| 21681190 23552 13350 920 1еля впервые обнаружено ядро нашей Галактики (А. А. Калиняк, В. И. Красовский и В. Б. Никонов). С 1958 составляются и издаются каталога переменных звёзд (Астрономич. совет АН СССР и ГАИШ). Успешно развивается в СССР и радиоастрономия. Большой радиотелескоп (РАТАН-600) установлен (1975) на Специальной астрофизической обсерватории АН СССР (илл. см. на вклейке, стр. 416-417). Радиотелескопы работают также на Крымской обсерватории, в Физическом ин-те АН СССР, в Ин-те радиоэлектроники АН УССР близ Харькова, на обсерватории Горысовского университета. Эти инструменты дают наблюдат. материал для исследований структуры Галактики, изучения квазаров, пульсаров, планет и др. космич. объектов. Разработана (50-е гг.) теория, объясняющая происхождение фона космич. радиоизлучения, а также радиоизлучения остатков сверхновых звёзд (В. Л. Гинзбург, Я. Б. Зельдович, С. Б. Пикельнер, И. С. Шкловский и др.). Для развития космологии были существенны работы А. А. Фридмана (20-е гг.). Открыта и исследована сверхкорона Солнца (1951, В. В. Виткевич). Радиолокац. исследования Луны, Венеры, Меркурия, Марса, Юпитера позволили уточнить значение астрономич. единицы, получить сведения о вращении Венеры и др. (60-е гг., В. А. Котельников и др.).
В области внегалактич. астрономии важные исследования выполнены в Бюракане и ГАИШ. В 60-х гг. разработана теория, согласно к-рой важную роль в образовании галактик играют процессы, происходящие в их ядрах (В. А. Амбарцумян). Осуществлено детальное морфологич. изучение галактик (60-е гг., Б. А. Воронцов-Вельяминов и др.). Обнаружены и исследованы многочисл. нестационарные внегалактич. объекты нового типа (Б. Е. Маркарян и др.).
Значительны достижения в изучении Солнца и связи солнечных и геофизич. явлений. Создана большая сеть службы Солнца, систематически публикуются каталоги явлений солнечной активности. Изучено тонкое строение фотосферы и хромосферы Солнца, в частности с помощью телескопа, поднимаемого на баллонах на высоту 20-30 км над земной поверхностью (60-70-е гг., В. А. Крат и др.). Реализована возможность измерений поперечной составляющей магнитных полей на Солнце (А. Б. Северный, В. Е. Степанов). Изучены хромосферные вспышки, разработан ряд вопросов их теории и ведутся работы по их прогнозированию (Крымская обсерватория). Наблюдения солнечных затмений (предвычисления к-рых начиная с 1914 выполнены А. А. Михайловым) дали ценные результаты, касающиеся движений вещества в короне, эффекта А. Эйнштейна, в фотометрич. спектроскопии, поляриметрич. исследованиях солнечной короны и радиоизлучения. Проведены работы по физике планет (Н. П. Барабашев, Н. А. Козырев, Г. А. Тихов и др.), физике комет (С. К. Всехсвягский, О. В. Добровольский, С. В. Орлов и др.), исследованию межпланетной материи, созданию теории Зодиакального света (1944- 1948, В. Г. Фесенков). Разрабатывается проблема происхождения Земли и планет Солнечной системы; в этой области новые гипотезы предложили В. Г. Фесенков, О. Ю. Шмидт и др. По поручению Междунар. астрономич. союза Ин-т теоретич. астрономии с 1947 публикует ежегодные таблицы «Эфемерид малых планет». Новые методы исследования Луны, Венеры, Марса появились в космич. эру, открытую запуском 1-го сов. искусств, спутника Земли в 1957. С борта сов. искусств, спутника Земли впервые сфотографирована обратная сторона Луны, получены первые массовые снимки спектров слабых звёзд в далёком ультрафиолетовом диапазоне излучения и др.
Достигнуты успехи также в разработке различных проблем небесной механики (Б. В. Нумеров, М. Ф. Субботин, Г. А. Чеботарёв и др. в Ленинграде; Г. Н. Дубошин, Н. Д. Моисеев и др. в Москве). Широко используются сов. астрономич. ежегодники, составляемые Ин-том теоретич. астрономии АН СССР. В 50-70-е гг. получили значит, развитие разработка и создание новых типов астрономич. инструментов и приборов (Д. Д. Максутов, Б. К. Иоаннисиани).
Новым разделом астрономии, возникшим в 1957, являются оптич. наблюдения ИСЗ. Созданная Астрономич. советом АН СССР сеть станций ведёт регулярные визуальные, Фотографич. и лазерные дальномерные наблюдения. Начатые в 1961 эксперименты по спутниковой геодезии (Астрономич. совет АН СССР, Пулковская обсерватория) в сер. 60-х гг. позволили перейти к практич. работам. Развернулось широкое междунар. сотрудничество, в к-ром наряду с сов. учреждениями участвуют астрономич. и геодезич. учреждения стран Европы, Африки, Азии, Америки. На основе анализа результатов наблюдений спутников ведутся также исследования гравитац. поля Земли и процессов в верхней атмосфере.
Сов. астрономы участвуют (с 1935) в работе Междунар. астрономич. союза. Многие наблюдательные и теоретические работы астрономич. учреждения ведут совместно с зарубежными обсерваториями на основе междунар. кооперации.
Координацию астрономич. исследований в СССР осуществляет Астропомич. совет АН СССР.
Периодич. издания: «Астрономический журнал» (с 1924); «Письма в „Астрономический журнал"» (с 1975); «Астрофизика» (с 1965); «Астрономический вестник» (с 1967); «Земля и Вселенная» (научно-популярный, с 1965).
Результаты астрономич. исследований публикуются в периодических и продолжающихся изданиях; ряд астрономических учреждений издаёт «Труды», «Известия», «Бюллетени», «Научные информации» и др.
См. Астрономия, Астрофизика, Астрометрия, Звёздная астрономия, Небесная механика, Космогония, Космология, Внегалактическая астрономия, Астрономические журналы. Э. Р. Мустелъ, Н. П. Ерпылёв.
Физические науки
В России науч. исследования по физике стали проводиться после создания в 1725 Петерб. АН. Они связаны с именами иностр. учёных, приглашённых в академию Петром I (работы Д. Бернулли по гидродинамике, нек-рые исследования Л. Эйлера). Первым рус. учёным с мировым именем был М. В. Ломоносов, которому принадлежат основополагающие работы по атомно-молекулярной теории теплоты. В сер. 18 в. Ломоносовым, Г. В. Рихманом и др. рус. академиками были получены новые результаты в изучении оптич., электрич. и магнитных явлений. В кон. 18 в. физика была введена в программы гимназий, издано 6 учебников физики.
На развитии физики в большей степени, чем на развитии др. естеств. наук, сказалось позднее вступление России на путь капиталистич. развития. Отсутствие потребностей произ-ва тормозило организацию систематич. исследований, создание для них твёрдой материальной базы.
В 1-й пол. 19 в. рус. физиками были сделаны важные открытия по электричеству и электромагнетизму. В 1802 В. В. Петров получил устойчивый дуговой разряд. В Физ. кабинете Академии наук Э. X. Ленц установил т. н. правило Ленца для определения направления индуцированных токов и принцип обратимости электрич. машин, точными экспериментами обосновал закон теплового действия тока (закон Джоуля - Ленца).
С 60-х гг. 19 в. физ. исследования сосредоточились гл. обр. в высших уч. заведениях. Большое значение имело основание (1872) Рус. физ. об-ва (с 1878 - Рус. физико-хим. об-во) при Петерб. ун-те, издававшего свой журнал. В Моск. ун-те в 1888 А. Г. Столетов начал эмпирически изучать закономерности внеш. фотоэффекта и открыл первый закон фотоэффекта. Определение им отношения электростатических и электромагнитных единиц, а также работы его учеников Н. Н. Шиллера и П. А. Зилова (1874-77) по экспериментальному установлению теоретически полученного Дж. Максвеллом соотношения между показателем преломления света и диэлектрич. постоянной послужили подтверждением электромагнитной теории света. В 1874 Н. А. Умов ввёл понятие вектора плотности потока энергии (вектор Умова). В Киевском ун-те М. П. Авенариус со своими учениками провёл обширные измерения критич. параметров различных веществ. В Юрьеве (Тарту) А. И. Садовский в 1898 предсказал появление механич. вращательного момента под действием поляризованного света (эффект Садовского). В Одессе Ф. Н. Шведов заложил основы реологии дисперсных систем (1889). В. А. Михельсон опубликовал основополагающие исследования но теории горения (1894). В 1885-90 Е. С. Фёдоров выполнил серию работ по симметрии и структуре кристаллов, к-рые легли в основу теоретич. структурной кристаллографии. Его идеи получили полное экспериментальное подтверждение после создания рентгеновского структурного анализа, одним из основоположников к-рого был Г. В. Вульф. Ученики Фёдорова и Вульфа стали первыми представителями сов. школы кристаллографов. А. А. Эйхенвальд провёл опыты по измерению токов смещения и конвекции (1904). Б. Б. Голицын в Физ. кабинете Петерб. АН выполнил ряд тонких оптич. экспериментов, им были заложены основы сейсмологии и сейсмометрии. С. А. Богуславскому принадлежат теоретич. работы по пироэлектричеству и движению электронов в магнитных полях.
На рубеже 19-20 вв. при Моск., Петерб., Новороссийском (Одесса) ун-тах были организованы физ. ин-ты. В Москве одну из лабораторий физ. ин-та возглавил П. Н. Лебедев, к-рому принадлежат работы всемирного значения по установлению давления света на твёрдые тела (1899) и газы (1907). Лебедев создал первую рус. школу физиков (ок. 30 учёных), работавших по единому плану. К 1917 в Петерб. ун-те молодые оптики сгруппировались вокруг Д. С. Рождественского, проведшего фундаментальное исследование аномальной дисперсии в парах металлов. В эти же годы в Петербурге также зародилась научная школа А. Ф. Иоффе, выполнившего в 1910-е гг. исследования по фотоэффекту и электрическим свойствам кристаллов. П. Эренфест, работавший в 1904-12 в Петербурге, организовал при ун-те семинар, из к-рого впоследствии выросла рус. школа физиков-теоретиков.
В нач. 1917 в Москве открылся физ. ин-т - первое в России большое по масштабам того времени н.-и. учреждение. Директором его стал П. П. Лазарев, его сотрудниками - ученики П. Н. Лебедева. Группы Иоффе, Рождественского и Лазарева образовали те центры, вокруг к-рых возникли и выросли крупнейшие сов. физ. ин-ты. В 1918 в Петрограде были созданы Гос. оптич. ин-т под рук. Рождественского и Физико-технич. ин-т под рук. Иоффе. В Москве Лазаревым организован Ин-т физики и биофизики. Исследования в области радио получили заметное развитие в России в 10-е гг. В них была заложена основа для создания сов. радиофизики и радиотехники. В Нижегородской радиолаборатории (1918) под рук. М. А. Бонч-Бруевича началась плодотворная работа по созданию мощных электронных радиоламп, проектированию радиостанций и т. п.
Интенсивное развитие н.-и. ин-тов вытекало из неуклонно проводившегося Сов. правительством курса на связь науки с производством. Особенно широкий размах приобрела организация физ. ин-тов в кон. 20-х и 30-е гг. По инициативе Иоффе и при его участии на базе Физико-технич. ин-та АН СССР были созданы Укр. физико-технич. ин-т в Харькове, Ин-т физики металлов в Свердловске, Сиб. физико-технич. ин-т в Томске и др. Большое внимание уделялось подготовке науч. кадров. При Ленингр. политехнич. ин-те в 1918 создан физико-технич. ф-т, на к-ром учились мн. известные сов. физики, впоследствии основавшие науч. школы и новые направления в физике. Инициатором его создания был Иоффе. Нек-рые молодые сов. физики были посланы на стажировку за границу.
Физ. ин-т АН СССР, переехавший в 1934 в Москву, под рук. С. И. Вавилова превратился в мощный науч. центр, в к-ром развивались различные направления физики. В 1934 П. Л. Капицей был создан Ин-т физ. проблем АН СССР, исследования к-рого в основном сосредоточились на физике низких темп-р и теоретич. физике. Позднее в АН СССР были созданы Ин-т кристаллографии (1943, Москва), Ин-т радиотехники и электроники (1953, Москва), Акустич. ин-т (1953, Москва), Ин-т физики высоких давлений (1958, Моск. обл.), Ин-т физики твёрдого тела (1963, Моск. обл.), Ин-т теоретич. физики (1965, Моск. обл.), Ин-т спектроскопии (1968, Моск. обл.), Ин-т ядерных исследований (1970, Москва), Ленингр. ин-т ядерной физики (1971, Ленингр. обл.). Созданы физ. ин-ты в АН союзных республик, при Сиб. отделении АН СССР.
Большое значение имела организация работ по ядерной физике и физике элементарных частиц. Исследования в этих областях проводятся в Ин-те атомной энергии (1943, Москва), Объединённом ин-те ядерных исследований (1956, Дубна)- ядерно-физич. центре социалистич. стран, Ин-те экспериментальной и теоретич. физики, Ин-те физики высоких энергий (на базе серпуховского протонного ускорителя, запущенного в 1967) и нек-рых др. ин-тах (см. также Физические институты).
Междунар. авторитет сов. физики необычайно высок. Сов. учёным принадлежат мн. важнейшие открытия, ими развиваются все осн. направления физики. Шестерым сов. физикам были присуждены Нобелевские пр. Отделение общей физики и астрономии АН СССР - один из наиболее представительных членов Европ. физ. об-ва, сов. физики входят в состав Междунар. союза прикладной и теоретич. физики, Междунар. союза кристаллографов и др. физ. междунар. орг-ций, они участвуют во всех междунар. конференциях и симпозиумах. В лабораториях СССР, а также в нек-рых зарубежных науч. центрах сов. учёные ведут совместные эксперименты с учёными др. стран. Так, в Ин-те физики высоких энергий франц. учёными построена жидко-водородная пузырьковая камера «Мирабель» и начаты совместные сов.-франц. эксперименты, в Батейвии в Нац. ускорительной лаборатории США проводятся сов.-амер. исследования по физике элементарных частиц. Препринты с сообщениями о достижениях сов. учёных рассылаются во мн. науч. центры мира, физ. журналы АН СССР переиздаются на англ, языке в США и Великобритании.
Кристаллы и жидкости. Первые успехи сов. физики связаны с работами А. Ф. Иоффе по физике кристаллов. Исследованиями Иоффе и его сотрудников - А. П. Александрова, Ф. Ф. Витмана, Н. Н. Давиденкова, С. Н. Журкова, Г. В. Курдюмова, И. В. Обреимова, А. В. Степанова, Я. И. Френкеля - были заложены основы совр. физики реальных кристаллов с их сложными, но имевшими большое практическое значение проблемами - прочности, несовершенств строения, дислокаций и методики их исследования. На основе этих работ начала создаваться технология выращивания идеальных, почти совершенных кристаллов, прочность и др. характеристики к-рых приближаются к теоретич. значениям.
Проблемами получения почти совершенных кристаллов успешно занимается Ин-т кристаллографии АН СССР, где эти работы были начаты в 40-х гг. А. В. Шубниковым и велись под его руководством мн. годы. С именем Шубникова связаны различные направления в кристаллографии, развиваемые его учениками. Л. Ф. Верещагин и его сотрудники достигли выдающихся результатов, изучая поведение твёрдых тел при сверхвысоких давлениях. В их работах был, в частности, предложен и внедрён в пром-сть метод получения алмазов (1960). Поликристаллич. алмазы типа карбонадо, полученные в ин-те, были использованы при создании камеры сверхвысокого (мегабарного) давления для исследования фазовых переходов металл-диэлектрик. В 1975 в этой камере осуществлён переход водорода в металлич. состояние (Л. Ф. Верещагин, Е. Н. Яковлев, Ю. А. Тимофеев). С. Н. Журков (Физико-технич. ин-т АН СССР) развивает кинетич. подход к проблемам прочности: он показал, что величина предела прочности по существу связана со временем, в течение к-рого образцы находятся под данной нагрузкой.
Ряд важных результатов получен Шубниковым и Н. В. Беловым в области структурной кристаллографии и теории симметрии. Практич. применение нашли работы по изучению электрич. свойств кристаллов; сюда относится открытие Шубниковым нового вида пьезоэлектрич. материалов - поликристаллич. пьезоструктур (1946). Широко используется структурный анализ кристаллов и опирающаяся на его данные кристаллохимия; развита теория плотной упаковки и координационных полиэдров, объясняющая характер и физико-химич. свойства этих и ряда др. неорганич. структур (Белов). Б. К. Вайнштейн успешно развивает исследования по расшифровке белковых структур, им же с 3. Г. Пинскером создан метод структурной электронографии. Разработаны методы изучения диффузии в твёрдых телах (В. 3. Бугаков, В. И. Архаров), дефектов в реальных кристаллах (Б. Г. Лазарев и др.), впервые выяснен механизм влияния дефектов на механич. свойства металлов и сплавов (Н. Н. Давиденков и др.), а также дислокаций на электрич. свойства (Ю. А. Осипьян).
Я. И. Френкель развил новый подход к построению кинетич. теории жидкостей. Важные работы по исследованию аморфного состояния и механич. свойств аморфных тел были проведены П. П. Кобеко и А. П. Александровым.
Металлы, диэлектрики, полупроводники. Первые успехи теории металлов связаны с работами Я. И. Френкеля. Ему удалось на основе квантовой теории Бора объяснить, почему электронный газ не вносит своего вклада в теплоёмкость металлов, т. е. разрешить т. н. катастрофу с теплоёмкостью, а затем обобщить (1927) представление о волнах де Бройля на случай движения свободных электронов в металле и объяснить температурную зависимость электросопротивления, влияние на него примесей, сохранив в новой теории все те достижения, к-рые определяли успех классич. теории Друде-Лоренца (вывод закона Видемана-Франца и т. д.). Квантовая теория фотоэффекта в металлах была разработана в 1931 И. Е. Таммом и С. П. Шубиным.
Важные работы по физике металлов н сплавов, по фазовым превращениям и структуре мартенсита выполнены в 30-х гг. Г. В. Курдюмовым. Первые послевоен. годы ознаменовались успехами в области порошковой металлургии; основы физики спекания были заложены в работах сов. учёных (М. Ю. Балынин, Я. Е. Гегузин, Б. Я. Пинес и др.). В 1934 Шубиным и С. В. Вонсовским предложена т. н. полярная модель металлич. и полупроводниковых кристаллов, получившая дальнейшее развитие (1949) в работах Н. Н. Боголюбова и С. В. Тябликова.
В 50-60-е гг. И. М. Лифшиц с сотрудниками показал, что знание динамических свойств электронов проводимости, а с ними и электронных свойств металлов (гальваномагнитных, высокочастотных, резонансных) позволяет установить спектр электронов проводимости и, в частности, важную характеристику этого спектра - поверхность Ферми. Рассмотрение форм поверхности Ферми позволяет делать заключения о термодинамич. и кинетич. свойствах металлов. Эти работы тесно связаны с плодотворными экспериментальными исследованиями (Н. Е. Алексеевский, В. И. Веркин, Б. Г. Лазарев и др.).
В области физики диэлектриков существенные достижения принадлежат А. Ф. Иоффе и его школе. В 1916- 1923 он и М. В. Кирпичёва экспериментально установили, что ток через ионные кристаллы переносится ионами, движущимися в пространстве междоузлий. Ионная проводимость изучалась в 20-х гг. К. Д. Синельниковым. Исследования диэлектрич. свойств аморфных и кристал-лич. тел были выполнены А. П. Александровым, А. Ф. Вальтером, П. П. Кобеко, Г. И. Сканави и др.
В кон. 20-х гг. И. В. Курчатов и Кобеко исследовали сегнетову соль и её изоморфные смеси, положив начало изучению сегнетоэлектриков. В 1944 Б. М. Вулом были открыты ярко выраженные сегнетоэлектрич. свойства у титаната бария. Было установлено, что сегнето-электрики представляют собой широкий класс соединений. К работам по сегнето-электричеству примыкают исследования Г. А. Смоленского и его сотрудников, в к-рых был изучен новый класс неметаллич. ферромагнетиков, обладающих одновременно электрич. и магнитным порядками (сегнетоферромагнетики, 1960- 1964).
Первые исследования полупроводников в СССР были проведены О. В. Лосевым в 1921. Систематич. работы в этой области были начаты в нач. 30-х гг. в Физико-технич. ин-те в Ленинграде и в др. науч. центрах по инициативе Иоффе. Работы по физике полупроводников в СССР и за рубежом привели к созданию полупроводниковой электроники.
В 1932 И. Е. Тамм теоретически показал, что на идеальной поверхности полупроводника должны существовать особые энергетич. состояния (уровни Тамма). Сов. учёными были впоследствии проведены обширные исследования поверхностных явлений на полупроводниках.
В 1932 В. П. Жузе и Б. В. Курчатов в соответствии с теорией, описывающей энергетич. структуру реальных полупроводников, экспериментально доказали существование их собственной и примесной проводимостей. В 1933 И. К. Кикоин и М. М. Носков обнаружили возникновение эдс при освещении полупроводника в поперечном магнитном поле. Этот эффект носит их имя и широко используется для исследования электронных явлений в полупроводниках.
Большое место в работах сов. учёных занимал вопрос выпрямления тока. Иоффе были выявлены осн. закономерности выпрямления тока. В 1932 Иоффе и Френкель дали объяснение выпрямления тока на контакте металл - полупроводник на основе представления о туннельном эффекте. В 1938 Б. И. Давыдов разработал диффузионную теорию выпрямления на электронно-дырочном переходе. Строгая теория туннельного эффекта в полупроводниках со сложной зонной структурой, в т. ч. теория туннельного эффекта с участием фононов, была разработана Л. В. Келдышем. Им было рассмотрено также влияние сильного электрич. поля на оптич. свойства полупроводников (эффект Франца - Келдыша).
Сов. учёным принадлежит основополагающий вклад в развитие представлений об элементарных возбуждениях (квазичастицах) в твёрдом теле. Первая квазичастица - фонон - была введена в теорию Таммом в 1929 в его работе о комбинационном рассеянии света. На «фононном» языке даются совр. описания тепловых и электрич. свойств твёрдых тел. В 1931 Френкель ввёл новую квазичастицу - экситон - для описания явлений «бестокового» поглощения света. Представление об экситонах легло в основу теории поглощения света молекулярными кристаллами, развитой А. С. Давыдовым. В 1933 Л. Д. Ландау выдвинул гипотезу о влиянии поляризации окружающей среды на свойства движущихся в кристалле электронов. В ионных кристаллах электроны вместе с созданными ими поляризационными ямами образуют квазичастицы, к-рые были изучены С. И. Пекаром и названы им поляронами. Ю. М. Каган и Е. Г. Бровман разработали (в 70-х гг.) многочастичную теорию металлов, позволившую проанализировать мн. свойства металлов.
Экспериментальное исследование экси-тонов началось с опозданием на 20 лет; прямое доказательство их существования было получено в 1951 в работах Е. Ф. Гросса, Б. П. Захарчени и их сотрудников. Важные работы по физике экситонов принадлежат А. Ф. Прихоть-ко и её сотрудникам. В 1968 Л. В. Келдыш выдвинул гипотезу, согласно к-рой взаимодействие между экситонами при достаточно высокой их концентрации приводит к образованию экситонных капель, к-рые вскоре были экспериментально обнаружены (Я. Е. Покровский, В. С. Багаев и др.).
Первые в СССР лабораторные образцы германиевых диодов и триодов были разработаны в нач. 50-х гг. в Физ. ин-те АН СССР (Б. М. Вул, В. С. Вавилов, А. В. Ржанов), в Физико-технич. ин-те АН СССР (В. М. Тучкевич, Д. Н. Наследов), Ин-те радиотехники и электроники (С. Г. Калашников, Н. А. Пенин). Работы этих коллективов содействовали развитию сов. пром-сти полупроводниковых приборов. Тучкевич и его сотрудники в процессе изучения электрич. свойств легированных кремниевых монокристаллов исследовали многослойные структуры с неск. электронно-дырочными переходами. Всё это привело к созданию уникальных по своим характеристикам управляемых вентилей (тиристоров) и возникновению силовой полупроводниковой техники.
Ж. И. Алфёрову и др. принадлежат осн. работы по физике гетеропереходов в полупроводниках, в результате к-рых был разработан большой класс полупроводниковых приборов и приборов квантовой электроники (в частности, уникальных гетеролазеров).
В 1951 Я. Г. Дорфманом |
