Связь науки с производством (на примере научно

А. Н. Сорокин
Связь науки с производством (на примере научно-исследовательской
деятельности Сибирского физико-технического института им. акад. В.Д. Кузнецова в
довоенный период (1928-1941 гг.)).
В современном постиндустриальном обществе с прогрессирующими процессами
информатизации и дифференциации знаний остро встает вопрос синтеза и рефлексии
основных достижений науки[1]. В этом плане закономерно повысился интерес к
науковедению как особой форме осмысления истории науки. С другой стороны, в
современном мире, особенно в нашей стране, происходит изменение методов развития
основных отраслей производства в инновационном ключе, делается ставка на
использование последних достижений науки и техники в производстве. В связи
необходимостью тесной связи науки и производства значительное внимание в последнее
время уделяется развитию научно-образовательных комплексов физико-технического
профиля. Осмысление собственной истории неизбежно приводит к изучению отдельных
составляющих научно-образовательного комплекса. Научное учреждение, как особая
форма консолидации ученых, становлении и развития научных школ и направлений,
представляет интерес для изучения и с точки зрения на него как на научное сообщество
отдельного социума.
Томский научно-образовательный комплекс имеет сложившиеся традиции, мощный
научно-исследовательский фундамент. Одними из основных и значимых его достижений
являются исследования в области физики.
Регулярные физические исследования в Сибири начались с открытия в 1888 г.
Императорского Томского университета. На медицинском факультете имелась кафедра
физики, которой заведовал первый ректор Томского университета, ординарный профессор
Н.А. Гезехус[2]. В 1900 г. в Томске открылся технологический институт, где кафедрой
физики с 1909 г. заведовал Б.П. Вейнберг. В 1917 г. в Томском университете был открыт
физико-математический факультет. В годы Гражданской войны на этом факультете в
должности ассистента преподавал будущий лауреат Нобелевской премии академик Н.Н.
Семенов. Однако крупномасштабные исследования по физике начались в 1920-30-е гг.
XX века.
Сибирский физико-технический институт им. академика В.Д. Кузнецова (СФТИ),
созданный в 1928 г., стал первым крупным на востоке стране научно-исследовательским
центром, как фундаментальной науки, так и прикладных исследований, объединяющим и
консолидирующим работу ведущих ученых не только сибирского, но и центральных
регионов. Сибирский физико-технический институт стал не только региональным
научным центром в области физики вплоть до открытия Сибирского отделения РАН в
Новосибирске, но и положил начало зарождению научного сообщества сибирских
физиков.
Появление физического института в Сибири имело вполне объективные основания и
уже сложившиеся к середине 20-х гг. предпосылки. Необходимость коренной
модернизации промышленности и выхода страны на новые технологические рубежи, что
объяснялось начавшейся в стране индустриализацией, требовала расширения
периферийной сети научных учреждений, работающих в области физики (так называемая
«борьба с научной анемией», в соответствии с метким замечанием Я.И. Френкеля[3]).
Предполагалось создать крупные научно-исследовательские центры физического профиля
«в районах перспективного развития промышленности»[4]. В первую очередь было
намечено создание физико-технических институтов на Украине (в Харькове), а затем в
Сибири. Ведущим в стране являлся Ленинградский государственный физико-технический
институт во главе с академиком А.Ф. Иоффе.
Финальная стадия в решении вопроса об открытии СФТИ ознаменовалась 8 августа
1928 г. выступлением В.Д. Кузнецова на заседании Президиума Сибрайисполкома. 28
сентября в Томск пришла телеграмма из Главнауки о том, что решением СНК РСФСР
Институт прикладной физики при Сибирском технологическом институте преобразован в
самостоятельный физико-технический институт.
Уже в первые годы существования СФТИ определился окончательный профиль
института как научного учреждения. Основные научные направления и разработки в
значительной степени зависели от насущных проблем индустриализации и модернизации
промышленности.
Основные направления научно-исследовательской работы СФТИ в довоенный
период были связаны с физикой твердого тела и физикой электромагнитных колебаний.
Если первое направление было заложено уже в Институте прикладной физики, то
второе получило развитие с 1930 г., когда в СФТИ был приглашен В.Н. Кессених. Следует
иметь ввиду, что на то момент в ТГУ уже имелась определенная база. Еще в 1924 г. по
инициативе А.Б. Сапожникова была создана радиолаборатория. В 1926 г. начала свою
работу первая в Сибири коротковолновая радиостанция (ТУК).
До 1934 г. в СФТИ было выполнено 360 научных работ, из них по заданию
промышленности 26 работ, проведено 50 экспертиз[5].
В своей исследовательской работе СФТИ поддерживал связи с хозяйственными
организациями. Всего к этому времени было выполнено 19 работ на общую сумму 14.000
руб. и произведено 150 экспертиз.[6]
В период с 1930 г. по 1931 г. сотрудники СФТИ участвовали в работе Ассоциации
научно-исследовательских институтов Томской группы. Ассоциация ставила своей целью
объединение деятельности и содействие исследовательской работе научных институтов
томской группы, занятых разработкой тем в областях: черной металлургии, цветной
металлургии, строительных материалов, стекла, фарфора механической обработки и
обогащения полезных ископаемых автометостроения, физики и химии[7]. В ее состав
входили Сибирский институт металлов, Сибирский институт цветных металлов,
Сибирский институт строительных материалов, Сибирский институт механической
обработки и обогащения полезных ископаемых, Сибирский филиал НАМИ, Сибирский
физико-технический институт, а также лаборатории ВУЗов и ВТУЗов, могущие принять
участие в научно-исследовательской работе[8].
Данная структура, в которую входил и СФТИ, просуществовала всего год. Причиной
тому стала неготовность институтов совместно решать научные задачи.
В довоенный период учеными СФТИ успешно решалась проблема обнаружения
дефектов в рельсах, которые приводили к поломке и затрудняли транспортировку грузов.
Лаборатория дефектоскопии отдела колебаний, начавшая свою работу в 1934 г. по
выявлению дефектов в рельсах при заводском контроле, затем с успехом применила метод
переменного магнитного поля для обнаружения дефектов в рельсах, уложенных на
железнодорожных путях.
Остроту этой проблемы выявила холодная зима 1929/30 г., когда в Сибири морозы
достигали порой минус 50 С. На железной дороге происходили массовые поломки
рельсов. Исследования В.Д. Кузнецова, А.Ф. Колесникова, А.Н. Добровидова показали,
что причиной, по которой ломались рельсы, было уменьшение ударной вязкости.
Оказалось, что вязкость стали падает при понижении температуры от комнатной до минус
40 С, но при дальнейшем понижении температуры до минус 190 С остается постоянной.
Была найден способ сместить критическую точку до минус 60° С с помощью специальной
термической обработки стали – сорбитизации[9].
Сотрудниками лаборатории был сконструирован ряд транспортных дефектоскопов.
Всего было построено к испытанию 13 моделей, из них наиболее удачными оказались
модели № 4, 7 и № 11 разработанные Б.П. Кашкиным и А.Б. Сапожниковым и принятые
на вооружение дорогами всей страны. Эксплуатационные качества всех дефектоскопов
испытывались в длительных технических походах.
По вопросам дефектоскопии рельсов работала бригада в составе П.Н. Большакова,
Б.П. Кашкина и В.Ф. Ивлева под руководством А.Б. Сапожникова. В 1936 г. они
сконструировали пять моделей дефектоскопических дрезин, и передали 10 тележек
конструкции №4 в эксплуатацию на железные дороги[10].
С этой моделью дефектоскопа с 20 августа по 5 ноября 1936 г. было пройдено 1118
км железнодорожного пути главной магистрали Томской железной дороги. Работа велась
поочередно пятью бригадами с 8 ч. утра до 17 вечера. После успешного завершения
испытаний СФТИ получил от Управления Томской железной дороги заказ на 10 путевых
дефектоскопов[11].
Обследование, проведенное в условиях осенней погоды и первых, морозов /до -30 /,
позволило до начала осенне-зимних перевозок выявить 2060 рельсов опасных для
движения и угрожающих крушениями. Аппаратура работала бесперебойно. Начальник
Томской железной дороги Ваньян оценил результаты похода как «большое партийное
дело»[12].
По указанию Л.М. Кагановича "Трансмашина" НКПС наметила изготовление 200 шт.
дефектоскопов модели № 4 в 1937г. для всех дорог СССР[13].
Были организованы курсы дефектоскопистов, на которых в течение месяца А.Б.
Сапожниновым, Б.П. Кашкиным, П.Н. Большаковым и В.Ф. Ивлевым было подготовлено
22 дефектоскописта[14].
Институт периодически получал запросы от различных железных дорог (Омской,
Куйбышевской и др.) об изготовлении для них дефектоскопов, подготовке кадров.
В том же 1937 г. впервые был поставлен вопрос о возможности повышения скорости
движения дефектоскопов. Малые скорости движения дефектоскопов крайне ограничивали
возможности их применения. Были проведены опыты на моделях, которые показали, что
применив импульсы магнитного поля, можно обнаружить дефекты при скорости порядка
60 км/ч.
Венцом же работ лаборатории дефектоскопии стал поход Томск – Москва,
совершенный в 1939 г. Он был совершен с путевыми дефектоскопами системы
комсомольской бригады СФТИ.
Пока часть бригады находилась в Москве, П.Н. Большаков разработал новую модель
СФТИ-4, которая, в отличие от первых трех моделей, предназначавшихся для
обследования одной нитки железнодорожного полотна, одновременно выявляла дефекты
в обеих нитках.
К лету 1939 г. в СФТИ было создано 9 опытных моделей дефектоскопов. Для их
испытания в союзном масштабе и был задуман научно-технический поход по маршруту
Томск-Москва. Нарком Л.М. Каганович поддержал идею похода и отдал распоряжение о
его финансировании. Для участия в походе было сформировано 13 бригад, на долю
каждой приходилось около 200 км пути. Поход проходил с 10 июня по 7 июля. Его
участниками было обследовано 4370 км рельсового пути[15].
На встрече с участниками похода Л.М. Каганович выразил пожелание о механизации
дефектоскопов, чтобы дефектоскопист не шел с дефектоскопом, а ехал на нем. В
соответствии с этими требованиями и развивались дальнейшие работы лаборатории
дефектоскопии.
В результате этого похода институт получил много ценного материала, полезного не
только для НКПС, но и для своей дальнейшей работы в области дефектоскопии металлов.
В состав бригады вошли П.Н. Большаков, В.Р. Ивлев, Б.П. Кашкин, К.А. Водопьянов
и Э.Н. Долбнев. Научное руководство осуществлял А.Б. Сапожников. Бригада взяла на
себя обязательство сконструировать путевой дефектоскоп к X съезду ВЛКСМ.
Через 2 месяца первая модель дефектоскопа СФТИ-1 успешно прошла испытания на
Томской железной дороге. Прибором были обследованы 5 км пути и обнаружено 10
дефектных рельс[16]. В июне 1936 г. по вызову НарКомПути Л.М. Кагановича часть
бригады выехала в Москву. Результаты испытания дефектоскопа в лаборатории и на
опытном участке в Институте пути и строительства показали, что прибор в
эксплуатационном отношении сконструирован удачно.
Отдел под руководством В.Д. Кузнецова занимался исследованиями в области
твердости и поверхностной энергии, кристаллизации и рекристаллизации, пластичности и
прочности, диффузии в твердых телах.
В 1938-39 гг. В.Д. Кузнецов начал заниматься проблемами скоростного резания
металлов. Мысль о резании металлов со скоростями до сотен и тысяч метров в секунду
была не нова. Однако несмотря на громадное значение этой проблемы, ни один физик до
В.Д. Кузнецова серьезно ею не занимался. В.Д. Кузнецов создал при СФТИ лабораторию
металлорезания и вместе со своими учениками А.А. Воробьевым, Ишманским и В.Н.
Швецовым занялся решением этой проблемы[17]. В ходе изучения процесса обработки
металла резцом как процесса пластической деформации, они разработали физическую
теорию резания металлов[18], изложенную в третьем томе «Физики твердого тела»[19]. В
1939 г. В.Д. Кузнецов пришел к выводу о возможности скоростного резания металлов при
отрицательных углах заточки режущего инструмента и быстровращающейся фрезой. По
его мнению, в результате применения этого метода производительность должна была
вырасти в десятки раз, повышалась скорость режущего инструмента[20], и , кроме того,
станочное оборудование упрощалось и требовало меньшей мощности. Но предложенный
им метод не нашел в то время применения в практике отечественных заводов.
Значительно позже на американских предприятиях была внедрена сверхскоростная
обработка металлов, основанная на идеях проф. В.Д. Кузнецова[21].
Группой сотрудников лаборатории и конструкторским бюро была сконструирована и
изготовлена полевая аппаратура для люминесцентного анализа минералов в катодных и
ультрафиолетовых лучах[22]. Аппаратура нашла широкое применение в поисковых
геологоразведочных партиях и в стационарных лабораториях геологических организаций.
Помимо этого был сконструирован солнечный люминесцентор, нашедший широкое
применение для полевых и лабораторных определений некоторых минералов. Научные
сотрудники лаборатории неоднократно участвовали в работе геологических партий,
внедряя свою аппаратуру.
Проф. В.М. Кудрявцева создала школу, которая работала над проблемой
преобразования энергии кристаллами в процессах люминесценция. Было обнаружено
наличие колебательной структуры как в спектрах поглощения некоторых окислов и
сульфида цинка, так и в спектрах их низкотемпературной люминесценции[23]. Удалось
установить, что температурное свечение этих веществ не является каким либо особым
видом люминесценции (кандолюминесценция), а качественно и количественно
удовлетворяет законам равновесного температурного излучения. Таким образом, было
опровергнуто заблуждение, внесенное исследованиями Никольса и его школы. Получены
данные о влиянии поля кристаллической решетки на электронную оболочку активатора
для сублимат-фосфоров.
Высоковольтная лаборатория, организованная в 1936 г., под руководством А.А.
Воробьеву занималась физическими процессами, развивающимися в диэлектриках при
высоких полях и приводящих к пробою; поведением технической изоляции при низких
температурах, старение изоляторов в условиях высоковольтных линий, разрабатывались
новые электроизоляционные материалы и улучшались свойства материалов,
применяющихся на практике[24]. В результате было установлено, что пробой твердых
диэлектриков есть электронное явление, и что пробивное напряжение не зависит от
вещества электродов. Изучено также поведение ряда диэлектриков в неоднородных полях
при постоянных и импульсных напряжениях в различных температурных условиях. Для
щелочно галоидных соединений найдена связь между пробивным напряжением и общей и
поверхностной энергией решеток этих кристаллов. Высоковольтная лаборатория была
тесно связана с промышленными организациями Западной Сибири и выполняла ряд тем
по их заданиям.
Работы, выполненные в СФТИ, получили уже в то время высокую оценку научной
общественности.
В июле 1931 г. СФТИ посетила бригада ВСНХ во главе с И.В. Курчатовым. В связи с
общей задачей планирования работы НИИ страны она определила роль СФТИ в общей
системе как роль головного ведущего института. В 1932 г. с работой СФТИ ознакомились
участники выездной сессии АН СССР. В состав бригады АН СССР входили академики
В.Л. Комаров, С.И. Вавилов, А.А. Рихтер и профессора М.И. Сумгин, Н.М. Кулагин, Б.М.
Бул, Б.К. Шишкин[25]. Они пришли к выводу, что институт за три года своего
существования «сумел стать крупной научной единицей и представляет собой вполне
современный физический институт на уровне лучших столичных институтов, способный
оказать существенную помощь для социалистического строительства»[26].
В апреле 1934 г. В Томске была проведена 1-я краевая конференция физиков
Западной Сибири, инициатором которой явился СФТИ. Она была призвана объединить
исследовательские силы Сибири в области физических наук. Ставилась задача обеспечить
более интенсивное развитие научно-исследовательских работ в крае с целью разрешения
проблем, связанных с развитием Кузбасса, с превращением его во второй Донбасс. В
работе конференции участвовали 130 делегатов, в т.ч. 43 иногородних. Это были
представители вузов и втузов, научно-исследовательских институтов Томска,
Новосибирска, Омска, Красноярска, Иркутска, работники заводских лабораторий
Сталинска, Анжерки, Новосибирска и др. Непосредственное участие в проведении
конференции принял Уральский физико-технический институт (Ленинград) и физикохимический институт им. Л.Я. Карпова (Москва). На этой конференции было положено
начало тесной связи СФТИ и УрФТИ.
Активно развивалась связь СФТИ с хозяйственными и общественными
организациями. Наиболее тесные контакты были установлены со следующими
структурами:
Кузнецкий металлургический завод им. Сталина, НИИ Путей сообщения НКПС,
НИИ железнодорожного транспорта НКПС, Томская и Омская железные дороги,
Главэнерго НКТП (Электрокомбинат Запсибкрая, Мосгрэсс, Донгрэсс, Укргрэс,
Куйбышевская грэс и т.д.), Азотно-туковый завод (г. Кемерово), Уральский
медиплавильный завод, Радиоиспытательная станция НКС, Московское радиотелеграфное
управление, Магнитная обсерватория (г. Слуцк), научно-исследовательская лаборатория
№ 34 (НКОП), научно-исследовательский институт № 9 (НКОП), завод № 211 (НКОП),
Геологическое управление Новосибирской области и т.д.
Кроме того, институт оказывал повседневную помощь целому ряду учреждений и
предприятий г. Томска. (ТЭМЗ, клиники, военные организации и т.д.). Помощь
заключалась в сборе и наладке различного рода оборудования.
Институт в порядке помощи проводил для предприятий экспертизные работы
(испытание изоляционных лаков, каменных углей, металлических образцов,
радиотехнической и др. аппаратуры.).
В целях широкой популяризации работ и возможного привлечения внимания к ним
заинтересованных хозяйственных организаций, а также для составления тематического
плана на 1939 г. дирекцией института совместно с заведующими лабораториями осенью
1938 г. были разработаны профили (аннотации) лабораторий института, в основных
чертах сводившиеся к характеристике лабораторий, их кадров, оборудованию и главным
образом описанию научно-технических методов с указанием того где, в какой области
промышленности они могут найти применение. Такого рода аннотации были разосланы
по всему Советскому Союзу.
Это мероприятие оказалось чрезвычайно полезным для установления связи с
народно-хозяйственными организациями на конец 1938 г. и формирования тематики на
1939 г.
Таким образом, форсирование индустриализации потребовало не только подготовки
большого количества специалистов, чем были в основном заняты томские вузы и
техникумы, но и интенсификации научных исследований. Сибирский физико-технический
институт сыграл в этом огромную роль[27]. Это был первый НИИ в вузовской системе
страны, первым и единственным за Уралом в области точных и технических наук. В
институт обращались из многих городов Сибири за разрешением разнообразных вопросов
(проблем пластичности и прочности твердых тел, дефектоскопии, применения
спектрального анализа в металлургии и геологии, состояния ионосферы и радиосвязи,
свойств изоляторов и др.). Все проблемы, исследовавшиеся в СФТИ решались под
влиянием требований со стороны промышленности. В этом можно проследить тесную
связь между наукой и производством. Всё это позволило СФТИ уже в то время стать
авторитетным научным учреждением.
[1] Черникова И.В. Постнеклассическая наука и философия процесса. Томск, 2007.
С. 10; Архив истории науки и техники. Вып. 1. М., 1995. С. 3
[2] Гезехус Н.А. (1845-1919) – ординарный профессор по кафедре физики и
физической географии. Ректор ИТУ (1888-1889 гг.). Создатель физического кабинета,
общества естествоиспытателей и врачей при Томском университете. Занимался вопросами
молекулярной физики, электрических явлений, оптики, акустики, метеорологии.
[3] Сибирский физико-технический институт: История создания в документах и
материалах (1928-1941 гг.) / Под. ред. С.Ф. Фоминых. Томск, 2005. С. 70.
[4] Доклад М.А. Кривова на торжественном собрании коллектива, посвященного
пятидесятилетию со дня организации института.
[5] ГАТО. Ф. Р-1638. Оп. 1. Д. 34. Л. 16.
[6] Там же. Д. 6. Л. 4.
[7] Литвинов А.В. Источники по истории организации «Ассоциации научноисследовательских институтов томской группы» // Документ в системе социальных
коммуникаций: Сборник материалов III Всероссийской научно-практической
конференции с международным участием. Томск, 2008. С. 352
[8] ГАТО. Ф. Р-1638. Оп. 1. Д. 16. Л. 43.
[9] Кузнецов В.Д. Научные успехи СФТИ. // Красное знамя 1931г. от 1 мая.
[10] ГАТО. Ф. Р-1638. Оп.1 Д.32 Л. 16
[11] А.Б. Сапожников. Лаборатория дефектоскопии СФТИ. Труды СФТИ. Т. 54.
Томск 1976. С. 3.
[12] ГАТО. Ф. Р-1638. Оп.1 Д. 10 Л.14
[13] Там же
[14] Там же. 15
[15] Шилов Н.М. Научно-технический поход с дефектоскопами СФТИ от Томска до
Москвы. Отчет лаборатории дефектоскопии за 1939. С. 26
[16] ГАТО Р-1638. Оп. 1 Д. 10. Л. 16
[17] Кузнецов В.Д., Швецов В.Н. Сверхскоростное резание металлов. Отчет
лаборатории резания и трения. 1939. Библиотека СФТИ. С. 2.
[18] Кузнецов В.Д. Физические основы резания металлов. Отчет лаборатории
резания и трения. 1940. Библиотека СФТИ. С. 56
[19] См. приложение № 64.
[20] Кузнецов В.Д. О возможности сверхскоростного резания металлов // Вопросы
металлопромышленности. 1940. № 7. С. 27.
[21] Научная и общественная деятельность проф. В.Д. Кузнецова (К 60-летию со дня
рождения). // Труды СФТИ. Вып. 24. 1947. С. 46.
[22] Сибирский физико-технический институт: История создания в документах и
материалах (1928-1941 гг.) / Под. ред. С.Ф. Фоминых. Томск, 2005. С. 270
[23] Там же. С. 264
[24] Там же. С. 263
[25] «Открытый миру…» Хроники визитов в Томский университет (1880-2006 гг.).
Томск, 2006. С. 18.
[26] ГАТО Ф. Р-1638. Оп.1. Д. 21.С. 30.
[27] Фоминых С.Ф., Кущ В.В., Потекаев А.И. Организация СФТИ и его деятельность
в предвоенный период: исторический очерк // Сибирский физико-технический институт:
История создания в документах и материалах (1928-1941 гг.). Томск, 2005. С. 54