Во 2-й пятилетке в СССР была в основном создана материальная база для реализации программы достижения сплошной грамотности: появилось до 20 тыс. новых школ — примерно столько же, сколько было в царской России. Школьное образование приобрело большую смысловую стройность. В соответствии с постановлением правительства от 15 мая 1934 г. «О структуре начальной и средней школы» устанавливались три типа общеобразовательной школы: начальная (1–4-й классы), неполная средняя (1–7-й) и средняя (1–10-й).
Численность учащихся начальной и средней школы во 2-й пятилетке выросла с 21,3 млн до 29,4 млн. Расходы государства на культурное строительство (школа, кадры, наука, печать и т. п.) в 5 раз превысили затраты 1-й пятилетки. В 1934–1938 гг. был вдвое увеличен выпуск школьных учебников.
С развитием всеобуча менялось само понятие ликбеза. Азбучная грамотность перестала удовлетворять, поскольку не обеспечивала запросов хозяйственного и культурного строительства. Человек, не имевший знаний в объеме четырех классов, стал считаться малограмотным. Постановление СНК СССР и ЦК ВКП(б) «О работе по обучению неграмотных и малограмотных» (январь 1936 г.) ставило задачу в течение двух лет добиться реальных успехов в полной ликвидации неграмотности и малограмотности трудящихся в возрасте до 50 лет. В соответствии с этим было расширено обучение взрослых в общеобразовательных школах. Действия властей в этой сфере жизни резко поднимали настроение трудящихся масс.
Развитие НИИ. Развитие науки в стране было во многом направлено на помощь народно-хозяйственному производству. V съезд Советов СССР (май 1929 г.) предложил «немедленно приступить к возможно полному развертыванию научно-исследовательских институтов в целях развития сельскохозяйственного опытного дела». Всесоюзная сельскохозяйственная академия с 12 институтами, созданная в 1929 г., была подчинена Наркомзему СССР и включена в единую систему научно-исследовательских институтов, охватывавших все отрасли сельскохозяйственного производства. С реконструкцией народного хозяйства была тесно связана и деятельность индустриальных научно-исследовательских институтов. В 1928–1931 гг. их количество увеличилось с 30 до 205. К концу 2-й пятилетки в стране насчитывалось 867 научно-исследовательских институтов и 283 их филиала, где работали почти 38 тыс. научных сотрудников. На протяжении 1930-х гг. связи науки с практикой хозяйственного строительства укреплялись также путем развертывания сети заводских лабораторий.
Ученые степени и звания. 13 января 1934 г. Совнарком принял постановление «Об ученых степенях и званиях». Вместо существовавшего с 1918 г. единого звания ученого специалиста устанавливались ученые степени кандидата и доктора наук (первая присуждается на основе защиты кандидатской, вторая — докторской диссертации) и ученые звания ассистента, младшего научного сотрудника, доцента, профессора, действительного члена научного учреждения. Звания присваивались в зависимости от выполняемой педагогической и научно-исследовательской работы. К 1 января 1936 г. в СССР было более 2500 профессоров, свыше 3800 доцентов, около 1800 докторов и 3 тыс. кандидатов наук.
Высокая общественная значимость труда работников вузов выразилась в принятой в 1937 г. штатно-окладной системе заработной платы преподавательского состава, с увеличением ее более чем на 30 %. Преподаватели стали получать от 500 рублей (ассистент, не имеющий ученой степени) до 1500 рублей (профессор, доктор наук, заведующий кафедрой). Вузы могли ходатайствовать о персональных окладах для отдельных преподавателей: до 2000 рублей для профессоров, 1500 рублей для доцентов. Стипендии в вузах составляли от 173 до 183 рублей, их получали от 60 до 70 % всех студентов. (Для сравнения: в 1937 г. минимум зарплаты составлял 110 рублей, а в 1939 г. среднемесячная денежная заработная плата рабочих и служащих народного хозяйства СССР составляла 328 рублей.)
Академия наук СССР. Академия наук СССР, которую возглавляли крупные ученые и организаторы — президенты А.П. Карпинский (1917–1936) и В.Л. Комаров (1936–1945), — в 1930 г. перешла в ведение Ученого комитета ЦИК СССР. Согласно новому уставу она стала основным центром страны по разработке теоретических проблем развития науки. 14 декабря 1933 г. вышло постановление ЦИК СССР, переводившее Академию наук в ведение Совнаркома СССР. В апреле 1934 г. она переехала из Ленинграда в Москву.
Всего в СССР к весне 1929 г. насчитывалось 1227 научных учреждений (из них 7 академий и ассоциаций, 789 институтов, 34 центроархива). В них трудилось около 25 тыс. научных работников (в 1917 г. — около 12 тыс.), каждый третий из них был выпускником советского вуза. В годы 1-й пятилетки к ранее созданным научным учреждениям Академии наук СССР добавились вновь образованные институты: Геологический (1930), Энергетический (1930), Институт физической химии (1931).
Перевод АН СССР в Москву вызвал перебазирование многих академических научных учреждений. Сюда переехал Президиум Академии наук, физико-математические, химические, геологические и частично биологические учреждения. Образован целый ряд новых академических научно-исследовательских институтов: Математический имени В.А. Стеклова (1934); Физический имени П.Н. Лебедева в Москве (1934, руководитель С.И. Вавилов); Институт органической химии (1934, А.Е. Фаворский и Н.Д. Зелинский), общей и неорганической химии (1934, Н.С. Курнаков); физических проблем (1934, П.Л. Капица). В 1930-е гг. начали исследовательскую работу Азербайджанский, Армянский, Грузинский, Дальневосточный, Казахский и Уральский филиалы; Кольская, Северная и Таджикская базы АН СССР. С середины 1930-х гг. развертывается сеть научно-исследовательских институтов в вузах. Большой вклад в совершенствование военно-технических знаний и боевой техники вносили новые специализированные военные академии: механизации и моторизации РККА, Артиллерийская, Военно-инженерная, Военно-химическая, Военно-электротехническая, Военно-транспортная и др.
Во главе всех крупных научных центров и НИИ стояли известные ученые, создатели научных школ и новых исследовательских направлений. За особо выдающиеся научные достижения с 1925 по 1934 г. присуждались премии имени В.И. Ленина. С 1934 г. в этих же целях АН СССР учредила и начала присуждать премии имени выдающихся отечественных ученых и деятелей Советского государства.
1930-е гг. отмечены важными достижениями в естествознании. Укрепляла свои позиции в мире советская математика. И.М. Виноградов, Д.Ф. Егоров, С.Н. Бернштейн, Н.Н. Лузин, А.Н. Колмогоров, Л.С. Понтрягин, Н.Н. Боголюбов внесли крупнейший вклад в развитие новейших разделов математики и ее приложений.
В конце 1920-х–1930-е гг. советские ученые сделали ряд выдающихся открытий. Например, явления комбинационного рассеяния света на кристаллах (1928, Л.И. Мандельштам и Г.С. Ландсберг); квантовую теорию этого явления разработал И.Е. Тамм, а метод обнаружения космических лучей — Д.В. Скобельцын (1929); обнаруженное особое свечение чистых жидкостей под действием гамма-лучей, получило название «Эффект Вавилова — Черенкова» (1934); полная теория эффекта представлена И.Е. Таммом и И.М. Франком (1937). За открытие и объяснение этого явления Черенков, Франк и Тамм в 1958 г. удостоены Нобелевской премии. В 1934 г. опубликована монография Н.Н. Семенова «Химическая кинетика и цепные реакции». Дальнейшие работы над проявлением деталей цепной реакции и обобщением результатов открытий, сделанных ученым и его учениками, отмечены Нобелевской премией по химии в 1956 г. Большое практическое значение имела созданная в 1936 г. в МХТИ имени Менделеева профессором А.С. Бакаевым рецептура пороха для реактивных снарядов, используемая для изготовления снарядов «катюш».
В начале 1930-х гг. в СССР получили развитие исследования по физике атомного ядра. Первые успехи в этой области связаны с теоретическими работами: протон-нейтронная модель ядра (Д.Д. Иваненко), обменные силы (Тамм и Иваненко). Л.Д. Ландау в 1932 г., после открытия нейтрона, предсказал существование нейтронного состояния вещества. Передовые позиции СССР в ядерных исследованиях проявились на первой (сентябрь 1933 г.) и второй (сентябрь 1937 г.) всесоюзных конференциях по физике атомного ядра, в которых принимали участие иностранные ученые. И.В. Курчатов в 1934 г. открыл явление разветвления ядерных реакций. В 1937 г. в Радиевом институте был создан первый в СССР и Европе циклотрон — установка для расщепления атомного ядра.
Больших успехов достигли ученые в области физики твердого тела, полупроводников и диэлектриков (А.Ф. Иоффе, И.Е. Тамм, И.К. Кикоин). П.Л. Капица в 1934 г. создал первый в мире гелиевый ожижитель, его последующие разработки в этой области стали большим вкладом в развитие советской и мировой техники ожижения газов.
У истоков ракетостроения и радиолокации. Незадолго до старта 1-й пятилетки берет свое начало советский ракетный проект. Он возник на базе работ исследовательской группы инженеров Н.И. Тихомирова — В.А. Артемьева. Созданная ими и впервые запущенная 3 марта 1928 г. ракета на бездымном порохе пролетела 1,3 км. Для форсирования работ была организована Газодинамическая лаборатория. После смерти Тихомирова ее возглавлял Б.С. Петропавловский, а с 1933 г. — И.Т. Клейменов, Г.Э. Лангемак. Именно здесь создавались реактивные снаряды «эрэсы». Уже к концу 1937 г. снаряды были хорошо отработаны, впоследствии они лишь совершенствовались. Однако это происходило уже без участия Клейменова и Лангемака, арестованных в декабре 1937 г. и подписавших показания о якобы своем «участии в антисоветской троцкистской организации» наряду с С.П. Королевым и В.П. Глушко.
17 августа 1933 г. на инженерном полигоне рядом с подмосковным поселком Нахабино поднялась в воздух первая жидкостная ракета, созданная работниками Группы по изучению реактивного движения под руководством С.П. Королева. Ракета находилась в полете всего 18 секунд и поднялась на высоту 400 м, но именно ей суждено было стать прообразом советских ракет, осваивавших космическое пространство. Результатом первого успеха стало создание Реактивного НИИ в сентябре того же года.