Математика и математики в годы великой отечественной войны реферат

Обновлено: 17.05.2024

Прошло 70 лет со дня победы советского народа в Великой Отечественной войне. Неисчислимые жертвы понесла страна во имя независимости, свободы и общественных идеалов: миллионы погибших и раненых, страдания от голода, тысячи разрушенных городов и деревень, сотни тысяч угнанных на фашистскую каторгу. Несмотря ни на что советский народ выстоял и победил.

Огромная роль в победе нашего народа принадлежит науке, в частности математике. Одновременно с развертыванием фронтов действующей армии советские математики в научно-исследовательских институтах, лабораториях, конструкторских бюро открыли невидимый для непосвящённых фронт борьбы против фашизма и с честью вышли победителями в этом поединке с врагом. Тысячи из них ушли на фронт по мобилизации или добровольцами, многие переключились на решение важных задач, необходимых для победы, остальные не переставали трудиться на своих постах, веря в разгром врага и создавая для будущего новые научные ценности.

Вложение	Размер
matematiki_i_matematika_v_gody_vov_kolekonova_ya.docx	345.54 КБ

Предварительный просмотр:

Региональная научно – практическая конференция учащихся

Секция: математика, физика, химия, информатика в общем контексте культуры.

Автор работы: Колеконова Яна Андреевна,

9 класс, МОУ ООШ с. Арбузовка, с. Арбузовка ул.

Булычевская д. 38, 88457957454

Научный руководитель: Ивлиева Марина Васильевна

учитель математики, МОУ ООШ с. Арбузовка

413955 ул. Арбузовская д.15, с. Арбузовка,

Ивантеевский район, Саратовская область

Глава 1. Они защищали Родину

Глава 2. Математические задачи для фронта и тыла

2.3 Военно – морское дело

Глава 3. Статистика

3.1 Статистика в военном производстве

3.2 Статистические данные в период ВОВ.

Как воздух, математика нужна,

Одной отваги офицеру мало.

Расчеты! Залп! И цель поражена

Могучими ударами металла.

И воину припомнилось на миг,

Как школьником мечтал в часы учения

О подвиге, о шквалах огневых,

О яростном порыве наступления

Но строг учитель был, и каждый раз

Он обрывал мальчишку резковато:

"Мечтать довольно! Повтори рассказ

И воином любовь сбережена

К учителю, далекому, седому.

Как воздух математика нужна,

Сегодня Офицеру молодому!

Годы войны стали временем смелых и оригинальных творческих решений, высокого подъема творческой мысли учёных и конструкторов. Тематика научных исследований быстро перестраивалась на военный лад.

Актуальность данного исследования состоит в том, что реальных участников тех событий почти не осталось в жизни. Но память человеческая несовершенна, многие события забываются. Мы должны знать реальных людей, которые приближали победу и подарили нам будущее.

Объектом исследования стала Великая Отечественная война.

Предметом исследования - математики и математика в Великой Отечественной войне.

Цель данной работы : изучить и обобщить вклад математики как науки и математиков в победу русского народа в Великой Отечественной войне.

В рамках этой цели ставились следующие задачи :

Изучить теоретический материал по данной теме;
Раскрыть роль науки математики в научных изобретениях для создания превосходства нашей армии над противником;
Раскрыть личный вклад математиков, внесенный в победу в ВОВ;
Выяснить, кто из учёных-математиков принимал участие в боевых действиях;
Выяснить, кто из математиков нашего района принимал участие в боевых действиях и какова их судьба после военные годы.
Определить, какие задачи приходилось решать математикам в годы Великой Отечественной войны;

Основным методом исследования стала работа с научно-популярной литературой, сравнительный анализ полученной информации, отбор информации для работы и изучение задач, которые могли бы решаться в годы войны.

В начале исследования была выдвинута гипотеза о том , что научные разработки учёных-математиков сыграли большую роль в победе над фашизмом.

Р. И. Рождественский

С первых дней войны математики принимали участие в защите страны: призывались в армию, записывались в народное ополчение, шли на фронт добровольцами. Они храбро воевали и честно исполняли свой гражданский долг. В самые тяжелые для страны дни они показали себя верными сыновьями Родины, способными на самопожертвование и готовыми отдать жизнь во имя свободы Отчизны. И действительно, многие из тех, кто ушел на фронт, не возвратились и не приступили к своей любимой работе. Среди погибших было много талантливых математиков, подававших большие надежды, способных внести большой вклад в прогресс наших знаний. При этом страна потеряла огромное число талантливой молодежи, которая могла бы стать гордостью отечественной науки. Об этом мы можем судить, во-первых, по тому, что среди возвратившихся после участия в сражениях Великой Отечественной войны значительное число стало крупными учеными - профессорами, членами - корреспондентами и академиками Всесоюзной и республиканских академии наук. А во-вторых, каждый из университетов потерял многих молодых ученых, уже сумевших проявить себя и обещавших в будущем очень многое, но не вернувшихся с войны. Достаточно назвать такие имена как академики Ю. В. Линник, Ю.А. Митропольский, Г.Г. Черный, Н.П. Еругин, О.С. Парасюк.

Не раз принимал участие в боевых операциях нашей авиации выдающийся геометр академик АН А.А. Погорелов.

Иван Семенович Бровиков – доктор физико-математических наук. Участвовал в боях под Москвой, Старой Руссой, на Курской дуге, на Украине, в Румынии, Польше, Германии и Чехословакии, за что награжден орденом Красной Звезды и многими медалями.

Николай Владимирович Метельский будучи студентом физико-математического факультета Белорусского университета был подпольным работником, партизанским связным, а затем в составе гвардейской части принимал участие в освобождении Белоруссии и Польши, в боях в Германии, был ранен и контужен, имеет боевые награды.

Научный работник Алексей Иванович Бородин нелегкие армейские дороги прошел зенитчиком, командиром отделения, старшиной отдельной фугасной огнеметной роты. Воевал в составе отряда морской пехоты, работал в штабах Азовской и Дунайской военных флотилий. Ратный труд Алексея Ивановича отмечен орденом Отечественной войны и боевыми медалями.

Самсон Агабекович Дагбашян – преподаватель математики, Герой Социалистического Труда, народный учитель СССР, заслуженный учитель Армянской ССР, был призван в ряды Советской Армии в 1941 году. На Брянском фронте получил тяжелое ранение, лишился ноги и в конце 1942 года был демобилизован. Домой вернулся с орденом Отечественной Войны 2-й степени и медалями.

Великую Отечественную войну Сергей Федорович Рубанов встретил в рядах Советской Армии. Защищал Ленинград, находился в осажденном городе во время блокады. Был ранен. За подвиги награжден орденами Отечественной войны 1 и 2 степени с несколькими медалями. После демобилизации в 1946 году вернулся к преподаванию математики.

В годы ВОВ, несмотря на тяжелое состояние здоровья, Сергей Евгеньевич Ляпин – известный математик и методист, сразу же вступил в состав вооруженных сил, занял пост начальника штаба одного из подразделений местной противовоздушной обороны.

Среди них наши земляки, учителя математики - Николай Иванович Путятин и Иван Васильевич Севастьянов.

Николай Иванович Путятин

Судьба Н. И. Путятина – это история нашего района, где многие страницы написаны с его участием. Родился 18 ноября 1921 года. Окончив школу с отличием в 1940 году, сразу был призван в Красную армию, до войны прослужил год в Карпатах. Для него война началась сразу же в первый день. Пришлось пережить многое: окружение, два ранения, госпиталь, плен…. Домой вернулся только в 1946 году. Женился на Пане Ивановне Ермаковой, уже работавшей 4 года учителем математики в Ивантеевкой средней школе. В том же году был принят учителем математики в ту же школу. Супруги год поработали в Бартеневской семилетней школе, и уже навсегда вернулись в Ивантеевку. В последующие годы они заочно закончили сначала учительский институт, потом и СГРИ им. Федина. Николай Иванович и институт закончил с отличием. Пана Ивановна все годы преподавала математику, черчение. Николай Иванович в разные годы был учителем математики, директором школы, инспектором районо. Каждый проработал по 40 с лишним лет. Оба отличники народного образования. Детей у Николая Ивановича и Паны Ивановны не было, но было две родных племянницы, которые впоследствии стали учителями.

Для Николая Ивановича педагогическая деятельность – это труд, которому посвятил свою жизнь, он – очень позитивный человек: все его устраивает, ни на кого не жалуется, благодарен всем, кто помогает в быту, поддерживает звонками.

Находясь на пенсии, он занимался общественной деятельностью. Когда входил в Совет ветеранов, много времени посвятил организации хора, где потом его встречали по-родственному.

До сих пор мнением Николая Ивановича дорожат земляки, особенно педагоги. У него никогда слова не расходятся с делом. Нам, молодому поколению, стоит восхищаться его острым умом, чувством умора, добротой, позитивным отношением к жизни.

Севастьянов Иван Васильевич

Вместе со многими именами, заслуженно ставшими хрестоматийными, сколько имён из миллионов тех не знаменитых, не отмеченных наградами и славой при жизни, которые в трудную минуту для отчизны до конца выполнили свой долг и отдали ей самое дорогое - жизнь! Среди них были признанные ученые, и только начинающие математики, учителя и студенты.

Мы должны преклоняться перед выдержкой, самоотверженностью и верностью Отчизне, которую проявляли математики-воины. Однако нельзя забывать и о другом вкладе математиков в победу советского народа над сильным и коварным врагом. Этот вклад состоит в использовании тех специфических знаний и умений, которыми обладают математики. Значение этого фактора особенно важно в наши дни, когда война стала, в первую очередь, соревнованием разума, изобретательности и точного расчета. Дело в том, что для военных действии привлекаются все достижения естествознания, а вместе с ними и математика во всех ее проявлениях. Создание атомного и ракетного оружия потребовало не только использования физических законов, но и обширных математических расчетов, создания новых математических моделей и даже новых ветвей математики. Без таких предварительных математических исследований не создается ни одна техническая система и, чем она сложнее, тем разнообразнее и шире ее математический аппарат.

Для примера, крейсер представляет собой очень сложную техническую систему. Прежде чем его построить, надо выявить геометрические формы корпуса судна, чтобы при движении не создавалось дополнительное сопротивления и чтобы одновременно судно слушалось руля. Также необходимо обеспечить живучесть корабля, надежность его управления, рассчитать влияние расположения машин, орудий, торпедных аппаратов на устойчивость. Но и этого мало - требуется обеспечить связь со всеми боевыми единицами корабля, то есть создать эффективную систему управления кораблем и его оружием.

Роль математики в военном деле велика. Обратимся к фактам прошлого. Попробуем понять, какие задачи приходилось решать учёным-математикам в годы Великой Отечественной войны.

В период Великой Отечественной войны техника была разнообразной и сложной. Она также требовала широкого использования математических расчетов для ее изготовления и эксплуатации. Увеличение скорости полета самолетов требовало не только повышения мощности двигателей, но и выбора оптимального профиля фюзеляжа и крыльев, а также решения многих других вопросов. В России над этими вопросами еще с прошлого века работал ряд ученых и в первую очередь Н. Е. Жуковский (1847 — 1921), названный В.И. Лениным отцом русской авиации. Он закономерно считается основоположником новой

математической науки — аэродинамики, в которой ему удалось создать ряд сильных методов исследования и решить многочисленные актуальные задачи, основать большую научную школу, состоящую из ближайших учеников по университету и старейшему высшему техническому заведению Москвы — Московскому высшему техническому училищу.

Жуковский Н.Е. заложил основы Военно-воздушной академии, получившей впоследствии его имя, а также Центральный аэрогидродинамический институт. Это научное учреждение долгие годы работало под руководством одного из ближайших учеников и сотрудников Н.Е. Жуковского — С.А. Чаплыгина (1869 —1942) и объединили многих выдающихся исследователей — М. В. Келдыша (1911 — 1978).В.В. Голубева (1884 —1954), М.А. Лаврентьева (1900—1980) и др. Теоретический отдел разрабатывал многие важные проблемы, в том числе и для военной авиации. Многие из этих разработок пригодились и были широко использованы для создания новых систем истребителей, штурмовиков и бомбардировщиков, обладавших повышенной маневренностью, скоростью, надежностью. Превосходные истребители А.С. Яковлева и С.А. Лавочкина, неуязвимые штурмовики С.В. Ильюшина, бомбардировщики В.М. Петлякова.

МАТЕМАТИКИ И ИХ ОТКРЫТИЯ В ГОДЫ ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Достижения советской науки в военное время внесли существенный вклад в мировую науку и помогли нашей стране победить. Не так давнобыла отмечена скорбная дата - 75- летие со дня начала самой жестокой и кровавой войны. Наша страна понесла многомиллионные жертвы во имя свободы, процветания и независимости Родины. Несмотря на то, что было бесчисленное множество погибших и раненых, тысячи разрушенных городов и деревень, сотни тысяч угнанных на фашистскую каторгу, советский народ выстоял и победил.Когда на рассвете 22 июня 1941 года вооружённые силы фашистской Германии без объявления войны напали на Советский Союз, весь наш народ поднялся на защиту своего Отечества. Силы и помыслы миллионов людей были направлены к одной общей цели - разгрому врага. Великая Отечественная война всколыхнула весь народ, в том числе и людей, занимающихся наукой.

ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ: 1.Изучить материалы об участии ученых- математиков в Великой Отечественной войне, открытия которых в годы войны ускорили победу над фашистами.

2. Изучить материал о роли научных изобретений для совершенствования оружия.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ: • выяснить, кто из ученых – математиков принимал участие в боевых действиях; • выяснить, какие задачи приходилось решать математикам в годы Великой Отечественной войны;• изучить материал о роли научных изобретений для совершенствования оружия; • раскрыть личный вклад математиков, внесенный в Победу в Великой Отечественной войне.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: Математики и математика в Великой Отечественной войне.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ: Данная работа может быть использована на уроках математики, классных часах для воспитания у учащихся чувства патриотизма и гордости за родную страну.

Авиация и математическиезадачи

С первых дней войны идут тяжелые бои. Красная Армия несет огромные потери, как в человеческой силе, так и в технике. Особенно они заметны в авиации:более 8.000 самолетов были уничтожены врагом .

Можно до бесконечности перечислять строчки из донесений, датированных первыми днями войны, но все они говорят об одном — советская авиация практически отсутствовала в небе.

Война поставила перед советскими учеными- математиками сложнейшие задачи.От авиации война требовала больших скоростей самолетов. Исследования в комплексе с достижениями ученых из других областей науки и техники позволили А.С. Яковлеву и С. А. Лавочнику создать грозные истребители, С.В. Ильюшину – неуязвимые штурмовики, А.Н. Туполеву, Н.Н. Поликарпову и В. М. Петлякову – мощные бомбардировщики, заметно увеличить их скорость.

Большим вкладом в развитие скоростной авиации стали исследования аэродинамической теории крыла академика Николая Евграфовича Кочина - советского математика и физика.

Весь мир знал его как выдающегося математика и блистательного организатора.

Во время Великой Отечественной войны он работал на авиационных заводах. Однако он пошел дальше и на основании теории сделал заключения о том, как устранять эти явления. В результате практика полетов получила надежное средство для борьбы с шимми и штопором, и за все время войны практически не было в нашей авиации гибели самолетов и летчиков по этим причинам.

Переоценить результаты этих исследовании невозможно, поскольку они помогли не только сохранить жизнь летчиков и самолеты, но и позволили летать на больших скоростях.

ПАСЬКО ЕВДОКИЯ БОРИСОВНА

ЕВГЕНИЯ МАКСИМОВНА РУДНЕВА(1921-1944)

В первые дни Великой Отечественной войны добровольцем уходит на фронт студентка механико- математического факультета Московского государственного университета Женя Руднева. На курсах она, как и Евдокия Пасько, овладела штурманским искусством. А потом были успешные бомбардировки скоплений вражеских войск, техники противника на Кубани, Северном Кавказе, в Крыму. 645 боевых вылетов совершила штурман гвардейского бомбардировочного авиационного полка старший лейтенант Евгения Руднева. В апреле 1944 года, выполняя очередное боевое задание в районе Керчи, Е. М. Руднева геройски погибла. 26 октября 1944 года штурману гвардейского бомбардировочного полка Евгении Максимовне Рудневой посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Не вернулись с войны и такие талантливые молодые математики Московского университета, как Г.М. Бавли, В.Н. Засухин, А.И. Герчиков, М.Е. Глезерман, И.Р. Лепехин, X.М. Мильштейн, С.С. Кудашев, С.Я. Карпов. Все они могли бы стать гордостью нашей науки, но война прервала и зачеркнула развитие так славно начатого ими научного пути. Сколько замыслов осталось не осуществленными, какие россыпи математических сокровищ они унесли с собой. Справедливо говорят, что трудно даже представить, какой была бы сегодня математика, не понеси мы этих потерь.

Артиллеристы и математические теории

действие кумулятивного снаряда взялся математик Михаил Алексеевич Лаврентьев.

В результате решения сложной математической задачи член – корреспондент АН СССР Н. Г. Четаевопределил наивыгоднейшую крутизну нарезки стволов орудия.Это обеспечивало максимальную кучность боя и непереворачиваемость снаряда при полете.

Добровольцем ушел на фронт и участвовал в боях с фашистскими захватчиками в Крыму, на Украине, в Прибалтике и в Восточной Пруссии выдающийся математик и педагог Алексей Андреевич Ляпунов (1911 - 1973).

Он храбро воевал и внес много значимого в правила стрельбы. Здесь он использовал свой опыт математика, которому свойственно искать самые лучшие решения. Его предложения увеличили эффективность стрельбы. В действующей армии он находился с 1943г. по 1945г. в качестве командира топографического взвода в артиллерии. . За участие в боях по освобождению Крыма А. А. Ляпунов был награжден орденом Красной Звезды. В 1962 году Ляпунов переезжает из Москвы в Новосибирск в Академгородок.По инициативе А.А.Ляпунова и М.А.Лаврентьева в Новосибирском Академгородке была создана физико-математическая школа-интернат.

Эту же проблему решал и академик Андрей Николаевич Колмогоров (1903-1987).

Используя свои работы в области теории вероятностей, он дал определение наиболее выгодного рассеяния артиллеристских снарядов. Математическая суть проблемы состоит в следующем. При стрельбе по некоторому объекту А, находящейся на земной поверхности снаряды не попадают, вообще говоря, точно в точку прицеливания, а рассеиваются. Полученные им результаты помогли повысить меткость стрельбы и тем самым увеличить эффектность действия артиллерии, которую заслуженно называли Богом войны.

Среди миллионов тех, кто не был отмечен наградами и славою при жизни, но в трудную для Отчизны годину до конца выполнил свой долг и отдал ей самое дорогое – жизнь, были начинающие математики, учителя и студенты, которым только предстояло вступить на этот путь .Осенью 1941 года умер от ран и нечеловеческих условий вражеского плена Н.Б. Веденисов (1905 – 1941).

Свой путь в математике талантливый ученый начинал в области теории множеств и теории функций действительного переменного. В тяжелых боях под Ельней ученый был ранен и оказался в плену, где силы его быстро иссякли.

Флот и математические таблицы

Видная роль в деле обороны нашей Родины принадлежит выдающемуся математику академику Алексею Николаевичу Крылову, чьи труды по теории непотопляемости и качки корабля были использованы нашими Военно-Морскими силами.

А. Н. Крылов создал таблицы непотопляемости, в которых было рассчитано, как повлияет на корабль затопление тех или иных отсеков, какие номера отсеков нужно затопить, чтобы ликвидировать крен, и насколько затопление может улучшить состояние корабля. Эти таблицы дали возможность спасти жизнь многих людей, сберечь большие материальные ценности.

Совершенствование военной техники

Мы должны преклоняться перед выдержкой, самоотверженностью и верностью Отчизне, которую проявляли ученые-воины. Все понимали, что не только храбрость армии, число пушек и искусство маршалов определяют успешный исход военных действий. Успех зависит и от качества вооружения, его совершенства. Нужно было в кратчайшие сроки создать технику, превосходящую вражескую по всем параметрам. И эта ответственная и сложная задача легли на плечи советских ученых, математиков. В научных лабораториях и конструкторских бюро шла напряженная работа. Ученые воплощали металл в конструкторские идеи. Из литературных источников, энциклопедий, интернет ресурсов мы узнали о многих фактах величайшего вклада российских ученых в дело Победы.

Задача по борьбе с магнитными минами

В апреле 1942 г коллектив математиков под руководством основателя конструктивной теории функции действительного переменного и первого аксиоматика теории вероятностей академика С. Н. Бернштейна разработал и вычислил таблицы для определения местонахождения судна по радиопеленгам. Таблицы ускоряли штурманские расчеты примерно в 10 раз. В 1943 г были подготовлены штурманские таблицы, которые нашли широкое применение в боевых действиях дальней авиации, значительно повысили точность самолетовождения.

Благодаря ученым -математикам, было усовершенствовано и изобретено оружие, которое применялось во время войны и на флоте, и в авиации, в артиллерии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы были найдены биографии ученых-математиков, которые своим трудом приближали победу в Великой Отечественной войне, участвовали в боевых действиях; изучены материалы об изобретениях и разработках ученых во время войны; сформировано знание о видах оружия, использованного в военных действиях, о снарядах, о дальности полета снарядов; разобраны математические задачи на военную тему; сделаны выводы о разрушениях, потерях и созидательной функции в годы войны Велик личный вклад признанных учёных, начинающих математиков, учителей и студентов в победу, которые принимали участие в военных действиях, руководили отрядами, находились в окружении и блокаде. Вторая мировая война оказалась, прежде всего, войной танков, соревнования моторов, огня и брони, и от того, чья конструкторская мысль оказывалась точнее и глубже, зависел исход многих сражений. Огромное значение имели труды ученых математиков в военные годы. За годы войны наблюдался прогресс теоретической математики. До сих пор нет обобщающего источника, который бы показал, как много математики дали фронту для победы, как их исследования помогали совершенствовать оружие, которое использовали воины в боях, поэтому практической частью данной работы стало создание сборника "Математики в годы Великой отечественной войны". К сожалению, многих уже нет в живых. А нам никак нельзя забывать о том, что подвиг народа в Великой Отечественной войне не ограничивается только славными делами фронтовиков, что основы победы ковались и в тылу, где руками рабочих и разумом инженеров и ученых создавалась и совершенствовалась военная техника. Нельзя нам забывать и того, что по многим параметрам к концу войны наши танки, самолеты, артиллерийские орудия стали совершеннее тех, которые противопоставлял нам враг. Нельзя забывать, что в конце войны мы вынуждены, были вплотную заняться созданием собственного атомного оружия, а для этого пришлось объединить интеллектуальные усилия физиков, химиков, технологов, математиков, металлургов и самостоятельно пройти этот путь. Во всем этом — величие и историческое значение великих умов России!Таким образом, тема работы очень актуальна в наши дни. Во-первых, она приближает математику к истории России, к жизни. Математика в годы войны- это история, судьбы людей. Ведь от точности расчетов зависели человеческие жизни.Во - вторых, эта работа помогает понять, что изучение математики необходимо, она соприкасается со всеми отраслями науки. И чем бы мы в дальнейшем ни занимались, что бы мы не выбрали, знания математики нам просто необходимы!

Мне очень нравится предмет математика, я понимаю его важность в различных сферах нашей повседневной жизни. В связи с тем, что страна готовится к такой знаменательной дате как 75-летие Победы над фашистской Германией, я стала задумываться: как математика помогла в войне и какой вклад в победу внесли советские ученые-математики? Этот вклад состоит в использовании тех специфических знаний и умений, которыми обладают математики. Война - в первую очередь, соревнование разума, изобретательности и точного расчета. Мы должны знать реальных людей, которые приближали победу и подарили нам будущее.

Цель исследования: изучение материала о роли и вкладе математики в победу русского народа в Великой Отечественной Войне, создание сборника математических задач, составленных на основе событий ВОВ

Задачи исследования:

выяснить, какие задачи приходилось решать математикам в годы Великой Отечественной войны.

раскрыть личный вклад математиков, внесенный в Победу в ВОВ;

изучить материал о роли научных изобретений для совершенствования оружия;

выяснить уровень знаний учащихся о ВОВ;

Гипотеза. Как использовались математические навыки ученых-математиков в годы ВОВ для приближения победы?

Объект исследования: Великая Отечественная война.

Предмет исследования: Математики и математика в Великой Отечественной войне.

Методы исследования: Изучение теоретического материала книг, журналов и сайтов сети Интернет. Анкетирование учащихся. Анализ и систематизация материала.

Ожидаемый результат:

изучены материалы об изобретениях и разработках ученых во время войны;

сформировано знание о видах оружия, использованного в военных действиях, о снарядах, о дальности полета снарядов;

составлен сборник математических задач, которые позволяют познавать историю Великой Отечественной войны средствами математики.

Основная часть

C первых же дней Великой Отечественной Войны огромное число математиков были мобилизованы или ушли на фронт добровольцами. Они храбро воевали и честно исполняли свой гражданский долг. При этом страна потеряла огромное число талантливой молодежи, которая могла бы стать гордостью отечественной науки.

Например, добровольцем ушел на фронт и участвовал в боях с фашистскими захватчиками в Крыму, на Украине, в Прибалтике и в Восточной Пруссии выдающийся математик и педагог Алексей Андреевич Ляпунов (1911 – 1973). Он храбро воевал и внес много ценного в правила стрельбы. Здесь он использовал свой опыт математика, которому свойственно искать самые лучшие решения. Его предложения увеличили эффективность стрельбы. За работы в области кибернетики, теории множеств и программирования А.А.Ляпунов уже после войны (с 1964 г.) был избран член - корреспондентом АН СССР.[7]

В частях тяжелой артиллерии на Пулковских высотах отстаивал город Ленинград выдающийся специалист в области теории чисел, теории вероятностей и математической статистики, доктор физико – математических наук, а потом академик АН СССР Юрий Владимирович Линник (1915 – 1972).

Какие же математические задачи для фронта и тыла пришлось решать ученым военного времени? Из литературных источников, энциклопедий, интернет ресурсов мы узнали о многих фактах величайшего вклада российских ученых в дело Победы. Вот некоторые из них.

Наука – артиллерии

Летом 41-го немцы начали использовать снаряды, каких не было в арсенале советских войск. Они оставляли на танках глубокие пробоины с оплавленными краями. Бронепрожигающие - окрестили их солдаты. Кумулятивные - поняли военные инженеры. Уже весной 42-го на основе трофейного немецкого снаряда был готов наш ответ фашистам. Однако, чтобы сделать оружие лучше, надо было разобраться, как оно работает. Расшифровать действие кумулятивного снаряда взялся математик Михаил Алексеевич Лаврентьев (1900 - 1980). Металл ведет себя как жидкость - объяснил кумуляцию Лаврентьев. Первое выступление ученого в Академии артиллерийских наук встретили смехом. Но эксперименты доказали его правоту. Теория Лаврентьева позволила увеличить пробивную силу снаряда, уменьшив при этом его размер. Вместо четырех осколочно-фугасных авиабомб знаменитый штурмовик ИЛ-2 мог взять больше 300 т кумулятивных. Эффективность была так велика, что существование таких снарядов Сталин приказал держать в строгом секрете - до особого случая.[3, c. 213]

В результате решения сложной математической задачи член – корреспондент АН СССР Николай Гурьевич Четаев (1902-1959) определил наиболее выгодную крутизну нарезки стволов орудия. Это обеспечивало максимальную кучность боя и непереворачиваемость снаряда при полете.[3, c. 181]

В 1942 году М.Т. Калашников направляется служить на Центральный научно-исследовательский полигон стрелкового вооружения Главного Артиллерийского управления. На полигоне в 1944 году Калашников разработал опытный образец самозарядного карабина, устройство основных узлов которого послужило базой для создания автомата в 1946 году. Сегодня около 70 миллионов автоматов его конструкции находятся на вооружении в 55 странах мира. [3, c. 202]

Большое значение для решения практических задач, в том числе оборонных, имело развитие номографии – одного из разделов математики, изучающей теорию и способы построения одного из видов чертежей – номограмм, которые экономят время для вычислений, упрощают их. Номограммы специального бюро при научно-исследовательском институте математики МГУ под руководством Нила Александровича Глаголева (1888—1945) применялись при обороне городов, использовались для оптимального размещения зенитных батарей вокруг Москвы, в Военно-Морском Флоте.

Наука – флоту

Видная роль в деле обороны нашей Родины принадлежит выдающемуся математику академику Алексею Николаевичу Крылову (1863-1945), чьи труды по теории непотопляемости и качки корабля были использованы нашими Военно-Морскими силами. А. Н. Крылов создал таблицы непотопляемости, в которых было рассчитано, как повлияет на корабль затопление тех или иных отсеков, какие номера отсеков нужно затопить, чтобы ликвидировать крен, и насколько затопление может улучшить состояние корабля. Эти таблицы дали возможность спасти жизнь многих людей, сберечь большие материальные ценности. [3, c. 180]

В апреле 1942 г коллектив математиков под руководством академика Сергея Натановича Бернштейна (1880-1968) разработал и вычислил таблицы для определения местонахождения судна по радиопеленгам. Таблицы ускоряли штурманские расчеты примерно в 10 раз.

Наука – авиации

В 1943 г были подготовлены штурманские таблицы, которые нашли широкое применение в боевых действиях дальней авиации, значительно повысили точность самолетовождения. Большое значение получили теории двух явлений — штопора и шимми (или флаттера), представлявших в ту пору основную опасность для авиаторов. Как правило, самолет, попавший в состояние штопора или шимми (особые вибрации самолета, приводившие к его разрушению) уже не могли из него выйти. Теорию этих явлений создал Мстислав Всеволодичев Келдыш (1911-1978). Однако он пошел дальше и на основании теории сделал заключения о том, как устранять эти явления. В результате практика полетов получила надежное средство для борьбы с шимми и штопором и за все время войны практически не было в нашей авиации гибели самолетов и летчиков по этим причинам. Переоценить результаты этих исследовании невозможно, поскольку они помогли не только сохранить жизнь летчиков и самолеты, но и позволили летать на больших скоростях.[3, c. 149]

Стрельба с самолета по самолету и по наземным целям также привела к математическим задачам, которые нужно было срочно решить. Ими занимались как специалисты в области артиллерии, так и математики. Проблемы бомбометания привели к необходимости составления таблиц, позволяющих находить оптимальное время для сброса бомб на цель, а также область, которую накроет бомбовой удар. Такие таблицы были составлены еще до начала войны, но для самолетов, обладающих большими скоростями. Во время войны были созданы специальные полки ночных тихоходных бомбардировщиков, но для них не было таблиц бомбометания. На кафедре теории вероятностей МГУ были рассчитаны таблицы бомбометания с малых высот при малых скоростях самолета. Они оказали несомненную помощь нашим летчикам и летчицам.

Математика — царица наук, она находит применение в физике, химии, географии… В том числе в вооруженных конфликтах. Ход иногда войн во многом определялся размером армии, технологиями, деньгами, природными и людскими ресурсами стран-участниц.

Но иногда главным оказывается совсем другое — интеллект. Во время второй мировой войны математики не только участвовали в разработке вооружений, но и активно помогали решать весьма специфические задачи. Иногда математика и ученые наоборот, натыкалась на непонимание военных чиновников и государственную политику. Рассмотрим некоторые эпизоды, связанные с математикой и событиями Второй мировой войны: как математики помогали выигрывать битвы или, совершенно несправедливо, попадали под пресс политических репрессий.

Математика в Гитлеровской Германии

Антисемитизм был распространен в немецкой академической среде и до прихода нацистов к власти. Однако, ученым еврейского происхождения все равно удавалось пробиваться в академическую среду. Немалую роль в этом сыграл упомянутый выше Давид Гильберт, занимавший интернациональную позицию. С его помощью смогли получить полные профессорские должности такие талантливые еврейские математики, как Герман Минковский, Эдмунд Ландау, Рихард Курант и Эмми Нетер.

Давид Гильберт

С принятием Закона о гражданской службе из страны было выслано около 200 профессоров-математиков. В числе жертв оказались алгебраист Роберт Ремарк и логик Курт Греллинг. 75 профессоров-математиков (Пауль Бернайс, Герман Вейль, Эмми Нётер, Герберт Буземан и другие) нашли прибежище в Соединенных Штатах, воспитав новое поколение математиков, на этот раз американских.

Z* и первый высокоуровневый язык программирования

С прикладной математикой дела обстояли получше: как-никак в разработке сложных видов оружия (артиллерия, авиация, радиотехника, средства обнаружения и наведения) без нее не обойтись. Однако, успехи были не только в создании новаторского вооружения. В Германии появилась первая в мире работоспособная программно-управляемая и свободно программируемая вычислительная машина, разработанная инженером Конрадом Цузе.

В 1938 году Цузе построил машину Z1: аппарат был полностью механическим и использовал в работе двоичную логику. Целью являлись расчеты для улучшения аэродинамических параметров самолетов. В следующем году инженер усовершенствовал Z1 до Z2. На этот раз машина осуществляла вычисления с помощью электромагнитных реле. Оба аппарата выполняли инструкции с перфокарт, которые, к слову, не умели перематывать назад (что не позволяло организовывать циклы в программах).

Интересный факт: Цузе просил финансирования на замену реле электронными схемами (как в ENIAC), но ему отказали. На этот раз машина могла выполнять циклы, но в ней отсутствовали инструкции для условного перехода. Наконец, к 1944 году, была практически закончена Z4, уже позволяющая организовывать ветвление. К сожалению, лаборатория Цузе пострадала от бомбардировок авиации союзников, которые уничтожили первые три модели вычислительного устройства.

Стоит отметить, что Конрад Цузе создал и первый в мире высокоуровневый язык программирования — Планкалкюль (Plankalkül).Язык поддерживал операции назначения, вызов подпрограмм, условные операторы, итерационные циклы, арифметику с плавающей запятой, массивы, иерархические структуры данных, утверждения, обработку исключений и многие другие вполне современные средства языков программирования.

Пример присваивания A[5] = A[4]+1 из реализации Plankalkül 1990-ых годов

Математика в странах Антигитлеровской коалиции

Оптимизирование процесса проверки боеприпасов:

Проверка качества боеприпасов во время ВОВ иногда занимала чуть ли не больше времени, чем их изготовление. На основе теории вероятности, математик М.В. Остроградский предложил новый метод их проверки.

Штурманские таблицы:

Математический коллектив, под руководство С.Н. Бернштейна, в 1942 разработал таблицы для определения местоположения судна по радиопеленгам. Эти таблицы позволили ускорить расчеты в десять раз.

Таблицы непотопляемости:

А.Н. Крылов разработал таблицы непотопляемости, по которым можно было рассчитать, как на корабль повлияет затопление тех или иных отсеков. Также таблицы позволяли получить информацию о том, какие отсеки необходимо затопить, чтобы ликвидировать крен корабля. Эх, вот бы такие таблицы во времена Титаника.

Штопор, флаттер и шимми:

Эти странные слова (особенно последние два) относятся к миру самолетов. Штопор — это явление, когда самолет начинает падать с траекторией штопора. Флаттер — возникновение вибраций на фюзеляже самолета при наборе скорости, ведущих к его разрушению. Шимми — вибрации шасси во время взлета самолета. Все эти явления не раз становились причиной аварий. М.В. Келдыш и его сотрудники создали математическую теорию, которая позволила защитить самолеты от этих явлений.

Конечно, эти открытия не являются единственными решенными математическими проблемами военного периода. Также многие ученые работали над наиболее оптимальным распределением снарядов, как на земле, так и в воздухе.

Систематическая ошибка выжившего

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

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

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

Великобритания

Во время работы над Bombe команда не раз сталкивалась с давлением со стороны руководства. В основном, оно было вызвано секретностью операции и стоимостью проекта. Но осуждать политиков не стоит — подобное давление являлось скорее тенденцией событий, а не простой прихотью бюрократов.

Случайное распределение

Эпилог

После войны некоторые уникальные разработки перешли в гражданское использование. Работы Тьюринга, фон Брауна и многих других ученых нашли применение в технологиях мирного времени: реактивные самолёты, ракетостроение, атомная энергетика и компьютеры. Не ясно, как повернулся бы прогресс без открытий и работ этих ученых, сделанных под влиянием военного времени.

Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

Читайте также: