Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

В 1875 г. после окончания гимназии Герц поступает в Дрезденское, а затем в Мюн­хенское высшее техническое училище. Дело шло хорошо до тех пор, пока изучались пред­меты общего характера. Но как только началась специали­зация, Герц изменил свое решение. Он не желает быть узким специалистом, он рвется к научной работе и поступает в Бер­линский университет. Герцу повезло: его непосредственным нас­тавником оказался Гельмгольц. Хотя знаменитый физик был приверженцем теории дальнодействия, но как истинный ученый он безоговорочно признавал, что идеи Фарадея — Максвелла о близкодействии и физическом поле дают прекрасное согласие с экспериментом.

Попав в Берлинский университет, Герц с большим желанием стремился к занятиям в физических лабораториях. Но к работе в лабораториях допускались лишь те студенты, которые зани­мались решением конкурсных задач. Гельмгольц предложил Герцу задачу из области электродинамики: обладает ли элект­рический ток кинетической энергией? Гельмгольц хотел напра­вить силы Герца в область электродинамики, считая ее наиболее запутанной.

Герц принимается за решение поставленной задачи, рассчи­танное на 9 месяцев. Он сам изготовляет приборы и отлаживает их. При работе над первой проблемой сразу же выявились зало­женные в Герце черты исследователя: упорство, редкое трудо­любие и искусство экспериментатора. Задача была решена за 3 месяца. Результат, как и ожидалось, был отрицательным. (Сейчас нам ясно, что электрический ток, представляющий со­бой направленное движение электрических зарядов (электро­нов, ионов), обладает кинетической энергией. Для того чтобы Герц мог обнаружить это, надо было повысить точность его экс­перимента в тысячи раз.) Полученный результат совпадал с точ­кой зрения Гельмгольца, хотя и ошибочной, но в способностях молодого Герца он не ошибся. «Я увидел, что имел дело с учени­ком совершенно необычного дарования», — отмечал он позднее. Работа Герца была удостоена премии.

Вернувшись после летних каникул 1879 г., Герц добился раз­решения работать над другой темой: <0б индукции во вращаю­щихся телах», взятой в качестве докторской диссертации. Это была теоретическая работа. Он предполагал завершить ее за 2—3 месяца, защитить и получить поскорее звание доктора, хотя университет еще не был закончен. Работая с большим подъемом и воодушевлением, Герц быстро закончил исследование. Зашита прошла успешно, и ему присудили степень доктора с «отличи­ем» — явление исключительно редкое, тем более для студента.

С 1883 по 1885 г. Герц заведовал кафедрой теоретической физики в провинциальном городке Киле, где совсем не было физической лаборатории. Герц решил заниматься здесь теорети­ческими вопросами. Он корректирует систему уравнения элект­родинамики одного из ярких представителей дальнодействия Неймана. В результате этой работы Герц написал свою систему уравнений, из которой легко получались уравнения Максвелла. Герц разочарован, ведь он пытался доказать универсальность электродинамических теорий представителей дальнодействия, а не теории Максвелла. «Данный вывод нельзя считать точным доказательством максвелловской системы как единственно воз­можной», — делает он для себя, по существу, успокаивающий вывод.

В 1885 г. Герц принимает приглашение технической школы в Карлсруэ, где будут проведены его знаменитые опыты по распро­странению электрической силы. Еще в 1879 г. Берлинская акаде­мия наук поставила задачу: «Показать экспериментально нали­чие какой-нибудь связи между электродинамическими силами и диэлектрической поляризацией диэлектриков». Предварительные подсчеты Герца показали, что ожидаемый эффект будет очень мал даже при самых благоприятных условиях. Поэтому, видимо, он и отказался от этой работы осенью 1879 г. Однако он не пе­реставал думать о возможных путях ее решения и пришел к выводу, что для этого нужны высокочастотные электрические колебания.

Герц тщательно изучил все, что было известно к этому вре­мени об электрических колебаниях и в теоретическом, и в экс­периментальном планах. Найдя в физическом кабинете техни­ческой школы пару индукционных катушек и проводя с ними лек­ционные демонстрации, Герц обнаружил, что с их помощью можно было получить быстрые электрические колебания с пе­риодом 10^-8С. В результате экспериментов Герц создал не толь­ко высокочастотный генератор (источник высокочастотных коле­баний), но и резонатор — приемник этих колебаний.

Генератор Герца состоял из индукционной катушки и присое­диненных к ней проводов, образующих разрядный промежуток,

резонатор — из провода прямо­угольной формы и двух шари­ков на его концах, образующих также разрядный промежуток. В результате проведенных опытов Герц обнаружил, что если в генераторе будут проис­ходить высокочастотные коле­бания (в его разрядном проме­жутке проскакивает искра), то в разрядном промежутке резо­натора, удаленном от генера­тора даже на 3 м, тоже будут проскакивать маленькие искры. Таким образом, искра во второй цепи возникала без всякого непосредственного контакта с первой цепью. Каков же механизм ее передачи? Или это электрическая индукция, согласно теории Гельмгольца, или электромагнитная волна, согласно теории Максвелла? В 1887 г. Герц пока ничего еще не говорит об элек­тромагнитных волнах, хотя он уже заметил, что влияние генера­тора на приемник особенно сильно в случае резонанса (частота колебаний генератора совпадает с собственной частотой резо­натора).

Проведя многочисленные опыты при различных взаимных положениях генератора и приемника, Герц приходит к выводу о существовании электромагнитных волн, распространяющихся с конечной скоростью. Будут ли они вести себя, как свет? И Герц проводит тщательную проверку этого предположения. После изу­чения законов отражения и преломления, после установления поляризации и измерения скорости электромагнитных волн он доказал их полную аналогию со световыми. Все это было изло­жено в работе «О лучах электрической силы», вышедшей в де­кабре 1888 г. Этот год считается годом открытия электромаг­нитных волн и экспериментального подтверждения теории Макс­велла. В 1889 г., выступая на съезде немецких естествоиспыта­телей, Герц говорил: «Все эти опыты очень просты в принципе, тем не менее они влекут за собой важнейшие следствия. Они рушат всякую теорию, которая считает, что электрические силы перепрыгивают пространство мгновенно. Они означают блестя­щую победу теории Максвелла. Насколько маловероятным каза­лось ранее ее воззрение на сущность света, настолько трудно теперь не разделить это воззрение».

Напряженная работа Герца не прошла безнаказанно для его и без того слабого здоровья. Сначала отказали глаза, затем заболели уши, зубы и нос. Вскоре началось общее заражение крови, от которого и скончался знаменитый уже в свои 37 лет ученый Генрих Герц.

Герц завершил огромный труд, начатый Фарадеем. Если Максвелл преобразовал представления Фарадея в математические образы, то Герц превратил эти образы в видимые и слыши­мые электромагнитные волны, ставшие ему вечным памятником. Мы помним Г. Герца, когда слушаем радио, смотрим телевизор, когда радуемся сообщению ТАСС о новых запусках космических кораблей, с которыми поддерживается устойчивая связь с по­мощью радиоволн. И не случайно первыми словами, переданны­ми русским физиком А. С. Поповым по первой беспроволочной связи, были: «Генрих Герц».

Петр Капица

Опыт—вот учитель жизни вечный.

Гете

Академик ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА (1894—1984)—выдаю­щийся советский физик, лауреат Нобелевской премии, дважды Герой Социалистического Труда, дважды лауреат Государст­венной премии СССР, почетный член 13 национальных и 2'меж­дународных академий наук, почетный доктор многих иностран­ных университетов и институтов, обладатель различных именных медалей. Он один из крупных и талантливых организаторов со­ветской науки, первоклассный исследователь-экспериментатор, автор ряда теоретических работ и конструктор-новатор.

П. Л. Капица родился 26 июня (9 июля) 1894 г. в Кронштад­те. Его отец, Леонид Петрович, был одаренным военным инже­нером, генералом, строителем укреплений Кронштадта; мать, Ольга Иеронимовна, была высоко образованной женщиной, от­давшей много сил литературной, педагогической н общественной деятельности.

После года учебы в гимназии Петр Капица перешел в Кронш­тадтское реальное училище, которое закончил с отличием. Уже в училище обнаружились его хорошие способности к физике и электротехнике. С детства он любил конструировать, проявив особое пристрастие к часам, которые после разборки и сборки порой «отказывались ходить».

В 1912 г. Петр Леонидович поступает в Санкт-Петербургский политехнический институт на электромеханический факультет, выбрав профессию инженера-электрика. Но в 1914 г. вспыхнула первая мировая война, и третьекурсник Петр Капица был моби­лизован в армию, где служил шофером на санитарном грузовике. Только в 1916 г. после демобилизации он смог вернуться в инсти­тут и сразу же начал работать в физической лаборатории А. Ф. Иоффе. Именно Абрам Федорович первым увидел в Капи­це одаренного студента и сделал все возможное для становле­ния его как ученого. Петр Леонидович часто подчеркивал, что он — ученик, прежде всего, А. Ф. Иоффе.

В 1916 г. появляется первая научная работа П. Капицы. Она была опубликована в «Журнале русского физико-химического общества» и содержала описание оригинального и поразитель­ного по простоте способа получения тонких кварцевых нитей (стрела обмакивалась в расплавленный кварц, выстреливалась из лука и вытягивала кварцевую нить, которая застывала на ле­ту и падала вместе со стрелой на подостланное бархатное полот­но). Этот метод прочно вошел в практику, и Петр Леонидович любил демонстрировать его студентам на лекциях.

После окончания в 1918 г. политехнического института Ка­пица был оставлен преподавателем физико-механического факультета и стал одним из пер­овых сотрудников вновь создан­ного в Петрограде физического института, организованного и возглавляемого А. Ф. Иоффе.

В апреле 1921 г. П. Л. Ка­пица получил возможность вы­ехать в Англию. Это было большой радостью для молодо­го ученого, тем более что в план командировки входило посещение знаменитой Кавендишской лаборатории Резерфорда. В начале июня в Лон­дон из Германии приехал и А. Ф. Иоффе. «Капицу хочу оставить здесь на зиму у Резерфорда, если он его примет:

Красин ' дал согласие»,— пи­сал Иоффе домой.

12 июля А. Ф. Иоффе и П. Л. Капица отправились в Кем­бридж. На другой день Иоффе писал жене: «Был в Кембридже у Томсона и Резерфорда, последний пригласил меня к чаю и согласился принять в свою лабораторию Капицу». Это было дей­ствительно так. Но прежде чем Резерфорд сказал свое «да», бы­ло следующее, как говорит лабораторное предание. Со свойст­венной ему прямотой директор Кавендишской лаборатории зая­вил, что у него много иностранных стажеров и всего лишь трид­цать мест для работы. «Извините, но все места до одного заня­ты»,— заключил он.

А. Ф. Иоффе, как всегда вежливо что-то ответил, но тут вме­шался Капица,— терять-то уже все равно было нечего.

— Какова точность Ваших экспериментальных работ, профес­сор? — спросил он.

— Порядка пяти процентов,— ответил Резерфорд.

— Если к тридцати прибавить еще одного человека,—заме­тил Капица,—то этот «процент» окажется в пределах экспери­ментальной ошибки, не так ли профессор? Ведь за большей точ­ностью Вы и не гонитесь. Говорили, что Резерфорд был покорен. — Ладно, оставайтесь! — пробурчал он и, усмехнувшись, доба­вил для острастки.— Но если Вы вместо научной работы займе­тесь большевистской агитацией, я этого не потерплю!

Так Петр Леонидович остался в Кембридже. Через год он пи­сал своей матери: «Почему меня приняли? Я до сих пор этого не знаю. Я как-то об этом спросил Резерфорда. Он расхохотался и сказал: «Я сам был удивлен, когда согласился Вас принять, но, во всяком случае, я очень рад, что сделал это...»

Совместная работа великого Резерфорда, о котором Капица писал как о втором отце, как о выдающемся учителе и прекрас­ном человеке, и молодого советского физика, которого Резер­форд называл своим лучшим учеником, продолжалась с тех пор тринадцать лет, и принесла прекрасные научные результаты. Го­ловокружительным и беспримерным был взлет молодого Капи­цы в стенах Кавендиша: от начинающего исследователя до ди­ректора Мондской лаборатории на берегах Кема, члена Лондон­ского Королевского общества.

О том, как это происходило, лучше всего рассказывают пись­ма Петра Леонидовича, написанные без предварительного за­мысла, без раздумий о том, что когда-нибудь они будут важны­ми документами к жизнеописанию великого Резерфорда и само­го Капицы.

«24 июля 1921 г. Перебрался из Лондона в Кембридж и начал работать в лаборатории... Ничего не задумываю, ничего не зага­дываю. Поживем — увидим...

6 августа 1921 г. Вот уже больше двух недель я в Кембрид­же. Теперь настает самый рискованный момент — это выбор те­мы для работы.

12 августа 1921 г. Вчера в первый раз имел разговор на науч­ную тему с проф. Резерфордом. Он был очень любезен, повел к себе в комнату, показывал приборы. В этом человеке, безуслов­но, есть что-то обаятельное...

25/х—21 г. Отношения с Резерфордом или, как я его называю, Крокодилом, улучшаются. Работаю усердно с воодушевлением.

1/Х1—21 г. Результаты ( которые я получил, уже дают надеж­ду на благополучный исход моих опытов. Резерфорд доволен, как мне передавал его ассистент. Это сказывается на его отношение ко мне. Пригласил в это воскресение пить чай к себе. Он очень мил и прост. Но когда он недоволен, только держись.

22/ХП. 21 г. Сегодня, наконец, получил долгожданное откло­нение в моем приборе. Крокодил был очень доволен. Если опыты удадутся, то мне удастся решить вопрос, коий не удавалось раз­решить с 1911 г. ни самому Резерфорду, ни другому хорошему физику, Гейгеру... Завтра еду в Лондон, так как начинаются рождественские каникулы и лаборатория закрывается...

5/11.21 г. В прошлом триместре я работал по 14 ч в день, те­перь же меня хватает всего-навсего на 8—10 ч.

28/111.22 г. ...Резерфорд доволен, и у нас уже идут с ним раз­говоры о дальнейших работах. Сегодня было очень забавно... Оказалось, что мои данные ближе согласуются с данными Гейге­ра, а не Резерфорда. Когда я это ему изложил, он спокойно ска­зал мне: «Так и должно быть: работа Гейгера произведена позже, и он работал в более благоприятных условиях». Это было очень мило с его стороны...

7/1У.22 г. Работал после урочного времени по специальному разрешению Крокодила, после приходил домой и подсчитывал результаты до 4—5 ч ночи, чтобы на следующий день все опять начать с утра. Немного устал... За это время имел три долгие разговора с Резерфордом (по часу). Голова его, мамочка, дей­ствительно поразительная. Лишен всякого скептицизма, смел и увлекается страстно.

24/У.22 г. Опять работаю как вол, не менее 14 ч в день. Ду­маю написать свою работу на будущей неделе и отправить в пе­чать. Крокодил торопит'.

15/У1.22 г. Начал новую работу с одним молодым физиком ². Резерфорд увлечен моей идеей и думает, что мы будем иметь ус­пех ³. У него чертовский нюх на эксперимент, и если он думает, что что-нибудь выйдет, то это очень хороший признак.

5/ХП.22 г. Я тебе уже писал, что затеял новую работу, очень смелую и рискованную. Я волновался очень. Первые опыты сор­вались. Но Крокодил дает мне еще одну комнату и согласен на расходы.

17/УШ.22 г. Предварительные опыты окончились полной уда­чей. Резерфорд, мне передавали, только и мог говорить, что о них. Мне дано большое помещение, кроме той комнаты, в которой я работаю, и для эксперимента полного масштаба я получил раз­решение на затрату довольно крупной суммы.

2/1Х.22 г. Мои опыты принимают очень широкий размах. По­следний разговор с Резерфордом останется мне памятным на всю жизнь. После целого ряда комплиментов мне он сказал: «Я был бы очень рад, если бы имел возможность создать для вас у се­бя специальную лабораторию, чтобы вы могли работать в ней со своими учениками». (У меня работают сейчас два англи­чанина ⁴.)

29/Х122 г. Для меня сегодняшний день до известной степени исторический. Вот лежит фотография—на ней только три искрив­ленные линии. Но эти три искривленные линии — полет альфа-частицы в магнитном поле страшной силы. Эти три линии стои­ли профессору Резерфорду 150 фунтов стерлингов, а мне и Эмилю Яновичу⁵ — трех с половиной месяцев усиленной работы.

Крокодил очень доволен этими тремя искривленными линиями... Правда, это только начало работы.

' В 1922 г. П. Л. Капица закончил работу по исследованию закона потери энергии а-частнцей в среде.

² Речь идет о Блэккете.

* Имеется в виду помещение камеры Вильсона в сильное магнитное поле. ⁴ Д. Кокрофт и В. Вебстер.

⁸ Лауэрман — электрик и механик, с которым Капица был знаком еще в Петрограде.

27/1.23 г. В среду я был избран в университет, в пятницу был принят в колледж. Для меня были сделаны льготы, и кажется. через месяцев пять я смогу получить степень доктора философии (Все, конечно, устроил Резерфорд, доброте которого по отноше­нию ко мне прямо нет предела.)

18/111.23 г. Я боюсь, что у тебя превратное мнение обо мне и моем положении тут. Дело в том, что мне вовсе не сладко живет­ся на белом свете. Волнений, борьбы и работы не оберешься. Кружок, мною организованный, берет много сил '. Одно, что об­легчает мою работу, это такая заботливость Крокодила, что ее можно смело сравнить с заботливостью отца.

14/1У.23 г. Главное уже сделано и дало головокружительные результаты. Масштаб работы сейчас у меня крупный, и меня пу­гает это. Но то, что за мной стоит Крокодил, дает мне смелость и уверенность. Ты себе не можешь представить, дорогая моя, ка­кой это крупный и замечательный человек.

15/У1.23 г. Вчера я был посвящен в доктора философии. Мне так дорого стоил этот чин, что я почти без штанов. Благо Резер­форд дал взаймы, и я смогу поехать отдохнуть. Тут у меня вы­шла следующая история. В этом году освободилась стипендия имени Максвелла. Она дается на три года лучшему из работаю­щих в лаборатории, и получение ее считается большой честью. В понедельник, в последний день подачи прошения, меня позвал к себе Резерфорд и спросил, почему я не подаю на стипендию. Я отвечал, что то, что я получаю, уже считаю вполне достаточ­ным и считаю, что как иностранец-гость должен быть скромным. Он сказал, что мое иностранное происхождение нисколько не ме­шает получению стипендии... Мой отказ его, конечно, несколько озадачил и обидел...

23/УП.23 г. Резерфорд опять предложил мне ту же стипен­дию. Я сдался и подал заявление.

23/У111.23 г. Я получил стипендию им. Клерка Максвелла, а с ней и много поздравлений.

30/У111.23 г. Я затеваю еще новые опыты по весьма смелой схеме². Вчера вечером я был у Резерфорда, обсуждал часть воп­росов, остался обедать, много беседовали на разные темы. Он был очень мил и заинтересовался этими опытами. Пробыл я у

него часов пять. Он дал мне свой портрет. Я его пересниму и по­шлю тебе».

Для определения магнитного момента а-частицы Капице ну­жны были очень сильные магнитные поля. Обычно поля получа­ли с помощью электромагнитов, и рекордом была напряженность

• Дискуссионный кружок молодых физиков—«Клуб Капицы», куда вхо­дили Кокрофт, Олифант, Блэккет, Дирак и многие другие кембриджцы.

² Речь идет о начале знаменитых опытов П. Л. Капицы по созданию силь­ных магнитных полей.

50' 10³ Эо. Стремясь получить более сильное поле, французский физик Коттон построил электромагнит массой в 100 т, сумев увеличить напряженность поля всего на 25% (стоил же такой электромагнит несколько миллионов золотых франков). Таким образом, путь увеличения размеров электромагнитов для получе­ния более сильных магнитных полей был несостоятелен. Причи­на его заключалась в явлении магнитного насыщения железа.

Капица пошел по другому пути. Он решил использовать со­леноид—катушку без сердечника. Но, чтобы создать сильное поле внутри соленоида, по нему надо пропустить большой ток, что приводит к нагреву обмотки и ее сгоранию. Конечно, обмот­ку можно охлаждать, например, жидким воздухом (t= -190°С), как предложил Ж. Перрен. Но, по расчетам, для получения поля в 100-10³ Э на охлаждение соленоида потребовалось бы 90 т жидкого воздуха в час. Это технически было неосуществимо.

Петр Леонидович выдвигает совершенно новую, оригиналь­ную идею—отказаться от магнитных полей, существующих дли­тельное время, а использовать импульсные (кратковременные) поля огромной силы. Первый соленоид Капицы выдерживал мощ­ность в несколько десятков тысяч киловатт в течение сотой доли секунды, нагреваясь при этом до

100 °С. В качестве источника тока использовался аккумулятор небольшой емкости. При корот­ком замыкании сила тока в катушке достигала 7.10³ А, что да­вало возможность получить поле в 100-10³ Э. В дальнейшем вместо аккумулятора стал использоваться мощный генератор, построенный по проекту Капицы и М. Костенко английской фирмой Метрополитен-Виккерс. Ротор генератора имел массу 2,5 т и мог вращаться со скоростью 1500 об/мин. Генератор ус­пешно выдержал испытания и превзошел расчетные данные. Те­перь встала задача — создать автоматический замыкатель и размыкатель. «Эта часть оказалась очень трудной, и я сплошь проработал над ней три месяца. Она делается аэроплановой фабрикой, так как по конструкции очень похожа на клеточный распределительный механизм быстроходного аэропланового дви­гателя»,—писал Капица в июле 1925 г. М. Костенко.

С помощью этой установки П. Л. Капица получил поля напря­женностью в 300-10³ Э, а при продолжении этих опытов в Моск­ве — 500-10³ Э, т. е. в 10 раз больше рекорда, полученного с помощью электромагнитов. Кроме того, использование кратко­временных полей хотя и потребовало более быстродействующей аппаратуры, позволяло избавиться от влияния ряда мешающих явлений. Сейчас этот метод является основным в области физики элементарных' частиц, время жизни многих из которых не пре­вышает 10^-6С.

Следует отметить, что П. Капица в 1925 г. положил начало технической революции в области физики. И установка Капицы, и принцип ее действия производили сильное впечатление на уче­ных Кембриджа и его гостей. Вот как об этом писал Н. Винер:

«В Кембридже все же была одна дорогостоящая лаборатория, оборудованная по последнему слову техники. Я имею в виду ла­бораторию русского физика Капицы... Капица был пионером в создании лабораторий-заводов с мощным оборудованием».

Научившись получать сильные магнитные поля, Капица при­ступил к исследованию в них свойств металлов. Вскоре им было открыто явление линейного возрастания сопротивления метал­лов с ростом напряженности поля (линейный закон Капицы). Теоретически закон был объяснен лишь в 60-е годы.

За 10 лет (1924—1933) Петр Леонидович опубликовал более 20 работ, связанных с исследованием металлов в сильных маг­нитных полях. В 1924 г. он становится помощником директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям. В 1930 и 1933 гг. Капица принимает участие вместе с большой Кавендишской группой, возглавляемой Резерфордом, в Сольве-евских конгрессах в Брюсселе. Конгресс 1930 г. был посвящен магнитным свойствам вещества. Капица и Коттон выступали с докладами. Оба доклада вызвали большой интерес.

Изучая свойства металлов в сильных магнитных полях, Ка­пица приходит к заключению, что многие явления, в особенности гальваномагнитные, наиболее интересны при низких температу­рах. Чтобы их создать, надо было заняться получением газов в жидком состоянии и строить соответствующую аппаратуру.

В 1908 г. голландский физик Камерлинг-Оннес после много­численных опытов сумел получить в жидком состоянии самый трудный в этом плане газ — гелий. (За эти работы в 1913 г. Ка­мерлинг-Оннес стал Нобелевским лауреатом.) Однако даже в 1929 г. техника получения жидкого водорода была освоена сла­бо. «Первое, с чего я начал,— писал Капица,— это постройка водородного ожижителя». Первая установка Капицы давала 7 л жидкого водорода в час; пусковое время—20 мин. Это было очень хорошо. Но в связи с тем, что водород взрывоопасен, Петр Леонидович решил отказаться от него и предложил новый метод получения жидкого гелия: гелий будет охлаждаться за счет совер­шения им работы в адиабатном процессе (тепло к системе не подводится, а работу она совершает за счет убыли своей внут­ренней энергии и, следовательно, охлаждается). Сначала Капи­ца предполагал применить для этой цели турбину. Но турбина выгодна тогда, когда через нее проходит значительная масса га­за. Оказалось, что производительность ее, если учесть размеры существующих турбин, должна быть несколько тысяч литров жид­кого гелия в час. Чтобы получить 1—2 л в час, как это было не­обходимо для лабораторного эксперимента, турбина должна бы­ла иметь 1—2 см в диаметре.

Поэтому было решено использовать поршневую машину. Но здесь встала очень трудная задача—найти материал для смаз­ки работающей при столь низких температурах (до 10 К, или —263°С) машины. Эта задача была решена гениально просто: смазкой будет служить сам газообразный гелий, так как между поршнем и стенкой цилиндра был оставлен зазор 0,035 мм. Но чтобы через этот зазор не могло уходить много гелия, когда ци­линдр будет им наполнен при высоком давлении, необходимо процесс расширения производить очень быстро. Расчеты пока­зали, что такую скорость осуществить можно. Другая трудность состояла в подборе материала: ведь при температуре жидкого гелия все материалы становятся хрупкими. Поиски нужного ма­териала вскоре увенчались успехом: аустенитовая сталь сохра­няет свою пластичность даже при самых низких температурах. В 1934 г. в Кембридже П. Капица создает свой первый ожижи­тель гелия — поршневой детандер—производительностью 1,7 л жидкого гелия в час.

Завершающие работы по созданию этой установки проходили уже в новой лаборатории—лаборатории им. Людвига Монда, построенной по инициативе Лондонского Королевского общества специально для работ в области сильных магнитных полей и низких температур. Лаборатория торжественно была открыта в 1933 г., а Петр Леонидович Капица—помощник Резерфорда с 1924 г. по магнитным исследованиям, стал ее директором.

В конце лета 1934 г. П. Л. Капице было поручено возглавить строительство нового института—ведущего научно-исследова­тельского центра нашей страны, организуемого по постановле­нию Советского правительства. Строительство его началось в начале 1935 г. и завершилось в 1937 г. «Мне кажется, что эта цель достигнута, — писал Петр Леонидович, — и институт можно считать не только одним из самых передовых у нас в Союзе, но и в Европе». Институт по инициативе Капицы, хотя с этим многие и не соглашались, был назван Институтом физических проблем. <Это несколько необычное название,—объяснял Петр Леонидо­вич,—должно отразить собой то, что институт не будет зани­маться какой-либо определенной областью знания, а будет, во­обще говоря, институтом, изучающим известные научные пробле­мы, круг которых определится тем персоналом, теми кадрами ученых, которые в нем будут работать».

Первыми направлениями в работе института стали сильные магнитные поля и низкие температуры. Основное оборудование для экспериментов было закуплено по решению Советского пра­вительства у Лондонского Королевского общества. (Это обору­дование находилось в лаборатории Монда.) Все три года, пока институт строился, Капица вел постоянную переписку с Резерфордом. Главное в письмах Резерфорда заключалось в том, что он настоятельно советовал Капице как можно быстрее создать свою лабораторию и научить своих помощников быть полезны­ми. И когда Лондонское Королевское общество обратилось к Резерфорду с просьбой о продаже оборудования Мондской ла­боратории для института П. Л. Капицы, то великий ученый, все­го больше на свете ценивший хорошо оснащенные лаборатории для научных исследований, сказал: <Эти машины не могут рабо­тать без Капицы, а Капица—без них». Вскоре оборудование было доставлено в Москву. Таким образом, после трехлетнего перерыва Капица вновь приступил к работе в области сильных магнитных полей и низких температур, направляя теперь на ре­шение этих проблем усилия возглавляемого им института. В кон­це 1937 г. под руководством Капицы был построен новый гелие­вый ожижитель, более современный, производительностью 6—8 л в час.

Для более плодотворной деятельности института и роста на­учных кадров П. Л. Капица организовал семинар, подобный семинару А. Ф. Иоффе в ЛФТИ и своему <Клубу». в Кембридже. Вскоре семинар Капицы стал известен не только у нас, но и за рубежом. На этом семинаре выступали Н. Бор, П. Дирак и дру­гие известные физики.

В конце 30-х годов Капица решает проблему создания маши­ны для сжижения воздуха с использованием только цикла низ­кого давления. Построенный турбодетандер имел КПД 80—85% и стал служить образцом установок для промышленного полу­чения газообразного и жидкого кислорода во всем мире.

Одновременно с работой над ожижителями продолжались и работы по исследованиям в области низких температур. В 1937г. П. Капица открывает у жидкого гелия при температуре ниже 2,19 К свойство сверхтекучести (вязкость равна нулю). В резуль­тате многочисленных опытов он делает заключение, что в гелии при температурах ниже 2,2 К есть два компонента: обычный гелий I и гелий II—сверхтекучий. Особенностью гелия II явля­ется не только его сверхтекучесть, но и громадная теплопровод­ность. Теория сверхтекучести была разработана Л. Д. Ландау. она предсказала ряд новых явлений, которые были затем обна­ружены экспериментально. Так в физике возникло новое напра­вление — физика квантовых жидкостей. За создание теории квантовых жидкостей Л. Д. Ландау в 1962 г. была присуждена Нобелевская премия. Открытие сверхтекучести гелия и разра­ботка теории этого явления пролили свет и на объяснение сверх­проводимости. Сверхпроводимость стали трактовать как сверхте­кучесть электронного газа, что плодотворно сказалось на раз­работке ее теории.

Родина высоко оценила неутомимую и плодотворную дея­тельность академика Капицы в военное время: в 1941 и 1943 гг. ему присуждаются Государственные премии, он дважды (в 1943 и 1944 гг.) награждается орденом Ленина, а 30 апреля 1945 г. Указом Президиума Верховного Совета СССР <за успешную на­учную разработку нового турбинного метода получения кисло­рода и за создание мощной турбинокислородной установки для производства жидкого кислорода» ему присваивается звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и Золотой медали «Серп и Молот».

Вскоре после окончания войны П. Л. Капица занялся так на­зываемой электроникой больших мощностей. Для этих опытов он использовал ниготрон—сильный источник микроволновых колебаний. Работы с ниготроном показали, что электромагнит­ную энергию можно сконцентрировать в небольших объемах и передавать ее на значительные расстояния без существенных потерь. На ниготроне было получено электромагнитное излуче­ние мощностью до 8 кВт с длиной волны до 10м.

Ученый показал, что энергию высокочастотного электромаг­нитного поля большой плотности можно преобразовать в другие виды энергии и использовать для ускорения элементарных час­тиц, нагревания и удержания плазмы. В декабре 1970 г. Коми­тет по делам изобретений и открытий зарегистрировал открытие Капицы: «Образование высокотемпературной плазмы в шнуро­вом высокочастотном разряде при высоком давлении». На осно­ве этих исследований Петр Леонидович предложил схему термо­ядерного реактора со свободно парящим в высокочастотном поле плазменным шнуром. Эти работы по термоядерному синтезу ученики Капицы продолжают и по сей день.

Еще одним важным направлением электроники больших мощностей, по мнению Капицы, может служить передача элек­трического тока по волноводам в виде труб, проложенных под землей. С помощью магнетрона постоянный ток преобразуется в высокочастотный, который и нагнетается в волновод. На выходе другой магнетрон преобразует его в постоянный, и он направляет­ся к потребителю.

Совершенствуя свой институт, Капица считал необходимым для его нормальной деятельности установление широких науч­ных связей. И это он успешно претворял в жизнь. Не случайно и как ученый, и как директор ИФП П. Л. Капица к 1955 г. был по­четным доктором многих иностранных университетов и почетным членом многих зарубежных академий наук. Еще в 1934 г. он был награжден медалью Льежского университета (Бельгия), в 1942г. Институт электриков (Великобритания) наградил Капицу ме­далью Фарадея. В конце войны (1944 г.) Институт Франклина (Филадельфия, США) присудил Петру Леонидовичу Большую золотую медаль Франклина за выдающийся вклад в эксперимен­тальную и теоретическую физику.

В 1965 г. Датский инженерный союз присудил Капице Меж­дународную золотую медаль Н. Бора. В Дании Петр Леонидович повстречался со многими учеными, в том числе с Оге Бором — сыном Н. Бора — теперь уже профессором, директором Институ­та теоретической физики в Копенгагене, созданного в свое время его отцом.

«В лице Петра Леонидовича мы видим заслуженного пред­ставителя великих и долголетних традиций русской науки... На­учная работа Капицы характеризуется его мастерством в экспе­риментировании и глубоким проникновением в технические сто­роны экспериментального исследования.

...Капица, конечно, редкое явление, которое объединяет в своем лице физическую и инженерную науки... Петр Капица не только исключительный ученый, но... также глубоко преданный науке, выдающийся человек»,—сказал О. Бор на церемонии вручения медали.

В январе 1966 г. Петр Леонидович получил письмо за под­писью президента Лондонского Королевского общества, в кото­ром сообщалось о присуждении ему медали и премии Резерфорда за большой вклад в развитие физики. Эта медаль, отчеканен­ная в честь его великого учителя и незабвенного друга, конечно, была очень дорога Капице. (За работы в области сильных маг­нитных полей П. Капица еще в 30-е годы был награжден Лон­донским Королевским обществом золотой медалью Копли, став в 1929 г. членом Английской академии).

В 1968 г. голландское общество холодильной техники вручи­ло Капице золотую медаль Камерлинг-Оннеса.

В 1972 г. Капица посетил Польшу, где был удостоен степени почетного доктора Вроцлавского университета и медали Копер­ника Польской академии наук. В 1974 г. Петр Леонидович отправляется в Индию в качестве гостя индийского правительства и с целью обсуждения перспектив научного обмена между наши­ми странами, в этом же году он едет в Швейцарию, где Лозанский университет присудил ему ученую степень почетного док­тора. Это была уже 32-я ученая степень иностранных универси­тетов и академий. В 1974 г., в день своего 80-летия, директор ИФП академик П. Л. Капица стал дважды Героем Социалисти­ческого Труда. В октябре 1978 г. Шведская академия наук при­судила П. Л. Капице Нобелевскую премию.

Вручение Нобелевской премии еще одному советскому ака­демику, несомненно, является признанием большого вклада науки нашей страны в мировую науку, признанием личного научного вклада одного из выдающихся ее представителей—Петра Леонидовича Капицы.

Мария Кюри

Мария Склодовская родилась 7 ноября 1867 г. в Варшаве, в семье учителя русской гимназии; Мать ее тоже была преподава­тельницей. Окончив в 16 лет с золотой медалью русскую гимна­зию, Мария из-за нужды не смогла продолжить образование. Чтобы помогать семье, она начала репетиторскую работу в бо­гатых домах. Это было своеобразной школой для молодой гим­назистки.

Но время идет, а положение Марии остается прежним. Она уже начинает терять веру в будущее. «Мои планы самые скром­ные: я мечтаю иметь собственный угол... Чтобы получить неза­висимость, я отдала бы полжизни»,— писала она в 1887 г. Но вот в 1890 г. старшая сестра выходит замуж и приглашает к се­бе в Париж Марию. Сбывается давнишняя мечта: Мария посту­пает в Сорбонну — знаменитый Парижский университет.

Ей приходится много работать, чтобы восполнить пробелы в образовании. Молодая полька проявляет большие способности и исключительное трудолюбие. В 26 лет в 1893 г. она заканчивает физический факультет и признается лучшей в выпуске; а через год получает диплом об окончании и математического факульте­та Сорбонны, оказавшись в выпуске второй.

Еще будучи студенткой, Мария посещает заседания физичес­кого общества, где с огромным интересом слушает сообщения ученых о новых открытиях. Здесь весной 1894 г. она знакомится с молодым, но уже известным физиком Пьером Кюри, ставшим в 1895 г. профессором парижской Школы промышленной физи­ки и химии. 25 июля 1895 г. состоялась свадьба Пьера Кюри и Марии Склодовской. Так образовался крепкий союз из любящих друг друга людей, союз редкостный по общности жизненных, культурных и научных интересов.

В 1897 г. Мария решает заняться докторской диссертацией. Когда речь зашла о теме, Пьер вспомнил разговор с Беккерелем и посоветовал жене ближе познакомиться с его открытием... Итак, тема выбрана, нужны материалы и место для работы. По просьбе Пьера директор института выделяет на первом этаже небольшое помещение, служившее раньше машинным отделени­ем и складом. Трудно было представить себе место, менее при­годное для научной работы: сырость, теснота, холод, никакого оборудования и никаких удобств. Но Марию это мало смущает. Она упорно ищет ответ на вопрос: что является подлинным ис­точником уранового излучения? С этой целью она решает иссле­довать большое количество образцов минералов и солей и выяс­нить, только ли уран обладает свойством излучать. Работая с образцами тория, она обнаруживает, что он, подобно урану, да­ет такие же лучи и примерно такой же интенсивности. Зна­чит, данное явление оказывается свойством не только урана, и ему надо дать особое название. Мария Кюри предложила назвать это явление радиоактивностью, а уран и торий — ра­диоактивными элементами. Работа продолжается с новыми минералами.

12 апреля 1898 г. на заседании Парижской академии наук было сделано сообщение о результатах этих опытов. Приводим отрывок из этого сообщения: «Два минерала, содержащих уран— урановая смоляная руда (окись урана) и хальколит (фосфат ме­ди и уранила) — гораздо активнее самого урана. Факт этот весь­ма примечателен и заставляет думать, что эти минералы, очевид­но, содержат какой-то новый элемент, обладающий гораздо большей активностью, чем уран». Когда новое вещество будет выделено и преподнесено ученым, тогда можно будет говорить об открытии. Пьер, как физик, верит результатам Марии, верит в ее интуицию. Он чувствует важность работы и, оставив временно исследование кристаллов, начинает работать вместе с супругой. И эта беспримерная в истории совместная научная работа про­должалась восемь лет, до трагической гибели Пьера. Они терпе­ливо выделяют обычными химическими анализами все тела. вхо­дящие в состав урановой смолки, и в результате опытов убеж­даются, что существуют каких-то два новых элемента, кото­рыми и объясняется необычная активность окиси урана. В ию­ле 1898 г. они уже могут заявить об открытии одного из них и предлагают назвать его «полонием» — по имени родной стра­ны Марии.

26 декабря 1898 г. на заседании академии наук было зачита­но новое сообщение супругов Кюри: «...В силу различных, толь­ко что изложенных обстоятельств мы склонны к убеждению, что новое радиоактивное вещество содержит новый элемент, кото­рый мы предлагаем назвать «радием». Мы получили хлористые соли этого вещества, они в 900 раз активнее чистого урана». В своем сообщении об открытии радия Кюри ссылались на хими­ка Дэмарсе, который, исследуя данный ими образец вещества методом спектрального анализа, нашел в его спектре новую ли­нию, не принадлежащую ни одному из известных элементов. Ар­гумент был серьезным и вполне убедительным, особенно для фи­зиков. Химики же заявили: «Вы говорите о новых элементах. Покажите их нам, и мы тогда скажем, что вы правы». Мария приняла вызов и уговорила мужа пройти весь путь от начала до конца, хотя, где этот конец, она не знала. А наступил он только через четыре года титанической работы, в которой с самого на­чала все было проблемой: не было сырья, не было помещения, не хватало средств.

Мария понимала, что для выделения ничтожного количества нового элемента потребуется переработать огромное количество урановой руды, так как, по их предположению, в ней содержится всего 1 % радия. В действительности же оказалось, что содержа­ние радия не достигает в ней даже одной стотысячной доли про­цента! Это означало, что для получения одного и того же коли­чества радия надо было переработать в сто тысяч раз больше руды, чем они предполагали. Кроме того, урановая смолка — очень ценный минерал, идущий на изготовление дорогого богем­ского стекла. Этот минерал добывали на очистительных заводах в Богемии. Как быть? И Кюри принимают решение: для своей ра­боты использовать не урановую смолку, а те отходы руды, кото­рые выбрасывают как негодные после ее извлечения. Они обра­тились к австрийскому профессору Зюссу (рудники находились в Австрии), чтобы тот походатайствовал за них перед Венской академией наук.

Но где найти помещение? Пьер вновь обращается к дирек­тору своего института. К сожалению, ничего нет, кроме сарая на дворе, без пола, с протекающей крышей, без отопления; сарая» в котором раньше медицинский факультет препарировал трупы. И пока они чистили и приводили в порядок бывшую покойниц­кую, из Вены пришло письмо с сообщением, что австрийское пра­вительство дарит французским ученым тонну отходов урановой руды. Если этого количества окажется мало, то дирекция рудни­ков имеет указание отпустить на льготных условиях необходи­мое количество. Вскоре пришел и долгожданный подарок. Ма­рия счастлива, что можно начать работу. Она не обращает вни­мание на жуткие условия работы. «Мне приходилось обрабаты­вать в день до двадцати килограммов первичного материала, и в результате весь сарай был заставлен большими химическими сосудами с осадками и растворами; изнурительный труд перено­сить мешки, сосуды, переливать растворы из одного сосуда в другой, по нескольку часов подряд мешать кипящую жидкость в чугунном тазу»,— писала М. Кюри.

Количество радия медленно, но верно растет. И вот когда заканчивался 48-й месяц их добровольного каторжного труда, в ампуле накопилась одна десятая доля грамма чистого радия. Этого было уже достаточно, чтобы определить его атомную мас­су. Она оказалась равной 225. Так новый элемент — радий,— в миллион раз активнее урана, обрел права гражданства, а Пьер и Мария Кюри обрели свободу после четырех лет рабско­го труда.

25 июня 1903 г. в маленькой аудитории Сорбонны Мария Кю­ри защищает докторскую диссертацию.

В ноябре 1903 г. Королевское общество присудило Пьеру и Марии Кюри одну из высших научных наград Англии — медаль Дэви. Но счастливый год еще не кончился. 13 ноября супруги Кюри одновременно с Беккерелем получают телеграмму из Стокгольма о присуждении им троим Нобелевской премии по фи­зике за выдающиеся открытия в области радиоактивности. Из-за плохого состояния здоровья Марии Кюри не смогли выехать в Стокгольм для получения этой высокой награды. Их Нобелев­ский диплом король Швеции вручил французскому министру. Денежное вознаграждение в 70 тысяч франков — половина Но­белевской премии, причитавшаяся супругам Кюри,— было очень кстати для поправки их неважного материального положения. Они, конечно, могли получить во много больше, если бы взяли патент на свое открытие: ведь один грамм радия в это время стоил на мировом рынке 750 тысяч франков. Но ученые не по­ступились своими принципами и отказались от каких бы то ни было авторских прав. Они не хотели сдерживать развитие но­вой области промышленности и техники патентными ограни­чениями.

Супруги Кюри в зените славы. Но совершенно неожиданно их настигает страшное несчастье: в 1906 г. при переходе улицы погибает под колесами грузовой повозки Пьер Кюри. Это ог­ромная потеря для Марии, ее дочерей Ирен и Евы, это огромная потеря для науки. Но Мария с присущим ей упорством и нас­тойчивостью продолжает нача­тое дело. Ее заботы, кроме на­учных, связаны теперь еще со строительством Института ра­дия в Париже. К 1914 г. инсти­тут построен, но устанавливать оборудование и приступать к работе некому: сотрудники мо­билизованы в армию, а Мария занимается созданием рентге­новских установок для военных госпиталей. Вместе с Ирен она работает на этих установках. И только после окончания войны Мария смогла начать работу в Институте радия. Здесь ро­дились многие ее открытия. Вскоре институт стал между­народной школой по физике и химии, а сама Мария в равной мере становится и физиком, и химиком. Ведь еще в 1911 г. ей была присуждена вторая Нобелевская премия, теперь уже по химии. Это единственный до сих пор случай, когда один человек стал Нобелевским лауреатом дважды.

Мария Кюри имела счастье наблюдать поразительные успехи ядерной физики, создаваемой учеными во главе с Э. Резерфордом и Н. Бором, она была свидетельницей открытия искусствен­ной радиоактивности. Еще при ее жизни в 1932 г. Д. Чэдвик

(1891—1974) открыл нейтрон. Мария Кюри внимательно следила и за опытами Э. Ферми.

Осенью 1933 г. ее здоровье стало резко ухудшаться. С мая 1934 г. она уже не встает с постели. 4 июля 1934 г. выдающейся ученой не стало: она скончалась от тяжелого заболевания крови (острая злокачественная анемия) из-за длительного обращения с радиоактивными веществами. Но дело, начатое супругами Кю­ри, подхватили их ученики, среди которых была дочь Ирен и зять Фредерик Жолио, ставшие в 1935 г. лауреатами Нобелевской премии за открытие искусственной радиоактивности.

Сегодня как первая, так и вторая чета Кюри нам дороги не только за их выдающиеся научные открытия, они дороги нам как великие гуманисты, как страстные борцы за мир. Их вдохно­венный патриотизм, высочайшее человеколюбие и безгранич­ная преданность науке служат живым примером новым поко­лениям.

Лев Ландау

Между нами жило чудо, и мы это знали.

М. Марков сПамяти Ландау»

Лев Давидович Ландау (1908—1968) является одним из вы­дающихся физиков современности, основоположником советской теоретической физики. Блестящее сочетание таланта исследователя и учителя, бесконечная , искренность и неподдельная не­посредственность, веселость, общительность и огромная доб­рота, высокая требователь­ность к себе и людям, беском­промиссная принципиальность в большом и малом, чрезвычай­но острый ум и непревзойдён­ная находчивость, трудно вооб­разимая глубина и широта ин­теллекта, высокая гражданст­венность и полная преданность своему делу — вот, пожалуй, наиболее характерные черты этого самого универсального физика-теоретика XX в. Имя Л. Д. Ландау связано почти со всеми разделами теоретиче­ской физики: ядерная физика

и физика элементарных частиц, квантовая механика и термоди­намика, кинетическая теория газов и статистическая физика, электродинамика и физика твердого тела, физика низких темпе­ратур — сверхпроводимость и сверхтекучесть.

За разработку теории сверхтекучести и сверхпроводимости Ландау в 1962 г. был удостоен Нобелевской премии. Академик Ландау—лауреат Ленинской и Государственных премий СССР, Герой Социалистического Труда—был членом многих академий и разных научных обществ. За выдающиеся работы ему были при­суждены премии Ф. Лондона (Канада) и медаль им. М. Планка. А его бессмертные курсы по теоретической физике, написанные совместно с Е. М. Лифшицем, по которым учились и учатся уже несколько поколений молодежи, являются уникальными. Не слу­чайно они переведены и изданы в США, Англии, Китае, Японии, Польше, Испании и других странах.

Научная деятельность Л. Д. Ландау во многом связана с со­зданием этих курсов: по мере написания их новых разделов, он уточнял и дорабатывал теорию, заново писал целые главы, вво­дил описание и теоретическое объяснение новых явлений. Лан­дау ввел в теоретическую физику изящество и красоту, вырабо­тал ее деловой, лаконичный и строгий стиль.

Л. Д. Ландау родился 22 января 1908 г. в Баку, в семье главного инженера одного из Бакинских нефтепромыслов Дави­да Львовича Ландау и врача Любови Вениаминовны Гаркави. Супруги Ландау уделяли большое внимание воспитанию детей:

в четыре с половиной года Лева научился читать и писать, овла­дел сложением и вычитанием. В 1916 г. он поступил в гимназию, где был первым учеником по точным наукам.

Большое влияние на него в этот период оказал профессио­нальный революционер Сурен Зарафьян. Мальчик усиленно стал изучать труды К. Маркса. «Необыкновенный мальчишка! Осно­вательно изучил «Капитал» и сумел схватить главное»,—гово­рил о нем Зарафьян.

Огромное впечатление произвели на подростка произведения Л. Н. Толстого. «Я все думал, — рассказывал он много лет спу­стя, — в чем сила этих романов, что в них главное. И понял. Главное в них—это бесстрашие правды. Я убежден, что правде надо учиться у Л. Н. Толстого». К. Маркс, Стендаль и Л. Тол­стой сыграли огромную роль в становлении характера молодого Ландау.

В 1922 г. (четырнадцати лет) Л. Ландау поступает на физи­ко-математический факультет Бакинского университета. Сту­денческая жизнь целиком захватила его. Блестящие математиче­ские способности Ландау и его математические знания начали быстро проявляться. Однокурсникам запомнился случай, когда студент Ландау задал профессору математики Лукину на лек­ции вопрос. Профессор долго думал, а затем вызвал Ландау к доске. Вскоре вся доска была покрыта математическими вы­кладками: спорили студент и профессор, аудитория притихла. Но вот Ландау закончил вывод и положил мел. Лукин улыбнул­ся и громко сказал: «Поздравляю Вас, молодой человек. Вы на­шли оригинальное решение!»

С первого месяца пребывания в университете Ландау стано­вится членом студенческого научного общества по математике— Матезиса.

Научной столицей России в то время был Ленинград, и в 1924 г. Ландау едет туда для продолжения образования. А среди студентов Бакинского университета осталась легенда о том, что Ландау командировали в Ленинград, так как мест­ный университет был не в силах обеспечить его дальнейшее обучение.

Прекрасный город и знаменитый университет захватили мо­лодого студента. Работает Ландау еще больше, чем раньше, по 15—18 ч в сутки. Дело дошло до того, что он потерял сон, силь­но расстроил свое здоровье. Пришлось обращаться за помощью к врачам.

В этот период Ландау выполняет свою первую научную ра­боту, посвященную вопросам квантовой механики. За полгода до окончания университета его работа «К теории спектров двухатом­ных молекул» была напечатана в научном журнале. К этому времени и сам Дау (как его звали друзья) уже другой человек. Постоянная борьба с собой не прошла даром. Исчезли робость и застенчивость; он перестал расстраиваться по пустякам, на­учился ценить и рационально использовать время, стал общи­телен, весел и жизнерадостен.

В 1926 г. студент пятого курса Л. Ландау выступает с докладом <К вопросу о связи классической и волновой механики» на V съезде русских физиков в Москве. 20 января 1927 г., намного раньше срока, 19-летний Ландау успешно защищает дипломную работу и заканчивает университет. В этом же году он поступает в аспирантуру Ленинградского физико-технического института (ЛФТИ) и начинает заниматься в группе физиков-теоретиков под руководством Я. И. Френкеля. В этой же группе занимались В. А. Фок, М. П. Бронштейн и Д. Д. Иваненко.

В октябре 1929 г. Л. Ландау, как один из лучших аспиран­тов ЛФТИ, по путевке Наркомпроса едет за границу. Срочно пришлось учить английский язык (немецкий и французский Лез знал). За полтора месяца он овладел разговорной речью и на­учился читать со словарем. Первой остановкой в заграничной поездке был Берлинский университет, где Дау увидел великого А. Эйнштейна. Он подошел к нему и попросил разрешения по­говорить с ним. Встреча состоялась в доме Эйнштейна, где мяг­кий, добрый и уже стареющий создатель теории относительности внимательно слушал молодого советского физика. Дау пытался доказать Эйнштейну справедливость основного принципа кван­товой механики — принципа неопределенности, открытого В. Геизенбергом в 1927 г.

Молодой и горячий Лев Ландау понравился А. Эйнштейну, но убедить великого физика ему не удалось. Это была первая и последняя встреча Дау с А. Эйнштейном.

Из Берлина Ландау приехал к М. Борну в Геттинген для уча­стия в его известных далеко за пределами Германии семинарах. На них в те времена со своими работами выступали Бор, Эйн­штейн, Гейзенберг, Шредингер, Паули и другие видные физики. Затем Дау едет в Лейпциг к одному из создателей квантовой механики, стремительному и слегка насмешливому В. Гейзенбергу. Чем-то похожие друг на друга, они часами говорили о про­блемах квантовой механики. Затем — Цюрих и совместная с Пайерлсом работа «Квантовая электродинамика в конфигура­ционном пространстве».

8 апреля 1930 г. он наконец прибывает в Мекку физиков-тео­ретиков—в Копенгагенский институт теоретической физики к легендарному Н. Бору. На знаменитых семинарах Бора его пора­жала простота отношений, доброжелательность, серьезность. Но больше всего поражал сам Бор: внимательный и нежный со сво­ими учениками, "наделенный необыкновенным чувством юмора, чрезвычайно скромный, умеющий посмеяться над собой, но ни­когда не позволявший себе насмешек над своими учениками. «Как хорошо, что вы приехали! Мы от вас многому научимся»,— заявил Бор Ландау. Это было потрясающе! Много лет спустя жена Бора фру Маргарет вспоминала о приезде Ландау: «Нильс полюбил его с первого дня. Вы знаете, он был несносен, пере­бивал Нильса, высмеивал старших, походил на взлохмаченного мальчишку. Но как он был талантлив и как правдив!» Ландау считал Н. Бора своим учителем в физике, а Бор называл Дау своим лучшим учеником.

Шла напряженная научная работа. На семинарах и дискус­сиях участники были безжалостны друг к другу и к обсуждае­мым работам. Не миновала такой чистки и работа Ландау и Пайерлса, выполненная ими в Цюрихе и представленная на се­минар к Бору.

В мае 1930 г. вместе с Н. Бором Ландау едет в Англию, где работает в Кавендишской лаборатории Кэмбриджа, знакомится с Э. Резерфордом, П. Дираком и своим соотечественником П. Л. Капицей—любимым учеником Резерфорда. Сердечные и веселые разговоры с чаепитием в доме Капицы на Хантингтон Роуд, куда часто приходил Дау, навсегда сохранились в памяти того и другого. В Англии Ландау выполнил работу «Диамагне­тизм металлов», которая была опубликована в том же году. По­сле выхода этой работы, ставшей сегодня уже классической, о Ландау стали говорить не только как о критическом уме, но и как о способнейшем физике-теоретике.

После отъезда из Кэмбриджа и непродолжительной останов­ки в Копенгагене Ландау направляется в Цюрих к В. Паули, в котором он нашел такого же яростного спорщика, каким был сам. Своими научными спорами они доводили друг друга до из­неможения.

В 1931 г. Ландау вновь в Берлине, где на семинаре Э. Шредингера Пайерлс докладывает их новую совместную работу «Рас­пространение принципа неопределенности на релятивистскую квантовую теорию». Работа несла новые идеи, и в юмореске, по­священной 50-летию Пайерлса, о ней было сказано так; «...И тут они заварили с Ландау такую кашу, что Бор и Розенфельд рас­хлебывали ее несколько месяцев».

Подходила к концу полуторагодовая командировка Лан­дау, и 19 марта 1931 г. он покинул Копенгаген. Все выдающиеся физики, в том числе Бор, Борн, Гейзенберг, Дирак и Паули, вы­соко оценили блестящие способности молодого советского физи­ка. Он получает приглашения нескольких иностранных универси­тетов на постоянную работу, но неизменно и твердо отвечает:

«Нет! Я вернусь в свою рабочую страну, и мы создадим лучшую в мире науку».

Вернувшись на Родину, Ландау взялся за решение трудней­шей задачи: создать в СССР передовую школу физиков-теоре­тиков. Это предполагало написание учебников по теоретической физике, издание научного журнала, создание институтов теорети­ческой физики, проведение семинаров и международных конфе­ренций и, конечно же, отбор и подготовку кадров. Выполнение этой программы — научный подвиг Л. Ландау.

В августе 1932 г. Ландау был назначен заведующим теорети­ческим отделом Украинского физико-технического института (УФТИ) в Харькове. Работая с увлечением сам, он зажигал других, с яростью обрушивался на невежд и лентяев. Лекции Ландау по теоретической физике были прекрасны не только по содержанию, но и по форме, а сам лектор блистал простотой, добродушием и остроумием. Его интересовали не только чисто специальные знания, но и в целом культура студентов.

В любое время Ландау мог прийти на помощь студенту: жил он прямо в институте, и комната его никогда не была закрыта. Но сдавать экзамены ему было очень трудно: Ландау требовал не зубрежки, а понимания предмета. Если студент не мог решить задачу, Дау начинал проверять его по алгебре, и тут следовал разнос. Из всех третьекурсников Ландау перевел на четвертый только половину. Это был неслыханный скандал. На Ученом со­вете Ландау сказали, что знания студентов зависят от качества преподавания.

— Значит, в школе им плохо преподавали алгебру.

— Какую алгебру? Вы же экзаменовали их по физике!

— Но если человек не знает алгебры, он в жизни не выве­дет ни одной формулы. Какой же из него выйдет инженер?

Эти случаи приводили Ландау к выводу, что физикам плохо преподают математику, не учат главному—действию, умению дифференцировать, интегрировать и решать дифференциальные уравнения. Это было учтено Дау в дальнейшем в его знамени­том теорминимуме, где первые два экзамена из девяти были по математике.

В этот же период Ландау организует свой первый семинар, число участников которого постепенно растет; этому способст­вует и теорминимум. Вступительный экзамен в семинар Ландау можно было сдавать не более трех раз. Дау невозможно было уговорить разрешить кому-либо из неудачников четвертую по­пытку.

В начале 1937 г. Ландау уезжает в Москву в Институт физи­ческих проблем П. Л. Капицы (в «капичник», как называли его многие физики) и вскоре становится заведующим теоретическим отделом института. Жизнь в ИФП била ключом. П. Л. Капица был талантливым организатором и прекрасным экспериментато­ром. Он находил для института лучших специалистов, создавая для них хорошие условия, был строг и требователен. Дау быстро прошел адаптацию. Ему нравился институт, и он с головой по­грузился в работу.

Одним из самых значительных достижений периода 40-х го­дов является создание Ландау теории сверхтекучести жидкого гелия. (Явление было открыто П. Л. Капицей в 1937 г.)

Известность Дау, как и число его учеников, непрерывно рас­тет: И. Халатников и А. Мигдал, Я. Смородинский и А. Шальников, Л. Питаевский и И. Дзялошинский, А. Веденов и др. С каж­дым из них у Ландау были теплые, дружеские отношения, боль­шинство из них стали соавторами Ландау по работам.

В 1941 г. Ландау вместе с институтом едет в Казань, где со своими коллегами выполняет различные спецзадания. С 1943 по 1947 г. он работает на кафедре низких температур МГУ, с 1947 по 1950 г.—на кафедре физики МФТИ. С 1940 по 1950 г. Ландау создает теорию колебаний электрической плазмы, теорию сверх­проводимости (совместно с Гинзбургом). В 1946 г. Л. Д. Лан­дау становится академиком.

В 1948 и 1953 гг. Л. Д. Ландау за научные работы присужда­ются Государственные премии, а в 1954 г. он становится Героем Социалистического Труда. В этом же году Л. Ландау, А. Абри­косов и И. Халатников публикуют свой фундаментальный труд «Основы квантовой электродинамики». В 50-х годах Ландау за­нимается проблемами квантовых жидкостей, квантовой теорией поля, теорией элементарных частиц. В 1955 г. в Лондонском сборнике «Нильс Бор и развитие физики» была помещена статья Ландау «О квантовой теории поля». В 1956 г. выходит «Теория ферми-жидкостей», в 1957 г. — «Колебания ферми-жидкости», в 1958 г.—«К теории ферми-жидкости».

В 1959 г. в Киеве состоялась международная конференция по физике высоких энергий. Доклад Ландау на конференции В. Гейзенберг назвал «революционной программой Ландау», поскольку в нем речь шла о принципиально новом подходе к физике эле­ментарных частиц.

Свое 50-летие Дау встретил в полном расцвете творческих сил и растущей всемирной известности. Необычайно яркий та­лант и огромная работоспособность поставили Ландау в первый ряд наиболее выдающихся физиков XX в. Он становится членом многих иностранных академий. Это было признанием научных заслуг советского физика-теоретика, признанием советской шко­лы теоретической физики.

«Человек должен заслужить, чтобы его уважали,—говорил Ландау своим ученикам.— Только те, кто равнодушно относятся к людям, твердят об уважении ко всем без исключения». Цель­ность натуры Ландау в вопросах гражданского долга вырисовы­валась, пожалуй, наиболее ярко. Он не мог терпеть бездельни­ков, очковтирателей, подхалимов, болтунов.

В мае 1961 г. Дау вновь встречал своего любимого учителя Н. Бора и фру Маргарет. 24 года они не видели друг друга.

1961 год был последним годом в научной биографии Л. Д. Лан­дау. Как обычно, он много и успешно работает, его часто наве­щают друзья, строго по расписанию работает семинар, приходят все новые и новые студенты.

В воскресенье 7 января 1962 г. Ландау попал в автомобиль­ную катастрофу. Только 25 января 1964 г. он вернулся домой из больницы. Он уже давно страдал без работы: «Я так устал отдыхать... Как только выздоровлю, примусь за научные журна­лы».

Тепло и нежно друзья, ученики и родные отметили 60-летие Льва Давидовича, откуда только не было трогательных и пол­ных благодарности писем и телеграмм. И обязательно все жела­ли Дау здоровья и возвращения к работе.

Но тяжелейшая травма постоянно напоминала о себе. 1 ап­реля Дау вновь почувствовал себя очень плохо. Он уми­рал в полном сознании. «Я не плохо прожил жизнь. Мне всегда все удавалось»,— это были последние слова Льва Да­видовича.

Прекрасная жизнь Ландау и его великолепные творения бу­дут всегда служить примером для живущих.

Вильгельм Конрад Рентген

Радость видеть и понимать есть

самый прекрасный дар природы

А. Эйнштейн

В январе 1896 г. над Европой и Америкой прокатился тайфун газетных сообщений о сенсационном открытии профессора Вюрцбургского университета Вильгельма Конрада Рентгена (1845— 1923). Казалось, не было газеты, которая бы не напечатала сни­мок кисти руки, принадлежащей, как выяснилось позже, Берте Рентген — жене профессора. А профессор Рентген, запершись у себя в лаборатории, продолжал усиленно изучать свойства от­крытых им лучей. Как же произошло это открытие?

Вечером 8 ноября 1895 г. Рентген, как обычно, работал в своей лаборатории, занимаясь изучением катодных лучей. Около полуночи, почувствовав усталость, он собрался уходить. Окинув взглядом лабораторию, погасил свет и хотел было закрыть дверь, как вдруг заметил в темноте какое-то светящееся пятно. Оказывается светился экран из синеродистого бария. Поче­му он светится? Солнце давно зашло, электрический свет не мог вызвать свечения, катод­ная трубка выключена да и вдобавок закрыта черным чех­лом из картона. Рентген еще раз посмотрел на катодную трубку и упрекнул себя: ока­зывается, он забыл ее выклю­чить. Нащупав рубильник, уче­ный выключил трубку. Исчезло и свечение экрана; включил трубку вновь — и вновь по­явилось свечение. Значит све­чение вызывает катодная трубка! Но каким образом? Ведь катодные лучи задерживаются чехлом, да и воздушный метровый промежуток между трубкой и экраном для них является броней. Так началось рождение от­крытия.

Оправившись от минутного изумления. Рентген начал изу­чать обнаруженное явление и новые лучи, названные им Х-лучами. Оставив футляр на трубке, чтобы катодные лучи были за­крыты, он с экраном в руках начал двигаться по лаборатории. Оказывается, полтора-два метра для этих неизвестных лучей не преграда. Они легко проникают через книгу, стекло, станиоль... А когда рука ученого оказалась на пути неизвестных лучей, он увидел на экране силуэт ее костей! Фантастично и жутковато! Но это только минута, ибо следующим шагом Рентгена был шаг к шкафу, где лежали фотопластинки: надо увиденное закрепить на снимке. Так начался новый ночной эксперимент. Ученый об­наруживает, что лучи засвечивают пластинку, что они не расхо­дятся сферически вокруг трубки, а имеют определенное направ­ление...

Утром обессиленный Рентген ушел домой, чтобы немного пе­редохнуть, а потом вновь начать работать с неизвестными луча­ми. Пятьдесят суток — дней и ночей — были принесены на ал­тарь небывалого по темпам и глубине исследования. Были забы­ты на это время семья, здоровье, ученики и студенты. Он никого не посвящал в свою работу до тех пор, пока не разобрался во всем сам. Первым человеком, кому Рентген продемонстрировал свое открытие, была его жена Берта. Именно снимок ее кисти, с обручальным кольцом на пальце, был приложен к статье Рент­гена «О новом роде лучей», которую он 28 декабря 1895 г. направил председателю Физико-медицинского общества университета. Статья была быстро выпущена в виде отдельной брошюры, и ; Рентген разослал ее ведущим физикам Европы.

А 20 января 1896 г. американские врачи с помощью лучей Рентгена уже впервые увидели перелом руки человека. С тех пор открытие немецкого физика навсегда вошло в арсенал меди­цины. Росла и слава Рентгена, хотя ученый относился к ней с полнейшим равнодушием. Он не стал брать патент на свое от­крытие, отказался от почетной, высокооплачиваемой должности члена академии наук, от кафедры физики в Берлинском универ­ситете, от дворянского звания. Вдобавок ко всему он умудрился восстановить против себя самого кайзера Германии Вильгель­ма П.

Только одну награду принял он с радостью и волнением. Это была Нобелевская премия по физике. К. Рентген стал в 1901 г. первым Нобелевским лауреатом. Сейчас эти премии хорошо из­вестны: они вручаются крупнейшим ученым за фундаментальные открытия в области физики, химии, биологии, медицины. К нас­тоящему времени восемь советских физиков удостоены этого вы­сокого звания: И. Е. Тамм, И. М. Франк, П. А. Черенков, Л. Д. Ландау, И. Г. Басов, А. М. Прохоров, Н. Н. Семенов, П. Л. Ка­пица.

Вручение премий про­исходит 1О декабря в день смер­ти Нобеля. Почетный диплом, ме­даль и денежный чек вручает лауреатам сам король Швеции. После вручения премии в Золо­том зале Стокгольмской ратуши в честь лауреатов устраивается пышный прием. На следующий день каждый лауреат выступает с докладом в университете. Заметим, что первый из них— Рентген — из-за своей застенчивости отказался от каких-либо публичных выступлений.

Хотя самим Рентгеном и другими учеными много было сдела­но по изучению свойств открытых лучей, однако природа их дол­гое время оставалась неясной. Но вот в июне 1912 г. в Мюнхен­ском университете, где с 1900 г. работал К. Рентген, М. Лауэ (1879—1960), В. Фридрихом и П. Книппингом была открыта ин­терференция и дифракция рентгеновских лучей. Это доказывало их волновую природу. Когда обрадованные ученики прибежали к своему учителю, их огорошил холодный прием. Рентген просто не поверил во все эти сказки про интерференцию: раз он сам не нашел ее в свое время, значит, ее нет. Но они уже привыкли к странностям своего шефа и решили, что сейчас лучше не спорить с ним: пройдет некоторое время и Рентген сам признает свою неправоту. Ведь у всех в памяти была свежа история с электро­ном. Рентген долгое время не только не верил в существование электрона, но даже запретил в своем физическом институте упо­минать это слово. И только в мае 1905 г., зная, что его ученик А. Ф. Иоффе на защите докторской диссертации будет говорить на запрещенную тему, он, как бы между прочим, спросил его:

«А вы верите, что существуют шарики, которые расплющивают­ся, когда движутся?» Иоффе ответил: «Да, я уверен, что они су­ществуют, но мы не все о них знаем, а следовательно, надо их изучать». Достоинство великих людей не в их странностях, а в ' умении работать и признавать свою неправоту. Через два года в Мюнхенском физическом институте было снято «электронное ;табу». Более того, Рентген, словно желая искупить свою вину, пригласил на кафедру теоретической физики самого Лоренца — создателя электронной теории, хотя последний и не смог при­нять это предложение.

А дифракция рентгеновских лучей вскоре стала не просто до­стоянием физиков, а положила начало новому, очень сильному методу исследования структуры вещества — рентгеноструктурному анализу. В 1914 г. М. Лауэ за открытие дифракции рентге­новских лучей, а в 1915 г. отец и сын Брэгги за изучение струк­туры кристаллов с помощью этих лучей стали лауреатами Но­белевской премии по физике. В настоящее время мы знаем, что рентгеновские лучи — это коротковолновое электромагнитное излучение с большой проникающей способностью.

Закончить рассказ о Рентгене нам хотелось бы словами одно­го из создателей советской физики А. Ф. Иоффе, хорошо знавше­го великого экспериментатора: «Рентген был большой и цельный человек в науке и жизни. Вся его личность, его деятельность и научная методология принадлежат прошлому. Но только на фун­даменте, созданном физиками XIX в. и, в частности. Рентгеном, могла появиться современная физика».

"*" Открытие рентгеновских лучей дало толчок новым исследо­ваниям. Их изучение привело к новым открытиям, одним из ко­торых явилось открытие радиоактивности.

Альберт Энштейн

Предшественники А. Эйнштейна немало сделали для появления теории относительности. Однако, разви­вая электродинамику и стремясь объяснить опыты, они опира­лись на концепцию эфира. Подойдя к принципу относительности, они не смогли поставить вопрос о постоянстве и особенно о пре­дельном значении скорости света. Это и было сделано А. Эйнш­тейном (1879—1955). Основополагающая работа Эйнштейна по теории относительности называлась «К электродинамике движу­щихся сред». Она поступила в редакцию журнала «Анналы фи­зики» 30 июня 1905 г. Работа состояла из двух частей. В первой из них были изложены основы новой теории пространства и времени, во второй — применение этой теории к электродинамике движущихся сред. В основу сво­ей теории Эйнштейн кладет два постулата:

1. Принцип относительнос­ти — в любых инерциальны.х системах все физические про­цессы — механические, опти­ческие, электрические и дру­гие — протекают одинаково.

2. Принцип постоянства ско­рости света — скорость света в вакууме не зависит от движе­ния источника и приемника, она одинакова во всех направ­лениях, во всех инерциальных системах и равна 3-10⁸ м/с.

Исходя из этих постулатов, Эйнштейн получил формулы преобразования координат и

времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Он назвал их, как и Пуанкаре, преобразованиями Ло­ренца. Как известно, преобразования Галилея для случая равно­мерного движения вдоль оси ох подвижной системы относительно неподвижной имели такой вид:

х'=х—vt; (y'=y; z'=z; t=t. Преобразования же Лоренца выглядят так:

x – vt t – xv/c² v

x =----------- ; y´= y; z´= z ; t´= --------------, где β = ----

√ 1 – β² √ 1 – β² c

Но если у Лоренца эти преобразования скорее были математи­ческим приемом, то у Эйнштейна они означали замену классиче­ских представлений о пространстве и времени новыми представ­лениями. Из этих преобразований можно получить длину тела в разных системах отсчета. Оказалось, что она будет различной. Эйнштейн не удивляется этому. Для него размер тела является величиной не абсолютной (одинаковой во всех системах отсче­та), а относительной — зависящей от системы отсчета. Так же обстоит дело и со временем. Если до Эйнштейна считали, что время везде и всегда течет одинаково (t'=t), то в теории отно­сительности время между двумя одними и теми же событиями будет различным в разных системах отсчета. Так в теории отно­сительности пространство и время потеряли свой абсолютный характер.

Из второго постулата Эйнштейна следовало, что скорость света в вакууме является предельной величиной. А раз так, то преобразование Галилея для скоростей u==v+v', по которому могла получиться скорость, большая скорости света, тоже долж­но быть заменено новым. В теории относительности формула сложения скоростей выглядит так:

v+v'

u = ------------

1+ vv'/c²

В том же 1905 г. вслед за первой статьей была опубликована небольшая заметка Эйнштейна, где автор находит связь между массой и энергией. «Масса тела есть мера содержащейся в нем энергии», — заключает Эйнштейн. Так появилось в науке знаме­нитое соотношение Е=тс².

В 1907 г. выходит новая работа А. Эйнштейна «О принципе относительности и его следствиях». В ней автор вновь говорит о связи массы и энергии и для проверки этого соотношения обра­щается к радиоактивным процессам. Подсчеты показали, что для проверки формулы на известных в то время радиоактивных пре­вращениях нужно знать атомные массы элементов с точностью до пятого знака. Эйнштейн писал: «Это, конечно, недостижимо. Однако не исключено, что будут открыты радиоактивные про­цессы, в которых в энергию радиоактивных излучений превра­щается большая часть массы исходного атома, чем в случае радия». Мы знаем, что предсказание великого ученого сбылось и его знаменитая формула получила подтверждение в ядерных реакциях.

Очень интересна последняя часть работы, где ставится во­прос о распространении принципа относительности на системы, движущиеся с ускорением. Именно здесь впервые появился принцип эквивалентности, согласно которому инертная масса те­ла равна его гравитационной массе или, что то же самое, силы гравитации физически эквивалентны силам инерции. На основе этого принципа Эйнштейн исследует влияние гравитации на ход часов и распространение света. Он делает вывод, что любой фи­зический процесс протекает тем быстрее, чем больше гравита­ционный потенциал в области, где разыгрывается этот процесс, и что световые лучи искривляются в гравитационном поле. Итак, в 1907 г. Эйнштейн закладывает первые основы общей теории от­носительности (ОТО), над разработкой которой он неустанно ра­ботал 10 лет. Теория же, созданная им в 1905 г., в которой прин­цип относительности был сформулирован только для ннедциальных систем, получила название специальной (частной) теории относительности (СТО).

Период с 1905 по 1907 г. был для Эйнштейна исключительно плодотворным. Кроме теории относительности, он создает в этот период теорию броуновского движения, разрабатывает кванто­вую теорию света и на основе ее объясняет явление фотоэффекта, создает квантовую теорию теплоемкости. Любой из этих работ было бы достаточно, чтобы обессмертить имя автора, создавшего в 1916 г. еще одну из основополагающих теорий физики XX в.— общую теорию относительности.

Каков же жизненный и творческий путь этого выдающегося ученого и замечательного человека?

Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 г. в небольшом не­мецком городке Ульме. Отец его, Герман Эйнштейн, окончил в свое время Штутгартскую гимназию, показав при этом хорошие математические способности. Но трудное материальное положе­ние семьи не позволило ему поступить в университет. Он очень любил природу и сумел всей семье привить эту любовь. Мать Альберта прекрасно играла на пианино и пела. Музыка и немец­кая классическая литература были постоянными спутниками жизни семьи Эйнштейнов. Альберт рос тихим, молчаливым ре­бенком, редко резвился с детьми. Среди товарищей он приобрел репутацию самого справедливого. Уже в детские годы он делал все основательно. В шесть лет Альберта стали обучать игре на скрипке. Однако довольно долго это занятие было почти безре­зультатным. В течение семи лет он, как говорят, добросовестно тянул скучную лямку. Но взявшись за сонаты Моцарта и ощу­тив их гармонию и эмоциональность, он с громадным упорством принялся оттачивать технику игры. Наконец Моцарт зазвучал в его исполнении, и музыка стала для него наслаждением.

Начальное образование Эйнштейн получил в католической школе. Десяти лет он поступил в гимназию. Однако обстановка в школе и гимназии плохо вязалась со склонностями и характе­ром подростка. Муштра, зубрежка и первые горькие уроки анти­семитизма тяжело ранили душу будущего ученого.

Одним из любимых предметов Эйнштейна была математика. Интерес к ней у будущего ученого появился довольно рано (в 12 лет). Однажды перед началом учебного года Эйнштейн впер­вые приобрел учебник геометрии (с алгеброй он был уже зна­ком). И первая же страница настолько захватила его, что он не мог оторваться от книги, не прочитав ее до конца.

Говорят, будто в Мюнхене один из учителей сказал Альберту:

«Из Вас, Эйнштейн, никогда ничего путного не выйдет». Но уже в это время Эйнштейн становится первым учеником по точным наукам. В возрасте от 12 до 16 лет, как вспоминал сам Эйн­штейн, он овладел основами математики, включая интегральное и дифференциальное исчисление. Когда у него, ставшего уже знаменитым, спросили, от кого из родителей он унаследовал свой научный талант, Эйнштейн скромно ответил: «У меня нет никакого таланта, а только страстное любопытство». Весной 1895 г. Эйнштейн покинул Мюнхенскую гимназию.

Успешно закончив в 1896 г. одну из наиболее прогрессивных школ г. Аарау (Швейцария), Эйнштейн без экзаменов был при­нят на педагогический факультет Цюрихского политехникума, готовившего преподавателей физики и математики. Здесь он учился с октября 1896 г. по август 1900 г. По существу это был физико-математический факультет, на котором преподавали из­вестные ученые: курс физики читал Вебер, математику вели Гурвиц и Минковский. Об этих годах учебы сам Эйнштейн позже вспоминал, что, имея таких превосходных преподавателей, как Гурвиц и Минковский, он мог бы получить солидное математи­ческое образование; но он большую часть времени работал в физической лаборатории, увлеченный непосредственным сопри­косновением с опытом, используя остальное время для домаш­него изучения трудов Кирхгофа, Гельмгольца, Герца, Максвелла, Больцмана, Лоренца.

В 1901 г. в журнале «Анналы физики» была опубликована его первая работа «Следствия из явлений капиллярности» объ­емом в 10 страниц. В июне 1902 г. Эйнштейн находит, наконец, постоянную работу, став техническим экспертом третьего класса Бернского патентного бюро. Теперь хоть немного можно поду­мать и о личной жизни.

Жизнь Эйнштейна в Берне можно сравнить с годами, кото­рые провел И. Ньютон в Вульсторпе во время чумы. В Берне Эйнштейн создает теорию броуновского движения, теорию фото­нов, СТО. Только в 1905 г. в журнале «Анналы физики» им было опубликовано пять шедевров научно-исследовательской мысли. Вот они:

1. Докторская диссертация объемом в 21 страницу «Новое определение размеров молекул».

2. «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света». В этой работе излагалась фотонная теория и теория фотоэффекта. Кстати, в 1922 г. А. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике «за важные математико-физические исследования, особенно за открытие Законов фотоэффекта».

3. «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты».

4. «К электродинамике движущихся сред».

5. «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии?» Какой титанический труд, гениальность и талант нужны были, чтобы в течение года сделать то, что привело к революции в фи­зике XX в., даже если учесть, что готовилось это целые годы. Теория относительности, например, зародилась у Эйнштейна. когда ему было 16 лет и когда он впервые задумался над тем, с какой скоростью распространяется свет в различных, движу­щихся одна относительно другой системах, когда он мысленно представлял человека, несущегося за лучом света. А почему именно он стал создателем теории относительности, Эйнштейн объяснял так: «По-моему, причина эта кроется в следующем. Нормальный взрослый человек едва ли станет размышлять о проблемах пространства и времени. Он полагает, что разобрался в этом еще в детстве. Я же, напротив, развивался интеллекту­ально так медленно, что, только став взрослым, начал размышлять о пространстве и времени. Понятно, что я вникал в эти проблемы глубже, чем люди, нормально развивающиеся в дет­стве». А теория относительности завоевывала тем временем все новых и новых сторонников. Она получила признание таких вы­дающихся физиков, как М. Планк, В. Вин, М. Лауэ и других, и автор ее становится известным человеком.

7 мая 1909 г. А. Эйнштейн стал профессором теоретической физики Цюрихского университета. В конце 1910 г. А. Эйнштейн становится профессором Пражского университета, одного из старейших университетов Европы. Однако из-за неблагоприят­ных условий для работы в 1912 г. он покинул Прагу и вновь оказался в Цюрихе, заняв там кафедру теоретической физики в университете. В 1911 г. А. Эйнштейн принимает участие в работе I Сольвеевского конгресса, посвященного проблеме квантов. На конгрессе также были затронуты вопросы и специальной теории относительности. Здесь Эйнштейн встретился с Марией Склодовской-Кюри, блестящий ум и любовь к справедливости которой сразу покорили его сердце. Были на конгрессе А. Пуанкаре, П. Ланжевен, М. Планк, В. Нернст, Э. Резерфорд, Ж. Перрен и особо почитаемый Эйнштейном Г. Лоренц. Об общей теории от­носительности ученый впервые докладывал на Венском конгрес­се естествоиспытателей в 1913 г.

В этот период Германская империя во главе с кайзером Вильгельмом, стремясь вырвать у Англии первенство в научно-техническом и промышленном развитии, создает новые институ­ты. Главный из них—институт кайзера Вильгельма—проекти­ровался для наиболее крупных ученых, со сравнительно большим жалованьем, без педагогических обязанностей для профессуры, с правом вести любое индивидуальное исследование. Заботы о подборе ученых взяли на себя Планк и Нернст. В числе при­глашенных был и А. Эйнштейн. В ноябре 1913 г. прусский ми­нистр просвещения утвердил Эйнштейна действительным членом физико-математического отделения Прусской академии наук.

В 1914 г. началась первая мировая война. Эйнштейн всем складом своего существа был против нее. Осенью 1915 г. он вы­рывается в Швейцарию, чтобы встретиться с друзьями и пови­даться с семьей. Встречи с друзьями, с Р. Ролланом дали воз­можность Эйнштейну узнать, что во всех воюющих странах су­ществуют группы противников войны, и почувствовать себя уча­стником интернационального содружества.

Наступил 1917 г. Для Эйнштейна не было вопроса, прини­мать или не принимать Октябрьскую революцию. Он видел в ней начало преобразования общества на основе разума и науки. Он хорошо понимал значение В. И. Ленина. «Я уважаю в Ленине человека, который с полным самоотвержением отдал все свои силы осуществлению социальной справедливости. Несмотря ни на что, одно бесспорно: люди, подобные ему, хранят и обновля­ют совесть человечества».

В 1916 г. была опубликована общая теория относительности, над которой Эйнштейн напряженно работал в течение 10 лет. Она обобщила СТО на ускоренные системы. Эйнштейн ограни­чил применимость принципа постоянства скорости света облас­тями, где гравитационными силами можно пренебречь. Зато он распространил принцип относительности на все движущиеся системы. Из ОТО был получен ряд важных выводов:

1. Свойства пространства—времени зависят от движущейся материи.

2. Луч света, обладающий инертной, а следовательно, и гра­витационной массой, должен искривляться в поле тяготения. В частности, такое искривление должен испытывать луч, прохо­дящий возле Солнца. Этот эффект, как указывал Эйнштейн, можно обнаружить при наблюдении положения звезд во время солнечного затмения. «Было бы крайне интересно, — пишет он, — чтобы астрономы заинтересовались поставленным здесь вопро­сом».

3. Частота света в результате действия поля тяготения долж­на изменяться. В результате этого эффекта линии солнечного спектра под действием гравитационного поля Солнца должны смещаться в сторону красного света, по сравнению со спектрами соответствующих земных источников. Этот эффект, по мнению Эйнштейна, также может быть обнаружен экспериментально. Все это было принципиально ново, и для утверждения ОТО нуж­на была ее экспериментальная проверка.

Глубокое удовлетворение принесло Эйнштейну известие о том, что две научные экспедиции, направленные Лондонским Королев­ским обществом в 1919 г. для наблюдения солнечного затмения, подтвердили правильность его теории. «Судьба оказала мне ми­лость, позволив дожить до этого дня»,—писал Эйнштейн Планку.

В 1922 и 1925 гг. были предприняты новые, более точные из­мерения отклонений лучей света во время солнечных затмений. Результаты их еще ближе совпадали с предсказаниями теории. На основе ОТО в задаче о движении планет удалось объяснить особенности движения перигелия Меркурия. Красное смещение в спектрах небесных тел было обнаружено в 1923—1926 гг. при изучении спектра Солнца, а в 1925 г. при наблюдении спектра спутника Сириуса. Экспериментальное подтверждение выводов из теории относительности явилось ее триумфом. «Я считал и считаю поныне, что это величайшее открытие человеческой мыс­ли, касающееся природы, открытие, в котором удивительнейшим образом сочетаются философская глубина, интуиция физика и математическое искусство», — сказал М. Борн об ОТО. ОТО про­извела переворот в космологии. На основе ее появились раз­личные модели Вселенной. Теорией относительности стали инте­ресоваться люди разных специальностей: философы, врачи, ду­ховенство, учителя, писатели. «Никогда еще в памяти людей научная теория не обсуждалась такими широкими кругами»,— пи­сал А. Зоммерфельд в 1920 г. Вокруг теории относительности раз­вернулись острые философские дискуссии, появилось множество книг, посвященных ее научному и научно-популярному изложе­нию. Однако враги Эйнштейна не унимались и после подтвержде­ния теории относительности опытными фактами. Многие дискус­сии стали переходить в выпады, а вскоре, главным образом, в Германии, где поднимал голову нацизм, началась неприкрытая травля теории относительности и ее автора.

Весной 1932 г., уезжая в очередной раз за границу, Эйнштейн знал, что больше в Германию не вернется. Сначала он поселился в Бельгии, затем переехал в Англию. Место жительства Эйн­штейна держалось в строгом секрете, так как была возможность покушения на него нацистов.

В начале 1933 г. Эйнштейн выходит из состава Берлинской академии наук. В этом же году перед зданием Берлинской госу­дарственной оперы запылали костры из книг Эйнштейна, из произведений классиков марксизма и классиков немецкой и ми­ровой литературы. Нацисты жаждали покарать великого ученого, выступившего в защиту мира. Они конфисковали его имущество и дом, за его голову была обещана награда в 50000 марок.

В октябре 1933 г. Эйнштейна переправили в Америку, и он приступил к работе в Институте перспективных исследований в Принстоне.

В Америке Эйнштейн был так же знаменит, как и в Европе. О нем ходили различные легенды. Все больше становилось охот­ников за автографами. Насколько надо было быть мудрым, что­бы не впасть в иллюзии, чтобы продолжать неустанно работать, чтобы остаться внимательным человеком и в большом и в малом.

Когда в 1955 г. исполнилось 50 лет со времени создания СТО, были организованы юбилейные торжества в Берне и в Берлине. А. Эйнштейн на пригласительное письмо М. Лауэ ответил: «Ста­рость в болезнь не дают мне возможности участвовать в подоб­ных торжествах. И должен признаться, что я отчасти благодарен судьбе: все хоть сколько-нибудь связанное с культом личности всегда было для меня мучением».

Этот молчаливый ученый, которому был совершенно чужд интерес к жизненным мелочам, а любой культ личности казался смешным, как никто другой из современников, пользовался до­верием людей. Людей привлекала его доброта, честность, прин­ципиальность. Забавную историю рассказывают о том, как од­нажды вечером в гостях восемнадцатилетняя девушка спросила А. Эйнштейна: «А кто Вы, собственно говоря, по специальнос­ти?»—«Я посвятил себя изучению физики»,—ответил седовла­сый ученый. «Как, в таком возрасте Вы еще изучаете физику? — удивленно воскликнула девушка.—Я и то разделалась с ней больше года назад». Да, великий Эйнштейн всю свою жизнь посвятил изучению и созданию физики. После открытия ОТО и до конца жизни ученый работал над единой теорией поля. «За последние годы, к моему глубокому удовлетворению, мне уда­лось... получить необходимые уравнения. Однако из-за значи­тельных математических трудностей из этих уравнений пока еще не удалось сделать выводы, которые позволили бы сопоставить теорию с опытом. Такое положение может, вероятно, длиться долгое время. Мало надежды, что я добьюсь успеха в те немно­гие годы, пока я еще могу работать»,—писал А. Эйнштейн в 1953 г. Заметим, что до сих пор не создана единая теория поля, несмотря на титаническую работу над ней многих выдающихся ученых нашего времени.

Одиночество—это участь многих стариков. Так все более одиноким становился и Эйнштейн. Одиночество ощущал он и в науке. «Мои взгляды на принципиальные вопросы физики зна­чительно отличаются от взглядов почти всех моих современни­ков», — писал ученый. Но люди не оставляли его, стремясь ока­зать ему всяческие почести и знаки внимания. В одном из писем своему другу Эйнштейн писал: «Вы не можете себе представить, как сильно мною все интересуются, особенно в письмах. Время для размышлений и работы мне приходится буквально красть, как профессиональному вору».

А размышлять было над чем. 6 января 1939 г. в Германии бы­ло экспериментально получено деление урана и обнаружено выделение энергии в этом процессе. А 26 января 1939 г. Н. Бор на заседании американского физического общества рассказал об огромных успехах ученых Европы в этом вопросе. Многие ученые прямо с заседания поспешили в свои лаборатории для экспериментальной проверки услышанного. Летом 1939 г. к Эйнштейну приехали два физика-атомщика Л. Сциллард и П. Вигнер и рассказали ему о цепной реакции в уране, о воз­можностях ее использования. Ученые написали письмо прези­денту США Рузвельту, и за подписью А. Эйнштейна оно было 11 октября 1939 г. лично передано адресату. Одновременно с письмом был вручен президенту и меморандум, где указывалось на возможность использования реакции деления урана для соз­дания нового вида бомб огромной разрушительной силы, на воз­можность использования атомной энергии для движения судов, самолетов, на возможность строительства атомных электростан­ций. Физики-атомщики просили правительство выделить необхо­димые средства и ускорить темп работ. «Я ясно понимал страш­ную опасность, которую несет человечеству осуществление на­шего предложения. Но то, что немецкие физики, работающие над этой же проблемой, могут добиться успеха, вынудило меня сделать этот шаг», — вспоминал Эйнштейн в 1952 г.

И вот в декабре 1942 г. в Чикаго под руководством Э. Ферми заработал первый в мире атомный реактор, в котором была осу­ществлена цепная реакция. А 16 июля 1945 г. в пустыне неподалеку от г. Лос-Аламос был произведен первый атомный взрыв громадной силы. США стали владельцами смертоносной атомной бомбы. 6 августа 1945 г. атомная бомба была сброшена на Хи­росиму, 9 августа—на Нагасаки.

А. Эйнштейн услышал об этой чудовищной акции уничтоже­ния японских городов по радио. Спазм сдавил ему горло, и он смог только произнести: <0 горе!» Преисполненное гордости сообщение Трумэна о самой крупной в мире научной игре, на карту которой было поставлено 2 млрд. долларов, наполнило Эйнштейна глубокой печалью.

11 апреля 1955 г. А. Эйнштейн подписал составленное Б. Расселом и поддержанное семью известными учеными обра­щение к правительствам США, Великобритании, СССР, Фран­ции, Канады и Китая. Это обращение настойчиво предостерегало человечество от самоубийства, к которому может привести соз­дание ядерного оружия.

В апреле 1955 г. Эйнштейн почувствовал себя плохо. Врачи определили аневризму аорты и предложили операцию. Эйнштейн отказался. В ночь на 18 апреля, когда Эйнштейн спал, у него произошло прободение стенки аорты, и сердце ученого перестало биться.

В соответствии с категорическим предсмертным распоряже­нием А. Эйнштейна никакой публичной траурной церемонии не было. Он не хотел ни пышных речей, ни памятника, ни могилы. Он был предан кремации, а прах его был развеян дружескими руками по ветру. После Эйнштейна почти не осталось памятных мест: дом в Ульме разрушен во время бомбежки, архивы погибли при разгроме дома нацистами. Но после Эйнштейна остались его фундаментальные открытия в физике, которые не могут уничто­жить ни ветер, ни время, ни бомбы. Они-то и будут вечным па­мятником «великому преобразователю естествознания» XX в.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Большая советская энциклопедия (второе издание) Государственное научное издательство «БСЭ»

2. Энциклопедический словарь юного физика . Москва «Педагогика» 1984год

3. Учебник «Физика» для 11 класс средней школы. Москва «Просвещение» 1991год

При подготовке реферата использовались материалы компьютерной сети интернет

51

Характеристики

Список файлов реферата