Письма к матери. 1921 — 1926

Предисловие

Среди читателей Писем к матери П. Л. Капицы несомненно будет немало тех, кто знал Петра Леонидовича лично или по его замечательным популярным статьям о развитии науки, о крупных ученых, статьям о глобальных научных проблемах и о будущем науки, о философских и социальных вопросах. Круг его знакомых был очень велик и разнообразен — инженеры и ученые самых различных специальностей, деятели литературы и искусства. Его всегда интересовали не только творческая деятельность людей, но и люди как таковые. Так вот для тех, кто в той или иной мере знал Петра Леонидовича, самыми неожиданными, как мне кажется, будут те страницы публикуемых писем, где он пишет о своих трудностях. Например, в письме от 19 сентября 1921 года: «Но вот что меня мучает сейчас — сумею ли я выполнить те работы, которые я задумал тут, в Кавендишской лаборатории? Я задумал крупные вещи, а, может быть, опять все сведется к нулю...» Или в письме из Ниццы от 14 сентября 1922 года так не соответствуют привычному образу Капицы слова: «Мне жутко и страшно. Справлюсь ли я? Может быть, это просто повезло?». Как это не похоже на Капицу, которого мы знали. Но нельзя забывать, что эти непривычные для него слова содержатся в письмах к матери — единственному человеку, которому он позволял себе доверять свои мечтания и переживания. А для всех остальных он и в те далекие времена оставался таким же твердым и уверенным в себе, каким мы его знали.

...Весной 1921 года группа советских ученых — академики А. Ф. Иоффе и А. Н. Крылов и профессор Д. С. Рождественский — выехала за границу. Наиболее важной задачей поездки было размещение заказов на оборудование для организующихся в Петрограде институтов. Стояли также задачи восстановления научных связей с западноевропейскими учеными, пополнения фонда научной литературы и обеспечения дальнейшей подписки на физико-математическую литературу. За время первой мировой и гражданской войн поступления иностранной научной литературы в нашу страну практически прекратились.

Вместе с А. Ф. Иоффе выехал и его молодой сотрудник П. Л. Капица.

В 1919 году Капица окончил электромеханический факультет Петроградского политехнического института и остался на преподавательской работе. К этому времени он уже опубликовал несколько статей. Глубокое знание и понимание физики, хорошее владение математикой, яркость и быстрота мышления -все это давало основание видеть в нем очень перспективного ученого. Капица прекрасно разбирался в физической аппаратуре, владел тремя языками — это делало его ценным помощником в поездке. По-видимому, Иоффе считал также, что необходимо как можно скорее дать ему возможность вести научную работу в хороших условиях (сам он начинал в лаборатории Рентгена), а во время поездки можно будет найти подходящее место и выхлопотать соответствующую командировку. Физико-технический институт, организованный Иоффе в 1918 году, находился еще в начальной стадии формирования. Значительная часть многосторонней организационной работы легла на плечи друга Капицы и соавтора одной из первых работ — Николая Николаевича Семенова. В письмах Капица обычно называет его просто Колькой.

Думаю, что Иоффе, взяв с собой в поездку Капицу, учитывал и то, что на его молодого товарища недавно обрушился ряд тяжелых ударов судьбы. В ноябре 1919 года скончался отец Капицы, а месяц спустя умер его двухлетний сын. В начале января 1920 года родилась дочь, но вскоре после родов умерла жена Надежда Кирилловна, а вслед за ней и новорожденная дочь. Это было время, когда в голодном Петрограде свирепствовали грипп (знаменитая испанка) и другие инфекционные болезни. Капица был глубоко потрясен этими страшными утратами. Я уверен, что Иоффе считал смену обстановки существенной для смягчения его тяжелого состояния, отзвуки которого прорываются в отдельных строках писем.

Иоффе выехал сначала в Германию, куда вслед за ним должен был приехать Капица. Однако германскую визу Капице получить не удалось и после полуторамесячного ожидания в Ревеле (ныне Таллии), он выехал в Англию.

Из Ревеля в начале апреля 1921 года уходит в Петроград первое письмо Капицы к матери Ольге Иеронимовне. Она была не только любимой матерью, но и очень интересным человеком. Окончила словесное отделение Бестужевских курсов (одного из первых высших учебных заведений для женщин в России). Интенсивно занималась педагогической деятельностью в созданном после Октябрьской революции Педагогическом институте дошкольного образования и в других вузах. Основала в своем институте показательную библиотеку детской литературы, организовала студию детских писателей...

Вскоре после Капицы в Лондон приехал Иоффе.

12 июля Иоффе и Капица были у Резерфорда в Кембридже. Договорились о том, что Капица проведет год в Кавендишской лаборатории. По этому поводу в Англии и у нас ходит такая легенда. Сначала Резерфорд якобы отказал в приеме Капице, сославшись на то, что все 30 мест заняты. Тогда Капица неожиданно спросил, с какой примерно точностью ведутся работы в лаборатории. Удивленный Резерфорд ответил; что примерно 3 процента. «Но ведь один человек от тридцати составляет всего три процента, так что вы просто не заметите моего присутствия», — сказал Капица. Согласно легенде Резерфорд, очень ценивший юмор и быстроту реакции, был сражен такой аргументацией и дал согласие. За достоверность не ручаюсь.

Как все начинающие, Капица должен был начать работу на garret — чердачном, но вполне приличном помещении. Здесь каждый претендующий на работу в лаборатории должен был под наблюдением Чедвика, молодого, но уже известного ученого, главного помощника Резерфорда по Кавендишской лаборатории, показать, что он собственноручно может изготовить простейшие приборы и провести заданные измерения. Для многих это испытание длилось несколько месяцев.

Капице было достаточно месяца, чтобы продемонстрировать, что он является зрелым экспериментатором. Ему предоставили место в основном помещении лаборатории. Стиль его работы произвел на Резерфорда сильное впечатление.

Резерфорд предложил Капице продолжить работу по измерению потери энергии альфа-частицами при прохождении через газ, которой он и его ученик Гейгер занимались десять лет назад. Пронзительный ум Резерфорда, которым так восхищается Капица в своих письмах, позволил ему увидеть в этом молодом русском ученом того человека, который может побить рекорды чувствительности соответствующей аппаратуры, поставленные в свое время им самим и Гейгером. И действительно, Капица, проявив большую изобретательность и тонкий анализ, сумел сделать прибор в 50 раз более чувствительный, чем применявшийся его достойными предшественниками. В результате он смог проследить за потерей энергии альфа-частицами, пока у них оставались лишь десятые доли процента от начальной энергии, в то время как именитые предшественники не могли спуститься ниже 16 процентов.

Когда вышла из печати статья Капицы по измерению потерь энергии альфа-частицами, он позволил себе маленькую месть-шутку. (Он рассказал об этом в 1966 году в своем докладе о Резерфорде в лондонском королевском обществе{1}.) Дело в том, что в первый день его работы в Кавендишской лаборатории Резерфорд неожиданно заявил ему, что он ни в коем случае не потерпит в лаборатории коммунистической пропаганды. Это удивило и расстроило Капицу. В дальнейшем он понял, что на Резерфорда повлияла политическая обстановка в Англии и на континенте. Напомним, что в то время Советская Россия не имела дипломатических отношений ни с одной из западных стран. Получив оттиски статьи, Капица преподнес ее Резерфорду с надписью: эта статья свидетельствует о занятиях наукой, а не коммунистической пропагандой. Резерфорд страшно рассердился и вернул оттиск Капице, который немедленно преподнес Резерфорду второй оттиск с подобающей дарственной надписью. Резерфорд сразу успокоился. Капица отметил, что он был очень вспыльчив, но столь же быстро остывал.

Один из советских обычаев Капица все же перенес на британскую почву. Он организовал семинар, чего не было ни в одном из 17 колледжей Кембриджского университета. Заседания проходили у него на квартире. Начало далось нелегко. Из первых 14 докладов половину сделал сам Петр Леонидович. Но затем все пошло нормально. Примерно 30 заседаний в год. В семинаре принимали участие в основном старшие сотрудники Кавендишской лаборатории. Семинар стал модным. Он назывался в просторечии Kapitza Club. На нем делали доклады такие ученые с мировым именем, как Эренфест, Гейзенберг, Дж. Франк, и многие другие. Сохранился журнал заседаний за много лет. В течение долгого времени постоянным участником семинара был Сноу, сменивший затем, как мы знаем, физику на литературу.

Резерфорд со вниманием отнесся к предложению Капицы о дальнейшей работе. А предложение было крайне смелым. Капица хотел сделать батарею аккумуляторов специальной конструкции. В течение двух сотых секунды аккумулятор должен был разряжаться через катушку, внутри которой должно было создаваться магнитное поле значительно более сильное, чем в сильнейших электромагнитах. Внутри катушки помещается камера Вильсона, и в нее в нужный момент с точностью в одну тысячную секунды впускалось несколько альфа-частиц. Траектории альфа-частиц в сильном магнитном поле должны были сильно изгибаться. Исследование этих траекторий обещало дать интересные результаты.

Резерфорда не смутила смелость проекта и сравнительно большая стоимость выполнения работы. Он уже верил в Капицу и выхлопотал необходимую субсидию.

Опять было много собственноручной ювелирной работы. Результат оказался блестящим. В Кембриджском университете и вне его Капица после года работы был призван экспериментатором-рекордсменом.

После этих успехов Капицы Резерфорд предложил ему расширить объем работы и взять нескольких молодых сотрудников в качестве помощников. В числе этих помощников был Кокрофт, ставший в дальнейшем главой Британской атомной комиссии.

Между Резерфордом и Капицей установились очень хорошие отношения. Они основывались не только на глубоком взаимном уважении, но также и на том, что Капица менее, чем остальные сотрудники Кавендишской лаборатории, подчеркивал разницу в положениях. По-видимому, Резерфорду, человеку с очень живым характером, несколько надоело пребывание в положении некоего сверхчеловека, к которому многие обращались не иначе как сэр. (Резерфорд, как известно, получил титул лорда — Lord Rutherford of Nelson). А Капица, не переставая восхищаться Резерфордом и не скрывая этого, позволял себе даже подшучивать над ним.

Однажды, когда Капица по рекомендации Резерфорда уже стал членом Тринити-колледжа, за профессорским обеденным столом в четырехсотлетней трапезной колледжа несколько человек обсуждали книгу Ч. Ломброзо «Гений и безумство». Капица сказал соседу по столу, что каждый действительно крупный ученый должен быть в какой-то степени сумасшедшим. Сидевший неподалеку Резерфорд услышал эти слова и своим громовым голосом (когда Резерфорд начинал подниматься по лестнице Кавендишской лаборатории и разговаривал при этом с кем-нибудь, его голос был слышен в комнатах третьего этажа) сказал Капице: «Так вы меня тоже считаете сумасшедшим?». «Безусловно, — ответил Капица, —и я вам сейчас это докажу. Недавно вы рассказывали, что какая-то американская фирма, кажется «Дженерал электрик», предлагала вам перейти к ним, построить для вас огромную лабораторию и назначить сказочную оплату. А вы только посмеялись и не стали даже рассматривать это уникальное предложение. Я думаю, многие скажут, что вы действовали как «сумасшедший».

Вернемся, однако, к дальнейшим работам Капицы. Успешно получив с помощью своего аккумулятора магнитные поля, достаточные для значительного изгиба траекторий альфа-частиц, он захотел новым путем пойти дальше, в область еще более сильных полей, чтобы провести в них широкий круг исследованиий. Аккумуляторы перестали удовлетворять его по ряду причин. Капица предложил разработать и построить мощный (2-3 тысячи киловатт) и особо прочный электрический генератор. Его надо было замыкать на мощную медную катушку на одну сотую секунды, получая сверхсильное магнитное поле. Сотая секунды — небольшое время, но тому, кто умеет распорядиться им как следует, это не так уж и мало, говорил Капица.

Предложение Капицы было чрезвычайно смелым, а многим могло показаться безрассудно смелым. В самом деле, ведь за эту сотую секунды быстро вращающийся ротор генератора весом 2,5 тонны должен превратить 20 процентов своей энергии вращения в многотысячеамперный электрический импульс тока. Между ротором и статором возникали гигантские электромагнитные силы. Медная катушка за сотую секунды должна была нагреться на 100 градусов, а замыкатель тока надо было разомкнуть за тысячные доли секунды, чтобы не возник дуговой разряд... Но Резерфорд уже верил Капице, своим быстрым умом он сразу схватил сущность его идей и, не входя в детали, пришел к заключению, что все это очень трудно, но для Капицы достижимо. А перспектива иметь в Кавендишской лаборатории магнитные поля в сотни раз более сильные, чем в любой лаборатории мира, была очень соблазнительной.

И Резерфорд со свойственной ему энергией добился от Департамента научно-технических исследований солидной субсидии на финансирование работ Капицы.

В 1926 году, когда я по рекомендации Капицы был командирован в Кембридж, генератор, изготовленный на заводе фирмы «Метрополитен-Виккерс», был уже водружен на специально амортизированный мощный фундамент и монтировалась измерительная аппаратура. А сам Капица, хотя у него был прекрасный механик, день за днем проводил за токарным станком, приспособленным для изготовления медных катушек. Эти катушки долго не удавалось заставить выдержать в течение сотой доли секунды гигантские силы, развивавшиеся при взаимодействии огромных токов с небывалыми магнитными полями. Это был один из тех случаев, когда Капица считал, что самое трудное он сделает лучше, чем кто-нибудь другой. По существу же, все эти четыре года он работал, объединяя тончайший физический анализ и высочайшее инженерное искусство.

Позволю себе здесь небольшое отступление. Как-то, примерно в 1944 или 1945 году, я зашел к Петру Леонидовичу — уже в Москве, после возвращения Института физических проблем из эвакуации в Казань-и застал его за чертежной доской. Я спросил, что он делает. Он ответил: «Чертеж газовой задвижки». (Это было время его интенсивной работы над реализацией нового метода получения кислорода из воздуха, принесшего впоследствии сотни миллионов рублей экономии.) «Зачем же тратите свое время на такую работу? — спросил я.—Ведь ее может сделать любой грамотный инженер». «Сделать-то он сделает, — ответил Капица, — но я сделаю лучше»...

Вернемся опять в Кембридж. В конце концов трудности, о которых шла речь, были преодолены, и началась систематическая работа, давшая много нового. Затраты себя оправдали. Не будем останавливаться на результатах. Физикам они известны, а неспециалистам неинтересны.

Комбинация блестящего русского ученого-инженера и мощи английской техники дала превосходный результат. Идея Иоффе оправдала себя. В то время выполнить работу такого масштаба в Ленинградском физико-техническом институте было практически нереально. И хотя Капице, как мы видим из писем, было тяжело проводить столько времени вдали от горячо любимой матери, остальных членов семьи и друзей, уникальные результаты, получившие широкий резонанс во всем научном мире, принесли ему некоторое успокоение. А с 1926 года Капица стал систематически приезжать на родину.

В 1927 году Петр Леонидович женился на Анне Алексеевне Крыловой и переехал из колледжа в отдельный дом. Бывая у них в доме, я мог видеть, насколько спокойнее и счастливее жил в ту пору Петр Леонидович.

Кембриджская лаборатория сверхсильных магнитных полей стала модным местом. Многие крупные физики приезжали, чтобы познакомиться с ведущимися здесь работами и уникальным оборудованием. Энтузиасты называли ее восьмым чудом света.

После того как Капица реформировал методику получения сильных магнитах полей, его увлекла идея преобразования другого раздела экспериментальной физики — методики получения сверхнизких температур. Лидером в этой области была лаборатория Камерлкнг-Оннеса в Лейдене. Для охлаждения газов использовался классический метод многократного расширения сжатого до высокого давления газа в пространство с низким давлением... Неоднократно высказывались мысли, что более выгодно расширять газ не просто в объем низкого давления, а в каком-либо цилиндре, производя работу над перемещением поршня, подобно тому как это делается в двигателях внутреннего сгорания, на пример автомобильных. Но никто не решался действовать таким образом.

Были многочисленные трудности и в этом деле. Но Капица блестяще справился с поставленной задачей.

Резерфорд поддержал и это новое начинание Капицы. Вскоре стало ясно: для объединения работ со сверхсильными магнитными полями с работами со сверхнизкими температурами необходимо строительство нового здания. И опять Резерфорд добился крупных субсидий от Департамента научно-технических исследований и от Королевского общества в размере 15 тысяч фунтов (150 тысяч золотых рублей по курсу того времени) на строительство и 10 тысяч фунтов на оборудование. Здание было построено и оборудовано, Капица был назначен директором этой новой лаборатории Кембриджского университета.

После переезда Капицы в Москву оборудование лаборатории было закуплено для его института Советским правительством.

Впоследствии, уже работая в созданном для него в Москве Институте физических проблем АН СССР и проведя дальнейшее усовершенствование методики получения жидкого гелия, Петр Леонидович мог сказать: «Теперь мы можем производить больше жидкого гелия, чем лаборатории всего мира, вместе взятые».

Академик Ю. Б. Харитон.