Владимир Келер - Сергей Вавилов

• Название: Сергей Вавилов
• Автор: Владимир Келер
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1961

В 1911 году в знак протеста против произвола царского правительства Московский университет покинул великий русский физик П. Н. Лебедев. В подвале дома в Мертвом переулке он организовал физическую лабораторию. Его помощником в этой «подпольной лаборатории» стал Сергей Вавилов.

После Октября С. И. Вавилов беззаветно отдает весь свой талант служению социалистической Родине. Имя С. И. Вавилова, автора пятисот научных работ, приобретает мировую известность. Огромное значение для развития всей советской науки имела деятельность С. И. Вавилова на посту президента Академии наук СССР.

Эта книга — первая популярная биография крупнейшего советского физика.

---

Самосвечение играет большую роль в органической природе. Живые существа пользуются им, чтобы приманить добычу, для защиты, сигнализации и освещения.

Иногда люминесценция сопровождает глубокие, интимные процессы в организмах. Например, при делении некоторых клеток возникают так называемые митогенетические лучи — коротковолновое ультрафиолетовое излучение.

Холодный свет испускает хлорофилл — вещество, необходимое для процесса фотосинтеза — образования при помощи солнечных лучей углеводов растений из углекислоты воздуха и из воды. Сами собой светятся в лесу гнилушки, по которым некогда искали клады. Кто не слышал о «блуждающих огоньках» — светящихся газах, выделяющихся из почвы при разложении органических отходов!

Самосвечение присуще некоторым минералам и другим веществам неорганической природы.

Словом, холодный свет — распространенное явление в природе, и люди знали о нем весьма давно. И всегда оно вызывало удивление, всегда казалось чем-то сказочным. Это очень непосредственно отражено в следующих словах знаменитой сказки Ершова, принятых С. И. Вавиловым эпиграфом в одной его работе:

Огонек горит светлее,
Горбунок бежит скорее.
Вот уж он перед огнем.
Светит поле словно днем;
Чудный свет кругом струится,
Но не греет, не дымится.
Диву дался тут Иван.
«Что, — сказал он, — за шайтан!
Шапок с пять найдется свету,
А тепла и дыму нету;
Эко чудо-огонек!»

Огромное количество фактов и наблюдений, накопленных за столетия, не привело, однако, к решению самого, казалось бы, простого вопроса: «Что такое люминесценция, чем она отличается от других видов излучения?»

Может быть, холодное свечение почему-либо не привлекало внимания ученых?

Нет, это не так. Наоборот. Выдающиеся умы науки обращались к удивительному явлению природы, старались разгадать его. Аристотель описывал люминесценцию гниющей рыбы. Китайские ученые знали самосветящиеся минералы более тысячи лет назад; пожалуй, их свидетельства были первыми упоминаниями о люминофорах — веществах холодного свечения (от латинского «люмен» — свет и греческого «форос» — несущий). Четыре века тому назад — в 1555 году — в Цюрихе (Швейцария) вышла первая книга по люминесценции, написанная неким Конрадом Геснером. Чуть позже — в 1570 году — испанский врач Никколо Монардес описал самосвечение вытяжки неизвестного дерева.

В начале XVII века разыгрался первый крупный научный спор вокруг холодного свечения. Одну сторону спорящих возглавлял итальянский физик и философ Фортунио Личети, другую — сам великий Галилео Галилей. Галилей назвал явление люминесценции «одним из величайших чудес природы». Курьезно, что виновником и главным подстрекателем спора был простой болонский башмачник Винченцо Кашьароло (по другим транскрипциям — Каскариоло, Кашиороло), открывший, что если особым способом прокалить один сорт местного камня (болонский камень, тяжелый шпат), а затем положить его на солнце, то камень будет светиться сам собою ночью.

Личети выдвинул гипотезу о том, что так называемый пепельный свет Луны — слабое свечение земного спутника в то время, когда он погружается в тень Земли, — и фосфоресценция болонского камня имеют одну и ту же природу. Галилей, добродушно высмеивая эту фантастическую гипотезу, писал:

«По правде, я допустил бы такую мысль, если бы меня не смущало различие в способе отдачи затерянного света Луной и камнем. Луна, удаляясь от середины конуса тени, начинает отдавать этот затерянный в ней свет много раньше, чем она выходит из тени и вновь начинает наслаждаться тем большим светом, которым прежде освещалась. Не так происходит дело с камнем, для коего недостаточно при поглощении света лишь приближаться к этому большому свету. Нужно в течение значительного времени подвергать его освещению, заставлять впитывать свет и сохранять его затем в течение короткого времени в тени».

На протяжении последних трех веков загадку люминесценции пытались разрешить такие знаменитые ученые, как Роберт Бойль и Роберт Гук, Доменико Боттони и Исаак Ньютон, Леонард Эйлер и Хэмфри Дэви. Из трех поколений французских физиков — деда, отца и сына Беккерелей — двое занимались люминесценцией: отец Эдмон и сын Анри, тот самый, кто открыл явление радиоактивности.

Привлекала загадка холодного свечения и Михаила Васильевича Ломоносова. Однажды он написал: «Надо подумать о безвредном свете гниющих деревьев и светящихся червей. Затем надо написать, что свет и теплота не всегда взаимно связаны и потому различествуют». Но он считал, что зеленая люминесценция паров ртути в вакуумной трубке возникает так же, как и свет в эфире: под влиянием механических колебаний тел, в данном случае — капель ртути, встряхиваемых вместе с трубкой. Исходя из такой гипотезы, Ломоносов намеревался заставить гусли, колеблющиеся в пустоте, излучать свет.

«Нам ясно, конечно, что Ломоносов ошибался, — пишет по этому поводу С. И. Вавилов. — Механические колебания струн или ртути слишком медленны, чтобы можно было в них искать возможную непосредственную причину светового излучения. Ртуть светится в вакууме при встряхивании вследствие электризации, возникающей при трении металлической ртути о стеклянные стенки трубки и последующих разрядных явлениях в парах ртути, сопровождающихся свечением. Однако весьма замечательна последовательность мысли Ломоносова, переходящей в эксперименте от звуковых колебаний в воздухе к световым колебаниям в эфире».[12]

Для полноты картины нельзя не упомянуть и об исследованиях Василия Владимировича Петрова. Замечательный русский физик, живший на рубеже XVIII и XIX веков, изучал свечение гниющих растений, животных организмов и минералов. Он сделал много ценных наблюдений и высказал ряд интересных мыслей. С. И. Вавилов уверял, что некоторые из работ Петрова не потеряли своего значения и поныне.

Почему же, несмотря на всю эту блестящую галерею выдающихся умов, занимавшихся вопросами люминесценции, ее разгадка до текущего столетия оставалась под семью замками? Ответ прост: ученые прошлых веков располагали средствами одной лишь классической физики. Люминесценция же, как сейчас известно, — квантовое явление. Объяснить ее без знания квантовой теории невозможно.

Лишь с появлением квантовых представлений о природе света и строении вещества сложилась та основа, на которой можно было разрешить извечную тайну.

* * *

У С. Цвейга есть прекрасные слова: «Чудотворны бывают в истории мгновения, когда гений отдельного человека вступает в союз с гением эпохи, — когда отдельная личность проникается творческим томлением своего времени». Слова эти очень подходят к С. И. Вавилову. Он жил одним порывом со своим временем, со своим народом. Его настоящая глубокая научная работа началась как раз в первые годы существования Советского государства. Вавилов сразу отдал себя всего избранной работе, отдал самозабвенно, до печали…

Есть печаль особая, печаль творческих натур. Не впечатления от пережитого лежат у ее истоков. И потому ее не устраняют радостные события личной жизни: научные успехи, счастливый брак, приобретение желанного. Скорее наоборот: ведь она не от утрат, а от обладания. Она — от ненасытной жадности духовной, от вечной неудовлетворенности ответами на вопросы, задаваемые природе.

Вавилов был мучительно влюблен в природу и остро чувствовал неисчерпаемость и необъятность мира. Давно рассеялся тот детский пантеизм, через который проходят все впечатлительные натуры. Но восхищенное удивление природой осталось. Осталось и чисто русское томление по истине. А с ними сохранилась и усилилась всегда сопутствующая большому чувству неизбывная печаль.

Вавилова нельзя понять, не зная этого. Наоборот, многое раскрывается в этом сдержанном человеке, когда мы обращаемся к источникам его эрудиции и обнаруживаем, что они не только в разуме, но и в недрах сердца, во всем мироощущении ученого.

Сергей Иванович любил свет и светлое во всем. Можно смело сказать, что история науки не знает примера более сильного и всестороннего проникновения ученого в собственную специальность, чем это было у человека, вторично открывшего люминесценцию.

Вавилов глубоко заглядывает в историю и мифологию. Его внимание привлекает культ реального Солнца, установленный Аменофисом IV (1350 год до н. э.) в древнем Египте. Он поражается, что на изображениях той эпохи лучи Атона — солнечного диска. — оканчиваются пальцами. Ученый выписывает в записную книжку, а потом и в книгу «Глаз и Солнце» слова древнефиванского гимна:

Как прекрасны оба глаза Амона-Ра,

тут же поясняя, что под очами бога подразумевались Солнце и Луна.

Сергей Иванович сам переводит с латинского языка «Оптику» и «Лекции по оптике» Ньютона. Он изучает все, что сказали о свете Лукреций и Галилей, подробно комментирует эти высказывания.