Александр Григорьевич Столетов
Александр Григорьевич Столетов
Физик.
Родился 29 июля 1839 года в городе Владимире в семье купца.
Столетовы не походили на типичных купцов. Мать сама учила детей иностранным языкам и арифметике, в доме была небольшая библиотека. Не удивительно, что в гимназии Столетов выпускал рукописный журнал, в котором регулярно появлялись его собственные стихи, рассказы и даже была напечатана маленькая повесть «Мои воспоминания».
Осенью 1856 года Столетова зачислили на физико-математический факультет Московского университета на казенный кошт, то есть он стал студентом, получающим государственную стипендию.
Время было горячее.
Император Александр II только что признал необходимость освобождения крестьян, «иначе они сами себя освободят». «…Мы все тогда и горели, и любили, и хотели работать, – писал революционер Шелгунов. – Это было удивительное время, время, когда всякий хотел думать, читать и учиться и когда каждый, у кого хоть что-нибудь было за душой, хотел высказать это громко. Все умственное движение шестидесятых годов явилось так же неизбежно и органически, как является свежая молодая поросль в лесу на освещенной поляне. Как только Крымская война кончилась и все дохнуло новым, более свободным воздухом, все, что было в России интеллигентного, с крайних верхов и до крайних низов, начало думать, как оно еще никогда прежде не думало. Думать заставил Севастополь, и он же пробудил во всех критическую мысль, ставшую всеобщим достоянием. Тут никто ничего не мог ни поделать, ни изменить. Все стали думать, и думать в одном направлении, в направлении свободы, в направлении разработки лучших условий жизни для всех и для каждого…»
Прикладную математику Столетов слушал у профессора Н. Д. Брашмана, астрономию у Ф. А. Бредихина, лекции по аналитической геометрии, дифференциальному и интегральному исчислениям читал в университете математик Н. Е. Зернов, а физику – любимый предмет Столетова – профессор М. Ф. Спасский. Живя очень скромно, Столетов все-таки не соглашался на ведение частных уроков, как было тогда принято. Все свое время он старался отдавать науке.
В 1860 году Столетов окончил университет.
Профессор физики Н. А. Любимов пытался оставить талантливого выпускника при кафедре, но в этом Столетову было отказано. Как всякий казеннокоштный студент, он обязан был проработать шесть лет «по учебной части Министерства Народного просвещения».
В сентябре 1861 года Столетов все же получил разрешение вернуться в университет. А летом 1862 года, он по специальной стипендии для отличившегося студента, учрежденной профессорами К. А. и С. А. Рачинскими, отправился в заграничную командировку.
Три года Столетов проработал в Гейдельберге, Геттингене и Берлине в лабораториях известных физиков Г. Кирхгофа, Г. Гельмгольца, Г. Магнуса и В. Э. Вебера.
Особенное впечатление на Столетова произвел Вебер.
«Преоригинальный старичок, – писал он с присущей ему точностью и лаконичностью. – Одет довольно цинично, говорит престранно, не договаривая, растягивая слова и прочее. Взглянув на него и даже послушав его, не подумаешь, что столько дельного, нового, теоретически глубокого вышло из этой головы».
За границей Столетов выполнил первую научную работу.
Вместе с К. А. Рачинским он установил, что диэлектрические свойства среды, характеризующие ее способность к электризации, никак не сказываются на величине взаимодействия между магнитами и проводниками.
В декабре 1865 года Столетов вернулся в Россию.
В Московском университете он получил место преподавателя математической физики и физической географии. Лекции Столетов читал сжато и ясно, приводя массу занимательных примеров и фактов, умело цитируя великих мыслителей. К лекциям готовился чрезвычайно тщательно, допоздна просиживая при свечах. Много зная, он был чрезвычайно строгим и требовательным экзаменатором и довольно часто получалось так, писал позже Тимирязев, что «…студенческая голова не могла вместить всего требуемого. А Александр Григорьевич не мог понизить уровень своих требований ниже известного минимума и превращать экзамен в пародию».
Столетов вообще отличался большой бескомпромиссностью, был резок и прям.
Знавшие его, не раз вспоминали, что от нападений Столетова на служебных заседаниях «расстраивались сердца, случались истерии». В Столетове полностью отсутствовала какая-либо склонность к гибкости. Он всегда был застегнут на все пуговицы, раскрываясь только иногда – перед друзьями.
«Факультетские истории, взметаемые Столетовым, – вспоминал позже известный писатель Андрей Белый, отец которого, математик Н. В. Бугаев, был в описываемое время деканом физико-математического факультета, – сплетались в сплошную „историю“ без конца и начала: Столетов виделся мне охотником крупной дичи, спускающим двух гончих, Марковникова и Соколова; и то я видел: спасающегося в бегство Сабанеева, в виде большого верблюда, то видел я Н. Д. Зелинского, мчащегося в виде испуганной антилопы; то сам Н. А. Умов в виде огромного, пушистого овцебыка пересекал поле зрения; за ними – мчащийся лев-Марковников; или – подкрадывающийся Столетов-тигр; и отец возвращался с заседаний оживленный, но… нисколько не возмущенный; защищая от Столетова факультетский фронт, отец и кричал, и сжимал кулаки, и срывал с себя салфетку (за обедом); а приняв меры к защите, с добродушием поперчивал суп и лукаво потирал руки; не без сочувствия к скандалистам он приговаривал:
– Да-с, что поделаешь: бедный Александр Павлович!
И мне не до конца верилось, чтобы отец действительно до мозга костей думал, что Александр Павлович – космический овен, ужаленный Столетовым-скорпионом…»
В мае 1869 года Столетов защитил магистерскую диссертацию.
Из-за отсутствия исследовательской лаборатории тему для диссертации он выбрал чисто теоретического характера: «Общая задача электростатики и приведение ее к простейшему виду». Для двух проводников такая задача была решена в свое время физиком Томсоном и геометром Морфи. Выбрав и решив более сложный вариант, Столетов подтвердил свои исключительные математические способности.
В том же году Столетов был утвержден в звании доцента.
Однако его подвело здоровье.
Почти год Столетов провел в лечебницах, ему было запрещено читать и писать.
«…Я расскажу в двух словах собственную историю, – писал Столетов одному из своих учеников, жаловавшемуся на свои болезни. – После командировки в 1862–1865 гг. я вернулся совсем больной с расстроенными нервами, головными болями, неисправным пищеварением и прочее. Сразу затянулся в преподавание двух предметов, отвлекавшее от не готовой еще диссертации. И в то же время лечился. На таком положении, получая от университета 500 р. и субсидию от старшего брата, пробился три года – до утверждения доцентом. Вслед за тем выдержал нервную горячку (накопилось!), которая вычеркнула целый год из моего академического существования. После бури воздух освежился, и теперь, перевалив за половину срока, обещаемого мне моей фамилией, могу мечтать о полном ее оправдании…»
Справившись с болезнью, Столетов вернулся к научной работе.
Московский университет не имел своей физической лаборатории. Чтобы ставить эксперименты приходилось выезжать за границу. Столетов энергично занялся организацией лаборатории. Он писал письма, прошения, ходил по казенным кабинетам, доказывал и, в конце концов, своего добился. Вокруг физической лаборатории сразу начал формироваться круг заинтересованных физиков, что, собственно, и положило начало знаменитой физической школе Столетова. Стоит отметить, что в число учеников и последователей Столетова входили такие ученые, как Н. А. Умов и Н. Е. Жуковский. Иногда вечерами холостой Столетов собирал друзей на своей квартире на Тверской улице. Случалось, что он сам садился за фортепьяно, а иногда аккомпанировал астроному Ф. А. Бредихину, прекрасно владевшему скрипкой.
В 1871 году Столетов начал работу над докторской диссертацией.
«Исследование функции намагничивания мягкого железа» целиком вышла из экспериментов, которые Столетов поставил в 1871 году в лаборатории Кирхгофа в Гейдельберге. «…В самом начале исследования, – писал Столетов, – я был поражен результатами. Оказалось, что при слабых намагничивающих силах функция намагничивания не только не остается постоянной, но возрастает весьма быстро и при некоторой величине намагничивающей силы достигает максимума; около него функция намагничивания достигает цифры, вчетверо, а то в впятеро превышающей все наблюденные для нее до сих пор».
В наше время петля гистерезиса известна (по крайней мере, должна быть известна) каждому ученику средней школы, но в то время считалось, что намагниченность железа прямо пропорциональна индукции намагничивающего внешнего поля. Выполненная Столетовым работа дала создателям электромашин ключ к пониманию и решению многих задач.
В 1872 году Столетова утвердили в должности ординарного профессора Московского университета.
Осенью того же года была открыта физическая лаборатория.
Первой лабораторной работой Столетова стал сложный опыт по определению соотношения между электростатическими и электромагнитными единицами. Коэффициент пропорциональности, как и предполагал Столетов, оказался близким к скорости света. Это подтвердило взгляд на свет как на электромагнитное явление, и поддержало справедливость теории Максвелла, в то время еще не являвшейся общепризнанной.
После работы о намагничивании железа имя Столетова становится известным в научных кругах. В 1874 году он был приглашен на торжества по случаю открытия при Кембриджском университете физической лаборатории. В 1881 году достойно представлял русскую науку на I Всемирном конгрессе электриков в Париже. Кстати, впервые на таком большом форуме русский физик делал специальный доклад о своих собственных исследованиях и активно работал в Комиссии по выбору электротехнических единиц измерения. По предложению Столетова была утверждена единица электрического сопротивления «ом».
В 1888 году Столетов начал исследование фотоэффекта.
За год до этого физик Г. Герц обнаружил, что электрическая искра гораздо легче проскакивает между двумя электродами, если эти электроды освещены ультрафиолетовыми лучами. В том же году физики Видеман и Эберт сделали необходимое уточнение: указанный эффект вызывался освещением отнюдь не любого электрода, а именно катода.
В своем опыте Столетов установил друг перед другом тщательно очищенную цинковую пластинку и металлическую сетку. Цинковую пластинку он соединил с отрицательным полюсом электрической батареи, а сетку – с положительным, включив в цепь чувствительный гальванометр. Все вместе представляло разомкнутую цепь, через которую ток проходить не мог, потому что между пластинкой и сеткой находился воздушный зазор. Однако, когда через металлическую сетку на цинковую пластинку был направлен свет мощной вольтовой дуги, гальванометр показал наличие в цепи тока.
Увеличив напряжение, Столетов обнаружил, что электрический ток в цепи сначала возрос, затем величина его стала изменяться заметно медленнее и, наконец, он принял некое максимальное значение, названное током насыщения. Стало ясно, что свет, падающий на цинковую пластинку, вырывает из нее электроны. При увеличении напряжения электроны быстрее «отгоняются» к сетке и электрический ток становится больше.
В следующем опыте Столетов поместил металлическую сетку и цинковую пластинку в запаянный стеклянный сосуд, из которого выкачали воздух, то есть построил первый в мире фотоэлемент. С помощью этого созданного им фотоэлемента Столетов провел множество измерений при различных давлениях газа в сосуде, при различных расстояниях между сеткой и пластинкой и при различных напряжениях. При этом Столетов обнаружил, что сила тока достигает наибольшего значения при вполне определенном давлении газа. Указанное положение было названо законом Столетова, а выведенная из него постоянная величина – константой Столетова. Что же касается фотоэлементов, то они сейчас несут службу на всех заводах и фабриках мира, – сортируют и подсчитывают продукцию, управляют прокатными станами и плавильными печами, вычерчивают чертежи. Именно фотоэлементы превратили немое кино в звуковое и сделали возможным изобретение фототелеграфа. Простая вакуумная установка Столетова. созданная для изучения электрических явлений в разреженных газах стала началом будущих электронных ламп, которые совершили настоящую революцию в электротехнике. Радиоприемники, передатчики, рентгеновские аппараты и газоразрядные трубки, радиолокаторы, электронные микроскопы, телевизоры, электронно-вычислительные машины, – можно сказать, что технологическая история человечества значительно ускорилось благодаря великому открытию, сделанному болезненным холостяком, отдыхавшим только за фортепьяно.
В 1889 году в Париже на II Международном конгрессе электриков Столетов был избран вице-президентом конгресса, честь не малая.
Но карьера Столетова не складывалась.
Нетерпимость ученого еще в 1892 году привела его к открытым столкновениям с профессурой Московского университета.
Одним из поводов к таким столкновениям стал нелестный отзыв Столетова о диссертации князя Б. Б. Голицына «Исследования по математической физике». Обнаружив в диссертации ряд ошибок, Столетов с присущей ему прямотой указал на них (что, кстати, сделал и второй рецензент – профессор А. П. Соколов), но князь Голицын резко возразил рецензенту, настаивая на своей правоте. Несомненно, во многом Голицын был прав, в его работе были высказаны смелые, новые идеи, к которым Столетов отнесся с недоверием. К сожалению, возможности для взаимного понимания скоро были исчерпаны.
В 1893 году, после кончины академика А. В. Гадолина, встал вопрос о его преемнике-физике.
Комиссия по выборам в составе академиков Ф. А. Бредихина, Н. Н. Бекетова, П. Л. Чебышева, Ф. Ф. Бейльштейна и Г. И. Вильда остановилась на кандидатуре профессора Московского университета Столетова, как на ученом «выдающемся своими самостоятельными исследованиями».
Столетов настолько был уверен в том, что пройдет в адъюнкты Академии, что специально ездил в физическую лабораторию на предмет будущего ее улучшения и расширения. Однако 14 апреля 1893 года на заседании Отделения физико-математических наук президент академии неожиданно для всех отложил голосование на неопределенный срок, мотивируя свое решение тем, что «у Столетова, как человека с беспокойным нравом, много противников, и он, наверное, был бы забаллотирован».
Затем кандидатура Столетова вообще была снята.
Когда брат ученого, известный генерал-майор, командовавший в 1877 году добровольческим русско-болгарским ополчением, покрывшим себя славой в Болгарии при обороне перевала на Шипке, спросил у президента Академии великого князя Константина (великий князь, кстати, дружил с Голицыном, они вместе провели три года в Страсбурге в лаборатории Кундта, а в юности ходили в плаванье на военном фрегате «Герцог Эдинбургский»), почему он удалил из списков имя Столетова, великий князь прямо ответил: «У вашего брата невозможный характер».
Несмотря на искреннее сочувствие друзей, вот, мол, и Дмитрий Иванович Менделеев в свое время был забаллотирован, Столетов тяжело отнесся к своему не избранию в академики. Нервная система окончательно расшаталась. К тому же, истек тридцатилетний срок пребывания физика в университете. По законам того времени профессор Столетов должен был подать в отставку. Видимо, в душе он надеялся, что, ввиду огромных научных заслуг, срок его пребывания в университете продлят, однако этого не случилось: когда, по требованию врачей, он уехал лечиться в Швейцарию, его догнало почтовое уведомление об отставке.
Не утешили Столетова и дружеские письма Кельвина, Гельмгольца, Больцмана. Он окончательно замкнулся, перестал принимать гостей, сам нигде не бывал. Целыми днями в одиночестве сидел над рукописью учебника «Введение в акустику и оптику». О людях начал отзываться несправедливо сухо, даже зло. «Какая-то печать гнетущего, глубоко затаенного нравственного страдания легла на все последние годы его жизни, – писал позже Тимирязев, – как будто перед ним вечно стоял вопрос: почему же это везде, на чужбине и в среде посторонних русских ученых встречал он уважение и горячее признание своих заслуг и только там, где, казалось, имел право на признательность, там, где плоды его деятельности были у всех на виду, ему приходилось сталкиваться с неблагодарностью, мелкими уколами самолюбию, оскорблениями. Но он еще крепился, пытаясь стать выше „позора мелочных обид“, и это ему удавалось, пока не изменили физические силы; но когда, едва оправившись от тяжелой болезни (рожистого воспаления), он снова столкнулся с теми же житейскими дрязгами, прежней выносливости уже не оказалось…»
В ночь с 14 на 15 мая 1896 года Столетов умер.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.