Техника - молодёжи 1946-02-03, страница 16

аилов остановился на изучении проблем, связанных со зрением. Какими побуждениями был обусловлен этот выбор? Об этом когда-нибудь расскажет сам Сергей Иванович. Внимательно следя за его воодушевленными рассказами о науке вообще, мы можем лишь догадываться, что он был издавна покорен чудесной перспективой тех новых возможностей, которые открывает наука для усовершенствования, для обострения самого главного из всех наших физиологических чувств. Прекрасна задача — расширять границы зрения как способа познания природы, зрения как способа восприятия прекрасного. Но зрение и свет неразъединимы; тот, кто хочет обогатить возможности зрения, неизбежно придет к участию в празднике света и красок.

Но всякий праздник рождается в буднях. Как всегда, во всякой большой науке стимулом для исследования, для постановки новых проблем и вопросов оказывается неудовлетворенность сущим, стремление раздвинуть границы постигаемого, получить новую пищу для творчества. Ученый наслаждается ощущением могущества знания, «свободного от произвола человеческих ощущений и инстинктов». наук|«* «в которой человек стал рассматриваться как одно из проявлений природы наряду с другими». Чудесна сила интуитивного проникновения в сущность явлений природы. Вавилов-популяризатор называет ее «бессознательной оптикой», выражающейся, например, в словах Тютчева: «Снова жадными очами свет живительный я пью», или Есенина: «И брызжет солнце горстью свой дождик на меня». В этих интуитивных с дарениях мышление поэта сближается со знанием ученого, который непререкаемой логикой фактов постигает телесную, вещественную природу света, этой субстанции, которая в народном словоупотреблении постоянно «режет» глаз, «бьет» в окна, «проливается» потоком. Вавилова-исследователя больше всего занимает тайна (рождения этого света, этих волн, оказавшихся одновременно потоком раздельных порций энергии, к восприятию которых так поразительно приспособлены живые существа и растения.

К раскрытию этой тайны ведут различные дороги. О ней рассказывают многоцветные, прочеркнутые темными линиями поглощения полоски спектра. Она открывается и при наблюдении перестроек электронных оболочек атомов, при взаимодействии молекул, сопровождающемся свечением. Это свечение может быть ослепительным, если оно вызвано грубым и могучим воздействием бешеного накала, возникает в жаре пламени. Но его же можно извлечь в виде нежного холодного свечения действием световых же лучей, ударами световых частиц о вещество. Ищущему взору исследователя пред-ста вл я юте я здесь и мгновенные, иногда миллиардную долю секунды длящиеся вспышки свечения в жидкости, называемые флюоресценцией (по-латыни «флюо»— теку), и более продолжительные сияния в твердом теле, именуемые фосфоресценцией¹ (по-гречески «фос» — свет, «форос» — несу>.

По мере выяснения механизма собственного свечения тел под действием света это явление становится из объекта наблюдения средством исследования. Узнавая, как ведут себя различные молекулы при поглощении света, как происходит преобразование поглощенной ими энергии в другие виды энергии, как они обмениваются энергией и избыток ее излучают, можно прилги к умению определять состав вещества по его свечению. Голубая флюоресценция сахарного сиропа указывает на содержание в нем картофельной патоки; примесь спорыньи в муке легко может быть открыта по красноватой окраске ее излучений; по-разному светятся ткани? из шелка, хлопка, шерсти, вискозы; по-разному флюоресцируют бензины разных сортов и т. д.» т. п„ К этой интерес-неишей области исследований Вавилов привлекает группу инициативных исследователей, и на протяжении десяти лет в его работах (а за это время их опубликовано свыше сорока) и в работах его сотрудников и учеников решаются основ* ные проблемы, связанные с люминесценцией. Отныне без упоминания этих работ нигде в мире не может появиться ни одно порядочное исследование в этой области.

В 1932 году С. И. Вавилов избирается действительным членом Академии наук СССР. Надо приступать к формированию академической физики. В это же время С. Орджоникидзе предлагает ему взяться за научное руководство Оптическим институтом. Это огромный дополнительный груз на плечи. Но можно ли отказаться от такого многообещающего предложения? Оптический институт должен стать центром создания замечательных приборов, которые предельно обостряют естественную зоркость глаза, приближают к нему далекие миры и делают зримыми нечезающе-малые предметы. Между этими крайностями находится разнообразнейшая аппаратура, помогающая человеку в труде и вооружающая его в боевую страду. Здесь, в Оптическом институте, производятся сложнейшие расчеты кривизны разнообразнейших линз, — сочетание которых создает «искусственный глаз» фотообъектива, —- из которых складываются трубки дальномеров. И Сергей Иванович делает все от него зависящее* чтобы индивидуализированное искусство этих .расчетов, полумагию, превратить » индустриализированное н гибкое орудие исследования, В Оптическом институте создан изумительный, не имеющий равных отдел—-целая фабрика математических исчислений, продукцией которой являются рецепты новых

14

оптических систем. В Оптическом институте открываются секреты плавки стекол, составлявшие некогда вековую привилегию немногих фирм. И вот они уже превзойдены, эти секреты, под маркой ГОИ. Здесь совершенствуются, способы обработки стекла, здесь академик Гребенщиков создает свои всемирно известные полировальные пасты, здесь изобретаются новые оптические приборы разнообразнейшего назначения, открываются новые возможности того же микроскопа, которые до работ академика Линника казались уже исчерпанными.

Значительная доля успеха этих работ обязана и воле, и труду, и знаниям научного руководителя института.

Как ни важна работа над приложениями науки для практики, как ни отвечает она устремлениям ученого, но он полностью отдает себе отчет, что эта pa6oia должна питаться идеями и находками на более обширном исследовательском пути. Не оставляя руководства Оптическим институтом, Вавилов принимается за создание Физического института Академии наук — института, который охватывал бы изучение явлений ©о всем диапазоне электромагнитных воин — от ( ультракоротких, находящихся за пределами видимой части спектра,., до наиболее длинных радиоволн. Задача осложняется переездом Академии наук в Москву. Но С. И. Вави- | лов не отступается от нее. Деля время между Москвой и Ленинградом, ©ведя свою жизнь в рамки предельно жесткого расписания: встреч поездов, исследований, он в крат* чайшие сроки добивается превращения маленькой лаборатории © разветвленный, многозвенный целостный исследовательский организм.

Продолжается и его непосредственная лабораторная работа по исследованию люминесценции, в ходе которой им, совместно с аспирантом П. А. Черенковым и сотрудниками И. Е, Таммом и Е. М, Франком, сделано одно из выдающихся открытий советской физики: обнаружен новый вид свечения различных веществ под действием гамма-лучей радия. Установлено, что это не обычная люминесценция, а совершенно новый вид свечения, обусловленный движением в веществе электронов со скоростями, превышающими скорость света в этом веществе. В оптике открывается новая глава — оптика «сверхсветовых» скоростей.

С ленинградской⁵ группой своих сотрудников С. И. Вавилов осуществляет серию работ, посвященных исследованию квантовой, «частичной» природы света. Высокая изобретательность, изящество эксперимента С. И. Вавилова прекрасно иллюстрируется на примере этих исследований.

Нужно сказать, что световые частички, кванты, которые посылает нам Солнце, попадают на Землю в неимоверно больших количествах. Слой воды толщиной в 1 сантиметр под лучами солнца может нагреться в течение 30 секунд на целый градус. Для этого нужно, чтобы на каждый квадратный сантиметр поверхности упало и поглотилось число квантов, которое в пять миллиардов раз превышает количество всех жителей земного шара. И вот С. И. Вавилов придумал прибор, который позволяет наблюдать... отдельные кванты! Он воспользовался для этого высокой чувствительностью глаза, способного зрительно почувствовать очень небольшое число квантов.

Источником квантов является в этих опытах маленькое, слабо светящееся пятнышко. Яркость его можно ослаблять по произволу. Исследователь исходит нз предположения, что при большом ослаблении яркости источника света от него попадает в глаз только небольшое количество квантов. Кванты эти нзлучаются атомами, которые друг от друга совершенно не зависят. Поэтому в потоке квантов не может быть никакой регулярности: иногда их будет больше, иногда меньше. Если бы источник света был достаточно ярким, число излучаемых квантов было бы огромно, и случайные отклонения от среднего нх количества были бы практически незаметны. «Точно так же, например, — замечает по этому поводу сам С. И. Вавилов, — процентные колебания в числе новорожденных за год в большом городе ничтожны, и это число статистик предсказывает с большой точностью* но число рождений в небольшом доме того же города за год будет колебаться в чрезвычайно широких пределах, и предсказания статистика в этом случае, несомненно, окажутся ошибочными».

Сравнение очень точшж Оно помогает понять, что и в случае ослабления источника света, когда за секунду из него будет излучаться небольшое количество квантов, колебания в их числе должны быть очень заметны.

Глаз должен это воспринять как колебания яркости источника света.

Все эти предпосылки подготовляют замысел красивого опыта, который дает одно из самых прямых и непосредственных подтверждений теории квантов. Предположение не* следователя о вероятном существовании колебаний источника света ослабленной яркости может оправдаться только в том случае, если справедлива теория квантов. Практически опыт должен быть поставлен так, чтобы яркость источника света понижалась постепенно. Если она опустится ниже того предела, до которого глаз еще чувствителен к раздражениям, которые производят удары квантов, наступит тьш. Как только число квантов, поступающих в глаз, превысит эгот ниж*