История становления и развития системы высшего физико-математического образования на Ставрополье 1930-1960 гг.

Учебная база факультета была рассчитана для обучения 500-600 студентов, но на самом деле обучалось 893 человек. В связи с перегрузкой учебных помещений занятия на факультете длились с утра и до позднего вечера. На факультете была организована школа Юных математиков и физиков, где по утвержденной Советом факультета программе проводились занятия с учащимися 9-10 классов.

На протяжении нескольких лет кафедра теоретической физики выполняла научно-исследовательскую работу по хоздоговорной тематике. В выборе перспективного направления большая заслуга принадлежала Е.И. Несису, А.А. Привалову, В.В. Бутлару. Ведущие преподаватели института осуществляли руководство семинарами, оказывали практическую помощь молодым исследователям. Необходимо отметить, что в истории кафедры теоретической физики впервые были проведены спецкурсы и спецпрактикумы, посвященные современным методам исследования процесса кипения жидкостей, что являлось важнейшим элементом высшего образования. Лекции по спецкурсу читали Е.И. Несис, Б.М. Дорофеев, В.И. Токмаков, а работой спецпрактикума руководил Б.М. Дорофеев.

В начале работы на спецкурсах все студенты разбивались на отдельные бригады по 2-3 человека, затем каждая бригада получала экспериментальное задание по исследованию кипения жидкостей и специальную сложную аппаратуру. В результате проведения оригинального эксперимента были получены новые результаты, которые проходили тщательную обработку.

Аспирантура при кафедре успешно развивалась. В 1965-1966 учебном году в аспирантуре обучались В.И. Токмаков, Б.М. Дорофеев, Т.С. Чигарева, Д.М. Гребенщиков, И.М. Ратнер, Г.А. Озерецковский, Е.И. Четвериков. Окончивший аспирантуру В.В. Чеканов успешно защитил кандидатскую диссертацию.

Быстрое развитие объема исследовательской работы, создание специального физического практикума по фазовым переходам, рост аспирантуры, расширение факультативного курса по техническому моделированию, приводили к тому, что существующая материальная база уже не удовлетворяла новым условиям преподавания. Оборудование лабораторий кафедры общей физики увеличивалось в количественном и улучшалось в качественном отношении, однако его размещение в соответствии со всеми нормами и правилами техники безопасности не представлялось возможным.

В связи с возникновением крупных образовательных центров в начале 30-х годов на Ставрополье - Ставропольского педагогического института, Пятигорского педагогического института, Сельскохозяйственного института, учительских институтов в Микоян-Шахаре и Черкесске, началось развитие всей системы высшего образования, в том числе в области точных наук. В период становления вузов была проделана организационная работа по формированию преподавательского состава, составлению учебных программ, отвечающих всем нормам и требованиям высшего учебного заведения, оборудованию учебных помещений, укреплению материальной базы вузов. Организация научной работы преподавателей требовала не только больших материальных затрат, но и огромных усилий и времени самих преподавателей. Вследствие большой загрузки преподавателей учебными занятиями в связи с процессом политехнизации образования, развитию науки уделялось недостаточное время, а в некоторых случаях его не было совсем. Зачастую в ущерб глубине преподавания теоретических проблем физики и математики и научно-исследовательской деятельности приходилось уделять время обсуждению решений и постановлений партийных съездов и пленумов. Отрицательно сказывались на процессе преподавания обязательные требования борьбы с «реакционной» наукой. Важным результатом преподавания на уровне педагогического института этого периода стала интеграция высшего учебного заведения и средней школы, позволившая подготовить неплохих учителей-практиков, многие из которых стремились работать в школе и обладали необходимыми навыками обучения физике, математике, машиноведению и другим дисциплинам. Как положительный результат следует отметить достижения интенсивной воспитательной работы, проводимой в вузе: при всем формализме, заорганизованности, идеологической заданности она нацеливала студентов на педагогическую деятельность в средней школе.

Научно-исследовательская работа в этот период носила главным образом прикладной характер, сосредотачиваясь вокруг процесса организации учебных лабораторий, изготовления собственными силами оборудования, опытных установок, экспериментально-лабораторной деятельности. Следует учитывать и тот факт, что завершению и дальнейшему развитию некоторых научных направлений помешала война, в ходе которой были уничтожены установки и даже целые лаборатории. После завершения военных действий начался восстановительный этап, длившийся около десяти лет.

На рубеже 50-60-х гг. только стали зарождаться крупные научные направления по исследованию процессов кипения жидкостей, а также взаимного превращения ферро- и парамагнетиков. Этим направлениям в будущем предстоит перерасти в научные школы, которые положительно повлияют на развитие физико-математических наук на Ставрополье.

физический математический образование ставрополье

Раздел 2. Первые научные исследования на Ставрополье по физике и математике

С расширением сети вузов и формированием системы всеобщего среднего обучения усиливались требования, предъявляемые к качеству образования. 23 июня 1936 г. вышло постановление СНК и ЦК ВКП (б), в котором говорилось, что только те вузы могут дать подготовленных специалистов, которые наряду с учебной ведут и научную работу. В соответствии с данным постановлением Ставропольский педагогический институт старался реализовать не только учебную программу, но и вести научно-исследовательскую работу. Основными задачами института стали подготовка педагогических кадров и научно-исследовательская работа, в том числе, в области методики преподавания специальных дисциплин и педагогики. Кафедра являлась основной учебно-научной единицей института и именно на нее ложилась вся тяжесть работы в разрешении вышеуказанных задач, и, в первую очередь, на руководителя научного коллектива - заведующего кафедрой. Руководителями кафедр были ученые- исследователи, организаторы учебной, научной и общественной кафедральных коллективов.

Начиная с 1939 г., В.А. Бутлар возглавил физико-математический факультет Ставропольского пединститута. Виктор Александрович проводил научно-исследовательскую работу по теме «Характеристика поверхности адсорбентов и катализаторов по дисперсности и теплотам смачивания» под руководством академика П.А. Реебиндера. Научно-исследовательская работа Бутлара была связана с термической обработкой дисперсной закиси никеля при различном температурно-временном режиме. Он занимался измерением теплот смачивания водой и бензолом полученных образцов закиси никеля. Определение дисперсности проводилось двумя методами. Определение дисперсности проводилось двумя методами - седиментометрическим и методом адсорбции.

На кафедре физики Ставропольского пединститута научные разработки проводились всеми сотрудниками кафедры. Д.К. Надеждин занимался научно-исследовательской работой по теме: «Исследование измерения топографии высокодисперсной закиси алюминия при термической обработке. Сравнение результатов определения удельной поверхности различными методами»; В.А. Иванов - по теме «Исследование изменений топографии поверхности порошка закиси никеля при термической обработке его». В 1938-1939 гг. В.А. Иванову удалось определить удельную поверхность порошка закиси никеля при его термической обработке. Научно-исследовательская работа Б.М. Кувичко определялась смежной темой: «Исследование смачивания жидкостями разной полярности различной степени восстановленных порошков закиси никеля». Для изучения поставленной проблемы необходимо было получить закись никеля из нитрата никеля, а затем восстановить полученный порошок водородом⁵⁹. Перед Б.М. Кувичко были поставлены задачи: получение закиси никеля из нитрата никеля; восстановление полученных порошков водородом; исследование смачивания бензолом и водой методом растекания капель⁶⁰.

Для решения поставленных научных задач были созданы новые экспериментальные установки, намечены планы исследований, пути решения поставленных перед учеными проблем. В ходе проведенных работ были получены лишь некоторые предварительные результаты. Завершению работ Бутлара В.А. и других преподавателей вуза помешала война. Во время оккупации г. Ставрополя созданная Виктором Александровичем установка была уничтожена фашистами. После окончания войны вместе с возобновлением работы Ставропольского педагогического института возобновились и научные исследования.

Особое внимание в послевоенный период уделялось вопросам улучшения научно-исследовательской работы, приближения ее к запросам советской школы, подъема теоретического уровня преподавания, профессиональной подготовки будущих учителей, усиления работы в области политического воспитания студентов и научных работников.

После войны начинает развиваться научная работа И.А. Класса, связанная с изучением свойств кристаллов щелочно-галоидных солей. Тема работы: «Действия длинноволнового света на субстрактивно окрашенные кристаллы». В ходе работы была собрана установка и проведены качественные наблюдения. Кроме того, по данной теме были проведены дополнительные исследования изменения скрытого изображения в фотоматериалах при действии длинноволнового света. Необходимость дополнительных исследований была вызвана опубликованной в майском журнале «Успехи физических наук» за 1949 год статьей Мейкляра. В статье утверждалось, что при длительном освещении фотослоя светом малой интенсивности образуются крупные центры скрытого изображения, а при коротковолновом действии света большой интенсивности, наоборот возникают мелкие центры скрытого изображения. Это утверждение находилось в противоречии с данными исследований ряда авторов, а также с данными, полученными И.А. Классом.

В результате дополнительных исследований ставропольского физика было установлено, что в зависимости от способа экспозиции в фоточувствительном слое можно получить два различных скрытых изображения:

регистрирующее скрытое изображение, исчезающее без всякого воздействия в течение нескольких дней после его образования;

длительно сохраняющееся скрытое изображение.

Была произведена регистрация скрытого изображения, полученного от действия света видимой области спектра, до этого времени никем не наблюдаемая.

В январе 1950 года были начаты работы еще по двум темам:

Измерение электронной проводимости окрашенных кристаллов щелочно-галоидных солей при действии длинноволнового света (исполнитель В.А. Базакуца).

Изучение распределения, уровня энергии в фотохимически окрашенных кристаллах щелочно-галоидных солей (исполнитель И.В. Четвериков).

Впервые в этом году к научной работе были привлечены все члены кафедры (И.А. Класс, К.П. Зуев, В.А. Базакуца и Г.В. Жогин). В результате исследования тем получили определенные достижения.

Завершилось исследование И.А. Класса и обработка материалов по теме: «Действие длинноволнового света на субстрактивно крашенные щелочно-галлоидные кристаллы». При исследовании по этой теме были установлены некоторые, еще не известные явления, вызванные светом в фоточувствительных веществах, которые дали возможность разделить данную тему на две близкие к ней темы. Были проведены предварительные опыты К. П. Зуевым по выращиванию монокристаллов галоидных солей.

Кафедрой математического анализа заведовал доцент М.Т. Левшунов, кафедрой алгебры и геометрии - доцент Б.С. Дворкин⁶³. Под руководством М.Т. Левшунова работали старшие преподаватели К.И. Образ, В.И. Шевченко, ассистентка В.И. Меньшикова. При кафедре на протяжении всего учебного года работал теоретический семинар для повышения квалификации работников кафедры, а также стимулирования и содействия развитию научно-исследовательской работы кафедры. Доцент М.Т. Левшунов работал над диссертацией «Некоторые вопросы теории функций», в ней выяснялись основные соотношения, которым удовлетворяют обобщенные производные непрерывной функции. Под руководством доцента Б.С. Дворкина работали доцент И.А. Березкин, старшие преподаватели Н.Д. Буренин, И.Е. Дидин, М.В. Ломтева, И.Т. Зароченцев

Доцент Б.С. Дворкин занимался темой «Арифметика приближенных вычислений», его работа стала частью учебника для студентов педагогического института. Работа по теме «Некоторые вопросы из теории функций» не дала существенных с результатов в текущем учебном году.

С 1943 года в Пятигорском педагогическом институте начал работать математик Дмитрий Николаевич Мордухай-Болтовский. В 1943-1944 учебном году Д.Н. Мордухаем-Болтовским были выполнены три темы:

Завершена тема «О признаках выражаемости трансцендентных чисел». Работа по данной тематике велась с 1928 года, в ходе работ были выделены условия выражаемости через трансцендентные числа и постулаты 1 и 2 класса, а также условия алгебраической и трансцендентной зависимости некоторого типа между числами, нулями целой трансцендентной функции.

По теме «Об алгебраических поверхностях в пространстве Лобачевского» были представлены исследования кривых третьего порядка и диаметральные сведения об обобщенном смысле кривых и поверхностей пространства Лобачевского.

По теме «О происхождении математического понятия о пространстве» был написан исторический очерк эволюции математического понятия о пространстве и неевклидовой геометрии в связи с эволюцией философской мысли в античное время, в средневековье, у рационалистов, в критической и спекулятивной философии.

Заведующим кафедрой физики Пятигорского педагогического института в 1945 году был профессор М.А. Пиотровский. Научной деятельностью он занимался более 40 лет, много времени уделял работе со студентами, давая глубокие знания. К концу 1955 года Пиотровский закончил первый том работы: «Методика преподавания физики» - опыт сорокалетней работы ученого.

12 января 1945 г. на заседании Бюро Пятигорского горкома ВКП(б) и Исполкома Горсовета депутатов трудящихся за образцовую работу в деле научно-педагогической деятельности были награждены почетной грамотой Крайкома ВКП(б) и Исполкома Крайсовета депутатов трудящихся Д.Н. Мордухай-Болтовский и М.И. Пиотровский ^.

С назначением в 1955 году Ефима Израилевича Несиса заведующим кафедрой теоретической физики Ставропольского педагогического института начинает формироваться научное направление - физика фазовых переходов. В рамках направления проводились исследования процессов кипения жидкостей.

Вопрос кипения оказался очень актуальным не только в стенах Ставропольского пединститута, но и в стране, и даже в мире. «Кипение, характерной особенностью которого является образование пузырьков в жидкости, довольно сложный физический процесс, широко распространенный в современной технике: ядерной энергетике, ракетостроении, теплотехнике, металлургии, химической и пищевой промышленности. Различные типы кипения непрерывно происходят и в живой природе - в растениях и в организмах животных и людей». На каждом шагу можно столкнуться с этим явлением. При открытии бутылки нарзана возникает множество пузырьков - это особый вид кипения. При быстром подъеме с большой глубины водолаз может заболеть так называемой «кессонной болезнью» - это не что иное, как своеобразное «холодное» кипение крови, то есть растворенные в крови газы из-за быстрого падения давления выделяются в виде пузырьков и закупоривают кровеносные сосуды. При быстром вращении корабельного винта следом за ним в воде образуются полости или пузырьки, содержащие главным образом водяной пар. Указанное явление называется кавитацией - это тоже определенный вид кипения. Отличительной особенностью кавитационного кипения является недолговечность паровых пузырей, которые быстро захлопываются окружающей жидкостью, в результате чего возникают мощные ударные волны, разрушающие поверхность винта или других движущихся под водой тел.

«Кипение - это быстро переменный нестационарный процесс, на характер протекания которого оказывает влияние множество самых различных факторов - внешнее давление, чистота и шероховатость дна и стенок сосуда, степень чистоты и дегазированности жидкости, интенсивность подогрева и ряд других». Поэтому очень трудно вести процесс в нужном режиме, особенно в промышленных условиях, когда кипение происходит часто при больших давлениях и температурах, в условиях труднодоступных не только для управления, но даже для наблюдения за ним. Например, в мартеновской ванне, где варят сталь, иногда выделяются мелкие газовые пузырьки, а в другом случае, как будто при тех же условиях, сталь кипит, как говорят сталевары, «крупным пузырем». А это приводит к совершенно иным свойствам и качеству выплавляемой стали. «Еще труднее регулировать ход кипения жидких металлов внутри ядерных реакторов или ракет, управляемых с помощью телеавтоматики и радиоэлектроники».

Сложность задачи была очевидна, также как важность тщательного изучения процесса кипения. Исследованием и уточнением некоторых сторон процесса кипения в течение ряда лет занимались работники кафедры теоретический физики Ставропольского педагогического института. Немало трудностей приходилось преодолевать сотрудникам кафедры: отсутствие современного оборудования и недостаток помещений, нехватка квалифицированных кадров и затруднения с получением специальных зарубежных журналов, загруженность учебной работой и скептическое отношение некоторых сотрудников, считавших, что эта задача не по силам для сотрудников кафедры теоретический физики.

Основной задачей, поставленной перед сотрудниками кафедры, явилось изучение звукового сигнала, сопровождающего процесс кипения, а также звука с характером кипения. При обнаружении какой-то связи предполагалось превратить звуковые колебания в колебания электрические, а последние по проводам или эфиру передать на любое расстояние. В случае удачного разрешения поставленной задачи открывалась возможность дистанционного управления ходом процесса кипения внутри ядерного реактора или космической ракеты.

Проведение исследований для решения данной задачи, потребовало немало упорства и усилий как со стороны руководителя, так и со стороны преподавательского состава кафедры. Было отмечено, что характер звука при кипении жидкости из-за искажений, вызываемых отражениями звуковых волн от стенок и дна сосуда, в значительной степени зависит от его размеров и формы.

Значительный вклад в решение такого вопроса, как устранение вредного отражения звука от стенок сосуда, был внесен преподавателем кафедры теоретической физики Борисом Михайловичем Дорофеевым. После долгих поисков и огромной работы ему удалось решить эту проблему.

В качестве сосуда была выбрана большая сферическая колба, причем жидкость кипятилась на поверхности маленького нагревателя, расположенного строго в центре сферы. Конечно, в такой колбе звук отражался от стенок, но из-за шарообразной формы сосуда отраженные звуки приходят в центр со всех сторон в равной степени и поэтому общее искажение звуковой картины можно легко учесть. Изобретенная Б.М. Дорофеевым установка, названная им «сферическим звуковым интерферометром», получила высокую оценку специалистов.

Начиная с 1960 г., решением Министерства просвещения РСФСР была открыта аспирантура по теоретической физике, которую возглавлял Ефим Израилевич Несис. Первым аспирантом стал Владимир Васильевич Чеканов. Для изучения физики кипения была создана научно-исследовательская лаборатория, где работали В.В. Чеканов, Б.М. Дорофеев, В.И. Токмаков.

Решение вопроса с измерением шума в кипящей воде вызвало ряд встречных вопросов, в частности, вопрос о том, как сопоставить полученную звуковую картину с очень кратковременным процессом возникновения, роста и отрыва пузырьков пара (длительность такого элементарного акта равна примерно одной тысячной доле секунды).

Для решения этой проблемы было придумано оригинальное конструкторское решение. Б. Дорофеев, В. Токмаков и Е. Четвериков собрали специальную радиоэлектронную схему, позволяющую синхронно кинематографировать с большой скоростью (5000 кадров в секунду) рост пузырька, следить при этом за температурой кипятильника, жидкости и пузырька, одновременно регистрировать и анализировать звуковой импульс, порождаемый пузырьком.

Итогом этих и ряда других проведенных экспериментов явилось подтверждение того, что звуковой шум несет в себе важную информацию о механизме превращения жидкости в пар. Главным результатом всех проведенных исследований оказалось получение кардинально новой теории образования звука при кипении. До 60-х годов в учебниках физики объясняли возникновение этого шума тем, что пузырьки пара, всплывая, попадают в холодные слои жидкости, которая при этом как бы захлопывает их, порождая звуковые удары. «Но в 1962 году, тогда еще аспирант Ставропольского педагогического института, В.В. Чеканов простыми опытами доказал, что это объяснение неверно. Дальнейшее теоретическое и экспериментальное изучение вопроса показало, что решающую роль в изучении звука играют те пузырьки, которые еще не оторвались от горячей поверхности. При этом пузырьки периодически меняют свой объем - то растут, то сжимаются. Вот эти пульсации пузырьков и порождают звук. Чем чаще пульсирует пузырек, тем выше тон изучаемого звука. Что касается громкости шума, то она зависит от количества пузырьков и от размаха их пульсаций».

Исследованием самого механизма возникновения роста и отрыва пузырьков, проводимого в лаборатории теоретической физики, занималась аспирантка Т.С. Чигарева. С помощью скоростной микрокиносъемки, а также современных математических методов ей удалось внести важные поправки в существующую теорию.

Труды ставропольской школы физики кипения получили всеобщее признание и высокую оценку не только в СССР, но и за рубежом. Большая группа ученых Ставропольского педагогического института принимала активное участие в крупных научных конференциях по кипению жидкости в Новосибирске и Ленинграде.

В развитии школы принимали участие почти все сотрудники кафедры теоретической физики, а также часть сотрудников кафедры общей физики и отдельные сотрудники других вузов: Т.С. Чигарева, В.И. Комаров, В.В. Чеканов (ныне профессор), Б.М. Дорофеев (ныне доктор наук), Г.А. Озерец-ковский, Д.М. Гребенщиков, В.И. Токмаков, В.В. Жилина, С.А. Козлов, Л.М. Кульгина, И.С. Сологуб, В.А. Ассман, Л.Г. Берро, Е.М. Четвериков, Н.П. Кармацкий и ряд других.

Кафедрой теоретической физики совместно с кафедрой общей физики была проведена научно-теоретическая конференция, посвященная 100-летию изобретения радио А.С. Поповым, на которой студентами-физиками были сделаны доклады. Работы, подготовленные под руководством ассистента Дорофеева, получили высокую оценку на Краевой радиовыставке. Большое количество представленных на выставку приборов были отмечены дипломами I и II категории. Приборы, изготовленные студентами Рутенбергом и Погосовым, были направлены на Всесоюзную радиовыставку. За прекрасную работу кружка его руководитель Б.И. Дорофеев был награжден премией краевого радиоклуба.

Работа Кузяна в области матриц, представленная на общественный смотр научных студенческих работ, явилась оригинальным научным исследованием и получила поощрительную премию.

Члены кафедры принимали активное участие в работе методического объединения учителей физики, электротехники и машиноведения. Нужно отметить, что впервые в 1958-1959 учебном году проводилась практика работы отдельных студентов по индивидуальным планам. Благодаря возможностям перехода на индивидуальные планы отлично успевающие студенты не только выполняли их полностью, но и получали высокие оценки специалистов за самостоятельную работу.

В результате упорной работы удавалось, преодолевая многие препятствия, сотрудники кафедры начали проникать в сущность многообразных явлений, которые имеют место при кипении различных жидкостей.

Свидетельством признания научных исследований является Всесоюзный научный физический симпозиум, посвященный исследованию процесса кипения жидкостей, состоявшийся в августе 1967 года на базе кафедры теоретической физики. В работе симпозиума приняли участие: академик И.В. Петрянов-Соколов; профессор Н.А. Фукс (оба из Института физической химии имени Карпова, г. Москва); известный физик, профессор С.С. Кутателадзе (директор Института теплофизики Сибирского отделения Академии наук СССР); заведующий кафедрой физики педагогического института имени В.И. Ленина (г. Москва); профессор Г.М. Бартенев, заведующий лабораторией Центрального котлотурбинного института имени Ползунова (г. Ленинград - ныне г. Санкт-Петербург); профессор И.3. Копп, заведующий лабораторией Акустического института Академии наук СССР; М.Г. Сиротюк; сотрудники Киевского института пищевой промышленности во главе с профессором В.Д. Поповым, а также представители Энергетического института имени Кржижановского (г. Москва), Института теплофизики (г. Новосибирск), Свердловского политехнического института и других научных и учебных заведений.

На научном семинаре были рассмотрены вопросы теплофизики и гидродинамики поляризующихся жидкостей, особенностей их кипения, обсуждались вопросы тепломассообмена, кипения, представлялись работы по исследованию оптических свойств, применение в технике и в медицине. Были представлены исследования кипения ферромагнитной жидкости в магнитном поле, где обнаружили явление влияния магнитного поля на температуру кипения. Работы по распространению поляризованного света в ферромагнитной жидкости открывали перед физиками возможность наблюдать магнитное поле, вследствие чего появился реальный шанс обнаружить микроскопические повреждения на поверхности и внутри металлических конструкций. С сообщениями, посвященными новым научным достижениям, которые были получены на кафедре теоретической физики Ставропольского педагогического института, выступали преподаватели и аспиранты вуза. Работы, представленные на семинаре, получили очень высокую оценку.

С расширением сети вузов на Ставрополе все больше внимания стали уделять качеству образования. В 1936 году, в связи с выходом постановления СНК и ЦК ВКП (б), было принято решение о проведении научной работы в вузах. В 30-е гг. слабая материальная база вузов, нехватка квалифицированных специалистов, неразвитость межвузовской интеграции являлись труднопреодолимыми препятствиями на пути развития научных исследований в области физики и математики в крае. Научные исследования проводились часто в спорадической форме, концентрируясь вокруг личности квалифицированного ученого или способного преподавателя-энтузиаста. Едва начавшись, процессы научных исследований в той или иной области физики и математики, достигнув промежуточных результатов, были прерваны Великой Отечественной войной.

В начале 50-х гг. научные направления во многом стали развиваться заново, не опираясь на опыт преемственности. В условиях послевоенной политехнизации образования условия для успешного развития научных исследованиях в рамках институтов различного профиля сложились не слишком. благоприятно. Институтам, в том числе и педагогическим, предстояло готовить специалистов определенной направленности, образование которых носило в значительной степени прикладной характер, поэтому преподаватели, были перегружены аудиторными занятиями, главным образом практическими, значительный удельный вес в процессе преподавания занимали практики, требующие чисто технических или методических навыков в приложение к элементарным основам знаний.

Крупные научные направления на рубеже 50-60-х гг. начали только зарождаться. В 1955 г. открывается научная лаборатория по исследованию процессов кипения жидкостей, а также взаимного превращения ферро- и парамагнетиков. Данное направление в процессе развития перерастет в крупную научную школу.

Раздел 3. Вклад известных ученых Ставрополья в процесс становления и развития высшего физико-математического образования

На Ставрополье система образования создавалась «на пустом месте», в отличие, например, от Ростова-на-Дону, куда был переведен Варшавский университет со всеми его сотрудниками, научным и учебным оборудованием, академическими традициями образования и т.д. В этом случае нельзя не отметить роли и заслуг инициативных, увлеченных наукой, высококультурных преподавателей и их учеников. В этом параграфе будут представлены данные о жизни и творчестве известных ученых, создавших фундамент физико-математического образования на Ставрополье.

Первым заведующим кафедрой физики физико-математического факультета Ставропольского пединститута был Бутлар Виктор Александрович. Бутлар Виктор Александрович родился 30 декабря 1907 года в г. Слоним Барановической области. С сентября 1926 года по март 1930 года обучался на физико-математическом отделении Северо-Кавказского государственного университета в г. Ростове. Еще в студенческие годы начал заниматься научной работой, а поле окончания университета остался работать ассистентом. В августе 1930 года Виктор Александрович Бутлар был приглашен в Ставрополь из Ростовского университета для организации кафедры физики в Ставропольском педагогическом институте. С переходом в Ставропольский пединститут, практически с первых дней работы, проявились такие его личные качества, как талант организатора, инициативность, умение работать с людьми. За шесть лет упорной работы в вузе под его руководством и при его непосредственном участии были оборудованы специализированные аудитории для подготовки демонстрационных экспериментов, лаборатории, учебные мастерские, приглашены преподаватели, укомплектован учебно-вспомогательный состав. В 1939 году, наряду с заведованием кафедрой общей физики, В.А. Бутлар возглавил физико-математический факультет. В тоже время он продолжал заниматься научно-исследовательской работой по теме «Характеристика поверхности адсорбентов и катализаторов по дисперсности и теплоте смачивания» под руководством академика П.А. Ребиндера.

Научно-исследовательская работа Бутлара В.А. была связана с термической обработкой дисперсной закиси никеля при различном температурно-временном режиме. Он занимался измерением теплоты смачивания водой и бензолом полученных образцов закиси никеля. Определение дисперсности проводилось двумя методами - седиментометрическим и методом адсорбции. Однако завершению работы Бутлара В.А. и других преподавателей вуза помешала война.

С декабря 1941 года по март 1952 года В.А. Бутлар работал в Кустанайской области учителем физики, завучем и директором средней школы. Он был репрессирован и сослан туда за немецкое происхождение фамилии. С ноября 1953 года В.А. Бутлар вновь возглавил кафедру общей физики Ставропольского педагогического института, и с мая 1954 года стал деканом физико-математического факультета. В эти годы под его руководством были проведены все восстановительные работы, перестроена работа факультета в соответствии с государственной политикой, направленной на политехнизацию обучения.

В конце 50-х годов профессор Э.В. Шпольский, лично знакомый с В.А. Бутларом, предложил ему заняться исследованием квазилинейчатых спектров люминесценции сложных органических молекул.

В начале 60-х годов под руководством В.А. Бутлара была создана научная лаборатория по изучению спектров сложных органических молекул, установлены научные связи со школой профессора Э.В. Шпольского в Московском государственном педагогическом институте. Этим было положено начало научному направлению «Физика оптических явлений», до сих пор активно развивающемуся на кафедре общей физики Ставропольского государственного университета. В 1968 году В.А. Бутлар защитил кандидатскую диссертацию на тему: «Некоторые вопросы спектроскопии замороженных растворов ароматических углеводородов».

В конце 1970-х гг. В.А. Бутлар по состоянию здоровья ушел с должности заведующего кафедрой общей физики и передал руководство кафедрой и лабораторией молекулярной спектроскопии Д.М. Гребенщикову. 10 февраля 1984 году В.А. Бутлар умер. Он был похоронен в Ставрополе. К сожалению, при жизни заслуги его не были оценены по достоинству.

17 ноября 1995 года Ученый совет СГПУ удовлетворил ходатайство Ученого совета физико-математического факультета о присвоении стипендии Ученого совета СГПИ им. Виктора Александровича Бутлара. Эта стипендия присуждается лучшим по специальности студентам физико-математического факультета за достижения в научно-исследовательской работе и учебе с 1 сентября каждого учебного года сроком на один год.

В конце 40-х годов в Ставрополь приехал крупный ученый, доктор химических наук, профессор Н.А. Фукс. Фукс был известен своими крупными работами в области механики аэрозолей. С приездом ученого такого уровня произошли изменения в научной работе. Преподаватели вузов поддерживали с ним тесные контакты, что способствовало обмену опытом. Молодые ученые стремились научиться у Н.А. Фукса методам научного познания, познакомиться с новой научной литературой и др. Многим молодым ученым профессор смог передать свой богатый опыт и знание методов научной работы, вдохновить их на новые исследования.

Одним из учеников Фукса был молодой преподаватель, приехавший в Ставрополь в 1951 году, кандидат физико-математических наук Ефим Израилевич Несис. Общий интерес к науке привел к встрече и последующей дружбе ученых. Общение с Н.А. Фуксом сыграло огромную роль в дальнейшей научной работе и росте Е.И. Несиса как преподавателя. Первым кандидатом физико-математических наук, а затем первым доктором физико-математических наук на Ставрополье был Ефим Израилевич Несис.

Несис Ефим Израилевич -- доктор физико-математических наук, профессор, основатель первой научной школы. Ефим Израилевич родился 9 сентября 1922 года в городе Каменец-Подольске на Украине. В 1938 году окончил украинскую школу с отличием. В этом же году поступил в Днепропетровский университет на физико-математический факультет, где проучился до 1941 года. В студенческие годы серьезно занимался физикой, но война на целых пять лет оторвала его от любимого дела.

В 1942-1945 гг. Е.И. Несис находился в рядах Советской Армии. Осенью 1942 года воевал под Сталинградом в должности заместителя командира отдельной роты химической защиты, в которой и прослужил всю войну. Был на Курской дуге, форсировал Днепр под Кременчугом. За боевые заслуги «был награжден: орденом «Красной Звезды», орденом «Отечественной войны» II степени, медалями «За отвагу», «За боевые заслуги» и рядом других наград.

После войны в 1946 году Е.И. Несис был зачислен на 3 курс физико-математического факультета Ленинградского политехнического института. Учебу совмещал с работой в качестве лаборанта в Физико-техническом институте АН. В 1948 году он с отличием окончил политехнический институт, получив диплом инженера-физика.

Ефим Израилевич свою научно-исследовательскую деятельность начинал в 1949 году под руководством член-корреспондента АН, профессора Я.И. Френкеля и академика И.М Лившица, ставшего в дальнейшем его научным консультантом по докторской диссертации. Ученые с мировым именем оказали большое влияние на формирование Е.И. Несиса как физика-теоретика. В 1950 г. его направили работать ассистентом кафедры физики в Днепродзержинский вечерний металлургический институт, где в 1951 году прошла успешная защита кандидатской диссертации по теме «Кинетика вскипания газированных жидкостей». С первого сентября 1951 года Ефим Израилевич Несис работал старшим преподавателем кафедры теоретической физики СГПИ, с 1952 года доцентом, а с 1955 г. по 1979 г. - заведующим кафедрой. Он занимался исследованием фазовых переходов (кипение, точка Кюри) и различных явлений, сопровождающих эти переходы: температурные колебания, акустическое сопровождение, взаимное влияние температурных колебаний на колебания иной физической природы, параметрический резонанс, математический аппарат, необходимый для анализа сложных физических явлений.

Работая в Ставрополе, Е.И. Несис продолжил заниматься кинетикой фазовых переходов, и с 1955 года собрал под своим руководством коллектив преподавателей для проведения научных исследований по изучению процессов кипения. Так стала зарождаться первая на Ставрополье научная школа «Физика кипения».

Начиная с 1960 года, решением Министерства просвещения РСФСР, была открыта аспирантура по теоретической физике, которую возглавлял Ефим Израилевич. Первым его аспирантом стал Владимир Васильевич Чеканов. Для изучения физики кипения была создана научно-исследовательская лаборатория, где работали В.В. Чеканов, Б.М. Дорофеев, В.И. Токмаков.

В 1965 году Е.И. Несис защитил докторскую диссертацию на физическом факультете Московского государственного педагогического института им. В. И. Ленина. Темой диссертации была проблема фазовых переходов I и II рода.

В диссертацию вошли результаты исследования кинетики кипения - определение формы контура растущего пузырька в зависимости от условий смачивания поверхностей нагрева, работы по механизму пузыреобразующего действия пор, как активных центров кипения. Впервые Е.И. Несисом теоретически была проанализирована роль параметрических эффектов и параметрического резонанса при термоакустических автоколебаниях (ТААК), возникающих в трубах при кипении, а также при термо-механических и механо-термических колебаниях (ТМК и МТК).

В 1966 году Ефиму Израилевичу было присвоено ученое звание профессора по кафедре теоретической физики - он стал первым доктором физико-математических наук, а затем профессором в г. Ставрополе. Это событие было важным этапом в истории развития физико-математической науки Ставрополя. Был сделан первый решительный шаг, послуживший примером для других преподавателей.

В 1965 году была переиздана книга «Путешествие вглубь атома», которая впервые вышла под названием «Путешествие внутрь атома» в 1958 г. Книга была предназначена для учащихся средней школы и содержала основные представления о строении атомов (его свойства, состав атомного ядра), элементарных частицах об их свойствах. В 1973 году увидела свет монография Е.И. Несиса «Кипение жидкостей», которая была переведена на английский язык и издана в США в 1974 г., а затем переиздана в 1977 г. в Японии. В книге обобщались результаты, полученные при изучении различных аспектов кипения жидкостей, и давалась их физическая интерпретация. В монографии впервые в научной литературе кипение рассматривалась как проблема в целом: последовательно анализировались динамика возникновения, роста, отрыва и всплывания пузырьков, излагались экспериментальные методы исследования и особенности гидродинамических, тепловых и акустических явлений, сопровождающих процесс кипения.

В 1979 году обстоятельства сложились так, что Е.И. Несис ушел с должности заведующего кафедрой теоретической физики СГПИ. С 1979 по 1987 Ефим Израилевич Несис работал заведующим кафедрой физики в Ставропольском политехническом институте, продолжая работу по совместительству в Ставропольском пединституте. А с 1987 года окончательно возвратился в СГПИ, который в 1996 году был преобразован в СГУ, где и работает по сегодняшний день.

В конце 1990-х гг. под руководством Е.И. Несиса начала вестись работа над новым научным направлением по вопросу энтропии. Закон возрастания энтропии существует 150 лет, но четкого определения этому явлению еще не дано, в разных источниках даны различные дефиниции. При проведении научных исследований в данной области выяснилось, что химические реакции и физиологические процессы в живых организмах идут не только по закону сохранения энергии, но и по закону возрастания энтропии то есть возрастания беспорядка. К изучению вопроса энтропии на сегодняшний день привлекаются аспиранты и преподаватели вуза.

Выступления Ефима Израилевича Несиса на физических семинарах и научных конференциях всегда отличались оригинальностью и глубиной. Ефим Израилевич является крупным ученым в области физики фазовых превращений, кипения, плавления, а также фазовых превращений второго рода -- превращение парамагнетиков в ферромагнетики и наоборот. Им опубликовано свыше 220 научных публикаций. Огромный вклад Е.И. Несис внес в разработку учебных пособий для студентов педагогических вузов.

Научные достижения Ефима Израилевича Несиса признаны и высоко оценены у нас в стране и за рубежом. Ему присвоены награды: «Заслуженный деятель науки РФ», «Отличник просвещения РСФСР», «Отличник просвещения СССР», «Заслуженный профессор СГУ».

Е.И. Несис является крупным физиком второй половины XX века. Это человек большой энергии, который даже в преклонном возрасте продолжает активно трудиться. Он является членом межрегионального Ученого совета по защите докторских диссертаций при Кабардино-Балкарском университете и других специализированных советов, руководит аспирантами, консультирует докторантов и, конечно же, остается верным своим научным интересам. У него за плечами огромный жизненный опыт, его педагогическая культура может послужить для начинающих преподавателей примером, достойным подражания. Ефим Израилевич Несис является авторитетом для своих коллег, студентов и аспирантов. Одним из ведущих специалистов- математиков на Ставрополье являлась Вера Ивановна Меньшикова.

Меньшикова Вера Ивановна родилась 07.09.22 г. в с. Сосновка Тамбовской области. В детстве В.И. Меньшикова мечтала стать врачом, но судьба распорядилась иначе - быть математиком. В 1949 году она окончила физико-математический факультет Ставропольского госпединститута. Научной деятельностью начала заниматься в 1959 году по совету академика, Героя социалистического Труда Пелагеи Яковлевны Кочиной. В 1961 г. защитила кандидатскую диссертацию, а в 1976 г. - докторскую диссертацию на тему: «Динамические продольные силы и перемещения рельсов железнодорожного пути (угон пути)».

В диссертационной работе разработан новый раздел теории поверхностного строения пути: продольная динамика железнодорожного пути. Основу теории составили впервые сформулированные общие уравнения продольной динамики рельса и их интерпретация в динамических силах и моментах, действующих на элемент рельса. При этом рассматривались две модели железнодорожного пути: модель в виде рельса, лежащего на сплошном упругом основании и модель в виде рельса, лежащего на отдельных упругих опорах.

Верой Ивановной были получены нелинейные уравнения в частных производных и, исходя из физических условий, сформулированы краевые условия. Для их решения она разработала алгоритмы с применением метода конечных разностей для составления программ расчетов на ЭЦВМ на языке «Алгол-60» и в кодах машины БЭСМ - 4.

Все составленные алгоритмы и программы прошли не только практическую проверку расчетами, но с их помощью было выполнено большое число многовариантных расчетов для движения одного колеса или системы колес, по рельсам различных типов (Р43, Р50, Р65, Р75), при различных балластах (щебень, песок), различной продольной жесткости пути, при различных осевых нагрузках и скоростях движения вагонов. Было установлено, что угон является волновым процессом с распространением продольных волн деформаций вдоль рельсов.

Это решение позволило наблюдать продольные динамические процессы в пути, рассчитывать угон рельсов и определять угон шпал. Разработанная теория позволила решить труднейший вопрос о выборе параметров пространственной жесткости рельсовых скреплений, которые не только предупреждали угон рельсов и шпал, но сводили к минимуму вибрации шпал, вызывающие общие расстройства пути и особенно его посадки. Работа Меньшиковой позволила проанализировать влияние различных конструктивных факторов пути и подвижного состава на динамические продольные процессы, протекающие в железнодорожном пути.

Разработки были использованы в совместных исследованиях ЦНИИ МПС и Новосибирского института инженеров железнодорожного транспорта для составления рекомендаций по схемам закрепления пути от угона на участках Байкало-Амурской железнодорожной магистрали в условиях погонных и осевых нагрузок, интенсивного торможения поездов на спусках - 18 %.

Теоретические исследования доктора технических наук, профессора В. И. Меньшиковой легли в основу рекомендаций по усилению главных участков Байкало-Амурской магистрали, что дало экономический эффект при эксплуатации дороги в несколько миллионов рублей. На основных участках БАМа укладывались рельсы нового типа, что уменьшало колебание рельсов, и, как следствие, смещение шпал. «Восемь лет билась Вера Ивановна над решением этой проблемы. И ей удалось впервые сформулировать, вывести основные дифференциальные уравнения, определяющие продольную динамику пути. Решение оказалось настолько оригинальным, что привело к созданию нового направления в теории железнодорожного пути»⁸⁶.

С 1978 г. до 1992 г. Вера Ивановна Меньшикова заведовала кафедрой математики в Ставропольском политехническом институте. Кафедра высшей математики, руководимая доктором технических наук, профессором В. И. Меньшиковой, обеспечивала математическую подготовку будущих инженеров, способных широко применять математические методы при решении различных задач техники, экономики и планирования. Вера Ивановна воспитала многих преподавателей высших учебных заведений, и каждый находит немало добрых слов о ней, как об очень хорошем педагоге. «Многие ученики с благодарностью вспоминают ее лекции и семинарские занятия, потому что Вера Ивановна умела заразить своей страстной увлеченностью предметом, умела показать, как должен трудиться человек. На своем примере учила работать и добиваться намеченных целей. Кроме основной своей преподавательской деятельности она вела физико-математическую школу старшеклассников, чтобы отобрать для института лучших абитуриентов». В 1978 году Вере Ивановне Меньшиковой было присвоено звание профессора, а в 1998 г. - звание почетного профессора СевКав ГТУ, награды: «Отличник просвещения», «Отличник высшей школы», медаль «За доблестный труд» и 11 медалей «Победителя в социалистическом соревновании».

Верой Ивановной опубликовано 42 работы в различных журналах союзного и республиканского значения, а также методические пособия и указания. Часть полученных ею результатов были включены в книгу академика П.Я. Кочиной «Теория движения грунтовых вод», профессора М. Ф. Вериго «Взаимодействие пути и подвижного состава».

Основными направлениями научных исследований кафедры математики физико-математического факультета являлись «Дифференциальные уравнения и их приложения» и вопросы проблемного обучения как средства развития познавательной активности студентов. Однако ученые кафедры математики не ограничивались теоретическими исследованиями, их разработки находили применение в народном хозяйстве.

Научная работа кандидата технических наук, доцента Б.Б. Беньяминова позволила решить ряд задач оптимального уравнения (оптимальное быстродействие при проходке скважины, вопросы минимизации потерь в двигателе и др.)

Кандидат технических наук, доцент Е.Ф. Иванова изучала условия устойчивости движения механической системы «Автомобиль - «КамАЗ»- прицеп».

Кандидат физико-математических наук, старший преподаватель В.А. Толпаев (ныне доцент, заведующий кафедрой прикладной математики) занимался вопросами применения приближенных методов расчета, а также учетом неоднородности и анизотропности строения среды. Преподаватели кафедры принимали активное участие в работе физико-математической школы, действующей при СГПИ.

Научно-исследовательская работа Веры Ивановны Меньшиковой в 1989-1993 года была связана с темой «Динамические продольные силы и перемещение железнодорожного пути»: уравнения, связывающие динамические перемещения рельса и силы, действующие на рельс при учете нелинейной продольной упругости основания. Начиная с 1993 года в течение нескольких лет научно-исследовательская работа Веры Ивановны была связана с темой «Сопровождение движения подвижного состава за счет угона пути». По результатам этих работ имеются публикации. Весной 2003 года Вера Ивановна Меньшикова умерла и была похоронена в Ставрополе.

С 1992 года заведующим кафедрой высшей математики в Ставропольском политехническом институте стал В.Я. Стеценко. После перехода Стеценко в ставропольский педагогический государственный университет заведующим кафедрой высшей математики в 1996 году стал И.Э. Наац. С сентября 2003 года кафедру математики возглавила Людмила Ивановна Сербина.

В становлении и развитии физико-математического образования на Ставрополье существенную роль сыграли ученые Пятигорска. Большой вклад в дело развития физики и математики внесли преподаватели Пятигорского педагогического института. С 1943 года в Пятигорском педагогическом институте начинает работать ученый и популяризатор математической науки Дмитрий Николаевич Мордухай-Болтовский. Дмитрий Николаевич пришел в вуз с огромным педагогическим стажем работы (43 года), поэтому сразу был назначен заведующим кафедрой математики. Много сил было затрачено на восстановление кафедры. Не считаясь со временем, он работал со студентами, давая им глубокие знания, пользуясь большим авторитетом среди студентов и профессорско-преподавательского состава.

Эдуард Тигранович Аванесое в 1952 г. окончил физико-математический факультет Пятигорского пединститута. Трудовую биографию начал в школе села Троицкого в соседней Калмыкии. Перед отъездом по распределению он успешно сдал экзамены в аспирантуру в городе Иваново. По окончании аспирантуры Эдуард Тигранович прошел хорошую школу всемирно известного академика, лауреата Ленинской и Государственной премии А.И. Мальцева, под руководством которого он приобрел опыт преподавания физико-математических наук в высшей школе, который использовал в педагогических институтах Иванова, Рыбинска, Ярославля, прежде чем вернуться на родину в Пятигорск.

Э.Т. Аванесов специализировался на теории чисел, занимаясь решением проблем, доступных лишь математикам высокого класса. Более чем за два десятилетия своей педагогической деятельности кандидат физико-математических наук, доцент кафедры Пятигорского филиала Ставропольского политехнического института Э.Т. Аванесов напечатал свыше пятидесяти научных работ. Одной из первых работ Эдуарда Тиграновича, было исследование, посвященное решению проблемы польского математика Вацлава

Серпинского о треугольных и пирамидальных числах, до тех пор не поддающейся усилиям ученых.

Долго и упорно работал Э.Т. Аванесов над разрешением этой задачи и, наконец, нашел решение. Результаты работы были представлены на Международном конгрессе математиков в Москве в 1966 году. Более пяти тысяч человек почти из шестидесяти стран мира собрались на международном конгрессе. В пятнадцати его секциях было сделано свыше трех тысяч научных сообщений.

Доклад Аванесова вызвал большой интерес и активное обсуждение. И это способствовало установлению тесных и полезных контактов с учеными коллегами ряда стран. Прежде всего, с главным редактором журнала «Акта арифметика» («Высшая арифметика») польским профессором А. Шинцелем. Этот журнал издавался Институтом математики польской академии наук на языках международных конгрессов: русском, немецком, английском, французском. С тех пор началась дружеская переписка Эдуарда Тиграновича Аванесова с редактором журнала. В течение нескольких лет в журнале «Акта арифметика» был опубликован ряд научных трудов об актуальных проблемах математики. Все эти работы были параллельно изданы в журналах Болгарии, Румынии, Чехословакии. Большой интерес вызвали эти работы и в других странах. Профессор Соединенных Штатов Америки Рей Стейнер из университета Боулин Грин штата Огайо дал высокую оценку присланной ему работе о единицах алгебраических полей. В свою очередь американский профессор прислал Аванесову два своих труда по аналогичным вопросам.