В 1891 году Лебедев возвратился в Москву и по приглашению А. Г. Столетова начал работать в Московском университете в должности лаборанта. Но у Петра Николаевича был уже большой план научной работы.
Основные физические идеи этого плана были напечатаны молодым учёным в Москве, в небольшой заметке «Об отталкивательной силе лучеиспускающих тел». Начиналась она словами: «Максвелл показал, что световой или тепловой луч, падая на поглощающее тело, производит на него давление в направлении падения…» Исследование светового давления стало делом всей, к сожалению короткой, жизни Петра Николаевича: последняя незаконченная работа этого великого экспериментатора тоже была посвящена давлению света.
Из теории Максвелла следовало, что световое давление на тело равно плотности энергии электромагнитного поля. Экспериментальная проверка этого положения представляла большую трудность. Во-первых, давление очень мало и нужен чрезвычайно тонкий эксперимент для его обнаружения, не говоря уже о его измерении. И Лебедев создаёт свою знаменитую установку — систему лёгких и тонких дисков на закручивающемся подвесе. Это были крутильные весы с невиданной до тех пор точностью. Во-вторых, серьёзной помехой был радиометрический эффект: при падении света на тело (тонкие диски в опытах Лебедева) оно нагревается. Температура освещённой стороны будет больше, чем температура теневой. А это приведёт к тому, что молекулы газа от освещённой стороны диска будут отбрасываться с большими скоростями, чем от теневой. Возникает дополнительная отдача, направленная в ту же сторону, что и световое давление, но во много раз превосходящая его. Кроме того, при наличии разности температур возникают конвекционные потоки газа. Всё это надо было устранить. Лебедев с непревзойдённым мастерством искуснейшего экспериментатора преодолевает эти трудности.
Платиновые крылышки подвеса были взяты толщиной всего 0,01–0,1 мм, что приводило к быстрому выравниванию температуры. Вся установка была помещена в наивысший достижимый в то время вакуум. Пётр Николаевич сумел сделать это очень остроумно. В стеклянном баллоне, где находилась установка, Лебедев помещал каплю ртути и слегка подогревал её. Ртутные пары вытесняли воздух, откачиваемый насосом. А после этого температура в баллоне понижалась, и давление оставшихся ртутных паров резко уменьшалось.
Кропотливый труд увенчался успехом. Предварительное сообщение о давлении света было сделано Лебедевым в 1899 году, затем о своих опытах он рассказал в 1900 году в Париже на Всемирном конгрессе физиков. В 1901 году в немецком журнале «Анналы физики» была напечатана его работа «Опытное исследование светового давления». Работа получила высочайшую оценку учёных и стала новым, блестящим экспериментальным подтверждением теории Максвелла. В. Томсон, например, узнав о результатах опытов Лебедева, в беседе с К. А. Тимирязевым сказал: «Вы, может быть, знаете, что я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавая его светового давления, и вот ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами». Ф. Пашен писал Лебедеву: «Я считаю Ваш результат одним из важнейших достижений физики за последние годы».
К впечатляющим словам этих видных физиков можно добавить ещё то, что доказательство существования светового давления имело огромное философское и мировоззренческое значение. Ведь из факта существования давления электромагнитных волн следовал очень важный вывод о том, что они обладают механическим импульсом, а значит, и массой. Итак, электромагнитное поле обладает импульсом и массой, т. е. оно материально, значит, материя существует не только в форме вещества, но и в форме поля!
В 1900 году при защите магистерской диссертации Лебедеву была присуждена степень доктора наук, минуя степень магистра (редкий случай в истории науки). В 1901 году он становится профессором Московского университета. Так за десять лет работы был пройден путь от лаборанта до профессора, всемирно известного своими научными трудами.
В 1902 году Лебедев выступил на съезде немецкого астрономического общества с докладом, в котором вновь вернулся к вопросу о космической роли светового давления. В историческом обзоре этого доклада Лебедев напоминает о гипотезе Кеплера, который предположил, что отталкивание кометных хвостов Солнцем обусловлено давлением его лучей на частицы хвоста. Действие света на молекулу, указывает Лебедев, зависит от её избирательного поглощения. Для лучей, поглощаемых газом, давление обусловлено законом Максвелла, лучи, не поглощаемые газом, действие на него не оказывают. Лебедев ставит задачу определить давление света на газы.
На его пути оказались трудности не только экспериментального, но и теоретического характера. Трудности экспериментального плана состояли в том, что световое давление на газы во много раз меньше, чем давление на твёрдые тела. Это значит, что нужен ещё более тонкий эксперимент.
К 1900 году все подготовительные работы для решения сложнейшей задачи были выполнены. Лебедев настойчиво продолжает искать пути её решения. И только в 1909 году он делает первое сообщение о полученных результатах. За десять лет кропотливого труда построено не менее двадцати приборов, пришлось преодолеть, по словам Лебедева, чудовищные трудности, из-за которых он много раз бросал эту работу.
Работа потрясла своим мастерством и результатом учёный мир. Лебедев принимает поздравления, полные удивления и восхищения его искусством экспериментирования. Королевский институт Англии избирает Петра Николаевича своим почётным членом.
Результаты этого исследования были опубликованы в «Анналах физики» в 1910 году. Чтобы температура газа была одинакова везде, необходимо было обеспечить строгую параллельность лучей, в противном случае возникали бы сильные конвекционные потоки. Получить же строго параллельные лучи невозможно. Учёный находит остроумное решение: в исследуемый газ он вводит немного водорода, который обладает большой теплопроводностью. Поэтому разности температур быстро выравниваются. Чтобы избавиться от радиометрического эффекта, в опытах была использована камера с двумя каналами.
Кроме работ, связанных со световым давлением, Пётр Николаевич много сделал для изучения свойств электромагнитных волн. Статья Лебедева «О двойном преломлении лучей электрической силы» появилась одновременно на русском и немецком языках. В начале этой статьи Лебедев кратко излагает её цель и содержание: «После того как Герц дал нам методы экспериментально проверить следствия электромагнитной теории света и тем открыл для исследования неизмеримую область, естественно появилась потребность делать его опыты в небольшом масштабе, более удобном для научных изысканий…»
Усовершенствовав метод Герца, Лебедев получил самые короткие в то время электромагнитные волны длиной в 6 мм (в опытах Герца они были 0,5 м) и доказал их двойное лучепреломление в анизотропных средах.
Следует заметить, что приборы нашего учёного были настолько малы, что их можно было носить в кармане. Например, генератор электромагнитных волн Лебедева состоял из двух платиновых цилиндриков, каждый по 1,3 мм длиной и 0,5 мм в диаметре. Зеркала Лебедева имели высоту 20 мм, а эбонитовая призма для исследования преломления электромагнитных волн была высотой 18 мм, шириной 12 мм и весила около 2 г. Напомним, что призма Герца для этой же цели весила 600 кг. Миниатюрные приборы Лебедева всегда вызывали восхищение физиков-экспериментаторов.
Лебедев глубоко интересовался проблемами астрофизики, активно работал в Международном союзе по исследованию Солнца, написал ряд статей о кажущейся дисперсии межзвёздной среды. Открытие Хейлом магнетизма солнечных пятен направило его внимание на исследование магнетизма вращения.
В последние годы жизни его внимание привлекла проблема ультразвука. Этими вопросами занимались его ученики В.Я Альтберг и Н. П. Неклепаев. Сам Лебедев написал заметку «Предельная величина коротких акустических волн». Его ученики П. П. Лазарев и А. К. Тимирязев исследовали явление внутреннего трения в разреженных газах.
У Лебедева вообще было много учеников. Если в первой половине девяностых годов число их измерялось единицами, то к 1905 году их стало более тридцати человек: П. П. Лазарев, В. К. Аркадьев, С. И. Вавилов, Т. П. Кравец, А. К. Тимирязев и многие другие. Усвоив методы и стиль работы своего учителя, они продолжали его благородное дело. Успехи отечественной физики многим обязаны школе Лебедева. Чтобы руководить научной школой, надо обладать не только организаторскими способностями, но и быть исключительно эрудированным и разносторонним учёным. Таким и был Лебедев.
Сознавая свои прекрасные способности экспериментатора, Лебедев делал отсюда один вывод: он должен решать наиболее сложные задачи и работать на пределе своих сил. Это был учёный с чувством высокого гражданского долга перед своей родиной, перед своими учениками. В 1911 году Лебедев вместе с другими профессорами покинул Московский университет в знак протеста против действий реакционного министра просвещения Кассо. В этом же году Лебедев дважды получал приглашения из института Нобеля в Стокгольме, где ему предлагали должность директора прекрасной лаборатории и большую сумму денег, как для ведения работ, так и для личного пользования. Был поставлен даже вопрос о присуждении ему Нобелевской премии. Однако Пётр Николаевич не принял этого предложения, он остался на родине, со своими учениками, создав на частные средства новую лабораторию. Отсутствие необходимых условий для работы, переживания, связанные с уходом в отставку, окончательно подорвали здоровье Лебедева. Он умер 1 (14) марта 1912 года в возрасте всего лишь сорока шести лет.
К. А. Тимирязев отозвался на смерть Лебедева с болью от огромной утраты и страстным негодованием по поводу существующих порядков, мечтая о том времени, когда «„людям с умом и сердцем“ откроется, наконец, возможность жить в России, а не только родиться в ней, чтобы с разбитым сердцем умирать».
Великий русский физиолог Павлов телеграфировал: «Всей душой разделяю скорбь утраты незаменимого Петра Николаевича Лебедева. Когда же Россия научится беречь своих выдающихся сынов — истинную опору Отечества?»
В историю физики Лебедев вошёл как первоклассный экспериментатор, решивший ряд труднейших проблем современной физики.
ТОМАС МОРГАН

(1866–1945)
Томас Хант Морган родился 25 сентября 1866 года в Лексингтоне, штат Кентукки. Его отец Чарльтон Хант Морган, консул США на Сицилии, был родственником знаменитого магната Дж. П. Моргана, мать — Эллен Кей Морган. С детства Томас проявлял интерес к естествознанию. Он поступает в университет в Кентукки и заканчивает его в 1886 году. Летом, сразу после окончания учёбы, он поехал на морскую станцию в Эннисквам на побережье Атлантики, севернее Бостона. Это был последний год существования местной лаборатории. На следующий год группа, которая организовала эту лабораторию и ею руководила, приехала в Вудс-Хоул. В Эннискваме Томас впервые познакомился с морской фауной. Это знакомство захватило его, и с тех пор изучение морских форм привлекало его особый интерес в течение всей жизни.
Свою дипломную работу он сделал под руководством Вильяма Кейта Брукса, морского биолога. Брукс был превосходным учителем, воспитавшим целое поколение выдающихся американских зоологов. В 1888 году Морган перебирается в Вудс-Хоул, а летом этого же года стал работать на Государственной станции рыболовства. В 1890 году Томас возвратился в Вудс-Хоул на Морскую биологическую станцию, и все дальнейшие годы своей жизни большей частью проводил лето именно здесь. В том же году Морган сменил на посту руководителя отдела в Брайн-Маур-колледже. В 1897 году его избрали одним из попечителей морской станции, и он оставался им всю свою жизнь. То был год, когда станция и управление ею были захвачены «младотурками», и Морган оказался одним из новых попечителей, избранным в этот переломный период. Тогда же на станции появился Вильсон из Чикагского университета.
Именно Вильсон в 1904 году убедил его занять профессорскую кафедру в Колумбийском университете. В течение двадцати четырёх лет они работали в очень тесном общении.
Подобно большинству биологов-зоологов того времени, Морган был образован в области сравнительной анатомии и особенно описательной эмбриологии. Его диссертация касалась эмбриологии одного из видов морских пауков и сделана на материале, который он собирал в Вудс-Хоуле. Эта работа базировалась на данных описательной эмбриологии с выводами, простирающимися в область филогении.
Морган, подобно некоторым своим современникам из университета Джона Гопкинса, находился под сильным влиянием Х. Ньюэлла Мартина, который был физиологом и учеником Т. Г. Гексли. Вероятно, от него Морган приобрёл свою склонность к физиологическим подходам в биологии. Он рано почувствовал интерес к экспериментальной эмбриологии. Два лета Морган провёл на Неаполитанской биологической станции, куда первый раз поехал в 1890 году, а затем в 1895-м. Здесь он познакомился и сошёлся со многими из тех, кто способствовал развитию экспериментальной эмбриологии: с Дришем, Бовери, Дорном и Гербстом. Хотя Морган был уже и сам экспериментальным эмбриологом, но именно это общение направило его интересы по-настоящему в эту сторону. Они образовали группу исследователей, весьма активных как за рубежом, так и в США. То было волнующее время, так как ко всему у учёных был новый подход и постоянно возникали новые вопросы.
Проблемы, над решением которых Морган и другие эмбриологи тогда трудились, касались того, в какой степени развитие зависит от специфических формативных веществ, предположительно присутствующих в яйце, или испытывает их влияние. Как такие формативные вещества участвуют в развитии и каким образом они функционируют? Занимался молодой учёный и физиологическими исследованиями, но настоящую славу ему принесла генетика.
В конце XIX века Морган побывал в саду Гуго де Фриза в Амстердаме, где он увидел дефризовские линии энотеры. Именно тогда у него проявился первый интерес к мутациям. Сыграл свою роль в переориентации Моргана и директор биостанции в Вудс-Хоуле Уитмен, который был генетиком-экспериментатором. Он многие годы посвятил изучению гибридов между разными видами горлиц и голубей, но никак не желал применять менделевский подход. Это понятно, так как у голубей в этом случае получается, мягко выражаясь, мешанина. Странные признаки, не дающие красивое соотношение 3:1, смущали Моргана, и до поры до времени и он не видел выхода.
Таким образом, до 1910 года Морган, скорее мог считаться антименделистом. В том году учёный занялся изучением мутаций — наследуемых изменений тех или иных признаков организма.
Морган проводил свои опыты на дрозофилах, мелких плодовых мушках. С его лёгкой руки они стали излюбленным объектом генетических исследований в сотнях лабораторий. Их легко раздобыть, они водятся повсеместно, питаются соком растений, всякой плодовой гнильцой, а личинки поглощают бактерии. Энергия размножения дрозофил огромна: от яйца до взрослой особи десять дней. Для генетиков важно и то, что дрозофилы подвержены частым наследственным изменениям; у них мало хромосом (всего четыре пары), в клетках слюнных желёз мушиных личинок содержатся гигантские хромосомы, они особенно удобны для исследований.
С помощью мушки генетика к настоящему времени сделала множество открытий. Известность дрозофилы столь велика, что на английском языке издаётся ежегодник ей посвящённый, содержащий обильную разнообразную информацию.
Приступив к своим опытам, Морган вначале добывал дрозофил в бакалейных и фруктовых лавках, благо лавочники, которым мушки досаждали, охотно разрешали чудаку ловить их. Потом он вместе с сотрудниками стал разводить мушек в своей лаборатории, в большой комнате, окрещённой «мушиной». Это была комната размером в тридцать пять квадратных метров, в которой помещалось восемь рабочих мест. Там же варили корм для мух. В комнате обычно сидели, по меньшей мере, пять работающих.
Сейчас ясно, что экспериментальная техника Моргана была просто неподходящей для того, чтобы обнаружить то увеличение в частоте мутирования, которое должно было бы происходить под влиянием радия. Тем не менее учёный получил мутации, начал их изучать, и всё дальнейшее проистекло от этих, предположительно, спонтанных мутаций. Первой из этих мутаций, не первой из найденных, но первой, действительно имевшей большое значение, был признак белых глаз, который оказался сцеплен с полом. Это было крупное открытие.
С 1911 года Морган и его соратники начали публиковать серию работ, в которых экспериментально, на основе многочисленных опытов с дрозофилами, доказывалось, что гены — это материальные частицы, определяющие наследственную изменчивость, и что их носителями служат хромосомы клеточного ядра.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82