|
ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА
(1894—1984)
Петр Леонидович Капица родился 9 июля 1894 года в Кронштадте в
семье военного инженера, генерала Леонида Петровича Капицы, строителя кронштадтских укреплений. Это был образованный интеллигентный
человек, одаренный инженер, сыгравший важную роль в развитии русских вооруженных сил. Мать, Ольга Иеронимовна, урожденная Стебницкая, была образованной женщиной. Она занималась литературой, педагогической и общественной деятельностью, оставив след в истории русской
культуры.
Петр сначала учился год в гимназии, а затем в Кронштадтском реальном училище, которое окончил с отличием. Благодаря своим способностям и пристрастию к физике и электротехнике он допускался без всяких
ограничений в физический кабинет училища. Здесь он ставил химические
и физические опыты, ремонтировал приборы. Особенно ему нравилось
разбирать и вновь собирать часы. Интерес к часам у него остался навсегда.
Известен случай, когда уже в весьма солидном возрасте он починил часы
своему старому знакомому.
В 1912 году Капица поступил в Санкт-Петербургский политехнический институт. В августе 1914 года вспыхнула первая мировая война. Третьекурсника Петра Капицу, как и многих студентов, мобилизовали в армию. Некоторое время он проходил службу на польском фронте шофером
санитарного отряда — на грузовике, крытом брезентом, перевозил раненых.
В 1916 году после демобилизации из армии Капица вернулся в институт. Иоффе привлек его к экспериментальной работе в физической лаборатории, руководимой им, а также к участию в своем семинаре — повидимому, одном из первых физических семинаров в России. В том же
году в «Журнале русского физико-химического общества» появилась первая статья Капицы.
В 1918 году в невероятно трудных условиях Иоффе основал в Петрограде один из первых в России научно-исследовательских физических институтов. Капица был одним из первых сотрудников этого института, сыгравшего очень важную роль в развитии советской экспериментальной,
теоретической и технической физики. Закончив в том же году Политехнический институт, Петр был оставлен в нем в должности преподавателя
физико-механического факультета.
В сложной послереволюционной ситуации Иоффе всеми силами стремился сохранить семинар и своих учеников — молодых физиков, среди
которых был и Капица. Почти все участники семинара были экспериментаторами и находились в очень трудном положении: из-за отсутствия необходимых материалов, инструментов, приборов, даже простой проволоки собрать экспериментальную установку оказывалось сложнейшим и
волокитным делом. И, тем не менее, эксперименты ставились, и довольно
сложные. В 1920 году Капица и Н.Н. Семенов разработали метод определения магнитного момента атома, используя в нем взаимодействие пучка
атомов с неоднородным магнитным полем.
Иоффе настаивал на том, что Капице необходимо отправиться за границу, но революционное правительство не давало на это разрешения, пока
в дело не вмешался Максим Горький, самый влиятельный в ту пору русский писатель. Наконец Капице позволили выехать в Англию. Он уезжал
в подавленном состоянии: незадолго до этого Петр пережил огромное
горе: во время эпидемии погибли его молодая жена Надежда Черносвитова (они поженились в 1916 г.) и двое их маленьких детей.
В мае 1921 года Капица приехал в Англию. Капица попал в лабораторию Резерфорда. Позднее Петр Леонидович скажет о Резерфорде: «Я много обязан ему и его доброму отношению ко мне». Одновременно с посещением лекций Капица должен был пройти физический практикум, обязательный для всех начинающих работу в Кавендишской лаборатории.
Руководил им Джеймс Чедвик. Практикум был рассчитан на два года, но
Капица, к всеобщему удивлению, сдал все зачеты в течение двух недель и
сразу приобрел известность среди сотрудников лаборатории, включая самого Резерфорда.
Этой известности способствовал и организованный Капицей вскоре
после приезда в Кембридж семинар, названный «клубом Капицы», на
котором студенты и молодые преподаватели знакомились с интересными
научными проблемами, обсуждали результаты собственных исследований,
а порой вели дискуссии по самым разнообразным вопросам, в том числе
и весьма далеким от физики.
По поручению Резерфорда Капица занялся изучением альфа-частиц.
Это были «любимые» частицы Резерфорда, и почти все его ученики зани
мались их исследованием. Капица должен был определить импульс аль-,
фа-частицы.
Для того чтобы успешно выполнить опыты по измерению импульса
альфа-частицы, Капице понадобилось сильное магнитное поле. Работы
по созданию сверхсильных магнитных полей постепенно стали носить
самостоятельный характер и позднее увели Капицу от измерения импульса альфа-частицы к другим трудам по физике твердого тела. Таким образом, он отошел от ядерной физики. Однако темой его докторской диссертации, которую он защитил в Кембридже в 1922 году, было «Прохождение
альфа-частиц через вещество и методы получения магнитных полей».
Научный авторитет Капицы быстро рос. Он успешно продвигался по
ступеням академической иерархии. В 1923 году он стал доктором наук и
получил престижную стипендию Максвелла. В 1924 году он был назначен
заместителем директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям, а в 1925 году стал членом Тринити-колледжа. В 1928 году
Академия наук СССР присвоила Капице ученую степень доктора физикоматематических наук и в 1929 году избрала его своим членом-корреспондентом. В следующем году Капица становится профессором-исследователем Лондонского королевского общества.
По настоянию Резерфорда Королевское общество строит специально
для Капицы новую лабораторию. Когда Капица приступил к осуществлению своих планов по определению магнитного момента альфа-частицы,
экспериментаторы получали сильные магнитные поля с помощью электромагнита, состоящего из катушки и железного сердечника. Пределом
была напряженность 50 тысяч эрстед. Выше этой цифры нельзя было подняться из-за явления магнитного насыщения железа. После наступления
предела насыщения, как бы ни увеличивали силу тока, пропускаемого
через электромагнит, напряженность поля не росла.
Капица на глазах Резерфорда совершал техническую революцию в
методах экспериментальных исследований. Мощная установка Капицы,
сам принцип исследований производили сильное впечатление не только
на Резерфорда и его сотрудников, но и на других ученых, посещавших
Кембридж. С легкой руки Капицы в Кавендишской лаборатории все чаще
стали появляться сложные установки и усовершенствованные приборы и
аппараты. В 1934 году Капица стал первым директором новой лаборатории. Но ему было суждено там проработать всего лишь один год.
Создание уникального оборудования для измерения температурных
эффектов, связанных с влиянием сильных магнитных полей на свойства
вещества, например на магнитное сопротивление, привело Капицу к изучению проблем физики низких температур. Чтобы достичь таких температур, необходимо было располагать большим количеством сжиженных газов. Разрабатывая принципиально новые холодильные машины и установки, Капица использовал весь свой недюжинный талант физика и инженера.
Вершиной его творчества в этой области явилось создание в 1934 году необычайно производительной установки для сжижения гелия, который кипит или сжижается при температуре около 4,3 градусов Кельвина.
В 1925 году в Париже академик Алексей Николаевич Крылов познакомил Капицу со своей дочерью Анной, которая жила тогда с матерью в
столице Франции. В 1927 году Анна Алексеевна стала женой Капицы.
После женитьбы Капица купил небольшой участок земли на Хантингтон
Роуд, где построил дом по своему плану. Здесь родились его сыновья Сергей и Андрей. Оба они впоследствии стали учеными.
Находясь в Кембридже, Капица любил водить мотоцикл, курил трубку и носил костюмы из твида. Свои английские привычки он сохранил на
всю жизнь. В Москве, рядом с Институтом физических проблем, для него
был построен коттедж в английском стиле. Одежду и табак он выписывал
из Англии.
Отношения между Капицей и советским правительством всегда были
несколько загадочными и непонятными. За время своего тринадцатилетнего пребывания в Англии Капица несколько раз возвращался в Советский Союз вместе со своей второй женой, чтобы прочитать лекции, навестить мать и провести каникулы на каком-нибудь русском курорте. Советские официальные лица неоднократно обращались к нему с просьбой
остаться на постоянное жительство в СССР. Петр Леонидович относился
с интересом к таким предложениям, но выставлял определенные условия,
в частности свободу поездок на Запад, из-за чего решение вопроса откладывалось.
В конце лета 1934 года Капица вместе с женой в очередной раз приехали в Советский Союз, но, когда супруги приготовились вернуться в
Англию, оказалось, что их выездные визы аннулированы. После яростной, но бесполезной стычки с официальными лицами в Москве Капица
был вынужден остаться на родине, а его жене было разрешено вернуться
в Англию к детям. Несколько позднее Анна Алексеевна присоединилась к
мужу в Москве, а вслед за ней приехали и дети. Резерфорд и другие друзья
Капицы обращались к советскому правительству с просьбой разрешить
ему выезд для продолжения работы в Англии, но тщетно.
В 1935 году Капице предложили стать директором вновь созданного
Института физических проблем Академии наук СССР, но прежде, чем
дать согласие, Капица почти год отказывался от предлагаемого поста. Резерфорд, смирившись с потерей своего выдающегося сотрудника, позволил советским властям купить оборудование лаборатории Капицы и отправить его морским путем в СССР. Переговоры, перевоз оборудования и
монтаж его в Институте физических проблем заняли несколько лет.
Семья Капицы поселилась тут же, на территории института, в особняке из нескольких комнат. Из холла лестница вела в комнаты наверху. На
первом этаже, в большой гостиной, стояли стеклянные шкафы с коллек
цией хохломских игрушек. Дети Капицы, будущие ученые Сергей и Андрей, были тогда школьниками.
На установке, доставленной в Москву из Кавендишской лаборатории,.
Капица продолжал исследования в области сверхсильных магнитных полей. В опытах участвовали его кембриджские сотрудники, прибывшие на.
время в Москву, — механик Пирсон и лаборант Лауэрман. Эти работы
заняли несколько лет. Капица считал их очень важными, j
В 1943 году на собрании президиума Академии наук СССР Петр Леонидович сказал, что, по его мнению, в физике существуют три основных
направления исследований: в области низких температур, в области ядра
и, наконец, в области твердого тела. «Наш институт, — заявил Капица, —
работает над изучением явлений, происходящих при низких температурах, вблизи абсолютного нуля. Отмечу, что за последние годы это направление — одно из быстро развивающихся в физике, и в нем можно ожидать много новых и основных открытий».
В 1938 году Капица усовершенствовал небольшую турбину, очень эф-|
фективно сжижавшую воздух. Ему удалось обнаружить необычайное умень-|
шение вязкости жидкого гелия при охлаждении до температуры ниже 2,17 К,|
при которой он переходит в форму, называемую гелием-2. Утрата вязкости |
позволяет ему беспрепятственно вытекать через мельчайшие отверстия и|
даже взбираться по стенкам контейнера, как бы «не чувствуя» действия силы|
тяжести. Отсутствие вязкости сопровождается также увеличением теплопро-|
водности. Капица назвал открытое им новое явление сверхтекучестью. Двое|
из бывших коллег Капицы по Кавендишской лаборатории, Дж.Ф. Аллен и|
А.Д. Мизенер, выполнили аналогичные исследования. Все трое опубликова-1
ли статьи с изложением полученных результатов в одном и том же выпуске|
британского журнала «Нейче». Статья Капицы 1938 года и две другие работы, опубликованные в 1942 году, принадлежат к числу его наиболее важны>
работ по физике низких температур.
Петр Леонидович, обладавший необычайно высоким авторитетом,"
смело отстаивал свои взгляды даже во время чисток, проводимых Сталиным в конце тридцатых годов. Когда в 1938 году по обвинению в шпионаже в пользу нацистской Германии был арестован сотрудник Института
физических проблем Лев Ландау, Капица добился его освобождения. Для
этого ему пришлось отправиться в Кремль и пригрозить в случае отказа
подать в отставку с поста директора института. В своих докладах правительственным уполномоченным Капица открыто критиковал те решения,
которые считал неправильными.
После начала войны Институт физических проблем эвакуировался в
Казань. По прибытии на место его разместили в помещениях Казанского
университета. В тяжелое время Капица создал самую мощную в мире турбинную установку для получения в больших масштабах необходимого
промышленности жидкого кислорода.
В 1945 году в Советском Союзе активизировались работы по созданию
| ядерного оружия. Капица был смещен с поста директора института и в
.течение восьми лет находился под домашним арестом. Он был лишен
возможности общаться со своими коллегами из других научно-исследовательских институтов. У себя на даче Петр Леонидович оборудовал небольшую лабораторию и продолжал заниматься исследованиями. Через два
года после смерти Сталина, в 1955 году, он был восстановлен на посту
директора Института физических проблем и пребывал в этой должности
до конца жизни.
Послевоенные научные работы Капицы охватывают самые различные
области физики, включая гидродинамику тонких слоев жидкости и природу шаровой молнии, но основные его интересы сосредоточиваются на
микроволновых генераторах и изучении различных свойств плазмы.
Работая в пятидесятые годы над созданием микроволнового генератора, ученый обнаружил, что микроволны большой интенсивности порождают в гелии отчетливо наблюдаемый светящийся разряд. Измеряя температуру в центре гелиевого разряда, он установил, что на расстоянии в
несколько миллиметров от границы разряда температура изменяется примерно на два миллиона градусов Кельвина. Это открытие легло в основу
проекта термоядерного реактора с непрерывным подогревом плазмы.
Помимо достижений в экспериментальной физике, Капица проявил
себя как блестящий администратор и просветитель. Под его руководством
Институт физических проблем стал одним из наиболее продуктивных и
престижных институтов Академии наук СССР, привлек многих ведущих
физиков страны. Капица принимал участие в создании научно-исследовательского центра неподалеку от Новосибирска — Академгородка, и высшего учебного заведения нового типа — Московского физико-технического института. Построенные Капицей установки для сжижения газов
нашли широкое применение в промышленности. Использование кислорода, извлеченного из жидкого воздуха, для кислородного дутья произвело подлинный переворот в советской сталелитейной промышленности.
В 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 женой впервые совершил поездку в Соединенные Штаты.
Капица обладал качествами, делающими его необычайно интересным
в общении. Его эрудиция, глубокие познания в литературе и искусстве
поражали. У него на все хватало времени при крайней занятости работой.
Сам Капица говорил, что одаренность без работоспособности, как правияо, не дает больших результатов. Петр Леонидович отличался живым чув^вом юмора и высоко ценил его у других.
Существует известный анекдот о том, как одна английская фир»
попросила Капицу ликвидировать неполадки в новом электродвигателе
который по неизвестным причинам отказывался действовать. Капица вні
мательно осмотрел двигатель, несколько раз включал и выключал его, пот
попросил принести молоток. Подумав, он ударил по нему молотком, и
о чудо! — электродвигатель заработал. За эту консультацию фирма за{
нее заплатила Капице тысячу фунтов. Представитель фирмы, увидев, чі
дело решилось в несколько минут, попросил Капицу письменно отчитаї
ся за полученную сумму. Капица написал, что удар молотком по двигаї
лю он оценивает в 1 фунт, а остальные 999 фунтов заплачены ему за і
что он безошибочно знал, в какое место надо ударить
17 октября 1978 года Шведская академия наук направила из Стокгол|
ма Петру Леонидовичу Капице телеграмму о присуждении ему Нобеле|
ской премии по физике за фундаментальные исследования в области ф|
зики низких температур, j
От экстремально низких температур вблизи абсолютного нуля до э|
стремально высоких температур, необходимых для синтеза атомных ядер, |
таков огромный диапазон неутомимой многолетней работы академи|
Петра Леонидовича Капицы.
Умер он 8 апреля 1984 года.
|
