;

ТЕХНИКА И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

Первую отличительную особенность нового периода истории техники и естествознания составили быстрый количественный и качественный рост промышленности и столь же интенсивное развитие ее научно-технических основ. В области техники наибольшее значение имели электрификация промышленных предприятий и транспорта, переход к автоматической системе машин, широкое использование двигателей внутреннего сгорания, распространение поточно-массового производства, совершенствование методов химической технологии. В области естествознания на первый план выдвинулась атомная физика. Исследования структуры атома и механизма ядерных реакций, изучение специфических закономерностей микроявлений оказали преобразующее воздействие на другие отрасли естествознания, вплотную подведя человечество к великим открытиям и теориям середины XX века.

Другой существенной особенностью развития науки и техники явились коренные различия в социальной направленности освоения технических и естественнонаучных знаний, обусловленные существованием двух противоположных социально-экономических систем. Социалистический строй, исключающий периодические кризисы, анархию производства, обеспечивающий непрерывность экономического развития, занятость населения общественно полезным трудом, всестороннюю связь между научными исследованиями и запросами народного хозяйства, сделал реально осуществимыми грандиозные преобразования в Советской стране. Между тем в капиталистических странах эксплуататорский строй превратился в преграду на пути общественного прогресса. Общий кризис капитализма сделал неизбежным искусственное сдерживание роста науки и техники. Оно не было равнозначно техническому застою, но практическое использование естественнонаучных знаний и передового инженерного опыта, стимулируемое конкурентной борьбой монополистических объединений и подчиненное нарастающей милитаризации экономики, носило неравномерный и односторонний характер. Огромные достижения научной и инженерной мысли служили прежде всего совершенствованию и расширению производства вооружения. Многочисленные системы комплексной механизации и автоматизации производственных процессов становились в условиях капиталистического производства причиной ускоренного возрастания безработицы и средством дальнейшего усиления эксплуатации и угнетения трудящихся масс.

Третьей характерной особенностью рассматриваемого периода было резкое повышение социальной значимости науки и техники. Апологеты капитализма объявляли науку и технику неким чудодейственным средством превращения капиталистического общества в «общество гармонии социальных интересов». Но прогрессивные ученые и инженеры в капиталистических странах на своем опыте убеждались, что капитализм извращает характер научно-исследовательской работы, что научные открытия и теории современного естествознания отнюдь не совпадают с реакционными выводами идеологов буржуазии и что использование результатов научных исследований и достижений техники все более подчиняется целям милитаризма.

1. Техника.

Производство и использование электрической энергии

В рассматриваемый период электричество сделалось одним из решающих факторов освоения новой техники, становления новых энергоемких отраслей промышленности, осуществления различных систем механизации и автоматизации технологических процессов. Количество выработанной электроэнергии и опережающий рост мощностей электростанций в сравнении с ростом производственных мощностей предприятий-потребителей начали рассматриваться как главнейшие показатели индустриального развития. Электрификация народного хозяйства стала основой технического прогресса, обусловив более эффективное использование природных энергетических ресурсов и рациональное распределение производительных сил. Ведущей тенденцией при этом было усиленное строительство так называемых районных электростанций, централизованно снабжающих энергией большие промышленные и сельскохозяйственные районы.

Одновременно увеличивались мощности электросиловых установок, совершенствовались их конструкции, повышалась экономичность работы. Паровые поршневые машины — первичные двигатели тепловых электростанций конца XIX и начала XX столетия — постепенно заменялись более экономичными, быстроходными и компактными паровыми турбинами. Конструировались и вводились в эксплуатацию паровые котлы, рассчитанные на получение пара высоких параметров, например котлы У. Ламонта с принудительной многократной циркуляцией пароводяной смеси, сконструированные в Соединенных Штатах Америки, и безбарабанные прямоточные котлы, вначале появившиеся в Германии, а с 1934 г. изготовлявшиеся в Советском Союзе по проектам Л. К. Рамзина. На тепловых электростанциях внедрялись системы механизированного приготовления топлива и механической доставки его к топкам. Улучшалась технология сжигания топлива и соответственно снижалось его удельное расходование; так, расход каменного угля на выработку одного киловатт-часа электроэнергии в 1939 г. уменьшился по сравнению с 1918—1922 гг. примерно в два раза. Успешно выполнялись также работы по конструированию и постройке генераторов электрического тока: увеличивалась их единичная мощность (до 50— 100 тыс. квт), повышался коэффициент полезного действия, вводились рациональные системы охлаждения, в частности система водородного охлаждения, при которой значительно уменьшаются размеры генераторных установок и удлиняется срок службы их узлов.

Тепловые электростанции в этот период вырабатывали около 80% всего количества электроэнергии. Для Советского Союза особенно характерным было сооружение теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), поставляющих не только электричество, но и пар для обогрева зданий и промышленных установок. Но наряду с тепловыми станциями в СССР и других странах, обладающих большими водными ресурсами, все более интенсивно стали строиться гидроэлектростанции (ГЭС). Введенная в эксплуатацию в 1932 г. Днепровская ГЭС долго была крупнейшей гидроэлектростанцией Европейского материка. В 1936 г. вступила в строй ГЭС Боулдер-Дам на реке Колорадо (Соединенные Штаты Америки) — наиболее крупная для того времени горная гидроэлектростанция с плотиной высотой в 222 м. Строительству гидростанций на равнинных реках с малыми величинами напора воды способствовало появление быстроходных поворотно-лопастных гидравлических турбин, впервые сконструированных в 1912 г. профессором Высшей технической школы в Брно В. Капланом и принятых к промышленному изготовлению в 20-х годах после длительной проектной и экспериментальной отработки.

Столь же широко практиковалось в этот период создание энергетических систем с общими электропередающими сетями, позволяющими легко регулировать распределение энергии между потребителями в зависимости от изменяющейся потребности в ней и обеспечивать наиболее выгодный рабочий режим каждой станции. С 20-х годов в Соединенных Штатах Америки, а со следующего десятилетия и в других странах началось интенсивное распространение средств автоматизации и телемеханизации управления электростанций. В Советском Союзе автоматизированные электростанции были введены в эксплуатацию к концу рассматриваемого периода (Ереванская и Иваньковская ГЭС).

Двигатели внутреннего сгорания

Успехи электрификации определили ведущее место электропривода в энергохозяйстве подавляющего большинства промышленных производств. Однако, удачно решая задачи простоты, удобства и экономичности обслуживания стационарных рабочих машин, электропривод все же не полностью удовлетворял требованиям, которые предъявлялись условиями работы подвижных машин на транспорте, строительстве и в сельском хозяйстве.

К. Э. Циолковский.
Фотография. 1934 г.

Этим требованиям в большей мере отвечали двигатели внутреннего сгорания. К 1920 г. суммарная мощность их составляла уже около 75% общей мощности первичных двигателей. Они использовались как стационарные силовые установки промышленных предприятий, водонасосных станций, электростанций местного значения и т. д., но главное применение получили именно как транспортные двигатели, выгодно отличаясь от электрических двигателей тем, что не требовали сооружения сложных устройств для подвода тока, а от паровых — своей постоянной готовностью к действию, малыми размерами, относительно малым весом на единицу развиваемой мощности и более высоким коэффициентом полезного действия.

Огромный спрос на двигатели внутреннего сгорания предъявляла автомобильная и тракторная промышленность. Широкое применение они нашли на морском и речном транспорте, в военной технике и особенно в авиации, для нужд которой с начала 20-х годов стали сооружаться специальные конструкции из высокопрочных и легких материалов, с повышением мощности посредством так называемого наддува и пр. Тогда же наряду с поршневыми двигателями этой группы все большее внимание специалистов начали привлекать газовые турбины и реактивные двигатели.

Первые попытки конструирования и изготовления газовых турбин, имевшие относительно небольшое практическое значение, предпринимались еще в конце 80-х годов XIX в. П. Д. Кузьминским в России и затем, в начале XX в., Р. Арманго и Ш. Лемалем во Франции и Г. Гольцвартом в Германии. В дальнейшем были произведены существенные для этой новой области двигателестроения теоретические разработки, установлены оптимальные рабочие режимы, найдены жаропрочные сплавы, способные длительное время выдерживать большие напряжения, возникающие при поступлении отходящих газов из камер сгорания к лопаткам турбинных колес. Наконец, во второй половине 30-х годов в Швейцарии и в СССР (проект В. М. Маковского) почти одновременно появились стационарные газотурбинные агрегаты, удовлетворявшие требованиям инженерной практики.

Реактивные двигатели конструировались на основе теоретических работ К. Э. Циолковского и более поздних работ Р. Эсно-Пельтри (Франция), Р. Годдарда (Соединенные Штаты Америки), Г. Оберта (Германия) и других. Испытания различных типов жидкостно-реактивных (ракетных) и воздушно-реактивных двигателей производились в Советском Союзе (Ф. А. Цандер, Б. С. Стечкин, И. А. Меркулов), Германии (Г. Охайн, Э. Зенгер), Франции (Р. Ледюк), Англии (Ф. Уитлл, А. Гриффит). В 1928—1930 гг. австрийский инженер Макс Валье провел опыты с реактивными двигателями для автомобилей. В 1926 г. в Соединенных Штатах, а в 30-х годах в Германии и Советском Союзе состоялся запуск первой ракеты на жидком топливе. В конце 30-х годов были предприняты опыты установки реактивных двигателей на самолетах, подготовившие широкое использование их в последующее время.

Машиностроение

Непрерывное возрастание потребности в машинах для самых различных областей народного хозяйства повлекло за собой совершенствование и специализацию машиностроительных производств. Расширялась номенклатура применяемых материалов, осваивались новые виды производственного оборудования и новая производственная технология, вводились эффективные способы контроля качества производимой продукции и т. д. Наиболее важным нововведением в технике машиностроения явилось специализированное поточно-массовое производство. На первой стадии своего развития, в конце XIX в., оно сводилось к простому расчленению рабочего комплекса на ряд элементарных операций, выполнявшихся вручную или с помощью универсального оборудования. К началу рассматриваемого периода поточно-массовое производство уже располагало специализированным оборудованием, развитой системой средств механизированного межоперационного транспорта и тщательно разработанными методами рационального проведения основных технологических процессов. Именно в поточно-массовом и крупносерийном машиностроении широко осуществлялся переход к использованию полуавтоматических и автоматических металлообрабатывающих станков большой производительности с твердосплавными режущими инструментами, в том числе так называемых агрегатных станков. Впервые они появились в Германии, несколько позднее получили применение на американских автомобильных заводах, а с 1935 г. — в Советском Союзе. Требованиями этих областей машиностроения в значительной мере определялись распространение комплексной механизации литейных работ (землеприготовления, формовки, заливки, выбивки и т. д.), освоение и совершенствование способов электросварки, замена громоздких и неэкономичных паровых молотов в кузнечно-штамповочных цехах более производительными и эксплуатационно более выгодными гидравлическими прессами. На заводских контрольных пунктах началось использование методов рентгенодефектоскопии и ультразвуковой дефектоскопии, впервые предложенной советским физиком С. Я. Соколовым в 1928 г.

Массовый выпуск изделий настоятельно требовал их стандартизации, уменьшения разнотипности, отбора наиболее целесообразных конструкций и материалов, обеспечения взаимозаменяемости деталей и узлов, эффективного использования специализированного машинного парка машиностроительных заводов и т. д. Работы по промышленной стандартизации приобрели большой размах и были приравнены к категории государственных узаконений сначала в Англии (1901 г.), затем в Соединенных Штатах и Германии (1917 г.), во Франции (1918 г.), СССР (1924 г.), в Японии и других странах.

В это же время постепенно вводилась автоматизация рабочих операций в пределах относительно больших замкнутых производственных циклов. Одним из ее ранних примеров было производство автомобильных рам в Соединенных Штатах Америки на заводе фирмы «А. О. Смит и К°», введенном в эксплуатацию в 1926 г. Все транспортные и технологические операции, от подачи заготовок со склада до окраски, сушки и штабелирования готовых изделий, выполнялись на этом заводе без непосредственного участия рабочих. Лишь небольшое количество вспомогательных работ, таких, как подвеска готовых рам к захватам подвесных конвейеров, укладка некоторых деталей на сборочный конвейер и т. п., а также наладка и устранение неисправностей оборудования осуществлялись обслуживающим персоналом.

К концу 30-х годов в ряде стран по мере внедрения станков-автоматов наметилась тенденция к созданию автоматических станочных линий. Первая такая линия из пяти станков, последовательно выполнявших различные операции обработки деталей и связанных между собой транспортными устройствами, была предложена советским изобретателем И. П. Иночкиным в 1937 г. и затем им же осуществлена в тракторостроительной промышленности.

Металлургия

Развитие техники высоких давлений, температур и скоростей определило количественный и качественный рост металлургии. Разные отрасли промышленности, строительства и сельского хозяйства предъявляли требования на черные металлы с улучшенными механическими характеристиками и специальными свойствами жаростойкости, кислотоупорности, стойкости против коррозии и т. д. С целью удовлетворения этих требований совершенствовались рабочие процессы металлургического цикла, пересматривались их ранее сложившиеся физико-химические и технологические основы, механизировались трудоемкие работы, вводились системы автоматического регулирования и производственного контроля. Необходимость интенсификации доменного и сталеплавильного процессов стимулировала применение дутья, обогащенного кислородом. Оно ускоряло плавку, сокращало расходование топлива и способствовало улучшению состава шлаков и отходящих газов — исходного сырья для предприятий строительных материалов и промышленной химии. Столь же существенная необходимость изготовления расширенного сортамента литой стали высокого качества определила первенствующее значение мартеновского способа ее получения и распространение различных типов электроплавильных печей.

На протяжении всего периода черная металлургия сохраняла ведущее положение среди других металлургических производств: чугун и сталь составляли свыше 90% общего весового потребления металлов. Однако именно в это время происходило совершенствование металлургии легких цветных металлов. Особенно большое значение имело распространение алюминия, широко используемого в самолето- и автомобилестроении, в двигателестроении, электропромышленности и т. д. К 1914 г. алюминиевая промышленность существовала в Швейцарии, Франции, Англии, Германии, Австрии, Италии, Норвегии, Соединенных Штатах и Канаде; на рубеже 20-х и 30-х годов заводы по производству алюминия были построены в Испании, Швеции и Венгрии, а несколько позднее — в Японии. Годовая выплавка алюминия во всех этих странах возросла с 65,5 тыс. т в 1913 г. до 695 тыс. т в 1939 г.

Производство алюминия в Советском Союзе началось с 30-х годов. В 1930—1934 гг. вступили в эксплуатацию Ленинградский опытный алюминиевый завод, Волховский алюминиевый комбинат и Днепровский комбинат — один из крупнейших для своего времени промышленных комплексов этого типа на Европейском континенте. В 1939 г. выдал первую плавку алюминия Каменск-Уральский завод.

Химическая технология

Исследования в области химии, открывшие возможность получения различных синтетических веществ, и все возрастающая потребность в высококачественном искусственном жидком топливе, удобрениях, сырье для легкой промышленности, специальных материалах для машиностроения обусловили быстрый рост химической индустрии. Возникли и сформировались новые области химической технологии: синтез аммиака, синтез метанола (метилового, или древесного, спирта), получение синтетического жидкого топлива и синтетического каучука, изготовление искусственного волокна и пластических масс.

Синтез аммиака — простейшего соединения азота с водородом, используемого в производстве азотных удобрений и азотной кислоты, — был впервые осуществлен Ф. Габером и К. Бошем в Германии в 1913 г., но распространение его в других странах относится уже к рассматриваемому периоду. В 1923 г. также в Германии по патенту французского химика Г. Патара был начат промышленный синтез метанола, широко используемого в производстве органических красителей, лаков, лекарственных веществ, бездымного пороха и пр.

Не менее крупной и серьезной проблемой, особенно существенной для стран, не имеющих естественных нефтяных ресурсов, было получение искусственного жидкого топлива. Первую попытку такого рода предпринял немецкий инженер Ф. Бергиус, разработавший в 1913 г. способ получения бензина из каменного угля посредством нагрева под высоким давлением в присутствии водорода. В 1922 г. Ф. Фишером и Г. Тропшем был предложен и с 1925 г. начал вводиться в производственную практику в Германии, Франции, Японии и других странах более совершенный технологический процесс получения синтетического бензина из смеси водорода и окиси углерода при низком давлении в присутствии специальных катализаторов.

Одновременно продолжались работы по совершенствованию крекинга — получения легкого моторного топлива из тяжелых нефтепродуктов. Помимо термического крекинга, разработанного в России В. Г. Шуховым еще в 1891 г. и позднее осуществленного в американской нефтяной промышленности по проекту В. М. Бартона, Н. Д. Зелинский предложил в 1918 г. коренное усовершенствование крекингового процесса — каталитический крекинг, которым обеспечивается больший выход высококачественного авиационного бензина. Промышленное освоение каталитического крекинга применительно к технологической схеме, запатентованной французским инженером Э. Удри, работавшим в Соединенных Штатах Америки, началось со второй половины 30-х годов.

Развитие автомобильной, авиационной, электротехнической и других отраслей промышленности, широко применяющих резиновые изделия, настоятельно требовало ускоренного проведения работ по получению синтетического каучука. Метил-каучук, изготовлявшийся в Германии во время мировой войны 1914—1918 гг., был слишком дорогим по себестоимости и низким по качеству. Поэтому его производство прекратилось сразу же после окончания военных действий. Более десяти последующих лет резиновая промышленность всех стран потребляла исключительно натуральный каучук. Сложнейшая задача разработки промышленного метода производства синтетического каучука была удовлетворительно решена только к концу 20-х годов, когда на международном конкурсе, проведенном Высшим Советом Народного Хозяйства СССР, получил высокую оценку метод С. В. Лебедева, вошедший с 1932 г. в практику советской химической промышленности. Аналогичные работы велись с 1926 г. в лабораториях германского химического концерна «ИГ Фарбениндустри»; они завершились к 1936 г. изготовлением первых промышленных партий буна-каучука. Наконец, в 30-х годах Д. Ньюленд и У. Карозерс в Соединенных Штатах Америки предложили способ получения неопрена, но его освоение американской промышленностью началось много позднее.

Широко распространилось производство вискозного и ацетатного шелка из целлюлозы и со второй половины 30-х годов искусственного волокна из продуктов тяжелого органического синтеза, так называемых высокомолекулярных, или полимерных, веществ. В этой группе особенно большое значение приобрел капрон (перлон, нейлон), предложенный почти одновременно (в 1938 г.) П. Шлакком в Германии и У. Карозерсом в Соединенных Штатах Америки и отличающийся высокой механической прочностью, эластичностью, стойкостью против истирания и высокой сопротивляемостью разрушающему действию переменного увлажнения и высыхания. Столь же широкое распространение получило производство синтетических смол — основы для изготовления многих видов пластических масс. Вначале пластмассы использовались для замены естественных материалов в относительно узких областях применения, но вскоре приобрели самостоятельное значение как конструкционные материалы в автомобиле- и самолетостроении, в химической, строительной и других отраслях промышленности.

Горное дело

Рассматриваемый период вошел в историю горной техники как время широкого применения машинного оборудования, интенсивной механизации трудоемких технологических и транспортных процессов.

В угольной промышленности, ранее отстававшей от других отраслей по уровню технического совершенства, все более широко механизировались операции по выемке угля и породы, их погрузке и транспортированию с помощью врубовых машин, угледобывающих и проходческих комбайнов, погрузочных машин, ленточных и скребковых конвейеров и т. д. С 30-х годов в Германии, Англии, Соединенных Штатах Америки и Советском Союзе стали конструироваться комбинированные горные машины, предназначенные как для отделения угля или породы от массива, так и для погрузки их на транспортные средства. Особенно большое внимание этим машинам уделялось в Советском Союзе, где конструирование и эксплуатационное освоение их было начато в 1932 г., были созданы угледобывающий комбайн А. И. Бахмутского и проходческий комбайн Н. А. Чихачева. Применение их за рубежом затруднялось рядом экономических соображений, связанных главным образом с необходимостью замены уже имевшегося оборудования. В 1935 г. горный инженер В. С. Мучник предложил способ комплексной гидромеханизации подземных угольных разработок, состоящий в разрушении угольных пластов струей воды под давлением 40—60 атмосфер с последующим перемещением угля в водяном потоке. К 1939 г. этот метод успешно прошел опытную проверку на одной из шахт Донбасса.

Росла и технически совершенствовалась добыча торфа, превращаясь из полукустарного промысла в развитую отрасль топливодобывающей промышленности. В начале 20-х годов в Советской России впервые был применен гидравлический способ добычи торфа, предложенный в 1914 г. инженером Р. Э. Классоном. Тогда же во многих странах началась экскаваторная добыча торфа — извлечение его из залежей многоковшовыми экскаваторами. В Советской России, кроме того, был разработан сохранивший и в дальнейшем первенствующее значение фрезерный способ, при котором верхние слои торфяной залежи последовательно срезаются и измельчаются до крошкообразного состояния особыми машинами — фрезерными барабанами.

Серьезных успехов достигла в Советском Союзе техника нефтедобычи. Было введено турбинное бурение нефтяных скважин с помощью турбобуров (предложенных впервые в 1922 г. инженером М. А. Капелюшниковым и позднее усовершенствованных группой бакинских специалистов во главе с инженером П. П. Шумиловым), применены глубинные насосы, освоено морское подводное бурение (1925 г.), осуществлены процессы извлечения и предварительной обработки нефти в условиях полной герметизации.

Сухопутный и водный транспорт

С увеличением объема промышленной продукции соответственно возрастал и объем перевозок, осуществляемых различными средствами сухопутного и водного транспорта. Интенсивно развивался автомобильный транспорт, начавший обслуживать не только внутригородские, но и междугородные сообщения. К 1938 г. в Соединенных Штатах, Канаде, Франции, Англии, Германии и Советском Союзе находилось в эксплуатации свыше 6 млн. грузовых и около 31,5 млн. пассажирских автомобилей — легковых и автобусов. Усиливалось дорожное строительство, возводились большие автодорожные мосты. С 30-х годов в Соединенных Штатах и несколько позже в странах Европы, особенно в Германии, началась постройка автомобильных дорог «сверхвысоких скоростей» (автострад) с устройством переходов и примыканий других транспортных путей без пересечения основных направлений автомобильных потоков.

Железнодорожный транспорт по-прежнему сохранял первенствующее положение среди других транспортных систем. Железные дороги, общая протяженность которых в 1938 г. составляла 1329 тыс. км (против 1146 тыс. км в 1917 г.), оборудовались средствами автоблокировки — автоматическими устройствами для регулирования движения поездов на перегонах, а также различными конструкциями для автоматической остановки поездов при запрещающих показаниях путевых сигналов. С 1925 г. в Соединенных Штатах и затем в других странах начали вводить так называемую диспетчерскую централизацию — управление стрелками и сигналами всех станций эксплуатационного участка из одного центрального пункта без участия станционного персонала. С целью повышения весовых норм и увеличения скоростей движения поездных составов велись работы по усилению верхнего строения пути и строились паровозы большой мощности с механической подачей твердого топлива в топки. Для повышения коэффициента полезного действия локомотивов было предпринято в начале 20-х годов строительство паротурбовозов, в которых вместо поршневых паровых машин применялись паровые турбины, и почти одновременно — строительство паровозов с поршневыми машинами, рассчитанными на рабочее давление пара в несколько десятков атмосфер. В странах Европейского континента, располагавших значительными ресурсами дешевой гидроэлектроэнергии, быстро развивалась электрификация железных дорог. К 1938 г. на электровозную тягу перешли 75,9% магистральных линий в Швейцарии, 28,1 в Италии, 19,9 в Швеции, 12,6% в Австрии. В 1926 г. вступила в эксплуатацию первая электрифицированная линия в СССР — пригородный участок Баку — Сабунчи — Сурханы. Примерно в это же время постройка в Советском Союзе первого работоспособного тепловоза магистрального типа по проекту профессора Я. М. Гаккеля (1924 г.) положила начало практическому освоению железнодорожной тепловозной тяги. Но тепловозы еще долго использовались преимущественно на обслуживании станционных маневров и пригородного движения. Лишь к концу 30-х годов на американских железных дорогах начались опыты применения тепловозов для регулярной поездной службы.

Более широко в этот период применялись двигатели внутреннего сгорания на морском и речном транспорте. С 1918 по 1928 г. тоннаж судов, оборудованных такими двигателями, увеличился в 10 раз. В 1927 г. количество теплоходов, сооружавшихся всеми верфями мира, впервые превысило численность тогда же строившихся пароходов.

Авиация

Исключительно быстро нарастали темпы развития самолетостроения. Большой размах аэродинамических исследований, изучение и рациональный выбор аэродинамических форм летающих машин с постепенным переходом к монопланным цельнометаллическим конструкциям (Г. Юнкерс в Германии в 1920 г., А. Н. Туполев в СССР в 1923—1924 гг.), повышение мощности двигателей и снижение их удельного (отнесенного к единице мощности) веса, значительное совершенствование технологии производства — все это определило огромное нарастание скорости полетов (от 300 км/час в 1922 г. до 755 км/час в 1939 г.) и их максимальных высот. Последовательно улучшавшиеся технические характеристики самолетов, применение аэронавигационных приборов и возросшее мастерство пилотирования сделали возможными рекордные для своего времени беспосадочные полеты американского летчика Ч. Линдберга через Атлантический океан в 1927 г., советского летчика М. М. Громова по замкнутому маршруту длиной свыше 12 тыс. км в 1934 г. и, наконец, полеты через Северный полюс, осуществленные в 1937 г. советскими летчиками В. П. Чкаловым, Г. Ф. Байдуковым, А. В. Беляковым по маршруту Москва — Портленд и М. М. Громовым, А. Б. Юмашевым, С. А. Данилиным по маршруту Москва — Сан-Джасинто.

Самолет В. П. Чкалова на аэродроме в Ванкувере.
Фотография. 1937 г.

К началу 20-х годов возникла регулярная гражданская (транспортная) авиация: в 1918 г. была введена в эксплуатацию почтово-пассажирская авиалиния Нью-Йорк—Вашингтон, через год такая же авиалиния соединила Берлин с Веймаром, а в 1923 г. открылось регулярное движение на первой в СССР авиалинии Москва — Нижний Новгород протяженностью в 420 км. В 30-х годах гражданская авиация уже обслуживала внутренние и международные пути сообщения большинства районов земного шара. В частности, длина воздушных транспортных коммуникаций Советского Союза в 1937 г. составила 93,3 тыс. км. Но в эти годы воздушный транспорт использовали только для почтово-пассажирских перевозок, перевозка грузов на самолетах началась позднее.

Радиотехника, телевидение, кинематография

Работы предшествующего времени в области радиотехники подготовили широкое практическое применение систем беспроволочной телеграфии и телефонии, в том числе осуществление радиовещательных передач. Первые опыты радиовещания были выполнены в 1919 г. в Советской России. Затем вступили в строй радиовещательные станции в Соединенных Штатах (1920 г.), Советском Союзе, Франции и Англии (1922 г.), Германии (1923 г.), Италии (1924 г.) и других странах.

Не менее существенное значение имели исследования свойств и установление областей использования коротких и ультракоротких радиоволн. На этой основе в 20-х годах открылись реальные возможности многократного увеличения дальности действия радиосвязи и в 30-х годах были предложены методы и технические средства радиолокации и радионавигации (Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси в СССР, Р. Уотсон-Уатт в Англии и другие).

Механическая телевизионная система Дж. Берда.
Фотография. 1930 г.

С середины 20-х годов стали осуществляться телевизионные передачи. Вначале они выполнялись при помощи механических передающих и принимающих систем (Дж. Берд в Англии, Ч. Дженкинс в Соединенных Штатах, П. В. Шмаков в Советском Союзе), а в 30-х годах — при посредстве более совершенных, электронных систем, предложенных В. К. Зворыкиным в Соединенных Штатах и П. В. Тимофеевым в Советском Союзе.

Столь же быстро совершенствовалась в этот период техника кинематографии. В 20-х годах, после многих неудачных попыток раздельно воспроизвести изображение и сопровождающий его звук, записанный на граммофонных дисках, в Германии, Соединенных Штатах и Советском Союзе удалось разработать оптические методы звукозаписи на пленке, положившие начало широкому распространению звукового кино. В 30-х годах началось производство цветных фильмов.

2. Естествознание.

Физика

Наиболее важными тенденциями развития основных естественнонаучных идей и экспериментальных методов исследования в 20-е и 30-е годы явились развитие атомной и ядерной физики и применение во всех отраслях учения о природе, в особенности в астрофизике, химии и биологии, понятий и методов, созданных при изучении атома и атомного ядра.

Принцип относительности, сформулированный А. Эйнштейном в 1905 г. и распространенный им в 1916 г. на ускоренные движения в новой теории тяготения — общей теории относительности, получил в 1919 г. подтверждение при астрономических наблюдениях. В начале 20-х годов А. А. Фридман, развивая идеи общей теории относительности, предположил, что радиус Вселенной с течением времени меняется. В 20-х и 30-х годах выросла релятивистская (основанная на общей теории относительности) космология. Что же касается специальной теории относительности, то перед ней в конце 20-х годов открылась новая, чрезвычайно широкая область применения. Возникла релятивистская теория движения и превращения электронов и других элементарных частиц. Возможность применения теории относительности к микромиру открыла квантовая механика — наиболее крупное теоретическое обобщение физики 20-х годов.

Еще в начале столетия ученые-физики стремились построить модель атома, которая объяснила бы периодическое повторение химических свойств элементов, расположенных по возрастающим атомным весам. В конце концов была создана картина электронов, движущихся по различным орбитам вокруг ядра. Но в этой схеме при ее дальнейшем развитии обнаружились серьезные противоречия. Неизбежное с точки зрения классической электродинамики излучение энергии электронами, движущимися по замкнутым орбитам, должно приводить к потере энергии и в конечном счете к падению электронов на ядро. Устойчивость атомов противоречит такой картине. Чтобы устранить это противоречие, Нильс Бор в 1913 г. высказал следующее предположение: электрон вопреки законам классической электродинамики не излучает энергии, обращаясь вокруг ядра по одной и той же орбите, а излучение имеет место при переходе электрона с одной орбиты на другую, причем в атоме могут существовать лишь определенные орбиты, образующие дискретный (прерывный) ряд. Вопрос о том, каковы эти орбиты и почему электрон может двигаться только по одной из них, оставался нерешенным.

В середине 20-х годов Луи де Бройль предположил, что движение электрона связано с волновым процессом — «волнами материи» — и что электрон может двигаться лишь по тем орбитам, на которых укладывается целое число волн материи. Вскоре после этого Эрвин Шредингер составил волновое уравнение, описывающее колебания некоторой величины — волновой функции. Решая это уравнение, можно определить положение электрона в каждый произвольный момент, если задано его начальное положение и известны силы, действующие на электрон. Таким образом, оказалось, что частицы обладают волновыми свойствами. Из сочетания волновых и корпускулярных свойств вытекает, как показал Вернер Гейзенберг, невозможность одновременно с неограниченной степенью точности определить положение и скорость электрона или другой элементарной частицы.

В конце 20-х годов были предприняты попытки создания теории движения электрона (или другой частицы), учитывающей соотношения теории относительности. Наибольшее значение среди этих попыток приобрела релятивистская квантовая механика Поля Дирака, который изменил волновое уравнение Шредингера, исходя из соотношений теории относительности. Из уравнений Дирака вытекает возможность отрицательных значений энергии электрона. Каждому положительному значению энергии электрона соответствует отрицательное значение энергии. Но представление об отрицательной энергии не имеет физического смысла. Поэтому Дирак предположил, что релятивистское волновое уравнение описывает поведение не только электрона, но и другой частицы, отличающейся от электрона своим электрическим зарядом — положительным в отличие от отрицательного заряда электрона; такая частица вела бы себя так же, как электрон с отрицательной энергией. Вскоре она действительно была обнаружена, получив название позитрона. При некоторых условиях электрон и позитрон могут превращаться в частицы электромагнитного излучения (фотоны) и возникать из фотонов.

За фотонами, электронами, протонами и позитронами последовало открытие электрически не заряженных частиц — нейтронов. Это открытие позволило завершить физическую интерпретацию периодической системы элементов. Ядра атомов различных элементов содержат протоны, число которых равно атомному числу элемента, т. е. порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Кроме того, они содержат нейтроны, и поэтому атомный вес элемента отличается от его атомного числа. При этом оказалось, что существуют атомы с одним и тем же числом протонов и с различным числом нейтронов в ядрах, иначе говоря, вещества с одним и тем же атомным номером, находящиеся в одной и той же клетке периодической таблицы, но отличающиеся различными атомными весами. Такие вещества получили название изотопов.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри в лаборатории.
Фотография. 30-е годы.

Исследование атомного ядра велось с помощью альфа-частиц, каждая из которых состоит, как стало известно в 30-е годы, из двух протонов и двух нейтронов. Бомбардируя атомные ядра альфа-частицами, можно вызывать ядерные реакции, изменять состав бомбардируемого ядра и превращать исследуемый изотоп в другой. В 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность, получив при помощи бомбардировки радиоактивный изотоп, излучающий нейтроны и другие частицы в результате постепенного распада атомных ядер.

Применение радиоактивных изотопов в технике, биологии и медицине позволило сделать множество открытий крупнейшего значения. В самой физике радиоактивные изотопы значительно расширили фронт экспериментальных исследований, благодаря которым удалось открыть новые типы элементарных частиц и новые поля наряду с ранее открытыми гравитационными и электромагнитными полями.

В этой полосе открытий особенно существенным было исследование космических лучей — потока частиц, попадающих на поверхность Земли из мирового пространства. Происхождение космических лучей не было раскрыто в 30-е годы.

При исследовании ядра и элементарных частиц космическое излучение служит как бы гигантским источником частиц высокой энергии, которой пока нельзя достичь в лабораториях. Частицы этой энергии, попадая в ядра, вызывают разнообразные ядерные процессы. Среди этих частиц оказалось много новых, ранее остававшихся неизвестными. Их уже можно было фотографировать (в частности, на толстослойных фотопластинках, в слое эмульсии которых прослеживается путь частиц), можно было подсчитывать число различных частиц в космическом излучении на различных уровнях, в различных слоях атмосферы, поднимая приборы с помощью радиозондов. Впоследствии наряду с исследованием космических лучей было начато исследование частиц, приобретающих высокую энергию в ускорителях.

Среди элементарных частиц, открытых в 30-е годы, были различные виды мезонов — частиц, массы которых в несколько сот раз превышают массу электрона, но оказываются меньшими, чем масса протона и нейтрона. Один из видов мезонов позволил в середине 30-х годов частично объяснить характер сил, действующих в атомном ядре и связывающих воедино ядерные частицы — протоны и нейтроны: ядерные силы переносятся в областях, близких к величине радиуса ядра, некоторыми определенными мезонами.

К концу 30-х годов ядерная физика вплотную подошла к получению энергии за счет деления ядер урана. В 1939 г. уже стало известно, что ядро урана при облучении его нейтронами делится на две примерно равные части с большим выходом энергии и дает ядра элементов, стоящих в середине менделеевской периодической таблицы, а также что образуемые при таком делении нейтроны способны вызвать такое же деление соседних ядер урана и, следовательно, обусловить цепной характер процесса. Наконец, в том же 1939 г. Фредерик Жолио-Кюри и другие физики уже совершенно конкретно описывали схему аппарата, в котором происходит цепная реакция деления урана и освобождения ядерной энергии. Все это свидетельствовало о возросшем значении физических открытий, определяя и соответственно возросшую ответственность ученых за судьбы человечества.

Математика

Широким фронтом развертывались исследования в области математических наук. Особенностями развития математики являлись все более разнообразные, часто неожиданные приложения ее к задачам естествознания и глубокое взаимопроникновение понятий и методов, возникавших в, казалось бы, мало связанных между собою областях. Так, в квантовой механике нашла применение теория групп, ранее бывшая одним из наиболее отвлеченных отделов математики. Быстро развивался функциональный анализ — дисциплина, возникшая вследствие обобщения некоторого круга идей классического анализа, теории множеств и функций, многомерной геометрии и линейной алгебры. Включив в качестве составных частей вариационное исчисление, созданное еще в XVIII в., теорию интегральных уравнений, возникшую на рубеже XIX и XX столетий, и операционное исчисление, появившееся в середине XIX в., функциональный анализ стал важным средством исследований современной физики — теории поля, квантовой механики и т. д.

Мощное влияние почти на всю математику продолжала оказывать теория множеств и теория функций действительного переменного, а также тесно связанная с ними топология. Так, теоретико-функциональные понятия были использованы для аксиоматического построения теории вероятностей, необычайное развитие и широкое применение которой в естествознании и технике явились одной из наиболее примечательных черт математики рассматриваемого периода. Топологические методы все в большей мере пронизывали качественную теорию дифференциальных уравнений и были успешно применены для решения трудных задач вариационного исчисления, не поддававшихся ранее усилиям ученых.

Еще более значительным по своим последствиям было углубленное исследование самих оснований математики, и прежде всего логических трудностей теории бесконечных множеств. Изыскания в этом направлении нередко принимали форму острых споров между различными философско-математическими школами. Анализ оснований математики требовал детальной разработки математической логики, ранее привлекавшей внимание лишь от случая к случаю, а в эти годы очень быстро превращавшейся в одну из ведущих математических наук. Общая теория доказательств, построение конструктивной логики, анализ проблемы полноты формальных дедуктивных теорий — таковы некоторые из результатов в этой области, принадлежащих к наиболее выдающимся достижениям математики.

Успешно развивались и многие другие важные отделы математики. Значительны были открытия в области теории чисел, обусловленные применением аналитических методов исследования. Применение теории относительности в дифференциальной геометрии многомерных пространств способствовало значительному развитию этой науки. Новые важные проблемы ставились и решались в теории уравнений с частными производными, продолжавшей оставаться главным аппаратом математического естествознания. С большой интенсивностью разрабатывались под воздействием других наук и техники численные приближенные методы.

Наиболее крупные успехи были достигнуты математическими школами, сформировавшимися в Германии, Франции, СССР и Соединенных Штатах Америки.

В Германии математик Д. Гильберт возглавлял большую научную школу. Однако в 30-е годы, в условиях фашистского режима, развитие математики в этой стране значительно замедлилось, многие немецкие ученые покинули страну.

По-прежнему видное место занимала французская математическая школа, возглавлявшаяся Ж. Адамаром, А. Лебегом и Э. Борелем. В середине 30-х годов приобрела известность группа молодых французских математиков, выступившая под коллективным именем Н. Бурбаки (А. Вейль, Ж. Дьедонне и другие).

Больших успехов достигла советская математическая школа. Советские математики вели исследования в весьма обширном диапазоне. В ряде областей (теория функций, топология, абстрактная алгебра, теория чисел, теория вероятностей, дифференциальные уравнения и др.) были получены результаты мирового значения. Замечательный результат дало и приложение математики к задачам гидро- и аэромеханики, теоретической физики и т. д. В развитии математических исследований наряду с учеными старшего поколения (С. Н. Бернштейном, Н. Н. Лузиным, И. М. Виноградовым) плодотворно участвовали более молодые исследователи (П. С. Александров, М. В. Келдыш, А. Н. Колмогоров, М. А. Лаврентьев, Л. А. Люстерник, П. С. Новиков, И. Г. Петровский, А. Я. Хинчин и другие).

В этот же период выдвинулась на видное место математическая школа Соединенных Штатов Америки, возглавленная Дж. Биркгофом, Н. Винером и другими учеными. Большое значение для развития исследований этой школы имел переезд на постоянное жительство в Соединенные Штаты ряда крупных немецких ученых, таких, например, как Р. Курант и Дж. Нейман.

Астрономия

В прямой зависимости от успехов математики и особенно физики развивалась астрономия: астрономические наблюдения подтвердили многие важные положения новых физических теорий; в то же время результаты астрономических наблюдений смогли получить правильное истолкование лишь с привлечением ряда новых положений теоретической физики. Так, особенности движения планеты Меркурий, необъяснимые с точки зрения классической (ньютоновской) механики, явление отклонения луча света звезд в поле тяготения Солнца, впервые обнаруженное в 1919 г., явление сдвига спектральных линий в сторону красного конца спектра (так называемое гравитационное красное смещение), обнаруженное в 20-х годах в спектрах звезд, обладающих большой плотностью, — все эти явления смогли получить объяснение на основании теории относительности и явились ее прямым подтверждением.

82-дюймовый телескоп
Мак-Дональдана Маунт Лок в Техасе.

Фотография. 1939 г.

Астрономические наблюдения дали новые доказательства тезиса о химической однородности Вселенной. Еще раньше при помощи спектрального анализа было установлено, что звезды состоят из тех же элементов, какие встречаются на Земле. Тем не менее в спектре некоторых газовых туманностей наблюдались линии, не соответствующие ни одному из известных элементов; поэтому сначала их связывали с гипотетическим элементом — «небулием», но в 1927 г. было установлено, что эти спектральные линии соответствуют кислороду и другим уже давно известным элементам, находящимся в состоянии, невоспроизводимом в лабораторных условиях.

Многие открытия в рассматриваемый период стали возможными вследствие усовершенствования как приборов, так и методов исследования. Гигантский отражательный телескоп с диаметром зеркала 254 см, установленный еще в 1915 г. на Маунт-Вильсоновской обсерватории в Соединенных Штатах Америки, долгое время занимал первое место в мире. Позднее значительный вклад в усовершенствование телескопов внесли Б. Шмидт и Д. Д. Максутов. В 1930 г. французский астрофизик Б. Лио изобрел «коронограф», позволивший вести наблюдения солнечной короны постоянно, а не только в условиях солнечного затмения.

На основе новых наблюдений намного расширился запас астрономических знаний. При определении звездных расстояний большую роль приобрело наблюдение так называемых физически-переменных звезд — «цефеид», о которых уже раньше было известно, что их «светимость» (т. е. яркость безотносительно к расстоянию от наблюдателя) находится в строгой зависимости от периода изменения их блеска. Переменные звезды сделались как бы «верстовыми столбами», позволяющими измерять расстояния во Вселенной.

Радиус доступной исследованию части Вселенной необычайно увеличился. В 1930 г. с помощью фотографирования была открыта девятая планета нашей солнечной системы — Плутон, существование которого еще ранее было признано в результате соответствующих вычислений. Но взор астрономов проник гораздо дальше. За пределами нашей звездной системы было открыто множество других галактик, представлявшихся до того скоплением первичной материи. То что эти «скопления» являются именно «внегалактическими» (т. е. находящимися за пределами нашей Галактики) звездными системами, впервые доказал К. Лундмарк в 1920 г. применительно к туманности Андромеды. Затем были определены различные типы внегалактических туманностей: наиболее легкодоступные для наблюдения спиральные туманности и гораздо более многочисленные, но и более труднодоступные для наблюдения эллиптические туманности и другие. Вместе с тем было установлено, что часть туманностей имеет иную природу и представляет собою скопление газов или твердой пылевой материи. Дальнейшие наблюдения установили наличие скопления галактик («сверхгалактик»), являющихся в свою очередь компонентами так называемой Метагалактики.

И. П. ПАВЛОВ.
Портрет работы М. В. Нестерова. 1937 г.

Строение нашей Галактики оказалось чрезвычайно сложным. Распределение звезд неодинаково в ее различных частях, самые звезды весьма разнообразны по величине, плотности и температуре. Наряду со звездами-гигантами, отличающимися большой яркостью свечения и диаметрами, в тысячи раз превосходящими диаметр Солнца, были обнаружены так называемые звезды-карлики — «белые» и «красные», различающиеся по характеру светового излучения. Исследование одного из «белых карликов» спутника Сириуса, выполненное еще в 1915 г. американским астрономом У. С. Адамсом, показало, что при незначительном диаметре (40 тыс. км) он имеет огромную плотность, почти в 2 тыс. раз превышающую плотность самых тяжелых металлов. Позднее были открыты другие «карлики», обладающие еще большей плотностью.

В 1927 г. голландский астроном Я. Оорт окончательно установил вращение нашей Галактики, а также взаимное удаление галактик — их «разбегание» друг от друга.

Вопрос о происхождении нашей солнечной системы, являвшийся центральным вопросом в предшествующие исторические периоды, стал в рассматриваемый период частной проблемой общей космогонии.

Химия

В области химии в эти годы происходил неуклонный прогресс в искусственном (синтетическом) создании многих новых веществ, приобретших огромное промышленное значение.

Помимо ранее сформировавшейся физической химии возникла новая пограничная дисциплина — химическая физика, в которой нашли применение новейшие достижения квантовой механики и электронной теории. Большое распространение получили разработанные Н. С. Курнаковым методы физико-химического анализа, исследующего физические и химические свойства во взаимной их связи и позволяющего на этой основе получать искусственные твердые тела (строительные материалы, металлические сплавы) с заданными свойствами и структурой. В самостоятельную дисциплину сформировалась коллоидная химия, изучающая так называемое коллоидное состояние вещества, когда мелкие частицы его находятся во взвешенном состоянии в жидкой или газообразной среде, например капельки жира в воде, несгоревшие частицы топлива в воздухе и т. п.

До высокой степени обобщения поднялась теория химических реакций. В частности, впервые была разработана теория цепных реакций (Н. Н. Семенов, С. Н. Хиншелвуд). Такому же обобщению подверглась теория каталитических явлений (изменения скорости реакций под влиянием веществ, не входящих в конечные продукты этих реакций).

В области синтеза органических веществ особое место принадлежит работам, связанным с полимеризацией. Молекулы так называемых высокополимерных соединений образованы из многих тысяч атомов, представляющих род звеньев, состоящих в свою очередь из повторяющихся сочетаний небольшого числа атомов. Такие «ожерелья атомов» в разнообразных сочетаниях образуют синтетический каучук, различные пластические массы, искусственные волокна и т. д.

Существенное практическое значение приобрели в эти же годы работы по созданию инсектицидов — химических веществ для уничтожения вредных насекомых.

Науки о живой природе и медицина

Широкое применение химических и физических методов исследования в биологии привело к созданию таких пограничных дисциплин, как биохимия и биофизика. К числу важнейших результатов, достигнутых в этой области на протяжении 20-х и 30-х годов, относятся выделение химически чистых органических веществ, успехи в изучении строения белков и нуклеиновых кислот, а также разработка новых эффективных методов исследования процессов обмена веществ.

В середине 20-х годов были получены в достаточно чистом виде различные ферменты (ускорители химических реакций, происходящих в живом организме), что позволило уточнить их состав и характер действия на организм, открыты и изучены новые продукты внутренней секреции, в том числе инсулин и тироксин. Были также открыты ауксины и искусственно получены гетероауксины — вещества, способствующие росту (удлинению) клеток растений.

В это же время началось систематическое изучение витаминов. Термин «витамин» был введен еще в 1912 г. Функом, предложившим обозначать им «неизвестные вещества, отсутствие которых делает болезнь неизлечимой». Много раньше стало известно целебное действие некоторых витаминозных веществ (например, шелухи риса, применяемой против распространенной на Дальнем Востоке болезни «бери-бери», и лимонного сока — против цинги). Но лишь в рассматриваемый период удалось выделить и затем получить химическим путем витамин В (Янсен и Донат, 1927 г.; Вильямс и Клайн, 1936 г.) и витамин С, или аскорбиновую кислоту (Сцент-Дьерди, 1927 г.). Вскоре был получен витамин D, а в 1929—1931 гг. — витамин А.

Значительные успехи были достигнуты в области изучения антибиотиков — естественных продуктов нормального обмена живых организмов (грибков и т. п.), способных останавливать развитие микробов. В 1924 г. Р. Ж. Дюбо был получен грамицидин, образуемый почвенными бактериями. Вслед за тем С. А. Ваксман получил из так называемых лучистых грибков стрептомицин. В 1929 г. А. Флеминг ввел термин «пенициллин» для обозначения вещества, содержащегося в плесени и разрушающе воздействующего на бактерии. В 1938 г. над выделением пенициллина в химически чистом виде работали Г. Флори и Э. Чайн.

Параллельно с работами по получению и исследованию свойств антибиотиков изучалось действие искусственных (синтетических) веществ, обладающих аналогичными свойствами (стрептоцид, сульфидин, сульфазол).

Мичурин со своим помощником в саду.
Фотография. 1932 г.

В исследовании вирусов большую помощь оказало применение рентгеновских лучей и несколько позднее электронных микроскопов. Были открыты кристаллизирующиеся вирусы (Боуден, Стенли и Пири) и бактериальные вирусы, или бактериофаги (Эрель). Электронный микроскоп сделал возможным проникновение в тончайшее строение клеток. Изучение процессов обмена веществ было намного усилено введением метода «меченых атомов», впервые примененного венгерским ученым Хевеши для изучения физиологии растений.

Учение о тонкой структуре клеток (цитология) с успехом применялось для решения проблем наследственности и индивидуального развития организмов. В учении о строении и развитии организмов наметились два направления. Описательная сравнительная анатомия превратилась в эволюционную морфологию, изучающую пути и закономерности эволюционного процесса. Вместе с тем зародилась эволюционная физиология. Наука о развитии зародыша (эмбриология) стала на путь эксперимента, имеющего целью установить закономерности онтогенеза и способы управления явлениями развития.

В медицинской диагностике распространялись объективные приемы исследования, основанные на использовании данных рентгеноскопии, лабораторных клинических анализов и специальной аппаратуры — электрокардиографов для исследования сердечной деятельности, электроэнцелографов для исследования заболеваний мозга и т. д.

Большой прогресс был достигнут в исследовании физико-химического возбуждения живых тканей, в частности в области электрофизиологии.

Огромное значение как для физиологии, так и для медицины имело изучение высшей нервной деятельности И. П. Павловым и его школой. Разработанная Павловым теория условных рефлексов позволила раскрыть связь между внешними раздражающими агентами (внешней средой) и ответной деятельностью организма. Проблема взаимодействия организма и внешней среды заняла центральное место в разработке узловых вопросов теории эволюции.

На основе новых открытий зоотехнической науки были достигнуты значительные успехи в разведении, кормлении, содержании и использовании сельскохозяйственных животных. Важное значение, в частности, приобрели новые приемы селекции сельскохозяйственных животных.

В ряде стран были разработаны новые комплексы агротехнических приемов и мероприятий, применяемых при возделывании сельскохозяйственных растений. В Соединенных Штатах, например, проводились большие работы по агротехнике кукурузы и селекции ее семян, продолжал также работы по выведению новых сортов культурных растений Л. Бербанк. Агротехнические мероприятия в Советском Союзе основывались на успехах советской агробиологии, объединившей учение К. А. Тимирязева и И. В. Мичурина о развитии растений с учением В. В. Докучаева, П. А. Костычева и других ученых о почвообразовании и приемах обеспечения высокого плодородия. В трудах К. А. Тимирязева, Д. Н. Прянишникова и других советских естествоиспытателей получили освещение вопросы питания растений, применения удобрений и химических средств защиты растений.

Науки о Земле

Выдающиеся успехи физики и химии сказались также на развитии наук о Земле. Разведка полезных ископаемых получила в свое распоряжение множество новых методов проведения поисковых работ, новые приборы и инструменты. Физика и химия повлияли на коренные представления о строении и развитии Земли.

Изучение процессов радиоактивного распада заставило пересмотреть прежние представления об источниках земной теплоты, а в связи с этим и об образовании рельефа земной поверхности. В начале рассматриваемого периода В. И. Вернадский и Ф. У. Кларк заложили основы новой науки — геохимии, рассматривающей распределение, сочетание и миграцию химических элементов на Земле. Вернадским же был предложен термин «биосфера» для обозначения совокупности живых организмов, находящихся в постоянном взаимодействии с Землей и видоизменяющих ее облик. Комплексный характер приобрело и почвоведение — наука, находящаяся в самом центре знаний, изучающих взаимоотношения между живой и мертвой природой.

И. Д. Папанин в последний день
пребывания на станции «Северный полюс».

Фотография. 28 февраля 1938 г.

Та же тенденция комплексности исследований проявлялась и в области географии, стремящейся изучать конкретное своеобразие «ландшафтов», т. е. всю совокупность естественных условий определенных районов земного шара. Тем самым география сблизилась с биологией, в которой приобретали все большее значение экологические принципы (принципы расселения животных и растений в определенной среде).

В предшествующий период на географической карте почти не осталось «белых пятен». Поэтому в рассматриваемое время главное внимание было сосредоточено на глубоком изучении малоисследованных районов земного шара. В этом отношении большую помощь исследователям оказали новые технические возможности, предоставляемые авиацией и радиотехникой. Например, в Советском Союзе широкое использование средств авиации и радиосвязи позволило полярным исследователям И. Д. Папанину, Э. Т. Кренкелю, П. П. Ширшову и Е. К. Федорову провести успешные работы по изучению Арктики в стационарных условиях и осуществить героический дрейф советской полярной станции «Северный полюс» на льдине в 1937—1938 гг.

Исследователи воздушной оболочки Земли — метеорологи впервые стали систематически изучать более высокие слои атмосферы при помощи автоматически действующих приборов. В 1930 г. стали применяться радиозонды советского ученого П. А. Молчанова, передающие наземным станциям кодированные сигналы о температуре и величинах давления в различных воздушных слоях. «Фронтологический» метод синоптических исследований, предложенный норвежским ученым В. Бьеркнесом в 1918—1920 гг. и основанный на исследовании границ («фронтов») между отдельными участками воздушных масс атмосферы, привел к перестройке методики составления карт погоды в сторону их комплексности. Метеорологам была облегчена задача составления долгосрочных прогнозов погоды.

Новые возможности открылись и для проникновения в морские глубины. В 1923 г. французский физик П. Ланжевен изобрел «пьезоэлектрический эхолот», позволяющий производить измерение глубины моря и автоматически регистрировать рельеф морского дна. В 1929—1930 гг. американцами У. Биби и У. Бартоном были произведены первые опыты с батисферой — стальной камерой на проволочном канате, в которой находились наблюдатели. Камера выдержала погружение в толщу морской воды на глубину 923 м.

Философские проблемы естествознания

Под влиянием новых открытий окончательно рушились наивные взгляды о возможности непременного сведения сложного к простому, наглядному. Характер развития науки заставлял ученых делать выводы в духе материализма и диалектики.

Исследователи стали проникать в области природы, ранее недоступные для научного познания. Им все больше открывался микромир с его качественно особыми, непривычными для традиционного понимания закономерностями, а также мир гигантских космических масштабов. В микромире физики непосредственно столкнулись с объективной диалектикой природы, выражающей взаимосвязь корпускулярных и волновых свойств микрообъектов, т. е. единство прерывного и непрерывного в строении материи. Теория элементарных частиц вплотную подошла к разрешению философской проблемы неисчерпаемости микромира и его единства. Электрон оказался не простым «шариком» классической физики. Рушились метафизические представления об абсолютном тождестве состояний электронов в атоме. Оказалось, что имеются определенные различия в их квантово-механическом состоянии. Квантовая механика открыла новую, отличную от механической форму причинной обусловленности явлений в микромире.

В противовес энергетизму новые экспериментальные открытия и теоретические обобщения дали возможность сделать материалистический вывод о свете как виде материи, о существовании материи в двух физических формах (вещество и поле). При определенных условиях «элементарные» частицы вещества могли исчезать, «аннигилировать», превращаясь в кванты поля, и, наоборот, «рождаться» из квантов поля. Теория относительности как физическая теория пространства и времени в своих выводах полностью соответствовала выводам диалектического материализма о пространстве и времени как объективных формах бытия материи, о неразрывности движущейся материи, пространства и времени. Астрономия, открывая неизвестные ранее звездные системы и закономерности их развития, наполняла новым конкретным содержанием положения диалектического материализма о материальном единстве мира, об изменчивости всех форм материи и ее движения, о неисчерпаемости материи, об объективном характере законов развития мира, о бесконечности Вселенной и ее строении. Химия, исследуя и создавая все новые вещества, развенчивала религиозную догму о сверхъестественном создателе.

Больших успехов в раскрытии объективных законов жизни и переделке наследственной природы живого организма добилась биология. Важное значение здесь имело исследование взаимосвязи организма со средой и закономерностей исторического развития организмов. Материалистически разрешалась проблема соотношения психического и физического в физиологии и психологии. Естествознание в целом по своему объективному содержанию укрепляло основы антирелигиозного, антиидеалистического, антиметафизического мировоззрения. Все большее количество естествоиспытателей освобождалось от предрассудков религиозного, идеалистического и агностического характера.

Вместе с тем, используя трудности развития науки и фальсифицируя ее, представители реакционной философии пытались истолковать в пользу идеализма и фидеизма новые естественнонаучные открытия и теории. Так называемые неопозитивисты делали попытки доказать «исчезновение» материи, свести естественнонаучные теории к системам чисто логических построений и математических уравнений. Появилось немало ложных выводов о «крушении» закона сохранения энергии в микропроцессах, об «аннигиляции» материи из «чистого» движения, об ограниченности Вселенной во времени и пространстве, о «творении» расширяющейся Вселенной богом, о «крушении» принципов причинности и закономерности, якобы вытекающих из новейших открытий, и т. п.

Под влиянием неопозитивистов некоторые крупные буржуазные ученые запутались в неразрешимых для них логических противоречиях, так как не видели или боялись реальных противоречий, присущих самим материальным объектам. Рассматривая, например, «соотношение неопределенностей», а также вопрос о сочетании волновых и корпускулярных свойств микрообъектов в связи с вопросом о причинной обусловленности явлений микромира, Н. Бор, П. Дирак, А. Комптон, Г. Иордан приходили к идеалистическому выводу, что электрон обладает «свободной волей» и сам решает, как ему двигаться, что «природа делает выбор». Английский физик А. Эддингтон договорился до утверждения, будто «соотношение неточностей» опровергает принцип причинности и научно «доказывает» догмы священного писания. Французский физик-материалист П. Ланжевен заклеймил подобные реакционные утверждения как «интеллектуальный разврат».

Существенные уступки в пользу идеализма и религии делали также многие другие ученые капиталистических стран — биологи, астрономы, химики, математики и т. д. Это тормозило рост науки и наглядно свидетельствовало о том, что в капиталистических странах кризис в области философских проблем естествознания продолжал углубляться и обостряться.