Гордость советской науки: Петр Леонидович Капица. Петр капица краткая биография
Советский физик Петр Леонидович Капица родился в Кронштадте военно-морской крепости, расположенной на острове в Финском заливе неподалеку от Санкт-Петербурга, где служил его отец Леонид Петрович Капица, генерал-лейтенант инженерного корпуса. Мать К. Ольга Иеронимовна Капица (Стебницкая) была известным педагогом и собирательницей фольклора. По окончании гимназии в Кронштадте К. поступил на факультет инженеров-электриков Петербургского политехнического института, который окончил в 1918 г. Следующие три года он преподавал в том же институте. Под руководством А.Ф. Иоффе, первым в России приступившего к исследованиям в области атомной физики, К. вместе со своим однокурсником Николаем Семеновым разработал метод измерения магнитного момента атома в неоднородном магнитном поле, который в 1921 г. был усовершенствован Отто Штерном.
Студенческие годы и начало преподавательской работы К. пришлись на Октябрьскую революцию и гражданскую войну. Это было время бедствий, голода и эпидемий. Во время одной из таких эпидемий погибла молодая жена К. – Надежда Черносвитова, с которой они поженились в 1916 г., и двое их маленьких детей. Иоффе настаивал на том, что К. необходимо отправиться за границу, но революционное правительство не давало на это разрешения, пока в дело не вмешался Максим Горький, самый влиятельный в ту пору русский писатель. В 1921 г. К. позволили выехать в Англию, где он стал сотрудником Эрнеста Резерфорда, работавшего в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. К. быстро завоевал уважение Резерфорда и стал его другом.
Первые исследования, проведенные К. в Кембридже, были посвящены отклонению испускаемых радиоактивными ядрами альфа- и бета-частиц в магнитном поле. Эксперименты подтолкнули его к созданию мощных электромагнитов. Разряжая электрическую батарею через небольшую катушку из медной проволоки (при этом происходило короткое замыкание), К. удалось получить магнитные поля, в 6...7 раз превосходившие все прежние. Разряд не приводил к перегреву или механическому разрушению прибора, т.к. продолжительность его составляла всего лишь около 0,01 секунды.
Создание уникального оборудования для измерения температурных эффектов, связанных с влиянием сильных магнитных полей на свойства вещества, например на магнитное сопротивление, привело К. к изучению проблем физики низких температур. Чтобы достичь таких температур, необходимо было располагать большим количеством сжиженных газов. Разрабатывая принципиально новые холодильные машины и установки, К. использовал весь свой недюжинный талант физика и инженера. Вершиной его творчества в этой области явилось создание в 1934 г. необычайно производительной установки для сжижения гелия, который кипит (переходит из жидкого состояния в газообразное) или сжижается (переходит из газообразного состояния в жидкое) при температуре около 4,3К. Сжижение этого газа считалось наиболее трудным. Впервые жидкий гелий был получен в 1908 г. голландским физиком Хайке Каммерлинг-Оннесом. Но установка К. была способна производить 2 л жидкого гелия в час, тогда как по методу Каммерлинг-Оннеса на получение небольшого его количества с примесями требовалось несколько дней. В установке К. гелий подвергается быстрому расширению и охлаждается прежде, чем тепло окружающей среды успевает согреть его; затем расширенный гелий поступает в машину для дальнейшей обработки. К. удалось преодолеть и проблему замерзания смазки движущихся частей при низких температурах, использовав для этих целей сам жидкий гелий.
В Кембридже научный авторитет К. быстро рос. Он успешно продвигался по ступеням академической иерархии. В 1923 г. К. стал доктором наук и получил престижную стипендию Джеймса Клерка Максвелла. В 1924 г. он был назначен заместителем директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям, а в 1925 г. стал членом Тринити-колледжа. В 1928 г. Академия наук СССР присвоила К. ученую степень доктора физико-математических наук и в 1929 г. избрала его своим членом-корреспондентом. В следующем году К. становится профессором-исследователем Лондонского королевского общества. По настоянию Резерфорда Королевское общество строит специально для К. новую лабораторию. Она была названа лабораторией Монда в честь химика и промышленника германского происхождения Людвига Монда, на средства которого, оставленные по завещанию Лондонскому королевскому обществу, была построена. Открытие лаборатории состоялось в 1934 г. Ее первым директором стал К. Но ему было суждено там проработать всего лишь один год.
Отношения между К. и советским правительством всегда были довольно загадочными и непонятными. За время своего тринадцатилетнего пребывания в Англии К. несколько раз возвращался в Советский Союз вместе со своей второй женой, урожденной Анной Алексеевной Крыловой, чтобы прочитать лекции, навестить мать и провести каникулы на каком-нибудь русском курорте. Советские официальные лица неоднократно обращались к нему с просьбой остаться на постоянное жительство в СССР. К. относился с интересом к таким предложениям, но выставлял определенные условия, в частности свободу поездок на Запад, из-за чего решение вопроса откладывалось. В конце лета 1934 г. К. вместе с женой в очередной раз приехали в Советский Союз, но, когда супруги приготовились вернуться в Англию, оказалось, что их выездные визы аннулированы. После яростной, но бесполезной стычки с официальными лицами в Москве К. был вынужден остаться на родине, а его жене было разрешено вернуться в Англию к детям. Несколько позднее Анна Алексеевна присоединилась к мужу в Москве, а вслед за ней приехали и дети. Резерфорд и другие друзья К. обращались к советскому правительству с просьбой разрешить ему выезд для продолжения работы в Англии, но тщетно.
В 1935 г. К. предложили стать директором вновь созданного Института физических проблем Академии наук СССР, но прежде, чем дать согласие, К. почти год отказывался от предлагаемого поста. Резерфорд, смирившись с потерей своего выдающегося сотрудника, позволил советским властям купить оборудование лаборатории Монда и отправить его морским путем в СССР. Переговоры, перевоз оборудования и монтаж его в Институте физических проблем заняли несколько лет.
К. возобновил свои исследования по физике низких температур, в том числе свойств жидкого гелия. Он проектировал установки для сжижения других газов. В 1938 г. К. усовершенствовал небольшую турбину, очень эффективно сжижавшую воздух. Ему удалось обнаружить необычайное уменьшение вязкости жидкого гелия при охлаждении до температуры ниже 2,17К, при которой он переходит в форму, называемую гелием-2. Утрата вязкости позволяет ему беспрепятственно вытекать через мельчайшие отверстия и даже взбираться по стенкам контейнера, как бы «не чувствуя» действия силы тяжести. Отсутствие вязкости сопровождается также увеличением теплопроводности. К. назвал открытое им новое явление сверхтекучестью.
Двое из бывших коллег К. по Кавендишской лаборатории, Дж.Ф. Аллен А.Д. Мизенер, выполнили аналогичные исследования. Все трое опубликовали статьи с изложением полученных результатов в одном и том же выпуске британского журнала «Нейче». Статья К. 1938 г. и две другие работы, опубликованные в 1942 г., принадлежат к числу его наиболее важных работ по физике низких температур. К., обладавший необычайно высоким авторитетом, смело отстаивал свои взгляды даже во время чисток, проводимых Сталиным в конце 30-х гг. Когда в 1938 г. по обвинению в шпионаже в пользу нацистской Германии был арестован сотрудник Института физических проблем Лев Ландау, К. добился его освобождения. Для этого ему пришлось отправиться в Кремль и пригрозить в случае отказа подать в отставку с поста директора института.
В своих докладах правительственным уполномоченным К. открыто критиковал те решения, которые считал неправильными. О деятельности К. во время второй мировой войны на Западе известно мало. В октябре 1941 г. он привлек внимание общественности, выступив с предупреждением о возможности создания атомной бомбы. Возможно, он был первым из физиков, кто сделал подобное заявление. Впоследствии К. отрицал свое участие в работах по созданию как атомной, так и водородной бомб. Имеются вполне убедительные данные, подтверждающие его заявления. Неясно, однако, был ли его отказ продиктован моральными соображениями или расхождением во мнении относительно того, в какой мере предполагавшаяся часть проекта согласуется с традициями и возможностями Института физических проблем.
Известно, что в 1945 г., когда американцы сбросили атомную бомбу на Хиросиму, а в Советском Союзе с еще большей энергией развернулись работы по созданию ядерного оружия, К. был смещен с поста директора института и в течение восьми лет находился под домашним арестом. Он был лишен возможности общаться со своими коллегами из других научно-исследовательских институтов. У себя на даче он оборудовал небольшую лабораторию и продолжал заниматься исследованиями. Через два года после смерти Сталина, в 1955 г., он был восстановлен на посту директора Института физических проблем и пребывал в этой должности до конца жизни.
Послевоенные научные работы К. охватывают самые различные области физики, включая гидродинамику тонких слоев жидкости и природу шаровой молнии, но основные его интересы сосредоточиваются на микроволновых генераторах и изучении различных свойств плазмы. Под плазмой принято понимать газы, нагретые до столь высокой температуры, что их атомы теряют электроны и превращаются в заряженные ионы. В отличие от нейтральных атомов и молекул обычного газа на ионы действуют большие электрические силы, создаваемые другими ионами, а также электрические и магнитные поля, создаваемые любым внешним источником. Именно поэтому плазму иногда считают особой формой материи. Плазма используется в термоядерных реакторах, работающих при очень высоких температурах. В 50-е гг., работая над созданием микроволнового генератора, К. обнаружил, что микроволны большой интенсивности порождают в гелии отчетливо наблюдаемый светящийся разряд. Измеряя температуру в центре гелиевого разряда, он установил, что на расстоянии в несколько миллиметров от границы разряда температура изменяется примерно на 2 000 000К. Это открытие легло в основу проекта термоядерного реактора с непрерывным подогревом плазмы. Возможно, что такой реактор окажется проще и дешевле, чем термоядерные реакторы с импульсным режимом подогрева, используемые в других экспериментах по термоядерному синтезу.
Помимо достижений в экспериментальной физике, К. проявил себя как блестящий администратор и просветитель. Под его руководством Институт физических проблем стал одним из наиболее продуктивных и престижных институтов Академии наук СССР, привлекшим многих ведущих физиков страны. К. принимал участие в создании научно-исследовательского центра неподалеку от Новосибирска – Академгородка, и высшего учебного заведения нового типа – Московского физико-технического института. Построенные К. установки для сжижения газов нашли широкое применение в промышленности. Использование кислорода, извлеченного из жидкого воздуха, для кислородного дутья произвело подлинный переворот в советской сталелитейной промышленности.
В преклонные годы К., который никогда не был членом коммунистической партии, используя весь свой авторитет, критиковал сложившуюся в Советском Союзе тенденцию выносить суждения по научным вопросам, исходя из ненаучных оснований. Он выступал против строительства целлюлозно-бумажного комбината, грозившего загрязнить своими сточными водами озеро Байкал; осудил предпринятую КПСС в середине 60-х гг. попытку реабилитировать Сталина и вместе с Андреем Сахаровым и другими представителями интеллигенции подписал письмо с протестом против принудительного заключения в психиатрическую больницу биолога Жореса Медведева. К. был членом Советского комитета Пагуошского движения за мир и разоружение. Он высказал также несколько предложений о способах преодоления отчуждения между советской и американской науками.
В 1965 г., впервые после более чем тридцатилетнего перерыва, К. получил разрешение на выезд из Советского Союза в Данию для получения Международной золотой медали Нильса Бора, присуждаемой Датским обществом инженеров-строителей, электриков и механиков. Там он посетил научные лаборатории и выступил с лекцией по физике высоких энергий. В 1966 г. К. вновь побывал в Англии, в своих старых лабораториях, поделился воспоминаниями о Резерфорде в речи, с которой выступил перед членами Лондонского королевского общества. В 1969 г. К. вместе с женой впервые совершил поездку в Соединенные Штаты.
К. был удостоен Нобелевской премии по физике в 1978 г. «за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур». Свою награду он разделил с Арно А. Пензиасом и Робертом В. Вильсоном. Представляя лауреатов, Ламек Хультен из Шведской королевской академии наук заметил: «К. предстает перед нами как один из величайших экспериментаторов нашего времени, неоспоримый пионер, лидер и мастер в своей области».
В 1927 г. во время своего пребывания в Англии К. женился второй раз. Его женой стала Анна Алексеевна Крылова, дочь знаменитого кораблестроителя, механика и математика Алексея Николаевича Крылова, который по поручению правительства был командирован в Англию для наблюдения за постройкой судов по заказу Советской России. У супругов Капица родились двое сыновей. Оба они впоследствии стали учеными. В молодости К., находясь в Кембридже, водил мотоцикл, курил трубку и носил костюмы из твида. Свои английские привычки он сохранил на всю жизнь. В Москве, рядом с Институтом физических проблем, для него был построен коттедж в английском стиле. Одежду и табак он выписывал из Англии. На досуге К. любил играть в шахматы и ремонтировать старинные часы. Умер он 8 апреля 1984 г.
К. был удостоен многих наград и почетных званий как у себя на родине, так и во многих странах мира. Он был почетным доктором одиннадцати университетов на четырех континентах, состоял членом многих научных обществ, академии Соединенных Штатов Америки, Советского Союза и большинства европейских стран, был обладателем многочисленных наград и премий за свою научную и политическую деятельность, в том числе семи орденов Ленина.
Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
© The H.W. Wilson Company, 1987.
© Перевод на русский язык с дополнениями, издательство «Прогресс», 1992.
П. Л. Капица – это известный русский ученый. Является одним из отцов физики невысоких температур и физики мощных магнитных полей.
Появился на свет будущий ученый в городе Кронштадт 8 июля 1894 года. Его отец работал инженером. По окончанию гимназии Петя пошел получать образование в среднем училище. Он интересовался устройством часов, физикой как наукой и электрической техникой.
В 1914 году из-за начала I Мировой войны был призван воевать, что прервало учебу в Петербургском политех. институте, куда попал в 12 году 20-го века.
Будучи демобилизованным призывником, молодой Капица смог продолжить получение образования в политехе и начать труд в лаборатории под руководством А.Ф. Иоффе.
В 1916 году в «Журнале русского физико-химического общества» состоялась дебютная публикация, темой которой было добывание кварцевых нитей.
Институтское образование позволило Петру Леонидовичу получить работу педагога механического и физического факультета, а после и работником Петроградского физического института, возглавленного Иоффе.
В 1921 году Капицу отправляют в Англию в Кавендишскую лабораторию при Кембриджском университете, руководителем которой в то время был известный Эрнест Резерфорд.
Спустя некоторое время Капица возглавил лабораторию Монда.
В 20-ые года 20 века ученый занимался изучением различных областей физики, включая ядерную.
По возвращению на родину в 1934 году Петр основывает ИФП АН СССР, и становится его руководителем через год. Параллельно он становится профессором в Московском Государственном Университете. В 1939 году учёный получил место в АН СССР, с 1957 г. стал одним из заседателей президиума Академии Наук СССР.
На протяжении всей рабочей жизни Капица занимался исследованиями. Он и еще один ученый Н.Н. Семенов предложили способ определять магнитный момент атома.
Развивая общую теорию электронно-магнетронных приборов, Петр Леонидович получил генераторы постоянного действия.
Вклад Капицы в науку невозможно переоценить. Он удостаивался множеством наград от СССР. Но панацеей любого ученого-физика считают Нобелевскую премию по этой дисциплине. Капица получил свою главнейшую награду в 1978 году.
Смерть Петра Леонидовича застала в 1984 г. в возрасте 90 лет.
Подробнее
Всемирный физик Капица П.Л. родился 8 июля 1894г в семье военного специалиста по конструкциям и преподавательницы по фольклору.
С 1914 по 1918гг. физик окончил Петроградский политехнический институт. Там же остался преподавать.
В 1916 году он женился, но в 1920 году от болезни умерли дети и жена. В 1920г он изучал и проводил опыты над действием магнитной частицы, которая получилась при взаимодействии множества неделимых частиц со смешанным намагниченным полем.
22 мая 1921 улетал в Лондон с советской комиссией. Через 2 месяца уже трудился у Э. Резерфорда. От департамента получил денежные средства на опыт выявления намагниченных участков с аккумуляторной батарейкой.
В 1928г ученый открыл свой закон увеличения электрического сопротивления металлов. В это время построилась в Кембридже лаборатория для физика. Ученый получил водянистый гелий на аппарате для ожижения газа адиабатическим способом. Эту установку создал сам ученый.
В Лондоне физик защитил свою научную диссертацию и получил доктора наук. А через какое-то время ему предложили стать заместителем директора лаборатории по магнитным разработкам.
1 сентября 1934г прилетел на родину, чтобы консультировать ведущих ученых того времени в городах СССР. Но советское правительство не выпустило физика заграницу. Вторая жена Анна Крылова, дочка академика Крылова, возвращается в Лондон за детьми. Так как она получила гражданство СССР, Анна вместе с детьми переезжает к Капице.
В СССР ученый разработал новый способ получения конденсата с кругооборотом невысокого давления и клапана. В декабре 1934г подтвердил, что при переходе от твердообразной формы к водянистому газу температура тела понижается.
В военные года Капица с Курчатовым работали над атомной бомбой. После ссоры Капицы П.Л. с Л.П.Берией, ученого уволили с комитета и с должности руководителя института физических проблем, который он основал.
У себя в дачном доме физик создал себе условия, чтоб проводить опыты. Уже там он изобрел новые генераторы со сверхвысокой частотой и мощностью. Физик выяснил, что при высоковольтной разрядке в уплотненных газах образуется электропровод.
После того, как умер Сталин и арестовали Берия, ученого снова назначили директором института физических проблем. Позже стал заведовать кафедрой физики низких температур и техники.
После того как война закончилась физик изучал гидродинамику и шаровые молнии. Работая директором института, основал большое количество научных городков по всей стране.
За вклад в науку Капицу П.Л. наградили двумя Сталинскими премиями I степени. За удачное научное исследование в получении кислорода с помощью турбин присвоили звание Героя Социалистического труда. В мае 1966г Капица улетел в Лондон. Там ему вручили медаль Резерфорда от Физического общества. В 1978г получил Нобелевскую премию за базовые изобретения и открытия в области физики низких температур.
До высоких показателей, которые нужны для синтеза атомных ядер, - таков диапазон многолетней деятельности академика Капицы. Он дважды стал героем Социалистического труда, а также получил Сталинскую и Нобелевскую премии.
Детство
Петр Леонидович Капица, биография которого будет представлена в этой статье, родился в Кронштадте в 1894 году. Его отец Леонид Петрович был военным инженером и занимался строительством кронштадских укреплений. Мама - Ольга Иеронимовна - являлась специалистом по фольклору и детской литературе.
В 1905 году Петю отдают учиться в гимназию, но по причине неуспеваемости (плохо даётся латынь) мальчик покидает её через год. Учёбу будущий академик продолжает в Кронштадском училище. Он заканчивает его с отличием в 1912 году.
Учёба в университете
Изначально Петр Капица (фото см. ниже) планировал учиться на физико-математическом отделении Петербургского университета, но его туда не взяли. Юноша решил попытать счастья в "политехе", и удача ему улыбнулась. Петра зачислили на электромеханический факультет. Уже на первом курсе на талантливого молодого человека обратил внимание профессор А. Ф. Иоффе и привлёк юношу к исследованиям в собственной лаборатории.
Армия и свадьба
В 1914 году Петр Леонидович Капица поехал в Шотландию на Там он планировал попрактиковаться в английском. Но началась Первая Мировая, и юноша не смог вернуться домой в августе. В Петроград он попал лишь в ноябре.
В начале 1915 года Петр вызвался добровольцем на Западный фронт. Его назначили на должность водителя санитарного автомобиля. Также он перевозил на своём грузовике раненых.
В 1916 году его демобилизовали, и Петр вернулся в институт. Иоффе сразу загрузил молодого человека экспериментальной работой в физической лаборатории и привлёк к участию в собственном физическом семинаре (первом в России). В том же году Капица опубликовал свою первую статью. Также он женился на Надежде Черносвитовой, приходившейся дочерью одному из членов ЦК партии кадетов.
Работа в новом физическом институте
В 1918 году А. Ф. Иоффе организовал первый в России научно-исследовательский физический институт. Петр Капица, цитаты которого можно прочесть ниже, окончил в этом году политехнический и сразу устроился туда преподавателем.
Сложная послереволюционная ситуация не сулила науке ничего хорошего. Иоффе помогал сохранить семинары собственным ученикам, среди которых был и Петр. Он убеждал Капицу покинуть Россию, но правительство не давало на это разрешения. Помог Максим Горький, считавшийся тогда самым влиятельным писателем. Петру разрешили уехать в Англию. Незадолго до отъезда Капицы в Петербурге разразилась эпидемия гриппа. За месяц юный учёный потерял жену, новорожденную дочь, сына и отца.
Работа в Англии
В мае 1921 года Петр приехал в Англию в составе Российской комиссии от академии наук. Главной целью учёных было восстановление научных связей, разорванных войной и революцией. Через два месяца физик Петр Капица устроился в Кавендишскую лабораторию, возглавляемую Резерфордом. Тот принял молодого человека на краткосрочную стажировку. Со временем инженерная хватка и исследовательское мастерство русского учёного произвели сильное впечатление на Резерфорда.
В 1922 году Капица защитил в Кембриджском университете докторскую диссертацию. Его научный авторитет рос в В 1923 году ему вручили стипендию Максвелла. Через год учёный стал заместителем директора лаборатории.
Новый брак
В 1925 году Петр Леонидович Капица гостил в Париже у академика А. Н. Крылова, который познакомил его со своей дочерью Анной. Спустя два года она стала женой учёного. После свадьбы Петр купил на Хантингтон-Роуд участок земли и построил дом. В скором времени здесь появятся на свет его сыновья - Андрей и Сергей.
Магнитный чемпион мира
Петр Леонидович Капица, биография которого известна всем физикам, активно продолжает исследования процессов превращения ядер и Он придумывает новую установку для генерирования более сильных магнитных полей и получает рекордные результаты, в 6-7 тысяч раз превышающие предыдущие. Тогда Ландау окрестил его «магнитным чемпионом мира».
Возвращение в СССР
Исследуя свойства металлов в магнитных полях, Петр Леонидович Капица осознал необходимость смены условий экспериментов. Требовались более низкие (гелевые) температуры. Именно в области физики низких температур учёный достиг наибольшего успеха. Но исследования по данной теме Петр Леонидович проводил уже на родине.
Официальные лица советского правительства регулярно предлагали ему постоянное место жительства в СССР. Учёному были интересны такие предложения, но он всегда выставлял ряд условий, главное из которых - поездки на Запад по желанию. Правительство не шло навстречу.
Летом 1934 года Капица и его жена посетили СССР, но когда собрались уезжать в Англию, выяснилось, что их визы аннулированы. Позже Анне разрешили вернуться за детьми и забрать их в Москву. Резерфорд и друзья Петра Алексеевича просили советское правительство разрешить Капице вернуться в Англию для продолжения работы. Всё было тщетно.
В 1935 году Петр Капица, краткая биография которого известна всем учёным, возглавил институт физических проблем при Академии наук. Но перед тем как согласиться на эту должность, он потребовал выкупить оборудование, на котором работал за границей. К тому времени Резерфорд уже смирился с потерей ценного сотрудника и продал оборудование из лаборатории.
Письма правительству
Капица Петр Леонидович (фото прилагаются к статье) вернулся на родину с началом сталинских чисток. Даже в это тяжёлое время он яро отстаивал свои взгляды. Зная, что всё в стране решает высшее руководство, он регулярно писал письма, пытаясь тем самым вести откровенный и прямой разговор. С 1934 по 1983 год учёный отправил в Кремль больше 300 писем. Благодаря вмешательству Петра Леонидовича из тюрем и лагерей было вызволено множество учёных.
Дальнейшая работа и открытие
Что бы ни происходило вокруг, физик всегда находил время для научной работы. На доставленной из Англии установке он продолжал исследования в сфере сильных магнитных полей. В опытах принимали участие сотрудники из Кембриджа. Эти эксперименты продолжались несколько лет и были чрезвычайно важны.
Учёному удалось усовершенствовать турбину устройства, и она стала более эффективно сжижать воздух. В установке не требовалось предварительно охлаждать гелий. Он автоматически охлаждался при расширении в специальном датендере. Подобные гелевые установки сейчас используют почти во всех странах.
В 1937 году после долгих исследований в данном направлении Петр Леонидович Капица (Нобелевская премия будет вручена учёному спустя 30 лет) совершил фундаментальное открытие. Он открыл явление сверхтекучести гелия. Главный вывод исследования: при температуре ниже 2,19 °K отсутствует вязкость. В последующие годы Петр Леонидович обнаружил другие аномальные явления, происходящие в гелии. Например, распространение в нём тепла. Благодаря этим исследованиям в науке появилось новое направление - физика квантовых жидкостей.
Отказ от создания атомной бомбы
В 1945 году Советский Союз запустил программу по разработке ядерного оружия. Петр Капица, книги которого были популярны в научных кругах, отказался принять в ней участие. За это его отстранили от научной деятельности и посадили под домашний арест на восемь лет. Также учёного лишили возможности общения со своими коллегами. Но Петр Леонидович не унывал и для продолжения исследований решил организовать лабораторию у себя на даче.
Именно там, в кустарных условиях, зародилась электроника больших мощностей, ставшая первым этапом на пути подчинения термоядерной энергии. Но к полноценным экспериментам учёный смог вернуться лишь после своего освобождения в 1955 году. Он начал с изучения высокотемпературной плазмы. Сделанные в тот период открытия легли в основу схемы постоянного действия.
Некоторые его эксперименты дали новый толчок творчеству авторов научной фантастики. Свои мысли по этому поводу пытался высказать каждый писатель. Петр Капица также изучал в тот период шаровую молнию и гидродинамику тонких слоёв жидкости. Но жгучий интерес у него взывали свойства плазмы и микроволновые генераторы.
Выезд за границу и Нобелевская премия
В 1965 году Петр Леонидович Капица получил правительственное разрешение на выезд в Данию. Там его наградили золотой медалью Нильса Бора. Физик осмотрел местные лаборатории и прочёл лекцию о высоких энергиях. В 1969 году учёный вместе с супругой впервые посетил США.
В середине октября 1978 года учёный получил телеграмму от Шведской академии наук. В заголовке была надпись: «Петр Леонидович Капица. Нобелевская премия». Физик получил её за фундаментальные исследования в сфере низких температур. Это радостное известие «настигло» учёного во время отдыха в «Барвихе» под Москвой.
Журналисты, бравшие у него интервью, спросили: «Какое из личных научных достижений вы считаете самым значительным?» Петр Леонидович сказал, что для учёного самой важной является его текущая работа. «Лично я занимаюсь сейчас термоядерным синтезом», - добавил он.
Лекция Капицы в Стокгольме на вручении премии была необычной. Вопреки уставу, он прочитал лекцию не на тему физики низких температур, а про плазму и управляемую термоядерную реакцию. Петр Леонидович объяснил причину этой вольности. Учёный сказал: «Мне было сложно выбрать тему для нобелевской лекции. Я получил премию за исследования в сфере низких температур, но не занимался ими уже больше 30 лет. В моём институте, конечно, продолжают исследовать эту тему, но сам я полностью переключился на изучение процессов, необходимых для осуществления термоядерной реакции. Считаю, что в настоящее время эта сфера более интересна и актуальна, так как поможет в решении проблемы надвигающегося энергетического кризиса».
Умер учёный в 1984 году, немного не дожив до 90-летнего юбилея. В заключение приведём его самые известные высказывания.
Цитаты
«Свободу человека можно ограничить двумя способами: насилием или воспитанием у него условных рефлексов».
«Человек молод до тех пор, пока делает глупости».
«Талантлив тот, кто знает, чего хочет».
«Гении не рождают эпоху, а рождаются эпохой».
«Чтобы стать счастливым, человеку необходимо вообразить себя свободным».
«Побеждает тот, кто имеет выдержку. Только выдержку не на пару часов, а на много лет».
«Не замазывайте, а подчёркивайте противоречия. Они способствуют развитию науки».
«Наука должна быть простой, увлекательной и весёлой. То же самое относится и к учёным».
«Обман является необходимым элементом демократического строя, так как прогрессивное начало держится на небольшом количестве людей. Желания же большинства просто остановят прогресс».
«Жизнь - как карточная игра, в которой участвуешь, не зная правил».
Итак, мы начинаем наш нобелевский марафон длиною в пять лет. И начнем мы с одного из трёх нобелевских лауреатов по физике 1978 года. Встречайте: Пётр Леонидович Капица.
Капица Петр Леонидович
Умер 8 апреля 1984 года в Москве, СССР. Нобелевская премия по физике 1978 года (1/2 премии, вторую половину разделили между собой Арно Пензиас и Роберт Вильсон за открытие реликтового микроволнового излучения).
Формулировка Нобелевского комитета: «За фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур (for his basic inventions and discoveries in the area of low-temperature physics).
Возраст при получении премии - 84 года.
Осенью 1921 года в мастерской знаменитого живописца Бориса Кустодиева появился молодой человек, который спросил его - правда ли, что он рисует портреты только знаменитых людей. И предложил написать портрет тех, кто станет знаменитым - себя и своего приятеля, химика Коли Семенова. Молодые люди расплатились с художником мешком пшена и петухом (возможно, именно это, а не обещание стать знаменитыми стало решающим в голодный год), а что касается их обещания… К концу жизни у них на двоих будет две Нобелевские премии, по физике и по химии, четыре высших советских звания Героя Социалистического Труда и пятнадцать высших орденов - орденов Ленина. Государственные, Ленинские и Сталинские премии мы считать просто не будем. Звали этого смелого молодого человека Пётр Капица.
Будущий нобелиат был сыном кронштадского фортификатора Леонида Капицы и дочери известного топографа Иеронима Стебницкого Ольги, известной собирательницы фольклора. В 1914 году он поступил на электомеханический факультет питерского Политеха, где его быстро приметил Иоффе и взял к себе в лабораторию. Нельзя сказать, чтобы по жизни Капице было легко. Он успел поработать военным шофёром в Первую мировую, в 1919–1920 годах испанка унесла жизни его отца, первой жены, двухлетнего сына и новорожденной дочери, Иоффе долго не мог отправить его за границу для продолжения учебы у физиков мирового уровня.
Помог Максим Горький и - внезапно - Резерфорд, который согласился взять его к себе. Позже Резерфорд вспоминал, что сам не понимает почему он вдруг согласился взять к себе не известного никому русского. Правда, жалеть ему не пришлось. Собственно, даже своим прозвищем (Крокодил) Резерфорд обязан Капице.
Параллельно наладилась и личная жизнь. Вторая жена Петра Леонидовича - Анна Алексеевна - была дочерью знаменитого математика и механика, теоретика кораблестроения академика Алексея Николаевича Крылова. Оба сына Петра Леонидовича и Анны Алексеевны родились в Англии, но оставили заметный след в российской науке: Сергей Петрович стал физиком, профессором МФТИ и 39 лет вел знаменитую передачу «Очевидное-невероятное». Андрей Петрович поднялся в научной иерархии выше брата, стал известным географом, исследователем Антарктиды и членом-корреспондентом РАН.
Капица неплохо освоился в Англии. В итоге, специально под него в Кембридже выстроили лабораторию. Хорошо известны слова экс-премьера Великобритании Болдуина, сказанные на открытии лаборатории: «Мы счастливы, что у нас директором лаборатории работает профессор Капица, так блестяще сочетающий в своем лице и физика, и инженера. Мы убеждены, что под его умелым руководством новая лаборатория внесет свой вклад в познание процессов природы». А еще Капица принес в Кембрижский мир «тусовку» - семинары, на которых обсуждалось все что угодно. Кроме того, Капица был превосходным шахматистом и выигрывал первенство графства Кембриджшир по шахматам.
В очередной раз, в 1934 году все, казалось бы, рухнуло. Во время визита в Москву ему запретили выезд в Британию. Но он поднялся, смог заставить правительство сделать под себя институт и выкупить свою лабораторию у Резерфорда. И продолжать работу, за которую в итоге он получит Нобелевскую премию. Мне кажется, именно некоторая тоска по «классической британской физической традиции» привела Капицу и к другому важнейшему деянию в его жизни - созданию Физико-технического факультета МГУ, превратившегося в знаменитый Физтех (МФТИ) и «Системы Физтеха» - в которой студентов с самого начала готовят не преподаватели, а реально действующие ученые и инженеры. Кстати, и тут партнером Капицы выступил его сосед по портрету Кустодиева Николай Семенов.
Но вернемся к Нобелевской премии. Говорить, что Нобелевскую премию по физике Капица получил именно за открытие сверхтекучести гелия не совсем верно. Формулировка Нобелевского комитета гласит, что премия была получена за открытия и изобретения в области сверхнизких температур. Правильнее говорить, что награда была присуждена Петру Леонидовичу сразу за два достижения.
Первое - фундаментальное открытие и филигранный эксперимент по открытию сверхтекучести гелия. Фактически, Капица открыл новое состояние гелия, гелий II, в котором при температуре ниже 2,17К жидкий гелий ведет себя подобно квантовой жидкости и вязкость его становится равной нулю. Говорят, что Нильс Бор трижды номинировал Капицу на премию, но безуспешно, а Лев Ландау получил премию за объяснение сверхтекучести гелия задолго до Капицы (1961). Еще стоит отметить и то, что премию Петр Леонидович получил ровно через 40 лет после статьи в Nature о сверхтекучести. Два других исследователя, открывших сверхтекучесть независимо от Ландау, Аллен и Майзнер, продолжившие его работы в Мондовской лаборатории и опубликовавшие результаты своих исследований в том же номере журнала, до премии просто не дожили.
Второе - изобретение турбодетандера, устройства для сжижения газов, сделавшего возможным получение больших количеств гелия (установка Капицы давала два литра сжиженного газа в час). Правда, важность этого изобретения не только в получении жидкого гелия, но и в возможности производства в промышленных масштабах гораздо более важного в войну жидкого кислорода. Таким образом, Капица - один из немногих физиков, полностью воплотивших обе части того фрагмента завещания Нобеля, который касается физики: свою премию динамитный магнат просил вручить «за открытия или изобретения» в области физики. Петр Леонидович совершил и то, и другое.
Когда я готовил эту статью, в мои руки попала статья П.Е. Рубинина о "нобелевской неделе" Капицы . Оказывается, что традиционный нобелевский фрак (а церемония предполагает максимально торжественный дресс-код white tie - то есть фрак и белый галстук-бабочку) организаторы торжества предложили Капице и его сопровождающим взять напрокат в Стокгольме и запросили размеры. Однако Петр Леонидович, помня свои британские годы, заявил, что фрак напрокат - это отвратительно и всем московским гостям шведского короля фраки пошили в Москве у знаменитого портного П.П. Охлопкова. А вот бабочку на резинке, которую Капица терпеть не мог, пришлось все-таки купить. За десятилетия, проведенные в СССР, Капица забыл, как завязывается настоящий галстук-бабочка. Впрочем, все остальные трудности церемонии Капица прошел легко - и от души веселился, когда утром в день церемонии ему пришлось участвовать в «прогоне» - все то же самое, что вечером, только без короля.
На момент вручения Нобелевской премии Капица был самым возрастным лауреатом в истории, о чем он не преминул ехидно заметить в своем ответном слове. Он честно сказал, что свою первую научную работу опубликовал за 65 лет до нобелевской премии. Похулиганил Пётр Леонидович и в своей Нобелевской лекции. По традиции, нобелиаты читают лекции о той области науки и о том открытии, за которое они удостоены награды…
Но предоставим слово самому Капице: «Выбор темы для нобелевской лекции представлял для меня некоторую трудность. Обычно эта лекция связана с работами, за которые присуждена премия. В моем случае эта премия связана с моими исследованиями в области низких температур, вблизи температуры сжижения гелия, т.е. нескольких градусов выше абсолютного нуля. По воле судеб случилось так, что от этих работ я отошел уже более 30 лет назад, и, хотя в руководимом мною институте продолжают заниматься низкими температурами, я сам занялся изучением явлений, происходящих в плазме при тех исключительно высоких температурах, которые необходимы для осуществления термоядерной реакции. Эти работы привели нас к интересным результатам, открывающим новые перспективы, и я думаю, что лекция на эту тему представляет больший интерес, чем уже забытые мною работы в области низких температур. К тому же, как говорят французы, les extremes se touchent (крайности сходятся)».
Не уверен, но по-моему, это чуть ли не единственный случай столь далекой от нобелевского открытия лекции.
О Капице можно говорить долго и писать многотомные исследования. Многое уже написано - и о его пребывании за границей, и о его роли в основании МФТИ, и о том, как он защищал ученых перед Сталиным (и многих спас), и о его Избе физических проблем – даче-лаборатории на Николиной горе. Что-то впервые публиковал и автор этих строк, что-то еще будет обпубликовано . Но в одну статью всего не уместить. С другой стороны, кто сказал, что я буду писать о Петре Леонидовиче только этот текст?..
Но пока что я прощаюсь с вами до понедельника. Следующим героем нашего цикла станет «сосед» Капицы по портрету, коллега по основанию МФТИ и единственный российский и советский нобелевский лауреат по химии Николай Николаевич Семенов.
1. Kapitza P. Viscosity of liquid helium below the l-point (англ.) // Nature. - 1938. - Vol. 3558. - № 141. - P. 74.
2. П.Е. Рубинин. Главное событие нобелевской недели П.Л. Капицы// Академик Петр Леонидович Капица. Сборник статей. Новое в жизни, науке и технике. Серия «Физика» 7/1979. М, «Знание», 1979.
3. П.Л. Капица. Плазма и управляемая термоядерная реакция// Академик Петр Леонидович Капица. Сборник статей. Новое в жизни, науке и технике. Серия «Физика» 7/1979. М, «Знание», 1979.
Несмотря на то что словосочетание «универсальный ученый» таит в себе в определенной степени недоверие, оно включает такое важное человеческое качество, как широта интересов. Таким «универсальным» ученым был Петр Леонидович Капица.
Лестница жизни… Если допустить такую метафору, то вся жизнь – карабканье по ступенькам этой лестницы. Хорошо, когда человек видит где-то наверху цель или, если хотите, смысл жизни. Тогда переход на каждую новую ступень логичный и безболезненный. Даже срываясь и падая, человек не теряет себя, поднимается и движется дальше вверх.
Лестница жизни Петра Леонидовича Капицы, Нобелевского лауреата по физике, довольно длинная – почти 90 лет. И это несмотря на удары и тяготы судьбы. Четкая цель, заключающаяся в служении науке – вот главный жизненный ориентир ученого.
Первая ступенька − детство
Петра Капицу многие считают своим современником. Поэтому странно звучит дата его рождения: 8 июля 1894 года. Именно в конце позапрошлого столетия в семье русского генерала Леонида Петровича Капицы родился будущий академик. Родители Петра слыли интеллигентнейшими людьми своего времени. Отец − талантливый военный инженер. Мать ученого Ольга Иеронимовна, в девичестве Стебницкая, была педагогом, общественным деятелем, филологом.
У Петра Капицы было вполне безоблачное детство. Правда, одна маленькая ложка дегтя все-таки случилась: Петра после года обучения отчислили из Кронштадтской гимназии из-за неуспеваемости по латыни. В 1906 году, он поступил в реальное училище, которое спустя 6 лет закончил с блеском. И это не удивительно. В училище мальчик имел возможность заниматься любимым делом: он ремонтировал приборы, проводил опыты по химии и физике. Двери лабораторий училища постоянно были открыты для одаренного ученика. Особый интерес он проявлял к часам: любил собирать и разбирать их. Это в дальнейшем стало жизненным хобби ученого.
Юный Петр вместе с родственниками много путешествовал. Италия и Греция, Германия и Швейцария, русский Север и Шотландия – вот неполный список мест, в которых побывал Капица. Новые впечатления, встречи с интересными людьми, несомненно, способствовали развитию кругозора Петра.
Благодаря семье Капица стал всесторонне развитым человеком. Он любил литературу, искусство, театр. Интересовался международными проблемами. Ценил умных, эрудированных людей, ярких индивидуальностей, обладающих оригинальным мышлением.
Вторая ступенька − студенчество
Когда будущему ученому исполнилось 18 лет, он без проблем поступил в политехнический институт города Санкт-Петербурга на факультет электромеханики. Но уже через два года судьба устроила первую проверку: студента третьего курса Петра Капицу призвали в армию. Шел 1914 год. В армии Петр служил водителем санитарной машины. И только через два года он опять возвратился на студенческую скамью.
В институте состоялась первая значимая встреча в жизни Капицы. Под свое «крыло» талантливого студента взял А.Ф. Иоффе, которого называют «отцом советской физики». В это время Иоффе руководил физической лабораторией. В ней и проводил свои опыты Петр. Кроме того, Капица участвовал в семинарах по физике, проводимых его учителем.
В 1916 году произошло значительное событие в жизни Петра Капицы – он женился. Супругой студента стала Наденька Черносвитова, дочь депутата Государственной Думы, который, к слову, был расстрелян спустя три года. У молодой четы родилось двое детей.
Время было смутное. Революция и послереволюционное состояние экономики не способствовали развитию науки. В лаборатории отсутствовало самое необходимое оборудование, материалы. Однако ученые фанатично делали свою работу. Еще до получения диплома Петру Капице была предложена преподавательская деятельность в том же институте. А в 1919 году он успешно окончил курс обучения. Осуществился переход на следующую жизненную ступень.
Третья ступенька − зарубежная слава
Эта жизненная веха началась с черной полосы: Петр внезапно потерял всю семью. В 1919 году свирепствовал грозный вирус гриппа, названный игриво «испанкой». Много жизней он унес. Среди жертв «испанки» − жена и двое детей Капицы. Наука – вот спасительница от тяжелейшей депрессии. Петр уехал в Англию по рекомендации своего учителя Иоффе. Здесь он устроился в знаменитую физическую лабораторию Резерфорда в Кембриджском университете. Уважение мэтра пришлось зарабатывать. Капица прошел путь от непринятия его известным физиком до трогательной дружбы с ним.
В этом же университете Петр защитил докторскую диссертацию, в которой описывались опыты по изучению импульсов α-частиц. Собственно, в это время все ученики Резерфорда занимались исследованием его «любимых» частиц. Но интерес Капицы устремился в другую область: к физике твердого тела.
Поскольку авторитет молодого ученого в университетских кругах увеличивался с невероятной скоростью, его перемещение по ступенькам академического роста было таким же быстрым. Вот только некоторые этапы этого передвижения:
- 1923 г. – получение степени доктора наук и престижной стипендии Максвелла;
- 1924 г. – назначение на должность заместителя директора лаборатории по исследованиям магнитного поля;
- 1925 г. – вступление в Тринити-колледж;
- 1929 г. – заочное избрание членом-корреспондентом Академии наук СССР;
- 1933 г. – получение звания профессора Лондонского королевского общества.
По настоянию Резерфорда была создана новая лаборатория, которую возглавил талантливый ученик. В этой лаборатории использовались сложнейшие установки, позволявшие изучать физические объекты в условиях сверхнизких температур. Свои способности инженера и физика ученый использовал при разработке уникального холодильного оборудования. 1934 году Капице удалось создать установку по сжижению гелия. Это был настоящий прорыв в физике.
Во время работы в Кембридже в 1927 году Петр Капица снова женился. Его второй супругой стала Анна, дочь академика Крылова. В этом браке появилось два сына – Андрей и Сергей, впоследствии ставшие учеными.
Четвертая ступенька − возвращение домой
В Англии Петр Капица прожил около 13 лет. Этот немалый отрезок жизни, естественно, наложил отпечаток на характер, привычки, взгляды ученого. Он до конца своих дней выглядел как джентльмен туманного Альбиона. Его костюмы из твида были безупречны, а трубку курил только с английским табаком. Даже дом, построенный впоследствии недалеко от Москвы, был в английском стиле.
За время пребывания в Лондоне Капица вместе с семьей навещал своих русских родственников. Попутно почитывал лекции, отдыхал на советских курортах. Конечно, предложения о возвращении он получал неоднократно, но всегда воздерживался от прямого согласия, так как правительство не давало гарантий свободы передвижения.
Однако ученый недооценил своих соотечественников. Во время одного из их с женой приездов на родину выездные визы руководство страны попросту аннулировало. Анне все-таки разрешили вернуться к детям, а Петр Капица остался в Москве. Позже присоединилась к нему и семья. Никакие просьбы самого ученого и даже Резерфорда о разрешении выезда в Англию для продолжения работы не помогли. Один из аргументов в пользу действий правительства: Капица работал на английскую промышленность, в том числе военную.
Профессору было предложено возглавить Институт физических проблем. Однако ученый еще долго находился в шоке от случившегося. У него даже были мысли бросить физические исследования и перейти в биофизику – стать ассистентом Павлова. Но, как говорится, время – лучший доктор. Капица принял предложение, но в ответ выдвинул свой ультиматум: перевезти из английской лаборатории все его оборудование. К счастью, Резерфорд не стал препятствовать этому, и условия для продолжения исследований были созданы. Единственное, что угнетало ученого – бюрократия. Решение любого вопроса требовало времени и нервов.
В конце 30-х годов Капица продолжал работу над проблемой сверхтекучести жидкого гелия. Кстати, впоследствии за открытия в этой сфере он был удостоен Нобелевской премии. В январе 1939 года Петр Капица стал действительным членом Академии наук СССР.
Непререкаемый авторитет Петра Леонидовича спас многих деятелей науки от сталинских репрессий в предвоенные годы. Он смело защищал свои взгляды и грозился покинуть пост главы института в случае несогласия правительства с ним.
Во время войны Капица работал над внедрением установки по получению жидкого кислорода, что было очень актуально в то время.
В послевоенные годы академик Капица продолжал исследования в области физики сверхнизких температур. Однако неукротимый нрав ученого стал причиной немилости руководства страны: он сам стал жертвой репрессии. Петра Леонидовича сняли с поста директора Института физических проблем и посадили под домашний арест. Только после смерти Иосифа Сталина он смог полноценно продолжить свои исследования.
Пятая ступенька − последняя
С начала 50-х годов и до последних дней жизни академик Капица занимался исследованиями в различных областях физики. Интересно, что от сверхнизких температур он перешел к изучению свойств плазмы. На основе его разработок был создан проект термоядерного реактора с непрерывным подогревом плазмы. В ответной речи по поводу вручения Нобелевской премии в 1978 году за открытия в области сверхнизких температур Капица отметил потерю своего интереса к данной тематике. Таков обширный диапазон научных взглядов гениального ученого: от абсолютного нуля до сверхвысоких температур. Кстати, по словам сына Петра Леонидовича Сергея Капицы, всю премию его отец оставил себе, не поделившись, как было принято, с государством. Рана, нанесенная ученому советским правительством, так и не зарубцевалась.
Академик Петр Капица работал до последних дней. 22 марта 1984 года он умер от инсульта, не приходя в сознание.
