Источник: elementy.ru
Евгения Гершкович
«Коммерсантъ Наука» №4(1), февраль 2019
Петр Капица — выдающийся физик, гениальный экспериментатор, прекрасный теоретик и блестящий инженер. Его работы по физике низких температур и сильных магнитных полей — классика. В нынешнем году исполняется 125 лет со дня рождения нобелевского лауреата и 90 лет с момента избрания его действительным членом Лондонского Королевского общества — Капица был первым иностранцем Английской академии наук.
Фото: Институт физических проблем им. П. Л. Капицы РАН
Жизнь ученого многокрасочна, извилиста и драматична, похожа на роман. «Она представляет собой такую запутанную комбинацию всякого рода явлений, что лучше не задаваться вопросом о ее логической согласованности», — писал Петр Капица Резерфорду в 1933 году.
Пять раз Капице пришлось начинать с нуля.
Происходил он из той категории дворянской интеллигенции, которая основательно исчезла. Родился в Кронштадте. Отец, имевший чин генерала, служил военным инженером-строителем. Мать тоже была дочерью генерала, Иеронима Стебницкого, геодезиста и главного картографа российской армии. Ольга Иеронимовна окончила не только гимназию, но и Бестужевские высшие женские курсы, стала профессором Педагогического института им. А. И. Герцена в Ленинграде, участвовала в издании журналов «Еж» и «Чиж».
Юный же Петр, ее сын, из гимназии был исключен: не успевал по латыни, перевелся в реальное училище, затем поступил в Политехнический институт на факультет электромеханики. Под крыло талантливого студента взял Абрам Иоффе, получивший в истории науки почетное звание «отец советской физики». Именно Иоффе рекомендовал Капицу в 1921 году в состав группы молодых ученых, командированных за границу для закупки оборудования. Капица находился тогда в крайне подавленном состоянии: эпидемия испанки за один месяц унесла его отца, жену Надежду Черносвитову, полуторагодовалого сына и дочь трех дней от роду.
Приехали в Кембридж к великому Резерфорду. Основатель ядерной физики, лауреат Нобелевской премии, к слову, родился в Новой Зеландии в семье фермеров, и трудовой путь начинал с лопаты.
Петр Капица мгновенно понял, что хочет остаться на стажировку у Резерфорда. Тот сначала отказал — его лаборатория переполнена. В ответ Капица поинтересовался, к какой точности Резерфорд стремится в своих экспериментах. «Допустима двух-трехпроцентная погрешность», — ответил Резерфорд. «В таком случае, — констатировал Капица, — еще один исследователь не будет в вашей лаборатории заметен, он будет поглощен допустимой неточностью опыта».
Рекорд
В Англии, работая у Эрнеста Резерфорда, Петр Капица создал импульсный магнит с максимальной индукцией около 30 тесла (нынешний рекорд — 100 тесла). Спиральная катушка магнита преобразовывала запасенную в роторе электрогенератора механическую энергию в магнитную. Это был первый успех (1924 год) в получении сильных короткоимпульсных магнитный полей.
Новый научный сотрудник Кавендишской лаборатории отличался решительностью действий, под его напором пасовали даже сдержанные англичане. Первым делом молодой русский физик придумал Резерфорду шуточное прозвище — Крокодил. «Крокодил» не возражает. Затем организует в Кембридже кружок, состоящий наполовину из теоретиков, наполовину из экспериментаторов. Количество членов строго ограничено тридцатью. Собираются по вторникам. Из больших чашек физики пьют кофе с молоком. Кружок, разумеется, получил название «Клуб Капицы».
В 1923 году Петр Капица защитил диссертацию: «Прохождение альфа-частиц через материальную среду и методы получения сильных магнитных полей» — и удостоен степени доктора философии Кембриджского университета.
Спустя три года в Париже Капица встретился с другом и сокурсником химиком Николаем Семеновым, будущим нобелевским лауреатом. Жена Семенова познакомила его со школьной подругой Анной, дочерью академика Алексея Крылова, математика и кораблестроителя. Петр и Анна понравились друг другу. В мемуарах Анна записала: «Я поняла, что он мне никогда не сделает предложения. Я ему сказала: считаю, что мы должны пожениться. Он страшно обрадовался. Тут мы и поженились».
А. Н. Крылов, Л. И. Толстая, П. Л. Капица, Л. Орлова и А. Ф. Иоффе. 1944 год. Фото: Институт физических проблем им. П. Л. Капицы РАН
Жизнь их была прекрасной. В 1928 году появился сын Сергей, и в том же году Капица открывает закон линейного возрастания электросопротивления металлов (Закон Капицы). В 1932 году на свет появляется сын Андрей.
Резерфорд последовательно поддерживал работы любимого ученика по сильным магнитным полям и низким температурам. Именно он добился гранта от Королевского общества в £15 тыс. для строительства лаборатории Капице. Эти деньги были частично завещаны магнатом химической промышленности Людвигом Мондом, потому лаборатория, торжественно открытая 3 февраля 1933 года, стала называться Мондовской.
При открытии ее присутствовал премьер-министр Англии Стенли Болдуин. Выполненный знаменитым скульптором Эриком Гиллом каменный крокодил украсил гладкий фасад конструктивистского двухэтажного здания в средневековом Кембридже. В кабинете у заведующего лабораторией стояли модные кресла от дизайнеров школы Баухаус.
19 апреля 1934 года Петр Леонидович получает жидкий гелий на созданной им установке для ожижения гелия адиабатическим методом: поршневой детандер работает при температуре 15°К. Ожижитель предопределил быстрый прогресс в физике низких температур.
Часть культуры
«Петр Капица придавал очень большое значение авторитету ученого в глазах общества. Он делал многое для того, чтобы наука воспринималась как часть общечеловеческой культуры, чтобы не было разобщенности между научными и художественными кругами...»
Академик Александр Андреев,
директор Института физических проблем им. Капицы
Каждый год летом Капица имел обыкновение ездить в Россию за рулем собственного автомобиля. Поехали и в 1934 году. Повидали родных, и уж было собрались в обратный путь, как вдруг Петра Капицу вызвали к начальству. Возвратился с известием, что его не выпускают из страны: «Исходя из соображений, что Капица оказывает значительные услуги англичанам, информируя их о положении в науке СССР, а также и то, что он оказывает английским фирмам, в том числе военным, крупнейшие услуги, продавая им свои патенты и работая по их заказам, запретить Петру Леонидовичу Капице выезд из СССР».
Анна не могла не ехать в Кембридж — там дети, а Петр Леонидович остался в Ленинграде, в коммунальной квартире на улице Красных Зорь. Это был тяжелейший период в жизни ученого, лишенного работы и перспектив. Нервное напряжение в те ленинградские месяцы находило разрядку в долгих пеших прогулках.
Кристальная честность
27 апреля 1938 года был арестован Лев Ландау, в тот момент заведующий теоретическим отделом Института физических проблем. «Меня обвинили в том, что я немецкий шпион, — писал он впоследствии, — год я провел в тюрьме, и было ясно, что даже еще на полгода меня не хватит: я просто умирал. Капица поехал в Кремль и заявил, что требует моего освобождения, а в противном случае будет вынужден оставить институт. Меня освободили. Вряд ли надо говорить, что для подобного поступка в те годы требовались немалое мужество, большая человечность и кристальная честность».
Наконец 23 декабря в верхах принято решение построить лично для Капицы Институт физических проблем с переводом в Москву (продажей по ходатайству Резерфорда) оборудования из Мондовской лаборатории. Начало Воробьевского шоссе тогда считалось окраиной Москвы. Рельсы городского трамвая кончались у Калужской заставы.
Директор Капица сам разработал план института. Теперь в его распоряжении персональный автомобиль, семиместный «Бьюик», квартира в центре и дача на Николиной Горе. Ну и конечно же, в Институте появляется физический семинар Капицы — «капичник».
Режиссер науки
«Некогда театр состоял только из труппы актеров, и режиссер был незаметной фигурой. Теперь же, особенно с развитием кино, в котором участвуют тысячи и десятки тысяч актеров, главная роль, определяющая успех постановки, перешла к режиссерам. При большой коллективной работе режиссер стал теперь необходим также и в науке. Какие требования мы ставим перед ним? Главное требование — его роль должна быть творческой, а не чисто административной. Он должен понимать смысл и цель научной работы и должен правильно оценивать творческие возможности исполнителей, распределять роли по талантливости и так целесообразно расставить силы, чтобы все стороны решаемой проблемы развивались гармонично... Мы знаем случаи, когда большой актер — вместе с тем и большой режиссер, например Чарли Чаплин... Несомненно, сейчас наступает такой период, когда организаторам науки будет отводиться все более и более крупная роль».
Петр Капица,
речь на Международном симпозиуме по планированию науки,
Прага, сентябрь 1959 года
Период с 1936 по 1946 год в биографии ученого особый: не оставляя занятий в области экспериментальной физики низких температур, Капица активно работал над производством жидкого кислорода для военных нужд — для изготовления взрывчатки. Особенно необходимость в кислороде выросла во время войны.
Петр Капица после избрания в Лондонское Королевское общество. 1929 год. Фото: Институт физических проблем им. П. Л. Капицы РАН
Капица старался внедрить относительно новую технологию производства криогенных температур на базе турбодетандера. В 1942 году первый экземпляр турбокислородной установки ТК-2000 производительностью до 200 кг/ч жидкого кислорода изготовлен и в Балашихе запущен в эксплуатацию в начале 1943 года. В мае тогда же при Совете министров создается Главкислород, начальником которого назначен Капица. Ученый стал руководителем целой отрасли промышленности!
До этого, в 1940 году, физик Капица совершает фундаментальное открытие — сверхтекучесть гелия (при переходе тепла от твердого тела к жидкому гелию на границе раздела возникает скачок температур, так называемый скачок Капицы).
Именно за это открытие Нильс Бор трижды рекомендовал Нобелевскому комитету кандидатуру Капицы: в 1948, 1956 и 1960 годах. И только в 1978 году советский ученый с британским прошлым стал наконец лауреатом Нобелевской премии — и все премиальные деньги оставил себе, не поделившись с советским государством.
Анекдоты о Петре Капице
***
В 1966 году после большого перерыва Петр Капица снова попал в Англию — приехал по приглашению Королевского общества прочесть лекцию «Мои воспоминания о Резерфорде». Пришел пообедать в Тринити-колледж со старым коллегой, английским физиком лордом Андрианом. Когда все поднялись из-за стола, чтобы пойти в кабинет пить кофе и портвейн, Капица заметил, что все в мантиях, кроме него. Он вспомнил, что свою мантию оставил висеть в прихожей. Подозвал батлера: «Где моя мантия?» Тот спросил: «А когда вы оставили ее, сэр?» «32 года назад», — ответил Капица. Служитель невозмутимо ушел и принес мантию.
***
Петр Капица был приглашен одной фирмой для консультации. Как ученого и инженера его попросили установить, почему не работает новый электродвигатель. Капица осмотрел двигатель, несколько раз включал его — никакого результата. Тогда он попросил принести молоток и, взяв его, ударил в одном месте. Произошло чудо: двигатель заработал. За консультацию он заранее получил £1 тыс. Представитель фирмы, удивившись, что для пуска двигателя понадобился лишь удар молотком, попросил Капицу представить счет на полученную сумму. Капица представил. В счете он написал, что удар молотком оценивает в £1. Остальные £999 причитаются ему за то, что он знал, в какое место ударить.
Летом 1945-го американцы взорвали первые атомные бомбы.
Физик с мировым именем был привлечен к советскому атомному проекту и включен в состав Специального комитета № 1 по использованию внутриатомной энергии урана. Комитет возглавил Лаврентий Берия. Капица быстро разобрался, что абсолютно некомпетентный начальник ведет дело далеко не так, как надо, и мешает работать специалистам, о чем сообщил Сталину в письме. Дескать, Берия — дирижер, не умеющий читать партитуру. Разумеется, с рук ему такое не сошло. По легенде, генсек распорядился: «Я тебе его сниму, но ты его не трогай». Машина заработала, пошли доносы, обвинения в буржуазном образе мыслей, приказ об освобождении от должности директора института, отстранение от кислородной промышленности и увольнение с места заведующего кафедрой общей физики МГУ.
Вместо «криогенщиков» и «кислородников» в институт пришла команда атомщиков.
Коттедж директора Института физических проблем. Архитектор Е. Стамо. Фото: РИА «Новости»
Годы полной изоляции Капица переживал на даче, где была им обустроена Изба физических проблем. В маленькой лаборатории он продолжал заниматься исследованиями — по механике и гидродинамике, по электронике больших мощностей и физике плазмы. В уединении на Николиной Горе Капица разрабатывает новый тип СВЧ — генераторов — планотрон и ниготрон — мощностью 300 кВт и обнаруживает, что при высокочастотном разряде в плотных газах образуется стабильный плазменный шнур. Опыты, начатые фактически в сторожке, ученый продолжил после смерти Сталина и ареста Берии, уже в Институте физических проблем, где он снова стал директором. Здесь, в глубине парка, в двухэтажном особняке, смахивающем на ренессансную виллу, построенном по проекту архитектора Евгения Стамо, Петр Капица прожил до конца своих дней.
Кабинет Петра Капицы в коттедже на Воробьевых горах. Фото: Институт физических проблем им. П. Л. Капицы РАН
Теперь здесь его музей. В гостиной перед камином висит большое полотно кисти Бориса Кустодиева, где изображены краснощекие и веселые люди — молодой Капица и молодой Семенов. В 1920 году в солнечный морозный день ученые зашли в мастерскую к живописцу в Петрограде и увидели на мольберте незаконченный портрет Шаляпина. «Вы знаменитых людей рисуете, — заметил Капица. — Напишите нас. Мы пока не знамениты, но станем такими».
Он знал.
Музейная моль
Мемориальный музей Петра Капицы был открыт 8 апреля 1985 года, в день годовщины со дня кончины Петра Леонидовича Капицы. В экспозиции научные приборы и устройства, уникальная коллекция фотографических портретов ученых ХХ века с дарственными надписями и автографами. В кабинете стоит специальный, расписанный под хохлому шахматный столик и сами шахматы, вырезанные из кости, скорее всего, они привезены из Англии. В библиотеке полно шахматных книг, в том числе и выпущенных в начале XX века на английском языке, на полях сохранились сделанные рукой Капицы карандашные пометки. Есть и книги с дарственными надписями от чемпионов мира Михаила Ботвинника, Василия Смыслова, Анатолия Карпова.
Тут можно видеть треснувшую дубовую раму, в которой была заключена катушка. Капица, описывая Резерфорду эксперимент с получением коротких импульсов мощного тока, сообщал, что катушка разлетелась вдребезги. На почетном месте — диплом нобелевского лауреата, полученный Петром Капицей в 1978 году, а в шкафу среди академических мантий разных стран — фрак, в котором физик получал Нобелевскую премию. На полу для сохранности материй сотрудники вынуждены выкладывать таблетки против моли. Состояние стен здания, некогда служившего жилищем прославленному ученому, далеки от совершенства: они все потрескавшиеся, облупившиеся. Зданию, без сомнения, нужен ремонт.
