванов, Ю. А. Чизмаджев), развитии физики белков (Д. Л. Талмуд, М. В. Волькенштейн, О. Б. Птицын), установлении их пространственной структуры (Н. С. Андреева, Б. К. Вайнштейн). Общепризнан вклад отеч. науки в расшифровку молекулярных механизмов биосинтеза белка (Спирин, А. А. Богданов, Л. Л. Киселёв, Л. П. Овчинников).
После установления роли ДНК как вещества наследственности (1953) из биохимии выделилась молекулярная биология. Особый интерес обращается на нуклеиновые кислоты и их участие в передаче признаков по наследству. Установление А. Н. Белозерским с сотрудниками видоспецифичности ДНК положило начало геносистематике. Исходя из данных о механизме регуляции процессов транскрипции, Р. Б. Хесин-Лурье разработал концепцию непостоянства генома. Рос. учёными открыта ядерная проматричная РНК (Георгиев), детально изучена структура рибосом (Спирин, Н. А. Киселёв), а также мобильные генетические элементы (Георгиев, Ю. В. Ильин, В. А. Гвоздев), механизмы репарации ДНК (С. В. Шестаков), регуляции действия генов и т. д. Открытия в области молекулярной биологии послужили основой для развития работ по генетической инженерии (Баев и др.), предоставили новые возможности для решения проблем генетики, медицины, сельского хозяйства, биотехнологии.
Сельскохозяйственные науки. В 1920-х гг. развернулись планомерные науч. исследования по агрономии и животноводству. Ведущие опытные станции (Воронежская, Московская, Шатиловская и др.) вели работу по селекции и семеноводству применительно к зонам.
Среди учёных, внёсших весомый вклад в развитие с.-х. наук, были Н. И. Вавилов, открывший закон гомологических рядов и наследственной изменчивости организмов (1920), И. В. Мичурин, заложивший основы науч. селекции с.-х. культур, М. И. Придорогин, сформулировавший принципы оценки с.-х. животных по экстерьеру, В. Р. Вильямс, разработавший в 1919–22 травопольную систему земледелия. Кон. 20-х гг. ознаменовался успехами зоотехнической науки. Е. Ф. Лискун разработал учение об интерьере с.-х. животных, П. Н. Кулешов вывел новый тип тонкорунных овец – новокавказский меринос, М. Ф. Иванов – асканийскую тонкорунную породу овец. В 20–40-е гг. перед с.-х. наукой встали новые задачи, связанные с переходом от частной собственности на землю к коллективной и гос. собственности, становлением колхозов и совхозов, развитием материально-технической базы села, созданием гос. системы семеноводства, разработкой и внедрением травопольных севооборотов, мер борьбы с засухой и др. В этот период К. К. Гедройц создал учение о почвенно-поглощающем комплексе, о происхождении солонцов и солодей и теории их мелиорации, Д. А. Кисловский – учение о породе и её структуре. В 1938 на общественно-политической арене появился Т. Д. Лысенко, который вплоть до 1962 в качестве президента ВАСХНИЛ (1938–56 и 1961– 1962) осуществлял руководство с.-х. наукой страны. Его антинаучная концепция наследственности, поддержанная сов. властями, нанесла ущерб науке и привела к репрессиям среди учёных.
В годы Вел. Отеч. войны усилия учёных были направлены на сохранение науч. потенциала страны. Всемирную известность получил научный и гражданский подвиг сотрудников Всесоюзного НИИ растениеводства, сохранивших в условиях блокадного Ленинграда бесценную коллекцию семян с.-х. культур (св. 250 тыс. образцов), собранных под руководством Вавилова в разл. районах земного шара. Сегодня она является планетарной кладовой генофонда растений, на её основе созданы тысячи новых сортов.
После Вел. Отеч. войны с.-х. наука подключилась к работе по восстановлению сельского хозяйства. Эту работу сдерживала «лысенковщина», нашедшая своё выражение, в частности, в августовской (1948) сессии ВАСХНИЛ и последовавшем за ней разгромом генетической науки. В октябре того же года СМ СССР и ЦК ВКП(б) принято постановление «О плане полезащитных лесонасаждений…». Документ базировался на учении В. В. Докучаева, П. А. Костычева и Вильямса о борьбе с засухой. Активное участие в разработке методов полезащитного разведения приняли В. Н. Сукачёв, С. В. Зонн, А. В. Альбенский и др. Учёными Всесоюзного НИИ агролесомелиорации заложены теоретические основы полезащитного лесоразведения; для большинства засушливых зон рекомендованы системы и технология выращивания защитных насаждений.
Учёными-зоотехниками разработаны методы замораживания семени производителей (В. К. Милованов, И. И. Соколовская и др., 1947) и техника искусственного осеменения. В каракулеводстве стал использоваться метод искусственного повышения плодовитости животных (М. М. Завадовский, 1929–44). Разработаны нормы кормления (М. Ф. Томмэ), созданы методы промышленного скрещивания с.-х. животных.
Во 2-й пол. 1950-х гг. освоение целинных и залежных земель в вост. районах страны (св. 40 млн. га) явилось позитивным примером мобилизационной экономики. Крупным недостатком в освоении новых территорий был шаблонный перенос в засушливые районы Сибири, Зауралья, Поволжья и Северного Казахстана агротехнических приёмов, применявшихся в центральных влагообеспеченных районах России. Их неадекватность местным почвенно-климатическим условиям привела к проявлению на больших площадях ветровой эрозии и резкому снижению плодородия освоенных земель. На этом фоне в сер. 50-х гг. развернулась острая критика травопольной системы земледелия и повсеместное насаждение в административном порядке пропашной системы, предложенной Г. А. Наливайко и др. Активную позицию по борьбе с шаблоном в агротехнике заняли Т. С. Мальцев и А. И. Бараев, их ученики и последователи. Мальцев ещё в кон. 40-х – нач. 50-х гг. предложил применять в засушливых районах безотвальную вспашку, поверхностную обработку почвы и зернопаровые севообороты, а Бараев и др. к кон. 50-х – нач. 60-х гг. разработали почвозащитную систему земледелия. Вместе с тем по инициативе Лысенко на рубеже 50–60-х гг. руководству страны и производству продолжали навязываться псевдонаучные предложения и методические разработки по растениеводству и животноводству (напр., яровизация семян, переделка яровых сортов пшеницы в озимые и наоборот). В кон. 50-х – нач. 60-х гг. в результате волюнтаристских решений обострился аграрный кризис, с 1963 начинается импорт зерна.
Во 2-й пол. 1960-х гг. в стране взят курс на интенсификацию сельского хозяйства на базе химизации и мелиорации земель. В эти и последующие годы заметно активизировалась агроэкономическая наука, значительный вклад в её развитие внесли В. С. Немчинов (модели планового хозяйства), А. А. Никонов (система ведения сельского хозяйства и научно-технический прогресс) и др.
Земледельческая наука развивалась под влиянием работ Мальцева и Бараева, стали применяться предложенные ими почвозащитная система земледелия и безотвальная обработка почвы. В нач. 70-х гг. на Алтае (А. Н. Каштанов и др.) разработана почвовлагосберегающая контурно-мелиоративная система земледелия для лесостепных районов с активным проявлением водной эрозии.
Курс на химизацию сельского хозяйства способствовал развитию агрохимической науки. Исследованиями по агрохимии (1945–75) установлена эффективность удобрений в осн. земледельческих зонах. Разработаны приёмы внесения и определены районы эффективного применения новых форм минеральных удобрений; установлены оптимальные соотношения азота, фосфора и калия в комбинированных удобрениях под осн. культуры по зонам страны; предложены приёмы эффективного использования микроудобрений (М. В. Каталымов, Я. В. Пейве и др.). Учёными Всесоюзного НИИ удобрений и агропочвоведения подготовлены рекомендации по применению удобрений для 22 зон; проведены агрохимические обследования почв на всей территории страны; рекомендована система рационального использования органических удобрений. Применён предложенный В. М. Клечковским изотопный метод исследований, позволивший изучать процессы поглощения и передвижения растениями питательных веществ. Появились новые приёмы внесения удобрений (Н. С. Авдонин и др.).
Агрофизиками разработаны методы математического моделирования и программирования урожаев (И. С. Шатилов и др.); методика получения в вегетационных камерах 4–6 высоких урожаев овощных и зерновых культур в год (Б. С. Мошков и др.); применения полимерных материалов в растениеводстве (И. Б. Ревут и др.); созданы новые приборы для исследований.
В гидромелиоративную науку большой вклад внесли работы А. Н. Аскоченского (гидротехническое строительство и ирригация), В. В. Пославского (плотинные гидроузлы), С. Ф. Аверьянова (регулирование солевого режима орошаемых земель, способы промывки засолённых почв) и др. В 1965–75 усовершенствованы методы мелиорации, техника и способы полива (Б. А. Шумаков, Б. Б. Шумаков и др.).
Дальнейшее развитие получила наука о почвах. Разработаны принципы почвенно-мелиоративного районирования, составлены почвенные карты мн. регионов страны, издана эколого-генетическая классификация почв (1967), классификация и диагностика почв СССР (1977), классификация и диагностика почв РФ (Г. В. Добровольский, Л. Л. Шишов, 2000). Получили развитие математические методы исследований в почвоведении (В. А. Рожков), стали создаваться автоматизированные информационно-поисковые и геоинформационные системы.
Лесоводы и агролесомелиораторы в 1960–80-х гг. продолжили изучение вопросов биологии осн. лесообразующих пород. В. Н. Виноградовым, Е. С. Павловским, Н. А. Моисеевым и др. проведены исследования по созданию агролесоландшафтов. Проведено агролесомелиоративное районирование территории страны. На основе этих разработок в Калмыкии освоена система фитомелиорации по борьбе с опустыниванием, удостоенная Гос. премии. На основании мн. теоретических исследований проведено программирование оптимальных условий жизни леса (В. Г. Нестеров).
В 1960–80-х гг., используя коллекции Всесоюзного НИИ растениеводства в практической селекции, учёные создали ок. 100 сортов озимой и яровой пшеницы (П. П. Лукьяненко, В. Н. Ремесло и др.). Ф. Г. Кириченко и И. Г. Калиненко создали новые сорта озимых твёрдых и тургидных пшениц с высоким потенциалом продуктивности (50–80 ц/га). В. С. Пустовойт вывел 42 сорта подсолнечника. Выведены высокоурожайные гибриды кукурузы (Г. С. Галеев, Б. П. Соколов и др.), сорта сахарной свёклы (А. Л. Мазлумов и др.), по сбору сахара превосходящие обычные сорта на 3– 4 ц/га, высокоурожайные сорта картофеля (до 400–450 ц/га, с содержанием крахмала до 28%). Селекционеры-овощеводы разработали принципы подбора родительских пар и технику получения гибридных и гетерозисных семян; создали высокоурожайные межсортовые гибриды огурцов (Г. И. Тараканов, св. 50 сортов), лука, капусты, специальные сорта овощей для выращивания в парниках и теплицах, для районов Крайнего Севера, для консервной промышленности. Предложена технология выращивания и уборки овощных культур в крупных специализированных хозяйствах, в открытом и защищённом грунте. В 1990 вышла монография А. А. Жученко «Адаптивное растениеводство».
В области кормопроизводства выведены новые высокопродуктивные сорта кормовых культур, предложены новые методы заготовки кормов, повышения продуктивности природных кормовых угодий, создания многолетних культурных лугов и пастбищ (Н. Г. Андреев и др.). Разработаны науч. основы производства кормового белка из углеводородов нефти путём микробиологического и химического синтеза (П. Е. Ладан и др.).
Значительно продвинулись исследования по защите растений (Г. Я. Бей-Биенко, Ю. Н. Фадеев, К. В. Новожилов, П. И. Сусидко и др.). Наиболее крупным достижением в этом направлении явились разработка и реализация системы интегрированной защиты растений (В. А. Захаренко, Новожилов и др.). Определены вредители и болезни с.-х. культур по зонам (Н. Н. Богданов-Катьков, М. С. Воронин, Н. М. Кулагин, Е. Н. Павловский, А. А. Ячевский и др.), предложены агротехнические, химические и биологические методы борьбы с болезнями и вредителями растений, выведены устойчивые к болезням сорта подсолнечника, картофеля и льна-долгунца.
В 1935–75 рос. учёными-зоотехниками выведены высокопродуктивные породы крупного рогатого скота: сычёвская, костромская, чёрно-пёстрая и др. (А. С. Всяких, С. Я. Дудин и др.); 16 новых пород тонкорунных и полутонкорунных овец: ставропольская, алтайская и др. (В. А. Бальмонт, А. В. Васильев и др.). Выведены высокопродуктивные породы свиней: брейтовская, ливенская, уржумская и др. (Л. К. Гребень, Ладан, А. И. Овсянников и др.). Утверждены новые породы лошадей: владимирская (1946), будённовская, терская (обе 1948), русская рысистая (1949), советская тяжеловозная (1952). Под руководством В. И. Фисинина выведены новые высокопродуктивные кроссы кур, которые обеспечивают производство св. 50% яиц и мяса птицы в РФ. Большой вклад в зоотехническую науку внесли Д. А. Кисловский (учение о породе), Е. Ф. Лискун (учение об интерьере, особенностях внутр. строения, с.-х. животных), И. С. Попов (кормление), В. В. Ковальский (применение микроэлементов в животноводстве), А. С. Серебровский (теория делимости гена, труды по селекции и гибридизации) и др. Проведены фундаментальные исследования по биотехнологии (В. С. Шевелуха, Л. К. Эрнст, К. Г. Скрябин и др.).
Достижениями ветеринарной медицины стали выдающиеся работы по гельминтологии (К. И. Скрябин), по санитарии, гигиене и экологии животноводства (А. А. Поляков, В. С. Ярных и др.), по ветеринарной фармакологии (И. Е. Мозгов), акушерству (А. П. Студенцов и В. С. Шипилов), по вирусологии и радиобиологии (В. Н. Сюрин и А. Д. Белов). Созданы высокоэффективные вакцины против трихофитии, стригущего лишая и др. (А. Х. Саркисов), вакцины и сыворотки против сибирской язвы, ящура, бруцеллёза, туберкулёза, чумы свиней (С. Н. Вышелесский, И. А. Бакулов, В. П. Урбан, Я. Р. Коваленко). Разработаны способы санитарной оценки продуктов животноводства, созданы новые диагностические препараты, антигельминты, дезинфицирующие средства и лекарственные вещества. Предложен метод комплексной вакцинации свиней, создающий у животных невосприимчивость к 3–4 заболеваниям и сокращающий число обработок с 6 до 2, метод массовой иммунизации скота и птицы аэрозольными вакцинами и сыворотками. Под руководством Шишкова впервые в мире разработана технология получения противолейкозного антигена. Всё это позволило обеспечить ветеринарное благополучие животноводства России.
Исследования по земледельческой механике в 1970–80-х гг. развивались в направлениях совершенствования системы машин, создания новой почвозащитной зерно- и кормоуборочной техники, повышения мощности и производительности машинно-тракторного парка. Особый вклад внесли исследования В. Н. Болтинского по повышению скоростей машинно-тракторного агрегата и влиянию переменных нагрузок на показатели работы двигателя.
В 1990-х гг., несмотря на все трудности, обрушившиеся на аграрную науку, созданы сотни новых высокопродуктивных сортов озимой и яровой пшеницы, зерновых и зернобобовых культур, картофеля, овощей, технических и кормовых культур и технологий их возделывания, выведены десятки новых пород скота и птицы. Обозначены осн. направления комплексных фундаментальных исследований по формированию и переходу от обычных зональных к адаптивно-ландшафтным системам земледелия в разл. природных регионах РФ (Г. В. Добровольский, И. С. Шатилов, А. А. Жученко, Л. Л. Шишов, Б. Б. Шумаков, Е. С. Павловский, Н. А. Моисеев, С. В. Зонн и др., 1992). Создана науч. концепция и программа исследований по обеспечению производства и комплексной переработки продукции животноводства (Е. И. Сизенко, Н. Г. Саришвили, Н. Н. Липатов, Эрнст и др., 1993). Намечена программа дальнейшего развития науч. исследований по сбору, сохранению и изучению мирового генофонда растений, его эффективному использованию в селекции (В. А. Драгавцев, Жученко и др., 1994).
В 1996–2000 РАСХН и её науч. учреждения особое внимание уделяли разработке проблем совершенствования аграрной реформы и земельных отношений, выхода из системного экономического кризиса, стабилизации и развития АПК, финансового оздоровления предприятий и фермерских хозяйств, совершенствования ценовой политики и ликвидации диспаритета цен, социального развития села (В. Р. Боев, В. А. Добрынин, А. А. Никонов, С. С. Сергеев, И. Т. Трубилин, А. А. Шутьков, В. Г. Ушачёв и др.).
Медицинские науки. Рос. учёные внесли значительный вклад в развитие медицины, в решение её проблем в нац. и междунар. масштабе во всех традиционно выделяемых областях – теоретической, клинической, профилактической.
В области теоретической медицины особо следует выделить достижения отеч. физиологических школ (прежде всего И. П. Павлова и его учеников и последователей), позволившие создать совр. концепции природы болезней, механизмов управления функциями организма, его эволюции в условиях внешней среды. Важную роль в развитии теоретической медицины сыграли учение Павлова о ведущей роли центральной нервной системы в регуляции функций организма (т. н. нервизм), а также экспериментальные исследования, осуществлённые Н. Е. Введенским (процессы возбуждения и торможения), А. А. Ухтомским (учение о доминанте), Л. А. Орбели (адаптационно-трофические функции симпатической нервной системы), И. С. Бериташвили (роль системных факторов в нейропсихической деятельности), П. К. Анохиным (высшая нервная деятельность как функциональная система, обратная афферентация), К. М. Быковым (кортико-висцеральные условно-рефлекторные связи), А. Д. Сперанским (роль нервной системы в происхождении и динамике разл. патологических процессов), Н. П. Бехтеревой (функциональная организация и биоэлектрическая активность головного мозга в патологии), Г. Н. Крыжановским (формирование детерминантных структур при патологии нервной системы) и др.
Исследования Павлова и его школы получили отражение во мн. областях медицины, в т. ч. при решении проблем этиологии и патогенеза заболеваний, их лечения и профилактики: работы М. К. Петровой по применению брома, кофеина, терапии сном при неврозах; нейрогенные концепции патологии органов брюшной полости (Н. Д. Стражеско), язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки (А. И. Яроцкий), сердечно-сосудистых заболеваний (Д. Д. Плетнёв, Г. Ф. Ланг, А. Л. Мясников и др.), нервных и психических расстройств (Л. В. Блуменау, М. М. Асатиани) и др.
Важную роль в развитии учения о функции мозга сыграли разносторонние (физиологические, анатомические и психологические) исследования В. М. Бехтерева. Труды В. В. Пашутина способствовали становлению в России патологической физиологии, которая явилась науч. базой общей патологии. Крупнейшим отеч. патофизиологом был А. А. Богомолец, исследования которого посвящены реактивности организма в нормальных и патологических условиях, роли соединительной ткани в формировании защитных функций (иммунитета) организма, проблемам переливания крови, долголетия. Значительный вклад в развитие патофизиологии внёс Н. Н. Сиротинин, исследования которого посвящены реактивности организма при заболеваниях, сравнительно-эволюционному анализу явлений инфекции и иммунитета, аллергии (аллергические болезни, как филогенетически наиболее молодые, присущи только человеку), проблемам гипоксии, влиянию ретикулоэндотелиальной системы на основной и водный обмен, патогенезу ревматизма. А. Д. Адо исследовал патофизиологию аллергии, воспаления и иммунитета; Н. Н. Аничков и С. С. Халатов разработали холестериновую теорию и экспериментальную модель атеросклероза; П. Д. Горизонтов доказал роль нейроглиальной ткани головного мозга в продукции холестерина; Е. С. Лондон, А. Ф. Цыб исследовали влияние ионизирующей радиации на организм.
Основой достижений мед. наук в 20 в. явилась разработка новых технологий. Приоритетными достижениями в области новейших технологий в физиологии и медицине были создание аппарата искусственного кровообращения С. С. Брюхоненко (1920–25) и разработка первой модели искусственного сердца В. П. Демиховым (1937).
Возможности и перспективы развития мед. генетики связаны, в частности, с успехами генной инженерии, которые открыли дорогу к созданию новых эффективных средств лечения и профилактики заболеваний. Основоположник отеч. клинической нейрогенетики С. Н. Давиденков обнаружил признаки неполного проявления генов с их гетерозиготностью при разл. заболеваниях нервной системы, организовал первые в стране медико-генетические консультации. Проводится интенсивное исследование хромосомных заболеваний, роли наследственного предрасположения при многих, особенно хронически протекающих болезнях (Н. П. Бочков и др.), косвенная оценка частоты возникновения мутаций (В. П. Эфроимсон).
Важную роль в развитии отеч. эпидемиологии сыграли труды Н. Ф. Гамалеи (усовершенствование оспенной вакцины, организация оспопрививания, открытие бактериолизинов, разработка учения о бактериофагах, профилактика бешенства, холеры и др.), Д. К. Заболотного (эпидемиология и вакцинопрофилактика холеры и чумы), Л. А. Тарасевича (проблемы иммунологии, вакцинации; эпидемиологии и профилактики туберкулёза), Л. В. Громашевского (механизмы передачи инфекций, эпидемиология холеры, брюшного тифа, дизентерии, гепатита; научно-организационные основы дезинфекционного дела), Е. Н. Павловского (учение о природной очаговости заболеваний человека), К. И. Скрябина (морфология и систематика гельминтов, их патогенная роль, вопросы дегельминтизации и девастации), П. Ф. Здродовского (методы вакцинации против столбняка, дифтерии, учение о риккетсиозах), М. П. Чумакова и С. Г. Дроздова (создание первой в стране вакцины против полиомиелита), Е. И. Марциновского (создание системы борьбы с малярией), В. А. Барыкина (проблемы иммунитета, этиологии, патогенеза, профилактики и диагностики сыпного тифа, холеры, сибирской язвы) и др.
Большой вклад в развитие фармакологии внесли труды Н. П. Кравкова (метод эксперимента на изолированном органе, учение о фазном действии лекарств), в решение проблемы получения антибиотиков – работы З. В. Ермольевой (первые отеч. пенициллин, 1942, и стрептомицин, 1947).
Для клинической медицины и её корифеев (С. П. Боткина, Г. А. Захарьина, Н. И. Пирогова и др.) характерно не только сохранение традиций отеч. медицины с их принципами гуманного отношения к больному, индивидуального подхода, профилактики, но и внедрение достижений медико-биологических и профилактических дисциплин, а также новейших технологий в клиническую практику. Особенно значительных успехов в связи с этим достигла хирургия, наиболее широко использующая новейшие технологии. Всемирную известность получили труды В. П. Демихова по экспериментальной трансплантации жизненно важных органов (с 1946). В 1969 в России создан НИИ трансплантологии и искусственных органов, который с 1974 возглавляет В. И. Шумаков. Большой вклад в развитие отеч. хирургии внёс Б. В. Петровский, создавший крупную школу хирургов (С. Н. Ефуни, Н. Н. Малиновский, Шумаков, М. И. Перельман и др.), работающих в таких новых науч. направлениях и технологиях, как клиническая физиология, анестезиология и реаниматология, трансплантология, искусственное и вспомогательное кровообращение, протезирование и создание искусственных органов, эндоваскулярная и эндоскопическая хирургия, микрохирургическая аутотрансплантация. Н. А. Лопаткин и Ю. М. Лопухин совм. с Петровским внедрили в практику операции по пересадке почек в СССР (1965).
Один из основоположников отеч. нейрохирургии, первый президент АМН СССР Н. Н. Бурденко и В. В. Крамер в 1934 основали Центральный нейрохирургический ин-т (ныне им. Н. Н. Бурденко). Развитию нейрохирургии способствовали также труды хирургов Б. Г. Егорова, Л. А. Корейши, А. И. Арутюнова, невропатологов М. И. Аствацатурова, Блуменау, В. К. Хорошко, М. С. Маргулиса, М. Ю. Рапопорта, А. Л. Поленова, А. Н. Коновалова, патологов А. Д. Сперанского, Аничкова и др. В этой области клинической медицины нашли широкое применение такие новейшие технологии, как пневмоэнцефалография, артериография, рентгеновская и магнитно-резонансная томография и др.
Выдающимся хирургом 20 в. был С. П. Фёдоров – основоположник отеч. урологии, который внёс также значительный вклад в развитие нейрохирургии и желудочно-кишечной хирургии. С. С. Юдин впервые (1930) произвёл переливание трупной крови человека, плодотворно работал в области желудочно-кишечной хирургии (пластика пищевода), неотложной и военно-полевой хирургии, анестезиологии.
В. А. Оппель был одним из основоположников хирургической эндокринологии и военно-полевой хирургии в России, создателем учения о коллатеральном кровообращении. Одним из основоположников отеч. онкологии был Н. Н. Петров. Наряду с ним у истоков отеч. онкологии стоял П. А. Герцен, известный своими работами по трансплантации опухолей, иммунитету к ним, вопросам оперативной техники и др. Н. Н. Блохин, возглавлявший в 1952–88 Ин-т экспериментальной патологии и терапии рака и Онкологический центр в Москве (с 1993 носит его имя), разрабатывал проблемы комбинированного лечения опухолей, химиотерапии и радиационного лечения рака, организации онкологической службы.
Науч. труды С. И. Спасокукоцкого посвящены вопросам хирургии желудочно-кишечного тракта, лёгких, переливанию крови. Его ученик А. Н. Бакулев – один из основоположников отеч. грудной хирургии, организатор и первый директор (1955–58) Ин-та сердечно-сосудистой хирургии АМН СССР (ныне Центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева). Он впервые в стране произвёл успешные операции при открытом артериальном протоке и митральном стенозе; впервые предложил оперировать больных с острым инфарктом миокарда. Значительный вклад в развитие отеч. сердечно-сосудистой хирургии внесли также В. И. Бураковский (лечение врождённых пороков сердца у детей раннего возраста, труды по гипербарической оксигенации), Н. М. Амосов (проблемы искусственного кровообращения, биол. и мед. кибернетики), В. С. Савельев (протезирование и реконструктивные операции на аорте и венах), Л. А. Бокерия (диагностика и хирургическое лечение сложных аритмий сердца, труды по экспериментальным разработкам пересадки сердца, кардиомиопластике).
Значительный прогресс достигнут в области офтальмологии: В. П. Филатов разработал методы пересадки роговицы (1924), тканевой терапии (1933); М. М. Краснов стал одним из пионеров микрохирургии глаза (в т. ч. лазерной и ультразвуковой), С. Н. Фёдоров создал уникальные методики микрохирургических операций при катаракте, близорукости, астигматизме, основал научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза».
Большой вклад в развитие отеч. реаниматологии внёс один из её основоположников В. А. Неговский, который разработал представления о терминальных состояниях, постреанимационной болезни, внедрял в практику комплексный метод восстановления жизненных функций умирающего; он организовал и руководил Лабораторией экспериментальной физиологии по оживлению организма (1936) и создал на её основе (1985) НИИ общей реаниматологии.
Прогресс в области внутренних болезней (терапии) связан прежде всего с именами В. П. Образцова, Н. Д. Стражеско, Д. Д. Плетнёва, М. П. Кончаловского, А. Л. Мясникова. Образцов, один из основоположников гематологии и кардиологии в России, разработал методы глубокой скользящей пальпации органов брюшной полости, перкуссии одним пальцем, которые позволили усовершенствовать диагностику заболеваний сердца и др. органов. Плетнёв, как один из основоположников клиники внутренних болезней в СССР, внёс большой вклад в развитие кардиологии (проблемы стенокардии и инфаркта миокарда, сердечной недостаточности, аневризмы сердца). Кончаловский развивал физиологическое направление и синдромологический подход в клинике внутренних болезней. Его труды посвящены проблемам ревматизма, гипертонической болезни, предболезненным состояниям, функциональному направлению в клинике внутренних болезней.
Г. Ф. Ланг и Мясников разработали теорию гипертонической болезни как сердечно-сосудистого невроза, способствуя выделению этого заболевания в самостоятельную нозологическую форму. Мясников пересмотрел теорию холестериновой этиологии и патогенеза атеросклероза и гипертонической болезни Халатова и Аничкова и вместе со своим учеником Е. И. Чазовым обратил внимание на изменения стенок сосудов, обусловленные не только отложением холестерина.
В области клиники внутренних болезней плодотворно работали также С. С. Зимницкий (вопросы физиологии и патологии сердечно-сосудистой системы, почек, желудка, лёгких), Ф. Г. Яновский (проблемы туберкулёза лёгких, болезней лёгких, почек, органов пищеварения, клинической бактериологии), В. Ф. Зеленин (один из основоположников отеч. электрокардиографии), Е. М. Тареев (основоположник нефрологии в СССР, труды по патологии печени, почек, коллагеновым болезням), В. Х. Василенко (один из основоположников гастроэнтерологии в СССР), А. И. Нестеров (один из основоположников ревматологии в СССР), Б. Е. Вотчал (один из основоположников пульмонологии и клинической фармакологии в СССР), М. С. Вовси (труды по вопросам диагностики и лечения болезней почек, стенокардии, инфаркта миокарда, по военно-полевой терапии), П. И. Егоров (один из основоположников авиационной медицины в СССР), М. И. Аринкин, А. Н. Крюков, И. А. Кассирский (основоположники отеч. гематологии), А. И. Воробьёв (проблемы гематологии и кардиологии, роль опухолевой прогрессии в патогенезе лейкозов, диагностика дисгормональных кардиопатий).
Прогрессу в области невропатологии способствовали труды Л. О. Даркшевича, М. Б. Кроля, Л. С. Минора, Н. В. Коновалова, Е. К. Сеппа, Е. В. Шмидта, Н. К. Боголепова, Н. В. Верещагина и др.; в области педиатрии – Г. Н. Сперанского, А. А. Киселя, М. С. Маслова, В. И. Молчанова, А. Ф. Тура, М. Я. Студеникина, В. А. Таболина, Ю. Ф. Домбровской и др.
Профилактическая медицина тесно связана с решением практических, организационных проблем, поэтому её относят также к прикладной, нормативной части медицины – здравоохранению. Конкретные данные о зависимости здоровья от воздействия социальных факторов в нашей стране получены лишь в 1960–70-х гг., когда социал-гигиенисты (Ю. П. Лисицын, Ю. М. Комаров и др.) на основе изучения многочисленных факторов риска заболеваний определили модель, или формулу, обусловленности здоровья, которая определяет удельный вес в заболеваемости, смертности и др. показателях мед. статистики влияния образа жизни (св. 50%), окружающей среды (ок. 20%), наследственности (ок. 15%) и органов, учреждений и форм здравоохранения (ок. 15%). Эта модель имеет стратегическое значение, т. к. указывает на распределение факторов риска, причин, векторов здоровья населения и намечает направление социальной политики в области здравоохранения, подчёркивая приоритет социально-профилактических мер в борьбе с заболеваниями. На основе анализа состояния здоровья и организации мед. помощи разрабатываются программы развития здравоохранения, его политики, планирования, экономические и организационные нормативы деятельности мед. учреждений, основы управления (менеджмента), предложения по повышению качества и стандартизации в отрасли. Ведущее науч. учреждение в этой области – НИИ социальной гигиены, экономики и управления здравоохранением, основан в 1944 Н. А. Семашко (ныне его имени).
Развитию отеч. социальной гигиены способствовала деятельность кафедр социальной гигиены, созданных Семашко в 1-м (1922) и З. П. Соловьёвым во 2-м (1923) Моск. ун-тах (с 1930 – 1-й и 2-й мед. ин-ты), Гос. ин-та социальной гигиены (с 1923), а также труды видных социал-гигиенистов (Г. А. Баткис, С. В. Курашов, Ю. П. Лисицын, С. А. Новосельский, З. Г. Френкель, О. П. Щекин и др.) и санитарных статистиков (П. А. Кувшинников, П. И. Куркин, А. М. Мерков и др.).
Проблемы гигиены труда (профессиональной гигиены) разрабатывали в своих работах В. А. Левицкий, С. И. Каплун, А. А. Летавет, В. К. Навроцкий, Л. К. Хоцянов и др.; коммунальной гигиены (гигиены воды и водоснабжения, почвы, жилых и общественных зданий и т. д.) – Н. И. Тезяков, Г. В. Хлопин, А. Н. Сысин, А. Н. Марзеев, С. Н. Черкинский и др.; школьной гигиены (гигиены детей и подростков) – Д. Д. Бекарюков, А. В. Мольков и др.; гигиены питания – М. Н. Шатерников, П. Н. Диатроптов, О. П. Молчанова, А. А. Покровский.
Осн. проблемой совр. гигиены в России стало определение предельно допустимых концентраций и уровней веществ, вредно влияющих на здоровье (ПДК и ПДУ), что послужило материалом для законодательства по охране труда и окружающей среды.
Технические науки
Важнейшие направления развития технич. наук в России в 20 в. продиктованы необходимостью создания в кратчайшие сроки мощной энергетической базы, высокоэкономичной промышленности, совр. средств транспорта и телекоммуникаций, усиления обороноспособности страны, эффективного рационального использования природных ресурсов. Соответственно и теоретические изыскания, исследования и эксперименты учёных и опытно-конструкторские работы инженеров ориентировались в первую очередь на решение теоретических и прикладных задач энергетики и электротехники, машиностроения, металлургии, авиации, электроники, радиотехники, электросвязи, автоматизации и вычислительной техники, строительства.
Энергетика. В нач. 1920-х гг. в рамках плана ГОЭЛРО началась систематическая разработка комплексных проблем энергетики, таких, как оптимизация энергетического баланса страны, расширение электрификации нар. хозяйства, оптимальное использование энергоресурсов (А. В. Винтер, Г. М. Кржижановский, К. А. Круг, М. А. Шателен, К. И. Шенфер, а позже В. И. Вейц и др.). Под редакцией Винтера и Кржижановского в 1933–35 издан «Атлас энергетических ресурсов СССР». В результате реализации плана ГОЭЛРО в 20–40-х гг. построены десятки новых тепловых и гидроэлектрических станций, производство электроэнергии возросло более чем в 20 раз.
В 1940–50-х гг. наряду с восстановлением энергетического хозяйства страны после Вел. Отеч. войны продолжались работы по созданию единой энергетической системы. Были исследованы вопросы рациональной структуры и экономичного режима эксплуатации сложных электроэнергетических систем; разработаны методы энергоэкономического изучения режимов и параметров эксплуатации электростанций в электрических системах; исследованы вопросы теплофикации и роли теплоэлектроцентралей как составной части электроэнергетических систем. Большой заслугой энергетической науки стало создание получившего широкое практическое применение метода комплексных исследований, рассматривающего каждый элемент энергетики во взаимодействии с др. элементами и окружающей средой. В 60-х гг. получила теоретическое завершение науч. концепция Единой электроэнергетической системы СССР (ЕЭЭС), что имело важное значение для электрификации нар. хозяйства. На основе системных исследований изучены общие закономерности развития энергетики как совокупности больших энергетических систем с иерархичным построением; исследованы вопросы оптимального управления системами (планирование, проектирование, эксплуатация) при неполной начальной информации; определены оптимальные структуры систем, а также наилучшие пропорции развития топливно-энергетического комплекса страны в целом с учётом развития единой системы газо- и нефтеснабжения; созданы методы долгосрочного прогнозирования.
В 1920-х гг. в электроэнергетике России наметилась постоянная тенденция к централизации электроснабжения, созданию мощных электрических станций, объединённых в электроэнергетические системы, использующие местные ресурсы. К кон. 30-х гг. созданы крупнейшая в Европе Моск. электроэнергетическая система (объединившая тепловые конденсационные и теплофикационные электростанции, работавшие преимущественно на подмосковных угле и торфе, а также Иваньковскую и Сходненскую ГЭС) и Ленингр. система.
С увеличением мощности электроэнергетических систем и протяжённости линий электропередачи (ЛЭП) стала актуальной проблема устойчивости электроэнергетических систем и повышения надёжности параллельной работы электростанций. Интенсивное изучение этой проблемы началось в 1926–27. В 1930-х годах опубликован ряд работ, посвящённых методам расчёта устойчивости (С. А. Лебедев и др.). С ростом мощности систем возрастали напряжения ЛЭП. Были освоены напряжения 110, 150 и 220 кВ – сооружены воздушные линии электропередачи, трансформаторные подстанции, создана аппаратура защиты. В связи с усложнением электроэнергетических систем и строительством протяжённых ЛЭП большое значение приобрели исследования с использованием расчётных электрических моделей, позволяющих воспроизводить сложные физические процессы и явления в электроэнергетических системах.
С сер. 1940-х гг. важное место в науч. исследованиях занимает изучение проблемы объединения районных электроэнергетических систем линиями электропередачи напряжением 330, 400 и 500 кВ. Для решения этой задачи в 1945–60 разработаны: методика определения технико-экономической эффективности объединения электроэнергетических систем; методика расчёта использования мощности ГЭС с учётом графиков электрических нагрузок электроэнергетических систем; метод определения режима нагрузок ЕЭЭС Европейской части СССР; рассмотрены вопросы структуры и энергобаланса объединения электроэнергетических систем Центра и Поволжья; перспективы развития ЕЭЭС Сибири. В кон. 60-х гг. завершено создание ЕЭЭС Европейской части СССР и сформированы мощные энергообъединения в Сибири и Средней Азии. В сер. 70-х гг. в СССР начала функционировать крупнейшая в мире ЕЭЭС, объединяющая св. 70 районных электроэнергетических систем. Общая установленная мощность электростанций ЕЭЭС превысила 150 ГВт (мощность всех электростанций в стране составляла 220 ГВт).
Достижения отеч. электроэнергетики стали возможны благодаря коренному изменению науч. концепции энергетики, совершенствованию конструкций турбин и генераторов, паровых котлов, трансформаторов и преобразовательных устройств, ЛЭП и гидротехнических сооружений. Созданы гидроагрегаты единичной мощностью св. 600 МВт, турбоагрегаты мощностью 800, 1000 и 1200 МВт, паровые котлы с производительностью 2500 т/ч, построены сверхдальние ЛЭП высокого напряжения (1150 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока). Дальнейший прогресс в энергетике связан с кибернетизацией энергосистем, разработкой автоматизированных систем управления электроэнергетикой (В. А. Веников и др.). Существенный вклад в развитие электроэнергетики внесли И. А. Глебов, М. П. Костенко, Л. А. Мелентьев, В. И. Попков, В. М. Тучкевич, Д. Г. Жимерин, Н. Н. Ковалёв, Н. С. Лидоренко, Н. В. Разин и мн. другие.
Основа теплоэнергетики – тепловые электростанции (ТЭС). Первая ТЭС в России построена в С.-Петербурге (1883). К нач. 20 в. их было уже неск. сотен, их общая установленная мощность составляла 1125 МВт. Самая крупная из них – «Электропередача», работающая на местном торфе. В 20–30-х гг. в соответствии с планом ГОЭЛРО развернулось строительство крупных районных тепловых электростанций с установленной мощностью 20–100 МВт.
Строительство таких энергетических объектов потребовало проведения теоретических и прикладных работ по теплотехнике. Ещё в нач. 20 в. А. А. Радциг, обобщив опытные данные, составил формулы и таблицы для определения термодинамических свойств водяного пара. С 1935 работы в этом направлении продолжались в МЭИ, в 1938 закончена разработка физически обоснованного уравнения состояния водяного пара (И. И. Новиков и др.).
В 1920-х гг. М. В. Кирпичёвым разработана теория теплового моделирования, давшая метод изучения тепловых и аэродинамических процессов, протекающих в паровых котлах. В это же время начались экспериментальные работы по конвективному и лучистому теплообмену. С 30-х гг. проводились обширные исследования по теплообмену и гидравлическому сопротивлению пучков труб, велись работы по изучению теплоотдачи при конденсации пара и при кипении (Г. Н. Кружилин), а также теоретические и экспериментальные исследования процессов лучистого теплообмена, в т. ч. на моделях топочных устройств, разрабатывались практические методы расчётов теплообмена в топках (осн. результаты исследований обобщены М. А. Михеевым), созданы нормативные методы теплового и аэродинамического расчёта котельных агрегатов.
В 1937–38 созданы эффективные сепарационные устройства, что позволило использовать в паровых котлах воду с большим содержанием соли. Котлостроение в 30-х гг. развивалось в направлении увеличения паропроизводительности котельных агрегатов (до 160– 200 т/ч) и повышения параметров пара: давления до 34 МН/м2 и температуры до 420 °C. Под руководством Л. К. Рамзина разработан прямоточный котёл с однократной принудительной циркуляцией, хорошо работающий при высоких (от 140 МН/м2) и закритических давлениях пара. Была предложена схема ступенчатого испарения и дано теоретическое обоснование её работы (1938). Важный итог развития отеч. теплотехники 40-х гг. – практический переход к производству пара сверхвысоких параметров: на ТЭЦ Всесоюзного теплотехнического НИИ им. Ф. Э. Дзержинского пущен экспериментальный котельный агрегат на 29,3 МН/м2 и 600 ° C. Переход к высоким и сверхвысоким параметрам пара потребовал дальнейших исследований процессов молекулярного переноса энергии и принципиальных особенностей процессов тепло- и массообмена.
Установленная суммарная мощность ТЭС существенно возросла к кон. 1950-х гг. в результате строительства электростанций с агрегатами 100, 150 и 200 МВт в виде блоков «котёл – турбина» с параметрами пара 12,7 МН/м2 и 565 °C. С 1963 вводятся в действие энергоблоки мощностью 300 МВт на 24,5 МН/м2 и 560–565 °C. С кон. 60 – нач. 70-х гг. осваиваются крупные энергоблоки единичной мощностью 500 и 800 МВт для ТЭС суммарной мощностью св. 4 ГВт (в районах Экибастузского и Канско-Ачинского угольных месторождений). В 1975 создан уникальный одновальный турбоагрегат мощностью 1200 МВт, а в 1979 – крупнейший в мире паровой котёл, установленный на Костромской ГРЭС (1980).
Увеличение доли газа в топливном балансе страны и высокая эффективность этого вида топлива сделали целесообразным использование в теплоэнергетике газотурбинных установок (ГТУ). В СССР первые работы по ГТУ осуществлены в нач. 30-х гг., тогда же была спроектирована первая отеч. газовая турбина. Осн. направление развития газотурбостроения – повышение мощности установок и усовершенствование технологии производства жароупорных сталей. Более экономичны парогазовые установки (ПГУ), разработка которых начата в 1945–47. В сер. 1970-х гг. на Невинномысской ГРЭС вступила в строй ПГУ мощностью 200 МВт.
Большое значение для совр. теплоэнергетики имеют работы В. П. Глушко, Н. А. Доллежаля, В. А. Кириллина, М. А. Стыриковича, С. А. Христиановича, А. Е. Шейндлина, Г. Н. Кружилина и мн. других.
Продолжалось развитие гидроэнергетики. К кон. 1920-х гг. были построены 6 ГЭС мощностью св. 1 МВт, которые дополнили уже существовавшие к тому времени. Первые отеч. гидротурбины небольшой мощности создавались на Моск. заводе им. М. И. Калинина; средние и крупные агрегаты – на Ленингр. металлическом заводе. В 1932 построена Днепровская ГЭС, проект которой разработан группой учёных под руководством И. Г. Александрова. Бетонная плотина станции представляла собой одно из наиболее грандиозных сооружений в мировой практике. Здесь же впервые в СССР для электропередачи было использовано напряжение 154 кВ. Проектирование и строительство Днепровской ГЭС повлекло за собой развитие исследований по гидравлике сооружений, изучению и укреплению скальных оснований, теории расчёта гравитационных плотин, гидравлике турбин, технологии и прочности бетона.
В 1930-х гг. при строительстве гидротехнических сооружений на крупных реках Восточно-Европейской равнины (Волга, Кама, Свирь и др.) выяснилось, что возводить их придётся на глинах и песках. Мирового опыта гидротехнического строительства на таких грунтах не было. После проведения соответствующих н.-и. работ удалось в короткие сроки разработать и возвести на песчаных и глинистых основаниях плотины нового типа с напором до 30 м, что зарубежными специалистами считалось неосуществимым.
Перед Вел. Отеч. войной введена в эксплуатацию Нижнесвирская ГЭС, оборудованная крупнейшими в то время поворотно-лопастными турбинами мощностью 29 МВт. При возведении Свирьстроя проводились модельные испытания, что явилось основой нового в исследованиях экспериментального метода электрогидродинамических аналогий (Н. Н. Павловский).
Началом освоения громадных энергетических возможностей Волги стало строительство в 1932–37 канала им. Москвы с двумя электростанциями средней мощности (Иваньковской и Сходненской) и двумя малой мощности (Карамышевской и Перервинской). Среди объектов гидроэнергостроительства в 1946– 1958 первое по важности место заняли ГЭС Волжско-Камского каскада: Горыновская, Камская, Волжская (г. Волгоград). Началось освоение богатейших запасов водной энергии Восточного Казахстана и Сибири, где возведены Иркутская ГЭС на Ангаре, Новосибирская на Оби, Усть-Каменогорская на Иртыше, развернулось строительство Братской ГЭС на Ангаре и Бухтарминской ГЭС на Иртыше. Отличительная особенность гидроэнергетического строительства в 1960–70-х гг. – сооружение мощных высоконапорных ГЭС с высотой плотин до 250–300 м и установкой мощных гидроагрегатов. Суммарная мощность ГЭС к 1965 достигла 22,2 ГВт. Завершилось строительство 14 ГЭС мощностью св. 1 ГВт каждая. Среди них – Братская ГЭС (4,5 ГВт), Волжская ГЭС (2,54 ГВт). В 1972 достигла проектной мощности 6000 МВт Красноярская ГЭС, на ней установлены гидроагрегаты мощностью 508 МВт. При плотине ГЭС сооружён судоподъёмник оригинальной конструкции, позволяющий судам преодолевать стометровый перепад.
В 1970-х гг. в стране продолжалось строительство промышленных ГЭС, в т. ч. 11 ГЭС единичной мощностью св. 1000 МВт. Крупнейшая из них – Саяно-Шушенская ГЭС (6400 МВт) на р. Енисей, плотина станции высотой 242 м и длиной по гребню 1066 м, расчётный напор 194 м; на станции установлены гидроагрегаты мощностью 640 МВт каждый. С 70-х гг. в мире наметилась тенденция к снижению доли ГЭС в общем производстве электроэнергии и всё большему использованию ГЭС для покрытия пиковых нагрузок в энергосистемах. В соответствии с этим разработано неск. проектов сооружения гидроаккумулирующих электростанций на территории Европейской части страны, в т. ч. в районе Москвы и в др. местах.
В процессе гидротехнического строительства пришлось решать ряд проблем, касающихся речного стока, методов его регулирования, оптимального использования водной энергии. Предложены новые методы инженерных расчётов, получившие широкое применение при проектировании, строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений. Решён ряд вопросов гидродинамики в связи с необходимостью сброса больших масс воды во время паводков. Разработаны вопросы термического состояния бетонных массивов плотин.
Развитие ядерной энергетики как самостоятельной отрасли энергетического производства началось с пуска в 1954 в г. Обнинск первой в мире атомной электростанции (АЭС) мощностью 5 МВт (Обнинская АЭС). Работы по созданию АЭС осуществлялись под общим руководством И. В. Курчатова. До кон. 60-х гг. в стране сооружали и эксплуатировали единичные опытно-промышленные АЭС относительно небольшой мощности. В результате проведённых испытаний перспективными для ядерной энергетики признаны реакторы на тепловых нейтронах: уранграфитовые канального типа (замедлитель – графит, теплоноситель – вода) и водо-водяные корпусного типа (замедлитель и теплоноситель – вода). Первые стали конструктивной основой 1-го (1964) и 2-го (1967) энергоблоков Белоярской АЭС мощностью соответственно 100 и 200 МВт. Вторые установлены на 1-м (1964) и 2-м (1969) энергоблоках Нововоронежской АЭС мощностью 210 и 365 МВт. Успешная эксплуатация опытно-промышленных энергоблоков первых АЭС позволила с нач. 70-х гг. приступить к созданию и освоению промышленных энергоблоков, параметры которых (по выработке электроэнергии и использованию установленной мощности) сопоставимы по конкурентоспособности с параметрами электростанций, работающих на твёрдом органическом топливе. В период 1971–75 введены в действие водо-водяные реакторы мощностью 440 МВт (ВВЭР-440) на 3-м и 4-м энергоблоках Нововоронежской АЭС. Следующий шаг – строительство АЭС с 2 реакторами мощностью 1000 МВт (ВВЭР-1000). Работы по усовершенствованию и развитию уранграфитовых реакторов канального типа привели к созданию одноконтурного кипящего реактора РБМК мощностью 1000 МВт (РБМК-1000). Такие реакторы установлены на 1-м (1973) и 2-м (1975) энергоблоках Ленингр. АЭС и на Курской АЭС.
В 1973 в г. Шевченко пущена опытно-промышленная АЭС с реактором на быстрых нейтронах мощностью 350 МВт (БН-350) в комбинации с крупной опреснительной установкой производительностью 120 тыс. м3 дистиллята в сутки. Реакторы на быстрых нейтронах позволяют существенно (в десятки раз) повысить эффективность использования ядерного сырья, т. к. в реакторах этого типа наряду с расходованием ядерного топлива осуществляется его расширенное воспроизводство. Началось строительство реактора на быстрых нейтронах мощностью 600 МВт (БН-600) для 3-го энергоблока Белоярской АЭС. Построена первая атомная теплоэлектроцентраль – Билибинская АТЭЦ (48 МВт), снабжающая потребителей не только электрической энергией, но и тепловой. Для районов, находящихся вдали от действующих энергосистем, разрабатывают малогабаритные блочные ядерно-энергетические установки. В 1961 сдана в эксплуатацию крупноблочная транспортабельная атомная электростанция ТЭС-3 с водо-водяным реактором мощностью 1,5 МВт. Построена экспериментальная блочная ядерная энергетическая установка АРБУС с органическим теплоносителем и замедлителем (750 кВт), создана атомная электростанция АБВ-1,5 с ядерным реактором водо-водяного типа мощностью 1,5 МВт.
Большое внимание уделялось созданию реакторных установок с непосредственным преобразованием тепловой энергии в электрическую. В 1964 пущена установка «Ромашка», состоящая из высокотемпературного реактора на быстрых нейтронах и термоэлектрических генераторов, проведены испытания двух термоэмиссионных реакторов-преобразователей «Топаз», показавших реальную возможность использования таких установок в качестве бортовых источников электропитания на космических летательных аппаратах. Создана серия изотопных термоэлектрических генераторов «Бета» (мощность порядка 10 Вт) для энергопитания радиометеорологических станций. Успешно работали радиоизотопные термоэлектрические генераторы тока на аппаратах «Луноход-1» и «Луноход-2».
В 1957 построено первое в мире невоенное атомное судно – ледокол «Ленин» с ядерной энергетической установкой мощностью 44000 л. с. (32,3 МВт). В 1975 вышел в первую навигацию ледокол «Арктика» (55 МВт). В 1977 завершено строительство ледокола «Сибирь», в 1986 – ледокола «Россия». Уникальная возможность ядерных энергетических установок вырабатывать тепловую энергию без потребления кислорода позволила создать атомные подводные лодки, имеющие практически неограниченную дальность плавания под водой.
Работы в области гелиоэнергетики и геотермической энергетики начались в стране в сер. 1920-х гг. С 50-х гг. исследования по использованию энергии солнечного излучения проводились в Энергетическом институте АН СССР и ряде др. НИИ. Созданы гелиоустановки для подогрева воды и воздуха, опреснения воды, сушки разл. продуктов и материалов, отопительные и холодильные устройства, полупроводниковые преобразователи солнечной энергии в электрическую (фотоэлектрические и термоэлектрические генераторы и т. п.). Разрабатываются и реализуются системы тепло- и хладоснабжения жилых и общественных зданий с использованием энергии солнечной радиации, а также проекты крупных солнечных установок (станций) с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии.
Солнечная радиация и теплота Земли – мощные и практически неисчерпаемые источники энергии, и им придаётся всё большее значение. С 1966 в долине р. Паужетка (Камчатка) работает геотермическая электростанция (ГеоТЭС) мощностью 3,5 МВт.
Большинство ветроэнергетических установок (их мощность достигает 100 кВт) используется в сельском хозяйстве для механизации подачи воды из колодцев (особенно на пастбищах и отдалённых фермах), для зарядки аккумуляторов, питания электроэнергией маяков, бакенов, установок по опреснению минерализованных грунтовых вод, для катодной защиты трубопроводов и морских сооружений от коррозии, для аэрации водоёмов в зимнее время закачкой воздуха под лёд и в др. целях.
Машиноведение. Эволюция машиностроения от отдельных машин неавтоматического действия до автоматических систем отражена в развитии важнейших направлений теории машин и механизмов. Основы её заложены в 1860-х гг. в трудах П. Л. Чебышева и О. И. Сомова (синтез шарнирных механизмов, структура кинематических цепей и др.). В нач. 20 в. были созданы общая теория структуры и классификации плоских механизмов, предложен метод кинематического анализа, развита теория зубчатых механизмов, а позднее теория зубчатых зацеплений, разработаны инженерные методы их расчёта и проектирования. В 20–30-х гг. гл. достижением в области машиноведения стала разработка общей теории структуры и классификации механизмов (И. И. Артоболевский и др.). В 30-х гг. Н. Г. Бруевичем решены задачи кинетостатики пространственных механизмов. В трудах В. В. Добровольского, Артоболевского предложены решения задач анализа механизмов, система их классификации. Их работы легли в основу создания нац. школы в этой области. Результатом их явилась разработка обобщающей классификации механизмов по их структурным, кинематическим и динамическим свойствам. В 40– 50-х гг. дальнейшее развитие получила теория синтеза механизмов. В те же годы были решены мн. задачи по динамике машинных агрегатов, в т. ч. работающих при высоких скоростях, с высокими нагрузками, с переменной массой (К. В. Фролов и др.).
В 1960-х гг. Артоболевским и др. учёными были выполнены исследования по теории проектирования и эксплуатации машин-автоматов, разработана методика расчёта, проведена классификация, в основу которой были положены признаки, связанные с числом потоков информации, предложены методы, соответствующие общим методам автоматического управления. Для обширного класса автоматов, оснащённых цифровыми системами управления, А. Е. Кобринский создал программы и предложил методы и средства обработки исходной и текущей информации, исследовал вопросы проектирования и расчёта самонастраивающихся (адаптивных) систем. Продолжились работы, начатые в 50-е гг., в области синтеза автоматов, имеющих оптимальные параметры, с помощью ЭВМ. С 70-х гг. велась разработка систем машин автоматического действия, создавались роботы, манипуляторы, шагающие машины, вибрационные, с переменной массой и др.
Дифференциация тематики машиноведения привела к возникновению относительно автономных, специализированных исследовательских направлений: исследование вопросов прочности, точности, трения и износа, теории расчёта и конструирования машин и др. В рамках каждого из направлений получены оригинальные фундаментальные и прикладные результаты, сложились науч. школы, созданы НИИ, конструкторские и проектные бюро. В области теории прочности продолжались исследования распределения усилий в тонкостенных конструкциях, разрабатывались вопросы прикладной теории упругости, методики расчёта конструкционных материалов и т. д.
В 1930-х гг. в расчётах стали применять хорошо разработанные методы строительной механики, позволяющие определять статические усилия в упругих системах машин, узлов и конструкций; получил распространение метод расчёта по предельным нагрузкам (В. В. Соколовский, А. А. Ильюшин, Ю. Н. Работнов и др.). В 50–60-х гг. широко внедрялись исследования полей деформаций и напряжений, тензометрии и др. Систематические исследования проблем термопрочности проводились И. А. Одингом и др. В 60–70-х гг. наука о прочности развивалась в следующих направлениях: разработка вопросов деформирования и разрушения как основы расчётов на прочность при экспериментальных условиях нагрева и нагружения; исследование кинетики деформированных состояний и разрушения для определения прочности осей на выносливость, учитывающие переменность режима работы, статические и усталостные напряжения и пр.
Проблемы точности и износостойкости лежат в основе совершенствования технических средств всех отраслей машиностроения. В 1920–30-х гг. осуществлялись планомерные разработки по ряду технических направлений, в т. ч. было узаконено применение метрической системы мер, приняты гос. эталоны, созданы гос. стандарты на допуски изделий и калибров для их контроля и др. В 70-е гг. внимание учёных было сосредоточено на вопросах оптимизации точностных задач при конструировании, на изучении проблем точности и надёжности.
Теория трения и износа твёрдых тел наиболее интенсивно разрабатывалась с 1930-х гг. в связи с развитием машиностроения. Были систематизированы знания о трении и износе в машинах, исследована природа поверхностных сил, сделаны попытки создания единого учения, позже изучены механизм разрушения поверхностных слоёв (труды П. А. Ребиндера и др.), абразивный износ и др. Развивались исследования контактного взаимодействия твёрдых тел, создавались стандартные методы оценки фрикционных материалов и т. д. Работы в области теории машиностроения легли в основу практического использования достижений науки в станкостроении, приборостроении, инструментальной промышленности и в др. отраслях машиностроения.
Начиная с 1920-х гг. проводилась разработка новых конструкций металлорежущих станков и инструментов, совершенствовались технологические процессы и режимы обработки. Осн. проблемы, находившиеся в центре внимания учёных: создание отдельных типов станков, отработка типажа, увеличение скорости обработки, совершенствование привода и повышение мощности, износостойкость и долговечность и др. В 40-х гг. в стране выпускались станки мн. типов, в т. ч. агрегатные и специальные, с высокой степенью автоматизации. Были разработаны основы теории проектирования станков-автоматов (1948). Особое внимание уделялось проектированию и отработке конструкций прецизионных станков, тяжёлых и уникальных станков для многооперационной обработки, с автоматической сменой инструмента, для ультразвуковой, плазменной, лазерной и др. видов обработки. В 50–70-х гг. проводились науч. исследования, результатом которых явилось внедрение автоматических станков с адаптивной системой управления (Ю. М. Соломенцев и др.), с групповой обработкой.
С 1930-х гг. проводились интенсивные исследования по созданию новых инструментов, в т. ч. твердосплавных, минералокерамических, позволяющих улучшить режимы резания. В 70-х гг. на основе сверхпрочных материалов (синтетические алмазы, эльбор, гексанит и др.) создано новое поколение инструментов. В 40–50-х гг. велись работы по проблемам скоростного резания, для обеспечения которого были созданы системы автоматического управления станками, разработан бесступенчатый ионный привод с электронным управлением, сконструированы автоматические линии из агрегатных станков. Изучалось влияние разл. факторов на точность обработки и качество поверхности, разрабатывались основы упрочняющей технологии, которая обеспечивала в процессе механической обработки улучшение свойств материала и способствовала в эксплуатации повышению надёжности и долговечности изделий.
Металлургия. К нач. 1920-х гг. производство чугуна и стали в стране сократилось почти в 20 раз, практически все предприятия цветной металлургии оказались разрушенными. Восстановление металлургической промышленности началось одновременно с восстановлением др. отраслей хозяйства. В то же время большое внимание уделялось исследованию фундаментальных проблем: физико-химических основ металлургических процессов, структурно-кристаллического строения металлов и сплавов, фазовых превращений металлов. Прикладными изысканиями решались вопросы обогащения руд, совершенствования технологических схем и эксплуатационных процессов выплавки металлов. Итогом изысканий в области доменного производства стало применение кислородного дутья и природного газа, что резко интенсифицировало технологические процессы.
Доменное производство совершенствовалось благодаря применению кислорода и природного газа. Опытные плавки с использованием обогащённого кислородом дутья впервые проведены на Чернореченском химическом заводе в 1930-е гг. В 1957 на заводе им. Петровского (Днепропетровск) впервые в мире использован природный газ, что позволило значительно снизить расход кокса. С нач. 70-х гг. св. 80% чугуна выплавлялось с применением природного газа. Наряду с совершенствованием технологических процессов плавки проектировались и строились уникальные по тому времени доменные печи. К кон. 60-х гг. объёмы доменных печей в СССР достигали 2700–3200 м3, а в 1974 на Криворожском металлургическом заводе им. В. И. Ленина вступила в строй доменная печь объёмом 5000 м3. К 80-м гг. СССР располагал крупнейшими в мире мартеновскими и двухванными печами ёмкостью до 600 т, кислородными конвертерами ёмкостью 300–350 т.
Для обеспечения металлургического производства коксом строились мощные коксовые батареи с печами большой ёмкости. Сооружались печи объёмом более 40 м3 и высотой 7 м; годовая производительность коксовой батареи из 65 таких печей превышала 1 млн.т кокса.
В сталеплавильном производстве первые опыты применения обогащённого кислородом дутья в мартеновской печи были проведены ещё в 1930-х гг. на моск. заводе «Серп и молот» и горьковском заводе «Красное Сормово». К кон. 70-х гг. до 80% мартеновской стали выплавлялось с обогащением дутья кислородом. Н.-и. работы по использованию кислорода в конвертерных процессах велись с 40-х гг. под руководством И. П. Бардина. В 1956 на заводе им. Петровского был пущен кислородно-конвертерный цех по производству высококачественной стали.
Основы рафинирования расплавленной стали после выпуска её из печи разработаны в 1940–41 под руководством А. М. Самарина. В дальнейшем внепечная вакуумная обработка расплавленных металлов прочно вошла в практику металлургических и машиностроительных заводов, позволяя в 2–3 раза уменьшить содержание водорода, кислорода, азота и неметаллических включений в слитках, идущих на производство изделий ответственного назначения. Процесс непрерывной разливки стали разработан в 40-х гг. под руководством Бардина, позднее процессы литья и прокатки были совмещены.
Развитие электрометаллургии стимулировалось расширением новых отраслей промышленности (авиационной, автомобильной и др.). Уже в нач. 1970-х гг. в стране работали сотни дуговых печей, в т. ч. 13 – ёмкостью 100 и 200 т.Разрабатывались и были внедрены: плавка стали и сплавов в высокочастотных индукционных печах, дуговая и индукционная плавка в вакууме, электрошлаковый переплав, переплав в электронно-лучевых и плазменно-дуговых печах для получения высококачественных сталей и специальных сплавов.
Осн. направления развития цветной металлургии базировались на трудах А. А. Байкова, В. Я. Мостовича, Г. Г. Уразова и др. На прогресс в цветной металлургии решающее влияние оказала разработка флотационного метода обогащения руд для получения медных, свинцовых, цинковых, вольфрамовых и молибденовых концентратов, а также внедрение процессов агломерации концентратов и их обжига в кипящем слое перед металлургической переработкой. Большой вклад в создание промышленности цветных металлов внесли Ф. М. Лоскутов, И. Н. Плаксин, И. И. Черняев, В. А. Ванюков, А. Н. Вольский, В. И. Смирнов, Д. М. Чижиков и др.
Развитие производства отеч. алюминия и магния связано с именами Н. П. Асеева, П. П. Федотьева, П. Ф. Антипина, В. А. Пазухина и др. Уже в кон. 1930-х гг. разработаны способы производства глинозёма из бокситов, методы получения алюминия и его сплавов. Разработана и внедрена комплексная технология переработки нефелинов и др. небокситового сырья на глинозём, содопродукты и цемент, созданы электролизёры с самообжигающимися анодами и мощные электролизёры с верхним токоподводом.
В 1950-х гг. начались интенсивные работы по производству редких и редкоземельных металлов, полупроводниковых материалов, монокристаллов германия, переработке сурьмяных и висмутовых руд, получению титана, циркония и ниобия, применению в производстве редких металлов электронно-лучевой и плазменной плавки. Большой вклад в разработку технологии получения полупроводниковых материалов внесли Н. П. Сажин, Б. А. Сахаров, К. А. Большаков, Е. М. Савицкий.
По мере увеличения производства цветных металлов расширялось рациональное использование природных ресурсов, вовлекались в эксплуатацию месторождения с более низким, но рентабельным содержанием металлов в рудах. Разработка и внедрение гидрометаллургических схем и совершенствование пирометаллургических процессов способствовали повышению комплексного использования сырья и интенсификации производства. В частности, внедрена кислородно-взвешенная плавка медных сульфидных концентратов, освоены комбинированные автогенные процессы для переработки сложных медно-цинковых, свинцово-цинковых и др. концентратов, электротермические процессы с применением электропечей большой мощности (до 50 МВ·А). Разработаны способы получения тонкодисперсных чистых металлов, их соединений и сплавов, в особенности тугоплавких, с применением низкотемпературной плазмы. При создании новых технологических процессов особое внимание уделялось рациональному использованию сырья и охране окружающей среды.
Развитие металлургической промышленности потребовало нового металлургического оборудования. В 1920-х гг. разработан первый отеч. сортовой прокатный стан, а также ряд нагревательных печей для прокатных станов. В 20– 30-х гг. созданы станы для прокатки легированных сталей, в 1932 – два первых блюминга. В 50-х гг. под руководством А. И. Целикова для технологических процессов повышенной производительности изготовлены новые прокатные станы и трубосварочный стан со скоростью выхода трубы до 20 м/с. Создание принципиально нового трубопрокатного агрегата со станом – «тандем» позволило автоматизировать процесс прокатки. В 60-е гг. были созданы литейно-прокатные агрегаты, совмещающие процессы непрерывного литья и прокатки, которые применяются как в чёрной, так и в цветной металлургии.
В 1950-х гг. все новые трубные станы были изготовлены по отеч. проектам, в т. ч. станы для непрерывной прокатки бесшовных труб, непрерывные агрегаты печной сварки труб, агрегаты для производства сварных труб большого диаметра, станы холодной прокатки и др. Организовано производство высокопрочных электросварных труб большого диаметра для магистральных газо- и нефтепроводов, труб из нержавеющей и легированной стали, а также труб, покрытых цинком, алюминием и др. металлами.
Осн. направления совр. науч. разработок в области металлургии – решение проблем, вызванных ухудшением качества сырья, дефицитом углеродного топлива, плохой экологией производства, а также разработка новых материалов и технологий их получения, повышение надёжности и безопасности производства.
Авиация. До 1920-х гг. постройка и сборка самолётов осуществлялись на нескольких заводах: Русско-Балтийском вагонном (Рига), Щетинина и Лебедева (в Петрограде), «Дукс» (в Москве), «Анатра» (в Одессе) и в мелких мастерских др. городов. Самолёты создавали по трофейным образцам, одновременно приобретались лицензии на постройку самолётов иностранных марок. Первоначально большинство самолётов строилось по бипланной схеме, но к сер. 30-х гг. определился окончательно переход от биплана к моноплану. Это было обусловлено достижениями аэродинамики, строительной механики и двигателестроения. Созданы точные методы расчёта на прочность. Разработка и применение на самолётах тормозных колёс и механизации крыла (щитков, закрылок, предкрылок) позволили увеличить удельную нагрузку на крыло и тем самым повысить скорость самолёта. Важнейшим достижением аэродинамики, обеспечившим снижение аэродинамического сопротивления самолёта на 20– 25%, было решение проблемы уборки шасси в полёте и внедрение винтов изменяемого шага. Росту скорости полёта способствовало также усовершенствование капотирования двигателей, переход к закрытым фонарям кабин и обтекаемым, зализанным формам фюзеляжей, применение гладкой обшивки крыла и потайной клёпки. Всё это позволило добиться увеличения скорости самолётов на 20–30% при той же мощности двигателей. Продолжалось дальнейшее совершенствование методов расчёта и проектирования авиационных двигателей (В. Я. Климов, А. Д. Швецов, А. А. Микулин). Конструкторам совм. с учёными удалось повысить мощность серийных двигателей с 700–800 до 2000 л. с.
В 1930-х гг. сов. учёным и инженерам удалось решить проблемы избавления от флаттера (вибраций крыла и оперения с нарастающей амплитудой в потоке воздуха) и выхода из штопора, что способствовало быстрому качественному росту отеч. самолётостроения. Изучение флаттера проводилось ещё в 20-х гг. В. П. Ветчинкиным и С. А. Чаплыгиным, в 1931 для решения этой проблемы организована специальная группа, в которую входили М. В. Келдыш, Е. П. Гроссман и др. Теоретические и экспериментальные исследования, проведённые этой группой, позволили выработать рекомендации для конструкторов, навсегда излечившие самолёты от опасного явления вибраций. Решение проблемы штопора изложили в своих трудах В. С. Пышнов и А. Н. Журавченко.
Качественный скачок, обозначивший начало технической революции в авиации, произошёл, когда появился мощный и лёгкий реактивный двигатель. Б. С. Стечкин разработал теорию воздушного реактивного двигателя и в 1929 опубликовал одноимённую статью. Пионером создания отеч. турбореактивных двигателей (ТРД) стал А. М. Люлька, который в 1937 начал работать над своим первым авиационным ТРД.
Первый в СССР полёт на ракетопланёре РП-318-1 конструкции С. П. Королёва выполнил в февр. 1940 лётчик В. П. Фёдоров. 15.5.1942 лётчик Г. Я. Бахчиванджи совершил первый полёт на экспериментальном самолёте БИ-1 с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД), созданном конструкторским коллективом под руководством В. Ф. Болховитинова. Однако дальнейшее применение ЖРД ограничивалось экспериментальными самолётами с небольшой продолжительностью полёта; осн. типом двигателя стал ТРД, который обеспечивал достижение скорости полёта 700–900 км/ч. Вместе с тем резкое повышение скоростей поставило перед учёными и авиаконструкторами новые проблемы: на скоростях полёта св. 900 км/ч начинало сказываться явление сжимаемости воздуха, повышалось сопротивление, ухудшалась устойчивость и управляемость самолёта. Многочисленные науч. работы и экспериментальные исследования показали, что при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях полёта крылья самолётов должны иметь тонкий профиль и стреловидную форму в плане. В дек. 1948 на экспериментальном реактивном самолёте Ла-176 С. А. Лавочкина в полёте со снижением достигнута скорость звука.
Важное значение для решения качественно новых задач самолётостроения имели фундаментальные исследования в области аэродинамики, устойчивости и управляемости летательных аппаратов, газодинамики воздушно-реактивных двигателей, новых конструкционных материалов и прочности авиационных конструкций (Келдыш, С. А. Христианович, А. А. Дородницын, В. В. Струминский, Г. П. Свищёв, Г. С. Бюшгенс, Г. И. Петров, Стечкин, А. И. Макаревский, С. Т. Кишкин, А. Ф. Белов и др.). Успехи в аэродинамике и создании новых, более мощных реактивных двигателей позволили преодолеть звуковой барьер. Авиация стала сверхзвуковой: скорость самолёта в горизонтальном полёте превысила скорость звука. В нач. 50-х гг. в СССР создан первый сверхзвуковой самолёт – одноместный истребитель МиГ-19, скорость его полёта достигла 1450 км/ч.
Широкий круг экспериментальных и теоретических исследований позволил отработать компоновки скоростных реактивных самолётов, рациональные в отношении аэродинамики, динамики полёта и аэроупругости конструкции. Потребовалось также значительно повысить тягу ТРД, разработать эффективные воздухозаборники и реактивные сопла. Большой вклад в разработку и создание отеч. авиационных двигателей внесли конструкторские коллективы, возглавляемые Люлькой, Климовым, Микулиным, С. К. Туманским, А. Г. Ивченко, С. П. Изотовым, Н. Д. Кузнецовым, П. А. Соловьёвым, В. А. Лотаревым, О. Н. Фаворским.
Основные направления развития отеч. авиации в 1960–80-х гг. – дальнейшее повышение лётно-технических характеристик и эффективности самолётов и вертолётов, создание летательных аппаратов нового типа. Продолжались экспериментальные работы с экранолётами, первый из которых построен В. И. Левковым ещё в 1935; в 1973 создан экранолёт ЭСКА-1 (скорость 120 км/ч, высота полёта до 100 м).
Были проведены большие н.-и. работы по созданию крыла со сверхкритическим профилем и большим удлинением, изучению возможности уменьшения сопротивления трения путём естественной и искусственной ламинаризации пограничного слоя, применению воздушных винтов нового поколения – винтовентиляторов, созданию адаптивного крыла, профиль которого принимает форму, близкую к оптимальной на каждом заданном режиме полёта, совершенствованию конструкции и эксплуатационных характеристик силовых установок летательных аппаратов и управлению вектором тяги и по мн. другим направлениям. Результатом этих работ стало создание самолётов с изменяемой в полёте стреловидностью крыла, обладающих благоприятными аэродинамическими характеристиками в широком диапазоне скоростей полёта (С-22И, МиГ-23), самолёты короткого взлёта и посадки, которые могут эксплуатироваться с неподготовленных площадок небольших размеров (Ан-72, Ан-74), самолёты вертикального взлёта и посадки с широкими возможностями базирования (Як-36, Як-38), транспортные самолёты рекордной грузоподъёмности 150–250 т (Ан-124 «Руслан», Ан-225 «Мрия»). На экспериментальных и серийных образцах самолётов с турбореактивными двигателями достигнуты максимальные скорости полёта 3000 км/ч и более (МиГ-31). Начались теоретические и практические исследования по созданию средств и методов уменьшения радиолокационной заметности военных летательных аппаратов.
Несмотря на многочисленные летающие модели геликоптеров, построенных в 19 в., создание натурного летающего вертолёта стало возможным лишь с появлением в нач. 20 в. лёгкого двигателя внутреннего сгорания и несущих винтов, разработанных на основе теоретических и экспериментальных исследований С. К. Джевецкого, Н. Е. Жуковского, Б. Н. Юрьева и др. В 1930 создан первый отеч. вертолёт ЦАГИ 1-ЭА (Юрьев, А. М. Черёмухин). В нач. 40-х гг. создан ряд экспериментальных образцов вертолётов И. П. Братухина. В послевоенные годы работы по вертолётам сосредоточились в специализированных ОКБ М. Л. Миля и Н. И. Камова, а также (в течение некоторого времени) в ОКБ А. С. Яковлева. В 60–80-х гг. были созданы десятки вертолётов разнообразного назначения, многие из которых по своим лётно-техническим характеристикам превосходили совр. зарубежные образцы, а некоторые до сих пор не имеют аналогов в мире (Ми-6, В-12, Ми-26, Ка-50).
Ведущими разработчиками авиационной техники стали коллективы конструкторов, возглавляемые А. Н. Туполевым, Лавочкиным, С. В. Ильюшиным, В. М. Мясищевым, Яковлевым, А. И. Микояном, Г. М. Бериевым, П. О. Сухим, Камовым, Милем.
Опыт, накопленный при создании авиационной техники, был использован при разработке космических аппаратов. Новым направлением в развитии авиационной техники стало создание летательных аппаратов, в которых объединились возможности авиационных и космических систем. К ним относится воздушно-космический орбитальный корабль многоразового использования «Буран», предназначенный для выведения на орбиту вокруг Земли разл. космических объектов, доставки на орбитальные станции и возвращения на Землю обслуживающего их персонала, транспортировки грузов и др. Первый испытательный полёт «Бурана» состоялся на космодроме Байконур в 1988. Выполнив программу полёта на орбите, корабль успешно приземлился по-самолётному на аэродром Байконура.
Характерная особенность развития авиации в России состоит в том, что вплоть до нач. 1950-х гг. осн. внимание авиаконструкторов уделялось военной авиационной технике. Гражданской авиации отводилась второстепенная роль. В 20–30-х гг. на внутренних линиях эксплуатировались гражданские самолёты АК-1, К-5, АНТ-9, У-2, пассажировместимость которых не превышала 8–9 чел. С появлением в 1938 Ли-2 («Дуглас» LC-3) перевозки пассажиров возросли (в 1940 – до 410 тыс. чел.), но заметное развитие отеч. гражданской авиации началось в кон. 40-х гг., когда был создан двухмоторный самолёт Ил-12 Ильюшина, а затем его модификация Ил-14. Очень скоро на смену им пришли самолёты с реактивными двигателями (Ту-104, Ил-18, Ту-114, Ан-10, Ан-24). В 60-х гг. парк гражданской авиации России пополнили самолёты Ту-134, Ту-154, Ил-18Д, Ил-62, Як-40. В 1968 создан первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолёт Ту-144 (эксплуатировался в 1977–78).
Тенденция мирового самолётостроения к всемерному повышению транспортных возможностей самолётов привела к созданию широкофюзеляжных самолётов – аэробусов большой пассажировместимости (350–650 чел.). Созданный в 1965 под руководством О. К. Антонова Ан-22 («Антей») стал первым в мире широкофюзеляжным транспортным самолётом. В 1980 началось серийное производство отеч. аэробусов Ил-86, в 1989 – Ил-96-300. В кон. 80-х гг. создан средний магистральный самолёт Ту-204, в котором учтены последние достижения мирового самолётостроения.
Творческие традиции отеч. школы авиастроения успешно продолжили Р. А. Беляков, А. А. Туполев, Г. В. Новожилов, М. Н. Тищенко, С. В. Михеев, В. А. Лотарев и др. конструкторы.
Расширение географии воздушных перевозок, увеличение потока пассажиров и грузов обусловили необходимость существенной перестройки работы наземных служб, сооружения новых взлётно-посадочных полос, пригодных для эксплуатации тяжёлых авиалайнеров, расширения аэропортов и оснащения их совр. системами управления и радио- и светотехническими средствами, обеспечивающими приём и отправление самолётов круглый год, в любое время суток. Одновременно летательные аппараты и наземные комплексы оснащались радиоэлектронным оборудованием (в т. ч. радиолокационной, телевизионной, лазерной, инфракрасной техникой), совр. средствами мобильной и спутниковой связи, цифровыми системами обработки информации. Широко применяются автоматизированные комплексы предполётной проверки самолётов, автоматические и автоматизированные системы управления посадкой летательных аппаратов в условиях ограниченной видимости, системы обеспечения безопасности пассажиров, экипажа и персонала аэропортов как во время полётов, так и на земле.
Электротехника. В 1920-х гг. положено начало широкому развитию фундаментальных и прикладных исследований в области высоковольтной, электроизоляционной и силовой полупроводниковой техники, светотехники, электромеханики. В нач. 20-х гг. решён ряд узловых проблем, связанных с сооружением первых линий электропередач (ЛЭП) высокого напряжения, в частности с производством изоляторов для этих линий. В 20–30-х гг. исследования по технике высоких напряжений развернулись во многих науч. центрах страны. В Моск. энергетическом ин-те (МЭИ), Всесоюзном электротехническом ин-те (ВЭИ) и Ленинградском электротехническом институте (ЛЭТИ) проводились фундаментальные исследования в области высоких напряжений (испытание и конструирование изоляторов, разрядников, защита энергосистем от перенапряжений и т. п.). Физические свойства материалов с высокой диэлектрической проницаемостью и низкими диэлектрическими потерями исследованы Б. М. Вулом и др. К. А. Андриановым выполнены работы по созданию широкого класса электроизоляционных материалов на основе кремнийорганических полимеров. Под руководством П. В. Тимофеева проведены исследования поведения электрического разряда при мощных импульсных нагрузках. Результаты этих исследований легли в основу разработки ряда принципиально новых газоразрядных источников света, ртутных выпрямителей, приборов для генерации высокочастотных токов и др. устройств.
В 1930–50-х гг. труды отеч. учёных посвящены гл. обр. проблемам рационального построения и надёжности эксплуатации электрических систем и сетей, вопросам передачи электроэнергии на большие расстояния. Теоретические основы анализа переходных процессов в электрических системах и в ЛЭП сформулированы в трудах А. А. Горева. Результаты теоретических исследований статической и динамической устойчивости сложных электрических систем обобщены в монографии С. А. Лебедева и др. Проведены теоретические исследования в области релейной защиты, разработаны теория релейной защиты и автоматики электрических систем, теория режимов сложных электрических систем. Для анализа расчёта стационарных и аварийных режимов работы крупных систем методами моделирования были созданы разл. статические расчётные столы-модели (Лебедев, И. С. Брук и др.) и электродинамические модели (М. П. Костенко, В. А. Веников и др.).
Работы учёных позволили в 1960– 1970-е гг. решить мн. важные задачи повышения мощности и дальности ЛЭП, а также повышения устойчивости электрических систем, объединяющих электростанции разл. типов. Они обеспечили, напр., возможность построения ЛЭП Куйбышев – Москва (мощность более 1 ГВт, протяжённость 900 км, переменное напряжение 400 кВ), введение в эксплуатацию ЛЭП на 750 кВ Ленинград – Москва и Донбасс – Мукачево. Началось промышленное освоение комплекса аппаратуры для ЛЭП напряжением 1150 кВ. Испытывались разл. схемы выпрямления и ивертирования, создавались электронно-ионные преобразовательные устройства, полупроводниковые (тиристорные) преобразователи тока. Начаты опытные работы с использованием рабочего напряжения 1500 кВ. По развитию техники передачи электрической энергии СССР занимал передовые позиции среди промышленно развитых стран.
В тесной связи с решением проблем строительства электрических систем, передачи электроэнергии на большие расстояния, защиты ЛЭП от перенапряжений и снижения потерь энергии на электрическую корону разрабатывались вопросы высоковольтного аппаратостроения; изучались физические процессы и методы разрыва и гашения дуги, термические и электродинамические явления в аппаратах; проводились изыскания дугогасящих материалов; создавались масляные, воздушные и др. выключатели, а также разъединители, трансформаторы тока, разрядники и др. аппараты для установок высокого напряжения (В. И. Попков, Горев и др.). Эти исследования позволили отеч. электропромышленности освоить выпуск всех видов высоковольтных коммутационных аппаратов. Так, ещё в 1959 в ВЭИ разработан выключатель на напряжение 400 кВ с гашением дуги сжатым воздухом при мощности отключения 10 ГВ·А (такие выключатели были установлены на ЛЭП Куйбышев – Москва). К важным достижениям электротехнической науки следует отнести создание комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией, отличающихся высокой прочностью, теплостойкостью и химической инертностью.
Проведены фундаментальные работы по общим вопросам теории, методам расчёта, конструирования и испытания электрических машин и трансформаторов, по проблемам коммутации коллекторных машин, переходных процессов в машинах переменного и постоянного тока, устойчивости параллельной работы синхронных машин и др. (А. Е. Алексеев, Г. Н. Петров, А. Н. Ларионов, Брук, А. Г. Иосифьян и др.). К. И. Шенфер внёс крупный вклад в теорию электрических машин (труды по коллекторным двигателям переменного тока, машинам постоянного тока, асинхронным машинам). Положения теории электрических машин развиты в капитальных работах Костенко, И. А. Глебова и др. авторов. В работах Д. А. Завалишина и др. заложены основы теории электропривода. В. А. Трапезников, Иосифьян и др. разработали основополагающие принципы проектирования единых серий электрических машин и подготовили возможность использования ЭВМ при их расчёте.
На основе проведённых исследований были созданы высокоэффективные электротехнические устройства. Так, была разработана серия синхронных двигателей мощностью до 10 МВт с относительно малым расходом обмоточной меди, электротехнической стали и изоляционных материалов; уникальные синхронные компенсаторы мощностью 75 МВ·А для ЛЭП Куйбышев – Москва и электропривод гл. вала атомного ледокола «Ленин» с крупнейшим в мире двухъякорным электродвигателем постоянного тока мощностью 14400 кВт (19600 л. с.) на 1300 В. Освоено промышленное производство электромашин мощностью от долей ватта (микромашины) до сотен мегаватт (турбогенераторы 500, 800, 1200 МВт).
Электроника. Радиотехника. Электросвязь. В 1918 организована Нижегородская радиолаборатория – первый советский н.-и. центр по радиотехнике (один из руководителей М. А. Бонч-Бруевич), с которым связаны мн. достижения в создании электронных приёмно-усилительных и генераторных ламп (в частности, первых в мире мощных – 25 и 40 кВт – ламп с водяным охлаждением), а также в организации радиовещания. Плодотворную роль в реализации первых науч. достижений отеч. радиотехники сыграли Рос. об-во радиоинженеров и Радиоассоциация (их возглавляли М. В. Шулейкин, В. К. Лебединский, А. А. Петровский), объединившие отеч. радиотехников для решения мн. теоретических и практических проблем развития радио.
В 1920–40-х гг. проводились исследования в области электроники и электронных приборов (электронных ламп, газоразрядных выпрямителей и преобразователей, электронно-лучевых трубок, рентгеновских приборов и др.). В 20– 30-х гг. проведены основополагающие исследования в области физики и технологии электронных приборов (С. А. Векшинский и др.). Результаты исследований свойств диэлектриков и тонких плёнок, выполненных в 30-х гг. (А. Ф. Иоффе, А. Ф. Вальтер, П. П. Кобеко и др.), заложили науч. основы для организации производства пассивных электронных приборов (конденсаторов, резисторов и т. п.).
В проектировании и строительстве крупных радиопередающих станций принимали участие многие ведущие радиоспециалисты (А. Л. Минц и др.). К этому периоду относится создание в Москве радиостанции ВЦСПС мощностью 100 кВт, а также радиостанций для Ленинграда и Новосибирска. В 1933 вступила в строй самая (для того времени) мощная в мире 500-киловаттная радиостанция им. Коминтерна. В связи с интенсивным освоением диапазона СВЧ в СССР в кон. 1930-х гг. под руководством Бонч-Бруевича созданы первые генераторные магнетронные приборы, а также генераторные и приёмно-усилительные СВЧ-триоды (Н. Д. Девятков и др.).
В 1920–40-х гг. начали функционировать первые коротковолновые линии радиосвязи (напр., Москва – Ташкент, Москва – Нью-Йорк, Москва – Париж). Преобразована в крупный передающий радиоцентр Октябрьская радиостанция в Москве; введены в действие первые линии радиосвязи на метровых волнах (Москва – Ногинск, Москва – Кашира); внедрена УКВ-связь на кораблях ВМФ. С сер. 20-х гг. началось интенсивное развитие систем дальней проводной связи. Были заложены теоретические основы расчёта воздушных линий связи большой протяжённости, разработаны теории линейных четырёхполюсников, многоканальных усилителей и т. п. К кон. 30-х гг. создана система факсимильной (фототелеграфной) связи. С сер. 40-х гг. разрабатывались и внедрялись кабельные системы многоканальной связи с частотным разделением каналов, а также радиорелейные линии связи.
В 1930-х гг. появились первые машинные АТС. С сер. 40-х гг. широкое распространение получили сначала шаговые, а затем координатные АТС; с 70-х гг. началось внедрение квазиэлектронных и электронных АТС.
C кон. 1920-х гг. в СССР проводились работы по созданию отеч. телевидения. С 1931 (в Москве, а вскоре и в др. городах) телевизионные передачи осуществлялись по системе малокадрового механического телевидения. С сер. 30-х гг. механические системы постепенно были вытеснены электронными, разработка которых началась в России ещё в 1907 (Б. Л. Розинг). За период 1930–37 благодаря исследованиям С. И. Катаева, А. А. Чернышёва, А. П. Константинова, П. В. Тимофеева, П. В. Шмакова и др. была практически создана электронная телевизионная система. В 1937 впервые в СССР состоялась публичная демонстрация высококачественного электронного телевидения. В нач. 40-х гг. работали телевизионные центры в Москве, Ленинграде, Киеве. Был налажен выпуск телевизионных приёмников ТК-1, 17ТН-1 и др.
С сер. 1940-х гг. отеч. телевидение перешло на более высокий телевизионный стандарт, действующий и поныне. Был разработан и выпущен массовый телевизор КВН-49; сложилась разветвлённая сеть телевизионного вещания, в которой обмен программами между городами осуществлялся по кабельным, радиорелейным, а с 1965 и спутниковым линиям связи (через спутник связи «Молния-1», с 1967 – по системе «Орбита»). Успешно развивалось цветное телевидение. Совместными усилиями специалистов СССР и Франции разработана и в 1967 принята система цветного телевидения СЕКАМ. В нач. 80-х гг. во мн. городах получило распространение кабельное телевидение и системы непосредственного телевизионного вещания со спутников.
К сер. 1930-х гг. относится зарождение в СССР радиолокации. В 1933–35 развернулись исследования по использованию для радиолокации метода непрерывного излучения и импульсного метода (Д. А. Рожанский, Ю. Б. Кобзарев и др.). В 1939–40 начался промышленный выпуск радиолокационных станций (РЛС). Большую роль в развитии отечественной радиолокации и тесно связанной с ней радионавигации сыграли работы Иоффе, С. И. Вавилова, Чернышёва, А. И. Берга, Б. А. Введенского, М. А. Леонтовича, Л. И. Мандельштама, Н. Д. Папалекси, М. В. Шулейкина, А. А. Пистолькорса, А. Н. Щукина и др. В 60–70-х гг. радиолокационные станции дальнего обнаружения стали частью ракетных комплексов противовоздушной и противоракетной обороны страны.
Ещё в кон. 1920 – нач. 30-х гг. началось применение методов и устройств радиотехники и электроники в областях, находящихся вне сферы традиционных (электросвязь, радиовещание, телевидение и т. д.) приложений радиотехники. Так, в 1928 С. Я. Соколов создал ультразвуковой дефектоскоп для контроля качества металлических материалов и изделий; эта работа положила начало развитию методов неразрушающего контроля. В 20-х гг. В. П. Вологдин начал применять ВЧ-колебания для теплового воздействия на материалы в технологических целях; это направление позволило разработать целый ряд методов и устройств, эффективно используемых в промышленных установках. В 1940 под руководством А. А. Лебедева разработан электронный микроскоп с увеличением до 104.
В 1940-х гг. проведён ряд важных теоретических исследований в области распространения радиоволн (В. А. Фок и др.), антенных устройств (Пистолькорс и др.), волноводных устройств (Леонтович и др.), интерференционных навигационных систем (Мандельштам и др.); создана новая аппаратура связи (В. А. Котельников и др.); разработаны и внедрены системы телеграфной и факсимильной связи с частотной модуляцией. В 1943 была сооружена мощная (1200 кВт) средневолновая радио-вещательная станция (руководитель работ Минц).
Для развития радио, начиная с 1940-х гг., характерно органическое слияние радиотехники и электроники и тесная связь этих областей с радиофизикой, физикой твёрдого тела, оптикой и механикой, с одной стороны, и с электротехникой, автоматикой и технической кибернетикой – с другой. В результате этого слияния родилось комплексное направление – радиоэлектроника. Это направление, обогащённое науч. достижениями в разл. областях знания, существенно изменило характер представлений о возможностях радиотехники (прежде всего таких её разделов, как техника СВЧ и импульсная техника).
Техника СВЧ, начавшая формироваться ещё в 1930-х гг., достигла больших успехов после 1945. Были созданы новые приборы для генерирования и усиления колебаний СВЧ: мощные многорезонаторные магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны и лампы обратной волны, СВЧ-переключатели. В 1967 созданы мощные генераторы миллиметровых волн, работающие по принципу циклотронного резонанса (А. В. Гапонов-Грехов).
В 1950-х гг. в СССР зародилась новая самостоятельная область науки и техники – квантовая электроника, гл. достижением которой явилось создание квантового (молекулярного) генератора (Н. Г. Басов, А. М. Прохоров).
Прогресс импульсной техники, сформировавшейся в 1950-х гг. в самостоятельное направление радиоэлектроники, был вызван, с одной стороны, бурным развитием радиолокации, телевидения, телеуправления, с другой – вычислительной техники и ядерной физики (в частности, в таких её аспектах, как разработка аппаратуры для ускорителей, измерительная техника). В те же годы сложилась и начала быстро развиваться техника наносекундных импульсов как актуальное направление мн. областей экспериментальной физики, измерительной и вычислительной техники.
Достижения физики твёрдого тела и теории полупроводников в кон. 1940-х гг. привели к развитию полупроводниковой электроники и микроэлектроники. Уже в нач. 50-х гг. электронная промышленность СССР освоила производство ВЧ-транзисторов для радиоприёмных устройств. За короткий срок полупроводниковые приборы заметно потеснили (а в некоторых областях применения практически вытеснили) приёмно-усилительные лампы. Полупроводниковые приборы применялись в ЭВМ (в т. ч. в бортовых на самолётах и космических аппаратах), в системах автоматизированного управления, аппаратуре связи; в 70-х гг. большинство выпускаемых радиовещательных приёмников – транзисторные. Большой вклад в развитие полупроводниковой электроники и микроэлектроники внесли Иоффе, Н. П. Сажин, Я. И. Френкель, Б. М. Вул, В. М. Тучкевич, Г. Б. Абдуллаев, Ж. И. Алфёров, Л. В. Келдыш, К. А. Валиев, А. Ю. Малинин и мн. др.
В связи с развитием космической связи, радиолокации, радиоастрономии, телевидения были разработаны параметрические и квантовые приёмно-усилительные устройства, обладающие чрезвычайно малыми собственными шумами. На основе достижений теории радиоприёма (В. И. Сифоров и др.), теории потенциальной помехоустойчивости (Котельников и др.), статистической теории обнаружения, теории информации и кодирования созданы радиосистемы для приёма слабых сигналов (порядка 10–22 Вт/м2) с космических кораблей и автоматических межпланетных станций, удалённых от Земли на сотни млн. км. Были решены мн. теоретические вопросы распространения радиоволн, отражения и поглощения их атмосферой и др. объектами.
C 1970-х гг. всё большее значение приобретают работы по исследованию и созданию волоконных световодов для систем передачи информации (Г. Г. Девятых, Е. М. Дианов и др.). Результаты этих работ открыли практическую возможность создания оптических систем связи, обладающих значительными преимуществами по сравнению с кабельными: широкополосностью при сохранении малых потерь, невосприимчивостью к электромагнитным помехам, малой массой и т. д. В радиоэлектронную аппаратуру всё шире внедряются акусто-, опто-, магнитоэлектронные и др. устройства, действие которых основано на физических принципах, позволяющих решать задачу комплексной миниатюризации аппаратуры.
Автоматизация. Вычислительная техника. Исследования в области анализа и синтеза систем автоматического регулирования (САР), и прежде всего линейных САР, выполненные рос. учёными в 1930–40-х гг., явились важным подготовительным этапом формирования технической кибернетики в современном её понимании. Были разработаны и исследованы критерии устойчивости линейных САР, развиты осн. разделы теории устойчивости таких систем (Ю. И. Неймарк, Л. С. Понтрягин, Я. З. Цыпкин и др.). Разработан метод автономности для исследования многосвязных линейных САР. Создана теория инвариантных САР (Н. Н. Лузин, В. С. Кулебакин, Б. Н. Петров, А. Ю. Ишлинский и др.).
Первостепенное значение имели работы рос. учёных в области теории нелинейных САР. Предложен метод фазового пространства для анализа систем с кусочно-линейными характеристиками и на его основе – метод точечных преобразований (А. А. Андронов, А. А. Витт, С. Э. Хайкин и др.). Развитию теории устойчивости нелинейных САР способствовали работы Б. В. Булгакова, Н. Н. Красовского, А. И. Лурье, А. А. Воронова. В 1960-х гг. развита новая концепция устойчивости, позволившая подойти к анализу широкого класса задач автоматического управления с единых позиций.
В 1930-х – нач. 40-х гг. создана теория метода гармонического баланса (Н. М. Крылов и Н. Н. Боголюбов), позднее на её основе разработан приближённый метод анализа периодических режимов в нелинейных САР (В. А. Котельников, Е. П. Попов и др.). Выполнены уникальные работы по статистическим методам анализа нелинейных систем (Андронов, Витт, Понтрягин, В. С. Пугачёв). Разработана общая теория периодических режимов в релейных САР (Неймарк, 1953). В кон. 40-х гг. в СССР были реализованы системы с переменной структурой, а в 50–60-х гг. разработана общая теория таких систем (С. В. Емельянов, Б. Н. Петров и др.).
В области теории детерминированных систем оптимального управления (СОУ) предложен общий метод определения критерия оптимальности – принцип максимума Понтрягина (1956). Разработаны: теория оптимального управления объектами с распределёнными параметрами (А. Г. Бутковский, 1959– 1973); теория стабилизации управляемых систем на основе синтеза методов теории устойчивости и теории оптимальных процессов (Красовский). Работа А. Н. Колмогорова по теории фильтрации (1941) явилась исходной в развитии статистических методов анализа СОУ, а исследование Котельникова (1956) – первой работой по применению этих методов для анализа нелинейных СОУ; разработана общая теория оптимизации систем управления на базе статистических методов (Пугачёв и др.). Построена теория дуального управления (А. А. Фельдбаум, 1963). Начало теоретического исследования и практической реализации адаптивных (самоприспосабливающихся) систем связано с изучением экстремальных САР для программного управления; впервые была сформулирована задача построения многоканальных экстремальных систем, а также рассмотрены методы поиска экстремума (Фельдбаум, 1956–59). Ряд важных теоретических исследований и практических разработок выполнен по беспоисковым самонастраивающимся системам (А. А. Красовский, В. В. Солодовников, Фельдбаум и др.), адаптивным и обучающимся системам (Цыпкин). Отечественным учёным принадлежит приоритет в практическом применении методов распознавания образов для незрительных задач: в 1964 разработана программа «Кора-3» для распознавания нефтеносных пластов.
Существенные успехи достигнуты в развитии ряда разделов теории релейных устройств и автоматов. Выполнены первые работы по методам анализа структуры релейных устройств (1928– 1939), применению аппарата алгебры логики (1935–41) и систематическому изложению основ теории релейных устройств (1950–54). Впервые в мировой практике для повышения надёжности релейных устройств и автоматов вводится избыточность, основанная на эффективных методах кодирования (М. А. Гаврилов, 1960, и др.). Созданы первые потенциально-импульсные автоматы. Важный аспект теории автоматов – разработка формализованных языков для описания функционирования и синтеза релейных устройств и конечных автоматов (А. А. Ляпунов, Гаврилов, В. М. Глушков и др.). В 60-х гг. создана теория пульсирующих и растущих автоматов. Построены теории поведения автоматов в случайных средах. Большое значение имели исследования по играм автоматов, их коллективному поведению, вероятностным автоматам (И. М. Гельфанд и др.).
Важное и быстро развивающееся направление технической кибернетики – управление сложными техническими системами. Определению критерия сложности той или иной технической системы, анализу и синтезу сложных систем посвящены работы А. И. Берга, Н. П. Бусленко, Колмогорова, Г. С. Поспелова, В. А. Трапезникова и др. Создана модельная теория ситуационного управления.
Существенный вклад внесён в теорию передачи информации. Первые исследования в этой области были проведены Котельниковым в 1933. Математические основы теории заложены в трудах Колмогорова и А. Я. Хинчина. С сер. 1950-х гг. начался период быстрого развития теории передачи информации. Большая роль в этом принадлежит А. А. Харкевичу, с деятельностью которого связано основание в 1961 ведущего центра в этой области знаний – Ин-та проблем передачи информации АН СССР (Москва). Значительные успехи достигнуты в исследованиях по теории информации, теории кодирования, теории обработки изображений, теории распознавания образов, биологической кибернетике. Активно проводились исследования в области передачи информации в сетях связи с целью создания Единой автоматизированной сети связи СССР (ЕАСС; впервые эта задача была поставлена А. А. Харкевичем в 1956). В 60-х гг. разработаны основы теории распределения информации.
Область прикладных исследований технической кибернетики охватывает широкий круг вопросов, связанных с общими принципами разработки автоматов и систем управления, а также методов синтеза цифровых вычислительных устройств (Воронов, Глушков, Н. Н. Моисеев). Большое внимание уделялось созданию ЭВМ и их математическому обеспечению. Первые крупные достижения в данной области связаны с созданием аналоговых вычислительных машин. Разработаны основы построения сеточных моделей и предложена идея электродинамического аналога. В 1940-х гг. была начата разработка электронных приборов управления артиллерийским зенитным огнём (ПУАЗО) на переменном токе и первых ламповых интеграторов. В 1949 был построен ряд аналоговых вычислительных машин на постоянном токе (под руководством Трапезникова, Котельникова, С. А. Лебедева).
Первая в СССР электронная вычислительная машина – МЭСМ построена в 1950. В 1952 создана ЭВМ БЭСМ – самая быстродействующая (по тому времени) в Европе (8 тыс. операций/сек). Проекты МЭСМ и БЭСМ были разработаны под руководством Лебедева. В 1952 построена ЭВМ «М-2» (под руководством И. С. Брука). Серийное производство ЭВМ 1-го поколения в СССР начато в 1953 (ЭВМ «Стрела», разработанная по проекту Ю. Я. Базилевского). В 1-й пол. 1960-х гг. в СССР началось производство ЭВМ 2-го поколения. К числу наиболее крупных разработок 60-х гг. принадлежат: вычислительная система БЭСМ-6 (созданная под руководством Лебедева), малые ЭВМ серии «МИР» (созданные под руководством В. М. Глушкова), серия ЭВМ «Минск» (созданная под руководством Г. П. Лопато и В. В. Пржиялковского), семейство ЭВМ «Урал» с единой архитектурой (гл. конструктор Б. И. Рамеев), управляющая мини-ЭВМ УМ-1-НХ (гл. конструктор Ф. Г. Старос) и др. Машина БЭСМ-6 (1966) по номинальному быстродействию (1 млн. операций/сек) значительно превосходила наиболее мощные отечественные ЭВМ 1-го поколения. Быстродействие БЭСМ-6 достигнуто преимущественно благодаря мультипрограммному режиму работы.
В 1972 началось производство серии программно совместимых ЭВМ общего назначения, получившей название Единой системы электронных вычислительных машин (ЕС ЭВМ), в разработке которой участвовало большинство стран СЭВ. ЕС ЭВМ представляло собой серию универсальных ЦВМ 3-го поколения (на интегральных схемах) с широким диапазоном производительности (от 10 тыс. до 2 млн.операций в секунду).
В кон. 1970-х гг. завершилось создание многопроцессорного вычислительного комплекса (МВК) «Эльбрус-1» (В. С. Бурцев, Б. А. Бабаян) с быстродействием 10 млн. операций в секунду. Созданный в 1985 на более совершенной элементной базе МВК «Эльбрус-2» (быстродействие 125 млн. операций в секунду) применялся в управлении космическими полётами, в области ядерных исследований и на объектах Мин-ва обороны. «Эльбрусы» имели ряд уникальных технологий и архитектурных новшеств (суперскалярность процессорной обработки, симметричная многопроцессорная архитектура с общей памятью, защищённое программирование с аппаратными типами данных), которые во многом предвосхищали западные разработки. Работа над МВК «Эльбрус-3» (быстродействие до 1 млрд. операций в секунду, 16 процессоров) была завершена в 1991. По ряду причин, гл. обр. из-за несовершенства технологии интегральных схем, он получился чересчур громоздким и в серийное производство не пошёл.
В развитии программирования существенную роль сыграл операторный метод (А. А. Ляпунов, 1952–58), применение которого позволило расчленить и формализовать процесс составления программы.
Операторный метод стал основой разработки формальных методов изучения программы и проблемно-ориентированных алгоритмических языков. Выполнен ряд крупных работ по вычислительной математике (А. А. Дородницын, Бусленко, С. С. Лавров, Г. И. Марчук и др.) и математическому обеспечению ЭВМ (Глушков, А. П. Ершов, М. Р. Шура-Бура и др.).
Характерная особенность развития автоматизации в кон. 1960-х – нач. 70-х гг. – широкое использование вычислительной техники в системах класса «человек–машина», в т. ч. в автоматизированных системах управления (АСУ). В рамках автоматизации проводились исследования и решались задачи, относящиеся гл.обр. к инженерным уровням управления производством (управлению агрегатом, технологическим процессом, цеховой системой). Ведущими (по количеству реализованных систем и используемых в них ЭВМ) являлись АСУ, создаваемые в разл. отраслях экономики, и АСУ технологическими процессами (АСУТП). Первые такие системы начали создаваться в СССР в кон. 50-х – нач. 60-х гг. В 1962 создана одна из первых в мире систем с непосредственным цифровым управлением технологическими процессами (АСУТП «Автооператор» на Лисичанском химическом комбинате). Ряд наиболее удачно разработанных и внедрённых в 60-х гг. АСУ (напр., АСУ Ленинградского оптико-механического объединения, Московского завода «Фрезер», Львовского телевизионного завода, Барнаульского радиозавода) принесли значительный экономический эффект.
С 1970-х гг. важной областью прикладных исследований становится робототехника. В нач. 1980-х гг. в стране использовалось около 2000 промышленных роботов 1-го поколения (с дистанционным управлением). К кон. 1990-х гг. разработаны экспериментальные образцы промышленных роботов-автоматов 2-го поколения (оснащены датчиками зрительного восприятия, осязания, звуковых сигналов и т. п.).
Строительство. Cтроительная наука России к нач. 20 в. характеризовалась сравнительно высоким уровнем развития. Об этом свидетельствуют оригинальные исследования в области строительной механики и сопротивления материалов. Мировую известность приобрели труды Д. И. Журавского по вопросам прочности балок при изгибе, Х. С. Головина в области теории упругости, Ф. С. Ясинского по устойчивости элементов строительных конструкций. В фундаментальных исследованиях А. Н. Крылова, И. Г. Бубнова, Б. Г. Галёркина решены принципиально новые задачи строительной механики. Результаты исследовательской инженерной деятельности А. Р. Шуляченко, И. Г. Малюги и Н. А. Белелюбского стали основополагающими для развития и совершенствования теории и технологии цемента, бетона и железобетона. В это же время публикуются и первые работы С. П. Тимошенко, считающегося основоположником школы технической механики в США. Учебник Тимошенко «Теория упругости» по сей день является классическим.
С нач. 1920-х гг. развернулись работы по строительной механике, механике грунтов, по изучению теплофизических свойств стройматериалов, созданию лёгких заполнителей для бетонов и растворов на основе отходов «горячих» производств (гл. обр. котельных и доменных шлаков) и др. К крупным достижениям отеч. строительной науки относятся разработанные в 1920-х гг. смешанный метод расчёта статически неопределимых систем (А. А. Гвоздев) и кинематический метод построения линий влияния (И. М. Рабинович).
Основные исследования в области строительной механики в 1930-е гг. были посвящены изучению стержневых систем. В частности, в этот период усовершенствованы и упрощены методы расчёта рам, обусловившие повышение надёжности сооружений, разработаны теория расчёта тонкостенных стержней открытого профиля (В. З. Власов) и теоретические основы стеснённого кручения тонкостенных стержней замкнутого профиля, что оказало большое влияние на дальнейшее развитие строительной механики тонкостенных пространственных систем. Большое внимание уделялось разработке методов расчёта пластинок и оболочек (Галёркин, Власов, П. Ф. Папкович и др.). Была усовершенствована теория расчёта балок и плит на упругом основании (Крылов, Н. М. Герсеванов и др.). Гл. задача в области механики грунтов состояла в создании методов расчёта и возведения фундаментов на разл. грунтах, в том числе мёрзлых, просадочных, илистых и др. Основу разработки этих методов заложили Герсеванов и Н. А. Цытович. В 1934 был опубликован первый в мире курс механики грунтов, в котором широко использовались методы теории упругости. Необходимость освоения природных ресурсов Сибири и Дальнего Востока ускорила исследования вечномёрзлых грунтов, завершившиеся разработкой основ механики мёрзлых грунтов.
Важный этап в развитии строительной науки – предложение А. Ф. Лолейта (1931) о переходе от расчёта железобетонных конструкций по упругой стадии к расчёту по стадии разрушения. Новый метод расчёта, более экономичный и точнее отражавший работу строительных конструкций, был экспериментально обоснован и включён в нормы проектирования. С 1932 начались исследования и разработка предварительно напряжённых железобетонных конструкций, получивших впоследствии широкое распространение. Строительство в кон. 1920-х – нач. 30-х гг. ряда общественных зданий с большепролётными покрытиями типа оболочек (Планетарий в Москве, театр в Новосибирске и др.) дало толчок к разработке методов расчёта и проектирования пространственных железобетонных конструкций, позволяющих при малом расходе материалов перекрывать большие пролёты.
Для кон. 1940-х – нач. 50-х гг. характерно особенно быстрое развитие строительной науки, расширение и углубление её связей со строительным производством. Научно-исследовательские работы развернулись сначала в области крупноблочного, а затем крупнопанельного домостроения. Были созданы конструктивно-теплоизоляционные, лёгкие и ячеистые бетоны, специальные бетоны (гидротехнический, жаростойкий, кислотоупорный и др.), разработаны теоретические основы долговечности бетона, работы железобетона в условиях динамических воздействий, реализованы мн. др. научные идеи.
В строительной механике в связи с требованиями облегчения и повышения гибкости строительных конструкций интенсивно исследовались вопросы устойчивости (А. Ф. Смирнов, В. В. Болотин и др.), работа конструкций за пределами упругости. Разработан метод предельного равновесия; усовершенствованы методы расчёта оболочек (Власов и др.); предложены способы расчёта каркасных и крупнопанельных зданий как для обычных, так и для особых условий возведения (районы сейсмической активности, просадочные грунты, горные выработки и т. п.); методы расчёта сооружений на сейсмические воздействия (К. С. Завриев и др.). Крупнейшим достижением отеч. строительной науки стал метод расчёта конструкций по предельным состояниям, получивший мировое признание (Н. С. Стрелецкий, В. М. Келдыш, Гвоздев и др.). В связи с развитием монолитного домостроения сформировано науч. направление по созданию технологий монолитного железобетона, разработаны методы транспортировки, укладки, уплотнения бетонной смеси, создания совр. опалубочных систем, ведения бетонных работ, в т. ч. при отрицательных температурах.
Успешному развитию строительной науки во многом способствовало внедрение в 1970-х гг. информационных и компьютерных технологий; в частности, широко применялись численные методы расчёта строительных конструкций зданий и сооружений, метод математического моделирования. Одним из актуальных направлений стало освоение и использование информационных технологий поддержки жизненного цикла строительного объекта (ИПИ-технологий), обеспечивающих накопление, хранение, передачу и использование информации об объекте на этапах его проектирования, возведения и эксплуатации вплоть до ликвидации.
Важным направлением современной строительной науки является экологическая безопасность строительства. Оно включает в себя разработку и реализацию инженерных методов снижения негативной нагрузки на природную среду, природоохранное строительство, охрану водных ресурсов, ресурсо- и энергосбережение, обеспечение комфортных условий жизнедеятельности человека в производственных и жилых зданиях и др.
В 1992 воссоздана Рос. академия архитектуры и строительных наук. Возглавил её А. Г. Рочегов, академиками были избраны лидеры науч. школ, известных как в России, так и за её пределами: А. П. Кудрявцев, В. А. Ильичёв, С. Н. Булгаков и др.
Атомный проект
Атомный проект СССР – приоритетная гос. программа создания ядерного оружия, необходимого для обеспечения безопасности сов. гос-ва.
Организационному оформлению Атомного проекта предшествовала многолетняя работа сов. учёных в довоенные годы по проблеме использования внутриатомной энергии. В Радиевом ин-те под руководством В. И. Вернадского и В. Г. Хлопина в 1932 приступили к проектированию и сооружению первого в СССР и Европе циклотрона, который запущен в 1937. В нач. 30-х гг. в Ленингр. физико-техническом ин-те по инициативе А. Ф. Иоффе и под руководством И. В. Курчатова начаты исследования в области ядерной физики. В нояб. 1938 С. И. Вавилов предложил сосредоточить все работы по атомному ядру в АН, в частности в Физическом ин-те им. П. Н. Лебедева АН СССР. В конце нояб. 1938 при Физико-математическом отделении АН СССР организована Комиссия по атомному ядру, в её составе: Вавилов (председатель), Иоффе, И. М. Франк, А. И. Алиханов, Курчатов, А. И. Шпетный, В. И. Векслер; 30.7.1940 – Комиссия по проблеме урана, в её составе: Хлопин (председатель), В. И. Вернадский, Иоффе, А. Е. Ферсман, Вавилов, П. П. Лазарев, А. Н. Фрумкин, Л. И. Мандельштам, Г. М. Кржижановский, П. Л. Капица, Курчатов, Д. И. Щербаков, А. П. Виноградов, Ю. Б. Харитон. Важным для дальнейшего развития работ по проблеме урана было обращение 12.7.1940 Вернадского, Хлопина и Ферсмана в правительство с запиской «О техническом использовании внутриатомной энергии», в которой содержались предложения об организации и форсировании работ по проблеме урана. Большое значение имели в предвоенные годы разработка теории цепных реакций Н. Н. Семёновым и теоретическое рассмотрение Я. Б. Зельдовичем и Харитоном условий самоподдерживающейся цепной реакции деления ядер урана. Г. Н. Флёров в 1-й пол. 1942 рассмотрел условия эксперимента по моделированию взрывной цепной реакции деления, направил ряд обращений в правительство об организации работ по атомной бомбе. Гос. Комитет Обороны (ГКО) в своём распоряжении от 28.9.1942 на основании предложений Иоффе и С. В. Кафтанова обязал Президиум АН СССР организовать специальную лабораторию атомного ядра (впоследствии Лаборатория №2 АН СССР, ныне Рос. науч. центр «Курчатовский ин-т»). 28.11.1942 ГКО принял постановление «О добыче урана». В кон. 1942 Курчатов направил заместителю председателя ГКО В. М. Молотову, который курировал работы по урану, записку с предложениями об организации работ по созданию атомного оружия в СССР. ГКО распоряжением 11.2.1943 возложил на М. Г. Первухина и Кафтанова обязанность повседневно руководить работами по урану и оказывать систематическую помощь специальной лаборатории АН СССР и на Курчатова – науч. руководство работами по урану. 10.3.1943 Курчатов назначен начальником Лаборатории № 2. Состояние сов. науки позволяло приступить к практическому использованию ядерной энергии, и только война помешала этим работам.
После испытания ядерного оружия в США (16.7.1945) и его применения в войне против Японии (Хиросима, 6.8.1945, и Нагасаки, 9.8.1945) для руководства работами по Атомному проекту 20.8.1945 образованы Специальный комитет (СК) при ГКО, в состав которого вошли Л. П. Берия (председатель), Г. М. Маленков, Н. А. Вознесенский, Б. Л. Ванников, А. П. Завенягин, Курчатов, Капица, В. А. Махнёв, Первухин, и Технический совет при СК. Для непосредственного руководства н.-и., проектными, конструкторскими и промышленными предприятиями организовано Первое гл. управление (ПГУ) при Совете Народных Комиссаров СССР, под руководством Ванникова, подчинённое СК. Решения этих двух организаций являлись обязательными для всех министерств и организаций СССР. СК и ПГУ функционировали до 26.6.1953, когда организовано Мин-во среднего машиностроения, ставшее правопреемником этих организаций.
Разработка Атомного проекта проводилась по следующим направлениям: организация геологической разведки урановых и ториевых месторождений, строительство рудников, горно-обогатительных комбинатов (ГОК) и горно-химических комбинатов (ГХК) по выпуску урана в требуемых количествах; разработка технологии выпуска изделий из металлических урана и тория, в т. ч. ядерного топлива, модернизация существующих и строительство новых специальных металлургических заводов для работы с ураном и плутонием; создание промышленных уранграфитовых и тяжеловодных ядерных реакторов для производства плутония и трития; разработка технологии переработки облучённого ядерного топлива для получения чистого плутония и строительство радиохимических заводов; изучение и разработка технологии разделения изотопов урана и строительство заводов по производству обогащённого урана; создание технологии и заводов для изготовления изделий из плутония для ядерных зарядов; разработка конструкции первой сов. атомной бомбы и её испытание на Семипалатинском полигоне; совершенствование ядерного оружия; строительство заводов для изготовления комплектующих и сборки атомных бомб; обеспечение Сов. Армии ядерным оружием; создание экспериментальной базы для проведения фундаментальных и прикладных исследований с целью обеспечения разработчиков оружия необходимыми исходными данными.
В результате сложной, напряжённой работы всего научно-производственного комплекса СССР под науч. руководством Курчатова удалось решить гл. задачу – создать конструкцию первой сов. атомной бомбы и провести её успешные испытания на Семипалатинском полигоне 29.8.1949. Итогом этой деятельности явилось создание атомной промышленности Советского Союза как надёжной основы политической независимости страны. Для достижения этой задачи потребовалось построить новые заводы и установки, освоить новые технологии. Первым в СССР уранодобывающим предприятием явился комбинат № 6 (впоследствии Ленинабадский ГХК; г. Чкаловск Ленинабадской обл.). Затем созданы Горно-химическое рудоуправление в г. Лермонтов (Северный Кавказ) и Восточный ГОК (г. Жёлтые Воды Днепропетровской обл.) на базе Первомайского и Желтореченского железо-урановых месторождений. На основе открытых новых месторождений урана в последующем построены: Киргизский горно-рудный комбинат (Таравакское угольно-урановое месторождение), Целинный ГОК в Северном Казахстане (г. Степногорск), Навоинский ГХК в Западном Узбекистане, Прикаспийский ГХК (месторождение Меловое; п-ов Мангышлак, Казахстан), Приаргунский ГОК в Забайкалье и др. Разведаны и освоены месторождения тория в Мурманской, Свердловской, Читинской областях, Красноярском крае, что позволило впервые в мире реализовать уранториевый режим эксплуатации первого промышленного тяжеловодного реактора для получения урана-233. Разработаны и освоены новые технологии производства тепловыделяющих элементов (твэлов) из природного и обогащённого урана. Завод боеприпасов в г. Электросталь преобразован в специальный металлургический завод № 12 для производства твэлов ядерных реакторов; в последующем построены заводы: № 250 (г. Новосибирск) и № 544 (г. Глазов). На заводе № 544 освоено также производство металлического циркония и изделий из него. На комбинатах № 816 (ныне Сибирский химический комбинат, г. Северск Томской обл.) и № 817 («Челябинск-40», ныне НПО «Маяк», г. Озёрск Челябинской обл.) построены металлургические заводы для изготовления изделий из плутония с целью комплектования ядерных зарядов. Разработаны технологии получения лития-6 (Б. П. Константинов), изготовления изделий из него (А. Н. Вольский), выделения трития (К. А. Большаков, З. В. Ершова, А. И. Шальников) для водородного оружия. В короткие сроки под руководством Курчатова и Н. А. Доллежаля разработан и пущен в 1948 на комбинате № 817 первый промышленный уранграфитовый реактор, что позволило накопить плутоний для испытания первой сов. атомной бомбы и изготовления последующих образцов. В период Атомного проекта заложены науч. основы и построена серия промышленных уранграфитовых реакторов на комбинатах № 817, 816 и 815 (ныне Горно-химический комбинат, г. Железногорск Красноярского края). На комбинате № 817 эксплуатировались тяжеловодные реакторы, один из них, а также легководный реактор продолжают работать в режиме производства радионуклидов. В Радиевом ин-те под руководством Хлопина разработана технология радиохимической переработки облучённого ядерного топлива и очистки плутония. В НИИ-9 (ныне ГНЦ НИИ неорганических материалов им. А. А. Бочвара) под руководством Бочвара проведены работы по совершенствованию технологии радиохимической переработки облучённого ядерного топлива и изготовления изделий из плутония. Под руководством И. К. Кикоина разработана промышленная технология диффузионного разделения изотопов урана для производства обогащённого урана, необходимого для ядерного оружия, а также для изготовления твэлов энергетических реакторов. Первым предприятием по выпуску обогащённого урана был комбинат № 813 (ныне Уральский электрохимический завод, г. Зеленогорск Свердловской обл.). В последующем диффузионная технология заменена на более прогрессивный и менее энергоёмкий центробежный способ разделения изотопов урана, предложенный Ф. Ланге. В КБ-11 («Арзамас-16», ныне Федеральный ядерный центр Всероссийский НИИ экспериментальной физики, г. Саров) под руководством Харитона и Зельдовича разработана первая конструкция атомной плутониевой бомбы, получившей название РДС-1 (по одной из версий, это название расшифровывается как «Россия делает сама»). Впоследствии созданы новые, более совершенные конструкции плутониевых и урановых ядерных зарядов для разл. носителей (самолётов, тактических и стратегических ракет, торпед), которые после полигонных испытаний переданы на вооружение Сов. Армии.
В период Атомного проекта созданы научные и практические основы обращения с радиоактивными отходами, образующимися при переработке облучённого ядерного топлива. Первый период эксплуатации ядерных объектов характеризовался сбросом радиоактивности в окружающую среду, что потребовало реализации специальных мероприятий и строительства специальных хранилищ. В 1957 на комбинате № 817 произошёл взрыв одной из ёмкостей с радиоактивными отходами, что привело к радиоактивному загрязнению обширных территорий.
Организационная, научная и производственная деятельность по реализации Атомного проекта характеризуется рядом принципиальных особенностей. 1. Создание атомной промышленности потребовало беспрецедентной централизации руководства работами и значительных финансовых затрат, что представляло колоссальные трудности в условиях послевоенной разрухи и необходимости восстановления нар. хозяйства страны. 2. Создание ядерного оружия и атомной промышленности явилось практическим результатом многочисленных фундаментальных исследований науч. коллективов. К работам в рамках Атомного проекта привлечена, по существу, вся науч. элита СССР. 3. Многие ядерные установки разрабатывались в истории сов. техники впервые, с исключительно сложными и высокими техническими требованиями к качеству и надёжности оборудования, которые ранее не предъявлялись к изделиям отеч. промышленности. Необходимо было создать новые заводы и технологические процессы для получения ядерно-чистых делящихся и конструкционных материалов для ядерных реакторов и ядерного оружия. В рекордные сроки создана мощная атомная промышленность государства. 4. Данные о ходе реализации аналогичного проекта в США, полученные сов. разведкой, позволили сократить сроки разработки первой атомной бомбы.
Одновременно с совершенствованием ядерного оружия и комплектованием им разл. родов войск Сов. Армии начаты концептуальные исследования и затем разработка термоядерного оружия. Первое обсуждение этой проблемы произошло на заседании Технического совета СК 17.12.1945, на котором заслушан доклад Зельдовича «О возможности возбуждения реакции в лёгких ядрах». 5.6.1948 СК принял решение, обязывающее КБ-11 произвести до 1.6.1949 теоретическую и экспериментальную проверку данных о возможности осуществления конструкции РДС-6 (такое наименование получила водородная бомба). К работам по термоядерной бомбе были также привлечены группа И. Е. Тамма из Физического ин-та АН СССР, математики из Математического ин-та АН СССР и группа математиков под руководством А. Н. Тихонова. 12.8.1953 в 7 ч 30 мин по моск. времени впервые в СССР на Семипалатинском полигоне испытана авиационная термоядерная (водородная) бомба, разработанная на основе науч. концепции А. Д. Сахарова.
В числе важных разработок, начатых в период осуществления Атомного проекта и относящихся к военной технике,– исследования возможности использования двигательных атомных энергетических установок для самолётов, ракет, подводных лодок и надводных кораблей ВМФ. Результатом этой деятельности явилось создание в последующий период мощного атомного подводного флота и боевых кораблей ВМФ с ядерными энергетическими установками и совр. ядерным оружием. Кроме того, решение задачи доставки ядерного заряда в любую точку земного шара способствовало бурному развитию отеч. ракетостроения. Так появились ракетные войска стратегического назначения, которые вместе с атомными ракетоносцами ВМФ составили основу ядерного щита страны.
Большое внимание руководители Атомного проекта уделяли использованию атомной энергии в мирных целях. Уже в кон. 1945 проведены первые обсуждения этой проблемы. 13.9.1946 президент АН СССР Вавилов в разделе Физика и техника «Перечня тем н.-и. работ, связанных с проблемой ядра», представленном в СК, предложил «использование урановых котлов для генерации электрической энергии». Оно послужило основой для подготовки обширного плана н.-и. работ в области мирного использования атомной энергии. В кон. 1949 – нач. 1950 приняты основополагающие правительственные документы по использованию ядерных реакторов для энергетических целей. В результате построена в Лаборатории «В» (ныне ГНЦ Физико-энергетический ин-т им. А. И. Лейпунского, г. Обнинск) и 27.6.1954 пущена первая в мире АЭС мощностью 5000 кВт. Успешная эксплуатация этой АЭС послужила основой для дальнейшего развития атомной энергетики в нашей стране.
Работы по созданию водородного оружия привели к организации и развитию работ по управляемому термоядерному синтезу с целью получения электрической энергии в качестве конверсионного направления оборонной тематики. Основополагающее обсуждение использования магнитного термоядерного реактора (МТР; установка, в которой предполагалось увеличить производство плутония за счёт потока нейтронов от термоядерной реакции синтеза) состоялось в период 30 янв. – 3 февр. 1951 в КБ-11 под руководством Курчатова. На этом совещании заслушаны доклады Сахарова, Тамма, Н. Н. Боголюбова и др., что позволило подготовить первую гос. программу исследований по МТР, которая утверждена правительством 5 мая 1951. В дальнейшем эти исследования превратились в серьёзное науч. направление.
Важнейший результат Атомного проекта СССР заключается в том, что были заложены основы функционирования отеч. атомной промышленности как важной наукоёмкой отрасли производственного комплекса и обеспечена безопасность страны.
Космическая программа
За короткий срок со времени публикации К. Э. Циолковским своего труда «Исследование мировых пространств реактивными приборами» наука и техника в 20 в. прошли путь от фантастической мечты о полёте в космос до её воплощения в жизнь. Идея освоения космического пространства побудила учёных и конструкторов в разл. областях знания переосмыслить все предшествующие достижения науки и техники и определить приоритетные направления дальнейшего развития применительно к реализации программы освоения космоса.
Выдающийся вклад в разработку теоретических проблем космонавтики, в решение принципиальных вопросов, касающихся реализации отеч. космической программы, в создание новых методов и средств исследования космического пространства внёс М. В. Келдыш. В течение мн. лет он осуществлял науч. руководство важнейшими направлениями космических исследований. Пионером освоения космоса стал С. П. Королёв. В 1957 под его руководством был создан первый космический комплекс и запущен первый в мире ИСЗ. Королёв осуществлял общее техническое руководство работами по первым космическим программам и стал инициатором развития ряда прикладных науч. направлений. Большое значение в разработке средств изучения околоземного космического пространства имела деятельность М. К. Янгеля. Разработка космических аппаратов (КА) серий «Луна», «Венера», «Марс», начатая под руководством Королёва, была успешно продолжена Г. Н. Бабакиным. Создание силовых установок совр. ракет-носителей (РН) и дальнейшее их развитие в сов. космонавтике связано с именем В. П. Глушко. Мощные жидкостные ракетные двигатели, разработанные под его руководством, применяются на всех отечественных РН. Большой вклад в создание КА и космических кораблей (КК) внесли А. М. Исаев, С. А. Косберг. Системы управления многими РН и КК разработаны под непосредственным руководством Н. А. Пилюгина. В разработке и реализации отеч. космической программы участвовали К. Д. Бушуев, В. А. Котельников, Б. Н. Петров и др.; в изучении Луны и планет – А. П. Виноградов; в осуществлении программы медико-биологических космических исследований – В. В. Парин, Н. М. Сисакян, О. Г. Газенко и др.
Осн. направления работ: ИСЗ научного, народно-хозяйственного, оборонного и др. назначения; автоматические лунные и межпланетные КА; пилотируемые космические корабли и орбитальные станции.
Искусственные спутники Земли. С 1949 реализуется последовательная программа изучения верхних слоёв атмосферы с помощью зондирующих ракет. Организованная при Президиуме АН СССР Комиссия (председатель А. А. Благонравов) определила содержание этой программы и руководила практическими мероприятиями по её реализации. В 1951 состоялся первый запуск зондирующей ракеты. В полёте впервые участвовали живые существа (две подопытные собаки). В этом же году созданы метеорологические ракеты типа МР-1. Планомерное изучение верхней атмосферы Земли стало первым шагом в подготовке исследований космического пространства и его освоении.
Первый в истории человечества ИСЗ выведен на орбиту 4.10.1957 – началась космическая эра. Принципиальным достижением было сообщение аппарату первой космической скорости (ок. 8 км/с). Запущенные в 1957–58 1-й, 2-й и особенно 3-й ИСЗ позволили получить ряд сведений фундаментального значения: о вариациях плотности, температуре и химическом составе верхней атмосферы Земли, распределении электронной концентрации в ионосфере, особенностях пространственно-временной структуры в распределении заряженных частиц, захваченных геомагнитным полем. Результаты, полученные с помощью первых ИСЗ, легли в основу представлений о физике околоземного космического пространства, позволили сформировать более полные и целенаправленные программы науч. исследований.
Изучение разнообразных геофизических проблем получило дальнейшее развитие в рамках многоцелевой комплексной программы «Космос». Первый спутник этой серии запущен в 1962. Одна из задач, которые возлагались на первые спутники «Космос», – изучение радиационной опасности для полётов человека. Была подробно изучена трасса полётов КК и построены радиационные карты для разл. высот. Выполнен цикл исследований ионосферы, получены данные об ионной и электронной концентрации, температуре ионов и электронов. Проводились исследования ИК- и УФ-излучения Земли, необходимые для решения ряда геофизических вопросов, а также для отработки систем ориентации спутников.
В 1964 запущены 2 системы спутников «Электрон», с апр. 1972 начаты запуски специализированных орбитальных солнечных обсерваторий «Прогноз». Проводимые на них исследования солнечной деятельности, процессов взаимодействия солнечной плазмы с магнитосферой Земли и связанных с ними явлений магнитных бурь, полярных сияний, динамики радиационного пояса Земли помогли выяснению природы изменений и прогнозу состояния солнечной активности и тем самым прогнозированию уровня радиации на космических трассах.
На ряде ИСЗ устанавливались инструменты для проведения исследований звёздных и галактических источников электромагнитного излучения в интервалах длин волн, недоступных наблюдениям с земной поверхности. Это положило начало развитию внеатмосферной астрономии, открывшей широкие возможности наблюдений в ИК-, УФ-, рентгеновском и гамма-диапазонах спектра. Для изучения фундаментальных физических процессов, происходящих при взаимодействии с веществом частиц сверхвысоких энергий первичных космических лучей, в сер. 1960-х гг. созданы тяжёлые спутники «Протон», с помощью которых был измерен энергетический спектр космических лучей, выявлено изменение их состава и подтверждено предположение об увеличении эффективного сечения с ростом энергии.
Наряду с расширением науч. исследований ИСЗ приносят ощутимую практическую пользу. Например, с помощью спутников связи «Молния-1» (запускаются с 1965), «Молния-2» (с 1971), «Молния-1С», «Молния-3» (с 1974), телевизионных спутников «Радуга» (с 1975), «Экран» (с 1976), «Горизонт» (с 1979) и сети наземных приёмных станций «Орбита», «Москва», «Экран» осуществляются передачи телевидения, многоканальная радиосвязь и телефонная связь. Создана специальная система приёма, оперативной обработки и распространения поступающей метеорологической информации («Метеор», «Метеор-природа»), широко используемой в службе метеопрогнозов. Наблюдение поверхности Земли со спутников позволяет следить за ураганами, извержениями вулканов, лесными пожарами, наводнениями и др. стихийными бедствиями, точно предсказывать погоду (что особенно важно для сельского хозяйства, мореплавания и авиации), делать точные снимки для геодезии и картографии, определять районы вероятных полезных ископаемых, получать оперативную информацию для контроля загрязнений природной среды и т. д. Вакуум, низкие температуры, жёсткие излучения и состояние невесомости в космосе позволяют реализовать принципиально новые технологические процессы создания новых материалов для микроэлектроники и др. отраслей техники, получать сверхчистые вакцины для борьбы с тяжёлыми болезнями, эпидемиями и т. д.
Автоматические лунные и межпланетные КА. Полёты космических ракет к Луне и планетам Солнечной системы начаты в СССР в 1959, когда первый КА вышел из поля тяготения Земли, прошёл на расстоянии ок. 7500 км от поверхности Луны и вышел на орбиту вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником. Впервые была достигнута вторая космическая скорость (ок. 11,2 км/с). С помощью КА серии «Луна» впервые получены фотографии обратной стороны Луны («Луна-3», 1959), совершена первая мягкая посадка на Луну и переданы первые фотоснимки её поверхности («Луна-9», 1966), запущен первый искусственный спутник Луны («Луна-10», 1966) и трижды доставлены на Землю образцы лунного грунта («Луна-16», 1970; «Луна-20», 1972; «Луна-24», 1976), а на Луну – самоходные аппараты «Луноход-1» (1970) и «Луноход-2» (1973).
С помощью КА, запущенных в сторону Венеры (с 1961) и Марса (с 1962), а также аппаратов серии «Зонд» (1964– 1970) получены данные, необходимые для создания надёжной конструкции космических аппаратов, систем их управления и радиосвязи с Землёй в дальних и продолжительных полётах. На КА «Зонд-2» в системе ориентации испытаны электрические ракетные двигатели, на КА «Зонд-3, -6, -7, -8» получены высококачественные изображения лунной поверхности. На ряде КА этой серии отрабатывалась посадка аппарата, возвращающегося на Землю со второй космической скоростью.
Крупные успехи достигнуты в изучении Венеры: «Венера-4» (1967) впервые провела прямые измерения в атмосфере планеты (определены температура, давление, основной химический состав), «Венера-5» и «Венера-6» (1969) произвели более глубокое зондирование венерианской атмосферы, что позволило уточнить её физико-химические характеристики (создана модель атмосферы). В 1970 «Венера-7» совершила первую мягкую посадку на планету на ночной стороне и передала информацию с её поверхности. В эксперименте на «Венере-8» (1972), опустившейся на освещённой Солнцем стороне, впервые была решена задача исследования характера венерианского грунта в районе посадки, определены физические характеристики поверхностного слоя. С помощью КА «Венера-9» и «Венера-10» (1975) получены первые телевизионные изображения поверхности планеты. Выполнены обширные комплексные исследования параметров поверхности, атмосферы, структуры микрофизических характеристик облачного слоя, свойств околопланетного пространства. Измерена скорость ветра у поверхности, исследовано его изменение с высотой. На КА «Венера-11» и «Венера-12» (1978) более подробно изучены химический состав атмосферы и другие её свойства. С аналогичными целями в 1981 запущены КА «Венера-13», «Венера-14». В 1983 выведены на орбиту вокруг Венеры КА «Венера-15» и «Венера-16».
По программе исследований Марса были созданы искусственные спутники «Марс-2», «Марс-3» (1971) и «Марс-5» (1973), с помощью которых проводились измерения физических характеристик поверхности, атмосферы и окружающего космического пространства. Получены фотоснимки отд. районов, обнаружено заметное собственное магнитное поле Марса. Осуществлена первая мягкая посадка на планету спускаемого аппарата КА «Марс-3» (1971), проведены первые прямые измерения параметров марсианской атмосферы в процессе спуска («Марс-6», 1973). Интенсивные исследования Луны, Венеры и Марса заложили основы новой науки – сравнительной планетологии.
Реализация космической программы потребовала дальнейшей разработки теории управления, создания разнообразных систем автоматического регулирования, ультраточных гироскопических систем с использованием средств вычислительной техники, разработки высококачественных и высокоточных систем, позволяющих надёжно контролировать работу космических аппаратов и передавать науч. информацию с них на Землю на межпланетных расстояниях.
Космические исследования обусловили появление новых методов измерений, технологических и производственных процессов, материалов и технических устройств, нашедших широкое применение и в «некосмических» отраслях. К ним, напр., относятся химически стойкие и жаропрочные сплавы, негорючие материалы, мощные аккумуляторные батареи, биомедицинское оборудование и т. п.
Благодаря космическим полётам расширяются представления о механизмах и закономерностях формирования природных комплексов на Земле и др. небесных телах, что способствует решению кардинальной проблемы происхождения и эволюции Солнечной системы и вместе с тем углублённому пониманию общих проблем космохимии, геологии, метеорологии. В свою очередь, это помогает прогнозированию возможных неблагоприятных изменений (прежде всего климатических) на нашей планете с учётом возрастающего воздействия хозяйственной деятельности человечества на окружающую природную среду. Дальнейший прогресс в изучении Земли, Солнечной системы, общих астрофизических проблем строения и эволюции звёзд, галактик, туманностей, эволюции Вселенной теснейшим образом связан со всё более широким использованием космических средств.
Пилотируемые КК и орбитальные станции. Одним из важнейших этапов развития космонавтики явилась подготовка к полётам в космос человека (с этой целью с мая 1960 по март 1961 на орбиту вокруг Земли было выведено 5 КК-спутников). Первый в истории человечества космический полёт Ю. А. Гагарина на корабле «Восток» состоялся 12.4.1961. Началась эпоха непосредственного проникновения человека в космос. В 1961–63 орбитальные полёты совершили 6 КК «Восток»; максимальная длительность полёта ок. 5 сут. Одновременно велись работы по созданию многоместного КК «Восход», первые испытания которого (окт. 1964) провели В. М. Комаров, К. П. Феоктистов и Б. Б. Егоров. В марте 1965 на орбиту выведен КК «Восход-2», пилотируемый П. И. Беляевым и А. А. Леоновым, совершившим впервые в мире выход человека в открытый космос. В сер. 60-х гг. начата разработка пилотируемых КК-спутников «Союз», предназначенных для маневрирования, сближения и стыковки на орбите ИСЗ, с сер. 70-х гг. – КК «Союз Т», а с сер. 80-х гг. – КК «Союз ТМ». В 1967–81 на орбиты выведено 40 КК «Союз» (в т. ч. 37 с космонавтами); в 1979– 1986 – 15 КК «Союз Т» (в т. ч. 14 с космонавтами); в 1987–2002 – 33 КК «Союз ТМ» (в т. ч. 32 с космонавтами).
Новый этап в развитии программы космических исследований начался с 1971 после запуска первой орбитальной станции «Салют». Создание и эксплуатация орбитальных станций позволяют проводить длительные эксперименты в космосе с участием специалистов и решать важные научные и практические задачи. За время существования станций «Салют» (всего их было 7) полёты на них совершили ок. 50 космонавтов, некоторые по неск. раз; максимальная длительность полёта космонавтов составила 237 сут., станция «Салют-6» функционировала ок. 5 лет. Для доставки разл. грузов на орбитальные станции использовались транспортные КА «Прогресс».
В 1986 началось сооружение в космосе многолетней науч. лаборатории – орбитальной станции «Мир». Первый, базовый блок станции выведен на орбиту в февр. 1986. Затем с 1987 по 1996 в состав станции «Мир» были введены 5 специализированных модулей («Квант», «Квант-2», «Кристалл», «Спектр», «Природа») и стыковочный отсек для причаливания космических кораблей. Станция «Мир» функционировала до июля 2000. За 14 лет существования её посетили 104 космонавта, 62 из них – иностранные граждане из 11 стран (США – 44; Франции – 5; Германии – 2; Австрии, Афганистана, Болгарии, Великобритании, Канады, Сирии, Словакии, Японии – по 1), а также от Европейского космического агентства – 3. Рекордная продолжительность непрерывного пребывания в условиях космического полёта – 437 сут 18 ч (В. В. Поляков, 1995). Ок. 80 раз космонавты выходили в открытый космос, общая продолжительность работы вне станции 354 ч 20 мин. Выполнено св. 23 тыс. науч. исследований и экспериментов, мн. работы не имеют аналогов в мире. Основные из них: наблюдение вспышки Сверхновой «Супер-Нова 1987А» в рентгеновском диапазоне; экологический мониторинг Земли комплексом «Природа»; радиозондирование ионосферы Земли в интересах ионосферно-магнитной службы России; регистрация всплесков заряженных частиц – предвестников землетрясений; полупромышленное производство новых материалов, кристаллов и сплавов в условиях микрогравитации в специальных высокотемпературных печах «Кратер», «Галлар», «Оптизон» и «Queld»; длительное (до 10 лет) экспонирование конструкционных материалов на внешней поверхности станции; исследование низкотемпературной плазмы в условиях микрогравитации на установке «Плазменный кристалл»; отработка технологии развёртывания крупногабаритных конструкций (эксперименты «Софора», «Рапана», «Стромбус») и сверхлёгких антенн (эксперимент «Рефлектор»); апробирование уникальной системы поддержания работоспособности космонавтов при длительных (до 1,5 года) полётах; апробировано применение кораблей «Союз», «Прогресс», «Спейс шаттл» как транспортных средств для доставки экипажей и материально-технического снабжения; отработана технология совместного управления кораблями из двух Центров управления полётом ЦУП-М (г. Королёв, РФ) и ЦУП-Х (г. Хьюстон, США).
По существу, орбитальная станция «Мир» стала первой реально существующей пилотируемой международной космической станцией.
С 1957 развивается международное сотрудничество в области космических исследований. В 1966 для координации деятельности разл. министерств и ведомств по разработке и выполнению междунар. программ был создан Совет по междунар. сотрудничеству в области исследования и использования космического пространства при АН СССР (Интеркосмос). Наиболее крупные программы совместных работ осуществляются с Францией, США, Индией и др. Запущено более 20 спутников серии «Интеркосмос». Св. 10 французских и российско-французских науч. экспериментов выполнено на КА типа «Марс», «Прогноз», «Ореол»; запущены индийские ИСЗ («Ариабхата» и «Бхаскара»), французские технологические спутники «МАС» и др.
В июле 1975 проведён первый междунар. эксперимент с участием пилотируемых КК СССР и США по программе ЭПАС, который явился важным шагом в развитии междунар. сотрудничества в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях. В июне 1982 выведен на орбиту первый спутник-спасатель «Космос-1383» междунар. системы «Коспас–Сарсат». На спутнике установлена аппаратура для определения местонахождения судов и самолётов, терпящих бедствие. Космическая система «Коспас–Сарсат», в которую входил ряд спутников, помогла спасти сотни человек – граждан разных стран.
Опыт, накопленный за 14 лет работы науч. станции «Мир» в космосе, позволил заложить основу междунар. космической станции (МКС) нового поколения. В 1998 на орбиту выведен первый модуль МКС – рос. функционально-грузовой блок «Заря». Вслед за первым модулем на орбиту выведены второй рос. модуль «Звезда» (2000) и стыковочный модуль «Пирс» (2001). С момента начала создания МКС на ней постоянно работают рос. космонавты.
Ракеты-носители. Орбитальный корабль. Для выполнения космической программы создано неск. типов 2-, 3- и 4-ступенчатых ракет-носителей (РН), способных выводить на околоземную орбиту КА массой от неск. сотен килограммов до десятков тонн, среди них – «Союз» (эксплуатируется с 1966), «Космос» (с 1962), «Протон» (с 1965), запускаемые с трёх космодромов: Байконур, Плесецк, Капустин Яр. Эти РН эксплуатируются в разл. модификациях. Наиболее мощная универсальная двухступенчатая ракета-носитель «Энергия» создана в 1987. Она предназначена для выведения в космос орбитальных кораблей и др. полезных грузов массой в 100 т. 15.11.1988 с её помощью с космодрома Байконур запущен крылатый орбитальный корабль многоразового использования «Буран». Испытательный полёт «Бурана» в беспилотном режиме после выполнения двух витков вокруг Земли завершился успешной автоматической посадкой на аэродром в районе космодрома.
Наземный автоматизированный комплекс управления (НАКУ). Успешное решение задач управления полётом, посадки КА в интересные для науч. исследований районы Луны и планет, создание их искусственных спутников, возвращение аппаратов с орбиты на Землю были обеспечены крупными измерительными и информационно-вычислительными комплексами. Средства НАКУ размещаются на командно-измерительных пунктах, рассредоточенных по земному шару, центральном командном пункте и центральных пунктах управления разл. типами КА. Эти средства объединены в единый автоматизированный комплекс управления КА линиями космической связи. Для управления КА на участках орбиты, неконтролируемых с территории СССР, были построены и включены в состав НАКУ суда н.-и. флота Академии наук (корабельные командно-измерительные пункты): «Космонавт Юрий Гагарин», «Космонавт Владимир Комаров», «Академик Сергей Королёв», «Космонавт Владислав Волков», «Космонавт Павел Беляев», «Космонавт Георгий Добровольский», «Космонавт Виктор Пацаев», «Моржовец», «Невель», «Боровичи», «Кегостров».
Гуманитарные науки
Отечественная история. После революции 1917 исследования историков «старой школы» (С. В. Бахрушин, М. М. Богословский, Ю. В. Готье, В. Г. Дружинин, М. К. Любавский, С. Ф. Платонов, С. В. Рождественский и др.) в осн. концентрировались на поднятых ещё в 19 в. вопросах происхождения Древнерус. гос-ва, крупных гос. и адм. реформах, переходных эпохах рус. истории, разл. сторонах гос. быта, источниковедении актовых материалов и летописании. Рус. история 18–20 вв., социальные и экономические проблемы исторического процесса были в центре исследований С. Н. Валка, Б. Д. Грекова, А. Е. Преснякова, Б. А. Романова и др. Представители марксистского направления в исторической науке, группировавшиеся вокруг М. Н. Покровского (М. В. Нечкина, А. М. Панкратова и др.) и новых науч. ин-тов (В. В. Адоратский, Д. Б. Рязанов), исследовали проблемы революции в России, экономического развития России на рубеже 19 – нач. 20 вв., историю классовой борьбы, разрабатывали теорию общественно-экономических формаций и др.
С 1930-х гг. преобладающим направлением исследований в области истории было изучение общественного и революционного движения, идеологии эксплуатируемых классов, социальной истории крестьянства, рабочего класса, положения России накануне Окт. революции 1917.
Во 2-й пол. 20 в. осуществлялись исследования экономического положения России в нач. 20 в. и СССР (В. В. Алексеев, В. И. Бовыкин, П. В. Волобуев, А. Л. Сидоров), изучались становление многопартийной системы в России и история сов. государства и общества (М. П. Ким, И. И. Минц, Ю. А. Поляков, В. А. Шишкин).
В центре внимания учёных оставалась история становления рус. государственности в Средневековье (Ю. Г. Алексеев, Ю. А. Лимонов, А. П. Новосельцев, В. Т. Пашуто, И. Я. Фроянов, Я. Н. Щапов). Разрабатывалась аграрная, социально-экономическая и политическая история рус. Средневековья (В. И. Буганов, В. Б. Кобрин, Б. Н. Флоря, С. О. Шмидт и др.) и Нового времени (Б. В. Ананьич, Р. Ш. Ганелин, Б. Б. Кафенгауз, Л. В. Милов, Ю. С. Пивоваров). Продолжалось изучение рус. летописания (Я. С. Лурье и др.). Увеличивалось число историографических исследований (Н. Л. Рубинштейн и др.), осваивались новые методы анализа массовых источников (И. Д. Ковальченко и др.). Изучались проблемы истории гос. учреждений (С. К. Богоявленский), истории внешней политики (А. Л. Нарочницкий, А. Н. Сахаров и др.). Развивались вспомогательные исторические дисциплины (С. М. Каштанов, В. П. Козлов, В. И. Шунков, В. К. Яцунский и др.). Росло число науч. центров и крупных исторических школ.
Общее признание получил высокий уровень исследований в работах С. Б. Веселовского, Н. М. Дружинина, П. А. Зайончковского, А. А. Зимина, А. Н. Насонова, Н. Н. Покровского, Б. А. Рыбакова, М. Н. Тихомирова, Л. В. Черепнина, В. Л. Янина и др. по разл. проблемам истории России.
Публиковались обобщающие многотомные исследования по истории и историографии («Очерки истории СССР», т. 1–8, 1953–58; «Очерки истории исторической науки в СССР», т. 1–5, 1955– 1985, и др.).
К кон. 1980-х гг. резко изменилось поле исторических исследований. Историки обратились к изучению проблем рус. культуры, исторической психологии, истории церкви, истории повседневности, длительных социальных процессов. При этом пересматривались и уточнялись подходы к хорошо разработанным проблемам социально-экономической и политической истории России.
Всеобщая история. Октябрьская революция 1917 и Гражданская война раскололи сообщество рос. историков. Часть из них оказалась в эмиграции (М. И. Ростовцев, П. Г. Виноградов, Р. Ю. Виппер, позже вернувшийся в СССР, Л. П. Карсавин, П. М. Бицилли, А. Л. Погодин и др.). Большинство осталось на родине. В сохранении науч. традиций изучения всеобщей истории важную роль сыграли антиковеды А. И. Тюменев и С. А. Жебелёв, медиевисты А. Н. Савин и Д. М. Петрушевский, слависты Н. С. Державин и В. И. Пичета, арабисты В. В. Бартольд и И. Ю. Крачковский, индологи и буддологи Ф. И. Щербатской и С. Ф. Ольденбург, историки Нового времени Н. И. Кареев и Е. В. Тарле. Стали складываться новые направления исследований, ориентировавшиеся на марксизм. Изучение истории общественной мысли возглавил В. П. Волгин; гражданской историей Западной Европы в Новое время успешно занимался Н. М. Лукин, историей междунар. отношений – В. П. Потёмкин. Историю крупных социальных движений и революций на Западе исследовали Е. А. Косминский, С. И. Архангельский, Ф. А. Ротштейн и др. В то же время уже в первые годы после революции 1917 на изучении всеобщей истории отразилось стремление партийных и гос. органов подчинить историческую науку жёсткой идеологической схеме, добиться абсолютного господства одной концептуальной теории. Однако, несмотря на строгую цензуру и идеологический контроль, а также прямые репрессии, захватившие и историков (т. н. Академическое дело, «чистки» 2-й пол. 1930-х гг., борьба с космополитизмом в 1940-х – нач. 50-х гг.), изучение всеобщей истории не останавливалось. В 1930–50-х гг. сов. и мировую историографию существенно обогатили исследования В. С. Сергеева и Н. А. Машкина по античной истории, В. В. Струве и В. И. Авдиева по истории Древнего Востока, Н. В. Пигулевской и М. Я. Сюзюмова по истории Византии и её соседей, С. Д. Сказкина и А. И. Неусыхина по истории Средневековья, В. М. Хвостова и А. Л. Нарочницкого по истории междунар. отношений, Н. И. Конрада и И. М. Рейснера по истории Востока. С сер. 1950-х гг. внимание историков привлекли мн. дискуссионные темы (переходные эпохи в истории, сущность абсолютизма, особенности промышленного переворота в разл. странах, периодизация исторических процессов и т. д.). В последние десятилетия 20 в. вышли в свет и продолжают издаваться многотомные труды, объединившие исследовательские усилия ведущих историков: «Всемирная история» (т. 1–13, 1956–83), частично или полностью переведённая и изданная во мн. странах мира; «История Европы с древнейших времён до наших дней» (т. 1–5, издаётся с 1988), «История США» (т. 1– 4, 1983–87), «Культура Византии» (т. 1– 3, 1984–91), «История крестьянства в Европе: эпоха феодализма» (т. 1–3, 1985–86), «История Латинской Америки» (кн. 1–4, 1991–2004), «Мировые войны ХХ века» (кн. 1–4, 2002) и др. Этот период был отмечен первоклассными работами по античной истории (С. Л. Утченко, Е. М. Штаерман, Э. Д. Фролов), истории Древнего Востока (Б. Б. Пиотровский, Г. М. Бонгард-Левин, М. А. Дандамаев), византиноведению (Г. Г. Литаврин, З. В. Удальцова, А. П. Каждан), истории средних веков (А. Я. Гуревич, М. М. Смирин, Ю. Л. Бессмертный, С. П. Карпов), новой истории (В. Г. Трухановский, А. З. Манфред, Б. Ф. Поршнев), новейшей истории (Л. Е. Кертман, Б. Р. Лопухов, Я. С. Драбкин), истории междунар. отношений (А. С. Ерусалимский, Е. Б. Черняк, А. О. Чубарьян), истории Северной Америки (Г. Н. Севостьянов, Н. Н. Болховитинов, А. А. Фурсенко), Востока (А. А. Губер, С. Л. Тихвинский, В. С. Мясников), славянских стран (Ю. А. Писарев, В. К. Волков, В. Д. Королюк). В 1960– 1980-х гг. заявили о себе исторические латиноамериканистика (И. Р. Григулевич, А. Ф. Шульговский, М. С. Альперович) и африканистика (Д. А. Ольдерогге, И. И. Потехин, А. Б. Давидсон). Определённый сдвиг произошёл и в изучении теоретических и методологических проблем исторической науки. Благодаря работам Е. М. Жукова, И. Д. Ковальченко, М. А. Барга, М. Я. Гефтера, Б. Г. Могильницкого границы марксистского понимания исторического процесса неск. раздвинулись, дифференцировалось отношение к зарубежным историографическим школам. С кон. 1980-х гг. в исследованиях по всеобщей истории практикуется сочетание разл. методологических подходов, что особенно характерно для публикаций в науч. периодике («Вестник древней истории», «Вопросы истории», «Славяноведение», «Восток», «Средние века», «Византийский временник», «Новая и новейшая история»).
В 1990-х гг. открылись новые перспективы для изучения всеобщей истории. Они связаны в первую очередь с отменой цензурных ограничений и расширившимся доступом к архивным материалам. Проделана большая работа по изучению и публикации архивов Коминтерна, МИДа и др. организаций и ведомств. Рос. учёные стали активнее осваивать достижения мировой историографии. Созданы новые учебники для средней и высшей школы. Расширение источниковедческой и методологической базы позволило опубликовать значительные исследования по осн. разделам и темам всеобщей истории. Смело заявил о себе целый ряд молодых историков, оригинально мыслящих, хорошо ориентирующихся в сложном совр. историографическом пространстве. Однако успехи в изучении всеобщей истории не носят фронтальный характер, по некоторым направлениям заметно отставание (изучение социально-экономической истории, истории общественной мысли, вспомогательных исторических дисциплин).
Этнология и антропология. Традиции рос. этнологии и антропологии развивались после революции 1917. Стали организовываться регулярные этнографические экспедиции. В 1920–30-х гг. в сов. этнологии изучались ранние формы социальной организации общества и религии на основе марксистской схемы стадиальной эволюции (А. М. Золотарёв, М. О. Косвен, П. И. Кушнер, С. П. Толстов, С. А. Токарев и др.), сложилась теория первобытности. На развитие этнологии в 1930–50-х гг. влияли господство теории Н. Я. Марра по общим вопросам языкознания и дискуссия вокруг неё в нач. 1950-х гг. В этот же период создавались новаторские труды по теории архаических культур (В. Я. Пропп, М. М. Бахтин). В физической антропологии наметился контакт традиционного расоведения с популяционной генетикой. Благодаря широким одонтологическим, дерматоглифическим и серологическим исследованиям территория России – наиболее изученный регион планеты в этом отношении.
Во 2-й пол. 20 в. в этнографии и антропологии появились сводные труды, обобщающие этнографический и антропологический материал: «Историко-этнографический атлас Сибири» (1961), этнографический атлас «Русские» (1970), «Происхождение и этническая история русского народа по данным антропологии» (1965), серия «Народы мира» (1954–66), «Расогенетические процессы в этнической истории» (1974). В 1960– 1980-е гг. сделаны попытки развить теоретические основы марксистской этнологии в теории первобытного общества, обновить традиционные эволюционистские схемы (А. И. Першиц, Л. А. Файнберг, Ю. П. Аверкиева, Ю. И. Семёнов, Д. А. Ольдерогге). Вместе с тем повысился интерес к новым методам изучения первобытных социальных структур, развиваемым в зап. этнологии (Н. А. Бутинов, М. В. Крюков, Н. М. Гиренко и др.); разрабатывались теория этноса и культуры (Ю. В. Бромлей, Н. Н. Чебоксаров, М. Г. Левин, С. А. Арутюнов и др.), методика этнической статистики и картографии (П. И. Кушнер, С. И. Брук и др.). В 1970–80-е гг. изучались этнические процессы с использованием социологических методов, проводились исследования традиционной культуры с позиций структуралистской школы (В. В. Иванов, В. Н. Топоров, Е. М. Мелетинский, Б. А. Успенский, Е. С. Новик, А. К. Байбурин и др.). Общее повышение интереса к проблемам религии, мифологии, обряда отразилось в энциклопедии «Мифы народов мира» (1980– 1982).
В физической антропологии изучались проблемы этногенеза и антропогенеза (В. В. Бунак, М. А. Гремяцкий, Я. Я. Рогинский, Ю. Г. Рычков, В. П. Якимов, Е. Н. Хрисанфова, А. А. Зубов и др.), проводились исследования в области морфологии человека и расоведения (В. В. Бунак, Л. В. Ошанин, Г. Ф. Дебец, М. Г. Левин, Я. Я. Рогинский, Н. Н. Чебоксаров, В. П. и Т. И. Алексеевы, П. И. Зенкевич и др.).
В кон. 1980-х гг. пересмотрены традиционные для отеч. этнологии и антропологии теоретические и методологические положения. Вырос интерес к новым зап. методологиям – конструктивизму и постструктурализму, возникли новые направления политической и юридической антропологии, этнопсихологии, этологии человека. В физической антропологии развивались антропогенетика, популяционная антропология, экология популяций человека и гормональная антропология. В науч. печати широко обсуждались проблемы: о природе этноса и этничности, межэтнических отношений, толерантности, об этнокультурных и этнополитических процессах, конфликтах и миграциях на постсоветском пространстве (В. А. Тишков, В. В. Бочаров, С. В. Соколовский и др.). Изучались история и культура народов Сибири (З. П. Соколова, Д. А. Функ, Н. Б. Вахтин, А. В. Головнёв, Н. А. Томилов, И. Н. Гемуев); стала издаваться многотомная серия «Памятники фольклора народов Сибири и Дальнего Востока» (т. 1–25, 1991–2002, издание продолжается). Вышли этнографические энциклопедические издания «Народы мира» (1988), «Народы России» (1994), «Народы и религии мира» (1998). Появились центры и кафедры этнологии, этнологические журналы («Этносфера», «Этнопанорама», «Археология, этнография и антропология Евразии») и серийные издания («Народы и культуры», «Этнографическая библиотека»).
Археология. В 1920–30-е гг. приоритетным стало изучение социально-экономической проблематики на материалах археологических раскопок (исследования П. П. Ефименко, Т. С. Пассек, П. Н. Третьякова, А. В. Арциховского и др.). Сделаны важнейшие открытия в области палеолита (находки жилищ и костяных статуэток в Костёнках и Гагарино на Дону, Мальте и Бурети в Прибайкалье, раскопки грота Киик-Коба в Крыму, раннепалеолитических стоянок Яштух и Ильской на Кавказе, мустьерской стоянки и погребения Тешик-Таш в Узбекистане и др.), систематически исследованы трипольские поселения (Т. С. Пассек), урартский город Тейшебаини в Армении (Б. Б. Пиотровский), Пазырыкский курган на Алтае (С. И. Руденко), курганы вятичей (А. В. Арциховский) и др. Разрабатывались новые методы исследования археологического материала (напр., метод трассологии в исследовании орудий).
Для послевоенных лет характерно расширение географического диапазона археологических исследований. Начались работы в мало изученных ранее областях Кавказа, Казахстана, Средней Азии, Сибири и Дальнего Востока, Поволжья. Появились многолетние экспедиции (Старорязанская, Киевская, Среднеднепровская, Староладожская, Трипольская, Пантикапейская, Северо-Кавказская, Новгородская, Хорезмская и др.).
А. Н. Рогачёв, А. А. Формозов, М. Е. Фосс выделили археологические культуры в каменном веке. Третьяков исследовал памятники раннего железного века. Арциховским, Б. А. Колчиным начато археологическое изучение Новгорода, позже продолженное В. Л. Яниным. Новгородские раскопки дали сенсационный археологический материал (в частности, корпус неизвестных ранее памятников древнерусской письменности – берестяных грамот), на основе которого построена современная систематика древнерусской археологии. В. М. Массоном были заложены основы изучения раннеземледельческих поселений, С. П. Толстовым исследовались раннесредневековые памятники Средней Азии. Вышли классические труды М. И. Артамонова, М. Е. Массона, С. И. Руденко и др. по истории и культуре ранних кочевников.
С 1960-х гг. в археологии внедрялись новые естественно-научные методы (дендрохронологии, радиокарбонного датирования, металлографического, спектрального анализа и др.), развиваемые в лабораториях при Институте археологии в Москве, кафедре археологии истфака МГУ и др. Делались попытки разработки новых теоретических основ археологической типологии на базе статистической обработки материала. Организованы зарубежные экспедиции в Албанию, Болгарию, Венгрию, Афганистан, Ирак и др., изучались палеолитические памятники, неолит и проблемы развития производящего хозяйства (открыта раннеземледельческая джейтунская культура). Значительные успехи достигнуты в изучении петроглифов Кавказа, Средней Азии, Сибири и Дальнего Востока, скифской археологии, проблем славянского этногенеза и образования Древнерус. гос-ва (Б. А. Рыбаков, И. И. Ляпушкин, В. В. Седов и др.).
Юридическая наука. В первые годы после Окт. революции 1917 преобладали идеи быстрого отмирания права как института эксплуататорского общества. Переход к НЭПу и первая кодификация рос. права (1922–25) потребовали более взвешенного подхода к праву; при этом роль права в системе социальных ценностей оценивалась крайне негативно: «правовое государство» и «права человека» отрицались как буржуазные понятия.
Вместе с тем в 1920-е гг. появились науч. труды, авторы которых пытались разработать основные понятия права с марксистских позиций («Революционная роль права и государства» П. И. Стучки, 1921; «Проблемы марксистской теории права» И. П. Разумовского, 1925; «Право. Наше право. Чужое право. Общее право» М. А. Рейснера, 1925). Широкое признание во многих странах получила книга Е. Б. Пашуканиса «Общая теория права и марксизм» (1924), где прослеживался генезис права как необходимого фактора развития товарных отношений и рыночных форм экономики. Концептуально важным выражением идеологических установок и науч. уровня в этот период была «Энциклопедия государства и права» (т. 1–3, 1925– 1927, под ред. П. И. Стучки).
В 1930-е гг. юридическая наука использовалась для обоснования и прикрытия внеправовых методов гос. политики, чему прежде всего способствовали труды А. Я. Вышинского, возглавившего «правовой фронт».
В годы Вел. Отеч. войны юристы (А. Н. Трайнин и др.) разработали принципы уголовной ответственности военных преступников, которые использовались на Нюрнбергском и Токийском процессах. Специалисты по междунар. праву участвовали в подготовке основополагающих актов (Устав ООН, Устав Междунар. суда ООН и др.).
В 1950–60-е гг. стимулом для существенной активизации юридической науки стала новая кодификация сов. законодательства. В этот период активно велась разработка проблем эффективности правового регулирования, правового положения личности, законности. Значительный вклад в развитие гражданского, уголовного и др. отраслей права внесли такие учёные, как Н. Г. Александров, С. Н. Братусь, А. В. Венедиктов, Д. М. Генкин, О. С. Иоффе, А. А. Пионтковский, Ю. К. Толстой, Е. А. Флейшиц; в сфере истории государства и права – М. Н. Гернет, О. А. Жидков, С. Ф. Кечекьян, З. М. Черниловский. Вернулось в систему юридических дисциплин сравнительное правоведение. Важное значение имели исследования междунар. отношений, в т. ч. и междунар. экономических отношений (междунар. частное право); в этой сфере известны труды Л. А. Лунца, И. С. Перетерского, Г. И. Тункина.
В постсоветский период юридическая наука оказалась особенно востребованной и играла немаловажную роль в создании правовых основ новой экономической системы и юридическом закреплении принципов правового государства. Ведущие рос. юристы участвовали в подготовке Конституции РФ 1993 (А. А. Мишин, Т. Г. Морщакова, Б. Н. Топорнин, В. А. Туманов, А. М. Яковлев и др.), разработке нового законодательства о судебной системе (П. А. Лупинская, И. Л. Петрухин), кодификации отраслевого законодательства (Т. Е. Абова, А. Л. Маковский, Н. Г. Салищева, О. Н. Садиков, М. С. Шакарян и др.). В области теории, философии и социологии права, теории прав человека выделяются работы С. С. Алексеева, Е. А. Лукашёвой, Д. А. Керимова, В. Н. Кудрявцева, В. С. Нерсесянца, в области конституционного права – М. В. Баглая, О. Е. Кутафина.
Экономическая наука. Хотя после Окт. революции 1917 установилось монопольное положение марксистской политической экономии, её развитие до кон. 1920-х гг. допускало «неортодоксальные» формы (А. А. Богданов) и сосуществование с другими идейными направлениями. Возникли оригинальные н.-и. институты – с.-х. экономии (1919) во главе с А. В. Чаяновым и Конъюнктурный (1922) во главе с Н. Д. Кондратьевым. Чаянов к сер. 1920-х гг. в теории семейно-трудового хозяйства и практической программе поэтапной «кооперативной коллективизации» подытожил достижения «организационно-производственной» школы. Кондратьев в 1924– 1925 обосновал гипотезу «больших циклов конъюнктуры», а также предлагал опираться на конъюнктурное предвидение в составлении народно-хозяйственных планов, придавая им, т. о., прогнозный, «генетический» характер. Противоположный «телеологический» подход примата жёстких целевых заданий-директив отстаивал заместитель председателя Госплана С. Г. Струмилин. В ходе развернувшихся дебатов В. А. Базаров развил методологию построения перспективных планов, Г. А. Фельдман – экономико-математическую модель темпов роста. Однако в реальной практике планирования эти идеи использованы не были, равно как и первый в истории опыт разработки модели «шахматного» народно-хозяйственного баланса (исследование опубл. в 1926 сотрудниками ЦСУ во главе с П. И. Поповым).
В кон. 1920-х гг. экономическая наука была поставлена в жёсткие идеологические рамки с постоянной угрозой репрессий и изолированностью от развития экономической мысли Запада, где отброшенная в СССР категория «равновесие» стала базовой в быстро развивавшемся математическом аппарате экономического анализа. Зап.-европ. наука интегрировала и отдельные игнорируемые или запретные работы исследователей из разгромленного Конъюнктурного ин-та – Кондратьева (о «длинных волнах»), А. А. Конюса (расчёт индекса стоимости жизни) и Е. Е. Слуцкого (о стохастичности). Выведенная Слуцким ещё в 1915 математическая формула зависимости изменений в личном потреблении от эффектов дохода и замещения с кон. 1930-х гг. утвердилась в микроэкономике как классическое «равенство Слуцкого». Развитие межстранового экономико-статистического анализа и макроэкономики было отмечено крупным вкладом представителей рос. эмиграции – С. Н. Прокоповича, В. С. Войтинского, С. С. Кузнеца (Нобелевская пр., 1971, за исследования проблем совр. экономического роста), В. В. Леонтьева (Нобелевская пр., 1973, за создание модели «затраты – выпуск» как методологии межотраслевого баланса).
Благодаря идеологическим изменениям, произошедшим после 20-го съезда КПСС, создатель линейного программирования Л. В. Канторович (Нобелевская пр., 1973, за вклад в теорию оптимального использования ресурсов), инициатор разработки моделей дифференциальных затрат и оптимального соотношения капиталовложений и потребления в плановом хозяйстве Вик. В. Новожилов и председатель Совета по изучению производительных сил В. С. Немчинов смогли консолидировать сов. экономико-математическую школу. Её укреплению способствовало образование Центрального экономико-математического ин-та во главе с Н. П. Федоренко (1963). Экономико-математические модели первоначально применены для углублённой разработки возрождённых с сер. 1950-х гг. «шахматных» народно-хозяйственных балансов, затем для попытки обновить очертания догматизированной политической экономии социализма с помощью концепции «системы оптимального функционирования экономики». Наиболее ярким науч. направлением 1970– 1980-х гг. стало макропрогнозирование (А. И. Анчишкин, Ю. В. Яременко и др.), развитие которого привело к созданию Ин-та экономики и прогнозирования научно-технического прогресса АН (1986, ныне Ин-т народно-хозяйственного прогнозирования).
Литературоведение. В литературоведении складывалось новое направление – формализм, который отталкивался от академического литературоведения и опирался на творческий опыт модернизма и авангарда. Его представители считали нужным изучать лит-ру как самодовлеющее явление («литературность» литературы) и сосредоточивали внимание на поэтике слова (В. Б. Шкловский, Ю. Н. Тынянов), сюжета (Шкловский), стиха (Б. В. Томашевский), типологии лит. форм (В. М. Жирмунский), смене форм в процессе лит. эволюции (Тынянов, Б. М. Эйхенбаум), на применении точных методов анализа в филологии (Б. И. Ярхо). Влияние формализма проявилось в исследованиях языка худож. лит-ры («Стиль Пушкина» В. В. Виноградова, 1941, и др.), поэтики фольклора («Морфология сказки», 1928; «Исторические корни волшебной сказки», 1946, В. Я. Проппа). Формализму противостояли социологическое (П. Н. Сакулин, В. М. Фриче, В. Ф. Переверзев) и оставшееся периферийным психоаналитическое (И. Д. Ермаков) направления. С кон. 1920-х гг. разрабатывались новые подходы к лит-ре: эстетико-философский («Проблемы творчества Достоевского» М. М. Бахтина, 1929), мифопоэтический («Поэтика сюжета и жанра» О. М. Фрейденберг, опубл. в 1936), целостный идейно-стилистический (работы А. П. Скафтымова о Л. Н. Толстом, Ф. М. Достоевском, А. П. Чехове).
Начиная с 1930-х гг. методика литературоведения унифицировалась, на первый план выдвигался анализ идейного содержания, в центре внимания находилось новое понятие «худож. метода» (критический реализм, социалистический реализм и др.), внимание к худож. форме осуждалось. Академические традиции 19 в. дольше держались в таких областях, как востоковедение (Е. Э. Бертельс, В. М. Алексеев, И. Ю. Крачковский, Н. И. Конрад), исследование др.-рус. лит-ры (В. Н. Перетц, В. П. Адрианова-Перетц, Н. К. Гудзий и др.). Особенно интенсивно развивалось пушкиноведение (М. А. Цявловский, П. Е. Щёголев, Б. В. Томашевский, С. М. Бонди, В. В. Виноградов, М. П. Алексеев, Д. Д. Благой и др.). Были осуществлены академические издания А. С. Пушкина и Л. Н. Толстого. Рус. лит-ру 18 в. изучали П. Н. Берков, Г. А. Гуковский, Л. В. Пумпянский, фольклор – Ю. М. Соколов, М. К. Азадовский, зап. лит-ру – В. Ф. Шишмарёв, Л. Е. Пинский, Н. Я. Берковский, Б. Г. Реизов.
Литературоведы во 2-й пол. 20 в. подводили итоги историко-культурных исследований сов. времени: были подготовлены «История русской литературы» (т. 1–10, 1941–56; т. 1–4, 1980–83), «История русского романа» (т. 1–2, 1962– 1964), «История русской поэзии» (т. 1–2, 1968–69), «История всемирной литературы» (т. 1–8, 1983–94), а также истории ряда нац. литератур. Новые исследования касались прежде всего вопросов поэтики и проводились в методологическом контакте с зап. наукой. Появились работы по семиотике лит-ры Ю. М. Лотмана, Б. А. Успенского; публиковались и осваивались теоретические труды М. М. Бахтина; возрождалось исследование стиховедения (М. Л. Гаспаров, В. Е. Холшевников). Продуктивным направлением стала поэтика фольклора (П. Г. Богатырёв, Б. Н. Путилов, Е. М. Мелетинский, С. Ю. Неклюдов), античной, византийской и ср.-век. литератур (В. Н. Ярхо, С. С. Аверинцев, М. И. Стеблин-Каменский), классической европ. лит-ры (Ю. Б. Виппер, Л. Г. Андреев, А. В. Михайлов, А. В. Карельский, А. Д. Михайлов), рус. лит-ры 10–18 вв. (Д. С. Лихачёв, А. А. Морозов, А. М. Панченко), рус. лит-ры 19 в. (Л. Я. Гинзбург, В. Э. Вацуро, Ю. В. Манн, С. Г. Бочаров, А. П. Чудаков) и лит-ры сов. периода (М. О. Чудакова).
Языкознание. Формируются такие направления языкознания, как язык и общество (работы Е. Д. Поливанова, А. М. Селищева, Л. П. Якубинского, В. М. Жирмунского, Г. О. Винокура и др.), язык и мышление (работы И. И. Мещанинова, психолога Л. С. Выготского и др.). Созданы концепция стадиальной типологии, теория фонологии, грамматики и словарей Л. В. Щербы, теория рус. языка, лит. языков, стилистики и поэтики В. В. Виноградова. Итогом работы лексикографов стали публикации «Толкового словаря русского языка» под ред. Д. Н. Ушакова (т. 1–4, 1935–40), «Словаря русского языка» С. И. Ожегова (1949).
В 1920–30-х гг. Н. Я. Марр сформулировал систему взглядов по общим вопросам языкознания («новое учение о языке», или «яфетическая теория»), противопоставив её традиционной сравнительно-исторической школе. Он попытался связать свою систему с положениями исторического материализма, интерпретируя язык как изначально классовое явление, подверженное стадиальным изменениям. Марр обвинил сторонников традиционного языкознания в идеализме, формализме и антисоциальности. Его теория вызвала критику у сов. лингвистов (наиболее последовательным критиком «нового учения о языке» был Поливанов); однако в 1930–40-х гг. теория Марра господствовала в языкознании и др. гуманитарных науках. В 1950 в газ. «Правда» при участии И. В. Сталина проведена дискуссия сторонников и противников «нового учения о языке», закончившаяся осуждением теории Марра. Дискуссия открыла возможности для выработки традиционной лингвистической проблематики (особенно сравнительно-исторического языкознания).
В языкознании 2-й пол. 20 в. уделялось большое внимание проблемам становления и развития нац. лит. языков (Виноградов, Ф. П. Филин, В. Н. Ярцева и др.), расширялись типологические исследования языков (Мещанинов, Г. А. Климов, Б. А. Успенский, Ярцева и др.). Интенсивно развивались сравнительно-историческое языкознание, сопоставительное (контрастивное) изучение языков (В. Г. Гак, Ярцева), велись работы по изучению генетических связей языков Китая и Юго-Восточной Азии, обсуждалась выдвинутая В. М. Иллич-Свитычем теория родства т. н. ностратических языков. Достигнуты успехи в области ареальной лингвистики; расширялся круг языков, являющихся объектом исследования рос. лингвистов: языки Древнего Шумера и Древнего Египта, Урарту, Хеттского царства, Ближнего Востока, Тропической Африки. Традиционно изучались языки индоевропейские, кавказские, палеоазиатские, финно-угорские, семитские, алтайские, а также китайский, языки Африки и др. Самостоятельной науч. дисциплиной стала фонология.
Лексикографы создали «Словарь современного русского литературного языка» (т. 1–17, 1950–65), «Толковый словарь русского языка» Ожегова и Н. Ю. Шведовой (1992). Благодаря работам М. В. Панова, Ю. Д. Апресяна, Ю. К. Лекомцева и др. развивался лингвистический структурализм (предшественники – представители пражской лингвистической школы Н. С. Трубецкой и Р. О. Якобсон). Виноградов, В. М. Жирмунский занимались проблемами социолингвистики, А. А. Брудный, А. А. Леонтьев и др. – психолингвистики. Появились новые направления формального анализа языка, основанные на идеях конструктивизма в лингвистике (И. А. Мельчук, Апресян и др.), связанные с применением компьютерных методов при исследовании языкового материала и «языковой личности» (работы Ю. Н. Караулова и др.). Развивались новые направления в языкознании: «интерпретирующая лингвистика» (В. З. Демьянков), логический анализ языка (Н. Д. Арутюнова и др.), концептуальный анализ языка (Ю. С. Степанов, Арутюнова и др.), функциональная грамматика (А. В. Бондарко и др.).
Психология. После Окт. революции 1917 развивались прикладные области психологии: психотехника и психология труда, педология (комплексная наука о детстве), психодиагностика, судебная психология и др. Однако идеологическое давление удерживало развитие психологической теории в рамках механистически-биологизаторского мировоззрения. В 1930-х гг. под запрет попали психоанализ, педология и психотехника. Л. С. Выготский разработал культурно-историческую теорию развития высших психических функций, теорию развития индивидуальной системы значений и др. Его ученики А. Н. Леонтьев, А. Р. Лурия, П. И. Зинченко, А. В. Запорожец, П. Я. Гальперин и др. работали над развитием идей Выготского в рамках харьковской психологической школы, поставившей в центр своих исследований понятие «деятельность». Другой вариант теории деятельности разрабатывался С. Л. Рубинштейном, который в своей концепции сумел вернуть в науч. психологию проблему субъекта.
В годы Вел. Отеч. войны осуществлялись работы по оборонной тематике (изучение условий повышения чувствительности зрения и слуха, а также восстановления двигательных и др. способностей раненых и пр.).
Во 2-й пол. 20 в. Б. М. Теплов и его ученик В. Д. Небылицин, развивая учение И. П. Павлова, создали отеч. школу дифференциальной психологии и психофизиологии. Леонтьев провёл психологический анализ структуры деятельности и структуры индивидуального сознания, предложил концепцию эволюции психики. Лурия создал школу отеч. нейропсихологии. Гальперин разработал концепцию планомерно-поэтапного формирования умственных действий и трактовку психологии как науки об ориентировочной деятельности субъекта. Запорожец показал, что восприятие и мышление являются системой свёрнутых перцептивных действий, в которых происходит уподобление осн. свойствам предмета. Д. Б. Эльконин продемонстрировал преимущества своей периодизации психического развития ребёнка, построенной на понятии «ведущая деятельность». В. В. Давыдов основал на деятельностном подходе теорию и практику развивающего обучения. А. А. Смирнов применил деятельностный подход к исследованиям памяти, А. Я. Пономарёв и О. К. Тихомиров – к исследованиям мышления.
Идеи В. М. Бехтерева и А. Ф. Лазурского нашли продолжение в концепции интегральной индивидуальности Б. Г. Ананьева и концепции отношений личности В. Н. Мясищева, представителей ленинградской науч. школы. Н. А. Бернштейн создал революционную для физиологии теорию построения движений, в которую неразрывно вплетены психологические реальности – «задача», «образ результата» и др. Влияние философии М. М. Бахтина, М. К. Мамардашвили, Г. П. Щедровицкого способствовало возрождению интереса к духовному, «вершинным» проявлениям психики и к филос. основаниям психологии. Проводились исследования в области социальной психологии (Г. М. Андреева, А. В. Петровский), истории психологии (М. Г. Ярошевский, Петровский). В 1960–80-е гг. развивались новые отрасли психологии: патопсихология (Б. В. Зейгарник), инженерная психология (Б. Ф. Ломов), психолингвистика (А. А. Леонтьев), психосемантика (В. Ф. Петренко), психогенетика (И. В. Равич-Щербо), парапсихология (В. Н. Пушкин) и др.
В 1990-х гг. требования практики дали толчок развитию психотерапии и психологического консультирования (Ф. Е. Василюк и др.), прикладных областей социальной психологии (психология конфликта, управления, рекламы и массовых коммуникаций, массового поведения и др.). В то же время углубился разрыв между практической и академической психологией, на преодоление которого направлен методологический поиск в психологии: психотехническая методология (А. А. Пузырей), варианты гуманитарной и системной методологии.
Социология. К кон. 1920-х гг. социология перестала существовать. Процесс возвращения социологии как науч. дисциплины в гуманитарную науку приходится на кон. 1950-х гг. В 1960–70-х гг. проводились исследования по изучению общественного мнения (Б. А. Грушин, В. Э. Шляпентох и др.), социологии труда (В. А. Ядов, А. Г. Здравомыслов, О. И. Шкаратан, Г. В. Осипов и др.), образования (В. Н. Шубкин), личности (И. С. Кон), религии (Ю. А. Левада), семьи (А. Г. Харчев), сельских регионов (Т. И. Заславская), организации (Н. И. Лапин, А. И. Пригожин, Д. М. Гвишиани). В 1970–80-х гг. осуществлялись плодотворные исследования в области методологии, методик и техник проведения эмпирических социологических исследований, сбора и обработки полученных данных.
В кон. 1980-х гг. социология признана одной из социальных наук, учебной дисциплиной и стала самостоятельной специальностью. Большинство новых центров социологических исследований специализируется на опросах общественного мнения.
Педагогика. Педагогика после 1917 рассматривалась как социально-биологическая и прикладная наука (А. П. Пинкевич), как социология воспитания (А. Г. Калашников и А. В. Луначарский). В дискуссиях обсуждались преимущества монотехнизма и политехнизма. Были созданы продуктивные методы изучения личности ребёнка (Е. А. Аркин, С. С. Моложавый и др.), детской одарённости, психологии коллектива (А. П. Нечаев и др.). Труды П. П. Блонского и Л. С. Выготского способствовали систематизации в России педологии. С. Т. Шацкий, И. В. Ионин, М. М. Пистрак и др. испытывали оригинальные воспитательные системы, способствовавшие раскрытию творческих способностей детей в опытно-показательных учреждениях Наркомпроса. В 1930–40-х гг. мн. теоретические проблемы стали интерпретироваться в русле т. н. педагогики требований и дисциплины. В центре исследований оказались проблемы дидактики (М. А. Данилов, Б. П. Есипов, М. Н. Скаткин и др.), педагогической психологии (А. Р. Лурия, П. Я. Гальперин и др.) и др.
В 1950-х гг. началось изучение на экспериментальной основе проблемы обучения и развития (Л. В. Занков, Д. Б. Эльконин и др.). В 1960-х гг. под руководством А. И. Маркушевича впервые разработана программа всеобщего среднего образования. Дидактические принципы его формирования – «от картины мира» к учебному предмету – обосновал Скаткин и др.; идеи обучения на высоком уровне трудности – Занков. Разл. варианты дифференциации и индивидуализации учебной работы разрабатывались М. А. Прокофьевым, Н. М. Шахмаевым, Н. А. Менчинской и др. Для начальной школы создавались практико-ориентированные концепции развивающего обучения (Занков, Эльконин, В. В. Давыдов). Развивались исследования по истории отечественной («Педагогическая энциклопедия» под ред. И. А. Каирова, т. 1–4, 1963–68; «Общие основы педагогики» под ред. Ф. Ф. Королёва и В. Е. Гмурмана, 1967) и зарубежной (труды А. И. Пискунова, Б. Л. Вульфсона и др.) школы. В самостоятельную отрасль стала оформляться теория образования взрослых (Б. Г. Ананьев, А. В. Даринский и др.). Получили развитие исследования в областях проблемного обучения (И. Я. Лернер, М. И. Махмутов и др.), программированного обучения (Л. Н. Ланда, Н. Ф. Талызина, В. П. Беспалько и др.), оптимизации учебного процесса (Ю. К. Бабанский) и др. Активизировались попытки сформулировать подходы к совершенствованию общего среднего образования (Лернер, В. В. Краевский, В. С. Леднёв и др.) и учебной деятельности (Давыдов). В. А. Сухомлинский исследовал гражданственные и этические аспекты воспитания школьников. Развивалась коммунарская методика (И. П. Иванов и др.) как система приёмов и организационных форм воспитания, направленная на формирование и творческое развитие коллектива школьников в процессе совместной деятельности детей и взрослых. В 1970-х гг. активизировались исследования в области педагогической психологии (А. Н. Леонтьев, Л. И. Божович, В. С. Мухина). Совершенствованию эстетического воспитания, худож. и муз. образования способствовали труды Д. Б. Кабалевского, С. А. Герасимова, Б. М. Неменского. Выявились тенденции к теоретическому синтезу педагогической проблематики на основе философско-психологической теории деятельности (Леонтьев, Э. В. Ильенков), теории управления (Бабанский) с учётом ведущей роли логико-методологических подходов (Г. П. Щедровицкий). В 1980-х гг. началось изучение вопросов информатизации образования (В. В. Рубцов и др.) и компьютеризации обучения (Талызина, А. П. Ершов, С. И. Шварцбурд и др.). Среди учительства распространились идеи педагогики сотрудничества (Ш. А. Амонашвили, Е. Н. Ильин, В. А. Караковский и др.): обучение без принуждения, постановка перед учащимися т. н. трудной цели, использование опорных сигналов, творческое самоуправление учащихся и пр.
Музыкознание. Функциональное учение о гармонии разрабатывалось Г. Л. Катуаром («Теоретический курс гармонии», ч.1–2, 1924–25) и Ю. Н. Тюлиным («Учение о гармонии», 1937), проблемы философии музыки – А. Ф. Лосевым («Музыка как предмет логики», 1927). Процессуальный подход к муз. форме обосновал создатель теории интонации Б. В. Асафьев («Музыкальная форма как процесс», кн. 1–2, 1930–47).
В историческом музыкознании сформировались науч. школы в Ленинграде (Асафьев с учениками; А. В. Оссовский) и Москве (К. А. Кузнецов, М. В. Иванов-Борецкий). Среди первостепенных публикаций: «Книга о Стравинском» (1929) и «Русская музыка от начала XIX ст.» (1930) Асафьева, «История русской музыки в исследованиях и материалах» (т. 1–4, 1924–27), «Музыка и музыкальный быт старой России. Материалы и исследования» (т. 1, 1927); «Очерки по истории музыки в России с древнейших времён до конца XVIII века» Н. Ф. Финдейзена (т. 1–2, 1928–29); ряд историче ских исследований 1930–40-х гг. (труды Асафьева о М. И. Глинке и П. И. Чайковском; М. С. Пекелиса о А. С. Даргомыжском; Кузнецова, И. И. Соллертинского, В. Э. Фермана о творчестве зарубежных композиторов). Текстологическая работа П. А. Ламма по восстановлению подлинных авторских текстов М. П. Мусоргского способствовала переоткрытию творчества композитора в 20 в. Капитальный труд – «История музыкальной культуры» Р. И. Грубера (т. 1, ч. 1–2, т. 2, ч. 1–2, 1941–59; изложение доведено до 16 в.).
В теории музыки в 1940–90-х гг. существенные результаты были достигнуты С. С. Богатырёвым (работы о полифонии, развивающие идеи С. И. Танеева), И. В. Способиным (исследования по функциональной теории гармонии), В. А. Цуккерманом и Л. А. Мазелем (разработка методологии т. н. целостного анализа муз. произведения), С. С. Скребковым (концепция муз. стилей), В. В. Протопоповым (история полифонии и муз. форм), В. П. Бобровским (функциональный подход к анализу муз. формы), Ю. Н. Холоповым (первая науч. концепция развития гармонии, охватывающая музыкально-исторический процесс от истоков до современности), М. Г. Харлапом (оригинальная теория муз. ритма). Н. А. Гарбузов и представители его школы (в Гос. ин-те муз. науки; в 1930–70-х гг. – в Лаборатории муз. акустики Моск. консерватории) разрабатывали новейший, в т. ч. электронный, инструментарий (Л. С. Термен, А. А. Володин, Е. А. Мурзин), новаторские методы объективного изучения муз. слуха и исполнительского иск-ва, теоретические и экспериментальные исследовательские подходы на стыке теории музыки, психологии, естественных и технических наук. Муз. психология представлена исследованиями Е. А. Мальцевой, Б. М. Теплова, Е. В. Назайкинского.
С 1950-х гг. издаются летописи жизни и творчества, а также собрания сочинений Глинки, Чайковского, Н. А. Римского-Корсакова (с 1990-х гг. – Мусоргского). Крупный вклад в мировую бетховениану – расшифровка, публикация и исследование Н. Л. Фишманом «Книги эскизов Бетховена за 1802–1803 гг.» (1962). С нач. 1970-х гг. наиболее ценные материалы по истории отеч. музыки публикуются в серии «Памятники русского музыкального искусства». В исследовании др.-рус. певческой традиции выделяются работы М. В. Бражникова, В. М. Беляева, Н. Д. Успенского и др.; рус. музыки 17–18 вв. – Т. Н. Ливановой, Ю. В. Келдыша, А. А. Гозенпуда; рус. вокальной лирики – В. А. Васиной-Гроссман, О. Е. Левашёвой. Нового уровня достигла муз. фольклористика в работах А. Д. Кастальского, А. М. Листопадова, Е. В. Гиппиуса, З. В. Эвальд, К. В. Квитки. Разнообразие традиционного муз. инструментария отражено в «Атласе музыкальных инструментов народов СССР» (1964, под рук. К. А. Верткова).
В 1960–80-х гг. созданы труды в области истории зарубежной музыки (Ливанова, В. Н. Брянцева, М. С. Друскин, Д. В. Житомирский, В. Д. Конен), муз. социологии (А. Н. Сохор) и эстетики (Лосев, А. В. Михайлов, Т. В. Чередниченко), а также работы о творчестве сов. композиторов (И. В. Нестьев, М. Д. Сабинина, М. Е. Тараканов). Опубликована «История русской музыки» (т. 1–10, 1983–2003), подготовленная Гос. ин-том искусствознания.
Искусствоведение. В 1920-х гг. некоторые ведущие историки и критики иск-ва (А. Н. Бенуа, П. П. Муратов, С. К. Маковский и др.) эмигрировали; за границей возникли новые рус. науч. центры, в т. ч. самый значительный из них – Ин-т Кондакова в Праге. В СССР началось активное теоретическое осмысление авангардизма (Н. Н. Пунин, Я. А. Тугендхольд), а наряду с историко-археологическим и иконографическим методами, которые доминировали прежде, широко распространились социологические концепции (И. Л. Маца, А. А. Фёдоров-Давыдов, В. М. Фриче). Значительную роль в становлении отеч. искусствознания сыграли Н. П. Анциферов, Ф. И. Шмит, Б. И. Арватов, А. Г. Габричевский, А. М. Ган, Н. М. Тарабукин, А. М. Эфрос; большой вклад в теорию худож. форм и символов внёс П. А. Флоренский. Задачу защиты и музеефикации памятников религиозного иск-ва, изделий нар. промыслов, остатков усадебной культуры осуществляли А. И. Анисимов, А. В. Бакушинский, А. Н. Греч, В. В. Згура, Н. Н. Померанцев и др. историки и музееведы.
Осн. направления искусствознания плодотворно разрабатывали В. Д. Блаватский, О. Ф. Вальдгауэр, М. Э. Матье, Г. А. Пугаченкова (иск-во Древнего мира), М. В. Алпатов, Б. Р. Виппер, В. П. Зубов, А. А. Сидоров, В. Н. Лазарев, А. Б. Салтыков, В. Н. Гращенков, Н. А. Дмитриева, А. В. Иконников, И. Е. Данилова, М. Я. Либман (рус. и зап.-европ. иск-во), Г. К. Вагнер, Н. Н. Воронин, А. И. Комеч, Г. И. Вздорнов (др.-рус. иск-во), Е. И. Кириченко, Е. Ф. Ковтун, С. О. Хан-Магомедов, Д. В. Сарабьянов, Г. Ю. Стернин (рус. иск-во Нового времени) и мн. другие учёные. Капитальным вкладом в искусствоведение явились монографии «Этюды по истории западноевропейского искусства» (1939) и «Этюды по истории русского искусства» (т. 1–2, 1967) Алпатова, «История византийской живописи» Лазарева (т. 1–2, 1947–48), «Всеобщая история архитектуры» (т. 1–12, 1944–77), «История русского искусства» (т. 1–13, 1953–69), «Всеобщая история искусств» (т. 1–6, 1956–66), «Художники народов СССР» (т. 1–5, 1970–2002, издание продолжается), «История искусства народов СССР» (т. 1–9, 1971–84), а также энциклопедия «Искусство стран и народов мира» (т. 1–5, 1962–81).
Театроведение и киноведение. Существенным вкладом в развитие мирового театра 20 в. стали методология сценического творчества, разработанная К. С. Станиславским (изложена в книге «Работа актёра над собой», 1938), а также работы Н. Н. Евреинова («Происхождение драмы», 1921), Ф. Ф. Комиссаржевского («Я и театр», 1929), М. А. Чехова («Путь актёра», 1928; «О технике актёра», 1946). Огромное влияние на мировой кинематографический процесс оказали идеи и практика С. М. Эйзенштейна (статьи 1920– 1940-х гг. по психологии иск-ва, теории монтажа и др.), Д. Вертова (статьи-манифесты «Мы», 1922, «Киноки. Переворот», 1923, и др. работы), В. И. Пудовкина («Кинорежиссёр и киноматериал», 1926), Л. В. Кулешова («Основы кинорежиссуры», 1941).
Теория и история кино начиная с 1920-х гг. разрабатывались в трудах Н. М. Иезуитова, А. И. Пиотровского, Н. А. Лебедева, М. Ю. Блеймана, в статьях литературоведов формальной школы Ю. Н. Тынянова и В. Б. Шкловского. Тогда же активизировались исследования по истории зарубежного театра (А. А. Гвоздев, С. С. Мокульский, К. Н. Державин, Г. Н. Бояджиев, А. К. Дживелегов). Историю рус. театрального иск-ва изучали С. Н. Дурылин, Б. В. Алперс, П. А. Марков, И. И. Юзовский, Н. Г. Зограф и др.
С сер. 1950-х гг. театроведением осваивался ряд новых тем: поэтика совр. драматургии, новые аспекты режиссёрского и актёрского иск-ва, история театральной критики, методология театроведения, проблемы социологии и экономики театра (А. Я. Альтшуллер, А. Н. Анастасьев, Н. А. Велехова, И. Л. Вишневская, Ю. А. Дмитриев, Б. И. Зингерман, Д. И. Золотницкий, Н. А. Крымова, В. А. Максимова, Е. И. Полякова, Т. М. Родина, К. Л. Рудницкий, И. Н. Соловьёва, М. Н. Строева, И. П. Уварова, Л. М. Фрейдкина, Г. А. Хайченко, Е. Г. Холодов, Т. К. Шах-Азизова, А. З. Юфит и др.). Историю зарубежного театра изучали А. А. Аникст, А. В. Бартошевич, Т. И. Бачелис, Ю. И. Кагарлицкий, А. Г. Образцова, В. Ю. Силюнас. В свет вышли обобщающие труды по истории отеч. театра («История советского драматического театра», т. 1–6, 1966–71; «История русского драматического театра», т. 1–7, 1977–87; монографии Б. Н. Асеева, Л. М. Стариковой и др.). Исследованию сценографии посвящены работы М. Н. Пожарской, Ф. Я. Сыркиной, А. А. Михайловой, В. И. Берёзкина, Е. И. Струтинской и др.
Теория киноискусства во 2-й пол. 20 в. была представлена исследованиями С. С. Гинзбурга (общие проблемы теории кино), Е. С. Добина (поэтика кино), И. В. Вайсфельда (теория кинодраматургии), С. И. Фрейлиха (общеэстетические основы теории кино), Р. Н. Юренева (теория жанров) и др. Появились многочисленные работы по истории отеч. и зарубежного игрового, документального, анимационного кино, по проблемам взаимодействия кино и телевидения (Л. А. Аннинский, Ю. А. Богомолов, А. С. Вартанов, А. А. Волков, С. Д. Гуревич, В. П. Дёмин, В. Ю. Дмитриев, Н. М. Зоркая, Н. А. Изволов, Н. И. Клейман, Л. К. Козлов, В. А. Кузнецова, Л. Х. Маматова, Я. К. Маркулан, Л. П. Погожева, К. Э. Разлогов, Л. М. Рошаль, В. С. Саппак, И. В. Сепман, Р. П. Соболев, М. И. Туровская, В. И. Фомин, Ю. М. Ханютин, Ю. Г. Цивьян, М. М. Черненко, В. В. Шитова, М. Б. Ямпольский).
Значительный вклад в изучение танцевального иск-ва и балетного театра внесли А. Н. Бенуа, А. Я. Левинсон, Я. А. Тугендхольд, А. Л. Волынский, А. А. Черепнин, Б. В. Асафьев, А. А. Бахрушин, И. И. Соллертинский, Л. Д. Блок, В. И. Голубов (В. Потапов), М. И. Иофьев и др. Мировое значение имела систематизация А. Я. Вагановой своего педагогического опыта, изложенная в книге «Основы классического танца» (1934).
Балетоведение во 2-й пол. 20 в. продолжало заниматься историей классического танца и осваивало новые темы – бытование танца в смежных театру сферах (на эстраде, на телеэкране и др.), феномен совр. танца и т. д. (Ю. И. Слонимский, В. М. Красовская, Е. Я. Суриц, В. М. Гаевский, А. П. Демидов, Г. Н. Добровольская, В. В. Ванслов, П. М. Карп, Н. И. Эльяш, Н. Ю. Чернова, Н. Е. Шереметьевская, Б. А. Львов-Анохин, В. И. Уральская, Е. П. Белова и др.).