Текст книги "Учёные России и их открытия. Начальная школа"

ЦИОЛКО́ВСКИЙ Константи́н
Эдуа́рдович[43]43
  Источник: Константин Циолковский: [Электронный ресурс] // Культура. РФ. URL: https://www.culture.ru/persons/9463/konstantin-ciolkovskii. (Дата обращения: 05.12.2022).


[Закрыть] (1857–1935)
Мыслитель, основоположник современной космонавтики

Земля – колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. Человечество не останется на Земле, его будущее – в Космосе.

Учёный-самоучка, он стал основоположником современной космонавтики. Он вывел формулу движения космического корабля. Ему принадлежит идея многоступенчатой ракеты, космической станции, замкнутых биосистем обеспечения жизни человека в космическом пространстве. Приоритет его открытий признан во всём мире. В Калуге создан Музей космонавтики, носящий его имя.

Константин Эдуардович Циолковский родился (или, как он пишет в автобиографии, «появился новый гражданин Вселенной, Константин Циолковский») в селе Ижевском Рязанской губернии в семье уездного лесничего. Когда Константину было 9 лет, он простудился и заболел скарлатиной. Осложнением болезни стала глухота. Мальчика оставили на второй год во втором классе гимназии из-за плохой успеваемости. Учиться было непросто: он почти не слышал учителей. Из гимназии его в конце концов исключили, тогда он стал заниматься самостоятельно, читал книги по естественным наукам и математике из домашней библиотеки отца.

Он увлёкся проектированием и конструированием, изготовил токарный станок и начал делать ветряные мельницы, соорудил паровой автомобильчик и много других удивительных механизмов, начал рисовать машины с крыльями.

Отец отправил Константина на три года учиться в Москву – там он познакомился с работами Менделеева (см. с. 52), делал химические опыты в своей маленькой комнате, где устроил настоящую лабораторию, занимался математикой – она была необходима для расчётов его многочисленных проектов. Все свои силы Циолковский отдавал науке и почти все деньги тратил на научные эксперименты.

В 1877 г. в Рязани, куда семья переехала, как только отец вышел в отставку, Константин блестяще сдал экзамены на звание учителя и стал преподавать в Боровском уездном училище. Он умел так интересно и доходчиво объяснять арифметику и геометрию, что все ученики его уважали и любили.

Помимо преподавания, больше всего Циолковского интересовали космические полёты и воздухоплавание. Для межпланетных путешествий Циолковский задумал цельнометаллический дирижабль. Расчёты его движения, математические формулы позже станут известны как формула Циолковского, число Циолковского.

Профессор Столетов (см. с. 76) предложил Циолковскому выступить в Москве с докладом о разработанном им дирижабле. Доклад прошёл успешно, но в Боровске случилось несчастье: сгорел дом, а вместе с ним все рукописи Циолковского, книги и приборы, которыми он пользовался. Пришлось восстанавливать все расчёты, и в 1890 г. Циолковский отправил проект дирижабля Менделееву, а в 1891 г. проект аэроплана Жуковскому (см. с. 28) и получил доброжелательные отзывы.

Циолковский занимался многими практическими вопросами освоения космоса, которые позднее сформировали основу ракетостроения: впервые обосновал, что аппаратом для успешных космических полётов могла стать ракета, разработал схему жидкостного ракетного двигателя и определил скорость, необходимую для выхода аппарата в Солнечную систему («вторая космическая скорость»). Он предложил варианты ракетного управления, систем охлаждения, конструкции сопла и системы подачи топлива. Кроме того, он занимался механикой движения, теорией газов и строением Солнца. И даже написал небольшую повесть «На Луне», где описал ощущения человека, попавшего на спутник. Часть этих предположений впоследствии оказалась верной.

Другом Циолковского был популяризатор науки Яков Перельман (см. с. 64). Им обоим идея о «междупланетных путешествиях» не казалась фантастической и неосуществимой.

ЧЕРЕНКО́В Па́вел Алексе́евич[44]44
  Источник: 115 лет назад под Воронежем родился первый советский лауреат Нобелевской премии по физике: [Электронный ресурс] // Блокнот Воронежа. 2019. URL: https://bloknot-voronezh.ru/news/115‐let-nazad-pod-voronezhem-rodilsya-pervyy-sovet. (Дата обращения: 05.12.2022).


[Закрыть]
(1904–1990)
Физик, лауреат Нобелевской премии

Важно, конечно, не столько наблюдение, подсказываемое случаем, а точно понимаемый физический закон.

Учёный развивал такие разделы науки, как оптика, ядерная физика, а также физика частиц высоких энергий. Он доказал, что даже в глубинах океана, куда не проникают солнечные лучи, есть собственный слабый свет радиоактивных высокоскоростных частиц, летящих быстрее скорости света в этой среде. Это и есть открытый им «эффект Вавилова – Черенкова», принёсший учёному Нобелевскую премию.

Павел Алексеевич Черенков родился в селе Новая Чигла Воронежской губернии в крестьянской семье. С раннего детства Павел проявлял интерес и любовь к учёбе. В 1917 г. он окончил церковно-приходскую школу. Но происходящие в это время революционные события в стране помешали его дальнейшему образованию. Только в 1920 г. Черенков смог продолжить учёбу и в 1924 г. получил школьный аттестат. Он поступил на физико-техническое отделение педагогического факультета Воронежского университета.

После его окончания Черенков два года работал учителем. В 1930 г. стал аспирантом Института физики и математики Академии наук СССР в Ленинграде. Он начал работать под руководством видного советского физика С.И. Вавилова. Аспирант Павел Черенков решил изучать свечение ураниловых солей под действием гамма-лучей, или люминесценцию. В работах Марии Склодовской-Кюри, учёного физика и химика, дважды лауреата Нобелевской премии, которая первой увидела такое излучение, упоминается слабое синее свечение в растворах с радием. Черенков смог понять, что обнаруженное свечение – не люминесценция, а явление иной природы, впоследствии получившее название «излучение Вавилова – Черенкова».

В ходе этого эксперимента проявились яркие черты характера Черенкова: увлечённость, редкое упорство, исключительная наблюдательность, добросовестность, целеустремлённость и высокая ответственность за результаты.

В 1934 г. в «Докладах Академии наук СССР» появляются два сообщения о новом виде излучения. В первом сообщении Черенков излагает подробно результаты экспериментов, во втором Вавилов объясняет их так: свечение вызвано движением электронов в среде, в отличие от обычного излучения, которое вызвано движением атомов. В 1936 г. Павел Алексеевич установил основное его свойство. Оно заключалось в направленности излучения, образовании светового конуса, ось которого совпадает с траекторией движения частицы.

«Эффект Вавилова – Черенкова» лёг в основу работы детекторов быстрых заряженных частиц. Так физики называют черенковские счётчики. Эти устройства быстро вошли в арсенал физики высоких энергий – для определения скорости частицы, её заряда и других характеристик.

Ещё в начале 1960‐х годов в СССР был создан самый большой черенковский счётчик в мире. С его помощью, в частности, исследовалось множественное рождение элементарных частиц – мезонов – в ядерных взаимодействиях при высоких энергиях. Этот метод исследования привёл к открытию антипротона и антинейтрона – первых частиц антивещества, созданных на Земле.

«Эффект Вавилова – Черенкова» находит применение и в медицине, в лучевой терапии. Это излучение возникает, когда при радиотерапии заряженные частицы движутся сквозь человеческое тело. Излучение можно направлять и дозировать с высокой точностью, добиваясь основной цели – разрушить опухоль, не задев здоровые ткани.

Кроме научной деятельности Черенков вёл большую педагогическую работу, будучи профессором Московского энергетического института и Московского инженерно-физического института. Он дал путёвку в жизнь большому числу исследователей.

ШУ́ХОВ Влади́мир Григо́рьевич[45]45
  Источник: Литературно-исторические заметки юного техника. Владимир Шухов: [Электронный ресурс] // Motorsinfo – Автомобильный портал. URL: https://motorsinfo.ru/literaturno-istoricheskie-zametki-yunogo-tehnika-vladimir-shuhov/. (Дата обращения: 05.12.2022).


[Закрыть]
(1853–1939)
Инженер, архитектор

Техническая мысль неотделима от искусства, литературы и музыки. Не мыслю инженера вне культуры. Не приобщившись к Пушкину и Чайковскому, Рахманинову и Толстому, он не достигнет ничего…

Знаменитая телевизионная башня на Шаболовке в Москве не единственное гениальное изобретение инженера. Он занимался самыми разными видами инженерного творчества: строил мосты, доменные печи, нефтепроводы, нефтеперерабатывающие установки, танкеры, элеваторы… Огромное наследие оставил этот необыкновенный изобретатель, и очень часто названия его творений сопровождаются словами «впервые в России» или «впервые в мире».

Владимир Григорьевич Шухов родился в городе Грайвороне Курской губернии в дворянской семье. В 11 лет поступил в Санкт-Петербургскую гимназию и в 1871 г. с отличием её окончил. Интерес и способности к точным наукам, к математике в особенности, Владимир Шухов проявлял уже в гимназии.

В Императорском Московском техническом училище (ныне Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана), куда он поступил, среди его преподавателей был профессор Н.Е. Жуковский (см. с. 28). Владимир Шухов учился очень хорошо, он много читал, с увлечением работал в мастерских. И училище окончил с золотой медалью. Н.Е. Жуковский предлагал ему совместную преподавательскую и научную работу, но Шухова не привлекали теоретические исследования, он решил стать инженером-практиком и заниматься изобретательством.

После окончания училища Шухов отправился на год в США в составе научной делегации. Целью поездки был сбор информации о последних технических достижениях. В Америке Шухов познакомился с успешным предпринимателем А.В. Бари, фирма которого проводила инженерные работы на нефтяных месторождениях в Баку. Шухов становится сотрудником этой фирмы. В то время нефть с месторождений на перегонный завод возили на лошадях в бурдюках и бочках. Шухов проектирует и строит первый в России и в Европе десятикилометровый нефтепровод для перекачки нефти, для перевозки нефти – «наливные вагоны» (цистерны) и «наливные баржи» (металлические танкеры), разрабатывает конструкцию цилиндрического металлического резервуара для хранения нефти. Это изобретение и сегодня используется в нефтяной промышленности.

Огромные круглые резервуары В.Г. Шухова, в которых хранятся нефть и нефтепродукты, стоят по всему миру (см. цветную вкладку). Шухов открыл также новый многоступенчатый способ переработки нефти (крекинг), и стало возможным при перегонке нефти получать керосин, моторные масла, солярку, мазут, бензин.

Позднее В.Г. Шухов занялся разработками металлических конструкций. Он спроектировал конструкцию перекрытий ГУМа на Красной площади в Москве (тогда этот магазин назывался «Верхние торговые ряды»). Для крыши здания он создал уникальные светопрозрачные перекрытия – арочные конструкции. Несмотря на то, что железные части стропил весили более 800 тонн, сооружение выглядело невесомой паутиной с врезанными в неё стеклами.

Инженер спроектировал и построил сотни водонапорных башен, несколько железнодорожных мостов с пролётами, составил новый проект водоснабжения Москвы. Изобретатель спроектировал архитектурный шедевр – башню высотой 160 метров для радиостанции на Шаболовке в Москве: она состояла из шести сетчатых гиперболоидных стальных секций. 19 марта 1922 г. с неё начали транслировать первые радиопередачи. Гиперболоидные башни такой конструкции строят и сегодня во многих странах мира.

Все крупные советские стройки были связаны с именем Владимира Шухова. Инженер участвовал в реализации плана электрификации страны.

Я́БЛОЧКОВ Па́вел Никола́евич[46]46
  Источник: Лампа Яблочкова: первое российское изобретение, покорившее мир. Павел Николаевич Яблочков – изобретатель дуговой лампы: [Электронный ресурс] // Ezoteriker. URL: https://ezoteriker.ru/ lampa-yablochkova-pervoe-rossiiskoe-izobretenie-pokorivshee/. (Дата обращения: 05.12.2022).


[Закрыть]
(1847–1894)
Инженер, изобретатель в области электротехники

Электрический ток будет подаваться в дома, как газ или вода.

Благодаря изобретениям учёного – электрической дуговой лампы («свеча Яблочкова») и первого в мире трансформатора переменного тока – в XIX веке Россию называли родиной электричества. В те времена свечами Яблочкова освещали европейские столицы, сейчас усовершенствованными их используют в фарах автомобилей. Ему принадлежит идея передачи электроэнергии к месту потребления по сетям.

Павел Николаевич Яблочков родился в селе Жадовка Сердобского уезда Саратовской губернии и первоначальное образование получил в Саратовской гимназии. Уже в юные годы у него стал проявляться изобретательский талант. Он изобрёл и сконструировал прибор, с помощью которого можно было измерять расстояние, пройденное повозкой, по числу оборотов её колеса. Такой прибор для измерения пройденного пути – одометр – стали использовать в автомобилях и на локомотивах. Одометры сначала были механическими, затем электромеханическими, а в наше время они электронные (цифровые).

Яблочков учился в Николаевском инженерном училище – военно-учебном заведении Русской императорской армии в Санкт-Петербурге, а после его окончания служил в сапёрном батальоне инженерной команды в Киеве. Но будущего учёного не привлекала военная служба, его интересовало изобретательство, конструирование различных приборов. И потому в конце 1871 г. он уволился из армии и переехал в Москву.

Он стал работать начальником телеграфной службы Московско-Курской железной дороги, а всё свободное время посвящал занятиям в кружке электриков-изобретателей при Московском политехническом музее. В этом кружке он изучил все тонкости электротехники и решил применить электрическое освещение на железной дороге.

Яблочков провёл множество экспериментов по усовершенствованию дуговых ламп и в 1874 г. первым в мире создал конструкцию электрического прожектора для освещения железнодорожных путей. Год спустя он зарегистрировал своё изобретение на выставке во Франции под названием «электрическая дуговая лампа», которую все стали называть «свечой Яблочкова». Свеча представляла собой дуговую лампу без регулятора: два угольных стержня зажимали в клеммах светильника, при прохождении тока появлялась электродуга, пламя которой давало освещение. Угли укорачивались с одной и той же скоростью, расстояние между их концами оставалось неизменным, и никакой механической регулировки не требовалось. Учёному из России удалось сконструировать простой, удобный и доступный прибор.

Фонари с «русским светом» появились во многих городах мира, например в английском Лондоне, американском Сан-Франциско, индийском Мадрасе. Павел Яблочков стал знаменит и богат. Он очень хотел, чтобы его изобретение нашло применение на родине, и выкупил у французской компании права на него, заплатив миллион франков – всё своё состояние.

Когда изобретатель вернулся в Россию, отечественные промышленники не спешили производить электрические свечи – состоятельные люди побоялись рисковать своими капиталами. Пришлось дело организовывать самому, и в 1879 г. энергичный и настойчивый Яблочков создал собственную компанию. «Товарищество Яблочков-изобретатель и К°» выполнило освещение Дворцового моста через реку Неву в Петербурге. Освещение получили заводы, театры, рестораны, магазины, дома. К концу 1881 г. свечи Яблочкова появились в Москве, Нижнем Новгороде, Брянске, Архангельске… В конце жизни Яблочков работал над проектом электрического освещения родного города Саратова.

Международная космическая станция «Мир» (1986 г.) с установленными на ней солнечными батареями

Фарфор Д.И. Виноградова

Памятник первой санитарной карете

Мировая коллекция семян культурных растений, собранная Н.И. Вавиловым

Лазер Н.Г. Басова

Иконоскоп В.К. Зворыкина

Первый пилотируемый человеком космический корабль «Восток-1»

Первый в мире искусственный спутник Земли

Один из первых телевизоров КВН-49

И. Тихий. «Н.И. Пирогов осматривает больного Д.И. Менделеева»

М.В. Ломоносов. Мозаика «Портрет Петра I»

Транспортный вертолёт В-12. Главный конструктор – М.Л. Миль

Радиоприёмник А.С. Попова

Самолёт А.Ф. Можайского

Первоначальный и современный вид Периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева

Самолёт «Илья Муромец» И.И. Сикорского

Лазерная коррекция зрения

Шуховская башня на Шаболовке в Москве

Старинный резервуар В.Г. Шухова на Ярославском нефтеперерабатывающем заводе

«Электрическая свеча» П.Н. Яблочкова

Литейный мост в Санкт-Петербурге. Первый мост с электрическим освещением