В результате послереволюционной эмиграции немало выдающихся русских ученых и мыслителей оказалось в Оксфорде, Кембридже, Манчестере, Ливерпуле, Бирмингеме, Эдинбурге, в том числе биохимик Л. Пастернак-Слейтер, физиологи Г. Анреп и Б. Бабкин, энтомолог Б. Уваров, гистолог Н. Кульчицкий, экономисты С. Тюрин и Ю. Павловский, историки П. Виноградов, С. Коновалов, М. Ростовцев, литературные критики Н. Бахтин и Д. Святополк-Мирский, писатель В. Набоков, художники Л. Пастернак, Б. Анреп, Н. Бенуа-Устинова, режиссер Ф. Комиссаржевский. Этот список можно было бы продолжить, если бы не бояться, что наш обзор может превратиться в адресную книгу. Вынужденные покинуть родину или высланные из России, эмигранты становились сотрудниками и преподавателями английских университетов, а некоторые - студентами.
И раньше, на рубеже XIX - начале XX веков многие русские приезжали учиться в Кембридж, однако этот поток усилился в связи с эмиграцией после революции. В это время на учебу в Англию приезжают люди разных сословий, но чаще всего представители русской аристократии. Например, из Германии в Кембридж, в Тринити колледж приезжает учиться барон Анатолий фон Пален, сюда же из Франции приезжает граф Николай Соллогуб, который получает здесь степень бакалавра и магистра. Граф Дмитрий Толстой-Милославский также поступает в Тринити колледж для изучения юриспруденции. Некоторые становились, как Г. Анреп, А. Бесикович, М. Ростовцев и Б. Уваров, членами Лондонского Королевского общества. Однако большинство русских студентов и преподавателей с трудом сводили концы с концами. Некоторые из них, как Глеб Струве, уезжали в Америку, где преподавание оплачивалось выше. Другие переезжали из города в город в поисках работы и возможности оплатить учебу. Например, Н. Городецкая, впоследствии профессор Ливерпульского университета, зарабатывала на учебу частными уроками и пением в кафе. В ХХ веке Кембриджский университет превратился в ведущий международный научный центр в области естественных наук. В это время русская научная мысль сыграла здесь роль катализатора и во многом содействовала расцвету одного из старейших университетов Европы. Об этом свидетельствует, в частности, судьба таких ученых, как А. Бесикович и П. Капица. Петр Леонидович Капица родился в 1894 году в Кронштадте в семье военного инженера. Английский язык учил в том числе в городе Глазго (Шотландия).
В Физико-техническом институте под руководством Йоффе он начал заниматься проблемами магнетизма. В начале 1921 года советское правительство приняло решение закупить на иностранную валюту научное оборудование. Для этой цели Йоффе и Капица отправились в Англию и в июне того же года посетили Резерфорда в Кембридже. Капица воспользовался случаем, чтобы попросить у Резерфорда разрешения поработать в лаборатории Кавендиша1. Резерфорд сначала отказался, ссылаясь на то, что в лаборатории было тесновато. Но Капица проявил находчивость: он спросил, какой процент погрешности допускается в лаборатории Кавендиша при научных исследованиях. «Три процента», - ответил Резерфорд. «Но я также не составляю более трех процентов всего состава лаборатории», - сказал Капица. Восхищенный его находчивостью Резерфорд согласился. В результате в июле Капица приехал в Кембридж, рассчитывая поработать здесь до весны, но его работа затянулась на 13 лет до 1934 года, когда он покинул лабораторию отнюдь не по собственному желанию. Капица избрал темой своего исследования отклонение α-частиц в магнитном поле и с этого момента имел все возможности для самостоятельной работы. Как пишет Марк Олипант, один из сотрудников лаборатории, «наиболее колоритной фигурой в Кавендише, когда я туда прибыл, был Петр Капица…
Он был настолько энергичен, так начинен плодотворными идеями, что очень скоро добился впечатляющего успеха». Между Капицей и Резерфордом, который руководил лабораторией и был старше Капицы на 23 года, сложились доверительные и неформальные отношения. Капица придумал Резерфорду прозвище, назвав его «Крокодилом», и это прозвище скоро утвердилось ОЧЕРКИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ИСТОРИИ КЕМБРИДЖА: РУССКИЕ УЧЕНЫЕ В УНИВЕРСИТЕТЕ 119 среди сотрудников лаборатории. Существует несколько объяснений тому, откуда оно возникло. Как объяснял сам Капица, в России крокодил связан с чувством благоговейного страха и поклонения. Крокодил имеет негнущийся затылок и не может повернуться назад. «Он движется только вперед с распахнутыми челюстями, и так же движется наука, так движется Резерфорд». Другие ассоциации связаны с приключениями Питера Пена3, в которых крокодил проглатывает часы, и поэтому все знают о его приближении. В лаборатории все узнавали о приближении Резерфорда по звуку его шагов и голосу.
Капица, куривший трубку, успевал ее спрятать, избегая возможного скандала. Так или иначе, но со временем все стали называть Резерфорда «Крокодилом». При подготовке экспериментов Капице большую техническую помощь оказывал эстонец Эмиль Янович Лаурманн, который был специалистом в работе с электричеством и тонкими приборами. С его помощью ученый провел несколько удачных экспериментов и в результате получил средства для новых исследований. Положение Капицы в Кембридже становилось все более стабильным. В 1923 году он защитил докторскую диссертацию и в том же году получил стипендию Максвелла, которая обеспечила возможность его дальнейшей работы в лаборатории. С 1924 по 1933 год он опубликовал более 20 научных работ в различных физических журналах мира. В 1925 году он получил постоянную работу в Кембриджском университете, а позднее, в 1929 году был избран членом Королевского общества. Вместе с Капицей в лаборатории Кавендиша работали выдающиеся ученые. Лаборатория была международным центром по изучению физических проблем и, прежде всего, по расщеплению атома. Капицу отличала способность к верной и долгой дружбе. Среди англичан, с которыми он дружил, помимо Резерфорда, были физики П. Дирак, Д. Кокрофт, Д. Шенберг. Все они впоследствии побывали у него в гостях в Москве. Капица приглашал российских коллег и учеников на работу в Кембридж.
В 1926 году в Кавендишскую лабораторию приезжает работать Юлий Борисович Харитон, будущий руководитель Российского центра по атомной энергии. В том же году Харитон становится членом Тринити колледж в качестве студента-исследователя, а в 1928 году защищает в университете докторскую диссертацию. С 1928 по 1930 год возможность работать в Кавендишской лаборатории получил Кирилл Дмитриевич Синельников, будущий академик из Украины. Он тоже стал студентом-исследователем Тринити колледжа. Первый аспирант Капицы, англичанин, родившийся в Петербурге, - Дэвид Шенберг, защитив докторскую диссертацию в Кембриджском университете, стал в 1947 году директором лаборатории Монда, продолжая исследовать ту же тематику, что и его научный руководитель. Как отмечал Дэвид Шенберг, Капица «был один из первых, кто начал переводить Кавендишскую лабораторию из века сургуча и веревочки в век машин. Он был зачинателем физики твердого тела и физики низких температур в Кембридже. И последнее, но немаловажное: он начал традицию живого, неформального семинара, получившего название “Клуб Капицы”, внесшего что-то от русского темперамента в более флегматичную английскую жизнь».
Капица имел привычку после завершения рабочего дня пить чай с сотрудниками лаборатории и подводить итоги дня. Постепенно это чаепитие превратилось в семинар, получивший название «Клуб Капицы». В него входили студенты и молодые сотрудники, которые обсуждали любые вопросы, даже те, что не были связаны с физикой. Капице нравилось преподавать. Он прочитал серию лекций по магнетизму, которые привлекли слушателей, хотя, по признанию некоторых очевидцев, не все в этих лекциях было до конца понятно. Но Капица полагал, что если 95% лекций будет абсолютно понятными, то остальные 5% заинтригуют слушателей и заставят их думать. Капица обладал чувством юмора, которое отличалось от традиционного английского юмора. Он любил анекдоты, умел хорошо рассказывать истории, любил розыгрыши и был остр на слово. За обедом в Тринити колледже, когда священник спросил его о сидящем напротив астрономе А.С. Эдисоне, Капица ответил - «это астроном, он знает о небесах больше, чем вы». Премьер-министру Болдуину он не постеснялся сказать: «Верьте нам, мы не обманываем, здесь ученые, а не политики». Огромным событием в деятельности лаборатории Кавендиша было строительство магнитной лаборатории. О необходимости такой лаборатории Капица стал разговаривать с Резерфордом еще в 1930 году, и Резерфорд обратился к Королевскому обществу с просьбой выделить средства, необходимые для ее строительства.
Капица отдавал отчет, что строительство лаборатории - это заслуга Резерфорда, результат его инициативы и организаторского таланта и хотел подчеркунуть это при оформлении здания. Он обратился за помощью к известному художнику и скульптору Эрику Гиллу6. По просьбе Капицы Гилл изображает на стене лаборатории Монда рельеф крокодила, выполненный в экспрессионистической манере. Крокодил стоит на задних лапах, подняв вверх раскрытую пасть. Это изображение должно было символизировать Резерфорда. Оно и поныне красуется на стене здания, хотя лаборатория Кавендиша в 1972 году перебралась в другое, более просторное помещение. Этот рельеф - ироничное и символическое изображение Резерфорда - был принят университетской общественностью. По-иному обстояло дело с другим рельефом, изображавшим Резерфорда в профиль. Эрик Гилл не стремился к точному, фотографическому изображению ученого, и неожиданно этот портрет вызвал острую дискуссию.
Некоторые влиятельные в университете персоны, в том числе физик Ф. Астон, утверждали, что портрет не похож на оригинал. Более того, они утверждали, что Эрик Гилл изобразил Резерфорда с «еврейским носом», что было отзвуком тогдашних антисемитских настроений в Германии. Характерно, что сам Резерфорд не был против рельефа Гилла. Ученый пошутил, сказав, что если он выглядит таким образом, то его имя должно быть не Резерфорд, а «Резермонд», обыгрывая имя спонсора лаборатории - Монда. Страсти разгорелись не на шутку. Наиболее консервативные члены университета требовали, чтобы портрет Резерфорда был снят. В этих обстоятельствах Капица должен был проявить все свои дипломатические способности, чтобы спасти произведение Эрика Гилла. Капица послал Нильсу Бору в Копенгаген фотографию рельефа и объяснил в письме ситуацию, которая создалась вокруг работы Гилла.
В ответ Бор написал, что портрет кажется ему «чрезвычайно глубокомысленным и сильным». В результате рельеф остался на месте. Капица признавался, что и не надеялся, что сможет заставить некоторых влиятельных людей в университете думать по-новому, но гордился тем, что ему удалось спасти произведение искусства. Только благодаря Капице рельеф не был и не затерялся навсегда. Эта история свидетельствует о непримеримости Капицы ко всякого рода консерватизму, где бы ученый с ним не сталкивался. В письме к матери, описывая историю с портретом Резерфорда, Капица отмечает: «Забавный народ англичане - то, что я построил модернистское здание среди старинной готики и ее подражаний, им очень понравилось, а то, что я модернисто изобразил Резерфорда, их бесит». Работая в Кембридже, Капица несколько раз приезжал в Россию и вновь возвращался в лабораторию.
В 1934 году он приехал в Москву на конференцию, посвященную Менделееву. Когда он собрался возвращаться в Кембридж, то ему сообщили, что он должен остаться и работать в Москве. Иными словами, Капице больше не позволялось вернуться на работу в Кембридж и вообще выезжать за границу. Научный мир был потрясен. 9 апреля 1934 года в газете «Таймс» появилась статья Резерфорда, который писал: «И хотя никто не оспаривает законного права Советских властей претендовать на услуги профессора Капицы, их внезапная акция по реквизиции этих услуг, без всякого предварительного уведомления, потрясла университет и весь научный мир. Капице даже не было позволено вернуться в Англию для обсуждения с руководством университета и Королевским обществом вопросов, касающихся дальнейшей работы лаборатории, директором которой он является. Не нужно большого воображения, чтобы понять, насколько мучительно для профессора Капицы его нынешнее положение: в Кембридже его ждали решающие эксперименты, которые он так долго готовил и от которых с полным основанием ожидал результатов, способных пролить новый свет на свойства материи…
Можем ли мы надеяться, что Советское правительство, столько раз уже доказывавшее свою заинтересованность в развитии науки, будет проводить великодушную и дальновидную политику и найдет возможным пойти навстречу желаниям ученых не только Великобритании, но и всего мира, предоставив Капице самому выбирать среду, в которой он полнее всего реализует творческие задатки, которыми одарила его природа?». Однако никакие письма Резерфорда и других английских ученых в защиту свободы Капицы не помогли. Мнения самого ученого никто не спрашивал. Новая лаборатория, директором которой он должен был стать, новое, дорогостоящее оборудование, которое он годами доставал, люди, с которыми он работал, наконец, дом, который он построил для своей семьи, и двое сыновей - все осталось в Кембридже. То, как работал и жил Капица в СССР, - это уже другая история, которая выходит за пределы данной статьи.
Только после смерти Сталина, в хрущевскую оттепель Капица вновь приехал в Кембридж в 1966 году для получения памятной медали Резерфорда в институте физики. Капица рассказал о своей поездке в статье «Тридцать два года спустя», и лучше всего послушать его самого: «Говорить об Англии трудно, потому что это страна не совсем обычная. Только прожив в ней, как я, 13 лет, можно действительно понять, что это совсем необычная страна… Эта страна примечательна своим внешним консерватизмом и внутреннней прогрессивностью». В этой статье он писал, что за 32 года в Кембридже ничего не изменилось, и даже его университетская мантия осталась висеть на своем месте в гардеробе Тринити колледж. По приезде в Кембридж, он «сразу же пошел в Кавендишскую лабораторию, посмотрел, что там делается. Надо сказать, что эта лаборатория вместе с Мондовской перестали быть центром физики в Англии», - заключил он.
В 1974 году Капица был избран почетным членом Черчилль колледжа. А в 1978 году он был награжден Нобелевской премией за работы по физике низких температур. В Кембридже жива память о Петре Капице. Напоминанием о нем остается крокодил на стене бывшей магнитной лаборатории, директором которой он был назначен, но так и не смог ею руководить. У этого изображения Резерфорда обычно останавливаются группы туристов, которым объясняют, почему хищное животное стало символом великого ученого. Сохранился «Дом Капицы» за номером 173 по Хантингдон роуд. Он был построен в 1929 году по проекту архитектора Х. Хьюза, который спроектировал и лабораторию Монда. Сюда - в это двухэтажное строение с большим фруктовым садом - семья переехала со съемной квартиры, здесь родился младший сын Капицы Андрей, ныне профессор МГУ. После вынужденного отъезда Капицы в Россию этот дом пришлось «подарить» Академии наук, поскольку советским людям не разрешалось иметь собственность за границей. Дом был заброшен и опустошен. Остались только два стула, подаренные Капице Резерфордом. Когда я впервые побывал в Кембридже, мне сказали, как найти дом Капицы: надо идти вдоль по Хантигдон роуд и первый же заросший и неухоженный дом будет домом Капицы.
Так оказалось на самом деле, дом выделялся своей заброшенностью. Сегодня за домом следят сыновья Петра Капицы - Андрей и Сергей, которые привели дом в порядок, хотя юридически это здание до сих пор принадлежит Академии наук. Память о русском ученом, его вкладе в развитие физической науки сохранилась в Кембридже. Англичане вспоминают о Капице как о необычайно энергичном, обаятельном человеке. Он, очевидно, обладал талантом привлекать к себе людей, заставлять их думать, искать новые идеи и новые решения. Об этом свидетельствуют многочисленные издания книг о Капице, написанные русскими и английскими учеными и историками8. Как заметил Дэвид Шенберг, Капица был и остается легендой Кембриджа. Драматична и любопытна биография другого выдающегося ученого из России, математика Абрама Самойловича Бесиковича (1891-1970). Он родился в Бердянске, в семье караимов, где помимо него было еще трое сыновей и две дочери. Его отец был ювелиром, но после того, как их магазин был ограблен, отказался от торговли драгоценностями и служил кассиром. Отец дал всем своим детям прекрасное образование, все они окончили Петербургский университет.
Один из братьев стал математиком и автором книг по математике, другой - доктором медицины. Абрам был младшим сыном в семье. Он рано проявил математические способности, еще в детстве он увлекался решением математических задач. В 1912 году он окончил Петербургский университет и опубликовал свою первую статью по теории вероятности. В 1916 году в городе Пермь открылось отделение Петербургского университета, и Бесикович получил должность профессора математики. Новый университет стал быстро развиваться, и здесь стал печататься журнал по физике и математике.
В 1920 году Бесикович вернулся в Петербург, ставший теперь Петроградом, и стал преподавать математику в университете и в Педагогическом институте. В первые послереволюционные годы студенты не имели достаточных школьных знаний и с трудом понимали лекции математика. Тем не менее молодой профессор не отказывался от своих обязанностей. В начале 20-х годов Бесикович послал документы на получение Рокфеллеровской стипендии для учебы за границей, но, не дожидаясь ответа фонда, советская власть отказала молодому ученому в выезде за границу. Тогда Бесикович решился на бегство из страны. Вместе со своим коллегой, математиком Ю. Тамаркиным они ночью перешли финскую границу. В конце 1924 года Бесикович оказался в Копенгагене, где Рокфеллеровский фонд предоставил ему возможность поработать один год с датским ученым, специалистом по периодическим функциям Гаральдом Бором. Когда стипендия закончилась, надо было искать новое место работы.
В 1925 году Бесикович приехал на несколько месяцев в Оксфорд, где встретился с математиком Г. Харди, который, распознав в Бесиковиче незаурядный математический талант, рекомендовал его в университет Ливерпуля. Бесикович работал там в 1926-27 годах, а затем приехал в Кембридж и остался здесь на всю жизнь. Сначала он получил должность университетского лектора, а с 1930 года открытый для многих иностранцев Тринити колледж избрал его своим феллоу (старшим членом колледжа). С этим колледжем была связана вся жизнь Бесиковича в Кембридже. Абрам Бесикович был талантливым математиком и не менее талантливым преподавателем. О его лекциях в Кембридже до сих пор существуют легенды. Он задавал свом студентам парадоксальные задачи, требуя их решения математическим путем. Например, задача такого рода: «В закрытом цирке с одинаковой скоростью движутся голодный лев и христианин, которые обладают одинаковой максимальной скоростью. Какую тактику нужно избрать христианину, чтобы лев его не поймал? И как нужно двигаться льву, чтобы позавтракать?» Бесикович вычислял путь, по которому лев никогда не поймает христианина, хотя они будут в непосредственной близости.
Бесикович предпочитал общаться со своими студентами не только на лекциях, но и на прогулках. У него было много аспирантов и учеников, некоторые из которых стали известными учеными. Среди них был, например, Герман Бонди, выдающийся математик и физик. Он рассказывал о Бесиковиче в своей автобиографической книге «Наука, Черчилль и я». Черчиллем Бонди, естественно, называет не сэра Уинстона, а колледж его имени. В этой живой и эмоциональной книге Бонди удалось передать духовную атмосферу довоенного и послевоенного Кембриджа. Когда в 1937 году 18-летним юношей Герман Бонди прибыл из Вены в Кембридж и поступил в Тринити колледж, вступительные экзамены у него принимал Бесикович, который произвел на юношу большое впечатление своими знаниями и нестандартным стилем преподавания. Бонди признавался, что «индивидуальный подход руководителя давал значительно больше, чем лекции, решение примеров - больше, чем чтение учебников, а открытие теорем было более увлекательным, чем знакомство с уже готовыми теоремами».
Бонди вспоминает, что сначала не мог ответить ни на один из вопросов знаменитого математика, но через несколько месяцев вновь пришел к Бесиковичу и с успехом ответил на все его вопросы. В конце концов Бесикович, как рассказывает Бонди, сказал: «Я вижу, вы все хорошо знаете, давайте покончим с этим, и я вам лучше расскажу о своих приключениях в революционной России». Герман Бонди с большим уважением относился к своему учителю и писал о нем: «В своих лекцияхон вежливо и без всякого злорадства приводил аргументы студентов к абсурдным выводам, чтобы показать, что решения оказываются, порой, иными, чем предполагалосьВ результате все, кто учился у него, становились настоящими математиками, и никто из них не забывал его лекций и его личности. В то время его английский был весьма своеобразным, в нем полностью отсутствовали артикли. Но Бесикович умел прекрасно общаться и учить, несмотря на несовешенство его языка». Бесикович регулярно читал курсы по математике, которые были популярными, но он не избавился (да он и не стремился к этому) от русского акцента.
Бонди вспоминает, что леции Бесиковича в шутку называли «Basic English», пародируя имя Бесиковича и его необычный английский язык. Некоторые из студентов посмеивались над тем, как говорил Бесикович, но при всех недостатках этот язык был понятен. На это Бесикович однажды сказал: «Джентльмены, 50 миллионов англичан говорят по-английски так, как говорите вы, но 500 миллионов русских говорят по-английски так, как говорю я». Ничто не убеждает математиков так, как цифры. Смешки прекратились… Абрам Бесикович написал большое количество статей и книгу по теории периодических функций (1950), которая явилась результатом его работы с Бором. Ученый получал награды за вклад в развитие математики и был избран членом Королевского общества (1934).
После выхода в отставку в 1958 году Бесикович совершает несколько поездок в США и с успехом читает лекции в ряде университетов. Но каждый раз он возвращается в Кембридж, который стал его родным домом. «Насколько я помню, в Кембридже всегда присутствовали русские, которые придавали университету особую атмосферу», - так говорил в своих воспоминаниях профессор Ричард Кейнс, праправнук Чарльза Дарвина и племянник известного экономиста Джона Кейнса. Он записал по моей просьбе свои воспоминания в 2003 году и разрешил опубликовать их. Ричард Кейнс встречался с некоторыми из тех русских, которых до сих пор вспоминают в Кембридже. Прежде всего, это русская балерина Лидия Лопокова, на которой дядя Ричарда, экономист Джон Мейнард Кейнс женился в 1925 году. Через несколько лет после смерти мужа, последовавшей в 1946 году, она переехала из Кембриджа в Сассекс.
Ричард Кейнс постоянно навещал ее там, до самой ее смерти в 1981 году. Лидия была окружена в Кембридже широким кругом близких друзей, которые получали удовольствие от ее откровенных и остроумных замечаний, касающихся не только театральных и художественных предметов, но других тем. Хотя в ее своеобразном английском языке было много ошибок, ее комментарии всегда обладали очарованием. Мейнард Кейнс, вероятно, не был близко знаком с русским физиком Петром Капицей, но Ричард Кейнс вспоминает несколько курьезное письмо дяди к Лидии: «Сегодня в полдень я видел атом. Меня привели в лабораторию Кавендиша, в которой физики производят удивительные опыты, и двое из них сопровождали меня и рассказывали об этих опытах. Было очень интересно. Один из этих двух - молодой русский по имени Петр Капица. У него замечательное оборудование и мне показалось, что он очень умный».
Ричард Кейнс встречался и с Абрамом Самойловичем Бесиковичем. Он вспоминал взволнованную речь Бесиковича в 1949 году на собрании членов Тринити колледжа. Математик выступил в защиту лип, когда кто-то из молодых членов колледжа предложил их пересадить. Он всегда очень заботился о состоянии парка в колледже, и в течении всего военного времени, когда было мало садовников, его можно было видеть, помогающим стричь траву с помощью маленькой ручной косилки. Характерно было и то, что после своей смерти в 1970 году математик завещал часть своего состояния тем, кто убирал его комнату в колледже. В 1938 году, будучи студентом, Кейнс встретил в Тринити колледже еще одного русского - Дмитрия Дмитриевича Оболенского, который получил образование отчасти во Франции, отчасти в Англии.
В отличии от многих русских, с которыми встречался Кейнс, Оболенский говорил на прекрасном английском языке, без всяких ошибок. Дмитрий Оболенский был ведущим специалистом в области средневековой истории. Деятельность Оболенского была связана как с Кембриджем, так и с Оксфордом: после блестящего окончания университета он короткое время преподавал русский язык и литературу в Кембридже, но в 1950 году ему предложили преподавательское место в Оксфорде, где он получил должность и звание профессора. Кейнс с удовольствием вспоминал, что в 1991 году кембриджский Тринити колледж сделал Оболенского своим почетным феллоу (старшим членом колледжа). По словам Кейнса: «Нет необходимости напоминать о том выдающемся вкладе, который эти русские внесли в кембриджскую науку. Их всех в моей памяти объединяет исключительное дружелюбие и личное очарование. Я надеюсь, что в будущем еще встречу подобных людей, представляющих Россию». 90-летний юбилей профессора Ричарда Кейнса праздновался в Черчилль колледже в 2009 году.
Russian Presence in Britain project
Где мой любимый ученый? Он на много опередил время! Знал то, что не знал даже ЭйнШтейн! Добавьте Тесла!
Нико́ла Те́сла (серб. Никола Тесла; 10 июля 1856, Смиляны, Австро-Венгрия, ныне в Хорватии - 7 января 1943, Нью-Йорк, США) - американский физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники.
Широко известен благодаря своему научно-революционному вкладу в изучение свойств электричества и магнетизма в конце XIX - начале XX веков. Патенты и теоретические работы Теслы сформировали базис для современных устройств, работающих на переменном токе, многофазовых систем и электродвигателя, позволивших совершить второй этап промышленной революции.
Современники-биографы считали Теслу «человеком, который изобрёл XX век» и «„святым заступником“ современного электричества». После демонстрации радио и победы в «Войнах токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электрик Америки. Ранние работы Теслы проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение. В США по известности Тесла мог конкурировать с любым изобретателем или учёным в истории или популярной культуре.
Переменный ток
С 1889 года Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Изобрёл первые образцы электромеханических генераторов ВЧ (в том числе индукторного типа) и высокочастотный трансформатор (трансформатор Теслы, 1891), создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники - техники ВЧ.
В ходе исследований токов высокой частоты Тесла уделял внимание и вопросам безопасности. Экспериментируя на своём теле, он изучал влияние переменных токов различной частоты и силы на человеческий организм. Многие правила, впервые разработанные Теслой вошли в современные основы техники безопасности при работе с ВЧ токами. Он обнаружил, что при частоте тока свыше 700 периодов в секунду болевое воздействие на нервные окончания прекращает восприниматься. Электротехнические аппараты, разработанные Теслой для медицинских исследований, получили широкое распространение в мире.
Эксперименты с высокочастотными токами большого напряжения (до 2 млн вольт) привели изобретателя к открытию способа очистки загрязнённых поверхностей. Аналогичное воздействие токов на кожу показало, что таким образом возможно удалять мелкую сыпь, очищать поры и убивать микробы. Данный метод используется в современной электротерапии.
Теория полей
В 1888 году Тесла (независимо от Г. Феррариса и несколько ранее его) дал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. В том же году Тесла получил свои основные патенты на изобретение многофазных электрических машин (в том числе асинхронного электродвигателя) и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. С использованием двухфазной системы, которую он считал наиболее экономичной, в США был пущен ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарская ГЭС (1895), крупнейшая в те годы.
Тесла одним из первых запатентовал способ надежного получения токов, которые могут быть использованы в радиосвязи. Патент U.S. Patent 447920 (англ.), выданный в США 10 марта 1891 года описывал «Метод управления дуговыми лампами» («Method of Operating Arc-Lamps»), в котором генератор переменного тока производил высокочастотные (по меркам того времени) колебания тока порядка 10 000 Гц. Запатентованной инновацией стал метод подавления звука, производимого дуговой лампой под воздействием переменного или пульсирующего тока, для чего Тесла придумал использовать частоты, находящиеся за рамками восприятия человеческого слуха. По современной классификации генератор переменного тока работал в интервале очень низких радиочастот.
Тесла демонстрирует принципы радиосвязи, 1891 г.
В 1891 г. на публичной лекции описал и продемонстрировал принципы радиосвязи. В 1893 году вплотную занялся вопросами беспроволочной связи и изобрел мачтовую антенну.
Резонанс
Катушки Тесла до сих пор используются кое-где именно для получения искусственных молний. В 1998 году инженер из Стенфорда Грег Лей продемонстрировал публике эффект «молнии по заказу», стоя в металлической клетке под гигантским контуром Тесла и управляя молниями с помощью металлической «волшебной палочки». Недавно он развернул кампанию по сбору средств на строительство еще двух «башен Тесла» где-то на юго-западе США. Проект обойдется в 6 миллионов долларов. Однако укротитель молний надеется вернуть расходы, продав установку Федеральному управлению авиации. С помощью нее авиаторы смогут изучать, что происходит с самолетами, попавшими в грозу.
Беспроводная передача энергии
Имя сэра Исаака Ньютона - английского учёного XVII-XVIII вв., наверное, помнит любой, хотя бы по школьному курсу физики. Однако к числу его заслуг можно отнести не только научные достижения, но и то, что он первым начал систематически применять новый на тот момент метод исследования, положивший начало настоящей революции в естествознании.Исаак Ньютон - основатель современной физики
Журнал: Тайны вселенной №7(117), 2017 год
Легенда Кембриджа
Будущий основатель физики в её современном понимании родился в деревеньке Вулсторп, в семье мелкого фермера Исаака Ньютона 25 декабря 1642 года. С самых ранних лет Исаак (названный в честь отца) проявлял интерес и способности к постижению наук. В 1661 году одарённый юноша оканчивает школу и поступает вТринити-колледж при Кембриджском университете. Спустя несколько лет Ньютон получает степень магистра и становится полноправным членом колледжа. В 1687 году в свет выходит главный труд учёного «Математические начала натуральной философии», в котором излагались основные принципы механики и закон всемирного тяготения. Это произведение во многом стало отправной точкой для нового метода научного познания, который взяли на вооружение последующие поколения исследователей. Авторитет Ньютона в научном мире и английском обществе в целом стал настолько высоким, что в 1696 году ему была предложена должность хранителя Монетного двора. Проведённая в эти годы Ньютоном финансовая реформа серьёзно улучшила состояние британской экономики. Кроме того, Ньютон дважды избирался в парламент от Кембриджского университета, где также старался принести максимальную пользу учёному сообществу. В конце концов корона пожаловала достойному просвещённому мужу дворянство. Умер сэр Исаак Ньютон в своём доме в Кенсингтоне 20 марта 1725 года в возрасте 82 лет.Покорённые вершины
Довольно сложно подробно и полно рассказать обо всех открытиях и достижениях Исаака Ньютона в различных областях науки. Он занимался математикой, физикой, алхимией, философией. К примеру, Ньютон создал телескоп новой конструкции, сильно упростивший жизнь астрономам, разработал теорию света, а также сформулировал начала математического анализа. Но особенной вехой в исследовательской деятельности учёного стала классическая механика, при создании которой использовался новый научный метод, порывавший с прежней традицией.В работе всей своей жизни - «Математические начала натуральной философии» - Исаак Ньютон старался показать, что можно максимально просто и с опорой на проверяемые факты и строгие вычисления объяснить все явления во Вселенной. Позднее систему, описанную в «Началах», назвали ньютоновской механикой. Она подробно описывала свойства тел, их взаимодействие, а также законы движения в пространстве.
Взять, например, гипотезу о силе тяготения, заставлявшей планеты двигаться относительно Солнца и друг друга по определённой траектории. Предположение о существовании этой силы выдвигали учёные ещё в эпоху Древней Греции. Однако наука того времени не смогла найти доказательств, объяснявших, почему планеты движутся именно так, а не иначе. С помощью наблюдений и математических уравнений Ньютону удалось вывести формулу, позволявшую вычислить и точно измерить взаимодействие, благодаря которому планеты и Солнце взаимно притягиваются друг к другу. Так, для определения силы тяготения нужно лишь знать массу двух тел и расстояние между ними, а также некоторую постоянную величину, вычисленную Ньютоном с помощью самолично разработанных методик. Британский учёный определил, что чем больше масса объекта, тем сильнее он воздействует на другие объекты, но с увеличением расстояния сила взаимодействия ослабевает.
Новый научный подход
Помимо закона всемирного тяготения Исаак Ньютон вывел и обосновал множество других положений и принципов своей механики. Само её появление стало возможным благодаря новому научному методу, введённому ещё Галилеем и улучшенному и доработанному Ньютоном. Прежде, занимаясь исследованиями, мыслители сначала придумывали стройную и логически верную гипотезу, а затем пробовали объяснить с её помощью наблюдаемое явление. Если гипотеза не выдерживала проверки, они начинали рассуждать о влиянии неизвестных сил, вводили все новые и новые термины, не объясняя толком их значения и происхождения и уходя все дальше от истины. Подход же Ньютона был экономным, опирался на эксперимент и точное измерение величин. Каждый объект, считал учёный, определяется с помощью чётких характеристик: массы, скорости, расстояния и т.д. Эти характеристики можно измерить с большой точностью, проверить результат в эксперименте и строго доказать выдвинутую гипотезу, не прибегая к необоснованным догадкам. Научный метод Ньютона привёл к потрясающим результатам: с его помощью возникла механика, ставшая базой современной физики, а также был открыт путь для развития всего естествознания в целом. Вклад Исаака Ньютона в будущее науки сложно переоценить, и он поистине заслуживает благодарности потомков.Эта статья уделит внимание истории открытия закона всемирного тяготения. Здесь мы ознакомимся с биографическими сведениями из жизни ученого, открывшего эту физическую догму, рассмотрим ее основные положения, взаимосвязь с квантовой гравитацией, ход развития и многое другое.
Гений
Сэр Исаак Ньютон - ученый родом из Англии. В свое время много внимания и сил уделил таким науками, как физика и математика, а также привнес немало нового в механику и астрономию. По праву считается одним из первых основоположников физики в ее классической модели. Является автором фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», где изложил информацию о трех законах механики и законе всемирного тяготения. Исаак Ньютон заложил этими работами основы классической механики. Им было разработано и интегрального типа, световая теория. Он также внес большой вклад в физическую оптику и разработал множество других теорий в области физики и математики.
Закон
Закон всемирного тяготения и история его открытия уходят своим началом в далекий Его классическая форма - это закон, при помощи которого описывается взаимодействие гравитационного типа, не выходящее за пределы рамок механики.
Его суть заключалась в том, что показатель силы F гравитационной тяги, возникающей между 2 телами или точками материи m1 и m2, отделенными друг от друга определенным расстоянием r, соблюдает пропорциональность по отношению к обоим показателям массы и имеет обратную пропорциональность квадрату расстояния между телами:
F = G, где символом G мы обозначаем постоянную гравитации, равную 6,67408(31).10 -11 м 3 /кгс 2 .
Тяготение Ньютона
Прежде чем рассмотреть историю открытия закона всемирного тяготения, ознакомимся более детально с его общей характеристикой.
В теории, созданной Ньютоном, все тела с большой массой должны порождать вокруг себя особое поле, которое притягивает другие объекты к себе. Его называют гравитационным полем, и оно имеет потенциал.
Тело, обладающее сферической симметрией, образует за пределом самого себя поле, аналогичное тому, которое создает материальная точка той же массы, расположенная в центре тела.
Направление траектории такой точки в поле гравитации, созданным телом с гораздо более большой массой, подчиняется Объекты вселенной, такие как, например, планета или комета, также подчиняются ему, двигаясь по эллипсу или гиперболе. Учет искажения, которое создают другие массивные тела, учитывается с помощью положений теории возмущения.
Анализируя точность
После того, как Ньютон открыл закон всемирного тяготения, его необходимо было проверить и доказать множество раз. Для этого совершались ряды расчетов и наблюдений. Придя к согласию с его положениями и исходя из точности его показателя, экспериментальная форма оценивания служит ярким подтверждением ОТО. Измерение квадрупольных взаимодействий тела, что вращается, но антенны его остаются неподвижными, показывают нам, что процесс наращивания δ зависит от потенциала r -(1+δ) , на расстоянии в несколько метров и находится в пределе (2,1±6,2).10 -3 . Ряд других практических подтверждений позволили этому закону утвердиться и принять единую форму, без наличия модификаций. В 2007 г. данную догму перепроверили на расстоянии, меньшем сантиметра (55 мкм-9,59 мм). Учитывая погрешности эксперимента, ученые исследовали диапазон расстояния и не обнаружили явных отклонений в этом законе.
Наблюдение за орбитой Луны по отношению к Земле также подтвердило его состоятельность.
Евклидово пространство
Классическая теория тяготения Ньютона связана с евклидовым пространством. Фактическое равенство с достаточно большой точностью (10 -9) показателей меры расстояния в знаменателе равенства, рассмотренного выше, показывает нам эвклидову основу пространства Ньютоновской механики, с трехмерной физической формой. В такой точке материи площадь сферической поверхности имеет точную пропорциональность по отношению к величине квадрата ее радиуса.
Данные из истории
Рассмотрим краткое содержание истории открытия закона всемирного тяготения.
Идеи выдвигались и другими учеными, живших перед Ньютоном. Размышления о ней посещали Эпикура, Кеплера, Декарта, Роберваля, Гассенди, Гюйгенса и других. Кеплер выдвигал предположение о том, что сила тяготения имеет обратную пропорцию расстоянию от звезды Солнца и распространение имеет лишь в эклиптических плоскостях; по мнению Декарта, она была последствием деятельности вихрей в толще эфира. Существовал ряд догадок, который содержал в себе отражение правильных догадок о зависимости от расстояния.
Письмо от Ньютона Галлею содержало информацию о том, что предшественниками самого сэра Исаака были Гук, Рен и Буйо Исмаэль. Однако до него никому не удалось четко, при помощи математических методов, связать закон тяготения и планетарное движение.
История открытия закона всемирного тяготения тесно связанна с трудом «Математические начала натуральной философии» (1687). В этой работе Ньютон смог вывести рассматриваемый закон благодаря эмпирическому закону Кеплера, уже бывшему к тому времени известным. Он нам показывает, что:
- форма движения любой видимой планеты свидетельствует о наличичи центральной силы;
- сила притяжения центрального типа образует эллиптические или гиперболические орбиты.
О теории Ньютона
Осмотр краткой истории открытия закона всемирного тяготения также может указать нам на ряд отличий, которые выделяли ее на фоне предшествующих гипотез. Ньютон занимался не только публикацией предлагаемой формулы рассматриваемого явления, но и предлагал модель математического типа в целостном виде:
- положение о законе тяготения;
- положение о законе движения;
- систематика методов математических исследований.
Данная триада могла в достаточно точной мере исследовать даже самые сложные движения небесных объектов, таким образом создавая основу для небесной механики. Вплоть до начала деятельности Эйнштейна в данной модели наличие принципиального набора поправок не требовалось. Лишь математические аппараты пришлось значительно улучшить.
Объект для обсуждений
Обнаруженный и доказанный закон в течение всего восемнадцатого века стал известным предметом активных споров и скрупулезных проверок. Однако век завершился общим согласием с его постулатами и утверждениям. Пользуясь расчетами закона, можно было точно определить пути движения тел на небесах. Прямая проверка была совершена в 1798 году. Он сделал это, используя весы крутильного типа с большой чувствительностью. В истории открытия всемирного закона тяготения необходимо выделить особое место толкованиям, введенным Пуассоном. Он разработал понятие потенциала гравитации и Пуассоново уравнение, при помощи которого можно было исчислять данный потенциал. Такой тип модели позволял заниматься исследованием гравитационного поля в условиях наличия произвольного распределения материи.
В теории Ньютона было немало трудностей. Главной из них можно было считать необъяснимость дальнодействия. Нельзя было точно ответить на вопрос о том, как силы притяжения пересылаются сквозь вакуумное пространство с бесконечной скоростью.
«Эволюция» закона
Последующие двести лет, и даже больше, множеством ученых-физиков были предприняты попытки предложить разнообразные способы по усовершенствованию теории Ньютона. Данные усилия окончились триумфом, совершенным в 1915 году, а именно сотворением Общей теории относительности, которую создал Эйнштейн. Он смог преодолеть весь набор трудностей. В согласии с принципом соответствия теория Ньютона оказалась приближением к началу работы над теорией в более общем виде, которое можно применять при наличии определенных условий:
- Потенциал гравитационной природы не может быть слишком большим в исследуемых системах. Солнечная система является примером соблюдения всех правил по движению небесного типа тел. Релятивистское явление находит себя в заметном проявлении смещения перигелия.
- Показатель скорости движения в данной группе систем является незначительным в сравнении со световой скоростью.
Доказательством того, что в слабом стационарном поле гравитации расчеты ОТО принимают форму ньютоновых, служит наличие скалярного потенциала гравитации в стационарном поле со слабо выраженными характеристиками сил, который способен удовлетворить условия уравнения Пуассона.
Масштаб квантов
Однако в истории ни научное открытие закона всемирного тяготения, ни Общая теория относительности не могли служить окончательной гравитационной теорией, поскольку обе недостаточно удовлетворительно описывают процессы гравитационного типа в масштабах квантов. Попытка создания квантово-гравитационной теории является одной из самых главных задач физики современности.
Со точки зрения квантовой гравитации взаимодействие между объектами создается при помощи взаимообмена виртуальными гравитонами. В соответствии с принципом неопределенности, энергетический потенциал виртуальных гравитонов имеет обратную пропорциональность промежутку времени, в котором он существовал, от точки излучения одним объектом до момента времени, в котором его поглотила другая точка.
Ввиду этого получается, что в малом масштабе расстояний взаимодействие тел влечет за собой и обмен гравитонами виртуального типа. Благодаря данным соображениям можно заключить положение о законе потенциала Ньютона и его зависимости в соответствии обратному показателю пропорциональности по отношению к расстоянию. Наличие аналогии между законами Кулона и Ньютона объясняется тем, что вес гравитонов равняется нулю. Это же значение имеет и вес фотонов.
Заблуждение
В школьной программе ответом на вопрос из истории, как Ньютон открыл закон всемирного тяготения, служит история о падающем плоде яблока. Согласно этой легенде, оно свалилось на голову ученому. Однако это - массово распространенное заблуждение, и в действительности все смогло обойтись без подобного случая возможной травмы головы. Сам Ньютон иногда подтверждал данный миф, но в действительности закон не был спонтанным открытием и не пришел в порыве сиюминутного озарения. Как было написано выше, он разрабатывался долгое время и был представлен впервые в трудах о «Математических началах», вышедших на обозрение публике в 1687 году.
