Выбор сделан
В Баку Игорь приехал в той же толстовке с матерчатым ремешком, в ношеных брюках, без шапки. Оклад ассистента, составлявший немалую по тому времени сумму около 90 рублей в месяц, позволил ему купить костюм, плащ, шляпу, галстук бабочкой. Именно в этой одежде он и запечатлен на многих снимках бакинского периода.
Семен Николаевич Усатый отвел ассистентам две комнаты своей квартиры. Старожилами себя уже считали Николай Правдюк, Кирилл Синельников, Сергей Ризниченко, Владимир Луценко. К ним и присоединился Игорь. Сюда впоследствии заглядывал и Мстислав Луценко, приехавший из Геническа и ставший помощником капитана, штурманом дальнего плавания на Каспийском море.
Ассистенты не только готовили все необходимое к лекциям, но и выполняли самостоятельные научные исследования.
Игорь часто засиживался допоздна в лабораторий, а готом до ранней зорьки работал дома – писал, чертил, рассчитывал.
Вскоре Кирилл Синельников уехал в Ленинград – его пригласили в физико-технический институт, возглавляемый Абрамом Федоровичем Иоффе. Между Кириллом и Игорем завязалась оживленная переписка. Видимо, под влиянием идей, наполнявших атмосферу физико-технического института, и при поддержке Семена Николаевича Усатого Курчатов выбрал тему исследования: электролиз твердого тела, – которой посвятил две статьи.
Электролизом называют химические процессы, наблюдающиеся в ряде веществ при прохождении электрического тока. В те годы наиболее изучены были такие процессы для жидкостей. Электролиз же в твердом теле во многом казался загадкой. Один автор подсчитал, что в наиболее распространенном тогда учебнике физики почти сто страниц отводилось описанию электролиза жидкостей и только несколько строк посвящались электролизу твердого тела.
Разумеется, Курчатов не мог дать в своих работах полную картину электролиза в твердом теле. Для этого потребовались усилия многих ученых и его самого. Но несколько крупиц в «электролизную» копилку он внес уже тогда.
Обычно этим и ограничивают список трудов Игоря Курчатова в бакинский период. Но это не так. Он вместе с Николаем Правдюком участвовал летом 1925 года в экспедиции морской обсерватории на корабле по южным водам Каспия. Участники экспедиции делали гидрологические разрезы.
Но главное, пожалуй, состоит не в перечислении всего, что сделано Игорем в Баку. Важнее понять – именно здесь он окончательно нашел самого себя.
По воспоминаниям товарищей, в первые дни пребывания в Баку он еще с горечью вспоминал о прерванной учебе в политехническом. Но это было лишь вначале. Когда же он окунулся в работу лаборатории, другие планы, другие настроения вошли в его жизнь.
Получив как-то письмо от Кирилла Синельникова, Игорь прочел его и, потрясая им в воздухе, громко заявил друзьям:
– Учитесь, учитесь на инженеров, а мы пойдем в физику, искать то, без чего вам, узким техникам, жить нельзя будет.
И он переехал в Ленинград. 1 сентября 1925 года по рекомендации профессора С. Н. Усатого и при содействии академика А. Ф. Иоффе его приняли научным сотрудником в Ленинградский физико-технический институт.
Семен Николаевич Усатый отвел ассистентам две комнаты своей квартиры. Старожилами себя уже считали Николай Правдюк, Кирилл Синельников, Сергей Ризниченко, Владимир Луценко. К ним и присоединился Игорь. Сюда впоследствии заглядывал и Мстислав Луценко, приехавший из Геническа и ставший помощником капитана, штурманом дальнего плавания на Каспийском море.
Ассистенты не только готовили все необходимое к лекциям, но и выполняли самостоятельные научные исследования.
Игорь часто засиживался допоздна в лабораторий, а готом до ранней зорьки работал дома – писал, чертил, рассчитывал.
Вскоре Кирилл Синельников уехал в Ленинград – его пригласили в физико-технический институт, возглавляемый Абрамом Федоровичем Иоффе. Между Кириллом и Игорем завязалась оживленная переписка. Видимо, под влиянием идей, наполнявших атмосферу физико-технического института, и при поддержке Семена Николаевича Усатого Курчатов выбрал тему исследования: электролиз твердого тела, – которой посвятил две статьи.
Электролизом называют химические процессы, наблюдающиеся в ряде веществ при прохождении электрического тока. В те годы наиболее изучены были такие процессы для жидкостей. Электролиз же в твердом теле во многом казался загадкой. Один автор подсчитал, что в наиболее распространенном тогда учебнике физики почти сто страниц отводилось описанию электролиза жидкостей и только несколько строк посвящались электролизу твердого тела.
Разумеется, Курчатов не мог дать в своих работах полную картину электролиза в твердом теле. Для этого потребовались усилия многих ученых и его самого. Но несколько крупиц в «электролизную» копилку он внес уже тогда.
Обычно этим и ограничивают список трудов Игоря Курчатова в бакинский период. Но это не так. Он вместе с Николаем Правдюком участвовал летом 1925 года в экспедиции морской обсерватории на корабле по южным водам Каспия. Участники экспедиции делали гидрологические разрезы.
Но главное, пожалуй, состоит не в перечислении всего, что сделано Игорем в Баку. Важнее понять – именно здесь он окончательно нашел самого себя.
По воспоминаниям товарищей, в первые дни пребывания в Баку он еще с горечью вспоминал о прерванной учебе в политехническом. Но это было лишь вначале. Когда же он окунулся в работу лаборатории, другие планы, другие настроения вошли в его жизнь.
Получив как-то письмо от Кирилла Синельникова, Игорь прочел его и, потрясая им в воздухе, громко заявил друзьям:
– Учитесь, учитесь на инженеров, а мы пойдем в физику, искать то, без чего вам, узким техникам, жить нельзя будет.
И он переехал в Ленинград. 1 сентября 1925 года по рекомендации профессора С. Н. Усатого и при содействии академика А. Ф. Иоффе его приняли научным сотрудником в Ленинградский физико-технический институт.
Диэлектрики и сердца
Доброе начало
Физико-технический институт, носящий ныне имя А. Ф. Иоффе, расположен на Политехнической улице. Сквозь высокую ограду видно двухэтажное желтое здание с колоннадой у входа. Рядом со входом – мемориальная доска: «В этом здании с 1925 по 1941 год работал выдающийся русский ученый Игорь Васильевич Курчатов».
Да, именно сюда каждое утро приходил он своей быстрой, энергичной походкой, обуреваемый новыми планами, мыслями, идеями...
В 20-е годы коллектив института сплошь состоял из молодежи и его неспроста называли «детским садом». Двадцатидвухлетний физик, по словам академика А. Ф. Иоффе, «пришелся как нельзя лучше к этой среде не только молодостью, но и своим энтузиазмом, своим стремлением и умением работать в коллективе, способностью заражаться его интересами».
В институте и сейчас хранится серенькая книжка – сборник работ, изданный в 1926 году. Среди десяти публикаций значится и такая: «И. В. Курчатов и К. Д. Синельников. К вопросу о прохождении медленных электронов через тонкие металлические фольги».
В комнате, где начиналась исследовательская жизнь И. В, Курчатова, сейчас другое оборудование. Но нетрудно себе представить стол в углу, стеклянный баллон на нем, батареи, электрометр, напряженные лица Игоря и Кирилла, озаренные боковым предвечерним светом ноябрьского солнца.
Прошел лишь месяц пребывания Курчатова в институте, а он уже с головой окунулся в исследования.
Изучая литературу по прохождению электрического тока в разных материалах, он натолкнулся на любопытное сообщение. Один из специалистов, Хартиг, писал, что нашел способ получения медленных электронов путем пропускания их через тонкие слои металла. Курчатов понимал, что создать источник медленных электронов было бы очень важно «Как в технике физических измерений, так и в некоторых вопросах вакуумной электротехники, – писали Курчатов и Синельников в своей работе, – уже давно ощущается потребность в таком источнике медленных электронов». Но то, как Хартиг объяснял действие своего источника медленных электронов, насторожило Курчатова. Он, по воспоминаниям сотрудников института, сразу же заметил:
– Не все вяжется в этом объяснении.Испытаем предложение Хартига на достоверность?
– Попробуем, – заинтересовался Синельников.
С «благословения» А. Ф. Иоффе они приступили к делу. Собрали схему, главными частями которой были стеклянный баллон с вольфрамовой нитью, источники питания для создания ускоряющего электрического поля, электрометр.
Поначалу казалось, что электроны, испускаемые вольфрамовой нитью, под действием ускоряющего поля, действительно без задержки летят к медному электроду – аноду, даже если он окружен тонкой алюминиевой фольгой. Проходя через нее, они замедляются. Первые результаты как будто подтверждали выводы Хартига, и можно было бы попросту присоединиться к его мнению.
Но настороженность не прошла, и друзья решили получше проверить фольгу. Ведь пока они, как и Хартиг, проверяли ее лишь на свет. Но, может быть, в ней есть незаметные, микроскопические отверстия, через которые свет не проходит, а электроны проскакивают?
В отчете молодые экспериментаторы писали потом: «Мы стали испытывать фольгу, опуская конец трубки с закрепленной фольгой в сосуд с жидкостью и осторожно вдувая воздух. Оказалось, что в тех случаях, когда фольга считалась пригодной при испытании на свет, испытание по второму способу обнаруживало существование очень малых отверстий».
И вот когда они повторили эксперимент – но с фольгой, проверенной еще и продуванием воздуха, – ни малейших следов прохождения сквозь нее электронов обнаружить не удалось.
Убедившись вопреки Хартигу, что электроны проходят не сквозь металл, а через отверстия в нем, Курчатов и Синельников обратили внимание на «отражение... электронов с воспринимающего анода» и даже на «многократные отражения электронов от анода и обратной стороны фольги».
Некоторые специалисты упрекали потом авторов, что напрасно они не пошли дальше в своих экспериментах с электронами, проходящими через тонкие металлические фольги, а остановились на пороге открытия волновой природы электрона. Ведь именно на основе изучения отражения электронов американские физики Девиссон и Джермер в 1927 году определили длину волны электрона и доказали, что электроны проявляют себя не только как частицы, но и обладают волновыми свойствами.
Но вряд ли следует упрекать ученых за не сделанное ими открытие. Первая работа Курчатова в физико-техническом институте характерна другим.
«Уже в первой этой задаче проявилась одна из типичных черт Игоря Васильевича – подмечать противоречия и аномалии и выяснять их прямыми опытами», – отмечал А.Ф. Иоффе. Абрама Федоровича Иоффе, в лаборатории которого начали работать Курчатов и Синельников, тогда интересовали главным образом диэлектрики – материалы, обладающие малой электропроводностью. На их исследование он, учитель, и направлял усилия своих учеников. Потому и осталась эпизодом эта интереснейшая по своим возможностям работа...
На естественный вопрос, почему именно диэлектрики привлекли внимание Курчатова, его научный руководитель тех лет (в одной из своих статей) ответил: «Таковы были интересы коллектива в то время – диэлектрики, механизм электрического пробоя, загадочная еще высоковольтная поляризация». Брат Игоря Васильевича, Борис Васильевич Курчатов развивает эту мысль: «Все эти вопросы были мало или совсем не изучены. А развивающаяся электрическая промышленность, электрификация страны в соответствии с ленинским планом ГОЭЛРО требовали научного обоснования электротехники изолирующих материалов».
Да, именно сюда каждое утро приходил он своей быстрой, энергичной походкой, обуреваемый новыми планами, мыслями, идеями...
В 20-е годы коллектив института сплошь состоял из молодежи и его неспроста называли «детским садом». Двадцатидвухлетний физик, по словам академика А. Ф. Иоффе, «пришелся как нельзя лучше к этой среде не только молодостью, но и своим энтузиазмом, своим стремлением и умением работать в коллективе, способностью заражаться его интересами».
В институте и сейчас хранится серенькая книжка – сборник работ, изданный в 1926 году. Среди десяти публикаций значится и такая: «И. В. Курчатов и К. Д. Синельников. К вопросу о прохождении медленных электронов через тонкие металлические фольги».
В комнате, где начиналась исследовательская жизнь И. В, Курчатова, сейчас другое оборудование. Но нетрудно себе представить стол в углу, стеклянный баллон на нем, батареи, электрометр, напряженные лица Игоря и Кирилла, озаренные боковым предвечерним светом ноябрьского солнца.
Прошел лишь месяц пребывания Курчатова в институте, а он уже с головой окунулся в исследования.
Изучая литературу по прохождению электрического тока в разных материалах, он натолкнулся на любопытное сообщение. Один из специалистов, Хартиг, писал, что нашел способ получения медленных электронов путем пропускания их через тонкие слои металла. Курчатов понимал, что создать источник медленных электронов было бы очень важно «Как в технике физических измерений, так и в некоторых вопросах вакуумной электротехники, – писали Курчатов и Синельников в своей работе, – уже давно ощущается потребность в таком источнике медленных электронов». Но то, как Хартиг объяснял действие своего источника медленных электронов, насторожило Курчатова. Он, по воспоминаниям сотрудников института, сразу же заметил:
– Не все вяжется в этом объяснении.Испытаем предложение Хартига на достоверность?
– Попробуем, – заинтересовался Синельников.
С «благословения» А. Ф. Иоффе они приступили к делу. Собрали схему, главными частями которой были стеклянный баллон с вольфрамовой нитью, источники питания для создания ускоряющего электрического поля, электрометр.
Поначалу казалось, что электроны, испускаемые вольфрамовой нитью, под действием ускоряющего поля, действительно без задержки летят к медному электроду – аноду, даже если он окружен тонкой алюминиевой фольгой. Проходя через нее, они замедляются. Первые результаты как будто подтверждали выводы Хартига, и можно было бы попросту присоединиться к его мнению.
Но настороженность не прошла, и друзья решили получше проверить фольгу. Ведь пока они, как и Хартиг, проверяли ее лишь на свет. Но, может быть, в ней есть незаметные, микроскопические отверстия, через которые свет не проходит, а электроны проскакивают?
В отчете молодые экспериментаторы писали потом: «Мы стали испытывать фольгу, опуская конец трубки с закрепленной фольгой в сосуд с жидкостью и осторожно вдувая воздух. Оказалось, что в тех случаях, когда фольга считалась пригодной при испытании на свет, испытание по второму способу обнаруживало существование очень малых отверстий».
И вот когда они повторили эксперимент – но с фольгой, проверенной еще и продуванием воздуха, – ни малейших следов прохождения сквозь нее электронов обнаружить не удалось.
Убедившись вопреки Хартигу, что электроны проходят не сквозь металл, а через отверстия в нем, Курчатов и Синельников обратили внимание на «отражение... электронов с воспринимающего анода» и даже на «многократные отражения электронов от анода и обратной стороны фольги».
Некоторые специалисты упрекали потом авторов, что напрасно они не пошли дальше в своих экспериментах с электронами, проходящими через тонкие металлические фольги, а остановились на пороге открытия волновой природы электрона. Ведь именно на основе изучения отражения электронов американские физики Девиссон и Джермер в 1927 году определили длину волны электрона и доказали, что электроны проявляют себя не только как частицы, но и обладают волновыми свойствами.
Но вряд ли следует упрекать ученых за не сделанное ими открытие. Первая работа Курчатова в физико-техническом институте характерна другим.
«Уже в первой этой задаче проявилась одна из типичных черт Игоря Васильевича – подмечать противоречия и аномалии и выяснять их прямыми опытами», – отмечал А.Ф. Иоффе. Абрама Федоровича Иоффе, в лаборатории которого начали работать Курчатов и Синельников, тогда интересовали главным образом диэлектрики – материалы, обладающие малой электропроводностью. На их исследование он, учитель, и направлял усилия своих учеников. Потому и осталась эпизодом эта интереснейшая по своим возможностям работа...
На естественный вопрос, почему именно диэлектрики привлекли внимание Курчатова, его научный руководитель тех лет (в одной из своих статей) ответил: «Таковы были интересы коллектива в то время – диэлектрики, механизм электрического пробоя, загадочная еще высоковольтная поляризация». Брат Игоря Васильевича, Борис Васильевич Курчатов развивает эту мысль: «Все эти вопросы были мало или совсем не изучены. А развивающаяся электрическая промышленность, электрификация страны в соответствии с ленинским планом ГОЭЛРО требовали научного обоснования электротехники изолирующих материалов».
За стенами института
В Ленинграде Курчатов поселился в квартире Синельниковых: в двух комнатах жили Кирилл и Марина, в третьей – маленькой – Игорь. В большой комнате стоял взятый напрокат рояль. Вечером здесь собиралась молодежь. Кирилл играл, гости пели. Их старший товарищ по науке, впоследствии известный ученый Я. И. Френкель неплохо играл на скрипке. Его концерты сопровождались беседами о музыке. Нередко возникали шумные споры о творчестве Маяковского, Есенина, Белого...
Спорили, конечно, и о науке. Марина с тревогой наблюдала, как распалялись спорщики.
– Так может думать о роли физики только безмозглый дурак! – безапелляционно говорил доведенный до кипения кто-нибудь из энтузиастов физики, которых здесь было большинство, собеседнику, неосторожно высказавшемуся в пользу химии.
Но резкие вспышки не влияли на взаимоотношения – они оставались теплыми и сердечными.
Курчатов с любопытством расспрашивал тех, кто где-то побывал, что-то видел новое. Анна Поройкова посещала лекторий культуры, и он просил ее делиться всем интересным, что она там услышит. Однажды она привела ему слова Дарвина: «Если бы мне пришлось вновь пережить свою жизнь, я установил бы для себя правило читать какое-то количество стихов и слушать какое-то количество музыки по крайней мере раз в неделю; быть может, путем такого упражнения мне удалось бы сохранить активность тех частей моего мозга, которые теперь атрофировались. Утрата этих вкусов равносильна утрате счастья и, может быть, вредно отражается на умственных способностях, а еще вероятнее – на нравственных качествах, так как ослабляет эмоциональную сторону нашей природы».
Слова эти произвели на Курчатова большое впечатление. Из дальнейшей его жизни известно, какое внимание даже в периоды самой сильной занятости уделял он музыке, театру, кино. Никак не хотел, выражаясь языком Дарвина, «...ослаблять эмоциональную сторону» своей природы.
Друзья примечали, что после каждой такой дружеской встречи Игорь все теплее говорит о сестре Кирилла Синельникова – Марине. 3 февраля 1927 года они объявили друзьям, что решили пожениться.
Для молодой семьи нужна была квартира. В доме, где жили Поройковы, на улице Красных зорь, как раз сдавалась комната. Иван Поройков представил Курчатова хозяйке.
– Рекомендую жидьца. Женатый, степенный человек.
Комната узкая и длинная, пол-окна закрыто стеной соседнего дома. Но жить можно. Хозяйка дала стол. Постелью служили ящики из-под яиц. Матрац набили стружками. Достали табуретки.
Новоселье и свадьбу отпраздновали шумно. Вместе с молодежью веселились А. Ф. Иоффе и С. Н. Усатый, нисколько не замечавшие скудость обстановки.
Игорь Васильевич и Марина Дмитриевна, оба любившие искусство, отметили начало семейной жизни посещениями оперного театра – слушали «Евгения Онегина» и «Пиковую даму».
В выходные дни они часто выезжали за город, в Токсово, в Разлив, куда Игоря Васильевича манили водные дали.
Летом они отправились к родителям Игоря, которые к тому времени переехали из Симферополя в Уфу.
Марина с большим волнением ждала этой встречи, так как знала, что мать Игоря не одобряла его выбора.
Но все обошлось благополучно. Мария Васильевна увидела в невестке союзницу, готовую, как и она сама, посвятить себя заботам об Игоре.
Вскоре Игорь и Марина «сколотили» группу молодежи и пустились в путешествие на лодках по реке Белой. Таков был любимый отдых Игоря Васильевича.
Уезжать от родителей не хотелось. Решили, как только найдут квартиру, заберут родителей к себе в Ленинград.
Вскоре в той же квартире, где жили Игорь с Мариной, освободилась полутемная комната, которую они и сняли для Бориса и родителей.
К тому времени Борис Васильевич закончил университет в Казани. В физтехе оказалась вакансия, и Игорь Васильевич написал брату, чтобы он ехал в Ленинград. Так братья Курчатовы стали работать в одном институте.
Спорили, конечно, и о науке. Марина с тревогой наблюдала, как распалялись спорщики.
– Так может думать о роли физики только безмозглый дурак! – безапелляционно говорил доведенный до кипения кто-нибудь из энтузиастов физики, которых здесь было большинство, собеседнику, неосторожно высказавшемуся в пользу химии.
Но резкие вспышки не влияли на взаимоотношения – они оставались теплыми и сердечными.
Курчатов с любопытством расспрашивал тех, кто где-то побывал, что-то видел новое. Анна Поройкова посещала лекторий культуры, и он просил ее делиться всем интересным, что она там услышит. Однажды она привела ему слова Дарвина: «Если бы мне пришлось вновь пережить свою жизнь, я установил бы для себя правило читать какое-то количество стихов и слушать какое-то количество музыки по крайней мере раз в неделю; быть может, путем такого упражнения мне удалось бы сохранить активность тех частей моего мозга, которые теперь атрофировались. Утрата этих вкусов равносильна утрате счастья и, может быть, вредно отражается на умственных способностях, а еще вероятнее – на нравственных качествах, так как ослабляет эмоциональную сторону нашей природы».
Слова эти произвели на Курчатова большое впечатление. Из дальнейшей его жизни известно, какое внимание даже в периоды самой сильной занятости уделял он музыке, театру, кино. Никак не хотел, выражаясь языком Дарвина, «...ослаблять эмоциональную сторону» своей природы.
Друзья примечали, что после каждой такой дружеской встречи Игорь все теплее говорит о сестре Кирилла Синельникова – Марине. 3 февраля 1927 года они объявили друзьям, что решили пожениться.
Для молодой семьи нужна была квартира. В доме, где жили Поройковы, на улице Красных зорь, как раз сдавалась комната. Иван Поройков представил Курчатова хозяйке.
– Рекомендую жидьца. Женатый, степенный человек.
Комната узкая и длинная, пол-окна закрыто стеной соседнего дома. Но жить можно. Хозяйка дала стол. Постелью служили ящики из-под яиц. Матрац набили стружками. Достали табуретки.
Новоселье и свадьбу отпраздновали шумно. Вместе с молодежью веселились А. Ф. Иоффе и С. Н. Усатый, нисколько не замечавшие скудость обстановки.
Игорь Васильевич и Марина Дмитриевна, оба любившие искусство, отметили начало семейной жизни посещениями оперного театра – слушали «Евгения Онегина» и «Пиковую даму».
В выходные дни они часто выезжали за город, в Токсово, в Разлив, куда Игоря Васильевича манили водные дали.
Летом они отправились к родителям Игоря, которые к тому времени переехали из Симферополя в Уфу.
Марина с большим волнением ждала этой встречи, так как знала, что мать Игоря не одобряла его выбора.
Но все обошлось благополучно. Мария Васильевна увидела в невестке союзницу, готовую, как и она сама, посвятить себя заботам об Игоре.
Вскоре Игорь и Марина «сколотили» группу молодежи и пустились в путешествие на лодках по реке Белой. Таков был любимый отдых Игоря Васильевича.
Уезжать от родителей не хотелось. Решили, как только найдут квартиру, заберут родителей к себе в Ленинград.
Вскоре в той же квартире, где жили Игорь с Мариной, освободилась полутемная комната, которую они и сняли для Бориса и родителей.
К тому времени Борис Васильевич закончил университет в Казани. В физтехе оказалась вакансия, и Игорь Васильевич написал брату, чтобы он ехал в Ленинград. Так братья Курчатовы стали работать в одном институте.
Своеобразный рубеж
Февраль 1927 года стал своеобразным рубежом для Курчатова – в этом году началась его семейная жизнь и преподавательская деятельность. Преподавание было органическим делом Игоря Васильевича, испытывавшего настоятельную потребность передавать другим то, чем он овладел, передавать в яркой, увлекающей слушателей форме.
В архиве политехнического института сохранилась толстая папка с множеством чисел, перечеркнутых цветными карандашами, – личное дело доцента Курчатова. Автобиография его датирована 20 февраля 1927 года, 22 марта он был утвержден предметной комиссией в качестве кандидата для прочтения курса «Учение о диэлектриках». Пятнадцатью голосами против одного он был допущен к чтению курса в качестве сверхштатного доцента.
В папке написанная рукой Игоря Васильевича программа курса «Учение о природе диэлектриков».
Первый раздел курса посвящен электрической проводимости диэлектриков, ее закономерностям и механизму. В нем рассматривались диэлектрические свойства газов, жидкостей, твердого тела. Второй раздел: «Пробой диэлектриков по новым теориям», как можно судить из описания, был основан на самых последних данных мировой науки.
Игоря Васильевича и в физико-техническом и в политехническом неизменно окружали люди, как и он, фанатически влюбленные в науку. Он умел находить их, привлекать к себе. Так, в своей лаборатории однажды он сделал «открытие» хотя и не чисто научное, но имевшее большие последствия. Он заметил... аномалию в поведении служителя лаборатории Павла Кобеко, в обязанности которого входило убирать помещения и выполнять различную подсобную работу. Павел не участвовал в исследованиях, но он не уходил домой, пока не заканчивался очередной опыт. Иногда, когда что-то не ладилось или не работало, его рука первой тянулась к тому месту схемы, где таилась причина неполадок. Узнав, что Кобеко окончил высшую сельскохозяйственную школу и по специальности химик, Курчатов сказал ему:
– Вот что, химик, попробуй-ка определить характеристики вот этого образца, – и вручил ему кристалл каменной соли.
За первым поручением последовало второе. И вот среди авторов работы «К вопросу о подвижности ионов в кристаллах каменной соли» наряду с И. В. Курчатовым, А. К. Вальтером и К. Д. Синельниковым появилось новое тогда имя в науке – П. П. Кобеко. Курчатов и Кобеко в дальнейшем выполнили вместе еще десять важных научных работ. Кобеко стал потом известным специалистом, членом-корреспондентом Академии наук СССР.
Судьба в годы войны их разлучила. Курчатов уехал из Ленинграда на фронт, а Кобеко остался в блокированном городе, где возглавлял находившуюся там группу сотрудников ЛФТИ, разработал метод получения пищевых продуктов из олифы, много делал для обороны города.
Физико-технический институт стал «гнездом» выдающихся питомцев именно потому, что здесь сложилась своя школа требований к сотруднику и его научной работе. Сотрудник должен был критически относиться к тому, что сделано до него, на основе этого разработать собственный, не повторяющий ошибки прошлого, метод эксперимента. И наконец, последнее правило – обсуждение всеми результатов каждого.
Именно так шло исследование загадочной, по словам А. Ф. Иоффе, поляризации диэлектриков (процесса смещения в них зарядов под действием электрического поля), которая до сих пор остается важным направлением работы физиков.
Вот перед Курчатовым и Синельниковым статья Миколы и Эгучи, в которой приведена кривая поляризации. Прежде всего надо проверить их данные. Молодые исследователи точка за точкой строят такую же кривую. Стоп! Есть расхождение. Кто прав? Нужно несколько дней напряженных поисков, чтобы записать такое: «Первого участка кривой Микола не заметил по малой чувствительности его метода».
Другая работа – Шеринга и Шмидта. И в ней изъян: «На результаты опытов Шеринга и Шмидта оказало большое влияние неполное прилегание твердого металлического электрода к диэлектрику...» Курчатов и Синельников обнаружили, что в месте контакта образуются воздушные пузырьки, их-то и не учитывали Шеринг и Шмидт.
«Предположение Хике, что и в последнем случае будет происходить обмен зарядов на границе металл-диэлектрик, в данном случае, очевидно, лишено всякого смысла».
Курчатов и Синельников на опыте подтверждают свой категорический вывод. И наконец, еще одно решительное уточнение, показательное само по себе: «Что касается квадратичной зависимости силы тока от напряжения, то она не подтверждается опытом. Исследование же Мюнделя, как известно, привело к неправильным зависимостям, так как этот исследователь не учитывал обратной электродвижущей силы поляризации».
Такому же критическому обсуждению подверглась и их собственная работа в коллективе института. Академик И. К. Кикоин вспоминает, что он как раз впервые встретился с Игорем Васильевичем в 1927 году во время горячего научного спора на семинаре в Ленинградском физико-техническом институте по высоковольтной поляризации в диэлектрике. Докладчиком был Курчатов. Парируя возражения оппонентов, не успокаивался до тех пор, пока возражающий прямо не заявлял о своем согласии. Если такое согласие выражалось недостаточно определенно, он снова и снова возвращался к своей аргументации, подбирая новые доказательства и в конце концов добивался своего.
Следующий эксперимент И. В. Курчатова был очень важен в цепи исследований, проводившихся в лаборатории по выяснению поведения диэлектриков в сильных электрических полях и наступающего потом пробоя.
В слабых полях, как подтверждали и исследования Курчатова, соблюдался закон Ома, который, как известно, утверждает, что сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. Но при определенной величине поля диэлектрик начинал сдавать. Его, так сказать, прочность падала, и вступали в действие невыясненные процессы, во много раз увеличивающие проводимость изолятора. Происходил пробой.
Какие же частицы играют решающую роль в том, что диэлектрик в сильных полях теряет свою стойкость – ионы или электроны?
И. В. Курчатов вместе с П. П. Кобеко подробно изучал электролиз в стекле. В процессе электролиза, как известно, на электродах – аноде и катоде – выделяются разные вещества. Стекло весьма совершенный изолятор. Продукты электролиза в нем можно едва заметить. А нужно было измерить – притом точно! – их количество. И Курчатов с Кобеко сделали это. В стекле электроны не были обнаружены. И хотя потом в некоторых кристаллах, например в слюде, отступления от закона Ома в сильных полях объяснялись наличием электронов, тот факт, что в стекле их не оказалось, надолго наложил свой отпечаток на развитие идей, которыми руководствовались в лаборатории.
В архиве политехнического института сохранилась толстая папка с множеством чисел, перечеркнутых цветными карандашами, – личное дело доцента Курчатова. Автобиография его датирована 20 февраля 1927 года, 22 марта он был утвержден предметной комиссией в качестве кандидата для прочтения курса «Учение о диэлектриках». Пятнадцатью голосами против одного он был допущен к чтению курса в качестве сверхштатного доцента.
В папке написанная рукой Игоря Васильевича программа курса «Учение о природе диэлектриков».
Первый раздел курса посвящен электрической проводимости диэлектриков, ее закономерностям и механизму. В нем рассматривались диэлектрические свойства газов, жидкостей, твердого тела. Второй раздел: «Пробой диэлектриков по новым теориям», как можно судить из описания, был основан на самых последних данных мировой науки.
Игоря Васильевича и в физико-техническом и в политехническом неизменно окружали люди, как и он, фанатически влюбленные в науку. Он умел находить их, привлекать к себе. Так, в своей лаборатории однажды он сделал «открытие» хотя и не чисто научное, но имевшее большие последствия. Он заметил... аномалию в поведении служителя лаборатории Павла Кобеко, в обязанности которого входило убирать помещения и выполнять различную подсобную работу. Павел не участвовал в исследованиях, но он не уходил домой, пока не заканчивался очередной опыт. Иногда, когда что-то не ладилось или не работало, его рука первой тянулась к тому месту схемы, где таилась причина неполадок. Узнав, что Кобеко окончил высшую сельскохозяйственную школу и по специальности химик, Курчатов сказал ему:
– Вот что, химик, попробуй-ка определить характеристики вот этого образца, – и вручил ему кристалл каменной соли.
За первым поручением последовало второе. И вот среди авторов работы «К вопросу о подвижности ионов в кристаллах каменной соли» наряду с И. В. Курчатовым, А. К. Вальтером и К. Д. Синельниковым появилось новое тогда имя в науке – П. П. Кобеко. Курчатов и Кобеко в дальнейшем выполнили вместе еще десять важных научных работ. Кобеко стал потом известным специалистом, членом-корреспондентом Академии наук СССР.
Судьба в годы войны их разлучила. Курчатов уехал из Ленинграда на фронт, а Кобеко остался в блокированном городе, где возглавлял находившуюся там группу сотрудников ЛФТИ, разработал метод получения пищевых продуктов из олифы, много делал для обороны города.
Физико-технический институт стал «гнездом» выдающихся питомцев именно потому, что здесь сложилась своя школа требований к сотруднику и его научной работе. Сотрудник должен был критически относиться к тому, что сделано до него, на основе этого разработать собственный, не повторяющий ошибки прошлого, метод эксперимента. И наконец, последнее правило – обсуждение всеми результатов каждого.
Именно так шло исследование загадочной, по словам А. Ф. Иоффе, поляризации диэлектриков (процесса смещения в них зарядов под действием электрического поля), которая до сих пор остается важным направлением работы физиков.
Вот перед Курчатовым и Синельниковым статья Миколы и Эгучи, в которой приведена кривая поляризации. Прежде всего надо проверить их данные. Молодые исследователи точка за точкой строят такую же кривую. Стоп! Есть расхождение. Кто прав? Нужно несколько дней напряженных поисков, чтобы записать такое: «Первого участка кривой Микола не заметил по малой чувствительности его метода».
Другая работа – Шеринга и Шмидта. И в ней изъян: «На результаты опытов Шеринга и Шмидта оказало большое влияние неполное прилегание твердого металлического электрода к диэлектрику...» Курчатов и Синельников обнаружили, что в месте контакта образуются воздушные пузырьки, их-то и не учитывали Шеринг и Шмидт.
«Предположение Хике, что и в последнем случае будет происходить обмен зарядов на границе металл-диэлектрик, в данном случае, очевидно, лишено всякого смысла».
Курчатов и Синельников на опыте подтверждают свой категорический вывод. И наконец, еще одно решительное уточнение, показательное само по себе: «Что касается квадратичной зависимости силы тока от напряжения, то она не подтверждается опытом. Исследование же Мюнделя, как известно, привело к неправильным зависимостям, так как этот исследователь не учитывал обратной электродвижущей силы поляризации».
Такому же критическому обсуждению подверглась и их собственная работа в коллективе института. Академик И. К. Кикоин вспоминает, что он как раз впервые встретился с Игорем Васильевичем в 1927 году во время горячего научного спора на семинаре в Ленинградском физико-техническом институте по высоковольтной поляризации в диэлектрике. Докладчиком был Курчатов. Парируя возражения оппонентов, не успокаивался до тех пор, пока возражающий прямо не заявлял о своем согласии. Если такое согласие выражалось недостаточно определенно, он снова и снова возвращался к своей аргументации, подбирая новые доказательства и в конце концов добивался своего.
Следующий эксперимент И. В. Курчатова был очень важен в цепи исследований, проводившихся в лаборатории по выяснению поведения диэлектриков в сильных электрических полях и наступающего потом пробоя.
В слабых полях, как подтверждали и исследования Курчатова, соблюдался закон Ома, который, как известно, утверждает, что сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. Но при определенной величине поля диэлектрик начинал сдавать. Его, так сказать, прочность падала, и вступали в действие невыясненные процессы, во много раз увеличивающие проводимость изолятора. Происходил пробой.
Какие же частицы играют решающую роль в том, что диэлектрик в сильных полях теряет свою стойкость – ионы или электроны?
И. В. Курчатов вместе с П. П. Кобеко подробно изучал электролиз в стекле. В процессе электролиза, как известно, на электродах – аноде и катоде – выделяются разные вещества. Стекло весьма совершенный изолятор. Продукты электролиза в нем можно едва заметить. А нужно было измерить – притом точно! – их количество. И Курчатов с Кобеко сделали это. В стекле электроны не были обнаружены. И хотя потом в некоторых кристаллах, например в слюде, отступления от закона Ома в сильных полях объяснялись наличием электронов, тот факт, что в стекле их не оказалось, надолго наложил свой отпечаток на развитие идей, которыми руководствовались в лаборатории.
Неудача становится уроком
В холодную ленинградскую весну 1927 года Игорь Васильевич сильно простудился. Долго не могли поставить диагноз. Марина Дмитриевна провела немало тревожных часов у постели больного, находившегося в сильном жару. Поначалу подозревали скарлатину, позже врачи сошлись на крупозном воспалении легких. Игоря Васильевича в тяжелом состоянии увезли в больницу. На вопросы близких следовал ответ врачей:
– Молодость – одна надежда.
Поправлялся Курчатов медленно. Бывало плохо с сердцем, врачи заметили признаки туберкулеза.
В первое же лето после выздоровления Курчатов провел отпуск в Крыму. И в последующие годы врачи постоянно направляли его в Крым, в Гаспру, где он лечился в санатории для научных работников.
Сразу же после выздоровления Курчатов вернулся к исследованию диэлектриков в сильных электрических полях.
В стекле и некоторых твердых солях механизм электролитической проводимости такой же, как и в водных растворах. Поэтому чего-либо принципиально нового установить тогда не удалось, хотя проведенные в лаборатории исследования и помогли накопить ценный 'экспериментальный материал по диэлектрикам.
Но новое возникало там, где его не ждали.
Первые же исследования пробоя дали удивительные результаты. Скажем об этом словами Игоря Васильевича: «В то время как до толщины в 0,01 мм прочность изолятора не меняется с толщиной и равна 500 тысячам вольт на сантиметр, при меньших толщинах она начинает расти, и довольно быстро, так что для слоя 0,001 мм пробивной градиент (значение пробивного напряжения изоляторов при толщине в 1 см. – П. А.) возрастает до 10 миллионов вольт...
Рост пробивной прочности не останавливается на значении в 10 миллионов вольт на сантиметр, а все время идет дальше по мере уменьшения толщины изолятора, достигая при толщине в 1/5000 мм значения 80 миллионов вольт, а для образцов 1/10000 мм – 150 миллионов».
Эти результаты вызывали оживленные споры. Волнение не могло не охватить молодежь, не вызвать интереса. Игорь Васильевич так оценил тогда последний результат: «Даже для физика сила, которая возникает в изоляторе при градиенте в 150 миллионов вольт на сантиметр, лежит вне привычных представлений».
Тому, что события развивались дальше со стремительной быстротой, способствовал и руководитель лаборатории Абрам Федорович Иоффе, также увлекшийся и выдвинувший свою идею пробоя изоляторов в результате образования лавины ионов.
«Явление это, – писал тогда Игорь Васильевич, – подобно горной лавине. Накопившийся снег, нависнув над пропастью, долго лежит спокойно. Но достаточно лишь сорваться одному камню, обвалиться куску снега, как этот небольшой толчок увлечет за собой несколько новых комьев, каждый из которых, в свою очередь, создает новые, и буквально в несколько мгновений рушится масса снега. Лавина вырывает с корнем деревья, сносит избы, засыпает селения».
Так вот, Иоффе предположил, что с уменьшением толщины изолятора число столкновений и вновь образующихся ионов падает и вероятность образования лавины, то есть пробоя, уменьшается. Ведь чем меньше толщина тела, считал он, тем меньше встреч ионов, тем больше сопротивление. Для того чтобы пробить тонкий изолятор, нужно приложить большие электрические силы.
Академик А. Ф. Иоффе пошел дальше – он сказал: раз все дело в том, чтобы изолирующий слой был достаточно тонким, то вместо одного толстого куска следует взять множество тонких. В каждом таком тонком слое ионизация будет очень слаба, она далеко не пойдет. Нужно только воспрепятствовать ионам переходить из одного слоя в другой, сделать для них непроницаемые перегородки. Так родилась идея о слоистых изоляторах, которые, как предполагали тогда, будут обладать сверхпрочностью и смогут сыграть огромную роль в производстве, передаче и потреблении электроэнергии.
Молодой Курчатов отнесся к этой идее с энтузиазмом, тем более что исследования А. Ф. Иоффе привлекли внимание физиков и электриков не только в Советском Союзе, но и за рубежом.
Курчатову виделся не только практический, но и научный интерес явления электрического упрочнения в тонких слоях изоляторов. Он считал, что «многие физические и химические свойства веществ изменяются под действием огромных сил, соответствующих градиенту в 150 миллионов вольт на сантиметр. Достаточно сказать, что сила притяжения двух капелек ртути, отделенных тонким слоем изолятора, при таком градиенте превышает давление пороховых газов в самых мощных орудиях современной артиллерии».
Испытания образцов тонкослойной изоляции как будто подтверждали мнение о том, что слоистая изоляция выдерживает во много раз большие напряжения, чем сплошная, и так как экспериментальные данные хорошо укладывались в готовую схему теории Иоффе, то возникавшим по ходу работы сомнениям никто не придавал должного значения.
Практика не подтвердила радужных надежд, а позже Анатолий Петрович Александров, новый сотрудник института, доказал, что в измерения вкрался источник ошибки, все увеличивавшейся с уменьшением толщины слоя. Это и приводило к тому, что приборы показывали величины, которых не было на самом деле.
Основным исполнителем этой работы был Курчатов («Наряду со стеклами, – писал Иоффе, – Игорь Васильевич тщательно изучал механизм токов и электрического пробоя в смолах и в особенности в олифе, которая считалась перспективным материалом для новой высококачественной изоляции. Эти надежды обосновывались тем, что, устраняя ряд пороков, свойственных в то время измерениям пробивных напряжений, Курчатову удалось получить результаты, далеко превосходящие все, что было известно».)
– Молодость – одна надежда.
Поправлялся Курчатов медленно. Бывало плохо с сердцем, врачи заметили признаки туберкулеза.
В первое же лето после выздоровления Курчатов провел отпуск в Крыму. И в последующие годы врачи постоянно направляли его в Крым, в Гаспру, где он лечился в санатории для научных работников.
Сразу же после выздоровления Курчатов вернулся к исследованию диэлектриков в сильных электрических полях.
В стекле и некоторых твердых солях механизм электролитической проводимости такой же, как и в водных растворах. Поэтому чего-либо принципиально нового установить тогда не удалось, хотя проведенные в лаборатории исследования и помогли накопить ценный 'экспериментальный материал по диэлектрикам.
Но новое возникало там, где его не ждали.
Первые же исследования пробоя дали удивительные результаты. Скажем об этом словами Игоря Васильевича: «В то время как до толщины в 0,01 мм прочность изолятора не меняется с толщиной и равна 500 тысячам вольт на сантиметр, при меньших толщинах она начинает расти, и довольно быстро, так что для слоя 0,001 мм пробивной градиент (значение пробивного напряжения изоляторов при толщине в 1 см. – П. А.) возрастает до 10 миллионов вольт...
Рост пробивной прочности не останавливается на значении в 10 миллионов вольт на сантиметр, а все время идет дальше по мере уменьшения толщины изолятора, достигая при толщине в 1/5000 мм значения 80 миллионов вольт, а для образцов 1/10000 мм – 150 миллионов».
Эти результаты вызывали оживленные споры. Волнение не могло не охватить молодежь, не вызвать интереса. Игорь Васильевич так оценил тогда последний результат: «Даже для физика сила, которая возникает в изоляторе при градиенте в 150 миллионов вольт на сантиметр, лежит вне привычных представлений».
Тому, что события развивались дальше со стремительной быстротой, способствовал и руководитель лаборатории Абрам Федорович Иоффе, также увлекшийся и выдвинувший свою идею пробоя изоляторов в результате образования лавины ионов.
«Явление это, – писал тогда Игорь Васильевич, – подобно горной лавине. Накопившийся снег, нависнув над пропастью, долго лежит спокойно. Но достаточно лишь сорваться одному камню, обвалиться куску снега, как этот небольшой толчок увлечет за собой несколько новых комьев, каждый из которых, в свою очередь, создает новые, и буквально в несколько мгновений рушится масса снега. Лавина вырывает с корнем деревья, сносит избы, засыпает селения».
Так вот, Иоффе предположил, что с уменьшением толщины изолятора число столкновений и вновь образующихся ионов падает и вероятность образования лавины, то есть пробоя, уменьшается. Ведь чем меньше толщина тела, считал он, тем меньше встреч ионов, тем больше сопротивление. Для того чтобы пробить тонкий изолятор, нужно приложить большие электрические силы.
Академик А. Ф. Иоффе пошел дальше – он сказал: раз все дело в том, чтобы изолирующий слой был достаточно тонким, то вместо одного толстого куска следует взять множество тонких. В каждом таком тонком слое ионизация будет очень слаба, она далеко не пойдет. Нужно только воспрепятствовать ионам переходить из одного слоя в другой, сделать для них непроницаемые перегородки. Так родилась идея о слоистых изоляторах, которые, как предполагали тогда, будут обладать сверхпрочностью и смогут сыграть огромную роль в производстве, передаче и потреблении электроэнергии.
Молодой Курчатов отнесся к этой идее с энтузиазмом, тем более что исследования А. Ф. Иоффе привлекли внимание физиков и электриков не только в Советском Союзе, но и за рубежом.
Курчатову виделся не только практический, но и научный интерес явления электрического упрочнения в тонких слоях изоляторов. Он считал, что «многие физические и химические свойства веществ изменяются под действием огромных сил, соответствующих градиенту в 150 миллионов вольт на сантиметр. Достаточно сказать, что сила притяжения двух капелек ртути, отделенных тонким слоем изолятора, при таком градиенте превышает давление пороховых газов в самых мощных орудиях современной артиллерии».
Испытания образцов тонкослойной изоляции как будто подтверждали мнение о том, что слоистая изоляция выдерживает во много раз большие напряжения, чем сплошная, и так как экспериментальные данные хорошо укладывались в готовую схему теории Иоффе, то возникавшим по ходу работы сомнениям никто не придавал должного значения.
Практика не подтвердила радужных надежд, а позже Анатолий Петрович Александров, новый сотрудник института, доказал, что в измерения вкрался источник ошибки, все увеличивавшейся с уменьшением толщины слоя. Это и приводило к тому, что приборы показывали величины, которых не было на самом деле.
Основным исполнителем этой работы был Курчатов («Наряду со стеклами, – писал Иоффе, – Игорь Васильевич тщательно изучал механизм токов и электрического пробоя в смолах и в особенности в олифе, которая считалась перспективным материалом для новой высококачественной изоляции. Эти надежды обосновывались тем, что, устраняя ряд пороков, свойственных в то время измерениям пробивных напряжений, Курчатову удалось получить результаты, далеко превосходящие все, что было известно».)