Текст книги "Курчатов"

Автор книги: Петр Асташенков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 18 страниц)

Ускоренным курсом

Шел 1923 год. Видные профессора, занесенные в Симферополь случайными ветрами, разъезжались по своим городам. Из их рассказов студенты знали о первоклассных институтах страны, таких, как Петроградский политехнический, Московский химико-технологический. Многие мечтали продолжить там образование. Среди этих мечтателей были три студента предпоследнего курса: Игорь Курчатов, Иван Поройков и Борис Ляхницкий. По предложению Игоря они решили за лето пройти четвертый курс самостоятельно и закончить университет досрочно.

Полуденный зной вливается в открытые окна аудитории. Дышать становится все труднее. Сейчас бы к реке или в лесную тень. Устало откинулся на спинку стула Борис, сник Иван, но Игорь словно и не замечает ни жары, ни времени.

В памяти тех, кто оказывался свидетелями этих занятий, запечатлелась такая картина. На кафедре в аудитории маленький столик. За ним двое студентов что-то торопливо пишут. У доски высокий, с короткими черными волосами ежиком Игорь. Заглядывая в учебник математики на французском языке, он тут же переводит главы из труднейшего раздела – теории поля, иллюстрирует их формулами и расчетами. Проходит час, другой, третий. А он все у доски...

Дней было мало, а разделов программы – много. Студенты дружно штурмовали науку, дружно «болели» за успехи каждого. Иван Васильевич Поройков припомнил в этой связи один типичный эпизод. Как-то в шесть часов вечера «троица» явилась к доценту Коробову сдавать упражнения по интегрированию дифференциальных уравнений. Первым у доски был Игорь.

– Можете быть свободны, – с удовлетворением заключил Коробов, не дав даже Игорю вопреки своей обычной пунктуальности довести ответ до конца.

– Я бы хотел подождать товарищей, – попросил Игорь. И еще пять часов просидел в аудитории, даже не подумав о том, что о результатах экзамена можно узнать на следующий день.

Между тем приближался срок последнего экзамена в университете. Надо было решать, что делать дальше.

Сохранились анкеты тех дней, заполненные Игорем. На вопрос, в какое учебное заведение желает поступить, Курчатов в одной из анкет отвечал: в химико-технологический институт на механическое отделение, в другой – в политехнический институт на металлургическое отделение. Безусловно, твердой ясности о профиле своей будущей специальности Игорь еще не имел. Главное для него было – трудиться в области новой техники. Но самое интересное и примечательное в обеих анкетах – это совершенно ясная цель, которую ставил перед собой Игорь Курчатов, намереваясь продолжать образование. На вопрос анкет: «Чем обусловливается ваше желание поступить именно в это учебное заведение», двадцатилетний Курчатов отвечал: «Стремлюсь отдать свои силы и знания на укрепление хозяйственной мощи республики».

Наглядное представление об объеме знаний, полученных Игорем в университете, дает справка о сданных дисциплинах. Первое, что сразу бросается в глаза, – это хорошая математическая подготовка. Среди обязательных курсов отмечены введение в анализ, высшая алгебра, аналитическая геометрия, дифференциальное исчисление, интегральное исчисление, приложение анализа к геометрии, теория поверхностей, теория аналитических функций, интегрирование обыкновенных дифференциальных уравнений, интегрирование дифференциальных уравнений в частных производных, вариационное исчисление и теория вероятностей. И по каждому разделу упражнения. Среди необязательных курсов два математических – сферическая тригонометрия и теория функциональных последовательностей. Очень широко были представлены физика, механика, термодинамика, метеорология, физическая география, теория электромагнитного поля и электроника. И по всем этим курсам предусматривались лабораторные работы и упражнения В качестве необязательных курсов Игорь изучал еще химию, теорию относительности. Из общественных дисциплин в программе были исторический материализм и основы политического строя РСФСР.

Высокий уровень преподавания, желание, с которым занимались студенты, дали в сплаве добротную подготовку и завидную эрудицию выпускникам университета. Группа студентов из девятнадцати человек, в которой учился Игорь Курчатов, не осталась в долгу перед Родиной. Из нее, кроме академика Курчатова и действительного члена Академии наук УССР К. Д. Синельникова, вышло еще шесть профессоров.

В поисках... самого себя

На кораблестроительном факультете

Поезд отходил от симферопольского вокзала. Кончилась юность. Перед Игорем Курчатовым лежала широкая дорога в будущее.

Долго стоял Игорь у окна старенького вагона. Грустно было на душе, вспоминались подавленный вид обычно веселого отца, его особая предупредительность в последние дни, хлопоты матери, слезы на ее глазах, когда она приникла к нему на прощанье.

Спутник Игоря Борис Ляхницкий тоже молча глядел на бегущую за окном степь. Дома осталось все привычное, близкое. Что-то их ждет впереди?..

Собственно, будущее было в какой-то мере определено. У обоих уже продуманы первые шаги. В кармане толстовки с матерчатым поясом, в которую обрядили Игоря домашние, аттестаты, справки, направление местного отделения Всероссийского союза работников просвещения в политехнический институт на металлургический факультет.

Может показаться удивительным, почему он избрал металлургический факультет, когда друзьям не раз говорил, что мечтает стать кораблестроителем. Видимо, в Симферополь не пришло других вакансий.

В Петрограде Игорь снял уголок на Старо-Парголовском проспекте, в доме 17а ,квартире 2. Отсюда он и отправился в Лесное, где в конце Сосновки находился политехнический институт. Игорь сдал документы и, по-видимому, попросил, чтобы его зачислили на кораблестроительный факультет.

Сохранилось постановление приемной комиссии, проверявшей знания Курчатова. В нем указано лишь обществоведение и проставлена оценка: «Удовлетворительно». Здесь же решение комиссии: «Принят». На опросном листе размашистая уточняющая надпись. «Принят на 3-й курс кораблестроительного».

Хорошо оборудованные по тому времени лаборатории и лекционные залы, отлаженный механизм учебного процесса приятно поразили Игоря. Но жить было не на что. Попытка найти работу поближе к институту не удалась: кругом царила безработица. Борису Ляхницкому повезло больше: его приняли на временную работу в гидромелиоративный институт.

Один из профессоров политехнического порекомендовал Игорю съездить в Павловск в магнитно-метеорологическую обсерваторию. Игорь прикинул: туда и обратно проехать – и почти день долой! Но делать нечего, где-то надо устраиваться. Тем более что ему обещали разрешить самостоятельно вести наблюдения.

Первая научная...

Заведующий обсерваторией профессор В. Н. Оболенский вскоре действительно поручил новому сотруднику самостоятельное исследование. И тема его по поразительному совпадению оказалась близкой к тому, с чем в дальнейшем связал свою жизнь Курчатов. Ему поручили исследовать радиоактивность снега.

Нельзя без волнения смотреть на пожелтевшие страницы отчета об этой работе: «К вопросу о радиоактивности снега». Он был опубликован в 1924 году. И до и особенно после этой работы радиоактивности снега посвящалось немало трудов. Но вот эту всего в семь листиков историки науки берут в руки с особым чувством. С нее начинался путь Курчатова-ученого.

Каким образом снег становится радиоактивным? «Падающие капли и хлопья, – пишет Курчатов, – захватывают и увлекают с собой вниз подвешенные в атмосфере радиоактивные частицы». Для подтверждения этого объяснения он ссылается на опыт одного американского ученого, который измерил содержание активных веществ в воздухе около Ниагары и в находящемся в стороне от реки городке. В последнем содержание активных частиц оказалось в пять раз выше, чем у водопада, где они увлекались брызгами.

Краткая работа Курчатова обращает внимание обстоятельным обзором мировой литературы по интересующему его вопросу.

Много позже он удивит одного из сотрудников своим замечанием о его работе:

– Нет, вам это непростительно. Ученых многих стран перечислили, а японских забыли. И совершенно незаслуженно.

Оказывается, с первых самостоятельных шагов в науке Курчатов берет за правило: прежде чем двигаться вперед, надо оценить все, сделанное до тебя другими. Но к работам предшественников Курчатов обращается именно для того, чтобы самому продвинуться вперед. Он рассматривает научные сообщения критически, стремится проверить их экспериментом.

По методике, разработанной вместе с профессором В. Н. Оболенским, он проводит 25 наблюдений со 2 по 29 января 1924 года. В течение 10 минут он собирает в чашку свежевыпавший снег, помещает его в ионизационную камеру. В ней электрически нейтральные частицы воздуха под действием радиоактивного излучения превращаются в заряженные частицы – ионы. Электрометр фиксирует степень ионизации, а по ней уже можно судить о степени радиоактивности снега.

Полученные результаты хорошо согласуются с данными других исследователей. Кажется, можно успокоиться... Но нет. Ведь радиоактивное излучение неоднородно. Оно состоит из альфа-, бета-частиц и гамма-лучей. Предшественники измеряли активность снега по гамма-излучению, и они по-своему были правы – это самое проникающее излучение. Но у него есть и минус – оно слабее альфа– и бета-частиц ионизует молекулы воздуха. Значит, его действие труднее обнаружить и измерить. А если взять альфа-частицы? Они оставляют в камере самый сильный след. Наблюдать за ними легче.

Курчатов уменьшил размеры камеры, настроил ее на наибольшую чувствительность к альфа-частицам. Попробовал измерить активность снега по-новому. Чашка со снегом в камере, все внимание на электрометр. Отсчет сделан. Вечером произвел расчет, убедился: первая «прибавка» точности есть.

Этот успех раззадорил Игоря.

...Чашка с только что собранным снегом принесена в комнату. Ее надо поместить в камеру. А снег постепенно тает, его становится все меньше и меньше. Так ведь радиоактивный материал переходит в воду. Какая разница? Но ведь вода сильно поглощает радиоактивное излучение. А снег? Тоже. Выходит, альфа-лучи поглощаются и снегом и талой водой. Так явилась догадка об еще одной «прибавке» точности.

Потом он с удовлетворением запишет в отчете, что поглощение альфа-лучей водой «упускалось из виду всеми предыдущими исследователями... Поправка имеет очень большую величину». Игорь Васильевич вывел формулу вычисления этой поправки, годную для других аналогичных исследований. До Курчатова порядок радиоактивности снега в среднем был определен в 10^-12 кюри на грамм, а Игорь дал новую цифру – 5,51*10^-11.

Это в среднем. Но Игорь определил и, так сказать, мгновенное значение радиоактивности снега. «Этот результат дан, – пишет он, – со всеми поправками, то есть определяет радиоактивность снега (в количестве одного грамма) в момент его выпадения на почву». Он изучил и описал также изменение радиоактивности снега через час после его выпадения.

Заканчивается отчет такими словами: «В заключение должен сказать, что все результаты, полученные на основании 25 наблюдений, ни в какой степени не могут быть высказаны категорически и должны считаться лишь предварительным решением вопроса, исследование которого будет продолжено в дальнейшем».

Значит, свои результаты он также рассматривал критически.

Исследование Игорь выполнял в труднейших условиях. По воспоминаниям И. В. Поройкова, он жил в Павловске в неотапливаемой комнате. Морозы стояли сильные. Когда Поройков приехал к нему, Игорь уступил гостю из Симферополя свою кровать, а сам спал на столе, накрывшись старым полушубком.

Немало трудностей было и с учебой. Не тем, что надо было что-то осваивать и сдавать, а поездками, требовавшими много времени. И тем не менее Игорь успешно сдавал зачеты. В справке, полученной им позже, говорится, что он сдал высшую математику, начертательную геометрию, теоретическую механику, физику, химию, сопротивление материалов, термодинамику и уже чисто морской предмет – торговые порты.

Но с весны 1924 года учеба в политехническом неожиданно обрывается. По-видимому, одна из комиссий высказала мнение: Игорю Курчатову, имеющему университетский диплом, нет необходимости получать еще одну специальность. Мест в институте мало, а кандидатов, мол, много. И он был отчислен из института.

Как ни тяжело было Игорю отказаться от заветной мечты – стать кораблестроителем, он недолго предавался унынию. Он стал задумываться о том, что исследования в области физики, начатые в Пайловске, могли бы стать целью его жизни. Научные руководители его, видя одаренность юноши и трудное положение, в котором он оказался, помогали как могли.

Профессор Н. Н. Калитин, старший физик обсерватории, узнав об отчислении Игоря из института, предложил ему поработать с ним в Феодосии, куда собирался в командировку. Летом Игорь выехал в Симферополь, чтобы оттуда направиться в Феодосию.

Дома его встретили с нежностью и теплотой, которые утроились, когда родные узнали о его неприятности. Брат подрос и возмужал, радовал своими успехами в том же университете, который окончил Игорь. Владимир Луценко сдавал экзамены, но это не помешало старым друзьям проговорить много часов подряд.

Оказалось, что очередной зачет Владимиру надо было сдавать профессору Усатому, с которым Игорь хотел посоветоваться о своем будущем. В университете они узнали, что профессор уехал в Баталиман на дачу. Друзья решили ехать следом. До Севастополя добрались «зайцами» на товарном поезде, на платформе с корпусами донных мин. В пустых корпусах мин они и прятались. В Севастополе ночевали на братском кладбище под зданием панорамы. А с рассветом тронулись в путь, прошли Байдарские ворота и к вечеру добрались до утопающего в зелени тихого Баталимана.

Семен Николаевич Усатый усадил Луценко готовиться к ответу, а сам с Курчатовым вышел в сад.

– Ну что ж, будем считать, что физика выиграла, – сказал Усатый, выслушав Игоря. – В Феодосии задерживаться долго нет смысла. Осенью я переезжаю в Баку, в Азербайджанский политехнический институт. Милости прошу ко мне ассистентом.

Луценко сдал зачет. Друзья переночевали у профессора и утром пешком двинулись дальше, в направлении Ялты, чтобы оттуда вернуться в Симферополь.

Феодосийские вечера

В Феодосии у профессора Калитина Игорь Курчатов стал работать вместе с Мстиславом Луценко.

Жили друзья в одной комнате с профессором Калитиным, у сторожа маяка в Карантине – на окраине города. Дома здесь стоят далеко друг от друга, а за ними – степь. В дверях, окнах и даже в стенах комнаты . зияли широкие щели. Внутри стол, несколько стульев, три койки и какой-то несуразный сундук. Керосинка, лампа, ручной умывальник – вот и все...

Через щели в комнату лезла всякая живность – тарантулы, черные сколопендры толщиной с мизинец и длиной в два десятка сантиметров (жильцы собственноручно измеряли их «габариты»).

«А однажды, уже после отъезда Калитина, – вспоминает М. Луценко, – придя поздно домой и открыв двери, мы услышали какое-то странное шипение. Я чиркнул спичкой и... о, ужас! Почти у ног Игоря – целый клубок гадюк! Таких крупных я никогда не видел. Мы сейчас же выбежали, схватили лопаты и уничтожили опасных гостей».

Гидрометеорологический центр размещался в специальном здании в центре Феодосии и был богато оснащен приборами и оборудованием, имел мастерские и литографию, где систематически печатались бюллетени, свою радиостанцию. Кроме метеорологических измерений, в гимецентре регулярно выполнялись гидрологические и аэрологические наблюдения. Штат был небольшой, объем же работы основательный.

Новичков определили для начала в бюро погоды, но они должны были также помогать делать измерения и знакомиться с аппаратурой. Наблюдения производились три раза в день – в 7, 13 и 21 час. Кроме того, каждые пять дней – гидрологические выходы в море. Управление порта обычно выделяло для этого небольшую моторную лодку. Экипаж состоял из наблюдателя, Игоря, Мстислава, моториста и рулевого. Район наблюдений был довольно обширным: от Феодосийского залива почти до Судака, и измерения приходилось делать в нескольких точках.

Выходили в море утром. Придя на место, точно определяли свои координаты, промеряли глубину и отдавали якорь. Теперь надо было измерить скорость и направление ветра, определить количество и форму облаков, температуру и влажность воздуха, состояние моря, цвет воды, скорость течения и температуру на различных глубинах. Кроме того, надо было взять пробы воды для определения солености и удельного веса. Бывало, и в нежаркую погоду после первого же сеанса основательно взмокали. Мстислав устало откидывался на сиденье, Игорь по привычке загребал в пригоршни морскую воду и устраивал себе своеобразный душ.

А времени на отдых было мало. Лодка уже подплывала к следующей точке, и все начиналось скачала – скрипели лебедки, опускающие приборы, сообщались результаты измерений...

Ежедневно Игорю и Мстиславу приходилось менять чуть ли не два десятка лент на различных самописцах, подвергать их обработке, составлять таблицы. В восемь утра поступали метеосводки. Их надо было расшифровать и нанести данные на синоптические карты. Сводки поступали также в час дня и в девять вечера. На работу друзья выходили в начале седьмого и приходили домой около четырех. А в семь вечера опять все собирались в бюро погоды, где и сидели обычно до поздней ночи.

Скоро новички стали полноценными работниками. Их освободили от выходов в море с наблюдателями, оставив за ними .расшифровку метеосводок. Им стали давать задания исследовательского характера.

Игорю поручили сконструировать прибор для определения мутности воды, и он, как всегда энергично, взялся за выполнение задачи, бегал из мастерской в будку мареографов, где было отведено место для сборки аппаратуры.

По воспоминаниям М. Луценко, принцип работы прибора, сконструированного тогда И. Курчатовым, состоял в том, что пучок света от мощной лампы проходил через слой мутной воды и падал на фотоэлемент, соединенный с гальванометром. Гальванометр был отградуирован по эталонам мутной воды, так что по его показаниям можно было прямо получать количество взвеси. Воду в сосуде во время опыта перемешивали (во избежание оседания взвеси). Все определение занимало несколько секунд.

Закончив эксперименты по определению мутности воды, Курчатов приступил к решению двух серьезных научных задач: «Опыт применения гармонического анализа к исследованию приливов и отливов Черного моря» и «Сейши в Черном и Азовском морях». Эти два исследования были проведены, по-видимому, по инициативе профессора Владимира Юльевича Визе, полярника, одного из участников экспедиции Седова. Во всяком случае, как вспоминает М. Луценко, Владимир Юльевич очень интересовался полученными результатами и не раз впоследствии расспрашивал о дальнейшей судьбе Курчатова. Обе эти работы, выполненные, кстати, очень тщательно и быстро, были опубликованы в бюллетенях гиме-центра.

В первой работе Курчатов сделал попытку математически осмыслить фактический материал, накопленный мареографическими измерениями колебаний уровня моря. Эти измерения уже помогли установить наличие в Черном море приливов и отливов.

Теперь же Курчатов решил пойти дальше – выявить основные составляющие приливов. Нужна была известная математическая виртуозность, чтобы «расщепить» единое движение масс воды на части.

Вспомнились, должно быть, Курчатову лекции академика Вишневского. Особенно увлекал слушателей «гармонический анализ», то есть разложение сложной периодической функции на простейшие гармонические составляющие. Почему бы не попытаться определить гармонику приливов Черного моря?

Составляя ряды тригонометрических функций, Курчатов постепенно сквозь хаос цифр стал прощупывать закономерности. Вот первая составляющая – лунная полусуточная волна. Еще расчеты, еще усилия – и определены солнечная полусуточная и солнечная суточная волны для Феодосии и отчасти для Поти.

Пришла мысль: можно ли нарисовать полную картину приливов для всего Черного моря? Можно, конечно, можно, отвечал себе Курчатов. Но нужны экспериментальные данные для всего бассейна. Вывод из всей работы звучал весьма оптимистично:

«Изучение приливов в Черном море обещает много важного и интересного; это море, так же как и Каспийское, одно из немногих, если не единственных, больших и глубоких бассейнов, в которых можно более или менее уверенно провести соприливные линии и тем поставить experimentum crucis (решающий эксперимент. – П. А.) для разных теоретических представлений».

Во второй работе Курчатов исследовал сейши – стоячие волны, возникающие на поверхности под действием внешних сил: атмосферного давления, ветра, сейсмических явлений. Они наблюдаются в озерах, проливах, бухтах, заливах, морях. В Черном море это явление тесно связано с приливами.

Курчатов впервые рассмотрел вопрос о сейшах в Азовском море, а для Черного моря использовал данные нескольких станций, тогда как до него авторы трудов пользовались мареографическими записями лишь какой-либо одной станции и не могли поэтому говорить о сейшах, общих для всего бассейна.

Все исследователи до него целиком исходили из теории известного английского ученого, сына творца эволюционного учения Чарльза Дарвина – Джозефа Дарвина, об образовании приливов.

Дж. Дарвин разработал в свое время методы предвычисления морских приливов. Изучая сейши Черного моря, Курчатов увидел, что расчетные данные и результаты практических измерений расходятся. По формулам Дарвина амплитуда прилива в Констанце получалась равной 13 сантиметрам, а по данным измерений она составила всего 7 сантиметров.

Конечно, Курчатов понимал, что Дарвин дал решение общего случая задачи. А что еще надо было учесть ему, Курчатову, применительно к Черному морю? Влияние Солнца, Луны? Оно есть везде. Замкнутость бассейна? Может быть. Ну, а в чем выразится ее влияние на приливы? Видимо, в собственных, свободных колебаниях уровня моря. Курчатов попробовал вывести свою формулу. В нее подставил данные по Черному морю. Для Констанцы амплитуда приливов получилась 7,7 сантиметра.

Это удача. Теория Дарвина была уточнена. Не случайно работу Курчатова о сейшах в Черном море цитировал через тридцать с лишним лет академик В. В. Шулейкин в монографии «Физика моря».

Однажды от бюро погоды, в котором работали Мстислав и Игорь, потребовались срочные данные о воздушных течениях в верхних слоях атмосферы в связи с ночным перелетом авиации.

Радиозондов тогда не было, и ночные аэрологические наблюдения производились примитивным способом: к шару-пилоту привязывали бумажный фонарик со свечкой, шар запускали, за его полетом следили с помощью теодолита. Зная подъемную силу шара и направление его полета, рассчитывали скорость воздушных течений на высоте.

Но в данном случае этот способ не подходил: был сильный ветер и темнота, и шар-пилот быстро бы потеряли из виду. Решили прибегнуть к помощи химии.

Пока наполняли шары водородом, Мстислав Луценко – по образованию химик – занялся приготовлением горючей смеси. Бертолетову соль смешали с азотнокислым стронцием и порошком магния. «Конфисковали» у сотрудников весь запас сахара. Для пробы подожгли небольшую порцию – получилась очень яркая вспышка. Этим составом наполнили длинную гильзу. Гильзу привязали к шарам, определили подъемную силу и, захватив теодолит, полезли на вышку над обсерваторией.

Чиркнула спичка, шары с гильзой взмыли вверх. Все вокруг осветилось ярким розовым светом. Наблюдать за полетом шара не представило труда...

Однако их эксперимент имел и другие, самые неожиданные последствия. На другой день, когда Игорь и Мстислав утром шли на работу, их остановила старушка:

– Ребятки, ночью-то знамение было! Свет огненный... Игорь с Мстиславом удивленно переглянулись, потом прыснули со смеху. Как могли, объяснили, в чем дело.

Друзья много купались в море. По пути к морю и особенно на воде Игорь любил напевать юмористические песенки. На ехидное замечание Мстислава, что до Карузо ему далеко, он бодро отвечал:

– Это ничего. Каждая собака, как говорил Чехов, должна лаять своим голосом!

Так прошло лето 1924 года. Наступила осень, она на некоторое время разлучила друзей. Мстислава направили на работу в Геническ, где заболел наблюдатель гидрометеостанции. Игорь 27 ноября получил командировочное предписание на выезд в Баку.