ЛЕБЕДЕВ ПЕТР НИКОЛАЕВИЧ

(1866 г. – 1912 г.)

Карьера большинства великих ученых, как уже мог убедиться читатель, развивалась примерно по такому сценарию: первые работы и открытия, преподавательская деятельность, ученики, последователи и, наконец, крупные теоретические обобщения. Но в отношении российского физика Петра Николаевича Лебедева судьба распорядилась иначе. Болезнь оборвала его жизнь в момент расцвета славы и научной деятельности. Как следствие, крупных теоретических работ он не оставил. Но проведенные им эксперименты, а также его педагогические успехи и организаторская работа сыграли огромную роль в развитии не только отечественной, но и мировой физики.

Петр Лебедев родился 24 февраля (8 марта) 1866 года в семье состоятельного московского коммерсанта. Отец, конечно же, хотел, чтобы сын подключился к семейному делу и со временем унаследовал его. Поэтому мальчика отдали сначала в Евангелическое Петропавловское церковное училище – школу, популярную среди московской буржуазии, а затем в реальное училище. Но еще в детстве Петр очень заинтересовался наукой вообще и физикой в частности. В январе 1882 года он написал в своем дневнике: «Могильным холодом обдает меня при одной мысли о карьере, к которой готовят меня, – неизвестное число лет сидеть в душной конторе на высоком табурете, над раскрытыми фолиантами, механически переписывать буквы и цифры с одной бумаги на другую. И так всю жизнь… Меня хотят силой отправить туда, куда я совсем не гожусь. Опасно. Вправляя, можно связки разорвать».

По законам тех лет выпускники реального училища не могли поступать в университеты, из высших учебных заведений для них были доступны только технические. Поэтому в 1884 году Петр Лебедев поступил в Московское высшее техническое училище. Сам он позже вспоминал, что знакомство с техникой оказалось очень полезным ему при конструировании экспериментальных установок. Конечно же, оказали влияние на молодого студента и лекции Николая Егоровича Жуковского. Но Высшее техническое училище Лебедев так и не окончил. В 1887 году Петр отправился для продолжения учебы в Германию. Незадолго перед этим умер его отец, оставив сыну крупное состояние.

В Германии Лебедев учился и работал под руководством известного физика Августа Кундта. В Страсбурге (тогда этот город входил в состав Германии) Кундт создал прекрасно оборудованный физический институт, в котором и преподавал. О времени обучения у Кундта Лебедев писал: «Для меня каждая страница прочитанного заключает больше удовольствия, чем труда, потраченного на усвоение: таким образом, я с утра до вечера занят тем, чем хотел заниматься с 12 лет, и у меня только одно горе – день мал». Интересно, что русский студент тоже вызывал симпатию знаменитого немецкого физика. Кундт даже сочинил о нем юмористический стишок, начинающийся словами: «Идей имеет Лебедев на дню по двадцать штук…». Дальше в таком же остроумном стиле сообщалось о том, что к счастью для Кундта, половина этих идей оказывается несостоятельной еще до экспериментальной проверки. Когда в 1889 году Кундт переехал в Берлин, за ним последовал и Лебедев. В Берлине Петр также прослушал курс лекций Гельмгольца.

В конце своего пребывания за границей Петр Николаевич вернулся в Страсбург, где под руководством еще одного известного физика, Фридриха Кольрауша, закончил работу над докторской диссертацией «Об измерении диэлектрических постоянных паров и о теории диэлектриков Моссоти – Клаузиуса». Параллельно Лебедев интересовался теорией происхождения кометных хвостов. В частности, ему импонировала гипотеза о том, что хвосты образуются под давлением света. Стремление доказать эту гипотезу впоследствии воплотилось в знаменитые эксперименты Лебедева.

В 1891 году Петр Лебедев вернулся в Москву. Как и за границей, на родине ему тоже повезло с наставником и руководителем. Он занял место ассистента в лаборатории Столетова. Интересно, что еще в Страсбурге Лебедев составил план своей научной деятельности на всю жизнь. Он решил посвятить себя исследованию чрезвычайно актуальной и популярной тогда проблемы: пондеромоторного (механического) действия электромагнитных волн. Конечно же, такое планирование было несколько наивным, но молодому физику действительно удалось определить направление будущих работ, которые принесли ему мировую известность.

В 1895 году Лебедев сконструировал установку, которая генерировала электромагнитные волны длиной 6 мм, что было рекордно короткой на тот момент величиной. На этой установке Петр Николаевич повторил опыты Герца и дополнил их собственными экспериментами. Он, как и Герц, наблюдал явления дифракции и интерференции электромагнитных волн этой длины, а также добился эффекта их двойного преломления при прохождении через кристаллы серы. Фактически ученый более полно продемонстрировал, что электромагнитные волны обладают теми же свойствами, что и световые лучи видимой части спектра. Результаты исследований были опубликованы в статье «О двойном преломлении лучей электрической силы». В ней, в частности, ученый писал, что результаты его опытов «достаточны, чтобы иллюстрировать взгляды Максвелла на распространение электрических колебаний, высказанные им еще в 1862 году, а также еще раз показывают тождество в явлениях электрических и световых колебаний и в этом более сложном случае». Эта работа стала первым крупным успехом Лебедева и получила широкую известность.

После этого Петр Лебедев решил непосредственно перейти к проблеме, давно его занимавшей, а именно к экспериментальному доказательству явления светового давления. Было очевидно, что открытие светового давления должно стать важным этапом в исследовании природы света, а именно, может стать окончательным доказательством гипотезы Максвелла о его электромагнитной природе. Ведь несмотря на процитированные выше слова ученого, опыты Герца и его собственные эксперименты показывали только сходство свойств световых лучей и электромагнитных волн.

Нужно сказать, что Лебедев был не первым экспериментатором, взявшимся за эту проблему. Например, довольно далеко продвинулся в этом направлении английский ученый Уильям Крукс. В 1873 году он, пытаясь определить атомный вес открытого им таллия, сконструировал весы, коромысла которых находились в вакууме. В результате он обнаружил, что весы чувствительны к… теплу! Это наблюдение привело Крукса к идее создания прибора «радиометра», который представлял собой подвешенную в вакууме, а точнее, в разреженном газе миниатюрную мельницу. Ее легчайшие лопасти были сделаны из фольги: одна их сторона была зачернена, другая – отполирована. При приближении источника тепла или освещении солнечным светом мельница начинала вращаться. Казалось, явление светового давления, предсказанное Максвеллом, было доказано. Но коллеги Крукса, и, прежде всего, сам Максвелл, увидели, что эффект, выявленный радиометром, слишком силен. В конце концов было установлено, что лопасти мельницы приводятся в движение не световым давлением. Блестящие и темные части лопастей мельницы нагревались по-разному и по-разному взаимодействовали с разреженным газом.

Лебедев понимал, что прежде всего следует добиться гораздо более высокого вакуума, чем в опытах Крукса. Эту задачу он решил с помощью ртутного насоса. К весне 1899 года Лебедев в своей установке получил в сотню раз более высокое значение вакуума, чем у англичанина. А вот как сам Петр Николаевич описывал устройство установки: «Между двумя кружками, вырезанными из тонкого листового никеля, была зажата согнутая в виде цилиндра слюдяная пластинка. Цилиндр служил телом радиометра; внутри его находилось неподвижно скрепленное с ним крылышко. Этот радиометр был подвешен на стеклянной нити внутри эвакуированного стеклянного баллона. Когда я направил на крылышко свет лампы, я постоянно наблюдал отклонения, которые были одного порядка с теми, которые вычисляются по Максвеллу…»