4,4K подписчиков

Петр Капица - «визитная карточка» советской науки, отец советской экспериментальной физики

145 прочитали
Петр Капица (9 июля 1894 г. – 8 апреля 1984 г)
Петр Капица (9 июля 1894 г. – 8 апреля 1984 г)

Петр Леонидович Капица был выдающимся физиком, академиком АН СССР, членом Генерального комитета Академии, дважды Героем Социалистического Труда, лауреатом Нобелевской премии по физике и лауреатом двух Сталинских премий.  Он - основатель Института физических проблем (ИФП), директором которого оставался вплоть до последних дней жизни. Один из основателей Московского физико-технического института. Первый заведующий кафедрой физики низких температур физического факультета МГУ.

Лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за открытие явления сверхтекучести жидкого гелия, ввёл в научный обиход термин «сверхтекучесть». Известен также работами в области физики низких температур, изучении сверхсильных магнитных полей и удержания высокотемпературной плазмы. Разработал высокопроизводительную промышленную установку для сжижения воздуха на базе турбодетандера.

Ученого вполне справедливо можно назвать «визитной карточкой» советской науки — фамилия «Капица» была известна каждому гражданину СССР от мала до велика.

«Гениальность Капицы в том, что его работа намного опередила свое время. Он поднялся над всеми ограничениями и обозначил основные, неизменные принципы в науке и образовании».  Николай Кудрявцев, президент Московского физико-технического института, ректор МФТИНачало

Вехи биографии

Петр Леонидович Капица родился 9 июля 1894 года в Кронштадте, островной крепости недалеко от Санкт-Петербурга. Его отец, Леонид Петрович Капица, был полковником инженерных войск.В 11 лет Петр начал посещать классическую гимназию, однако ему мешало плохое правописание — эта причуда осталась с ним на всю жизнь. Через два года мать перевела его в Кронштадтское реальное училище. Петр окончил его в 1912 году с отличием.Не имея классического образования по греческому и латинскому языкам, Петр Капица не мог поступить в университет. Вместо этого он изучал электротехнику в Политехническом институте Санкт-Петербурга. Его учеба была прервана Первой мировой войной. В начале 1915 года, в возрасте 20 лет, он несколько месяцев работал водителем скорой помощи на российском польском фронте, прежде чем возобновить учебу.

Петр Капица, 17 лет
Петр Капица, 17 лет

В юности Капица часто ездил с семьей за границу. В 1916 году он отправился в Китай за своей невестой Надеждой Черносвитовой, которая жила в Шанхае со своим братом, служащим русско-азиатского банка. Через месяц Капица женился на ней в отцовском имении «Приютное» в Ярославской области.

Через год у них родился сын Иероним. В это время Капица опубликовал свои первые научные работы в журнале «Российское физико-химическое общество». Из-за продолжавшейся войны Капице удалось окончить университет по специальности инженер-электрик только в 1919 году. Начиная с 1918 года в течение трех лет он читал лекции в Петербургском политехническом университете. Зимой 1919 года эпидемия испанского гриппа унесла почти всю его семью: отца, сына, жену и новорожденную дочь.

Любимый ученик Резерфорда

В 1921 году в возрасте 27 лет Капица уехал из Санкт-Петербурга, чтобы получить степень доктора философии у самого Эрнеста Резерфорда в известной Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Резерфорд опасался иметь у себя сотрудника из Советской России, что было совершенно не удивительно, учитывая, что в то время не было даже дипломатических соглашений между Англией и Россией. Все же Капице удалось уговорить Резерфорда дать ему возможность работать в Кавендишской лаборатории:

«У вас около 30 человек. Если вы примете меня, это будет 3-процентная погрешность, которую вы допускаете в своих экспериментах. Просто считайте меня нашей погрешностью», — сказал Капица.

Такая находчивость и нервозность произвели впечатление на великого физика, и Капица получил заветное место.

Эрнест Резерфорд (1871 -1937) – британский физик новозеландского происхождения. Известен как отец ядерной физики. Лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года
Эрнест Резерфорд (1871 -1937) – британский физик новозеландского происхождения. Известен как отец ядерной физики. Лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года

Резерфорд особенно благосклонно относился к молодому ученому.  Лаборатория Капицы была похожа на маленькую фабрику.

Петр Леонидович Капица был выдающимся физиком, академиком АН СССР, членом Генерального комитета Академии, дважды Героем Социалистического Труда, лауреатом Нобелевской премии по физике и лауреатом двух-4
«Среди молодых физиков, приехавших из-за границы и работавших в Кавендишской лаборатории, одной из наиболее колоритных фигур был Капица; его фантазия и талант инженера – физика вызывали у Резерфорда восхищение» из воспоминаний Н. Бора

Капица фактически стал отцом экспериментальной физики — области науки, которая позже поразила мир своими гигантскими коллайдерами и сверхмощными лазерами. Благодаря своим научным достижениям Капица за 13 лет, проведенных в Кембридже, стал легендой. В 1929 году он стал членом Королевского общества. В 1930 году русский ученый из страны Советов стал профессором, пользующимся большим уважением у британской элиты.

Петр Леонидович Капица был выдающимся физиком, академиком АН СССР, членом Генерального комитета Академии, дважды Героем Социалистического Труда, лауреатом Нобелевской премии по физике и лауреатом двух-5

В июне 1923 г. Капица получил степень доктора философии в Кембриджском университете. В январе 1925 года он был назначен заместителем директора Кавендишской лаборатории магнитных исследований. В марте 1929 г. он был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в мае того же года стал членом Лондонского королевского общества. В ноябре 1930 года Совет Королевского общества выделил 15 000 фунтов стерлингов на строительство лаборатории Капицы в Кембридже. Официальное открытие лаборатории состоялось 3 февраля 1933 г. и широко освещалось в английской прессе.

Клуб Капицы

Капица считал, что молодые британские ученые слишком осторожничают, бросая вызов идеям своих более опытных коллег. Чтобы улучшить ситуацию, в 1922 году он основал еженедельный клуб, объединяющий молодых физиков для неформального представления своих работ. Клуб, известный всем, кроме самого Капицы, как Клуб Капицы, стал очень популярным.

Капица уехал из России вскоре после тяжелой утраты: во время эпидемии гриппа испанки он потерял свою первую семью— жену и двух детей, и, хотя его работа в Кембридже была очень успешной, он страдал от одиночества и семейной неустроенности и часто писал об этом своей матери— Ольге Иеронимовне — в Петербург. Только через пять лет отец встретил в Париже Анну Крылову, которая жила там в эмиграции, вскоре они поженились и  у них родился сын Сергей.

Анна Крылова и Петр Капица
Анна Крылова и Петр Капица

Капица время от времени возвращался из Англии в СССР, чтобы навестить мать. Каждый раз советскому послу приходилось давать Резерфорду гарантии того, что русскому ученому разрешат вернуться. Однако в 1934 году Капица позволил себе покинуть Англию, не получив предварительно гарантии.

Заложник

…В очередной раз Петр Капица с женой отправились в СССР в конце лета 1934 г. Дети – два сына Сергей и младший Андрей остались в Англии с няней и бабушкой Елизаветой Дмитриевной. Они поехали на только что купленной машине Vawchall: доплыли на пароме до Бергена и, объехав Скандинавию, добрались до Ленинграда.

Капицу задержали в России. Его вызвали в Кремль и сообщили, что с этого момента ему придется работать в СССР и аннулировали его визу.  Анна через несколько месяцев вернулась в Кембридж одна.

А.А. Капица с сыновьями, Кембридж, 1935 фото с портала «Научная Россия»
А.А. Капица с сыновьями, Кембридж, 1935 фото с портала «Научная Россия»

Для Капицы это был колоссальный удар, неожиданно прекратилась его успешно продвигающаяся работа в новой, специально для него построенной лаборатории, где должны были проводиться исследования в сильных магнитных полях и при низких температурах. Лаборатория была построена на деньги крупного предпринимателя Людвига Монда.

После возвращения из Англии Капица заявил, что не может проводить научные исследования в Советском Союзе, так как не имеет необходимого оборудования и персонала. Тем временем на первых полосах крупнейших западных газет появились такие заголовки, как «Исчезнувший профессор», «Россия арестовывает известного ученого» и «Потрясения для научного мира».

Председатель Совета Народных Комиссаров Вячеслав Молотов потребовал от Капицы письменного опровержения, но ученый отказался. Капица обращался с просьбой о помощи и вмешательстве Полю Ланжевену, Альберт Эйнштейну и Эрнесту Резерфорду. В письме Резерфорду он писал, что едва пришёл в себя после шока от случившегося и благодарил учителя за помощь его семье оставшейся в Англии. Резерфорд письмом к полпреду СССР в Англии обратился за разъяснениями — почему известному физику отказывают в возвращении в Кембридж. В ответном письме ему сообщили, что возвращение Капицы в СССР продиктовано запланированным в пятилетнем плане ускоренным развитием советской науки и промышленности.

Первые месяцы в СССР прошли трудно — не было работы и определённости с будущим. Жить пришлось в стеснённых условиях коммунальной квартиры у матери. Очень помогли ему в тот момент друзья Николай Семёнов, Алексей Бах, Фёдор Щербатской. Постепенно Капица пришёл в себя и согласился продолжить работу по специальности. В качестве условия потребовал перевезти Мондовскую лабораторию, в которой он работал, в СССР.

3 декабря 1934 г. Вячеслав Молотов подписал постановление об организации в составе Академии наук СССР Института физических проблем (ИФП). 3 января 1935 г. газеты «Правда» и «Известия» сообщили о назначении Капицы директором нового института. В начале 1935 года Капица переезжает из Ленинграда в Москву — в гостиницу «Метрополь», получает в распоряжение личный автомобиль. В мае 1935 года началось строительство институтского лабораторного корпуса на Воробьёвых горах. После довольно сложных переговоров с Резерфордом и Кокрофтом (Капица не принимал в них участия) удалось прийти к соглашению об условиях передачи лаборатории в СССР. В августе 1935 года Политбюро вновь рассматривает вопрос о Капице на своем заседании и выделяет 30 000 фунтов стерлингов на приобретение оборудования его кембриджской лаборатории. Когда в 1937 г. в Москве был построен, наконец, Институт Физических проблем, Резерфорд согласился продать институту оборудование Мондской лаборатории, сказав: «Эти машины не могут работать без Капицы, а Капица без них».

В своих письмах конца 1930-х годов Капица признавался о том, что возможности для работы в СССР уступают тем что были за рубежом — это даже несмотря на то, что он получил в своё распоряжение научное учреждение и практически не испытывал проблем с финансированием. Угнетало то что проблемы, решавшиеся в Англии одним телефонным звонком, погрязали в бюрократизме. Резкие высказывания учёного и исключительные условия созданные ему властями не способствовали налаживанию взаимопонимания с коллегами по академической среде.

Он писал:

“Положение угнетающее. Упал интерес к моей работе…  Помимо зависти, подозрений и всего прочего, атмосфера создалась невозможная и прямо жуткая … Ученые здешние определенно недоброжелательно относятся к моему переезду сюда”. Петр Капица

В январе 1936 года из Англии возвращается Анна Алексеевна с детьми, и семья Капицы переезжает в коттедж, построенный на территории института. К марту 1937 года закончилось строительство нового института, перевезена и смонтирована большая часть приборов, и Капица возвращается к активной научной деятельности. В это же время при Институте Физических проблем начинает работать «капичник» — знаменитый семинар Петра Леонидовича, который вскоре приобретает всесоюзную известность.

Фундаментальное открытие сверхтекучести

В январе 1938 года году Капица публикует в журнале Nature статью о фундаментальном открытии — явление сверхтекучести жидкого гелия и продолжает исследования в новом направлении физики. В процессе изучения свойств жидкого гелия в 1937 году им было открыто явление сверхтекучести. Ранее было известно уникальное свойство гелия, который переходит в жидкое состояние при температуре 4,2°K, оставаясь жидким при более низких температурах вплоть до абсолютного нуля. Было также известно, что при температуре 2,19°K скачкообразно меняется теплоемкость жидкого гелия (точнее, изотопа гелия с атомным весом 4). В чрезвычайно изящных экспериментах, наблюдая протекание жидкого гелия через капилляры и узкие щели (шириной до полумикрона), Капица показал, что у этой жидкости при температурах ниже 2,19°K полностью отсутствует вязкость. На основе экспериментов Капицы и теории Ландау родилась физика квантовых жидкостей как макроскопическое проявление квантового поведения частиц.

Установка турбодетандер по разделению воздуха

В 30-е годы Капица прежде всего заканчивает свои работы по турбодетандеру, которые предопределили развитие во всем мире современных установок разделения воздуха на азот, кислород, аргон и гелий. Жидкий кислород стал одним из важнейших стратегических материалов в военные годы. Ведь сталь для танковой брони с добавками тугоплавких металлов (вольфрама и др.) можно было получить только с использованием в мартеновских печах кислородного дутья, позволяющего достичь более высокой температуры плавления такой стали.

И Капица прилагает большие усилия для внедрения своего детища в промышленность.  В 1941 году Капица в числе первых ученых становится лауреатом Сталинской премии первой степени за свой турбодетандер, а в 1943 году назначается начальником «Главкислорода» — Главного управления кислородной промышленности при СНК СССР, на должность выше наркомовской. В 1945 году он становится Героем Социалистического Труда.

Петр Леонидович Капица был выдающимся физиком, академиком АН СССР, членом Генерального комитета Академии, дважды Героем Социалистического Труда, лауреатом Нобелевской премии по физике и лауреатом двух-8

Капица спасает Льва Ландау

В 1937 году Льву Ландау было 29 лет. Он был одним из крупнейших физиков-теоретиков России. Двое его друзей-физиков, Лев Шубников и Лев Розенкевич, «признались», что Ландау возглавлял организацию, работавшую против Советского Союза. Оба физика были расстреляны НКВД.

В 1938 году Ландау был арестован и содержался в печально известной Лубянской тюрьме. После двух месяцев принуждения ему сказали, что его переведут в Лефортовскую тюрьму, печально известную пытками заключенных. Затем Ландау «признался» в своих преступлениях.

Ландау освободили ровно через год, 29 апреля 1939 года, и следствие в отношении него прекратили по приказу наркома внутренних дел Л.П. Берия. В постановлении это решение мотивировано тем, что «Ландау Л.Д. является крупнейшим специалистом в области теоретической физики и в дальнейшем может быть полезен советской науке». Далее сказано, что «академик Капица П. Л. изъявил согласие взять Ландау Л. Д. на поруки»). Этому постановлению предшествовал год упорной борьбы Капицы за освобождение Ландау. Немедленно в день ареста последнего Капица обратился с письмом к Сталину, в котором просил «дать соответствующие указания, чтобы к его делу отнеслись очень внимательно». Письмо поражает самим фактом своего появления. Несомненно, Капица ставил себя под удар. Тем более, что он не мог знать (и, вероятно, никогда не узнал) ни об антисталинской листовке Кореца—Ландау, ни о том, что в вынужденных показаниях Ландау будет написано о его, Капицы, антисоветских настроениях.

Ландау вышел на свободу еле живой. Маловероятно, что он пережил бы более суровый режим и побои в Лефортовской тюрьме.

Не связан с бомбой. Отставка

В 1945 году грянула «атомная эра».  Соединенные Штаты взорвали два ядерных заряда над японскими городами Хиросима и Нагасаки соответственно 6 и 9 августа 1945 года. В результате двух взрывов погибло от 129 000 до 226 000 человек, большинство из которых были гражданскими лицами. Эта акция носила очевидный характер устрашения СССР. Советским физикам стало ясно, что в вопросе использования ядерной энергии они сильно отстали от зарубежных ученых.

В 1946 году был создан специальный Государственный комитет — без названия, а просто №1 — под начальствованием Л. П. Берии. Первоначально в него входили только два физика — Капица и Курчатов. И Курчатов.  У Капицы сразу же возникает недовольство методами руководства Берии, он весьма нелицеприятно и остро отзывается о генеральном комиссаре госбезопасности — как в личном, так и в профессиональном плане. 3 октября 1945 года Капица пишет Сталину письмо с просьбой освободить его от работы в Комитете, но ответа не последовало. 25 ноября Капица пишет второе письмо, более подробное (на 8 страницах) и 21 декабря 1945 года Сталин разрешает отставку Капицы.

“И на другой день Капица — уже не член Государственного комитета, не начальник «Главкислорода», не директор Института физических проблем. Он — просто академик и профессор МГУ. У него отбирают оборудованный им по своему вкусу коттедж во дворе института, поскольку для прохода во двор нужен спецпропуск, который у него попросту забирают. Но Сталин оставляет ему академическую дачу в поселке Николина гора неподалеку от Звенигорода. Президент Академии наук СССР С. И. Вавилов делает все, что может. Он обеспечивает дачный сарай, который вскоре прозвали «избой физических проблем», несколькими станками, материалами, рабочими и инженером.

В «избе» работа с жидким гелием, конечно, была невозможна. И Капица переключается на совсем другие дела — создание мощных сверхвысокочастотных генераторов импульсного и непрерывного действия и изучение свойств плазмы, получающейся при действии таких генераторов на газовый разряд, в частности на изучение природы шаровой молнии, которую он смог получить в лабораторных условиях. Генераторы Капицы легли в основу устройств, оказавшихся совершенно необходимыми в современных работах по овладению термоядерной энергией в токамаках.

Для осуществления этих работ оказалось крайне важным то, что Капица был удивительно «рукастым» физиком-экспериментатором. Недаром еще Резерфорд назвал его мастером «золотые руки». Капица умел делать все — паять схемы, работать на станках, выдувать стеклянные сосуды, сооружать сложные установки. Он обучил рукоделию своих сыновей, и они на сухопутной Николиной горе и малюсенькой там Москве-реке сделали прекрасную морскую яхту и совершали на ней потом интересные путешествия.

К Капице на Николину гору приезжают друзья и коллеги, работает, хоть и не регулярно, ставший нелегальным «капишник». Блестяще продолжается его педагогическая деятельность на физико-техническом факультете МГУ.

Но в 1950 году, придравшись к пустяшному поводу, его отстраняют от руководства кафедрой на физтехе и чтения там лекций. А директорствовать в Институте физических проблем соглашается один из сподвижников И. В. Курчатова, будущий президент Академии наук СССР А. П. Александров, которому Капица так и не простил его согласия на этот пост. Впрочем, Александров сохранил все направления исследований, которыми руководил Капица, и в особенности теоретический отдел, возглавляемый Л. Д. Ландау. Так проходит восемь лет.”   Лель Белопухов «Квант» №1, 2019

Оттепель и почести

Все изменилось после смерти Сталина и падения Берии. Капица вновь становится директором Института физических проблем и главным редактором самого авторитетного научного журнала — «Журнала экспериментальной и теоретической физики». Наряду с И. Е. Таммом, только более резко, он в Академии наук борется за восстановление в СССР биологической науки, разрушенной псевдонаучной деятельностью Т. Д. Лысенко и его последователей.

Возобновляется полноценная работа «капишника», который становится не только центром физической науки, но и культурным центром Москвы, когда на его заседаниях научная тема заменяется выступлениями артистов, писателей, поэтов. И на такие «капишники» стремилась попасть «вся Москва». В этих случаях приходилось организовывать радиотрансляцию из зала заседаний по всем помещениям здания — они были заполнены гостями.

В 1974 году в дни своего восьмидесятилетия Капица становится дважды Героем Социалистического Труда. А в 1978 году его, наконец, настигла давно заслуженная Нобелевская премия «за базовые исследования и открытия в области низких температур».

Несмотря на многочисленные приглашения, Капице в течение 30 лет отказывали в разрешении на выезд из Советского Союза с какой бы то ни было целью. Ситуация изменилась в 1965 году, когда ему разрешили поехать в Данию, чтобы получить золотую медаль Нильса Бора. Это была одна из ряда престижных наград, которые он получил.

Петр Леонидович Капица был выдающимся физиком, академиком АН СССР, членом Генерального комитета Академии, дважды Героем Социалистического Труда, лауреатом Нобелевской премии по физике и лауреатом двух-9

В 1970-е годы, когда разгорелась травля академика А. Д. Сахарова, Капица был единственным, кто открыто восстал против исключения Сахарова из Академии наук. На заседании Президиума Академии с участием партийного начальства он нашел нужные слова:

«Аналогичный позорный инцидент уже был. В 1933 году фашисты исключили из берлинской академии Альберта Эйнштейна». Петр Капица

На даче Капицы неоднократно бывали и сам Сахаров, и Солженицын, и многие другие представители культуры, деятельность которых не одобрялась властью.

Скончался Петр Леонидович Капица от инфаркта 8 апреля 1984 года, немного не дожив до своего девяностолетия.

Спасибо за внимание!

Дорогие читатели, поскольку Дзен по каким-то причинам отключил канал от монетизации, я буду Вам благодарна за посильную поддержку моего труда, который приносит мне столько удовлетворения. Спасибо за поддержку!