Пётр Леонидович Капица (26 июня (8 июля) 1894, Кронштадт — 8 апреля 1984, Москва) — русский и советский физик, инженер и инноватор.

Видный организатор науки. Основатель Института физических проблем (ИФП), директором которого оставался вплоть до последних дней жизни. Один из основателей Московского физико-технического института. Первый заведующий кафедрой физики низких температур физического факультета МГУ.

Лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за открытие явления сверхтекучестижидкого гелия, ввёл в научный обиход термин «сверхтекучесть». Известен также работами в области физики низких температур, изучении сверхсильных магнитных полей и удержания высокотемпературной плазмы. Разработал высокопроизводительную промышленную установку для сжижения воздуха на базе турбодетандера. С 1921 по 1934 год работал в Кембридже под руководством Резерфорда. В 1934 году, вернувшись на время в СССР, был насильно оставлен на родине[12]. В 1945 году входил в состав Спецкомитета по советскому атомному проекту, но его двухлетний план реализации атомного проекта не был одобрен[13], в связи с чем он попросил об отставке, просьба была удовлетворена. С 1946 по 1955 годы был уволен из государственных советских учреждений, но ему была оставлена возможность до 1950 года работать профессором в МГУ им. Ломоносова.

Дважды лауреат Сталинской премии (1941, 1943). Награждён большой золотой медалью имени М. В. Ломоносова АН СССР (1959). Дважды Герой Социалистического Труда (1945, 1974). Действительный член АН СССР. Действительный член Лондонского Королевского общества (1929) и член Леопольдины (1958).

Работы 1920—1980 годов

Марка России, 2000 год. Демонстрируется опыт Капицы по измерению характеристик жидкого гелия. Мы сделали приборчик наподобие сегнерова колеса с несколькими ножками, исходящими из общего объёма, и затем нагревали внутреннюю часть этого сосудика пучком света. Такой «паучок» пришёл в движение. Таким образом тепло переводилось в движение[55]

Одна из первых значительных научных работ (совместно с Николаем Семёновым, 1918 год) посвящена измерению магнитного момента атома в неоднородном магнитном поле, который в 1922 году был усовершенствован в так называемом опыте Штерна — Герлаха[56].

Работая в Кембридже Капица вплотную занялся исследованиями сверхсильных магнитных полей и их влиянию на траекторию элементарных частиц[57]. Одним из первых Капица в 1923 году поместил камеру Вильсона в сильное магнитное поле и наблюдал искривление треков альфа-частиц. В 1924 году он получил магнитное поле с индукцией в 32 тесла в объёме 2 см3[58]. В 1928 году сформулировал закон линейного возрастания электрического сопротивления ряда металлов от напряженности магнитного поля (закон Капицы)[59].

Создание оборудования для исследования эффектов, связанных с влиянием сильных магнитных полей на свойства вещества, в частности на магнитное сопротивление, привело Капицу к проблематике физики низких температур. Для осуществления экспериментов, прежде всего, необходимо было располагать значительным количеством сжиженных газов. Существовавшие в 1920—1930-е годы методики были малоэффективны.

Используя оригинальный инженерный подход под руководством Капицы была построена высокопроизводительная установка по сжижению воздуха.[32][60] Ему удалось разработать воздухоразделительный процесс, при котором исключалась фаза сжатия воздуха до высокого давления: теперь не требовалось сжимать воздух до 100 атмосфер — достаточно было шести. Кроме того удалось повысить КПД детандера с 0.65 до 0.8-0.85, и существенно снизить стоимость установки.

В послевоенные годы Капицу привлекает электроника больших мощностей[61]. Развил общую теорию электронных приборов магнетронного типа и создал магнетронные генераторы непрерывного действия. Капица выдвинул гипотезу о природе шаровой молнии[62]. Экспериментально обнаружил образование высокотемпературной плазмы в высокочастотном разряде. Капица высказал ряд оригинальных идей, например — уничтожения ядерных боеприпасов в воздухе с помощью мощных пучков электромагнитных волн[44]. В последние годы работал над вопросами термоядерного синтеза и проблемой удержания высокотемпературной плазмы в магнитном поле[63].

Именем Капицы назван «маятник Капицы» — механический феномен, демонстрирующий устойчивость вне положения равновесия. Также известен квантовомеханический эффект Капицы-Дирака, демонстрирующий рассеяние электронов в поле стоячей электромагнитной волны[64].

Открытие сверхтекучести

Ещё Камерлинг-Оннес, исследуя свойства впервые полученного им жидкого гелия, отметил его необычно высокую теплопроводность. Жидкость с аномальными физическими свойствами привлекала внимание учёных. Благодаря установке Капицы, которая начала работать в 1934 году, удалось получить жидкий гелий в значительных количествах[65]. Камерлинг-Оннес в первых экспериментах получил порядка 60 см3 гелия, тогда как первая установка Капицы имела производительность около 2 литров в час[59]. События 1934—1937 годов, связанные с отлучением от работы в Мондовской лабораторией и принудительным задержанием в СССР, сильно задержали ход исследований. Только в 1937 году Капица восстановил лабораторное оборудование и вернулся в новом институте к прежним наработкам в области физики низких температур. Тем временем на бывшем рабочем месте Капицы по приглашению Резерфорда начали работу в той же области молодые канадские учёные Джон Аллен и Остин Майзнер. В Мондовской лаборатории осталась экспериментальная установка Капицы по получению жидкого гелия — с ней и работали Ален и Майзнер. В ноябре 1937 г. они получили достоверные экспериментальные результаты по изменению свойств гелия[66].

Историки науки, рассказывая о событиях на рубеже 1937—1938 годов, отмечают то, что в соревновании приоритетов Капицы и Аллена с Джонсом есть некоторые спорные моменты. Пётр Леонидович формально раньше своих зарубежных конкурентов прислал материалы в Nature — редакция их получила 3 декабря 1937 года, однако не торопилась публиковать, ожидая проверки. Зная о том, что проверка может затянуться, Капица в письме уточнил — гранки может проверить Джон Кокрофт, директор Мондовской лаборатории. Кокрофт, ознакомившись со статьёй, проинформировал о ней своих сотрудников — Аллена и Джонса, поторопив их с публикацией. Кокрофт, близкий друг Капицы, был удивлён тем, что Капица только в последний момент дал ему знать о фундаментальном открытии. Стоит отметить, что Капица ещё в июне 1937 г. в письме Нильсу Бору сообщал о том, что значительно продвинулся в исследованиях жидкого гелия[66].

В итоге обе статьи увидели свет в одном номере Nature от 8 января 1938 года. В них сообщалось о скачкообразном изменении вязкости гелия при температуре ниже 2,17 кельвина. Сложность задачи, решённой учёными, заключалась в том, что точное измерение величины вязкости жидкости, которая свободно протекала в полумикронное отверстие, было нелегко оценить[67]. Возникающая турбулентность жидкости вносила значительную погрешность в измерение. Учёные исповедовали разный экспериментальный подход. Аллен и Майзнер рассматривали поведение гелия-II в тонких капиллярах (ту же методику использовал первооткрыватель жидкого гелия Камерлинг-Оннес). Капица исследовал поведение жидкости между двумя отшлифованными дисками и оценил полученное значение вязкости ниже величины 10−9 П[68][69]. Новое фазовое состояние Капица назвал сверхтекучестью гелия[70]. Советский учёный не отрицал того, что вклад в открытие во многом был совместным. Так, например, в своей лекции Капица подчёркивал, что уникальное явление фонтанирования гелия-II впервые наблюдали и описали Ален и Майзнер[55].

Вслед за этими работами последовало теоретическое обоснование наблюдаемого явления. Его дали в 1939—1941 годах Лев Ландау, Фритц Лондон и Ласло Тисса, предложившие так называемую двухжидкостную модель. Сам Капица в 1938—1941 годах продолжил исследования гелия-II, в частности, подтвердив предсказанную Ландау скорость звука в жидком гелии[71][55]. Исследование жидкого гелия как квантовой жидкости (конденсат Бозе — Эйнштейна) стало важным направлением в физике, давшим целый ряд замечательных научных работ. Лев Ландау получил в 1962 году Нобелевскую премию в знак признания заслуг в построении теоретической модели сверхтекучести жидкого гелия[71].

Нильс Бор трижды рекомендовал нобелевскому комитету кандидатуру Петра Леонидовича: в 1948, 1956 и 1960 годах. Однако присуждение премии произошло только в 1978 году. Противоречивая ситуация с приоритетом открытия по мнению многих исследователей науки привела к тому, что Нобелевский комитет многие годы тянул с присуждением премии советскому физику. Аллен и Майзнер не были отмечены премией, хотя научное сообщество признаёт их важный вклад в открытие явления[72][73].

Гражданская позиция

Историки науки и те, кто близко знал Петра Леонидовича, описывали его как многогранную и своеобразную личность. Он сочетал в себе многие качества: интуицию и инженерное чутьё физика-экспериментатора; прагматизм и деловой подход организатора науки; независимость суждений в общении с властями[13][74].

Если нужно было решать какие-то организационные вопросы, Капица предпочитал не звонить по телефону, а написать письмо и в нём ясно изложить суть дела. Такая форма обращения предполагала столь же ясный письменный ответ. Капица считал, что в письме труднее «замотать» дело, чем в телефонном разговоре[43]. В отстаивании своей гражданской позиции Капица был последователен и настойчив, написав около 300 посланий высшим руководителям СССР, затрагивающих самые острые темы. Как писал Юрий Осипьян, он умел разумно сочетать разрушительный пафос с созидательной деятельностью[43].

Известны примеры того, как в сложное время 1930-х годов Капица защищал своих коллег, попавших под подозрение силовых структур. Академики Фок и Ландау обязаны своим освобождением Капице. Ландау выпустили из тюрьмы НКВД под личное поручительство Петра Леонидовича. Формальным предлогом стала необходимость поддержки со стороны физика-теоретика для обоснования модели сверхтекучести. Между тем обвинения против Ландау были чрезвычайно серьёзными, так как он открыто выступал против власти и действительно участвовал в распространении критических по отношению к господствующей идеологии материалов[33].

В 1966 году подписал письмо 25 деятелей культуры и науки генеральному секретарю ЦК КПСС Л. И. Брежневу против реабилитации Сталина[75]. Капица также защищал опального Андрея Сахарова. В 1968 году на заседании Академии Наук СССР Келдыш призвал членов академии осудить Сахарова, и в его защиту выступил Капица, заявив, что нельзя выступать против человека, если не удалось предварительно познакомиться с тем, что же он написал. В 1978 году, когда Келдыш ещё раз предложил Капице подписаться под коллективным письмом, тот вспомнил о том, как Прусская академия наук исключала из своего состава Эйнштейна, и отказался подписывать письмо[76][77].

8 февраля 1956 года (за две недели до XX съезда КПСС) на заседании физического семинара Капицы с докладом о проблемах современной генетики выступили Николай Тимофеев-Ресовский и Игорь Тамм. Впервые с 1948 года состоялось официальное научное заседание, посвящённое проблемам опальной науки генетики, которое пытались сорвать сторонники Лысенко в Президиуме АН СССР и в ЦК КПСС. Капица вступал в полемику с Лысенко, пытаясь предложить ему усовершенствованный метод экспериментальной проверки совершенства квадратно-гнездового метода посадки деревьев[78]. В 1973 году Капица в письме обратился к Андропову с просьбой освободить супругу известного диссидента Вадима Делоне[77]. Капица принимал активное участие в Пагуошском движении, выступая за использование науки исключительно в мирных целях[79].

Даже во времена сталинских чисток Капица поддерживал научный обмен опытом, дружеские отношения и переписку с зарубежными учёными. Они приезжали в Москву, посещали институт Капицы. Так, в 1937 году лабораторию Капицы посетил американский физик Уильям Уэбстер. В СССР несколько раз приезжал друг Капицы Поль Дирак[72].

Капица всегда считал, что преемственность поколений в науке имеет большое значение, и жизнь учёного в научной среде приобретает настоящий смысл, если он оставляет учеников. Он всячески поощрял работу с молодёжью и воспитание кадров. Так, в 1930-е годы, когда жидкий гелий был большой редкостью даже в лучших лабораториях мира — студенты МГУ могли получить его в лаборатории ИФП для экспериментов[38].

В условиях однопартийной системы и плановой социалистической экономики Капица руководил институтом так, как сам считал необходимым. Первоначально в качестве «партийного заместителя» он назначением свыше получил Леопольда Ольберта. Через год Капица избавляется от него, выбрав себе заместителя сам — Ольгу Алексеевну Стецкую. Одно время в институте вообще не было начальника отдела кадров, и вопросами персонала ведал сам Пётр Леонидович. Он весьма свободно самостоятельно распоряжался бюджетом института, не считаясь со схемами, навязанными свыше. Известно, что Пётр Леонидович, увидев беспорядок на территории, распорядился уволить двух из трёх дворников института и оставшемуся платить тройной оклад. В Институте физических проблем работало всего 15-20 научных сотрудников, а всего в нём числилось около двухсот человек, тогда как обычно штат профильного НИИ тех времён.

Семья и личная жизнь

Отец — Леонид Петрович Капица (1864—1919), генерал-майор инженерного корпуса, строивший Кронштадтские форты, выпускник Николаевской инженерной академии, происходивший из молдавского шляхетского рода Капиц-Милевских (принадлежал польскому гербу «Ястржембец»)[13].

Мать — Ольга Иеронимовна Капица (1866—1937), урождённая Стебницкая, педагог, специалист по детской литературе и фольклору. Её отец Иероним Иванович Стебницкий (1832—1897) — картограф, член-корреспондент Императорской Академии наук, был главным картографом и геодезистом Кавказа, поэтому она родилась в Тифлисе. Затем из Тифлиса приехала в Санкт-Петербург и поступила на Бестужевские курсы. Преподавала на дошкольном отделении Педагогического института им. Герцена.

В 1916 году Капица женился на Надежде Черносвитовой. Её отец, член ЦК партии кадетов, депутат Государственной Думы Кирилл Черносвитов, был позже, в 1919 году, расстрелян. От первого брака у Петра Леонидовича родились дети:

  • Иероним (22 июня 1917 — 13 декабря 1919, Петроград)
  • Надежда (6 января 1920 — 8 января 1920, Петроград).

Умерли вместе с матерью от испанки. Похоронены все в одной могиле, на Смоленском лютеранском кладбище в Санкт-Петербурге. Пётр Леонидович тяжело переживал утрату и, как он сам вспоминал, только мать вернула его обратно к жизни[13].

В октябре 1926 года в Париже Капица близко познакомился с Анной Крыловой (1903—1996). В апреле 1927 года они поженились. Интересно, что предложение руки и сердца первой сделала Анна Крылова. Её отца, академика Алексея Николаевича Крылова Пётр Леонидович знал очень давно, ещё со времени комиссии 1921 года. От второго брака в семье Капицы родились два сына:

В СССР вернулись в январе 1936 года[12][13][16].

Вместе с Анной Алексеевной Пётр Леонидович прожил 57 лет. Супруга помогала Петру Леонидовичу в подготовке рукописей. После смерти учёного она организовала в его доме музей[26].

В свободное время Пётр Леонидович увлекался шахматами. Во время работы в Англии выигрывал первенство графства Кембриджшир по шахматам. Любил мастерить домашнюю утварь и мебель в собственной мастерской. Ремонтировал старинные часы[13].

Награды и премии

До 1934 года Капица с семьёй жил в Англии и регулярно приезжал в СССР на отдых и повидать родных. Правительство СССР несколько раз предлагало ему остаться на Родине, но учёный неизменно отказывался[22]. В конце августа Пётр Леонидович, как и в предыдущие годы, собирался навестить мать и принять участие в международном конгрессе, посвящённом 100-летию со дня рождения Дмитрия Менделеева[12].

Капица А.П., сын.

Чл.-корр. по Отделению океанологии, физики атмосферы и географии, специализация «геоморфология» с 1970 г. Лауреат Государственной премии СССР (1971, за участие в создании Атласа Антарктики, в составе авторского коллектива), премии им. Д.Н. Анучина (1972) за антарктические исследования.

Капица Андрей Петрович (09.07.1931 г. Кембридж, Великобритания — 02.08.2011, г.Москва), физико-географ, геоморфолог, гляциолог. Сын акад. П.Л. Капицы. Окончил экстерном школу рабочей молодежи № 7 в г. Ленинграде. В 1948-1953гг. учился на географическом ф-те МГУ. Во время учебы наибольшее влияние оказали профессора Н.Н.Зубов, А.И.Спиридонов, Н.И.Маккавеев, К.К.Марков. После окончания университета был оставлен для научной работы на факультете в лаборатории экспериментальной геоморфологии. В 1955-1964 гг. принял участие в четырех Советских Антарктических экспедициях (1-ой — зимовка, 4-ой — зимовка , 6-ой и 9-ой — сезонных), где участвовал в трех санно-гусеничных походах: Мирный — Пионерская (1957). Мирный — Восток — Южный Полюс — Восток (1959-1960), Восток — Полюс Недоступности — Молодежная (1963-64). Во время этих экспедиций провел измерения толщины ледникового покрова Антарктиды, на базе которых им была создана карта рельефа подледного ложа Антарктиды. В 1958 г. защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата наук на тему: “Морфология ледникового покрова Восточной Антарктиды”; в 1965г. — докторскую: “Подледный рельеф Антарктиды”. В 1966-1970 гг. – профессор кафедры геоморфологии, декан Географического факультета МГУ. В 1967-69гг. возглавлял Восточно-Африканскую Комплексную экспедицию по изучению рифтовых зон Африки. В 1970 г. избран членом-корреспондентом АН СССР и назначен Председателем Президиума Дальневосточного Научного Центра АН СССР и Членом Президиума АН СССР. В 1971 г. создал во Владивостоке Тихоокеанский институт Географии ДВНЦ АН СССР и стал его первым директором. В 1978 г. вернулся в Москву в связи с ухудшением здоровья. В 1980 году назначен заместителем Главного ученого секретаря АН СССР и председателем Научного Совета по Выставкам АН СССР (1980-1992гг.). Одновременно по просьбе академика К.К.Маркова стал заведующим кафедрой Общей физической географии и палеогеографии Географического факультета МГУ (1979-1987). В 1987 г. под его руководством кафедра Общей физической географии и палеогеографии была преобразована в кафедру Рационального природопользования.
В Московском университете создал и читает курсы лекций: “Введение в рациональное природопользование” для студентов 2 курса, “Актуальные проблемы рационального природопользования” для студентов 5 курса и “Рациональное природопользование — географический метод изучения окружающей среды” для магистров 1 года обучения. Руководитель темы “Взаимодействие человека и окружающей среды (фундаментальная)”, международного научного проекта по экологии Арктики с полярным институтом им. Скотта Кембриджского университета, международного научного проекта по разработке и внедрению образовательной магистерской программы “Применение дистанционных методов и ГИС в геоэкологии и природопользовании”, руководитель научно-образовательной темы по гранту правительства Москвы “Экология офиса и жилища”, член Ученого Совета географического факультета. Совета по присуждению ученых степеней на факультете, Ученого Совета МГУ, Учебно-методического объединения университетов России (УМО), редакционной коллегии ВИНИТИ РАН, президент международного фонда «Экология человека», участвует в работе Экологического Совета Государственной Думы. В 1996 г., совместно с британскими учеными, сделал крупнейшее географическое открытие ХХ века: подледное озеро Восток в Антарктиде (о возможности существования этого озера им была выдвинута гипотеза еще в 1957г.).
Лауреат Государственной премии СССР (1971) за создание Атласа Антарктики, премии им. Д.Н. Анучина (1972) за антарктические исследования.
Заслуженный профессор МГУ (1996), Почетный работник Высшего профессионального образования Российской Федерации (2001), Заслуженный деятель науки Российской Федерации (2002).
Автор более 120 научных работ, в том числе монографий по гляциологии Антарктиды, Восточно-Африканским рифтовым системам и географическому прогнозу.
Соч.: Современный ледниковый покров Восточной Антарктиды и его динамика. М., 1958 (в соавторстве); Динамика и морфология ледникового покрова Центрального сектора Восточной Антарктиды. М., 1961; Карта подледного рельефа Антарктиды” и др. (в атласе Антарктики. М., 1966; Подледный рельеф Антарктиды. М., 1968; Через полюс на экватор. М., 1970; Восточно-Африканская рифтовая система. Т. 1-3, (в соавторстве). М.,1974; География Мирового океана. Северный Ледовитый океан и Южный океан. М., 1984; Прогнозно-географический анализ территории административного района. М.,1984; A large deep freshwater lake beneath the ice of central East Antarctica, (в соавторстве). Nature, Vol. 381, 1996; Противоречия в теории озоновых дыр. Оптика атмосферы и океана. РАН, 1996; Подтверждение гипотезы о естественном происхождении Антарктической озоновой дыры, (в соавторстве); Доклады Академии наук,1999,т.366, №4. С. 543-546.
Лит.: Краснопольский А.В. Отечественные географы. С-Пб., 1993; Профессора и доктора наук МГУ им. М.В. Ломоносова. М., 1998; Ученые Московского университета – действительные члены и члены-корреспонденты РАН. Изд-во МГУ, 2005.

Реклама