Лебедев Петр Николаевич

Лебедев, Петр Николаевич, знаменитый физик, родился в Москве в 1866 году.

П. Н. Лебедев (1866-1912). По фотографии.

Первоначальное образование получил в московской Петропавловской немецкой школе и реальном училище Хайновского. По окончании курса средней школы он поступил в Императорское Техническое училище. Хотя уже в это время он ясно сознавал, что его влечет к чисто научным исследованиям, но делать выбор между технической специальной школой и университетом ему не пришлось: двери университета были закрыты для реалистов. Пребывание в Техническом училище, как это неоднократно указывал сам Лебедев, пошло на пользу. Широкое знакомство с конструкциями технических сооружений развило в нем способность воплощать проекты своих чисто научных задач в технически совершенные и легко выполнимые формы. Как бы то ни было, ясно сознавая, что деятельность, которая ему открывалась как технику, его не могла удовлетворить, он, не окончив курса, осенью 1887 года отправляется в Страсбург к А. Кундту. Впечатление, произведенное Кундтом на Лебедева, было огромное: «Я никогда не думал, — пишет Лебедев своей матери, чтобы человек мог на меня действовать так удивительно околдовывающе, как мой патрон, часто даже не словами, а просто своей гениальностью». В свою очередь и Кундт был немало удивлен обилием идей и новых смелых замыслов Лебедева. Сохранилось стихотворение, в котором Кундт в шутливой форме выражает радость директора Физического института, что Лебедев к вечеру забывает половину тех мыслей, которые у него возникли за день, и что, следовательно, директору не приходится ломать голову, откуда добыть инструменты для их осуществления. Кундт предоставил Лебедеву полную свободу в работах, но за все время пребывания в Страсбурге и в Берлине, куда вскоре перебрался Лебедев вместе со своим учителем, ни одно исследование не было доведено до конца, главным образом вследствие смелости замыслов. Наконец, Кундт посоветовал Лебедеву отложить на время, но отнюдь не бросать, задуманные работы, взять тему попроще и поскорее сдать докторский экзамен. Для этого пришлось расстаться с Кундтом и ехать в Страсбург, так как в Берлине от докторанта требовалось знание латинского языка. Это было последнее препятствие на пути ученого, связанное с отживающими свой век предрассудками. В Страсбурге работа пошла очень успешно: в 1891 году было окончено исследование «Об измерении диэлектрических постоянных паров и о теории диэлектриков Мосоти-Клаузиуса» и сдан экзамен на степень доктора. В Страсбурге же у Лебедева сложился план будущей деятельности: «Сегодняшний день (20 июля 1891 г.), — пишет Лебедев, — день очень важный в моей жизни: сегодня я в последний раз говорил в Colloquium’е о вопросе, который вот уже три года занимает меня непрерывно — о сущности молекулярных сил. Два часа битых я говорил и показывал опыты, которые удались мне так, как редко удаются». Время, проведенное в Страсбурге, Лебедев называет самым счастливым: «Какова будет моя дальнейшая судьба — я только вижу туманное пятно с большим знаком вопроса. Одно знаю: я буду работать, покуда глаза видят и голова свежа». Заняв место лаборанта при московском университете, по приглашению, профессора А. Г. Столетова, высоко ценившего дарования молодого ученого, Лебедев усиленно работает над выполнением задуманного плана исследований. В 1900 году он представил цикл своих исследований: «О пондеромоторном действии волн на резонаторы» в качестве диссертации и был удостоен степени доктора, а вскоре после этого он получает и кафедру. После упорной борьбы ему удается, наконец, устроить во вновь выстроенном Физическом институте лабораторию для научных исследований и обеспечить ее необходимыми инструментами. В московском университете протекла вся дальнейшая жизнь Лебедева, как ученого. В феврале 1911 года он одним из первых покинул университет вместе со многими профессорами, доцентами и лаборантами в знак протеста против реакционных мер министерства народного просвещения. Несмотря на тяжелый недуг (сердечная болезнь) и на заботы о материальном обеспечении своей семьи, он с необыкновенной энергией принимается устраивать новую лабораторию при Городском университете имени Шанявского (в Москве) на средства Общества для содействия развитию опытных наук имени Леденцова и частные пожертвования. Первое время (осень 1911 г.) проходит исключительно в заботах об устройстве необходимой обстановки для продолжения прерванных исследований многочисленных учеников, и только с 1912 года Лебедев начал приводить в исполнение проект исследования: «О происхождении земного магнетизма». Безвременная смерть 1 марта 1912 года застала его во время приготовлений этой, по его собственным словам, самой сложной и трудной работы, какую он когда-либо предпринимал.

Исследования Лебедева тесно связаны с пробуждением общего интереса к идеям Максвелля об электромагнитной природе света, вызванным блестящими опытами Гертца, оправдавшими теоретические пророчества великого английского физика.

Отвечая на приветствия и поздравления по поводу избрания в члены Королевского института Великобритании, в заседании физического отделения Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии (1911), Лебедев со свойственной ему скромностью сказал: «Если я что-нибудь и сделал в своей жизни, то лишь только потому, что я имел счастье жить в такое время, когда перед физиками стояли такие прекрасные задачи, в решении которых я мог принять участие». Первая работа Лебедева, обратившая на себя внимание физиков всего мира, была «О коротких электромагнитных волнах». Лебедеву удалось получить волны всего в 6 ^m/_m длиной и показать их двойное преломление в кристаллах серы; кроме того, с этими волнами можно было проделать все опыты (отражение, преломление, интерференция и поляризация), какие проделывались со светом. Профессор Риги, много работавший в той же области, писал Лебедеву по поводу этого исследования следующее: «В то же время, как Вы получите это письмо, Вы получите и Ваши маленькие приборы, которыми я пользовался в Академии наук в Болонье. Физики, принимавшие участие в заседании, были весьма удивлены этими приборами». Главной задачей жизни Лебедева была опытная проверка теоретического вывода Максвелля о давлении света и тех важных следствий, которые из него вытекали. Уже во время пребывания в Страсбурге Лебедев открыл в давлении света ключ для объяснения отталкивательной силы Солнца на хвосты комет: «Я, кажется, сделал, — пишет Лебедев в одном из писем, — очень важное открытие в теории движения светил, специально комет»... «Сообщил Винеру (теперь профессор в Лейпциге), сперва он объявил, что я с ума сошел, а на другой день, поняв, в чем дело, очень поздравлял. Сперва я был в сильном нервном напряжении, но теперь, когда закон доказан, я ничуть не волнуюсь, частью, может быть, оттого — этого я не скрою, — что озадачен, даже ошеломлен его общностью, которую сначала не предчувствовал. Выведенный мною закон не есть дело минутного наития: около двух лет ношу я его зачатки. Вопрос, которым я занят издавна, я люблю всей моей душой так, как я себе представляю, родители любят своих детей». Выяснив в своей докторской диссертации (Страсбург, 1891), что внешнее электрическое поле действует на молекулы, каждую из которых можно рассматривать как резонатор, Лебедев задался вопросом, как будут действовать световые волны на отдельные молекулы газа, в которых под действием этих волн должны возникать электрические колебания; этот вопрос значительно сложнее разобранного теоретически Максвеллем случая давления света на зеркальное или поглощающее свет твердое тело. Кроме того, вопрос о действии волн на резонаторы и о взаимодействии возбужденных резонаторов привлекал Лебедева как ключ для объяснения молекулярных сил. Ряд исследований над электромагнитными, гидродинамическими и звуковыми волнами приводит Лебедева к открытию основных законов действия волн на резонаторы: I. Механическое действие возбуждающей волны на резонатор пропорционально падающей энергии и зависит только от отношения чисел колебаний, а не от их абсолютной величины. II. Если резонатор настроен выше, чем возбуждающий источник, то он им притягивается, это притяжение имеет максимум вблизи самого резонанса и при переходе через резонанс обращается в отталкивание, которое уменьшается вместе с увеличением расстройки резонаторов.

На акустических резонаторах Лебедев замечает одну особенность: по мере удаления от источника волн, притяжение понемногу ослабевает, и на большом расстоянии имеет место только отталкивание, достигающее максимума при полном резонансе. Эту особенность Лебедеву удалось объяснить теоретически и показать, что это явление общее и приложимо к каким угодно волнам, а «в природе подобное явление (в более сложной форме) представляет собой отталкивательное действие солнечных лучей на газовые молекулы кометных хвостов».

После этих работ Лебедев берется за опытное доказательство давления света сначала на твердое тело, потом на газы. Главным препятствием при измерениях давления света на небольшие диски крутильного прибора, подвешенного на тонкой нити, служили так называемые радиометрические силы, открытые и изученные Круксом, обусловленные неодинаковым действием газа на освещенную и теневую поверхность диска. Эти силы в сотни раз больше силы давления света. Благодаря необыкновенному искусству, Лебедеву удалось устранить действия этих сил, поместив крутильный прибор в баллоне, из которого был выкачан воздух, и сделав диски возможно более тонкими. Измерив, кроме того, энергию, падающую на диск, можно было показать, что измеренное давление в пределах неизбежных ошибок совпадает с теоретической величиной, вычисленной Максвеллем, и вдвое меньше той, какую мы должны были ожидать по теории истечения света Ньютона (см. свет); так что опыты Лебедева можно рассматривать как одно из блестящих доказательств, оправдывающих волнообразную теорию света. О впечатлении, какое произвели эти опыты на специалистов, всего лучше можно судить по словам знаменитого физика лорда Кельвина, обращенным к профессору К. А. Тимирязеву: «Вы, может быть, знаете, что я всю жизнь воевал с Максвеллем, не признавая его светового давления, и вот ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами». Доказать существование давления на газы — была задача во много раз более сложная; самая сила давления, рассчитанная теоретически, была в 100 раз меньше, чем давление на твердое тело, а число побочных влияний, маскирующих эту малую силу, значительно больше, и притом эти влияния казались неустранимыми; в общей сложности работа заняла десять лет; за это время было придумано, выполнено и испробовано до 20 различных приборов. Наконец, в 1909 году исследование было закончено; все детали этой работы представляют верх экспериментального искусства: «Я хорошо помню, — пишет Шварцшильд Лебедеву в письме от 9 февраля 1910 года, — с каким сомнением я услышал в 1902 году о вашем предположении измерить давление света на газ, и я преисполнен тем большим удивлением, когда я прочел, как вы устранили все препятствия». Последняя работа, начатая Лебедевым, затрагивала вопрос: «О происхождении земного магнетизма и магнетизма Солнца и планет». Первая часть, касавшаяся критики и опытной проверки двух гипотез, которыми можно было объяснить рассматриваемые явления, была окончена и напечатана в 1911 году; обе гипотезы оказались неудовлетворительными. Для проверки третьей гипотезы были уже задуманы грандиозные планы, причем при выполнении ожидались трудности, по словам самого Лебедева, «чудовищные». Мысль Лебедева заключалась в том: не сопровождается ли всякое вращательное движение любого тела магнитным полем, обусловленным не вполне одинаковым действием положительного и отрицательного электричеств, находящихся во всяком теле (этим же неравенством, по мнению Лорентца, можно было бы объяснить всемирное тяготение). Лебедев не раз говорил, что выполнение этой работы он считал своим долгом перед наукой, сознавая в себе силы бороться с теми специальными трудностями, какие могли встретиться в этом исследовании. Понятие о долге ученого перед наукой было отличительной чертой характера Лебедева. Он постоянно напоминал своим ученикам, что ученый должен работать на пределе того, что он может дать, и считал почти преступлением, когда человек, способный решить сложную и трудную задачу, берется за легкие, которые не составляют для него труда. Необыкновенное обилие новых замыслов и умение привлечь начинающих ученых к упорной работе сделали из Лебедева основателя первой большой русской школы физиков; темы для исследований всегда были связаны с теми работами, какими был занят сам Лебедев. Получив солидное математическое образование в Страсбурге у математиков Кристофля и Рейе, а также в Берлине на лекциях теоретической физики знаменитого Гельмгольтца, Лебедев, однако, за немногими исключениями (работы о действии волн на резонаторы), не любил прибегать к математическому анализу и всегда искал экспериментального разрешения занимавшего его вопроса, но в то же время, когда в работах его учеников попадались чисто теоретические вопросы, то он почти всегда мог предсказать, какое будет окончательное решение, что особенно поражало всех, кто работал под его руководством. Для более тесного общения работающих в лаборатории Лебедев организовал и руководил Соlloquium’ом, собиравшимся каждую неделю для разбора и обсуждения текущих вопросов физики; из этого скромного кружка выросло теперь московское Физическое общество имени П. Н. Лебедева, а группа учеников продолжает и развивает начатые по указанию Лебедева работы в лаборатории его имени при Городском университете имени Шанявского в Москве.

Сочинения и литература: П. Н. Лебедев, «Собрание сочинений» (I научные работы, II популярные статьи и речи), издание московского Физического общества имени П. Н. Лебедева, Москва 1913, с биографическим очерком, составленным П. П. Лазаревым; Т. П. Кравец, «П. Н. Лебедев и созданная им физическая школа» («Природа», 1913, III); П. П. Лазарев, «П. Н. Лебедев и русская физика» («Временник Общества содействия успехам опытных наук и их практических применений имени Х. С. Леденцова», выпуск 2, 1912).

А. Тимирязев.