Великая Отечественная война стала не только битвой армий, но и сражением умов. Пока на фронте гремели залпы, в тишине научных кабинетов шла другая, невидимая работа — математики, механики и физики искали решения задач, от которых напрямую зависели жизни солдат и исход операций. А многие из них сами брали в руки оружие, уходя в ополчение, партизанские отряды и боевую авиацию. Понятное дело, что упомянуть здесь подвиги всех, кто внес свой вклад в Победу невозможно. Но даже несколько судеб, о которых пойдёт речь ниже, дают представление о масштабе этого незримого интеллектуального «сражения».
Мстислав Всеволодович Келдыш взялся за проблему, которая на старте войны буквально косила скоростную авиацию. При переходе на высокие скорости самолёты внезапно разрушались в воздухе из-за явления, названного флаттером — резонансных колебаний крыльев и оперения, усиливающихся с огромной скоростью. Отдельно досаждал и эффект шимми — самовозбуждающееся колебание передней стойки шасси на взлёте и посадке, также приводившее к авариям. Келдыш построил стройную математическую теорию этих губительных вибраций и дал инженерам чёткий метод их расчёта и устранения. Фактически он перевёл проблему из области загадочных катастроф в разряд точно решаемых инженерных задач, за что в 1942 году, в самый разгар боёв, был удостоен Сталинской премии. Его работа спасла жизни сотен лётчиков и позволила советским истребителям и бомбардировщикам уверенно осваивать режимы предельных скоростей.
Сергей Алексеевич Христианович внёс двоякий вклад: как аэродинамик и как артиллерист. Вместе с Келдышем он дал строгое теоретическое обоснование расчёта прочности самолётов на больших скоростях, что позволило авиаконструкторам отказаться от опасных интуитивных запасов и создавать лёгкие, но надёжные машины. Однако не менее ярким стало его решение проблемы кучности огня «Катюш». Реактивные снаряды на начальном этапе имели сильное рассеивание, что снижало их убойную силу. Христианович математически показал, что если высверлить в корпусе снаряда небольшие отверстия для истечения части пороховых газов под углом, снаряд закрутится и стабилизируется в полёте, как классический артиллерийский. Это невероятно простое инженерное решение, рождённое из точного расчёта, превратило «Катюшу» в оружие, наводившее ужас на врага не только звуком, но и точностью.
Андрей Николаевич Колмогоров, один из величайших математиков XX века, в годы войны сконцентрировался на нуждах артиллерии. Используя созданную им теорию вероятностей, он разработал математически обоснованную теорию «наивыгоднейшего рассеивания». Артиллерия стреляет не в точку, а накрывает площадь эллипсом рассеивания, и задача состоит в том, чтобы при имеющейся кучности орудия распределить разрывы так, чтобы нанести цели максимальный урон. Расчёты Колмогорова позволили артиллерийским штабам находить оптимальную установку прицела и веер батареи, при котором эффективность поражения возрастала на десятки процентов без дополнительного расхода снарядов. Его «стрельба по площадям», выверенная математикой, стала стандартом для планирования огня.0
Сергей Натанович Бернштейн решил задачу, от которой напрямую зависел успех ночных бомбардировок и полётов дальней авиации. Для точного выхода на цель и возвращения на базу штурману требовалось быстро определять координаты самолёта по сигналам радиомаяков, что сводилось к сложным тригонометрическим вычислениям. В кабине, в холоде и при ограниченном времени, это было почти невыполнимо. Бернштейн разработал специальные таблицы, позволявшие по радиопеленгам практически мгновенно находить местоположение судна или самолёта. Громоздкие вычисления, занимавшие несколько минут, свелись к нескольким простым действиям — штурманская работа ускорилась примерно в десять раз. Эти таблицы быстро стали штатным инструментом бомбардировочной и морской авиации, кратно повысив точность ударов.
Алексей Антонович Ильюшин, классик механики, приложил математику и к снабжению армии, и к обороне осаждённого Ленинграда. Он построил стройную теорию проектирования и нормирования прочности осколочно-фугасных снарядов на стадии выстрела, когда они испытывают колоссальные перегрузки в стволе. Это позволило радикально упростить технологию их производства без риска разрыва в орудии, обеспечив практически непрерывный поток боеприпасов на фронт. Работал он и над задачами блокадного Ленинграда, где многопрофильная группа учёных искала способы выживания города. Вопреки распространённой легенде, расчёты прочности льда для «Дороги жизни» выполнила группа физиков под руководством П.П. Кобеко, однако Ильюшин, находясь в осаждённом городе, внёс свой вклад в его научную оборону, решая насущные инженерные проблемы.
С оружием в руках на фронт ушли многие математики. Их довоенные научные биографии часто обрывались, чтобы продолжиться уже подвигами на поле боя.
Логин Николаевич Большев, в будущем известный математик-вычислитель и член-корреспондент АН СССР, служил лётчиком-истребителем. Сражаясь на 1-м Украинском фронте, он совершил 22 боевых вылета, в воздушных схватках прикрывал наземные войска и штурмовую авиацию, а последней точкой его боевого маршрута стал штурм Берлина. Не исключаю, что его математический склад ума в кабине истребителя помогал молниеносно оценивать положение противника и принимать точные решения в скоротечном бою.
Виктор Абрамович Залгаллер, ленинградский геометр, ушёл в народное ополчение добровольцем и прошёл с ним всю войну до конца 1945 года, пережив и отступления, и наступления, и блокаду родного города. Его послевоенная жизнь оказалась неразрывно связана с воспитанием новых математических талантов: в созданном им знаменитом кружке Ленинградского дворца пионеров занимался, в частности, Григорий Перельман — будущий гений, доказавший гипотезу Пуанкаре. Также Виктор Абрамович многое сделал для создания первой ленинградской физико-математической школы №239.
Леонид Витальевич Канторович, единственный в СССР лауреат Нобелевской премии по экономике, в дни войны был участником обороны Ленинграда. Он входил в группу учёных, решавших оперативные задачи блокадного города, в том числе связанные с логистикой и распределением ресурсов. Возможно, именно этот опыт непосредственного столкновения с проблемой оптимального использования скудных средств позже помог ему создать теорию линейного программирования, заложившую основы современной экономической науки.
Николай Павлович Еругин пошёл добровольцем в Ленинградское народное ополчение и до последнего защищал город. В 1942 году он получил тяжелейшее ранение, которое едва не стоило ему жизни и поразило обе ноги. По инвалидности он был демобилизован, но сумел вернуться к активной научной работе, став академиком Академии наук Белорусской ССР и крупнейшим специалистом по дифференциальным уравнениям. Его пример — доказательство того, что даже физически искалеченная война не в силах отменить математический талант.
Николай Петрович Жидков прошёл Ленинградским и 3-м Прибалтийским фронтами, участвовал в тяжелейших позиционных боях. За войну он не раз был ранен, но снова и снова возвращался из госпиталей в строй, пока не наступила Победа. В мирной жизни он стал профессором кафедры вычислительной математики МГУ и на своих лекциях учил студентов решать задачи, не страшась самых громоздких вычислений — ведь ему самому доводилось решать куда более страшные задачи под огнём.
Больше интересного контента в телеграм канале "Сложно-простая математика".
Подписывайтесь, не забывайте ставить лайки и писать комментарии. Надеюсь, что мы не прощаемся!