العلوم والتكنولوجيا في روسيا

بدأت المدرسة الفيزيائية الروسية بالتطور بعد لومونوسوف الذي اقترح قانون حفظ المادة الذي سبق قانون حفظ الطاقة . في بدايات تطور الديناميكا الكهربائية ، اكتشف فاسيلي بيتروف تأثير القوس الكهربائي عام 1802، واكتشف هاينريش لينز القانون المهم الذي سُمي تكريمًا له. اكتشف نيكولاي أوموف مفهومًا أساسيًا لمتجه أوموف-بوينتينغ، وكان أول عالم يُشير إلى وجود علاقة متبادلة بين الكتلة والطاقة، مقترحًا الصيغة التالية:${\displaystyle E=kmc^{2}}$في وقت مبكر من عام 1873. ^{[ 11 ]} كان ألكسندر بوبوف من بين مخترعي الراديو .

خلال القرن العشرين، كان العلماء الروس والسوفيت من بين رواد الفيزياء في العالم. كان ألكسندر فريدمان أول عالم يقترح نموذج الكون المتوسع عام 1922، والذي أثر بشكل كبير على علم الكونيات في القرن العشرين. اقترح جورجي غاموف نظرية اضمحلال ألفا للنواة عبر النفق الكمومي (1928)، وكان أحد واضعي نظرية الانفجار العظيم. وكان ديمتري إيفانينكو أول من اقترح نموذج البروتون-النيوترون للنوى الذرية (1932) ونموذج الغلاف النووي (1932).

اقترح نيكولاي بوغوليوبوف نموذجًا للكواركات الثلاثية ، مُدخلًا درجة حرية كمومية جديدة (سُميت لاحقًا بالشحنة اللونية ) للكواركات ^{[ 12 ]} ، وصاغ نظرية مجهرية للموصلية الفائقة . ^{[ 13 ]} قدّم ليف لانداو إسهامات جوهرية في العديد من مجالات الفيزياء النظرية ، وحصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1962. شارك نيكولاي باسوف وألكسندر بروخوروف في اختراع الليزر والميزر ، وفازا بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1964. طوّر إيغور تام وأندريه ساخاروف وليف أرتسيموفيتش فكرة التوكاماك للاندماج النووي المُتحكم فيه ، وأنشأوا أول نموذج أولي له، والذي أدى في النهاية إلى مشروع ITER الحديث . اكتشف يفغيني زافويسكي الرنين المغناطيسي الإلكتروني ، الذي يلعب دورًا هامًا في دراسة الأنواع الكيميائية. أسهم زهوريس ألفيروف إسهامًا كبيرًا في نشأة فيزياء والإلكترونيات الحديثة للهياكل غير المتجانسة ^{[ 14 ]} ، والتي تجد تطبيقات عديدة في الحياة المعاصرة، بدءًا من مشغلات الأقراص المدمجة وأقراص الفيديو الرقمية وصولًا إلى أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية (جائزة نوبل في الفيزياء، 2000). وفي عام 2010، مُنح الفيزيائيان الروسيان كونستانتين نوفوسيلوف وأندريه جيم جائزة نوبل في الفيزياء لأبحاثهما في مجال الجرافين ، وهي مادة قد يكون لها تطبيقات مهمة في الإلكترونيات والطيران والطب.

ظلت العديد من إنجازات العلماء الروس/السوفيت مجهولة للعامة بسبب اعتبارات أمنية أو عقبات بيروقراطية. فعلى سبيل المثال، اقترح فلاديسلاف إيفانوف أول تصميم للتصوير بالرنين المغناطيسي عام 1960، لكنه لم يُنفذ في ذلك الوقت.

في الرياضيات، أسس نيكولاي لوباتشيفسكي ، رائد الهندسة ، الهندسة اللاإقليدية التي لعبت دورًا هامًا في الفيزياء الحديثة. وفي القرن التاسع عشر، حظي علماء رياضيات آخرون باعتراف دولي، مثل ميخائيل أوستروغرادسكي وصوفيا كوفاليفسكايا ، أول عالمة رياضيات روسية بارزة، ^{[ 15 ]} التي قدمت إسهامات أصلية هامة في التحليل والمعادلات التفاضلية والميكانيكا، وكانت أول امرأة تُعيّن أستاذة جامعية في شمال أوروبا. وكان يفغراف فيودوروف مؤسس علم البلورات البنيوي الحديث ( مجموعة فيودوروف ). بعد علماء بارزين مثل تشيبيشيف، أصبحت المدرسة الرياضية الروسية واحدة من أكثر المدارس تأثيرًا في العالم، ومثّلها العديد من الشخصيات التي أسهمت إسهامًا كبيرًا في مختلف مجالات الرياضيات والفيزياء وعلوم الحاسوب. ^{[ 16 ]} كان من بين طلاب تشيبيشيف ألكسندر ليابونوف الذي أسس نظرية الاستقرار الحديثة (التي طورها مؤخرًا علماء مثل ألكسندر أندرونوف وفلاديمير أرنولد )، وأندريه ماركوف الذي طور نظرية سلاسل ماركوف ، ولعب دورًا محوريًا في علوم المعلومات والرياضيات التطبيقية الحديثة.

في مطلع القرن العشرين، كان نيكولاي جوكوفسكي وسيرجي تشابليجين من بين رواد علم الديناميكا الهوائية والمائية الحديث ، وكان فلاديمير كوتيلنيكوف رائدًا في نظرية المعلومات من خلال اقتراحه المستقل لنظرية أخذ العينات الأساسية . أما أندريه كولموغوروف ، أحد أبرز علماء الرياضيات في القرن العشرين، فقد وضع أسس نظرية الاحتمالات الحديثة ، وقدم إسهاماتٍ جوهرية أخرى في طيف واسع من فروع الرياضيات، مثل الاضطراب ، والمنطق الرياضي ، والطوبولوجيا ، والمعادلات التفاضلية ، ونظرية المجموعات ، ونظرية الأوتوماتا ، ونظرية المعلومات ، ونظرية الخوارزميات ، والأنظمة الديناميكية ، والعمليات العشوائية ، ونظرية التكامل ، والميكانيكا الكلاسيكية ، واللغويات الرياضية ، وعلم الأحياء الرياضي ، والعلوم التطبيقية. ويُنسب إلى إسرائيل جيلفاند العديد من الاكتشافات المهمة في الجبر، والطوبولوجيا، والفيزياء الرياضية ، والعلوم التطبيقية. قام سيرجي سوبوليف بتطوير نظرية فضاء سوبوليف التي لعبت دورًا بالغ الأهمية في تشكيل وجهات النظر الرياضية الحديثة وقدم مفهوم التوزيعات التي تعمم أفكار نيوتن وليبنيز.

قدّم علماء رياضيات بارزون، مثل ليف بونترياغين ، الذي أسهم إسهامًا كبيرًا في علم الطوبولوجيا والتحليل الوظيفي، وأحد مؤسسي نظرية التحكم الأمثل الحديثة، وأندريه تيكونوف ، صاحب "النظرية المركزية" ^{[ 17 ]} في الطوبولوجيا العامة ، وبافل ألكسندروف ، أحد أهم الشخصيات في طوبولوجيا القرن العشرين، وغيرهم الكثير، إسهامات جوهرية في مختلف فروع الرياضيات. وقد مُنح تسعة علماء رياضيات سوفييت/روس ميدالية فيلدز ، وهي من أرفع الجوائز في الرياضيات. ومؤخرًا، مُنح غريغوري بيرلمان جائزة كلاي للألفية لأول مرة، تقديرًا لإثباته النهائي لتخمين بوانكاريه عام 2002. ^{[ 18 ]}

كان لومونوسوف أول كيميائي روسي، ومن بين إنجازاته الأخرى كان مؤسس علم الزجاج .

ابتكر ديمتري مندليف الجدول الدوري ، الذي يُعدّ الركيزة الأساسية للكيمياء الحديثة ، بينما كان ألكسندر بوتليروف أحد واضعي نظرية التركيب الكيميائي ، ولعب دورًا محوريًا في الكيمياء العضوية . ابتكر فلاديمير شوخوف أول طريقة للتكسير . ابتكر سيرجي ليبيديف أول نوع من المطاط الصناعي قابل للتسويق والإنتاج بكميات كبيرة ( مطاط البولي بوتادين الصناعي ). قدّم نيكولاي سيميونوف إسهامات جليلة في شرح آلية التحول الكيميائي ( حائز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1956 ).

في علم الأحياء، اكتشف ديمتري إيفانوفسكي الفيروسات (1892) ^{[ 19 ]} ، واكتشف نيكولاي لونين الفيتامينات (1881). يُعرف إيفان بافلوف على نطاق واسع بوصفه الأول لظاهرة التكييف الكلاسيكي واستخدامه لها في دراسة وظائف الدماغ. كان إيليا ميتشنيكوف رائدًا في أبحاث الجهاز المناعي (1908، حائزًا على جائزة نوبل في الطب ). قدّم ألكسندر أ. ماكسيموف مفهوم الخلايا الجذعية . كان ألكسندر أوبارين مؤسس النظرية الحديثة لأصل الحياة . اقترح نيكولاي كولتسوف ، أحد مؤسسي البيولوجيا الجزيئية ، فكرة الآلية الجزيئية للوراثة في وقت مبكر من عام 1927، مشيرًا إلى أن الصفات الموروثة تُورث عبر "جزيء وراثي عملاق" يتكون من "خيطين متطابقين يتضاعفان بطريقة شبه محافظة باستخدام كل خيط كقالب". اقترح أليكسي أولوفنيكوف فرضية التيلومير للشيخوخة والتي ساهمت بشكل كبير في نظرية الشيخوخة وحصل لاحقًا على جائزة نوبل (لم يشارك فيها أولوفنيكوف).

أدخل نيكولاي بيناردوس لحام القوس الكهربائي ، الذي طوره لاحقًا نيكولاي سلافيانوف وكونستانتين خرينوف ومهندسون روس آخرون. وكان ألكسندر لوديجين وبافل يابلوتشكوف من رواد الإضاءة الكهربائية ، بينما اخترع ميخائيل دوليفو-دوبروفولسكي أول أنظمة طاقة كهربائية ثلاثية الأطوار ، والتي تُستخدم على نطاق واسع اليوم. ويُعتبر أوليغ لوسيف غالبًا مخترع الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) .

يُنسب إلى فاسيلي دوكوتشاييف (1845-1902) وضع أسس علم التربة.

يُعتبر فلاديمير فيرنادسكي (1863-1945) أحد مؤسسي علم الجيوكيمياء، وعلم الجيوكيمياء الحيوية، وعلم الجيولوجيا الإشعاعية، وقد طور بعمق مفاهيم الغلاف الحيوي والغلاف الفكري .

اقترح ميخائيل لومونوسوف قانون حفظ الكتلة في التفاعلات الكيميائية ، واكتشف الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، وأسس علم الجيولوجيا الحديث. ^{[ 20 ]}

تصنيف روسيا بناءً على عدد الميداليات الذهبية في السنوات العشر الماضية (2014-2023):

• الفيزياء - الصف الرابع
• الكيمياء - الصف الثاني
• علم الأحياء - الصف الخامس
• الرياضيات - الصف الرابع

يبدأ تاريخ هندسة الطائرات الروسية مع رائد الطيران ألكسندر موزهايسكي، الذي قام بأول محاولة طيران له بطائرة ( أحادية السطح ) من تصميمه الخاص في عام 1881. وفي القرن العشرين، أشرف عدد من مهندسي الفضاء السوفيت البارزين، مستلهمين من الأعمال الأساسية لنيكولاي جوكوفسكي وسيرجي تشابليغين وغيرهما، على تصميم عشرات النماذج من الطائرات العسكرية والمدنية، وأسسوا عددًا من مكاتب التصميم التي تُشكل الآن الجزء الأكبر من شركة الطائرات المتحدة الروسية . كما قدم عدد من المخترعين مساهمات هامة في تكنولوجيا الطائرات، مثل غليب كوتيلنيكوف الذي اخترع المظلة الظهرية ، وإيفغيني تشيرتوفسكي الذي ابتكر بدلة الضغط . ولعبت الأعمال النظرية لبيتر أوفيمتسيف دورًا حاسمًا في تطوير تكنولوجيا التخفي .

تشمل الطائرات الروسية الشهيرة أول طائرة ركاب أسرع من الصوت ، توبوليف تو-144 من تصميم أليكسي توبوليف ، وسلسلة طائرات ميغ المقاتلة من تصميم أرتيم ميكويان وميخائيل غوريفيتش ، وسلسلة سو من تصميم بافيل سوخوي وأتباعه. تُعدّ ميغ-15 الطائرة النفاثة الأكثر إنتاجًا في التاريخ، بينما تُعتبر ميغ-21 الطائرة الأسرع من الصوت الأكثر إنتاجًا . ومنذ الحرب العالمية الثانية، لا تزال قاذفة إليوشن إيل-2 الطائرة العسكرية الأكثر إنتاجًا في التاريخ . أما بوليكاربوف بو-2 كوكوروزنيك فهي الطائرة ثنائية السطح الأكثر إنتاجًا في العالم ، وميل مي-8 هي المروحية الأكثر إنتاجًا .

تُعدّ صناعة الطائرات من أكثر القطاعات التكنولوجية المتقدمة كثافةً في العلوم ضمن الاقتصاد الروسي الحديث، وتوظف أكبر عدد من الكوادر الماهرة. ويتجاوز إنتاج وقيمة قطاع الطائرات العسكرية بكثير قطاعات الصناعات الدفاعية الأخرى ، وتشكل منتجات الطائرات أكثر من نصف صادرات الأسلحة الروسية. ^{[ 21 ]} وتقدم صناعة الطائرات الروسية مجموعة من الطائرات العسكرية ذات القدرة التنافسية العالمية، بينما يُؤمل أن تُنعش مشاريع جديدة مثل سوخوي سوبرجت 100 قطاع الطائرات المدنية. في عام 2009، سلّمت شركات تابعة لشركة الطائرات المتحدة 95 طائرة جديدة ثابتة الجناحين لعملائها، من بينها 15 طرازًا مدنيًا. إضافةً إلى ذلك، أنتجت الصناعة أكثر من 141 مروحية.

روسكوزموس هي وكالة الفضاء الوطنية الروسية؛ ^{[ 22 ]} بينما تُعزى الإنجازات الروسية في مجال تكنولوجيا الفضاء واستكشاف الفضاء إلى كونستانتين تسيولكوفسكي ، أبو علم الفضاء النظري . ^{[ 23 ]} وقد ألهمت أعماله كبار مهندسي الصواريخ السوفييت، مثل سيرغي كوروليف وفالنتين غلوشكو ، وغيرهم ممن ساهموا في نجاح برنامج الفضاء السوفيتي في المراحل الأولى من سباق الفضاء وما بعده.

في عام 1957، أُطلق أول قمر صناعي يدور حول الأرض ، سبوتنيك 1. ^{[ 24 ]} وفي عام 1961، قام يوري غاغارين بأول رحلة بشرية ناجحة إلى الفضاء . ^{[ 25 ]} وتوالت بعدها العديد من الأرقام القياسية السوفيتية والروسية في استكشاف الفضاء ، بما في ذلك أول سير في الفضاء قام به أليكسي ليونوف . ^{[ 26 ]} وكانت فوستوك 6 أول رحلة فضائية مأهولة تحمل امرأة إلى الفضاء ( فالنتينا تيريشكوفا ). ^{[ 27 ]} كانت لونا 9 أول مركبة فضائية تهبط على سطح القمر ، ^{[ 28 ]} وكانت سبوتنيك 2 أول مركبة فضائية تحمل حيوانًا ( لايكا )، ^{[ 29 ]} وأحضرت زوند 5 أول كائنات أرضية (سلحفتان وكائنات حية أخرى) للدوران حول القمر، ^{[ 30 ]} وكانت فينيرا 7 أول مركبة فضائية تهبط على كوكب آخر ( الزهرة )، ^{[ 31 ]} وكانت مارس 3 أول مركبة فضائية تهبط على سطح المريخ . ^{[ 32 ]} وكانت لونوخود 1 أول مركبة جوالة لاستكشاف الفضاء ، ^{[ 33 ]} وكانت ساليوت 1 أول محطة فضائية في العالم . ^{[ 34 ]}

تُعدّ روسيا من بين أكبر الدول في العالم في مجال إطلاق الأقمار الصناعية، ^{[ 35 ]} وقد أنجزت نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية GLONASS . وهي تعمل على تطوير مقاتلتها النفاثة من الجيل الخامس ( سوخوي سو-57 )، ^{[ 36 ]} كما شيدت أول محطة طاقة نووية عائمة في العالم . ^{[ 37 ]} أما برنامج لونا-غلوب فهو برنامج روسي لاستكشاف القمر، ومن المقرر إطلاق مهمته الأولى في أكتوبر 2021 ( لونا 25 ). ^{[ 38 ]} ولاستبدال مركبة سويوز المتقادمة ، تعمل روسكوزموس أيضًا على تطوير مركبة أوريل الفضائية ، التي يُتوقع أن تُجري أول رحلة مأهولة لها في عام 2025. ^{[ 39 ]} في فبراير 2019، أُعلن أن روسيا تعتزم إجراء أول مهمة مأهولة لها للهبوط على سطح القمر في عام 2031. ^{[ 40 ]} في أبريل 2021، أعلنت روسكوزموس أنها تخطط للانسحاب من محطة الفضاء الدولية ، وستُنشئ محطة فضائية خاصة بها بهدف إطلاقها إلى المدار بحلول عام 2030. ^{[ 41 ]} في يونيو 2021، أعلنت روسكوزموس والإدارة الوطنية الصينية للفضاء أنهما تعملان معًا على تطوير قاعدة قمرية ، من المُخطط استخدامها بدءًا من عام 2036. ^{[ 42 ]}

تشمل دبابات القتال الروسية الشهيرة دبابة T-34 ، وهي دبابة متوسطة الحجم حظيت بتقدير كبير خلال الحرب العالمية الثانية، ^{[ 43 ]} ودبابات أخرى من سلسلة T، بما في ذلك دبابة T-54/55 ، وهي الدبابة الأكثر إنتاجًا في التاريخ، ^{[ 44 ]} ودبابة T-80 ، أول دبابة تعمل بالكامل بتوربينات الغاز ، وأحدث الدبابات الروسية T-90 و T-14 أرماتا . ويُعدّ كل من AK-47 و AK-74 من تصميم ميخائيل كلاشينكوف أكثر أنواع بنادق الهجوم استخدامًا في العالم، لدرجة أن عدد بنادق AK المصنعة يفوق عدد بنادق الهجوم الأخرى مجتمعة. ^{[ 45 ] [ 46 ]} وبفضل هذه الأسلحة وغيرها، ظلت روسيا لفترة طويلة من بين أكبر موردي الأسلحة في العالم ، حيث تستحوذ على حوالي 30% من مبيعات الأسلحة العالمية ^{[ 47 ]} وتُصدّر الأسلحة إلى حوالي 80 دولة.

تُعدّ صناعة الدفاع الروسية قطاعًا استراتيجيًا هامًا ومصدرًا رئيسيًا للعمالة. تحتل روسيا المرتبة الثانية عالميًا في تصدير الأسلحة التقليدية بعد الولايات المتحدة، حيث بلغت قيمة صادراتها 8 مليارات دولار أمريكي في عام 2008. وتشمل أكثر أنواع الأسلحة شيوعًا التي يتم شراؤها من روسيا طائرات سوخوي وميغ المقاتلة، وأنظمة الدفاع الجوي ، والمروحيات، والدبابات ، وناقلات الجنود المدرعة ، ومركبات قتال المشاة . وتُشكّل منتجات الطيران نحو نصف صادرات الأسلحة الروسية. ومن أبرز الإنجازات التقنية الحديثة لهذه الصناعة، التحليق الأول لطائرة سوخوي سو-57 المقاتلة من الجيل الخامس ، والذي أنهى احتكار الولايات المتحدة الكامل لتطوير وإنتاج طائرات الجيل الخامس. وقد أشادت مجلة "موسكو ديفنس بريف" بهذا الإنجاز ووصفته بأنه انتصار كبير لصناعة الدفاع الروسية، قائلةً:

على الرغم من أن روسيا لا تضاهي أمريكا عسكرياً، إلا أنها لا تزال تحتل المرتبة الثانية بقوة من حيث تكنولوجيا الدفاع، متفوقة على كل من أوروبا الغربية والصين، وتتمتع بنفوذ يفوق حجمها الاقتصادي بكثير. ^{[ 48 ]}

قام سيرجي ليبيديف بتطوير أحد أوائل الحواسيب القابلة للبرمجة عالميًا في أوروبا القارية عام 1950، وهو حاسوب MESM . أما أول حاسوب ثلاثي، وهو حاسوب Setun ، فقد طوره نيكولاي بروسينتسوف بالتعاون مع سيرجي سوبوليف عام 1958.

كانت نيفا من أوائل سيارات الدفع الرباعي التي حققت نجاحًا عالميًا، ولا تزال تُصدّر إلى كندا وأمريكا الجنوبية وأوروبا. أما شاحنات كاماز، فتُصدّر إلى مناطق عديدة حول العالم، بما في ذلك أوروبا الشرقية وأمريكا اللاتينية والصين والشرق الأوسط وشمال إفريقيا، وهي من الفائزين الدائمين (عشر مرات) في رالي داكار الشهير .

يُنسب إلى إيفان بولزونوف ابتكار أول محرك بخاري في روسيا وأول محرك ثنائي الأسطوانات في العالم.

أشرف إيغور كورتشاتوف على إنشاء أول محطة طاقة نووية، إلى جانب أول مفاعلات نووية للغواصات والسفن السطحية . وكانت السفينة " لينين" أول سفينة سطحية تعمل بالطاقة النووية في العالم، فضلاً عن كونها أول سفينة مدنية تعمل بالطاقة النووية ، بينما أصبحت السفينة "أركتيكا " أول سفينة سطحية تصل إلى القطب الشمالي .