Петр Капица. Дон Кихот советской науки

Этот человек прожил жизнь, наполненную не только великими научными достижениями, но и личными испытаниями, достойными остросюжетного романа. В коридорах советской науки, где каждый шаг мог обернуться как открытием, так и катастрофой, он одинаково отважно боролся и с тенями неизведанного и с несправедливостью мира.

Сильнейший физик, выдающийся экспериментатор, один из основателей знаменитого Московского Физико-технического института (МФТИ), Петр Капица, несомненно, одна из ключевых фигур в науке XX века.

Его исследования и открытия в области низкотемпературной физики и физики конденсированного состояния материи привели к созданию новых типов электронных приборов, а обнаруженный им феномен сверхтекучести жидкого гелия стал одним из краеугольных камней современной физики. Именно исследования, проведенные под руководством Капицы, позволили обнаружить этот феномен, проявляющийся при экстремально низких температурах, когда жидкость начинает течь без какого-либо сопротивления.

Капица выяснил: при критической температуре, близкой к абсолютному нулю, происходит фазовый переход, в результате которого гелий обретает уникальные свойства и становится сверхтекучим, однако, теряя вязкость, он способен не терять энергию. Именно благодаря этому открытию были созданы магниты для ядерных реакторов и магнитно-резонансных томографов. И аппараты МРТ, без которых не обходится сегодня ни одно серьезное медицинское обследование, обязаны своим появлением именно трудам Капицы.

Именно Петр Капица открыл новые горизонты для исследований в области квантовой механики и теории конденсированного состояния. Его работа над методами охлаждения веществ до близких к абсолютному нулю температур позволила не только понять множество физических процессов, происходящих «на грани возможного», но и разработать новые технологии, в том числе в области криогенной техники и медицины. Новые теоретические представления о поведении электронов в сложных системах привели к технологическому прорыву и навсегда связали имя Капицы с созданием скоростных поездов и адронных коллайдеров.

Его почерк как ученого характеризовало переосмысление уже существующих теорий, генерация идей, которые могли бы считаться безумными, если бы не их гениальность. Сила и величие научных открытий Петра Капицы - не только в их фундаментальной значимости для науки, но и в том, что они распахнули двери в мир бесконечных возможностей, многие из которых нам еще предстоит открыть и познать. И, зная все это, трудно поверить, что свою главную научную награду ученый ждал долгие годы.

Восхождение

10 декабря 1978 года, Стокгольм. На сцену городской филармонии поднимается седой мужчина, одетый строго по протоколу – фрак, белоснежная сорочка, белый галстук – и занимает почетное место по правую руку от королевы Швеции. Следом за ним и другие лауреаты выходят на сцену и рассаживаются строго по регламенту, созданному еще Альфредом Нобелем. Великие умы волнуются. Величественный зал, залитый светом, наполняется торжественным ожиданием.

Вручение Нобелевской премии. Стокгольм. Изображение: kapitza.ras.ru

Через несколько минут 82-летний физик из СССР Петр Капица получит из рук короля Швеции золотую медаль, денежный чек и диплом о присвоении Нобелевской премии. Мировое научное сообщество наконец-то официально признает его уникальные заслуги в области физики… Это случится спустя сорок лет после того, как Петром Леонидовичем и его соратниками были сделаны уникальные открытия, касающиеся свойств гелия, за которые, согласно официальному протоколу, он и получал теперь долгожданную награду, став на тот момент самым пожилым ученым, когда-либо получавшим  «нобелевку».

Гимназист, реалист, мечтатель

Он родился 130 лет назад, в 1894 году в Кронштадте в семье военного инженера, впоследствии генерал-майора инженерных войск Леонида Петровича Капицы и педагога, специалистки в области детской литературы и фольклора Ольги Иеронимовны, урожденной Стебницкой. Сыновей в семье Леонида и Ольги было двое: Леонид, ставший впоследствии известным антропологом, этнографом, и родившийся двумя годами позже Петр, герой нашего рассказа.

В отличие от многих выдающихся людей в раннем детстве Петя Капица не демонстрировал выдающихся способностей. Скорее даже наоборот: в свой первый школьный год одиннадцатилетний гимназист показал слабую успеваемость по обязательной тогда латыни, да и по остальным предметам достиг весьма средних результатов. Вероятно, это и было причиной принятого на семейном совете решения: перевести Петра из гимназии в Кронштадтское реальное училище, где требования к учебе не были такими суровыми. Решение это было судьбоносным: одним их главных талантов будущего физика-экспериментатора была его «рукастость». Он был не только ученым, но и инженером «от Бога».

В 1912 году после окончания реального училища 18-летний Петр поступает на электромеханический факультет Петербургского политехнического института и вскоре вырывается в лучшие ученики. Способного студента с пытливым умом заметил один из преподавателей, будущий «отец советской физики» – Абрам Федорович Иоффе. И, взяв талантливого юношу под свое крыло, привлек Петра к научным исследованиям на своей кафедре.  К слову, сокурсником Капицы был химик Николай Семенов, также будущий нобелевский лауреат, с которым Петр крепко подружился на долгие годы.

Двойной портрет друзей-сокурсников, принадлежащий кисти Бориса Кустодиева, сегодня известен каждому любителю живописи. Но история его написания настолько символична, что стоит отдельного упоминания. Как гласит легенда, в солнечный весенний день 1921 года Семенов и Капица пришли к Кустодиеву, с которым Петр был знаком, и предложили прославленному художнику написать «портрет будущих знаменитостей» в их лице. Пытаясь перевести все в шутку и немного отрезвить самоуверенных юнцов, Кустодиев решил сыронизировать: «Может быть, вы собираетесь стать нобелевскими лауреатами?». Но молодые люди вместо того чтобы смутиться, с оптимизмом закивали головами. А вскоре в мастерской художника состоялся и первый сеанс. «Реквизит» в виде рентгеновской трубки, которую держит в руках Семенов, герои принесли с собой из институтской лаборатории.

Борис Кустодиев. Портрет профессоров П. Л. Капицы и Н. Н. Семёнова. 1921 год. Изображение: Wikimedia Commons

Почему Кустодиев, в те годы уже тяжело больной, все же решил потратить стремительно утекавшее от него время на двойной портрет никому не известных молодых людей, навсегда останется загадкой. Может быть, его привела к этому решению гениальная интуиция, без которой невозможно ни большое искусство, ни большая наука? Так или иначе, но портрет был написан, и художник по окончании работы сполна получил причитавшийся ему гонорар: мешок пшена и петуха. Интересно, что продукты, которыми оплатили работу художника, тоже были своего рода гонораром, который Капица получил от одного крестьянина: Петр сконструировал и установил у того в хозяйстве небольшую водяную турбину. 

Муж, отец, вдовец

Но мы немного забежали вперед… А пока наступил 1914 год, наш герой учится в Политехе, попутно шлифуя английский язык, который ему давался на удивление легко. В дореволюционной России предпочтение чаще отдавали французскому или немецкому. Но, возможно, Петр предчувствовал свое будущее, неразрывно связанное с безупречным английским? Как бы то ни было, летом, сдав экзамены за второй курс, юноша отправляется в Шотландию – практиковаться в языке и кораблестроении, которым он тогда был увлечен. Там его и застала Первая мировая война.

Петр вернулся в Россию, отучился еще один курс и… отправился добровольцем на фронт. Как студент он имел бронь, но отказался от льготы и записался в солдаты. Независимый характер, опора на собственные твердые представления о том, что хорошо, а что плохо, уже тогда проявились в молодом человеке. Его отправили служить водителем на санитарном автомобиле: возить раненых на польском фронте.  Домой он вернулся в 1916. Живым и здоровым. А вскоре, еще не кончив институтского курса, женился…

Первой женой Капицы стала дочь инженера Кирилла Кирилловича Черносвитова. Свадьбу сыграли в имении отца невесты, в Ярославской губернии. В следующем 1917 году у молодой четы родился сын Иероним, по-домашнему Нимка, получивший свое несколько экзотическое имя в честь деда Петра по матери, известного российского геодезиста, начальника Военно-топографического отдела Главного управленияГенерального штаба и члена-корреспондента Петербургской академии наук Иеронима Ивановича Стебницкого. Увы, время для своего появления на свет Нимка выбрал не самое подходящее…

Первым погиб расстрелянный в Бутырской тюрьме тесть Кирилла Черносвитов, бывший одним из руководителей партии кадетов. Затем умер от гриппа-испанки отец Петра Леонид Капица. И это было лишь началом трагедий, посыпавшихся на семью. Сохранилось Евангелие на английском языке, в котором Петр записывал самые важные события своей жизни:

«1919 год. 13 декабря. 11 часов вечера. Умер Нимка.

1920 год. 6 января. Родилась дочка Надя.

8 января. 3 часа утра. Умерла жена моя Надя.

8 января. 5 часов утра. Умерла дочка моя Надя. Все кончено. Да будет воля твоя».

Он похоронил их всех в одной могиле. А через полтора года писал матери: «Когда я оглядываюсь назад и вижу все мною пережитое, меня берет страх и удивление — неужели же, в самом деле, я все это мог перенести?» Письмо это пришло в Петроград из Англии.

Русский, английский

После потери близких единственной опорой для истерзанной души Петра стала наука. Блестяще защитив диплом, Капица начал серьезную научную деятельность, опубликовал статьи, на которые обратили внимание.  А в 1921 году получил стажировку в Кембриджском университете. В заграничную командировку, которая в итоге продлилась тринадцать лет, 27-летнего Петра направили благодаря рекомендациям его учителя Абрама Федоровича Иоффе, у которого подавленное душевное состояние ученика вызывало сочувствие и тревогу. Петру явно нужна была перемена обстановки. К тому же Иоффе прекрасно понимал, какие перспективы откроет для молодого ученого работа в лаборатории известного физика Эрнста Резерфорда.  К хлопотам за своего любимца Иоффе подключил даже Максима Горького. Так в конце июля 1921 года Капица оказался в Кембридже.

П.Л.Капица в Кавендишской лаборатории. Кембридж.Изображение:kapitza.ras.ru

В тот период Советский Союз активно сотрудничал с иностранными учеными. Те приезжали на ежегодные конференции Всероссийской ассоциации физиков. Обмен опытом приветствовался молодым советским государством. Поэтому нет ничего удивительного в том, что по окончании стажировки Капица решил остаться в Кембридже и продолжить научную работу. О том, чтобы навсегда покинуть Родину, речь не шла.

Поначалу Резерфорд ему отказал — лаборатория была переполнена. Тогда Петр поинтересовался, к какой точности физик стремится в своих экспериментах. «Допустима двух-трехпроцентная погрешность», — ответил тот. «В таком случае, еще один исследователь не будет в Вашей лаборатории заметен, он будет поглощен допустимой неточностью опыта», - резюмировал никогда не лезший за словом в карман Капица.  И стал научным сотрудником Кавендишской лаборатории.

Блестящее владение английским языком помогло быстрой и успешной адаптации Петра в новой среде. Летом 1923 года он защитил диссертацию на тему «Прохождение альфа-частиц через материальную среду и методы получения сильных магнитных полей», вскоре получил степень доктора философии Кембриджского университета, трехлетнюю стипендию им. Максвелла, стал действительным членом Лондонского королевского общества.

Остроумный, общительный, он быстро стал своим среди ученых с мировыми именами. Именно тогда Капица завязал дружбу с датским физиком Нильсом Бором, уже получившим свою нобелевку по физике, и микробиологом Александром Флемингом, занятого в тот момент исследованием пенициллина. Близко познакомился он и с известными английскими писателями и художниками.

П.Л.Капица с супругой и Нильс Бор с семьей в ИФП. Москва. Изображение:kapitza.ras.ru

Сотрудничество и дружба с иностранными коллегами-учеными, серьезные прорывные исследования и активное участие в научных дискуссиях быстро сделали Петра Капицу заметной фигурой международного научного сообщества. Не стремясь к лидерским позициям, не претендуя на особенное положение, он парадоксальным образом практически в любом коллективе становился абсолютным лидером с непререкаемым авторитетом… Уже в 1925 году он стал заместителем директора той самой Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям, в которую когда-то едва попал на работу. А еще через несколько лет возглавил лабораторию, построенную специально для него на средства мецената Людвига Монда.  В феврале 1933 года Мондовская лаборатория была торжественно открыта. А вскоре судьба Петра Капицы вновь сделала крутой поворот.

Советский

В 1934 году Петр со своей второй женой Анной, как обычно, отправились в отпуск в Ленинград, планируя попутно принять участие в торжествах по случаю 100-летия Дмитрия Менделеева. Друзья и родные, жившие в СССР, старались намекнуть - не время сейчас ехать на родину. «Погода у нас не задалась в этом году…», - говорили они по телефону. Но Петр Капица не был бы собою, если бы принимал подобные намеки к сведению.

Супруги сели в собственный автомобиль, без которого Петр жизни не мыслил, носясь на нем со скоростью не менее 100 километров в час, и паромом – через Норвегию, Швецию, Финляндию - добрались до любимого города. А когда в сентябре пришло время возвращаться, Капицу вызвали «наверх» и объявили: его виза аннулирована, покидать страну запрещено. 

Правда, Анну скоро выпустили, и она уехала обратно в Англию, где у супругов остались сыновья: шестилетний Сергей и трехлетний Андрей. А Петр поселился в квартире матери, где вместе с нею жила семья его брата. Воссоединиться с женой и детьми он сможет только через полтора года.

Поначалу была надежда, что заступничество иностранных коллег рано или поздно откроет для Петра захлопнувшуюся было границу. Узнав о случившемся, Эрнст Резерфорд обратился за объяснениями к полпреду СССР в Великобритании. Но в ответ услышал, что не только Англии, но и советской стране необходимы ученые. Особенно те, кто имеет опыт работы за рубежом.

Поначалу Капица был настолько разозлен, что даже собирался уйти из науки или как минимум из физики… Но, как оказалось, любимая работа держала его в своих сетях не менее крепко, чем НКВД. Поняв, что работать ему теперь придется только в СССР, ученый пишет письмо Сталину с требованием (!) перевезти свою кембриджскую лабораторию в Москву или как минимум купить аналогичные приборы за границей. И Сталин дает добро. Этот «переезд» длился несколько лет и обошелся советскому государству в круглую сумму в тридцать тысяч фунтов стерлингов.  Также специально «под Капицу» на Воробьевых горах было начато строительство Института физических проблем (ИФП), где планировали разместить привезенное из Великобритании оборудование. Собирать его Резерфорд отрядил в СССР двух лучших своих инженеров.

Главный корпус Института физических проблем АН СССР, 1935 г. Изображение:  pastvu.com

По воспоминаниям внучки Петра Леонидовича – Марии – вместе с громоздкими научными аппаратами в Москву из Кембриджа прибыло и много прекрасных бытовых вещей.  Супруга ученого была женщиной практичной и с умом использовала свободные места в ящиках с оборудованием.  В целости и сохранности доехало даже пианино! В 1937 году состоялось открытие ИФП, а уже через год в научном журнале Nature появляется статья Капицы об открытии сверхтекучести гелия.

Заступник

1937 год... Разгар того, что позже получит в историографии название Большого террора. Время страха и предательств… Но не для людей, подобных Капице, который вопреки всему отказались впустить страх в свою душу. Он позволял себе то, чего не позволяли люди, облеченные и куда большими полномочиями. Невероятно, но это работало.

Когда арестовали и обвинили в шпионаже его друга и ученика Льва Ландау, Петр Леонидович написал открытое письмо Сталину с просьбой отнестись к делу Ландау очень внимательно. В то время Лев Давидович возглавлял группу ученых, изучающих феномен сверхтекучести гелия, и без него важнейшее исследование могло забуксовать. Обращение было услышано, и Льва Ландау освободили.

Человек с четкой и ясной гражданской позицией, Капица всегда доверял себе и собственным представлениям о добре и зле. В 1980 году, уже будучи нобелевским лауреатом, он так прокомментирует попытку исключить из числа академиков АН СССР опального Андрея Сахарова: «Это уже было. Гитлер лишил академического звания Эйнштейна...». А несколькими месяцами позже обратится с письмом в защиту Сахарова к председателю КГБ СССР Ю.В. Андропову:  «В истории человеческой культуры со времен Сократа нередко имели место случаи активно враждебного отношения к инакомыслию... Инакомыслие тесно связано с полезной творческой деятельностью человека, а творческая деятельность в любых отраслях культуры обеспечивает прогресс человечества».

Он бесстрашно доносил до сильных мира те ценности, в которые сам свято верил и на которые опирался. И ради собственных убеждений не боялся вступать в любую конфронтацию. Даже с самим Лаврентием Берия, одно имя которого навевало ужас на страну.

В «избе физических проблем»

С началом Великой Отечественной войны институт Капицы оказалась в эвакуации в Казани. В это время Петр Леонидович работал над проблемой получения в промышленных масштабах жидкого кислорода из воздуха.  Именно за эту работу он вскоре получит две Сталинские премии и звание Героя Социалистического Труда. Жидкий кислород был стране жизненно необходим: для металлургии, производства взрывчатки, спасения раненых… 

Вскоре после войны Петр Капица вместе с Игорем Васильевичем Курчатовым встал у истоков советского атомного проекта, руководить которым от лица партии было поручено Берии. Не желая работать по указке человека, которого Капица сравнивал с дирижером, умеющим махать палочкой, но не научившегося при этом читать партитуру, ученый напишет Сталину очередное письмо с критикой методов работы своего начальника и попросит об отставке от ядерного проекта. И его просьба снова была услышана. Но противостояние всесильному Берии Капице не простили.

Вместе с «отставкой от проекта» он вскоре получил и отставку с должности директора Института физических проблем. Через некоторое время его уволили также из созданного при его участии МФТИ. Началась опала. С 1946 года ученый не мог работать нигде, кроме как в лаборатории, оборудованной им на своей даче. Как шутил сам Капица, которому чувство юмора не изменяло никогда, теперь у него был «не институт, а изба физических проблем». Благодаря президенту АН СССР Сергею Вавилову ему удалось получить минимальный комплект лабораторного оборудования, остальное мастерил сам вместе с сыновьями. Капицу всегда отличало уникальное сочетание талантов. Ради страстно любимой науки он был готов становиться то ученым-теоретиком, то лаборантом-экспериментатором, то великолепным инженером, а то и токарем или слесарем. Дача принадлежала лично Капице, но мебель на ней стояла казенная, и после отставки ученого ее почти полностью вывезли. Он смастерил стол, жена устроила на участке огород, завела кур… Все трудности и испытания Анна Алексеевна всегда верно делила с Петром Леонидовичем, которого ласково называла Петенькой.

В 1968 году П.Л.Капица был награжден медалью Камерлинг-Оннеса за открытие сверхтекучести жидкого гелия. На торжественной церемонии он был с женой Анной. Изображение: Anefo/Nationaal Archief, CC0

«Нам стоит пожениться»

Они познакомились в 1926 году, через шесть лет после трагической гибели первой семьи ученого. Интересно, что познакомила их жена Николая Семенова, который в тот год был в заграничной командировке. Анна оказалась дочерью академика Алексея Крылова, с которым Капица был близко знаком. Несколько месяцев подряд Петр явно уделял Анне внимание, возил ее на своем автомобиле по достопримечательностям и музеям. Но упорно молчал о чувствах. Анна Крылова сама приняла на себя ответственность за их любовь и произнесла фразу, изменившую их жизни: «Мне кажется, нам стоит пожениться». Так они и поступили. Ему было тридцать два года, ей – двадцать три.

Один за другим на свет появились сыновья – Сергей и Андрей. Сергея Петровича представители среднего и старшего поколений отечественных телезрителей прекрасно помнят – советский физик, просветитель и телеведущий, он почти сорок лет бессменно вел научно-популярную телепрограмму «Очевидное–невероятное».  А Андрей Петрович стал географом, возглавлял кафедру географического факультета МГУ, известен как первооткрыватель подледного озера Восток в Антарктиде, член-корреспондент Академии Наук СССР, а позже РАН. По воспоминаниям друзей семьи, в гостеприимном доме Петра Леонидовича и Анны Алексеевны всегда царила атмосфера доверия, уважения и взаимопонимания. И дом этот не пустел даже в самые трудные годы. Петру Леонидовичу всегда были интересны яркие неординарные люди, такие, как он сам. Среди друзей семьи были скульптор Вера Мухина, актриса Любовь Орлова и ее муж режиссер Григорий Александров. (К слову, именно Петр Капица был консультантом на съемках знаменитой комедии Г. Александрова «Весна», повествующей о жизни советского ученого Ирины Никитиной). После смерти мужа Анна Алексеевна создала в их доме музей.

Гостиная. Мемориальный Музей-кабинет Академика П.Л. Капицы. Изображение: kapitza.ras.ru

Триумф

После личной встречи с Никитой Хрущевым в 1955 году Капица возвращается на пост директора ИФП, но наотрез отказывается взяться за разработку тем оборонного значения, мотивируя это тем, что «ученые подобны артистам: любят, чтобы об их работе говорили, писали, показывали их в кино, военная же тематика секретна. Связаться с ней означает изолироваться, похоронить себя в стенах института».

Областью его научных интересов становятся сверхвысокие температуры, его занимает возможность создания управляемой термоядерной реакции… Немало времени отдает он и популяризации науки, устраивая свои знамение семинары-«капишники», на которых обсуждались самые разные научные и общественные вопросы. До сих пор огромной популярностью у молодых и пытливых умов пользуется изданная еще в 1970-х книга «П.Л.Капица. Эксперимент. Теория. Практика», где собраны статьи и выступления ученого, наглядно демонстрирующие его умение доходчиво рассказывать о сложных проблемах науки. 

Кабинет ученого. Мемориальный Музей-кабинет Академика П.Л. Капицы. Изображение: kapitza.ras.ru

Годы шли… Обещание, данное некогда Кустодиеву, первым выполнил Николай Семенов, получивший Нобелевскую премию по химии в 1956 году. В 1962 настал черед Льва Ландау, получившего ту же почетную награду за работу, проведенную в лаборатории у Капицы после освобождения из сталинских застенков. Нильс Бор трижды выдвигал своего советского коллегу Петра Капицу на соискание престижной премии, но Нобелевский комитет никак не мог решиться. Дело было в том, что изучение свойств жидкого гелия, начатое Капицей в Англии, после его возвращения в СССР продолжили на сконструированной им установке, которую не удалось увезти из Кембриджа, ученые Майзнер и Аллен, которые опубликовали результаты своих исследований одновременно с русским коллегой.

И все же здравый смысл и справедливость возобладали. Осенью 1978 года в санаторий, где Петр Леонидович отдыхал с женой, пришло долгожданное известие из Швеции. Впоследствии секретарь ученого вспоминал, что организаторы торжеств предложили Капице взять фрак, предусмотренный строгим дресс-кодом церемонии, напрокат. Капица с возмущением отказался. Все необходимые по протоколу туалеты Петру Леонидовичу и сопровождавшим его членам делегации, в том числе и Анне Алексеевне, которая отправилась в Стокгольм вместе с мужем, пошил один из лучших советских портных. 

Петр Леонидович часто говорил, что хочет уйти из жизни раньше своей супруги, чтобы избежать горькой чаши нового вдовства. Так и случилось. Весной 1984 года в разгар рабочего дня 89-летний Петр Капица, трудившийся до последнего, почувствовал себя плохо. 8 апреля 1984 года его не стало. Как-то Капица признался, что его любимый литературный герой - Дон Кихот. В последние годы он даже собирал его изображения, приговаривая, что немало повоевал в своей жизни с ветряными мельницами и всегда служил только одной Прекрасной даме - Науке.

Алла Занимонец, Игорь Антонов