Академик П. Л
Капица П.Л. Жизнь для науки. Ломоносов, Франклин, Резерфорд, Ланжевен. - М.: Знание, 1965. - 63 с. 53-К.202
к/х
Капица П.Л. Сильные магнитные поля: Науч. тр. - М.: Наука, 1988. - 461 с. В33-К.20
НО
| О Капице |
Т. 4: [О гениях: повести, эссе; Зубр: повесть / ил. В.А.Мишин]. - 2009. - С.202-214. Б-Г.771/N 4 кх4
Т.2. 1951-1980. - СПб, 2009. - 936-938. В3-Л.285/N 2 но
| Научные связи П.Л.Капицы |
Петр Леонидович Капица (1894-1984) - российский физик и инженер, член Лондонского Королевского общества (1929), академик АН СССР (1939), Герой Социалистического Труда (1945, 1974). Труды по физике магнитных явлений, физике и технике низких температур, квантовой физике конденсированного состояния, электронике и физике плазмы.
В 1922-1924 Капица разработал импульсный метод создания сверхсильных магнитных полей. В 1934 изобрел и построил машину для адиабатического охлаждения гелия. В 1937 открыл сверхтекучесть жидкого гелия. В 1939 дал новый метод ожижения воздуха с помощью цикла низкого давления и высокоэффективного турбодетандера. Нобелевская премия (1978). Государственная премия СССР (1941, 1943). Золотая медаль имени Ломоносова АН СССР (1959). Медали Фарадея (Англия, 1943), Франклина (США, 1944), Нильса Бора (Дания, 1965), Резерфорда (Англия, 1966), Камерлинг-Оннеса (Нидерланды, 1968).
Жизнь подобна карточной игре, в которую ты играешь, не зная правил.
Капица Пётр Леонидович
Семья и годы учения
Отец Петра - Леонид Петрович Капица, военный инженер и строитель фортов Кронштадтской крепости. Мать, Ольга Иеронимовна - филолог, специалист в области детской литературы и фольклора. Ее отец, генерал от инфантерии Иероним Иванович Стебницкий- военный геодезист и картограф.
В 1912 году Петр Капица, после окончания в Кронштадте реального училища, поступил на электромеханический факультет Петербургского политехнического института (ППИ). Уже на первых курсах на него обращает внимание физик Абрам Федорович Иоффе, который преподавал в Политехникуме физику. Он привлекает Капицу к исследованиям в своей лаборатории. В 1914 году Капица отправляется на летние каникулы в Шотландию для изучения английского языка. Здесь его застигла Первая мировая война. Вернуться в Петроград ему удается лишь в ноябре 1914 года. В 1915 году Петр добровольно отправляется на Западный фронт водителем санитарного автомобиля в составе санитарного отряда Союза городов (январь – май).
В 1916 году Петре Капица женился на Надежде Кирилловне Черносвитовой. Ее отец, К.К. Черносвитов, член ЦК партии кадетов, депутат с Первой по Четвертую Государственных Дум, был арестован ЧК и расстрелян в 1919 году. Зимой 1919-1920 во время эпидемии гриппа («испанка») Капица в течение месяца теряет отца, сына, жену и новорожденную дочь. В 1927 году Петр вторым браком женился на Анне Алексеевне Крыловой, дочери механика и кораблестроителя, академика Алексея Николаевича Крылова.
Капица Пётр Леонидович
Первые научные работы
Первые работы Петр Капица публикует в 1916 году, будучи студентом 3-го курса ППИ. После защиты дипломной работы в сентябре 1919 года он получает звание инженера-электрика. Но еще осенью 1918 года, по приглашению А. Ф. Иоффе, становится сотрудником Физико-технического отдела Рентгенологического и радиологического института (преобразованного в ноябре 1921 года в Физико-технический институт).
В 1920 году Капица совместно с ученым Николаем Николаевичем Семеновым предлагает метод определения магнитного момента атома, основанный на взаимодействии атомного пучка с неоднородным магнитным полем. Этот метод был затем осуществлен в известных опытах Штерна-Герлаха.
В Кавендишской лаборатории
22 мая 1921 года Петр Леонидович Капица прибывает в Англию в качестве члена комиссии Российской академии наук, направленной в страны Западной Европы для восстановления научных связей, нарушенных войной и революцией. 22 июля начинает работать в Кавендишской лаборатории, руководитель которой, Резерфорд, согласился принять его на краткосрочную стажировку. Экспериментальное мастерство и инженерная хватка молодого русского физика производят на Резерфорда столь сильное впечатление, что он добивается специальной субсидии для его работ.
Критика, безусловно, способна загубить любую мысль.
Капица Пётр Леонидович
С января 1925 года Капица - заместитель директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям. В 1929 году избран действительным членом Лондонского Королевского общества. В ноябре 1930 года Совет Королевского общества из средств, завещанных Обществу химиком и промышленником Л. Мондом, выделяет 15 000 фунтов стерлингов на строительство в Кембридже лаборатории для Капицы. Торжественное открытие Мондовской лаборатории состоялось 3 февраля 1933 года.
В течение 13 лет успешной работы в Англии Петр Капица оставался лояльным гражданином СССР и делал все возможное, чтобы помочь развитию науки в своей стране. Благодаря его содействию и влиянию многие молодые советские физики получили возможность поработать в течение продолжительного времени в Кавендишской лаборатории. В «Международной серии монографий по физике» издательства Оксфордского университета, одним из основателей и главных редакторов которой был Капица, выходят в свет монографии физиков-теоретиков Георгия Антоновича Гамова и Якова Ильича Френкеля, Николая Николаевича Семенова. Но все это не помешало властям СССР осенью 1934, когда Капица приехал на родину повидать близких и прочитать ряд лекций о своих работах, аннулировать его обратную визу. Его вызвали в Кремль и сообщили, что отныне он должен будет работать в СССР.
Главный признак таланта - это когда человек знает, чего он хочет.
Капица Пётр Леонидович
Назад в СССР
В декабре 1934 года Политбюро принимает постановление о строительстве в Москве Института физических проблем. П. Капица соглашается продолжать в Москве свои исследования в области физики лишь при условии, что его институт получит созданные им в Англии научные установки и приборы. В противном случае он вынужден будет переменить область своих исследований и заняться биофизикой (проблемой мускульных сокращений), которой он давно интересуется. Он обращается к российскому физиологу Ивану Петровичу Павлову, и тот соглашается предоставить ему место в своем институте. В августе 1935 года Политбюро вновь рассматривает вопрос о Капице на своем заседании и выделяет 30 000 фунтов стерлингов на приобретение оборудования его кембриджской лаборатории. В декабре 1935 года это оборудование начало поступать в Москву.
Знаменитый семинар
В 1937 году в ИФП начинает работать физический семинар Капицы - «капичник», как стали называть его физики, когда из институтского он превращается в московский и даже всесоюзный.
Мои убеждения полностью следуют положениям Библии и расходятся с ней лишь в одном: в Библии говорится, что человека создал Бог, а я уверен, что наоборот.
Капица Пётр Леонидович
Работа на оборону
Во время войны Капица работает над внедрением в промышленное производство разработанных им кислородных установок. По его предложению 8 мая 1943 года постановлением Государственного комитета обороны создается Главное управление по кислороду при СНК СССР, начальником Главкислорода назначается Петр Капица.
Конфликт с властями
20 августа 1945 года создается Специальный комитет при СНК СССР, которому поручается руководство работами над созданием советской атомной бомбы. Капица – член этого комитета. Однако работа в Спецкомитете тяготит его. В частности, потому, что речь идет о создании «оружия разрушения и убийства» (слова из его письма Никите Сергеевичу Хрущеву). Воспользовавшись конфликтом с Лаврентием Павловичем Берией, который возглавлял атомный проект, Капица просит освободить его от этой работы. В результате - долгие годы опалы. В августе 1946 года он изгоняется из Главкислорода и из созданного им института.
Николина Гора
У себя на даче, на Николиной Горе, Петр Капица оборудует в сторожке маленькую домашнюю лабораторию. В этой «хате-лаборатории», как он ее называл, Капица ведет исследования по механике и гидродинамике, а затем обращается к электронике больших мощностей и физике плазмы.
Руководить - это значит не мешать хорошим людям работать.
Капица Пётр Леонидович
Когда в 1947 году в МГУ был создан физико-технический факультет, одним из основателей и организаторов которого был Капица, он становится заведующим кафедрой общей физики ФТФ и в сентябре приступает к чтению курса лекций. (В 1951 году на базе этого факультета был создан Московский физико-технический институт). В конце декабря 1949 года П.Капица уклоняется от участия в торжественных заседаниях, посвященных 70-летию Сталина, что было воспринято властями как шаг демонстративный, и его немедленно освобождают от работы в МГУ.
Возвращение к работе в Академии
После смерти Сталина и ареста Берии президиум АН СССР принимает постановление «О мерах помощи академику П. Л. Капице в проводимых им работах». На базе никологорской домашней лаборатории создается Физическая лаборатория АН СССР, и Капица назначается ее заведующим.
28 января 1955 года Капица вновь становится директором Института физических проблем (с 1990 этот институт носит его имя). 3 июня 1955 он назначен главным редактором ведущего физического журнала страны – «Журнала экспериментальной и теоретической физики». С 1956 Капица заведует кафедрой физики и техники низких температур МФТИ. В 1957-1984 – член президиума АН СССР.
Человек молод, когда он еще не боится делать глупости.
Капица Пётр Леонидович
Всемирное признание Петра Капицы
В 1929 году Капица избирается действительным членом Лондонского Королевского общества и членом-корреспондентом АН СССР, в 1939 – академиком. В 1941 и 1943 годах ему присуждается Государственная премия, в 1945 получает звание Героя Социалистического Труда, в 1974 году награждается второй золотой медалью «Серп и Молот». В 1978 году получает Нобелевскую премию «за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур».
Вклад физика в науку и технику
Петр Леонидович Капица внес значительный вклад в развитие физики магнитных явлений, физики и техники низких температур, квантовой физики конденсированного состояния, электроники и физики плазмы. В 1922 году он впервые поместил камеру Вильсона в сильное магнитное поле и наблюдал искривление траекторий альфа-частиц ((a-частица - ядро атома гелия, содержащее 2 протона и 2 нейтрона). Эта работа предшествовала обширному циклу исследований Капицы по методам создания сверхсильных магнитных полей и исследованиям поведения металлов в них. В этих работах был впервые разработан импульсный метод создания магнитного поля путем замыкания мощного альтернатора и получен ряд фундаментальных результатов в области физики металлов (линейный рост сопротивления в больших полях, насыщение сопротивления). Поля, полученные Капицей, по величине и длительности в течение десятилетий были рекордными.
Не горюй и не печалься, нет таких тяжелых положений, из которых жизнь не нашла бы выход, - нужно только дать ей время на это.
Капица Пётр Леонидович
Потребность в проведении исследований по физике металлов при низких температурах привела П. Капицу к созданию новых методов получения низких температур. В 1934 он изобрел ожижительную машину для адиабатического охлаждения гелия. Этот способ охлаждения гелия теперь лежит в основе всей современной техники получения низких температур вблизи абсолютного нуля – гелиевых температур. Вместе с тем, применение метода адиабатического охлаждения к воздуху привело к разработке Капицей в 1936-1938 годах нового метода ожижения воздуха с помощью цикла низкого давления и изобретенного им высокоэффективного турбодетандера. Воздухоразделительные установки низкого давления работают сейчас во всем мире, производя более 150 млн. тонн кислорода в год. Турбодетандер Капицы с КПД 86–92 % используется не только в них, но и во многих других криогенных системах.
В 1937 году после серии тонких экспериментов Петр Капица открывает сверхтекучесть гелия. Он показал, что вязкость жидкого гелия, протекающего через тонкие щели, при температуре ниже 2,19 К во столько раз меньше вязкости любой самой маловязкой жидкости, что она, по-видимому, равна нулю. Поэтому Капица назвал такое состояние гелия сверхтекучим. Это открытие положило начало развитию совершенно нового в физике направления – физики конденсированного состояния. Для его объяснения пришлось ввести новые квантовые представления – так называемые элементарные возбуждения, или квазичастицы.
Свобода творчества - свобода делать ошибки.
Капица Пётр Леонидович
Исследования Капицы по прикладной электродинамике, которые он начал в конце 1940-х гг. на Николиной Горе, привели к изобретению новых устройств для генерации сверхвысокочастотных колебаний большой постоянной мощности. Эти генераторы – ниготроны – были затем использованы для создания высокотемпературной плазмы высокого давления.
Облик ученого и человека
В Капице с молодых лет в одном лице существовали физик, инженер и мастер «золотые руки». Этим он и покорил Резерфорда в первый же год работы в Кембридже. Его учитель А. Ф. Иоффе в составленном им представлении Капицы к избранию в члены-корреспонденты АН СССР, которое потом подписали и другие ученые, в 1929 году писал: «Петр Леонидович Капица совмещающий в себе гениального экспериментатора, прекрасного теоретика и блестящего инженера, - одна из наиболее ярких фигур в современной физике».
Бесстрашие - одна из самых характерных черт Капицы-ученого и гражданина. После того, как осенью 1934 власти СССР не разрешили ему вернуться в Кембридж, он понял, что в тоталитарном государстве, в котором ему предстоит работать, все решает высшее руководство страны. С этим руководством он и стал вести прямой и откровенный разговор. И здесь он следовал завету столь же бесстрашного Ивана Павлова, который в декабре 1934 сказал ему: «Ведь я только один здесь говорю, что думаю, а вот я умру, вы должны это делать, ведь это так нужно для нашей родины» (из письма Капицы жене от 4 декабря 1934 года).
Средства массовой информации не меннее опасны, чем средства массового уничтожения.
Капица Пётр Леонидович
С 1934 по 1983 годы Петра Капица написал более 300 писем «в Кремль». Из них Иосифу Виссарионовичу Сталину - 50, Вячеславу Михайловичу Молотову - 71, Георгию Максимилиановичу Маленкову - 63, Никите Хрущеву - 26. Благодаря его вмешательству, от гибели в тюрьмах и лагерях в годы сталинского террора были спасены физики-теоретики Владимир Александрович Фок, Лев Давидович Ландау и Иван Васильевич Обреимов. В последние годы жизни он выступил в защиту физика Андрея Дмитриевича Сахарова и Ю. Ф. Орлова.
Капица был замечательным организатором науки. В основе успеха его организаторской деятельности лежал простой принцип, который он сформулировал и записал на отдельном листе бумаги: «Руководить - это значит не мешать хорошим людям работать».
Даже в самые мрачные времена советского изоляционизма Капица всегда отстаивал принципы интернационализма в науке. Из его письма Молотову от 7 мая 1935: «Я твердо верю в интернациональность науки и верю в то, что настоящая наука должна быть вне всяких политических страстей и борьбы, как бы ее туда ни стремились вовлечь. И я верю, что та научная работа, которую я делал всю жизнь, есть достояние всего человечества, где бы я ее ни творил
Пётр Леонидович Капица - цитаты
В науке, как и в истории, определенный этап развития требует своего гения. Определенный период развития требует людей соответствующего склада мышления.
В основе творческого труда всегда лежит чувство протеста.
В физике, как и во всякой науке, существует ряд основных проблем, решение которых обозначает как бы вехами тот путь, по которому развивается научная мысль. Мало кому из учёных удается поставить больше одной такой вехи. Резерфорд, как и Фарадей, поставил их несколько.
Деньги должны оборачиваться. Чем быстрее тратишь, тем больше получаешь.
Если академика через 10 лет после смерти ещё помнят, он - классик науки.
Выдающийся физик-экспериментатор.
Родился 26 июня 1894 года в семье военного инженера генерала Л. П. Капицы, строителя Кронштадтских укреплений. В 1905 году поступил в Кронштадтскую гимназию, из которой за неуспеваемость был переведен в реальное училище. Выпускники реальных училищ не имели права поступать в университеты, поэтому в 1912 году Капица поступил в Петербургский политехнический институт.
В те годы Политехнический институт располагал всего одной физической кафедрой, заведовал которой профессор В. В. Скобельцын. Только в октябре 1913 года в институте появилась еще одна кафедра, основанная . Когда в 1916 году, отслужив в армии, Капица вернулся в институт, Иоффе обратил внимание на талантливого студента. В 1918 году, по окончании Капицей Политехнического института, Иоффе оставил его при своей кафедре. Иоффе нравилось, с какой фантазией его ученик подходит к экспериментам. Даже метод приготовления волластоновских нитей Капица придумал сам. Тонкие, толщиной менее микрона, кварцевые нити для физических приборов протягивались не через фильеры, как рекомендовалось учебниками; Капица просто обмакивал в расплавленный кварц стрелу и выпускал в воздух. Пролетев какое-то расстояние, стрела падала на подостланное бархатное полотно, вытягивая за собой нить.
Тогда же Капица предложил оригинальную модель рентгеновского спектроскопа, а чуть позже (совместно с Н. Н. Семеновым) метод определения магнитного момента атома, который в 1922 году был осуществлен в опытах физиков Штерна и Герлаха.
Говорят, вначале знаменитый английский физик колебался.
«У меня уже работает тридцать стажеров», – якобы сказал он Капице. «30 и 31 различаются примерно на три процента, – ответил Капица. – Поскольку вы всегда предостерегаете против рабской точности измерений, такая трехпроцентная разница вовсе даже не будет вами замечена».
Ответ Резерфорду понравился.
«…К людям он относился исключительно заботливо, особенно к своим ученикам, – вспоминал Капица. – Приехав работать к нему в лабораторию, я сразу был поражен этой заботливостью. Резерфорд не позволял работать дольше шести часов вечера в лаборатории, а по выходным дням не позволял работать совсем. Я протестовал, но он сказал: „Совершенно достаточно работать до шести часов вечера, остальное время вам надо думать. Плохи люди, которые слишком много работают и слишком мало думают“.
Резерфорд руководил своими сотрудниками как отец. Он любил анекдот, юмор, особенно в часы послеобеденного отдыха, когда по неукоснительной английской традиции, полагалось пить портвейн.
«…Как-то раз речь зашла о Тунгусском метеорите.
Вопрос обсуждался всесторонне.
Мы тут же примерно вычислили энергию и размер метеорита из тех данных, которые у нас были. Кто-то из нас задал вопрос: «Какая вероятность для такого метеорита упасть в лондонском Сити, т. е. там, где помещаются все банки Лондона?» Мы вычислили вероятность, она оказалась очень маленькой. Тут же находились экономисты. Был задан и такой вопрос: «Какое впечатление произвело бы на английское государство, если бы был уничтожен Сити – банковский аппарат Лондона, а вся промышленность осталась бы?» В этой дискуссии каждый выдвигал свое предположение.
Говорили часа два.
Резерфорд принимал самое живейшее участие».
В 1923 году Капице была присуждена степень доктора философии Кембриджского университета. Одновременно он получил престижную стипендию Максвелла, которая пришлась ему очень кстати. С 1924 по 1932 год Капица выполнял обязанности заместителя директора Кавендишской лаборатории, а с 1930 по 1934 год был директором лаборатории им. Монда при Королевском научном обществе в Кембридже. В 1929 году был избран членом Лондонского королевского общества.
В 1923 году, поместив камеру Вильсона в сильное магнитное поле, Капица впервые наблюдал искривление траекторий альфа-частиц. Именно в этих исследованиях он впервые столкнулся с необходимостью создания сверхсильных магнитных полей. Он показал, что применение электромагнитов с железными сердечниками для этой цели вполне бессмысленно и нужно переходить к специальным катушкам, пропуская через них большой электрический ток. Основная трудность, возникающая при этом, состояла в перегреве катушек. Чтобы этого не происходило, Капица предложил создавать кратковременные магнитные поля пропусканием очень большого тока через катушки, – тогда они просто не успевали нагреваться.
В 1924 году Капица предложил новый метод получения импульсивных сверхсильных полей напряженностью до 500 000 эрстед, а в 1928 году установил закон линейного возрастания электрического сопротивления ряда металлов от напряженности магнитного поля, так называемый «закон Капицы».
Обладая колоссальной физической интуицией, Капица умел избегать неперспективных путей, какими бы соблазнительными они ни казались.
«Когда в 30-е годы я получил очень сильные магнитные поля, в 10 раз сильнее тех, которые получали до меня, – вспоминал Капица в статье „Будущее науки“, – ряд ученых советовал мне провести опыты по исследованию влияния сильного магнитного поля на скорость света. Настойчивее всех со мной говорил об этом Эйнштейн. Он сказал: „Я не верю, что Бог создал Вселенную такой, что в ней скорость света ни от чего не зависит“. Эйнштейн любил в таких случаях ссылаться на Бога, когда более разумного довода не было. Из сделанных уже в этом направлении опытов было известно, что если бы я осуществил такой опыт с моими более сильными полями, то все же эффект был бы очень маленький, только второго порядка. При этом, конечно, истинную величину эффекта, поскольку явление было бы новое, предвидеть было нельзя. В то же время опыт обещал быть исключительно сложным, так как до этого проводились подобные эксперименты с полями до 20 тысяч эрстед, и они показали, что даже при очень чувствительном методе измерения магнитное поле заметно не влияет на скорость света.
Другим человеком, настаивавшим на этом эксперименте и даже предлагавшим финансовую поддержку, был Оливер Лодж. Он также обращался ко мне с советом осуществить этот исключительно трудный и тонкий опыт.
И все же я отказался.
Поясню это следующим поучительным примером, который, может быть, многим неизвестен.
Как вы помните, закон сохранения вещества был экспериментально открыт Ломоносовым в 1756 году и несколько позже Лавуазье. В начале нашего века Ландольт проверил его с большой точностью. Он также поместил вещество в запаянных сосудах и точно взвесил его до и после реакции и показал, что вес остался неизменным с точностью не меньше, чем до десятого знака. Если взять энергию, которая высвобождается при химической реакции и, согласно уравнению из теории относительности, выведенному Эйнштейном, рассчитать изменение в весе вещества, то окажется, что если бы Ландольт провел свой опыт с точностью на два-три порядка больше, то он смог бы заметить изменение веса в прореагировавшем веществе. Таким образом, мы знаем теперь, что Ландольт очень близко подошел к открытию одного из самых фундаментальных законов природы. Но предположим, что Ландольт затратил бы еще больше сил на этот опыт, проработал бы еще лет пять и поднял бы точность на два-три порядка и заметил бы это изменение в весе; большинство ученых ему все же не поверили бы. Известно, что один опыт, сделанный с предельной точностью, всегда неубедителен, и, чтобы его проверить, надо, чтобы нашелся еще один экспериментатор, готовый затратить на него тоже лет десять усиленной работы. Жизнь подсказывает, что пока решение задачи известными методами лежит на пределе точности эксперимента, убедительным оно может быть, лишь когда сама природа подскажет новый метод решения. В данном случае так и было: закон Эйнштейна был довольно просто проверен Астоном, когда он изобрел и разработал новый точный метод определения массы радиоактивных изотопов по отклонению ионного пучка. Поэтому мы должны ждать и в описанном мною случае, когда сама природа предоставит нам новые методические возможности изучать влияние магнитного поля на скорость света, и, вероятно, тогда появятся простые и убедительные эксперименты для изучения этого явления. Вот почему я отказывался от проведения этих сложных опытов».
Во втором браке Капица был женат на дочери известного кораблестроителя академика Крылова, с которой познакомился в Париже в 1925 году. Когда в 1934 году, Капица, как обычно, приехал в Советский Союз, чтобы повидать мать, родителей жены и друзей, совершенно неожиданно он был лишен возможности вернуться в Кембридж.
«Когда Капица приехал из Англии, а возвратиться назад не смог, – вспоминал С. Л. Берия, сын всесильного шефа НКВД, – он прямо заявил Молотову: „Я не хочу здесь работать“. Молотов удивился: „Почему?“ Капица объяснил так: „У меня нет такой лаборатории, как в Англии“. – „Мы ее купим“, – ответил Молотов.
И купили.
Такое же оборудование и здание точно такое же построили».
Действительно, по решению Советского правительства оборудование для лаборатории Капицы было закуплено у Лондонского Королевского общества, точнее, из лаборатории им. Монда в Кембридже. Сохранились свидетельства того, что когда представители Общества обратились к Резерфорду по поводу продажи оборудования Мондской лаборатории, он сердито ответил: «К сожалению, я должен согласиться. Эти машины не могут работать без Капицы, а Капица не может работать без них».
Вопрос был решен, тем не менее, Капица еще долгое время не мог продолжать полноценную научную работу.
Единственным зарубежным ученым с которым он в то время переписывался был его учитель Резерфорд. Не реже, чем два раза в месяц Резерфорд писал Капице длинные письма, рассказывая о жизни Кембриджа, о своих собственных научных успехах и о научных достижениях своей школы, давал советы и просто по-человечески подбадривал.
«…Мне хочется дать небольшой совет, – писал он в письме, датированном 21 ноября 1935 года, – хотя, может быть, он и не нужен. Я думаю, что для Вас самое важное – начать работать по устройству Вашей лаборатории как можно скорее, и постарайтесь научить ваших помощников быть полезными. Я думаю, что многие из Ваших неприятностей отпадут, когда Вы снова будете работать, и я также уверен, что Ваши отношения с властями улучшатся, как только они увидят, что Вы работаете ревностно над тем, чтобы пустить в ход Ваше предприятие… Возможно, что Вы скажете, что я не понимаю ситуации, но я уверен, что Ваше счастье в будущем зависит от того, как упорно Вы будете работать в лаборатории. Слишком много самоанализа плохо для каждого».
«…Этот семестр, – пишет Резерфорд в другом письме (от 15 мая 1936 года), – я был более занят, чем когда-либо. Но Вы знаете, мой характер очень улучшился в последние годы, и мне кажется, что никто не пострадал от него за последние несколько недель. Начните научную работу, даже если она не будет мирового значения, начните как можно скорее, и Вы сразу почувствуете себя счастливее. Чем труднее работа, тем меньше времени остается на неприятности. Вы же знаете, что некоторое количество блох хорошо для собаки, но я думаю, что Вы чувствуете, что у Вас их больше, чем нужно».
В 1935 году Капица возобновил начатые еще в Англии работы в области физики низких температур – в специально созданном для него Институте физических проблем.
«…Институт был основан постановлением правительства от 28 декабря 1934 года и назван Институтом физических проблем, – вспоминал Капица. – Это несколько необычное название должно отразить собой то, что институт не будет заниматься какой-либо определенной областью знания, а будет, вообще говоря, институтом, изучающим различные научные проблемы, круг которых определится тем персоналом, теми кадрами ученых, которые в нем будут работать. Таким образом, этот институт предназначается для чистой, а не прикладной научной работы. Я пользуюсь не особенно популярным термином „чистая наука“, так как не знаю, чем заменить это слово. Иногда говорят – теоретическая наука, но теоретической является каждая наука. По существу pure science или reine Wissenshaft – это вполне установившееся понятие. Между прикладной и чистой наукой имеется только одно различие: в прикладной науке научные проблемы идут из жизни, в то время как чистые науки сами ведут к прикладным результатам, потому что никакое научное знание не может остаться неприложимым к жизни, – оно так или иначе найдет свое применение и даст практические результаты, хотя и трудно предвидеть, когда и как это произойдет».
Капица не уставал подчеркивать указанную особенность своего института.
Он не раз говорил, что нельзя приравнивать научную работу к любой другой, основанной на планировании. «Сам Ньютон, например, не мог бы по заданному плану открыть закон тяготения, поскольку это произошло стихийно, на него нашло наитие, когда он увидел знаменитое падающее яблоко, – писал Капица. – Очевидно, что нельзя запланировать момент, когда ученый увидит падающее яблоко и как это на него подействует. Самое ценное в науке и что составляет основу большой науки не может планироваться, поскольку оно достигается творческим процессом, успех которого определяется талантом ученого».
В докладной записке, поданной в конце 30-х в Наркомфин, Капица прямо спрашивал:
«Сколько можно отпустить средств И. Ньютону под его работу по вопросу всемирного тяготения? Неужели, товарищ нарком, когда вы смотрите на картину Рембрандта, Вас интересует, сколько Рембрандт заплатил за кисти и холст? Зачем же, когда вы рассматриваете научную работу, вас интересует, во сколько обошлись приборы или сколько материалов на это истрачено? Если научная работа дала значительные результаты, то ценность ее совершенно несоизмерима с материальными затратами».
При создании института Капица попросил возглавить теоретический отдел немецкого физика Макса Борна, который в это время бежал из фашистской Германии, однако Борн не принял предложения. Тогда в этот отдел Капица пригласил молодого Льва Ландау.
«С этого месяца ко мне идет работать тов. Л. Д. Ландау, – писал Капица в феврале 1937 года Председателю Совнаркома СССР Молотову, – доктор физики, один из самых талантливых физиков-теоретиков у нас в Союзе. Цель его привлечения – занятие всеми теоретическими работами, которые связаны с экспериментальной работой нашего института. Опыт показывает, что совместная работа экспериментальных работников с теоретиками представляет собой лучшее средство, чтобы теория не была оторвана от эксперимента, и в то же время экспериментальные данные получали должное теоретическое обобщение, а у всех научных сотрудников воспитывался широкий научный кругозор».
Не может не вызывать восхищения личное мужество Капицы.
Когда был арестован Ландау, Капица написал на имя Л. П. Берия следующее заявление:
«Прошу освободить из-под стражи арестованного профессора физики Льва Давидовича Ландау под мое личное поручительство. Ручаюсь перед НКВД в том, что Ландау не будет вести какой-либо контрреволюционной деятельности против советской власти в моем институте и я приму все зависящие от меня меры к тому, чтобы он и вне института никакой контрреволюционной работы не вел. В случае если я замечу со стороны Ландау какие-либо высказывания, направленные во вред советской власти, то немедленно сообщу об этом органам НКВД».
Поручительство Капицы спасло молодого физика.
Продолжая свои работы, Капица в 1934 году разработал оригинальную установку для сжижения гелия. Из-за своих необычных, даже аномальных свойств жидкий гелий всегда представлял собой привлекательный объект для исследований. В построенной Капицей установке удалось избавиться от необходимости предварительно охлаждать гелий жидким водородом. Вместо этого гелий охлаждался, совершая работу в специальном расширительном детандере. Особенность детандера состояла в том, что смазку в нем осуществлял сам гелий.
Турбодетандер Капицы заставил пересмотреть принципы создания холодильных циклов, используемых для сжижения и разделения газов, что сразу существенно изменило развитие мировой техники получения кислорода.
«…По существу, как ученый, я мог бы здесь остановиться, опубликовать свои результаты, – вспоминал Капица, – и ждать, пока техническая мысль достаточно созреет, чтобы их охватить и воплотить в жизнь. Сегодня я знаю, что этим творческим исследованием я предначертал всю ту работу, которую делал сам последние четыре года уже как инженер и которую, как я вначале предполагал, должна была бы делать наша промышленность. На этой теоретической работе я имел бы право остановиться, если бы сам не был инженером, если бы меня, не скрою этого, не разобрал задор инженера. Мне говорят, что те идеи, которые я выдвигаю, как ученый, нереальны. Я решил сделать еще шаг вперед. За полтора-два года я построил в институте машину для получения жидкого воздуха на этих новых принципах. Общие теоретические положения, которые были высказаны, оправдались».
В 1937 году Капица открыл сверхтекучесть жидкого гелия.
Капица первый показал, что вязкость жидкого гелия при температуре ниже 219 градусов по Кельвину при его протекании через тонкие щели во столько раз меньше вязкости любой самой маловязкой жидкости, что, по-видимому, равна нулю. Обстоятельно изучив свойства жидкого гелия в этом новом состоянии, Капица показал что он состоит из двух компонент – сверхтекучей и нормальной.
Работа с жидким гелием положила начало развитию совершенно нового направления в физике – квантовой физики конденсированного состояния. Для объяснения нового направления пришлось даже вводить новые квантовые понятия – так называемые элементарные возбуждения, или квазичастицы. В этих работах Капица установил очень важный факт: при передаче тепла от твердого тела к жидкому гелию на границе разделов возникает неожиданный скачок температуры, – так называемый «скачок Капицы».
24 января 1939 года Капица был избран в действительные члены Академии наук СССР. Председательствовал на заседании секретарь отделения математических и естественных наук академик А. Е. Ферсман, доклад о кандидатах делал академик С. И. Вавилов. За Капицу единогласно проголосовали все тридцать пять академиков, присутствовавших на заседании.
В самом начале войны институт Капицы был эвакуирован в Казань.
Разместились физики в здании университета и сразу приступили к монтажу вывезенного из Москвы оборудования. Достаточно быстро в казанские госпитали начал поступать кислород для раненых и больных. Жидкий кислород отправляли и на работающие заводы. «Война обостряет нужду страны в кислороде, – писал Капица. – Приходится засучив рукава самим всеми силами браться за доработку машин под промышленный тип, изучать вопросы выносливости, продолжительности эксплуатации. Это мы и делали в Казани».
В годы войны Капица создал самую мощную в мире турбинную установку для получения в больших масштабах необходимого для промышленности жидкого кислорода. При совете Министров СССР было создано специальное Управление по кислороду – Главкислород. Главной задачей Управления стала разработка и ввод в строй установок Капицы для получения жидкого кислорода.
За эти работы Капица был удостоен звания Героя Социалистического Труда.
Многие работы ученого помогли фронту, помогли стране, однако, Капица не вошел в число ученых, поддержавших создание атомного оружия. Он отказался от этой работы из-за личной антипатии к Л. П. Берия, возглавившему атомный проект. Капицу нисколько не испугало то, что в НКВД на него, как на каждого крупного ученого, уже давно лежало пухлое досье. Но, разумеется, тут же нашлись лица, которых вдруг перестала устраивать тематика его института. Одна за другой стали назначаться проверочные комиссии, приветствуемый еще вчера турбодетандерный метод в срочном порядке отменили, сам стиль руководства Капицей института был признан порочным.
В 1946 году Капицу сняли с поста директора и лишили возможности работать в им же созданном институте.
На своей даче, располагавшейся на Николиной горе, Капица организовал небольшую домашнюю лабораторию. Здесь он провел несколько очень интересных работ. В 1955 году, например, он дал объяснение шаровой молнии, указав при этом на возможность создания мощных электрических разрядов, подобных шаровым, в лабораторных условиях.
Практически все в «домашней лаборатории» Капица делал своими руками: точил металл на станке, столярничал, занимался электропроводкой.
«…Дачная сторожка, – вспоминал писатель Е. Н. Добровольский обстановку, в которой вел свои работы Капица, – была превращена в хату-лабораторию. Ее называли ИФП – Изба Физических Проблем. Состояла изба из двух комнат, кухни и гаража. В механической мастерской были токарный, фрезерный, сверлильный и заточный станки. Недалеко от лаборатории стоял сарай, превращенный в столярную мастерскую. Отопление было печное и только в последнее время водяное. Места не хватало, поэтому к лаборатории была сделана небольшая пристройка, которую назвали трюмом. Со временем появились шкафы с научными журналами и книгами. Пришлось занять еще одну комнату. Лаборатория наступала на жилой дом. Однажды понадобилось серебро для изготовления прибора. Фондов на драгметаллы хата-лаборатория не имела. Пришлось использовать серебряную столовую ложку…»
Впрочем, Капица вовсе не был забыт. За ним велось постоянное наблюдение.
Как раз в период работы Капицы в «домашней лаборатории» Сталин прислал ему на отзыв свою работу «Экономические проблемы социализма в СССР». Капица ответил Сталину рецензией на семнадцати страницах, довольно суровой, в которой, между прочим, ставил Сталину в упрек то, что он смешивает законы развития общества с законами природы.
Сталин не обиделся на критику, но конец затворничеству Капицы наступил не скоро. Только в 1954 году «домашняя лаборатория» Капицы была переведена в Институт физических проблем, а сам Капица с 1955 года вновь его возглавил. Все обвинения против ученого были сняты, он продолжил свои работы по электронике больших мощностей и физике плазмы. Занимаясь электроникой больших мощностей, Капица решил сложную математическую задачу о движении электронов в СВЧ генераторах магнетронного типа. На базе проведенных расчетов он сконструировал СВЧ генераторы нового типа – планотрон и ниготрон. Мощность ниготрона, например, составила рекордную для тех лет величину – 175 кВт в непрерывном режиме.
В процессе изучения СВЧ генераторов Капица столкнулся с неожиданным явлением: при помещении колбы, наполненной гелием, в пучок излучаемых генератором электромагнитных волн в гелии возникал разряд с очень ярким свечением, а стенки кварцевой колбы плавились. Это навело Капицу на мысль о том, что, применяя мощные СВЧ электромагнитные колебания, можно нагреть плазму до сверхвысоких температур. В 1959 году он экспериментально добился образования высокотемпературной плазмы в высокочастотном разряде. Для этого Капица присоединил к ниготрону камеру, представляющую собой резонатор для СВЧ колебаний. Наполняя камеру газами – гелием, водородом или дейтерием – под давлением в 1–2 атмосферы, он обнаружил, что в центре камеры, где интенсивность СВЧ колебаний максимальная, в газе возникает шнуровой разряд.
Применяя различные методы диагностики плазмы Капица показал, что температура электронов плазмы в шнуровом разряде составляет около 1 миллиона градусов. Это открытие указало возможный путь к решению сложнейшей задачи о создании термоядерного реактора, а также позволило произвести полный расчет такого реактора.
Вынужденное сидение на Николиной горе вызвало у ученого множество размышлений.
«Трагедия изоляции от мировой науки работ Ломоносова, Петрова и других наших ученых-одиночек, – писал Капица, – и состояла только в том, что они не могли включиться в коллективную работу ученых за границей, так как они не имели возможности путешествовать за границу. Это и есть ответ на вопрос – о причине отсутствия влияния их работ на мировую науку…
Поскольку каждая область может развиваться только по одному пути, то, чтобы не сбиваться с этого истинного пути, приходится медленно двигаться и тратить много сил на поисковые работы. Сотрудничество в научной работе и состоит в том, что эти трудоемкие поисковые работы распределяются между коллективами ученых, работающих по данному вопросу. Работы ученого, происходящие вне коллектива, обычно остаются незамеченными. Жизнь показывает, что такая коллективная работа ученых, как внутри страны, так и в международном масштабе возможна только при личном контакте…»
Капица создал новую школу физиков, отдавая им всего себя, иногда даже во вред собственной работе. При этом он часто ссылался на слова Резерфорда, что самое главное для учителя – научиться не завидовать успехам своих учеников, что, кстати, с годами становится нелегко. Сам Капица, это подтверждено многими, никогда не испытывал зависти, это было не в его характере, он всегда радовался успехам тех, кто, по его мнению, заслуживал успеха.
Капица не раз подчеркивал, что ученый должен работать постоянно.
«Я уверен, что в тот момент, когда даже самый крупный ученый перестает работать сам в лаборатории, он не только прекращает свой рост, но и вообще перестает быть ученым. Только когда работаешь в лаборатории сам, своими руками, проводишь эксперименты, пускай даже в самой рутинной их части, только при этом условии можно добиться настоящих успехов в науке.
Чужими руками хорошей науки не сделаешь».
Капица считал, что создание здоровой среды для формирования молодых ученых – дело гораздо более трудное, чем специальное обучение или постройка новых институтов. Здоровая научная среда позволяет объективно оценивать человека независимо от научного авторитета, от должности, заставляет ученого дорожить своей репутацией, искать нетривиальное решение проблем. Свою Нобелевскую лекцию, прочитанную в 1978 году, Капица закончил такими словами: «…Основная привлекательность научной работы как раз в том, что она приводит к проблемам, решение которых нельзя предвидеть».
С 1955 года Капица редактировал «Журнал экспериментальной и теоретической физики», активно работал в Советском национальном комитете Пагуошского движения. Он состоял действительным членом Лондонского королевского общества (1929), Национальной Академии наук США (1946), Датской королевской Академии наук (1946), Шведской королевской Академии наук (1966), Польской Академии наук (1963) и многих других отечественных и зарубежных научных обществ и учреждений.
Будучи с 1947 года профессором МФТИ, Капица всегда сам проводил заседания Государственной экзаменационной комиссии по защите дипломов, по крайней мере, тех, которые выполнялись в Институте физических проблем.
Никогда Капица не терял юмора.
В любой момент он готов был рассказать самую невероятную .
«Капица рассказал однажды, – вспоминал историк науки Ф. Кедров, – как он однажды обедал в Тринити-колледж со своим старым коллегой лордом Адрианом и другими учеными. В колледже все оставалось таким же, как более 30 лет назад. На стенах висели хорошо знакомые Петру Леонидовичу картины – портрет Генриха VIII и „Мальчик в синем“ Рейнолдса. И все же Капица чувствовал какую-то неловкость. И вдруг его осенило: все вокруг в докторских мантиях, а он один без мантии. Он вспомнил, что когда-то оставил свою докторскую мантию на крючке в прихожей Тринити-колледжа. Подозвав батлера (официанта), Петр Леонидович сказал ему: „Я оставил свою докторскую мантию в прихожей. Не поищите ли вы ее там?“ Батлер вежливо спросил: „Когда вы ее оставили в прихожей, сэр?“ Капица ответил: „Тридцать три года тому назад“. Батлер не выразил никакого удивления: „Да, сэр, конечно, я посмотрю“.
И представьте себе, рассмеялся Капица, он нашел мою мантию».
Научные заслуги Капицы были высоко оценены.
Он – Нобелевский лауреат 1978 года, дважды Герой Социалистического Труда (1945, 1974), дважды лауреат Государственной премии (1941, 1943). Он был награжден шестью орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени, Золотой медалью имени Ломоносова, медалями Фарадея, Франклина, Бора, Резерфорда.
Умер в 1984 году, чуть-чуть не дожив до девяностолетия.
И в лаборатории Резерфорда, и в кабинете Института физических проблем, и в «домашней лаборатории» на Николиной горе – Капица всегда был на месте.
Более того, его место всегда было лучшее.
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.
Дата рождения: |
|
Место рождения: |
Кронштадт, Санкт-Петербургская губерния, Российская империя |
Дата смерти: |
|
Место смерти: |
Москва, РСФСР, СССР |
Научная сфера: |
|
Место работы: |
Петербургский политехнический институт, Кембридж, ИФП, МФТИ, МГУ, Институт кристаллографии |
Альма-матер: |
Петербургский политехнический институт |
Научный руководитель: |
А. Ф. Иоффе, Э. Резерфорд |
Известные ученики: |
Александр Шальников Николай Алексеевский |
Награды и премии: |
Нобелевская премия по физике (1978), Большая золотая медаль имени М. В. Ломоносова (1959) |
Молодые годы
Возвращение в СССР
1934-1941 годы
Военные и послевоенные годы
Последние годы
Научное наследие
Работы 1920-1980 годов
Открытие сверхтекучести
Гражданская позиция
Семья и личная жизнь
Награды и премии
Библиография
Книги о П. Л. Капице
(26 июня (8 июля) 1894, Кронштадт - 8 апреля 1984, Москва) - инженер, физик, академик АН СССР (1939).
Лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за открытие явления сверхтекучести жидкого гелия, ввёл в научный обиход термин «сверхтекучесть». Известен также работами в области физики низких температур, изучении сверхсильных магнитных полей и удержания высокотемпературной плазмы. Разработал высокопроизводительную промышленную установку для ожижения газов (турбодетандер). С 1921 по 1934 год работал в Кембридже под руководством Резерфорда. С 1934 года переехал в СССР. С 1946 по 1955 годы был уволен из государственных советских учреждений из-за отказа сотрудничать с властями в работе над советским атомным проектом. Он работал в нескольких местах одновременно. Но ему было оставлена возможность до 1950 г. работать профессором в МГУ им. Ломоносова.
Дважды лауреат Сталинской премии (1941, 1943). Награждён большой золотой медалью имени М. В. Ломоносова АН СССР (1959). Дважды Герой Социалистического Труда (1945, 1974). Действительный член Лондонского Королевского общества (Fellow of the Royal Society).
Видный организатор науки. Основатель Института физических проблем (ИФП), директором которого оставался вплоть до последних дней жизни. Один из основателей Московского физико-технического института. Первый заведующий кафедрой физики низких температур физического факультета МГУ.
Биография
Молодые годы
Пётр Леонидович Капица родился в Кронштадте, в семье военного инженера Леонида Петровича Капицы и его жены Ольги Иеронимовны. В 1905 году поступил в гимназию. Через год из-за слабой успеваемости по латыни переходит в Кронштадское реальное училище. Окончив училище, в 1914 году поступает на электромеханический факультет Петербургского политехнического института. Способного студента быстро замечает А. Ф. Иоффе, привлекает на свой семинар и работу в лаборатории. Первая мировая война застала молодого человека в Шотландии, которую он посетил на летних каникулах с целью изучения языка. В Россию он вернулся в ноябре 1914-го и через год добровольцем отправляется на фронт. Капица служил водителем на санитарном автомобиле и возил раненых на польском фронте. В 1916-м демобилизовавшись, возвращается назад в Петербург продолжать учёбу.
Ещё до защиты диплома А. Ф. Иоффе приглашает Петра Капицу на работу в Физико-технический отдел недавно созданного Рентгенологического и радиологического института (преобразованного в ноябре 1921 года в Физико-технический институт). Учёный публикует свои первые научные работы в ЖРФХО и начинает преподавательскую деятельность.
Иоффе считал, что перспективному молодому физику необходимо продолжить учёбу в авторитетной зарубежной научной школе, но организовать выезд за границу долго не удавалось. Благодаря содействию Крылова и вмешательству Максима Горького в 1921 году Капица, в составе специальной комиссии, командирован в Англию. Благодаря рекомендации Иоффе ему удаётся устроиться в Кавендишской лаборатории под начало Эрнеста Резерфорда и с 22 июля Капица начинает работать в Кембридже. Молодой советский учёный быстро заслуживает уважение коллег и руководства благодаря таланту инженера и экспериментатора. Работы в области сверхсильных магнитных полей приносят ему широкую известность в научных кругах. Поначалу взаимоотношения Резерфорда и Капицы складывались непросто, но постепенно советскому физику удалось завоевать и его доверие и вскоре они стали очень близкими друзьями. Капица дал Резерфорду знаменитое прозвище «крокодил». Уже в 1921 году, когда Кавендишскую лабораторию посетил известный экспериментатор Роберт Вуд, Резерфорд поручил провести эффектный показательный опыт перед знаменитым гостем именно Петру Капице.
Темой докторской диссертации, которую Капица защитил в Кембридже в 1922 году, стало «Прохождение альфа-частиц через вещество и методы получения магнитных полей». С января 1925 года Капица - заместитель директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям. В 1929 году Капица избран действительным членом Лондонского Королевского общества. В ноябре 1930 года Совет Королевского общества принимает решение о выделении 15 000 фунтов стерлингов на строительство в Кембридже специальной лаборатории для Капицы. Торжественное открытие Мондовской лаборатории (по имени промышленника и филантропа Монда) состоялось 3 февраля 1933 года. Капица избирается Мессельским профессором Королевского общества. Лидер консервативной партии Англии, бывший премьер-министр страны Стэнли Болдуин в своей речи на открытии отметил:
Капица поддерживает связи с СССР и всячески содействует международному научному обмену опытом. В «Международной серии монографий по физике» издательства Оксфордского университета, одним из редакторов которой был Капица, выходят монографии Георгия Гамова, Якова Френкеля, Николая Семёнова. В Англию по его приглашению приезжает на стажировку Юлий Харитон и Кирилл Синельников.
Ещё в 1922 году Фёдор Щербатской высказывался о возможности избрания Петра Капицы в Российскую Академию Наук. В 1929 году целый ряд ведущих учёных подписались под представлением на избрание в АН СССР. 22 февраля 1929 г. непременный секретарь АН СССР Ольденбург сообщает Капице, что: «Академия наук, желая выразить свое глубокое уважение к ученым заслугам Вашим в области физических наук, избрала Вас на Общем собрании Академии наук СССР 13 февраля с.г. в свои члены-корреспонденты».
Возвращение в СССР
XVII съезд ВКП(б) оценил значительный вклад ученых и специалистов в успехе индустриализации страны и выполнении первой пятилетки. Однако, одновременно с этим, правила выезда специалистов за границу стали более строгими и за их исполнением теперь следила специальная комиссия.
Не остались без внимания многочисленные случаи невозвращения советских учёных. В 1936 г В. Н. Ипатьев и А. Е. Чичибабин были лишены советского гражданства и исключены из состава Академии наук за то, что остались за рубежом после командировки. Широкий резонанс в научных кругах имела аналогичная история с молодыми учёными: Г. А. Гамовым и Ф. Г. Добжанским.
Деятельность Капицы в Кембридже не оставалась незамеченной. Особое беспокойство властей вызывал факт того, что Капица оказывал консультации европейским промышленникам. По мнению историка Владимира Есакова ещё задолго до 1934 года был разработан план связанный с Капицей и о нём знал Сталин. С августа по октябрь 1934 года был принят ряд постановлений Политбюро, пописанных Кагановичем, предписывающих задержать учёного в СССР. Окончательная резолюция гласила:
До 1934 года Капица с семьёй жил в Англии и регулярно приезжал в СССР на отдых и повидать родных. Правительство СССР несколько раз предлагало ему остаться на Родине, но учёный неизменно отказывался. В конце августа Пётр Леонидович, как и в предыдущие годы, собирался навестить маму и принять участие в международном конгрессе, посвященном 100-летию со дня рождения Дмитрия Менделеева.
После приезда в Ленинград 21 сентября 1934 г. Капицу вызвали в Москву, в Совет Народных Комиссаров где он встретился с Пятаковым. Заместитель наркома тяжёлой промышленности рекомендовал как следует обдумать предложение остаться. Капица отказался и его отправили на приём в вышестоящую инстанцию к Межлауку. Председатель Госплана сообщил учёному, что выезд за границу невозможен и виза аннулирована. Капица был вынужден переехать к матери, а его супруга, Анна Алексеевна, уехала в Кембридж к детям одна. Английская пресса, комментируя случившееся, писала о том, что профессора Капицу принудительно задержали в СССР.
Пётр Леонидович был глубоко разочарован. Поначалу даже хотел уйти из физики и переключиться на биофизику, став ассистентом Павлова. Обращался с просьбой о помощи и вмешательстве Полю Ланжевену, Альберт Эйнштейну и Эрнесту Резерфорду. В письме Резерфорду он писал, что едва пришёл в себя после шока от случившегося и благодарил учителя за помощь его семье оставшейся в Англии. Резерфорд письмом к полпреду СССР в Англии обратился за разъяснениями - почему известному физику отказывают в возвращении в Кембридж. В ответном письме ему сообщили, что возвращение Капицы в СССР продиктовано запланированным в пятилетнем плане ускоренным развитием советской науки и промышленности.
1934-1941 годы
Первые месяцы в СССР прошли трудно - не было работы и определённости с будущим. Жить пришлось в стеснённых условиях коммунальной квартиры у матери Петра Леонидовича. Очень помогли ему в тот момент друзья Николай Семёнов, Алексей Бах, Фёдор Щербатской. Постепенно Пётр Леонидович пришёл в себя и согласился продолжить работу по специальности. В качестве условия потребовал перевезти Мондовскую лабораторию, в которой он работал, в СССР. Если Резерфорд откажется передать или продать оборудование, то необходимо будет приобрести дубликаты уникальных приборов. Решением Политбюро ЦК ВКП(б) было выделено 30 тыс. фунтов стерлингов на закупку оборудования.
23 декабря 1934 г. Вячеслав Молотов подписал постановление об организации в составе Академии наук СССР Института физических проблем (ИФП). 3 января 1935 г. газеты «Правда» и «Известия» сообщили о назначении Капицы директором нового института. В начале 1935 года Капица переезжает из Ленинграда в Москву - в гостиницу «Метрополь», получает в распоряжение личный автомобиль. В мае 1935 года началось строительство институтского лабораторного корпуса на Воробьёвых горах. После довольно сложных переговоров с Резерфордом и Кокрофтом (Капица не принимал в них участия) удалось прийти к соглашению об условиях передачи лаборатории в СССР. В период с 1935 по 1937 год постепенно было получено оборудование из Англии. Дело сильно стопорилось из-за нерасторопности чиновников занимавшихся поставкой и понадобилось писать письма высшему руководству СССР, вплоть до Сталина. В итоге удалось получить всё, что требовал Пётр Леонидович. В Москву приехали два опытных инженера, которые помогали в монтаже и настройке - механик Пирсон и лаборант Лауэрман.
В своих письмах конца 1930-х годов Капица признавался о том, что возможности для работы в СССР уступают тем что были за рубежом - это даже несмотря на то, что он получил в своё распоряжение научное учреждение и практически не испытывал проблем с финансированием. Угнетало то что проблемы, решавшиеся в Англии одним телефонным звонком, погрязали в бюрократизме. Резкие высказывания учёного и исключительные условия созданные ему властями не способствовали налаживанию взаимопонимания с коллегами по академической среде.
В 1935 году кандидатура Капицы даже не рассматривается на выборах в действительные члены АН СССР. Он неоднократно пишет записки и письма о возможностях реформы советской науки и академической системы представителям власти, но не получает внятной реакции. Несколько раз Капица принимал участие в заседаниях Президиума Академии Наук СССР, но как сам вспоминал после двух-трёх раз «устранился». В деле организации работы Института Физических Проблем Капица не получил сколько-нибудь серьёзной помощи и полагался в основном на свои силы.
В январе 1936 года из Англии возвращается Анна Алексеевна с детьми и семья Капицы переезжает в коттедж, построенный на территории института. К марту 1937 года закончилось строительство нового института, перевезена и смонтирована большая часть приборов и Капица возвращается к активной научной деятельности. В это же время при Институте Физических проблем начинает работать «капичник» - знаменитый семинар Петра Леонидовича, который вскоре приобретает всесоюзную известность.
В январе 1938 года году Капица публикует в журнале Nature статью о фундаментальном открытии - явление сверхтекучести жидкого гелия и продолжает исследования в новом направлении физики. Одновременно коллектив института возглавляемого Петром Леонидовичем активно работает над чисто практической задачей совершенствования конструкции новой установки для производства жидкого воздуха и кислорода - турбодетандера. Принципиально новый подход академика к функционированию криогенных установок вызывает бурные дискуссии как в СССР так и за рубежом. Однако деятельность Капицы получает одобрение и возглавляемый им институт ставят в качестве примера эффективной организации научного процесса. На общем собрании Отделения математических и естественных наук АН СССР 24 января 1939 г., единодушным голосованием Капица был принят в действительные члены Академии наук СССР.
Военные и послевоенные годы
Во время войны ИФП был эвакуирован в Казань, туда же переехала из Ленинграда семья Петра Леонидовича. В военные годы необходимость в производстве жидкого кислорода и воздуха в промышленных масштабах резко возрастает. Капица работает над внедрением в производство разработанной им кислородной криогенной установки. В 1942 г. первый экземпляр «Объекта № 1» - турбокислородной установки ТК-200 производительностью до 200 кг/ч жидкого кислорода - был изготовлен и в начале 1943 г. запущен в эксплуатацию. В 1945 году сдан «Объект № 2» - установка ТК-2000 с производительностью в десять раз больше.
По его предложению 8 мая 1943 года постановлением Государственного комитета обороны создается Главное управление по кислороду при СНК СССР, начальником Главкислорода назначается Пётр Капица. В 1945 г. организован специальный институт кислородного машиностроения - ВНИИКИМАШ и начал выходить новый журнал «Кислород». В 1945 году Капица награждён золотой звездой Героя социалистического труда, а возглавляемый им институт Орденом Трудового красного знамени.
Помимо практической деятельности Капица находит время и для преподавания. C 1 октября 1943 г. Капица зачислен на должность заведующего кафедрой низких температур физического факультета МГУ. В 1944 году, в момент смены заведующего кафедрой стал главным автором письма 14 академиков, которое привлекло внимание правительства к ситуации на кафедре теоретической физики физического факультета МГУ. В результате заведующим кафедрой после Игоря Тамма стал не Анатолий Власов, а Владимир Фок. Недолго проработав на этой должности Фок через два месяца покинул этот пост. Капица подписал письмо четырёх академиков Молотову, автором которого был А. Ф. Иоффе. Это письмо инициировало разрешение противостояния между так называемой «академической» и «университетской» физикой.
Тем временем, во второй половине 1945 года, сразу по окончании войны, в активную фазу вступает советский атомный проект. 20 августа 1945 г. был создан атомный Спецкомитет при Совнаркоме СССР, руководителем которого стал Лаврентий Берия. В комитет первоначально вошли лишь два физика. Курчатов был назначен научным руководителем всех работ. Капице, который не являлся специалистом в ядерной физике, было поручено возглавить отдельные направления (низкотемпературная технологии разделения изотопов урана). У Капицы сразу же возникает недовольство методами руководства Берия. Он весьма нелицеприятно и остро отзывается о генеральном комиссаре госбезопасности - как в личном, так и в профессиональном плане. 3 октября 1945 г. Капица пишет Сталину письмо с просьбой освободить его от работы в Комитете. Ответа не последовало. 25 ноября Капица пишет второе письмо, более подробное (на 8 страницах). 21 декабря 1945 г. Сталин разрешает отставку Капицы.
Собственно во втором письме Капица описал как необходимо, на его взгляд, реализовывать атомный проект, детально определив план действий на два года. Как полагают биографы академика - Капица в то время не знал о том, что на руках у Курчатова и Берия в то время уже были полученные советской разведкой данные об американской атомной программе. Предлагавшийся Капицей план, хотя и был достаточно быстр в исполнении, но недостаточно скор для сложившейся политической обстановки вокруг разработки первой советской атомной бомбы. В исторической литературе часто упоминается о том, что Сталин передал Берия, который предлагал арестовать независимого и резкого в суждениях академика «Я тебе его сниму, но ты его не трогай». Авторитетные биографы Петра Леонидовича не подтверждают историческую достоверность подобных слов Сталина, хотя известно, что Капица позволял себе совершенно исключительное для советского учёного и гражданина поведение. По мнению историка Лорен Грэхэм Сталин ценил в Капице прямоту и откровенность. Свои послания советским лидерам Капица, при всей остроте поднимаемых ими проблем, держал в тайне (содержание большинства писем было раскрыто после его смерти) и свои идеи широко не пропагандировал.
В это же время, в 1945-1946 годах снова обостряется полемика вокруг турбодетандера и промышленного производства жидкого кислорода. Капица вступает в дискуссию с ведущими советскими инженерами-криогенщиками, не признающими его как специалиста в этой области. Государственная комиссия признаёт перспективность разработок Капицы, но полагает, что запуск в промышленную серию будет преждевременным. Установки Капицы разбирают, и проект оказывается заморожен.
17 августа 1946 года Капицу снимают с должности директора ИФП. Он удаляется на государственную дачу, на Николину гору. Вместо Капицы директором института назначают Александрова. По словам академика Фейнберга в это время Капица находился «в ссылке, под домашним арестом». Дача была собственностью Петра Леониовича, но имущество и мебель внутри были большей частью государственные и их практически полностью вывезли. В 1950 году он был уволен и с физико-технического факультета МГУ, где читал лекции.
В своих воспоминаниях Пётр Леонидович писал о преследовании со стороны силовых структур, прямой слежке, инициированной Лаврентием Берия. Тем не менее академик не оставляет научную деятельность и продолжает исследования в области физики низких температур, разделения изотопов урана и водорода, совершенствует познания в математике. Благодаря содействию президента АН СССР Сергея Вавилова удалось получить минимальный комплект лабораторного оборудования и смонтировать его на даче. В многочисленных в письмах Молотову и Маленкову Капица пишет об экспериментах проводимых в кустарных условиях и просит о возможности вернуться к нормальной работе. В декабре 1949 года Капица, несмотря на приглашение, проигнорировал торжественное заседание в МГУ посвящённое 70-летию Сталина.
Последние годы
Ситуация изменилась только в 1953 году после смерти Сталина и ареста Берия. 3 июня 1955 года Капица после встречи с Хрущёвым возвратился на пост директора ИФП. Тогда же был назначен главным редактором ведущего физического журнала страны - «Журнала экспериментальной и теоретической физики». С 1956 Капица один из организаторов и первый заведующий кафедры физики и техники низких температур МФТИ. В 1957-1984 - член президиума АН СССР.
Капица продолжает активную научную и педагогическую деятельность. В этот период внимание учёного привлекают свойства плазмы, гидродинамика тонких слоёв жидкости и даже природа шаровой молнии. Он продолжает свой вести семинар, где почитали за честь выступить лучшие физики страны. «Капичник» стал, своего рода, научным клубом куда приглашались не только физики, но и представители других наук, деятели культуры и искусства.
Помимо достижений в науке, Капица проявил себя как администратор и организатор. Под его руководством Институт физических проблем стал одним из наиболее продуктивных учреждений Академии наук СССР, привлек многих ведущих специалистов страны. В 1964 году академик высказал идею создания научно популярного издания для молодёжи. Первый номер журнала «Квант» вышел в 1970 году. Капица принимал участие в создании научно-исследовательского центра Академгородка неподалеку от Новосибирска, и высшего учебного заведения нового типа - Московского физико-технического института. Построенные Капицей установки для сжижения газов после долгой полемики конца 1940-х нашли широкое применение в промышленности. Использование кислорода для кислородного дутья привело к перевороту в сталелитейной промышленности.
В 1965 году, впервые после более чем тридцатилетнего перерыва, Капица получил разрешение на выезд из Советского Союза в Данию для получения Международной золотой медали Нильса Бора. Там он посетил научные лаборатории и выступил с лекцией по физике высоких энергий. В 1969 году ученый вместе с супругой впервые посетил Соединенные Штаты.
В последние годы Капица заинтересовался управляемой термоядерной реакцией. В 1978 году академику Петру Леонидовичу Капице была присуждена Нобелевская премия по физике «за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур». Известие о присуждении премии академик встретил во время отдыха в санатории Барвиха. Свою нобелевскую речь Капица, вопреки традиции, посвятил не тем работам, что были отмечены премией, а современным исследованиям. Капица сослался на то, что от вопросов в области физики низких температур он отошёл около 30 лет назад и ныне увлечён другими идеями. Нобелевская речь лауреата называлась «Плазма и управляемая термоядерная реакция» (Plasma and the controlled thermonuclear reaction). Сергей Петрович Капица вспоминал о том, что отец полностью оставил премию себе (положил на свой имя в один из шведских банков) и ничего не отдал государству.
|
Эти наблюдения привели к мысли, что шаровая молния - тоже явление, создаваемое высокочастотными колебаниями, возникающими в грозовых облаках после обычной молнии. Таким образом подводилась энергия, необходимая для поддержания продолжительного свечения шаровой молнии. Эта гипотеза была опубликована в 1955 г. Через несколько лет у нас появилась возможность возобновить эти опыты. В марте 1958 г. Уже в шаровом резонаторе, наполненном гелием при атмосферном давлении, в резонансном режиме при интенсивных непрерывных колебаниях типа Нох возникал свободно парящий газовый разряд овальной формы. Этот разряд образовывался в области максимума электрического поля и медленно двигался по кругу, совпадающему с силовой линией. Фрагмент нобелевской лекции Капицы. |
Вплоть до последних дней жизни Капица сохранял интерес к научной деятельности, продолжал работать в лаборатории и оставался на посту директора Института Физических проблем.
22 марта 1984 г Пётр Леонидович почувствовал себя плохо и его увезли в больницу, где ему диагностировали инсульт. 8 апреля, не приходя в сознание, Капица скончался. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
Научное наследие
Работы 1920-1980 годов
Одна из первых значительных научных работ (совместно с Николаем Семёновым, 1918 год) посвящена измерению магнитного момента атома в неоднородном магнитном поле, который в 1922 году был усовершенствован в так называемом опыте Штерна - Герлаха.
Работая в Кембридже Капица вплотную занялся исследованиями сверхсильных магнитных полей и их влиянию на траекторию элементарных частиц. Одним из первых Капица в 1923 году поместил камеру Вильсона в сильное магнитное поле и наблюдал искривление треков альфа-частиц. В 1924 году он получил магнитное поле с индукцией в 320 килогауссов в объёме 2 см3. В 1928 году сформулировал закон линейного возрастания электрического сопротивления ряда металлов от напряженности магнитного поля (закон Капицы).
Создание оборудования для исследования эффектов, связанных с влиянием сильных магнитных полей на свойства вещества, в частности на магнитное сопротивление, привело Капицу к проблематике физики низких температур. Для осуществления экспериментов, прежде всего, необходимо было располагать значительным количеством сжиженных газов. Существовавшие в 1920-1930-е годы методики были малоэффективны. Разрабатывая принципиально новые холодильные машины и установки, Капица в 1934 году, используя оригинальный инженерный подход, построил высокопроизводительную установку по сжижению газов. Ему удалось разработать процесс, при котором исключалась фаза сжатия и высокой очистки воздуха. Теперь не требовалось сжимать воздух до 200 атмосфер - достаточно было пяти. За счёт этого удалось повысить КПД с 0.65 до 0.85-0.90, а цену установки снизить почти в десять раз. В ходе работ над совершенствованием турбодетандера удалось преодолеть интересную инженерную проблему замерзания смазки движущихся частей при низких температурах - для смазки был использован сам жидкий гелий. Значителен вклад учёного был не только в разработку экспериментального образца но и доведение технологии до серийного производства.
В послевоенные годы Капицу привлекает электроника больших мощностей. Развил общую теорию электронных приборов магнетронного типа и создал магнетронные генераторы непрерывного действия. Капица выдвинул гипотезу о природе шаровой молнии. Экспериментально обнаружил образование высокотемпературной плазмы в высокочастотном разряде. Капица высказал ряд оригинальных идей, например - уничтожения ядерных боеприпасов в воздухе с помощью мощных пучков электромагнитных волн. В последние годы работал над вопросами термоядерного синтеза и проблемой удержания высокотемпературной плазмы в магнитном поле.
Именем Капицы назван «маятник Капицы» - механический феномен демонстрирующий устойчивость вне положения равновесия. Также известен квантовомеханический эффект Капицы-Дирака, демонстрирующий рассеяние электронов в поле стоячей электромагнитной волны.
Открытие сверхтекучести
Ещё Камерлинг-Оннес, исследуя свойства впервые полученного им жидкого гелия, отметил его необычно высокую теплопроводность. Жидкость с аномальными физическими свойствами привлекала внимание учёных. Благодаря установке Капицы, которая начала работать в 1934 году удалось получить жидкий гелий в значительных количествах. Камерлинг-Оннес в первых экспериментах получил порядка 60 см3 гелия, тогда как первая установка Капицы имела производительность около 2 литров в час. События 1934-1937 годов связанные с отлучением от работы в Мондовской лабораторией и принудительным задержанием в СССР сильно задержали ход исследований. Только в 1937 году Капица восстановил лабораторное оборудование и вернулся в новом институте к прежним наработкам в области физики низких температур. Тем временем, на бывшем рабочем месте Капицы по приглашению Резерфорда начали работу в той же области молодые канадские учёные Джон Аллен и Остин Майзнер. В Мондовской лаборатории осталась экспериментальная установка Капицы по получению жидкого гелия - с ней и работали Ален и Майзнер. В ноябре 1937 они получили достоверные экспериментальные результаты по изменению свойств гелия.
Историки науки, рассказывая о событиях на рубеже 1937-1938 годов, отмечают то, что в соревновании приоритетов Капицы и Аллена с Джонсом есть некоторые спорные моменты. Пётр Леонидович формально раньше своих зарубежных конкурентов прислал материалы в Nature - редакция их получила 3 декабря 1937 года, однако не торопилась публиковать, ожидая проверки. Зная о том, что проверка может затянуться, Капица в письме уточнил - гранки может проверить Джон Кокрофт, директор Мондовской лаборатории. Кокрофт ознакомившись со статьёй проинформировал о ней своих сотрудников - Аллена и Джонса, поторопив их с публикацией. Кокрофт, близкий друг Капицы, был удивлён тем, что Капица только в последний момент дал ему знать о фундаментальном открытии. Стоит отметить, что Капица ещё в июне 1937 года в письме Нильсу Бору сообщал о том, что значительно продвинулся в исследованиях жидкого гелия.
В итоге обе статьи увидели свет в одном номере Nature от 8 января 1938 года. В них сообщалось о скачкообразном изменении вязкости гелия при температуре ниже 2,17 Кельвина. Сложность задачи решённой учёными заключалась в том, что точное измерение величины вязкости жидкости, которая свободно протекала в полумикронное отверстие, было нелегко оценить. Возникающая турбулентность жидкости вносила значительную погрешность в измерение. Учёные исповедовали разный экспериментальный подход. Аллен и Майзнер рассматривали поведение гелия-II в тонких капиллярах (ту же методику использовал первооткрыватель жидкого гелия Камерлинг-Оннес). Капица исследовал поведение жидкости между двумя отшлифованными диска и оценил полученное значение вязкости ниже величины 10−9 П. Новое фазовое состояние Капица назвал сверхтекучестью гелия. Советский учёный не отрицал того, что вклад в открытие во многом был совместным. Так например в своей лекции Капица подчёркивал, что уникальное явление фонтанирования гелия-II впервые наблюдали и описали Ален и Майзнер.
Вслед за этими работами последовало теоретическое обоснование наблюдаемого явления. Его дали в 1939-1941 годах Лев Ландау, Фритц Лондон и Ласло Тисса, предложившие так называемую двухжидкостную модель. Сам Капица в 1938-1941 годах продолжил исследования гелия-II, в частности подтвердив предсказанную Ландау скорость звука в жидком гелии. Исследование жидкого гелия как квантовой жидкости (Конденсат Бозе - Эйнштейна) стало важным направлением в физике, давшим целый ряд замечательных научных работ. Лев Ландау получил в 1962 году Нобелевскую премию в знак признания заслуг в построении теоретической модели сверхтекучести жидкого гелия.
Нильс Бор трижды рекомендовал нобелевскому комитету кандидатуру Петра Леонидовича: в 1948, 1956 и 1960 годах. Однако присуждение премии произошло только в 1978. Противоречивая ситуация с приоритетом открытия по мнению многих исследователей науки привела к тому, что Нобелевский комитет многие годы тянул с присуждением премии советскому физику. Аллен и Майзнер не были отмечены премией, хотя научное сообщество признает их важный вклад в открытие явления.
Гражданская позиция
В 1966 году подписал письмо 25-ти деятелей культуры и науки генеральному секретарю ЦК КПСС Л. И. Брежневу против реабилитации Сталина.
Историки науки и те, кто близко знал Петра Леонидовича, описывали его как многогранную и своеобразную личность. Он сочетал в себе многие качества: интуицию и инженерное чутьё физика-экспериментатора; прагматизм и деловой подход организатора науки; независимость суждений в общении с властями.
Если нужно было решать какие-то организационные вопросы, Капица предпочитал не звонить по телефону, а написать письмо и в нём ясно изложить суть дела. Такая форма обращения предполагала столь же ясный письменный ответ. Капица считал, что в письме труднее «замотать» дело, чем в телефонном разговоре. В отстаивании своей гражданской позиции Капица был последователен и настойчив, написав около 300 посланий высшим руководителям СССР, затрагивающих самые острые темы. Как писал Юрий Осипьян, он умел разумно сочетать разрушительный пафос с созидательной деятельностью .
Известны примеры того, как в сложное время 1930-х годов Капица защищал своих коллег, попавших под подозрение силовых структур. Академики Фок и Ландау обязаны освобождением Капице. Ландау выпустили из тюрьмы НКВД под личное поручительство Петра Леонидовича. Формальным предлогом стала необходимость поддержки со стороны физика-теоретика для обоснования модели сверхпроводимости. Между тем, обвинения против Ландау были чрезвычайно серьёзными, так как он открыто выступал против власти и действительно участвовал в распространении контрреволюционных материалов.
Капица также защищал опального Андрея Сахарова. В 1968 году на заседании Академии Наук СССР Келдыш призвал членов академии осудить Сахарова и в его защиту выступил Капица, заявив, что нельзя выступать против человека, если не удалось предварительно познакомиться с тем, что же он написал. В 1978 году, когда Келдыш ещё раз предложил Капице подписаться под коллективным письмом, тот вспомнил о том, как Прусская академия наук исключала из своего состава Эйнштейна и отказался подписывать письмо.
8 февраля 1956 года (за две недели до XX съезда КПСС) на заседании физического семинара Капицы с докладом о проблемах современной генетики выступили Николай Тимофеев-Ресовский и Игорь Тамм. Впервые с 1948 года состоялось официальное научное заседание, посвящённое проблемам опальной науки генетики, которое пытались сорвать сторонники Лысенко в Президиуме АН СССР и в ЦК КПСС. Капица вступал в полемику с Лысенко пытаясь предложить ему усовершенствованный метод экспериментальной проверки совершенства квадратно-гнездового метода посадки деревьев. В 1973 году Капица в письме обратился к Андропову с просьбой освободить супругу известного диссидента Вадима Делоне. Капица принимал активное участие в Пагуошском движении, выступая за использование науки исключительно в мирных целях.
Даже во времена сталинских чисток Капица поддерживал научный обмен опытом, дружеские отношения и переписку с зарубежными учёными. Они приезжали в Москву, посещали институт Капицы. Так в 1937 году лабораторию Капицы посетил американский физик Уильям Уэбстер. В СССР несколько раз приезжал друг Капицы Поль Дирак.
Капица всегда считал, что преемственность поколений в науке имеет большое значение и жизнь учёного в научной среде приобретает настоящий смысл, если он оставляет учеников. Он всячески поощрял работу с молодёжью и воспитание кадров. Так в 1930-е годы, когда жидкий гелий был большой редкостью даже в лучших лабораториях мира - студенты МГУ могли получить его в лаборатории ИФП для экспериментов.
В условиях однопартийной системы и плановой социалистической экономики Капица руководил институтом так, как сам считал необходимым. Первоначально в качестве «партийного заместителя» он назначением свыше получил Леопольда Ольберта. Через год Капица избавляется от него, выбрав себе заместителя сам - Ольгу Алексеевну Стецкую. Одно время в институте вообще не было начальника отдела кадров, и вопросами персонала ведал сам Пётр Леонидович. Он весьма свободно самостоятельно распоряжался бюджетом института, не считаясь со схемами, навязанными свыше. Известно, что Пётр Леонидович, увидев беспорядок на территории, распорядился уволить двух из трёх дворников института и оставшемуся платить тройной оклад. В Институте физических проблем работало всего 15-20 научных сотрудников, а всего в нём числилось около двухсот человек, тогда как обычно штат профильного НИИ тех времён (например ФИАНа или Физтеха) насчитывал несколько тысяч сотрудников. Капица вступал в полемику о методах ведения социалистического хозяйства, весьма вольно высказываясь о сравнении с капиталистическим миром.
|
Если взять два последних десятилетия, то оказывается, что принципиально новые направления в мировой технике, которые основываются на новых открытиях в физике, все развивались за рубежом и мы их перенимали уже после того, как они получили неоспоримое признание. Перечислю главные из них: коротковолновая техника (включая радар), телевидение, все виды реактивных двигателей в авиации, газовая турбина, атомная энергия, разделение изотопов, ускорители. Но обиднее всего то, что основные идеи этих принципиально новых направлений в развитии техники часто зарождались у нас раньше, но успешно не развивались. Так как не находили себе признания и благоприятных условий. Из письма Капицы Сталину |
Семья и личная жизнь
Отец - Леонид Петрович Капица (1864-1919), генерал-майор инженерного корпуса, строивший Кронштадтские форты, выпускник Николаевского военного инженерно-технического в Санкт-Петербурге, происходивший из польского шляхетского рода Капиц-Милевских.
Мать - Ольга Иеронимовна Капица (1866-1937), урождённая Стебницкая, педагог, специалист по детской литературе и фольклору. Её отец Иероним Иванович Стебницкий (Hieronim Stebnicki) (1832-1897) - картограф, член-корреспондент Императорской Академии наук, был главным картографом и геодезистом Кавказа, поэтому она родилась в Тифлисе. Затем из Тифлиса приехала в Санкт-Петербург и поступила на Бестужевские курсы. Преподавала на дошкольном отделении Педагогического института им. Герцена.
В 1916 году Капица женился на Надежде Черносвитовой. Её отец, член ЦК партии кадетов, депутат Государственной Думы Кирилл Черносвитов, был позже, в 1919 году, расстрелян. От первого брака у Петра Леонидовича родились дети:
- Иероним (22 июня 1917 - 13 декабря 1919, Петроград)
- Надежда (6 января 1920 - 8 января 1920, Петроград).
Умерли вместе с матерью от испанки. Похоронены все в одной могиле, на Смоленском лютеранском кладбище в Санкт-Петербурге. Пётр Леонидович тяжело переживал утрату и, как он сам вспоминал, только мать вернула его обратно к жизни.
В октябре 1926 года в Париже Капица близко познакомился с Анной Крыловой (1903-1996). В апреле 1927 года они поженились. Интересно, что предложение руки и сердца первой сделала Анна Крылова. Её отца, академика Алексея Николаевича Крылова Пётр Леонидович знал очень давно, ещё со времени комиссии 1921 года. От второго брака в семье Капицы родились два сына:
- Сергей (14 февраля 1928, Кембридж)
- Андрей (9 июля 1931, Кембридж - 2 августа 2011, Москва). В СССР вернулись в январе 1936 года.
Вместе с Анной Алексеевной Пётр Леонидович прожил 57 лет. Супруга помогала Петру Леонидовичу в подготовке рукописей. После смерти учёного она организовала в его доме музей.
В свободное время Пётр Леонидович увлекался шахматами. Во время работы в Англии выигрывал первенство графства Кембриджшир по шахматам. Любил мастерить домашнюю утварь и мебель в собственной мастерской. Ремонтировал старинные часы.
Награды и премии
- Герой Социалистического Труда (1945, 1974)
- Нобелевская премия по физике (1978)
- Сталинская премия (1941, 1943)
- Золотая медаль им. Ломоносова АН СССР (1959)
- Медали имени Фарадея (Англия, 1943), Франклина (США, 1944), Нильса Бора (Дания, 1965), Резерфорда (Англия, 1966), Камерлинг-Оннеса (Нидерланды, 1968)
Библиография
- «Всё простое - правда» (К 100-летию со дня рожд. П. Л. Капицы). под ред. П.Рубинина, М.: МФТИ, 1994. ISBN 5-7417-0003-9
- Подборка статей П.Л.Капицы
Книги о П. Л. Капице
- Балдин А. М. и др. : Пётр Леонидович Капица. Воспоминания. Письма. Документы.
- Есаков В. Д., Рубинин П. Е. Капица, Кремль и наука. - М.: Наука, 2003. - Т. Т.1: Создание института физических проблем: 1934-1938. - 654 с. - ISBN 5-02-006281-2
- Добровольский Е. Н. : Почерк Капицы.
- Кедров Ф. Б. : Капица. Жизнь и открытия.
- Андроникашвили Э. Л. : Воспоминания о жидком гелии.
