Петро николаевич лебедев (1866-1912) 1948 - люди російської науки

Петро Миколайович Лебедєв (1866-1912)

В історію світової науки Петро Миколайович Лебедєв увійшов як майстерний експериментатор-фізик, вперше виявив і виміряв тиск світла. П. М. Лебедєв, поряд з М. В. Ломоносовим, - одна з чудових фігур історії російської фізики. Він був першим організатором колективної наукової роботи в галузі фізики і великих дослідних лабораторій, які стали зразком для наукових інститутів в наші дні.

Кундт залишався в Страсбурзі недовго. У 1888 році він отримав кафедру в Берліні, і П. Н. Лебедєв пішов слідом за ним. Тут, крім занять у Кундта, П. М. Лебедєв слухав теоретичні лекції Гельмгольца.

Навчаючись в дитинстві в реальному училищі, П. М. Лебедєв не вивчав латинської мови. Тому він не зміг здати докторського випробування в Берліні, де знання стародавніх мов було необхідним. Довелося повернутися до Страсбурга, - там латину не була потрібна. У Страсбурзі П. Н. Лебедєв швидко виконав експериментальну дисертаційну роботу, склав іспити і отримав ступінь доктора філософії. Дисертація П. Н. Лебедєва називалася "Про вимір діелектричних постійних парів і про теорію діелектриків Моссотті-Клаузіуса". Ця чудова робота, представлена ​​в 1891 р свого часу робилася для перевірки наслідків феноменологічної теорії діелектриків, але вона зберегла свій інтерес і тепер в зв'язку з більш конкретнимім структурно-молекулярними уявленнями нашого часу.

Зі збережених листів П. Н. Лебедєва, що відносяться до цього періоду життя, видно, що він тоді багато написав і ще про щось більше думав, крім докторської роботи. До 1890 р відносяться його заняття теорією кометних хвостів. Ці заняття і стали початком головної справи його життя - досліджень по світловому тиску.

Ще Сенека знав, що кометні хвости відхиляються від Сонця. Кеплер, Ньютон та інші припускали, що причиною цього відхилення може служити механічний тиск світла. У XVIII ст. його намагалися виявити на досвіді і, дійсно, знаходили. На перевірку виявлялося, однак, що спостерігаються явища викликаються вторинними тепловими процесами і не мають нічого спільного зі світловим тиском.

Причин, що конкурують у всякому досвіді зі світловим тиском, було занадто багато; з іншого боку, були відсутні будь-які уявлення про теоретичну величиною можливого тиску світла. В кінці XVIII ст. фізик і астроном Харатсакер вказував, наприклад, що, на думку мандрівників, сонячні промені своїм тиском можуть призвести до затримки Дунаю. Вперше Максвелл на підставі своєї електромагнітної теорії світла обчислив теоретичне значення тиску світла, рівне, для випадку падіння світла на цілком поглинає поверхню, частці від ділення енергії світла, що приходить в секунду, на швидкість світла. Для сонячного світла, що падає на земну поверхню, це тиск приблизно дорівнює п'яти стомільйонний часток грама на квадратний сантиметр. Пізніше з'ясувалося, що будь-яка хвильова теорія світла призводить до такого ж значення для світлового тиску, як і теорія Максвелла, корпускулярна ж концепція дає величину вдвічі більшу. Таким чином, проблема світового тиску налічувала, щонайменше, три століття; нею займалися такі фізики і астрономи, як Кеплер, Ньютон, Ейлер, Френель, Максвелл, Больцман. Вона мала основне значення для науки і все ж до кінця XIX в. залишалася невирішеною.

За цю важку задачу і взявся П. Н. Лебедєв. У 1891 р з'явилася його замітка "Про отталківательним силі лучеіспускающіх тел". У ній, грунтуючись на відомих даних про радіаційний Сонця, П. М. Лебедєв доводить, що в разі дуже малих частинок отталківательним сила світлового тиску повинна перевершувати ньютонівської тяжіння, і, таким чином, відхилення кометних хвостів, дійсно, може пояснюватися тиском світла. В кінці своєї замітки П. Н. Лебедєв зауважує, що його розрахунки кількісно не застосовні для молекул, але якісно не втрачають своєї сили.

П. М. Лебедєв мав рацію, коли, схвильований своїми думками, він писав у приватному листі: "Я, здається, зробив дуже важливе відкриття в теорії руху світил, спеціально комет". У сучасній астрофізиці величезна роль світлового тиску як космічного фактора, поряд з ньютоновским тяжінням, стає очевидною. Вперше фізично обґрунтоване вказівку на це було зроблено П. М. Лебедєв.

Поставивши своїм завданням з'ясування питання про механічні силах, що виникають між випромінюючої і поглинає молекулою, П. М. Лебедєв повертається, повний планів, в Москву в 1891 р

Він отримує місце асистента в Московському університеті при кафедрі професора А. Г. Столєтова і в дуже важких умовах влаштовує свою лабораторію, залишаючись бадьорим і повним творчої енергії.

Робота була закінчена в 1897 р Тиск хвиль було досліджено на моделях. Це було другим етапом основного справи П. Н. Лебедєва. Мала відбутися третя, найважливіша стадія - спроба подолати труднощі, що зустрічалися протягом століть багатьма безуспішними попередниками П. Н. Лебедєва, і виявити і виміряти тиск світла в лабораторії.

У 1900 р і цей етап завершується повним успіхом. Світловий тиск було знайдено. П. Н. Лебедєву вдалося відокремити від нього заважають, так звані радіометричні, сили і конвекційні потоки і виміряти його. По виду прилад П. Н. Лебедєва був простим. Світло від вольтової дуги падав на легке крильце, підвішене на тонкій нитці в скляному балоні, з якого викачане повітря, і з закручування нитки можна було судити про світловому тиску. Насправді за цією простотою ховалися незліченні подоланий труднощі. Крильце насправді складалося з двох пар тонких платинових кружечків. Один з гуртків кожної пари був блискучим з обох сторін, у двох інших одна сторона була покрита платиновою черню. При цьому обидві пари гуртків розрізнялися товщиною. Для того щоб виключити конвекцію (рух) газу, що виникає при розходженні температур крильця і ​​скляного балона (відмінність температур виникало при поглинанні світла крильцем), світло прямував то на одну, то на іншу сторону крильця. Оскільки в обох випадках конвекція одна і та ж, різниця одержуваних відхилень не залежить від конвекції. Радіометричні сили перш за все в міру можливості послаблялися (збільшенням обсягу балона і зменшенням тиску). Крім того, радіометричне дію можна було врахувати, порівнюючи результат при падінні світла на товстий і тонкий зачернённий гурток. П. М. Лебедєв по праву і з гордістю міг закінчити своє повідомлення короткою фразою: "Таким чином, існування Максвелла-бартолієві сил тиску досвідченим шляхом встановлено для променів світла".

Досліди П. Н. Лебедєва доставили йому світову славу і навіки вписали його ім'я в історію експериментальної фізики. ВУкаіни він отримав за ці досліди премію Академії наук і потім був обраний в члени-кореспонденти Академії. Про те враження, яке справили досліди П. Н. Лебедєва на вчений світ, кажуть, наприклад, слова прославленого англійського фізика лорда Кельвіна, сказані знаменитому українському вченому К. А. Тімірязєва: "Ви, може бути, знаєте, що я все життя воював з Максвеллом, не визнаючи його світлового тиску, і ось ваш Лебедєв змусив мене здатися перед його дослідами ".

Однак П. Н. Лебедєв не рахував завдання закінченою. Для космічних явищ основне значення має не тиск на тверді тіла, а тиск на розріджені гази, що складаються з ізольованих молекул. Тим часом, щодо будови молекул і їх оптичних властивостей в першому десятилітті ХХ століття залишалося ще багато неясностей. Неясно було, як можна перейти від тиску на окремі молекули до тиску на тіло в цілому. Теоретичне стан питання в той час, коротко кажучи, було таке, що було потрібно експериментальне втручання.

Установка, на якій П. Н. Лебедєв довів існував світлового тиску на гази

На цьому скінчилася дивовижна серія робіт П. Н. Лебедєва по світловому тиску. Її перервала його передчасна смерть. Розгадка питання про світловому тиску, однак, ще не була доведена до кінця. Залишалися експериментально необстеженими спеціальні випадки тиску еліптично поляризованого світла, а найголовніше, ще не вдалося експериментально виявити характер світлового тиску на окрему частку речовини. Це зробив багато пізніше А. Комптон, який спостерігав елементарний ефект світлового тиску і розсіювання променів Рентгена і гамма-променів на електрони в камері Вільсона. Елементарне світлове тиск виявився квантовим, які мають безперервний характер. Світловий тиск, що вимірювався П. М. Лебедєв, було середнім статистичним значенням тисків в безлічі елементарних процесів. П. Н. Лебедєву не довелося взяти участь в розкритті статистичної природи явища, майстерному дослідженню якого він присвятив своє життя.

Остання, передсмертна, експериментальна робота П. Н. Лебедєва також стосувалася природи земного магнетизму. Він хотів на досвіді з обертається моделлю Землі перевірити гіпотезу Сезерланда, в якій магнітне дію обертається Землі пояснювалося зміщенням різнойменних зарядів в нейтральному атомі. Цей важкий досвід дав також негативний результат.

Працюючи в Московському університеті, П. М. Лебедєв головну увагу приділяв дослідній роботі своїх студентів і співробітників. Він, правда, Новомосковскл, як і інші професори, лекції, видав навіть короткий конспект цих лекцій, але по суті мало захоплювався викладацькою роботою. Його перша лекція до початківців студентам завжди містила, головним чином, заклик до них зробитися дослідниками, не боячись труднощів. Він вперше вУкаіни наважився організувати фізичну лабораторію з відносно дуже великим числом працюючих осіб. У 1901 р у нього працювало тільки троє, в 1910 р число працюючих досягло 28. Якщо взяти до уваги, що всі теми робіт були видані і ретельно продумані (аж до креслень приладів) самим П. М. Лебедєв, що лаборантів не було , механіками і склодувами були самі працюючі, що кошти лабораторії і обладнання були вкрай обмеженими, що вона містилася в мало комфортабельному підвалі, то стане зрозумілим величезне напруження і енергія, що вимагалися від П. Н. Лебедєва для керівництва цією лабораторією. Тим часом, з неї рік за роком все частіше виходив ряд хороших і відмінних робіт, на багатьох з яких відчувалася майстерня рука вчителя. П. М. Лебедєв став піонером чудового і дляУкаіни зовсім нової справи - великий колективної дослідницької роботи. Згодом, в 1911 р в газетній статті "Російське суспільство і українські національні лабораторії", вміщеній в "українських Відомостях", П. М. Лебедєв досить докладно виклав свою точку зору і доводи, що говорять про користь і необхідність створення великих дослідних лабораторій. Це була перша декларація системи організації науки, реалізованої в повній мірі тільки в СРСР.

У 1911 р в епоху максимального розквіту діяльності і слави П. Н. Лебедєва в Московському університеті, в результаті реакційних дій царського уряду, і особливо тодішнього Міністерства народної освіти, найбільш талановита і ліберальна частина професури повинна була покинути університет і шукати собі притулку в інших навчальних закладах або просто спертися на допомогу приватних осіб. В знак протесту проти дій міністра освіти Л. Кассо подав у відставку і П. Н. Лебедєв, і разом з ним з університету пішли його співробітники, які працювали в його лабораторії. Було зруйновано величезне справу. П. М. Лебедєв негайно ж були отримані запрошення від закордонних наукових установ. Зокрема, директор фізико-хімічної лабораторії Нобелівського інституту в Стокгольмі проф. Арреніус писав йому: "Природно, що для Нобелівського інституту було б великою честю, якщо б Ви побажали там влаштуватися і працювати, і ми, без сумніву, надали б Вам всі необхідні засоби, щоб Ви мали можливість далі працювати. Ви, зрозуміло, отримали б абсолютно вільне положення, як це відповідає Вашому рангу в науці ". Але П. М. Лебедєв відмовився від усіх цих пропозицій. Він залишився на батьківщині і в украй важких умовах, на приватні кошти, користуючись громадською допомогою, організував нову фізичну лабораторію. У Мертвому провулку (будинок № 20) в Москві був знятий підвал, де в 1911 р в декількох кімнатах розташувалася його лабораторія. Тут він закінчив свою останню експериментальну роботу по магнетометріческому дослідженню обертових тел. Приватними жертводавцями були зібрані кошти на будівництво нового фізичного інституту для П. Н. Лебедєва за планом, складеним їм самим. Інститут цей, проте, був добудований тільки в 1916 р через чотири роки після смерті Лебедєва. Ця будівля в даний час належить Академії наук СРСР; в ньому міститься Фізичний інститут імені П. М. Лебедєва експериментальну роботу по магнетометріческому дослідженню обертових тел. Приватними жертводавцями були зібрані кошти на будівництво нового фізичного інституту для П. Н. Лебедєва за планом, складеним їм самим. Інститут цей, проте, був добудований тільки в 1916 р через чотири роки після смерті Лебедєва. Ця будівля в даний час належить Академії наук СРСР; в ньому міститься Фізичний інститут імені П. М. Лебедєва.

Фізичний інститут Академії наук СРСР імені П. М. Лебедєва (в даний час ця будівля значно розширено і перебудовано)

На смерть П. Н. Лебедєва відгукнувся весь вчений світ. Було надіслано багато телеграм і листів від видатних вчених, серед яких були Рентген, Нернст, Арреніус, Томсон, Варбург, Рубенс, Крукс, Кюрі, Риги та інші.

В особі П. Н. Лебедєва Україна втратила не тільки великого вченого, а й чудового організатора науки, думки і умовою якої повністю могли здійснитися тільки з СоветскойУкаіни.

Про П. Н. Лебедєва: Лазарев П. П., П. Н. Лебедєв (біографічний нарис) в "Собр. Соч." П. Н. Лебедєва, М. 1913; Його ж, П. М. Лебедєв і російська фізика, "Временник товариства сприяння успіхам дослідних наук ім. X. С. Лєдєнцова", ст. 2; Чарновскій Н. Ф., Характеристичні риси діяльності П. Н. Лебедєва в Раді товариства ім. X. С. Лєдєнцова, там же; Лазарєв П. П., лебедевской лабораторія при університеті Шанявського, там же, 1913, ст. 1; Кравець Т. П., П. М. Лебедєв і створена ним фізична школа, "Природа", 1913, № 3 (є отд. Відбиток); 3ернов В. Д., Петро Миколайович Лебедєв, "Вчені записки Московського університету", ст. LII, Фізика, М. 1940; Капцов Н. А., Школа Петра Миколайовича Лебедєва, там же.