Чтение онлайн

Напряженная научная деятельность Павлова (в 1907 г. он был избран действительным членом Российской Академии наук) нарастала с каждым годом.

В его лаборатории одно за другим делались удивительные открытия. Даже социальные катаклизмы, потрясшие Россию во втором десятилетии XX века, когда на страну надвинулись ужасы мировой и гражданской войн, интервенции, блокады, тифа и голода, не остановили его исследований. Известно, что Павлов в феврале 1917 г. горячо приветствовал падение самодержавия, но Октябрьскую революцию не принял. В июле 1920 г. он отправил в Совнарком письмо с просьбой отпустить его работать за границу. В этом письме он, в частности, писал: «Как стародавний экспериментатор, глубоко убежден, что проделываемый над Россией социальный и политический опыт обречен на непременную неудачу и ничего в результате, кроме политической и культурной гибели моей Родины, не даст». О причинах, понуждающих его к эмиграции, и о положении своей семьи Павлов в том же письме говорил так: «Хотя сейчас я совмещаю три должности, значит, получаю жалование на трех местах, всего в общей сумме 25 тысяч рублей в месяц — однако, за недостатком средств, принужден исполнять в соответствующий сезон работу огородника (в мои года не всегда легкую) и постоянно действовать дома в роли прислуги, помощника жены на кухне… Несмотря на это, мне и жене приходится питаться плохо и в количественном и в качественном отношении (годами не видеть белого хлеба, неделями не иметь ни молока, ни какого мяса, прокармливаться главным образом черным, большей частью недоброкачественным, хлебом…), что, естественно, ведет к нашему похуданию и обессиливанию. И это после полувековой напряженной научной работы, увенчавшейся ценными результатами, признанными всем научным миром…»

Это письмо заставило Петроградский совет, Луначарского и Ленина обратить внимание на отчаянное положение дел в лаборатории Павлова. Оказалось, что она не имеет дров, что собаки умирают от голода, что почти все сотрудники мобилизованы, а сам академик принужден проводить свои операции при свете лучины. В январе 1921 г. Ленин подписал постановление Совнаркома «Об условиях, обеспечивающих научную деятельность академика Павлова». Положение дел в павловской лаборатории (вскоре она была преобразована в Физиологический институт Академии наук) улучшилось. Павлов остался в России и перенес все тяготы жизни и трудности научной работы в тогдашних условиях. В 1924 г. в Колтушах под Ленинградом начал работать построенный специально для Павлова научный институт-городок с большим числом постоянных научных сотрудников.

Последние пятнадцать лет жизни великого физиолога ознаменовались новыми открытиями. В эти годы психология обогатилась павловскими учениями о неврозах, о темпераментах и о гипнозе. Но особенно большое значение имела его теория о роли в человеческой психике второй сигнальной системы.

В одной из своих работ Павлов писал: «В развивающемся животном мире на фазе человека произошла чрезвычайная прибавка к механизмам нервной деятельности. Для животного действительность сигнализируется почти исключительно только раздражениями и следами их в больших полушариях, непосредственно приходящими в клетки зрительных, слуховых и других рецепторов организма… Это первая сигнальная система действительности, общая у нас с животными. Но слово, будучи сигналом первых сигналов, составило вторую, специально нашу, сигнальную систему действительности… Слово сделало нас людьми». В самом деле, слово в человеческом сознании обозначает собою все явления и рождает образы всех существующих предметов. Оно, выражаясь павловским языком, служит тем «универсальным раздражителем», который может подменять и обозначать любой другой внешний раздражитель. Именно благодаря второй сигнальной системе человек обрел недоступную для животных и качественно отличающую его способность к отвлеченному абстрактному мышлению.

Учение о второй сигнальной системе стало одним из последних великих открытий Павлова. До самой глубокой старости он не знал немощей и упадка творческих сил. Юношеская страстность, бодрость, выносливость, феноменальная память, острый, ясный и проницательный ум не оставляли его до последних дней. «Мы начинали верить в физическое бессмертие этого человека», — вспоминал один из его учеников, Анохин. И так думал не только он. Поэтому внезапная смерть 87-летнего ученого, последовавшая в начале 1936 г. из-за двухстороннего воспаления легких, многих поразила своей неожиданностью. Когда скорбная весть облетела весь мир и достигла знаменитого американского физиолога Кеннона, он имел все основания сказать:

«Умер некоронованный король физиологии, величайший ученый огромного масштаба, свершивший гигантский переворот в медицине, подобно дарвинскому перевороту в естествознании».

Лев Ландау родился в январе 1908 г. в Баку, в состоятельной еврейской семье инженера-нефтяника Давида Львовича Ландау. Родители его были широко образованными людьми и уделяли воспитанию детей много внимания. У маленького Льва и его старшей сестры Софьи была гувернантка-француженка мадемуазель Мари, на дом приходили учителя музыки, ритмики и рисования.

Однако единственной страстью Льва с раннего детства была математика. Уже учась в гимназии, он постоянно шел в числе первых по точным наукам — в двенадцать лет сам научился дифференцировать, а в тринадцать — интегрировать. Впрочем, окончить гимназию Ландау не успел — помешала революция. После установления в Азербайджане советской власти он в 1920 г. поступил в Бакинское коммерческое училище. В 1922 г., четырнадцатилетним мальчиком, он сдал экзамены в Бакинский университет сразу на два отделения: математическое и естественное, а в 1924 г. перевелся на физико-математическое отделение Ленинградского университета. Время его учебы совпало с бурным развитием новых направлений в физике и формированием квантовой теории. Эпохальные открытия, переворачивавшие веками сложившиеся представления, происходили тогда чуть ли не каждый год. Ландау с жадностью следил за всеми новинками и упорно овладевал тонкостями физической науки. «На лекции в университет ходил два раза в неделю, чтобы встречаться с друзьями и посмотреть, что там делают, — рассказывал он позже. — Но самостоятельно я занимался очень много». Он действительно учился с огромным увлечением, просиживая за книгами по 15–18 часов в сутки. Самостоятельно изучив квантовую механику, он за полгода до окончания университета опубликовал в одном из немецких научных журналов свою первую статью «К теории спектров двухатомных молекул». В 1927 г. он представил ее в качестве своей дипломной работы. В том же году Ландау поступил в аспирантуру Ленинградского физико-технического института.

Его имя приобрело известность уже в конце 20-х гг.: ученые в своих исследованиях ссылались на его статьи, а иностранные физики, приезжавшие в Ленинград, предлагали Ландау принять участие в их семинарах. В 1928 г. на VI международном съезде физиков в Москве (на нем присутствовало много известных физиков, в том числе Бор, Дирак, Франк, Льюис) Ландау выступил с тремя докладами. В 1928 г. по путевке Наркомпроса его отправили в заграничную командировку. Сначала Ландау посетил Берлин (тут он познакомился с Эйнштейном) и Геттинген (где в течение нескольких недель посещал знаменитые на всю Европу семинары Макса Борна). Затем был Лейпциг, где Ландау любезно встретил один из создателей квантовой механики Вернер Гейзенберг.

По пути в Данию он побывал в Физическом институте в Цюрихе, а в апреле 1930 г. уже был в Копенгагене в Институте теоретической физики Нильса Бора. Позже он всегда говорил, что Бор был его единственным учителем. Эта любовь была взаимной. Бор также всегда считал Ландау одним из своих лучших учеников и вспоминал позже: «С самого начала на всех нас произвела большое впечатление его способность добираться до самых глубин физических проблем…»

Впрочем, слова «ученик» и «учитель» надо понимать не буквально. Во время своей заграничной командировки Ландау уже был сложившимся ученым, о чем свидетельствуют несколько глубоких работ по квантовой механике, написанных и опубликованных им в это время. (В 1930 г. вышла его статья, посвященная диамагнетизму металлов, которая стала существенной деталью в зданий современной физики.) Далеко не всегда и ни во всем он соглашался с Бором и другими «старшими наставниками»: Гейзенбергом, Дираком, Паули. (В самом деле, эти трое были всего лишь несколькими годами старше Ландау, но их имена уже были вписаны золотыми буквами в скрижали истории физики; позже Ландау с горечью говорил, что опоздал родиться всего на шестьсемь лет, иначе бы он непременно оказался в числе создателей квантовой теории; зная, как неправдоподобно свободно чувствовал себя Ландау во всех областях теоретической физики и как виртуозно владел ее сложнейшим математическим аппаратом, в этом едва ли можно сомневаться.) Побывав в научных центрах Европы, впитав в себя все лучшее, что там было, Ландау по возвращении на родину замыслил создать в Советском Союзе самую передовую школу теоретической физики. С этой целью он выработал широкую фронтальную программу, включавшую в себя написание учебников по физике, организацию отбора и подготовки кадров, издание научного журнала, а в дальнейшем — проведение семинаров и международных конференций. Однако до воплощения этой мечты было далеко. Приехав из-за границы, Ландау вскоре рассорился с директором Физико-технического института Иоффе и вынужден был оставить его. Как раз в это время ему предложили место заведующего техническим отделом в Украинском физико-техническом институте, и в 1932 г. Ландау переехал в Харьков. Здесь же в 1933 г. он получил кафедру теоретической физики в Машиностроительном институте.

В Харькове Ландау впервые начал вести свой знаменитый семинар для одаренных юношей, которых он пророчил в физики-теоретики. Своеобразным экзаменом на зрелость при «посвящении» в эту профессию служил разработанный им так называемый «теоретический минимум», включавший в себя все, что, по мысли Ландау, необходимо было знать перед началом самостоятельной работы в теоретической физике. Претендентам предлагалось сдать девять экзаменов — два по математике и семь по физике. (О том, насколько это было непросто, говорит хотя бы тот факт, что при наличии огромного количества желающих, за четверть века теоретический минимум сдало всего 43 человека.) В 1934 г. по сумме написанных работ Ландау получил степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации, а в 1936 г. стал профессором. Одна за другой из-под его пера выходили работы по различным разделам физики. В 1935 г. вместе с Лившицем он написал глубокое исследование по доменной структуре ферромагнетика, а двумя годами позже создал прославившую его теорию фазовых переходов второго рода и теорию промежуточного состояния сверхпроводников. В то же время Ландау задумал писать многотомный «Курс теоретической физики». У него было много планов, однако жизнь внесла в них свои коррективы. В конце 30-х гг. чистки, которые проводило НКВД во всех структурах госаппарата, коснулись и высших учебных заведений. Ландау по многим причинам должен был обратить на себя внимание органов безопасности: отец его в 1930 г. был репрессирован, сам он провел несколько лет за границей и никогда не скрывал своего лояльного отношения к западной демократии. Кроме того, нельзя было сбрасывать со счетов его совсем не пролетарское происхождение. В общении Ландау был очень ершистым, неуступчивым и во многом неудобным человеком. По словам Гинзбурга, «недругов у него было предостаточно… Атмосфера тоже накалялась, и тучи надДау сгущались». Ректор машиностроительного института, с которым у Ландау не сложились отношения, дал сигнал в НКВД, что в институте действует контрреволюционная группировка, а заправляют ею Ландау и еще несколько молодых физиков. Самого Ландау он уволил с работы «за протаскивание буржуазных установок в лекциях».

В начале 1937 г. Ландау перебрался в Москву, где стал работать в Институте физических проблем у Петра Капицы. Благоразумие требовало от него большой осторожности, но не в духе Ландау было отсиживаться за чужой спиной.

Узнав о том, что в Харькове арестовано и расстреляно несколько его хороших друзей, он не захотел смолчать и весной 1938 г. написал вместе с двумя молодыми физиками антисталинскую листовку, которая начиналась словами: «Товарищи! Великое дело Октябрьской революции подло предано. Страна затоплена потоками крови и грязи. Миллионы невинных людей брошены в тюрьмы, и никто не знает, когда придет его очередь…» Как позже признался Ландау, листовка предназначалась для распространения 1 мая, но попалась на глаза московским чекистам за несколько недель до этого праздника. В апреле 1938 г. Ландау и его друзья были арестованы. Началось следствие по делу «О Московском комитете антифашистской партии», грозившее Ландау большой бедой. К счастью для него, «великая чистка» уже была на исходе, начался обратный процесс «разоблачения перегибов», осуждения «ежовщины» и частичной реабилитации. К тому же у Ландау были известные друзья, которые в это трудное время не побоялись поручиться за него. Петр Капица отправил письмо с просьбой освободить Ландау лично Сталину. Стараясь оправдать своего подопечного, он признавал его недостатки: «…Следует учесть характер Ландау, который, попросту говоря, скверный. Он задира и забияка, любит искать у других ошибки, и когда находит их, в особенности у важных старцев, то начинает непочтительно дразнить. Этим он нажил много врагов…» Но при всем этом, писал далее Капица, Ландау является одним из самых талантливых советских физиков, и потеря такого человека стала бы огромной утратой для отечественной науки. В ноябре Сталину написал письмо сам Нильс Бор. Неизвестно, чье ходатайство оказалось более весомым, но в апреле 1939 г. Ландау освободили под личное поручительство Капицы. Позже Ландау вспоминал, что во время своего заключения он размышлял над проблемами гидродинамики и разработал теорию ударных волн. Все сложнейшие вычисления он проделал в уме, без карандаша и бумаги. В конце 30-х гг. он также издал важную работу по теории промежуточного состояния сверхпроводников.

Вскоре после освобождения Ландау написал одно из лучших своих исследований, посвященное проблеме сверхтекучести жидкого гелия. Вопрос этот был очень сложным и интересным. Еще в первой четверти XX века физики обнаружили у жидкого гелия несколько парадоксальных свойств, которые прежде не наблюдались ни у какого другого вещества. Оказалось, что при температуре очень близкой к абсолютному нулю (2,19° по Кельвину или — 270,81° по Цельсию) с жидким гелием происходила поразительная перемена, так что гелий выше и ниже этой температуры вели себя как совершенно различные жидкости. Причем, если выше 2,19° К поведение гелия укладывалось в рамки известных законов классической физики, то ниже эти законы нарушались. Стало очевидным, что при сверхнизких температурах, близких к абсолютному нулю, гелий переходит в совершенно особенное, прежде никогда не наблюдавшееся состояние, которое стали называть «гелий II». Прежде всего гелий II имел феноменальную теплопроводность — в несколько сот раз превышавшую теплопроводность самых теплопроводных в мире веществ — меди и серебра. Другой особенностью гелия II была его поразительно маленькая вязкость. До этого самым невязким веществом из существующих в природе считался газообразный водород. Однако Капица, проводивший в 1937 г. опыты с гелием II, с удивлением обнаружил, что его вязкость по крайней мере в 10 000 раз меньше, чем у водорода. Это явление он назвал «сверхтекучестью». Показателен, например, такой опыт Капицы: он заставлял гелий II протекать через очень узкие щели. Щели эти были настолько тонкие, что даже такая с обычной точки зрения невязкая жидкость как вода, вытекала бы через них в течение многих и многих суток. Гелий II протекал через эту щель всего за несколько секунд — он оказался почти в миллиард раз менее вязкой жидкостью, чем вода! Скорость истекания гелия через микроскопический капилляр доходила до нескольких тысяч метров в секунду, то есть превышала скорость полета пули! Опыт с перетеканием гелия сопровождался еще одной странной аномалией: при измерении температуры оказалось, что гелий в том сосуде, куда он втекает, охлаждается, а в том сосуде, из которого он вытекает, нагревается. Все выглядело так, как будто, вытекая, гелий «прихватывал» с собой добавочный холод, который и отдавал своему новому «жилищу», а старому, наоборот, оставлял добавочное тепло. Физикам было совершенно непонятно такое странное обращение с теплом — как будто его можно отделить от вещества и пустить в самостоятельную жизнь. Но это было еще не все! Несколько опытов давали совершенно фантастические результаты. Капица устраивал, например, такую демонстрацию: в большой дьюар с гелием погружали маленькую колбочку, тоже наполненную гелием. В колбочку впаивали капилляр, другой конец которого был открыт. И вот, как только в колбочке включался нагреватель, из нее начинала бить струя гелия. Можно было ожидать, что коль скоро из колбочки истекает гелий, она должна опустеть. Однако ничего подобного не происходило! Колбочка оставалась наполненной гелием сколько бы долго не длился эксперимент.