10
«Это было в тяжелые годы гражданской войны. Транспорт работал в Петрограде с перебоями. Иогда он совсем замирал. В эти дни за Невской заставой можно было видеть немолодого седобородого человека, который, опираясь на палку, щелровым, неторопливым шагом. Он щелл пешком с Васильевского острова, с противоположного конца города, где жил в небольшей университетской квартире, чтобы вместе с товарищами принять участие в налаживании производства оптического стека. Что гнало пожилого профессора в заводскую laboratorию из руководного им института, где тоже хватало работы? Не тот ли связенный огонь науки, что перевоплощает ученого в борца и не дает иссякнуть человекским силам?» *).
*) А. Н. Осиновский, А. Ф. Коонков. Д. С. Рождественский. М., «Просвещение», 1974, с. 3.
Познакомимся пользовке с этим удивительным человеком.
Дмитрий Сергеевич Рождественский родился 7 апреля 1876 года в Петербурге, в семье талантливого русского педагога Сергея Егоровича Рождественского, по учебникам русской истории которого обучалось несколько поколений гимназистов. Он получил хорошее домашнее воспитание, прекрасно владел немного, англійским и французским языками и окончил гимназию с серединой медалью (подвела четверка по русскому языку и литературе на выпускных экзаменах). Его любимыми предметами были физика, химия и биология, и он сохранил эту любовь на всю жизнь.
В 1894 году он поступил на естественное отделение Петербургского университета и в течение года изучал биология и химию. Но интерес к физике победил, и сдав положенные экзамены, Рождественский вновь поступил на первый курс теперь уже математического отделения, где изучали также механику, физку и астрономию. Занимаясь в университете, он посещал далеко не все лекции (тогда это разрешалось студентам), но затого работал самостояльно. Правда, потом он желал, что посещал мало лекций, и считал, что надо было бы ходить хотя бы на все лекции по физике, которые сопровождаются демонстрационными опытами. Он придавал очень большое значение этим опытам и однажды, уже будучи профессором в том же университете, отменил в последний момент лекцию, когда убедился, что демонстрационные эксперименты плохо подготовлены.
Потеряв год в начале университетских занятий, он вынужден был сделать то же самое и на последнем курсе. Случилось так, что в 1899 году, перед самой сдачей выпускных экзаменов, в университете началась студенческая забастовка. Царское развитие отделало распоряжение проводить экзамены под охраной поли-
11
Д. С. Рождественский (1876—1940).
цини. Многие студенты, и среди них Д. С. Рождественский, отказались сдавать экзамены в присуствини полицейских. Вследующем году он получил диплом с отличием и был оставлен в университете, как тогда говорили, для подготовки к профессорскому званню.
В качестве узкой специализности он выбрал оптику, хотя научных руководителей в этой области физики в университете не оказалось. Более того, большинство университетских профессоров считало, что их дело преподавать, а не занимается научкой. Но Дмитрий Сергеевич, по его же словам, «наплевал на эти взгляды… и начал работать». Самостояльность и независимость в научке были главными чертиями его личности.
Работать в одиночку, конструкция и собирая необходимую для оптовой аппаратуру, было нелегко даже такому упорному и трудолюбивому человеку. Поэтому начаты в 1903 году исследования были оформлены в виде магистерской диссертации и зашищены только в 1912 году. Правда, tremя годами позже он ужеащитил докторскую диссертацию и вскоре был избран заведующим Физическим институтом Петроградского университета. Это был редкий случай в русской физике, когда кому-то удавалось ввести крупный вклад в мировую науку, оставясь у себя дома, в России. Заканчивая последнюю список Д. С. Рождественского, укажем, что в 1925 году он был избран членом-корреспондентом Академии наук, а в 1929 году — академиком.
Чем же обогатил научку этот виддающийся советский ученый?
Он начал思索 исследования с изучения аномаленной диссертации света в парах целочногого металла натрия. В знаменитом опите Ньюотона свет, прохождение стеклянную признаку, разлагался в цветной спектр. Из этого опыта следует, что показатель преломления зависит от цвета (или от длины волны). Эту зависимость называют диссерсей. Так как признака в опите Ньюотона сильнее всего преломляет фиолетовые лучи и слабее всего красные, мы можем утверждать, что преломление тем сильнее, чем меньше длины волны. Для произвольных тел в видимой области спектра зависимости показателя преломления от длины волны достаточно хорошо описывается следующей формулой:
где и — постоянные величины, характеризующие данные вещество. Такая зависимость называется нормальной диссерсей.
Но еще в 1862 году французский физик Леру, пропуская свет сквозь призму, наполненную парами йода, обнаружил нарушение этой закономерности. Пары йода сильно поглощают свет нескольких определенных длин волн. Разложив свет, который прощел через эти пары, в спектр,
12
Рис. 1.
мы видим в нем ряд темных линей — их называют линями поглощения. Оказалось, что вблизи этих линей коэффициент преломления у более длинных волны выше, чем у более коротких. Аналогичное явление наблюдается при прохождении света сквозь пары натрия (рис. 1) и других веществ, у которых линей поглощения лежат в видимой области спектра. Это явление получило название аномальный дисперсии. Теория аномального дисперсии была создана немецким физиком Зельмейером еще в 1871 году, но долго времени не имела надежной экспериментальной проверки. Определение показателя преломления вблизи линей поглощения оказалось необсячайно сложным делом из-за сильного поглощения света.
Д. С. Рождественский разработал оригинальный метод точно определения показателя преломления не только вблизи линей поглощения, но даже внутри самого линей. Полученные им данные об изменении показателя преломления вблизи линей поглощения паров натрия подтвердили справедливость теории Зельмейера. Но у этой работы был еще более важный результат. Метод Рождественского позволяет точно определить интенсивность двойных спектральных линей (дублетов), или, как говорили в то время, относение чисел выбратов, излучающих каждую из этих линей. Оказалось, что у многих веществ относение интенсивностей соседних линей в dubлетах выражается небольшими целыми числами. Рождественский определил величины этих относений для большинства dubлетов целочильных металлов и показал, что они не зависит ни от температуры, ни от давления паров, а определяются свойствами самих atoms и исследуемых веществ. В докторской диссертации он писал об этом так: «Найденные простые относения должны, оченьindo, соответствовать какой-то очень простой черте в строении atoms и молекул. Но в чем заключается эта простота, при современных данных об atomах еще решить невозможно». Напомним читательм, что это было написано в самом начале 1915 года, когда теория atoma, предложенная Нильсом Бором, делала еще первые шаги.
Как показала в дальнейшем квантовая механика, относение интенсивностей характеристирует вероятности перехода электронов с одной орбиты atoma на другую и является очень важной характеристикой atoma. Один из учеников Рождественского профессор В. К. Прокофьев так охарактеризовал значение работ своего учителя: «Излучение atoms, спектральные линей характеристиются двумя величиными: длиной волны и интенсивностью. Закономерности для длины волн спектральных линей установлены Бором в Копенгагене. Метод определения их интенсивностей дан на другом конце Евровы — в Петрограде».
Первоначально теория Бора объясняла только строение atoms водорода и однократноонизированного atoma геля, у которой в электронной области остается всего один электрон. В труднейшие годы гражданской войны и интервенции, голода и хозяйственной разрухи, в неммо-
13
верно неблагоприятных для занятия научкой условий, да еще при полной изоляции от всей мировой науки, Д. С. Рождественский нашел основные идеи дальнейшего развития теории Бора. В научном докладе на тему «Спектральный анализ и строение атома», который он прочитал в 1919 году, на праздновании первой годовшины Государственного оптического института, Рождественский четко сформулировал основные положения, благодаря которых теория Бора была применена сначала к спектрам атомов щелочных металлов с одним электромом во внешней оболочке, а затем и к спектрам любы atomов.
Как выяснили впоследствии, такие же идеи были использованы Арналдом Зоммерфельдом, Эрвином Шредингером и рядом других выдающихся зарубежных физиков при развитиии и совершенствовании теории Бора.
Претворяя в жизнь свои идеи, Рождественский осуществил классический анализ спектра нана магниния, линни которого близки к линям нейтрального атома щелочного металла натрия. Эта работа последulla образцом для многочисленных анализов спектров ионов различных элементов, выполненных в последующие годы.
Д. С. Рождественский внес крупный вклад в теории микрокоспа. Изобретенный еще в XVII века, микрокосоп вскоре нашел множество применений. Оdnako теория этого важного оптического прибора была создана только в начале нашего века. Геометрическая оптика позволяет расчитать увеличение микрокоспа. Но она не может дать ответ на вопрос о том, каковы предельные размеры тела, которые еще можно увидеть при помощи микрокоспа. (Ведь мы знаем, например, что обычный микрокосоп не позволяет увидеть atoms и молекул.) Она также ничего не может нам сообщить о характеристике и проискождения дифракционных и интерференционных полос,
Рис. 2. Интерференционные круги у крахмального зерна картофеля в воде. Диаметр зерна равен 9 микронам.
сопровождающих (и искажающих) изображение объектов в микрокоспе (рис. 2). Для этого нужно теория, учитывающая взаимодействие световых волн, отраженных расматриваемых в микрокоспоп объектами. Автором первой такой теории был немецкий физик-оптик Аббе. Но теория Аббе относлась к специальному слугую, когда расматриваемый объект освещается путем коферентных лучей. Такие лучи имеют одинаковую длину волны и неизменную разность фаз колбаний. На практике этот слугуй обычно не реализуется. Другой предельный слугуй в теории микрокоспа рассмотрел советский физик академик Л. И. Мандельштам. В этом случае изучаемый объект сам светится некогерентным светом. Обе теории учитывали только дифракционные явления. Д. С. Рождественский создал теории микрокоспа, работающего в условиях обличного освещения. В ней учитывались также и интерференционные эффекты. При этом он нашел практические пути повышения эффективности микрокоспопических исследований.
Дмитрий Сергеевич был не только физиком, но и глубоко образованным ботаником. Он много и охотно
14
работал с микрокопом. В статье «Чем овладел и что должен завоевать микрокопоп» он писал о Левенгуке: «Он сам плавил стекло, сам шлифовал, сам полировал, сам montировал лупы между середряными и золотыми дисками…, сам искал и находил объекты наблюдания. Подчеркиваю это потому, что в микрокоппин творит новое и совершенное тот, кто знает, для чего творит и что ищет». Эти же слова могли бы характеризовать и работы Рождественского. Какой бы область исследований ни занимался, он стремился войти в нее «до конца», со всеми ее тонкостями и деталями. Так в свое время он глубоко проник во все детали оптического произвольства и сам учился у мастер-оптика Александрова шлифовать точные оптические поверхности.
Заслужги Д. С. Рождественского в развитини советской физики далек не исчерпываются его личным вкладом в научку. Он был не только очень крупным ученым, но также прекрасным учительом и организатором научки.
В своей педагогической деятельности Рождественский очень высокоценил и стремился всчерчивать самостояльность в работе студентов. В lekциях он старался остававаться прежде всего на принципальных проблемах и на том, чего не было в учебниках, чтобы студенты сами потом разбиали более простые и хорошо известные разделы научки.
Смело вовлекая молодежь в самостоятельные научные исследования, он создал талантливую школьную советских физиков. К числу его учеников относятся академики А. А. Лебедев, И. В. Обренмов, Д. В. Скобельцын, А. Н. Теренин, В. А. Фок, членыкорреспондents АН СССР Е. Ф.Гросс, С. Э. Фриш и многое другое известные учены.
Рождественский принаджал к числу передовых русских ученых, которые стремились поставить научку на службу народу. Поэтому он с энтузизмом встретил Великую Октябрьскую социалистическую революцию, понимая, какие огромные возможности развития научки она открывает перед учеными. В первые же месяцев после революции он старално трудился над обеденным усилий разрозненных и весыма малочисленных групп Петроградских физиков-оптиков и вскоре внес в Народный комиссariat просвещения детально разработанный проект создания научного центра нового типа — Государственного оптического института (ГОИ). В нем он писал: «…при скромных средствах университетских физических laboratorий, при слабом развитию оптической промышленности в России централизация работников по оптике при государственной широкой поддержке необходимости и для чисто научных задач, и для правильного направления и подъема деятельности оптической техники и промышленности. Необходим оптический институт». Проектом предусматривался также организация при институте двух подчиненных ему предприятий — завода по производству оптического стека и завода оптической аппаратуры. Советское правительство поддержало эту идею, и 6 мая 1919 года наком просвещения А. В. Луначарский подписал декрет об учреждении Государственного оптического института.
Шла война. Молодая Красная Армия остро нуждалась в биоклях,стереотубах, оптических прицелах для орудий. А в стране неогда былокупить даже простые очки. Царская Россия не имела оптической промышленности и ввозила оптические приборы из-за границ, главным образом из Германии, где имелись знаменитые заводы Цейса. Именно на них работал Аббе, который, по словам Рождественского, оптическим снаряжением немецкой армии почти выигral первый мировую научку. В России же ничего незнал техническими приготовления оптического стека. Все это приходилось создавать
15
вать и разработать заново, практические на пустом месте. Но благодаря Государственному оптическому институту эти работы развивались так успешно, что уже к 1927 году наша страна полностью прекратила закупку оптического стекла зарубежом. Советская оптическая промышленность наладила производство не только биноклей и стереотруб, но и микросокопов, спектrografов, телесопов и другой сложной научной аппаратуры.
Грандиозная научно-техническая революция, произходящая в настоящее время, необычайно успешная науки и производства. Наука теперь играет огромную роль в жизни общества, она стала неосредственной производительной силой, которая готовит revoluciónный переворот во всех современных производств — и в металлургии, и в машиностроении, и на стропельных площадках, и на колхозных и совхозных полях. Эти перемены потребовали коренной перестройки производства, укрупнения и обедининия предприятия, создания фирм и научно-производственных объединений. В докладе А. Н. Косыгина на XXV съезд КПСС по этому поводу сказано следующее: «В десятий пятилетке создание производственных объединений в промышленности будет завершено. Обедининия — это качественное новое явление в управлении промышленным производством. Они представляют собой механическое соединение предприятия, а единый производство-хозяйственный комплекс, в котором организацией слиты науки и производство, широко развиты специализация и кооперрование».
Д. С. Рождественский придавал большое значение взаимодействию науки с производством. Так, в 1936 году он писал: «Мы одерживаем над старым миром одну победу за другой. Мы становимся на первое место в ряде отраслей промышленности и непрерывно завоевываем все новые первыые места… Теперь на очереди у нас — организация своего науки, показать нашу силу в науке и, главное, в научной организации промышленности. Особенно в такой промышленности, каккова оптическая, так как она не отделима от оптической науки».
Не удивительно, что Государственный оптический институт оказался в числе инцицаторов создания научно-proизводственных объединений. Организованное по его инцицативе более 10 лет назад Ленинградское оптическое объединение, в состав которого, кроме ГОИ, входят специальные конструкторы бюро, оптические заводы и другие подразделения, работает весом успешно. Недавно в обедининии создан самый крупный в мире оптический телесопс с диаметром зеркала 6 метров.
Нам хочется закончить эту статью смелой и дальновидной мечтой, который Д. С. Рождественский высказал еще в 1919 году, в конце своей речи на праздновании первой годовщины ГОИ.
«Видение уже недалекого будущего рисунется глазам. Каждый atom известен, возможность соединений в молекулы исследованы и могут быть расчитаны во всякий момент. Химия уже более не экспериментальная, а теоретическая наука. Какрой архитектор в справочной книжке находится метод расчета построек, так рядовой химик, сидя в своем кабинете, по определенным уравнением и таблицам нахождения осуществления сложнейших, необходимых для жизни химических соединений. Это власть над природой, подчинение ее человека в мере почти неоптической — в ней существость и душа техники. Ее даст знание atoma… мы и предугадать не можем, как преобразится жизнь человека в близкийшее десятилетие, когда загадача.atoma будет разгадана, когда тысячи, десяти тысяч ученых приложат волю к разрешению наряду с другими задачими этой, быть может, важнейшей, когда наука ежечасно будет приближаться к жизни.»