МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
?Георгиевский техникум механизации, автоматизации и управления?
(ГБПОУ ГТМАУ)
ИТОГОВЫЙ ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
по дисциплине ОУП.у.04 Математика
на тему: ?Вклад российских математиков в Победу над Германией в Великой Отечественной войне?
Выполнил обучающийся группы 16
Специальность 43.02.15 Поварское и кондитерское дело
Ф.И.О. Мизикин Владислав Валерьевич
Руководитель: Тимофеева Инна Юрьевна
Дата сдачи: ?22? мая 2023 г.
Дата защиты: ?09? июня 2023 г.
Георгиевск 2023ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель: - изучить и обобщить вклад советских математиков в победу в Великой Отечественной войне
Задача: - изучить литературу по данной проблеме - Выяснить, кто из учёных-математиков и физиков принимал участие в боевых действиях -Определить, какие задачи приходилось решать учёным в годы Великой Отечественной войны
Актуальность данной темы состоит в том, что реальных участников тех событий почти не осталось в жизни, наши ровесники знают о войне лишь из книг и кинофильмов. Но память человеческая несовершенна, многие события забываются. Мы должны знать реальных людей, которые приближали победу и подарили нам будущее
Объект исследования: Великая Отечественная война.
Предмет исследования: математики и математика в Великой Отечественной войне.
Материалы: интернет-статьи, литературные источники.
Продукт проекта: отчетный материал.
Методы исследования: - изучение литературных источников;
- сравнительный анализ полученной информации;
- отбор информации для работы. СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..………………………………………………………….…...………4
Участие ученых-математиков в боевых действиях …………………………….6
Математические задачи – для фронта…………………………………………....9
Математика в артиллерии………………………………………………………...9
Математика в авиации………………………………………………...…………..11
Математика в военно-морском деле…………………………………................12
Статистика в военном производстве…………………………….………….…….14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ….……………………………………………..…………….......17
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…….……………………………………..…………..18
ВВЕДЕНИЕ
Время отдаляет от нас события тех лет, но никогда не сотрется в памяти поколений подвиг советского народа в годы трудных испытаний, не забудутся имена его славных сыновей, потому что “каждый, кто был верен будущему и умер за него, чтобы оно было прекрасно, подобен изваянию, высеченному из камня” (Ю. Фучек.).
Прошло почти 78 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 непосвященных свой фронт борьбы против фашизма и с честью вышли победителями в этом поединке с врагом.
C первых же дней Великой Отечественной Войны множество людей в том числе и математики 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.
Давая оценку вклада советских ученых в военное дело, президент Академии Наук СССР С. И. Вавилов написал: “Почти каждая деталь военного оборудования, обмундирования, военные материалы, медикаменты – все это несло в себе отпечаток предварительной научно-технической мысли и обработки”. В значительной части эти мысли были результатом математического поиска или математической обработки изучаемых явлений.?
Актуальность данного исследования состоит в том, что реальных участников тех событий почти не осталось в жизни, мои ровесники знают о войне лишь из книг и кинофильмов. 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 их разумом, руками и разумом инженеров и ученых создавалась и совершенствовалась военная техника.
Участие ученых-математиков в боевых действиях
Роль математиков велика не только в научных изобретениях для превосходства армии, но и в личном вкладе в Победу. Отложив свои привычные дела, многие математики возводили оборонительные сооружения, с оружием в руках сражались на фронтах в частях действующей армии, соединениях народного ополчения, партизанских отрядах.
Они храбро воевали и честно исполняли свой гражданский долг. Несомненно, что при этом страна потеряла огромное число талантливой молодежи, которая могла бы стать гордостью отечественной науки. Каждый из университетов потерял многих молодых ученых, уже сумевших проявить себя и обещавших в будущем очень многое, но не вернувшихся с войны.
Так, Московский университет потерял талантливых молодых математиков Г.М. Бавли, М.В. Бебутова, Н.В. Веденисова, В.Н. Засухина и многих, многих других. Они могли бы стать гордостью нашей науки, но воина прервала и зачеркнула развитие так славно начатого ими научного пути.
Помимо преподавателей, аспирантов и студентов, получивших мобилизационные извещения уже в первые дни войны и попавших в регулярные воинские части, механико-математический факультет Московского университета дал 213 человек в 8-ю Краснопресненскую дивизию народного ополчения. Все они были зачислены в 975-и артиллерийский полк этой дивизии и после короткого обучения уже в августе заняли оборонительный рубеж на ржевсковяземском направлении.
Добровольцем ушел на фронт и участвовал в боях выдающийся математик и педагог, член- корреспондент Академии наук СССР А.А. Ляпунов.
Война застала А. А. Ляпунова (рис.1) в Москве. В июне 1941 г. А. А. принимал последние экзамены у студентов Пединститута им. К. Либкнехта, В июле 1941 Ляпунов вместе с?С.?М.?Никольским?был отправлен на строительство оборонительных сооружений перед Москвой[3]. ?Он роет противотанковые рвы сначала под Датчино в Тульской области, а затем на подступах к Москве близ Малоярославца.
В 1942 году был призван в Красную Армию[4]?и направлен в пехотное училище, которое закончил в 1943 году. С 1943 по 1945 годы в действующих частях, гвардии старший лейтенант, командир топографического взвода в артиллерии. За участие в боях по освобождению Крыма награждён орденом Красной Звезды (1944). Находясь на фронте продолжает математические исследования, применяя аппарат теории вероятностей и математической статистики к теории стрельбы.
Рисунок 1. Ляпунов Алексей Андреевич? на фронте 1943 год.
Вместе с другими слушателями Академии имени Жуковского не раз принимал участие в боевых операциях нашей авиации выдающийся геометр академик АН А.А. Погорелов.
Храбрым воином был известный математик академик, директор артиллерии на Пулковских высотах воевал выдающийся специалист в области теории чисел, теории вероятностей академик Ю.В. Линник (рис. 2).
В июле 1941 г. Ю. В. Линник ушел добровольцем в Народное ополчение и участвовал в боях на Пулковских высотах. Осенью 1941 г., больной дистрофией, Юрий Владимирович демобилизовался и эвакуировался в Казань, где тогда находился Математический институт АН СССР. С 1944 г. и до своей кончины в 1972 г. Ю. В. Линник работал профессором ЛГУ. В 1944 г. ему была присуждена премия Ленинградского университета за выдающиеся работы по аналитической теории чисел, а в 1947 г. — Государственная премия. В том же году появились первые публикации Ю. В. Лирника по теории вероятностей; в 1948 г., по инициативе Юрия Владимировича, была основана кафедра теории вероятностей и математической статистики ЛГУ.
Рисунок 2. Ли́нник Юрий Владимирович
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.
Вместе с 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 учёные и только начинающие математики, учителя и студенты. Сколько замыслов осталось неосуществлёнными, какие россыпи математических сокровищ, они унесли с собой. Справедливо говорят, что трудно даже представить, какой была бы сегодня математика, не понеси мы этой невосполнимой потери.
Математические задачи – для фронта
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.
Математика в артиллерии
Математические знания были нужны и непосредственно в бою. Известно, что такой род войск – артиллерия без расчетов не мог бы существовать. На фронте были и специальные расчетные части. Еще в древности математические знания использовались в военном деле.
В знаменитом диалоге Платона “Государство” говорится о том, что арифметика и геометрия необходимы каждому воину: “При устройстве лагерей, занятия местностей, стягивания и развертывания войск и разных других воинских построениях, как во время сражения, так и в походах, конечно, скажется разница между знатоками геометрии и тем, кто ее не знает”.
Проблемы пристрелки, разработанные еще в XIX веке в связи с появлением новых типов артиллерии, потребовали в период Великой Отечественной войны дополнительных исследований и составления таблиц. Стрельба с самолета по самолету и по наземным целям также привела к математическим задачам, которые нужно было срочно решить. Ими занимались упорно как специалисты в области артиллерии, так и математики.
Проблемы бомбометания привели к необходимости составления таблиц, позволяющих находить оптимальное время для сброса бомб на цель, область, которую накроет бомбовой удар. Такие таблицы были составлены еще до начала войны, но для самолетов, обладающих большими скоростями.
Во время войны выявилась полезная возможность использования тихоходных учебных самолетов для ночных бомбежек. Были созданы специальные полки ночных бомбардировщиков, но для них не было своевременно создано таблиц бомбометания. Возникла срочная задача производства соответствующих расчетов. Таблицы были созданы и они оказали несомненную помощь нашим летчикам и летчицам.
Идет жестокая война. Фронт требует увеличения эффективности огня артиллерии, повышения меткости стрельбы. Важная проблема - увеличить вероятность попадания в цель при торпедном залпе. Возникла идея за счет искусственного рассеивания увеличить эту вероятность. Этой задачей занялся один из крупнейших наших математиков академик А.Н. Колмогоров. Ему удалось найти полное решение задачи и довести его до практического использования.
Несомненно, что какую-то долю успехов наших моряков следует отнести и на счет этой решенной Колмогоровым задачи. Позднее его выводы были перенесены и на проблемы, связанные со стрельбой зенитной артиллерии по самолетам. Теория вероятностей позволила решить весьма важную задачу оборонного характера. Эта работа оказала серьезную помощь в повышении эффективности огня советской артиллерии.
Во время Великой Отечественной войны появилась еще одна проблема – обеспечение кучности боя и устойчивости артиллерийских снарядов при полете. Эту сложную математическую задачу успешно решил член-корреспондент Академии наук СССР Четаев Н. Г. Он предложил наивыгоднейшую крутизну нарезки ствола орудий, что позволило обеспечить кучность боя и устойчивость снарядов при полете.
Математика в авиации
Традиционная область деятельности ученых нашей страны — исследование артиллерийских систем. Проблемы пристрелки, разработанные еще в XIX веке, в связи с появлением новых типов артиллерии потребовали в период Великой Отечественной войны дополнительных исследований и составления таблиц. 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.
В апреле 1942 г коллектив математиков под руководством основателя конструктивной теории функции действительного переменного и первого аксиоматика теории вероятностей академика С. Н. Бернштейна разработал и вычислил таблицы для определения местонахождения судна по радиопеленгам. Таблицы ускоряли штурманские расчеты примерно в 10 раз. В 1943 г были подготовлены штурманские таблицы, которые нашли широкое применение в боевых действиях дальней авиации, значительно повысили точность самолетовождения. Штаб авиации дальнего действия, дал высокую оценку работе математиков, отметив, что ни в одной стране мира не были известны таблицы, равные этим по простоте и оригинальности. С.Н. Бернштейн В результате решения сложной математической задачи член корреспондент АН СССР Н. Г. Четаев определил наивыгоднейшую крутизну нарезки стволов орудия. Это обеспечивало максимальную кучность боя и непереворачиваемость снаряда при полете
Математика в военно-морском деле
Видную роль сыграли в годы войны математики Московского университета. Существенное значение для решения некоторых практических задач имело развитие в Московском университете одного из разделов математики - номографии, изучающей теорию и способы построения особых чертежей-номограмм.
Номограммы позволяют значительно экономить время вычислений, максимально упрощают расчеты ряда задач. Работу специального номографического бюро при Научно-исследовательском институте математики МГУ возглавлял известный советский геометр, Н. А. Глаголев. Номограммы, подготовленные в этом бюро, применялись в военно-морском флоте, зенитной артиллерии, оборонявшей советские города от налетов вражеской авиации.
Выдающийся математик Алексей Николаевич Крылов (рис. 3) создал таблицу непотопляемости, по которой можно было рассчитать, как повлияет на корабль затопление тех или иных отсеков; какие номера отсеков нужно затопить, чтобы ликвидировать крен, и насколько это затопление может улучшить устойчивость корабля.
Рисунок 3 . Алексей Николаевич Крылов
Использование этих таблиц спасло жизнь многим людям, помогло сберечь огромные материальные ценности. Специальные бригады ученых-математиков занимались только расчетами. Сложнейшие задачи решались лишь с помощью логарифмических линеек и арифмометра.
Работая в области теории вероятностей, наши ученые-математики определили размеры каравана судов и частоту их отправления, при которых потери были бы наименьшими.
В осажденном Ленинграде великий математик Яков Исидорович Перельман прочитал десятки лекций воинам-разведчикам Ленинградского фронта, Балтийского флота и партизанам о способах ориентирования на местности без приборов.
Статистика в военном производстве
Только во время операций на Курской дуге было израсходовано несколько миллионов патронов для пулеметов и автомобилей и многие миллионы артиллерийских снарядов.
Имеется еще один аспект работы советских математиков на помощь фронту, о котором нельзя умалчивать — это работа по организации производственного процесса, направленная на повышение производительности труда и на улучшение качества продукции. Здесь столкнулись с огромным числом проблем, которые по самому их существу нуждались в математических методах и в усилиях математиков.
Затронем здесь лишь одну проблему, получившую наименование контроля качества массовой промышленной продукции и управления качеством в процессе производства. Эта проблема со всей остротой возникла перед промышленностью уже в первые дни войны, поскольку прошла массовая мобилизация и квалифицированные рабочие стали солдатами. Им на смену пришли женщины и подростки без квалификации и рабочего опыта.
Один из математиков вспоминает такой случай: мне пришлось быть на одном из приборостроительных заводов в Свердловске. Он изготовлял крайне необходимые приборы для авиации и артиллерии. У станков я увидел практически только подростков 13 — 15 лет. Увидел и также огромные кучи бракованных деталей. Сопровождавший меня мастер пояснил, что эти детали выходят за пределы допуска и поэтому непригодны для сборки.
А вот если бы удилось собрать из этих ?запоротых? деталей пригодные приборы, мы бы смогли сразу удовлетворить потребности на месяц вперед. Слова мастера не давали мне покоя. В результате общения с инженерами завода родилась мысль разбить детали на 6 групп по размерам, которые уже было бы возможно сопрягать между собой. В шестую группу входили детали совершенно непригодные для сборки.
Исследования показали, что так собранные приборы оказались вполне пригодными для дела. Они обладали одним недостатком: если какая-либо деталь выходила из строя, то ее можно было заменять лишь деталью той же группы, из деталей которой собран прибор. Но в ту пору и для тех целей, для которых были предназначены приборы, можно было обойтись заменой приборов, а не деталей. Нам удалось успешно использовать завалы испорченных подростками деталей.
Задача контроля качества изготовленной продукции состоит в следующем. Пусть изготовлено?N изделии, они должны удовлетворять некоторым требованиям. Скажем, снаряды должны быть определенного диаметра, не выходящего за пределы отрезка [D1, D2], иначе они будут непригодны для стрельбы. Они должны обладать определенной кучностью при стрельбе, иначе будут затруднения при стрельбе по цели.
И если с первой задачей справиться легко — нужно замерить диаметры изготовленных снарядов и отобрать те из них, которые не удовлетворяют требованиям, то с другим требованием положение значительно сложнее. Действительно, чтобы проверить кучность стрельбы, необходимо провести стрельбы. А что же останется после испытаний? Испытания нужно произвести так, чтобы подавляющая часть продукции осталась пригодной для дальнейшего использования.
Столкнулись с основным требованием; по испытанию малой части изделий научиться судить о качестве всей партии. Методы, которые были для этой цели предложены, получили название статистических. Их теория берет свое начало с одной работы 1848 года академика М.В. Остроградского. Позднее этой задачей занимались профессор В. И. Романовский (1879 — 1954) в Ташкенте и его ученики. Во время войны их совершенствованием нанялся А.Н. Колмогоров и его ученики.
Задача, о которой только что было рассказано, обладает одним дефектом в самой ее постановке: партия продукции уже изготовлена и нужно сказать, можно ее принять или же следует ее отвергнуть? Но, спрашивается, зачем же изготовлять партию, чтобы ее затем браковать? Нельзя ли так организовать производственный процесс, чтобы уже при изготовлении поставить заслон для изготовления некачественной продукции?
Такие методы были предложены и получили название статистических методов тенящего контроля. Время oт времени со станка берутся несколько (скажем пять) только что наготовленных изделий и замеряются параметры их качества. Если все эти параметры находятся в допустимых пределах, то производственный процесс продолжается, если же хотя бы одно изделие выходит за пределы допуска, то подается сигнал о необходимой переналадке станка или о смене режущего инструмента. Какое отклонение параметра от номинала допустимо, чтобы вся партия была изготовлена качественно? Это требует специальных расчетов.
После окончания войны выяснилось, что аналогичные исследования проводили математики США, Они подсчитали, что результаты их работы принесли за годы войны стране миллиардную экономию. То же самое можно сказать и о работах советских математиков и инженеров
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
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. За годы войны, в нечеловеческих условиях, наблюдался прогресс в теоретической математике. 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 их разумом, руками 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.
К сожалению, и теперь положение в мире таково, что страна, а вместе с ней и математики, вынуждены уделять внимание разработке проблем обороны. Однако это не самоцель, а вынужденная необходимость. Каждый же из нас мечтает о том времени, когда человечество забудет о войнах и о подготовке к ним.
Таким образом, мы считаем, что тема нашей работы очень актуальна в наши дни, особенно для наших сверстников. Во-первых, она приближает математику к истории нашей страны, к жизни. Показывает, что это не просто сухие цифры, это история, человеческие судьбы. Ведь от точности расчетов зависели человеческие жизни. Во-вторых, эта работа помогает понять, что изучение математики необходимо, она соприкасается со всеми отраслями науки. И чем бы мы в дальнейшем не занимались, что бы мы не выбрали, знания математики нам будут необходимы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Энциклопедия для детей. Т. 11. Математика. – М: Аванта плюс, 2019.
2. Гнеденко Б.В. Математика и контроль качества продукции. — М.: Знание, 2020. - 64 с.
3. Корявко В.В. ?Викторина? № 2, 2019 г. ?Вклад ученых в дело победы? с.56-59.
4. Левшин Б.В. Советская наука в годы Великой Отечественной войны / АН СССР. Архив; Отв. Ред. Ким М.П. М.: Наука, 1983. 382 с.
5. Миренков А.И. Военно-исторический журнал № 5, 2020 г., ?Обеспечение действующей армии вооружением, боевой техников, материальными средствами в 1941-1943 годах?.
6. Дорофеев Г.В., Петерсон Л.Г. Математика.. Часть 3 – М: Баласс, 2019.
7. Шарыгин И. Ф., Ерганжиева Л.Н. Наглядная геометрия. Учебное пособие для X-XI классов. – М: Мирос 2020.
https://computer-museum.ru/galglory/lypunov2.htm
http://www.imyanauki.ru/rus/scientists/1494/index.phtml
http://www.famhist.ru/famhist/schelkin/0006952a.htm
http://ru.wikipedia.org/wiki
14
