История развития академической физики в России

 

В статье рассмотрены основные вопросы становления физики в России. Описаны аспекты российской преподавательской и научной физической школы. Показаны основные научные направления в физики и математике созданные учеными России.

Ключевые слова: физика, математика, история физики, образование, ученый, эксперимент, университет, академия наук.

 

История развития физики в России, связана с её преподаванием в высших учебных заведениях. Наука физика, выделилась из обширной совокупности сведений по естествоведению, которую раньше называли «физикой» или «метафизикой». Занятия академической физикой в России начались в 1691 г. с преподавания братьями Лихудами в Москве в Заиконоспасской Славяно-Греко-Латинской академии «Физики» Аристотеля.

Первое место образовательного научного центра принадлежит Императорской Академии Наук в Санкт-Петербурге. Торжественное открытие Российской академии наук состоялось в августе 1725 года. Российская академия была призвана стать основным источником науки и выполнять функции по подготовке научной смены, обучая способных молодых людей и приобщая их к научным исследованиям (рис. 1).

В то время собственных ученых в России не было, и император Петр I вынужден был пригласить в академию европейских ученых. Первым академиком по физике был приглашенный в 1725 г., по рекомендации знаменитого профессора Вольфа, Христиан Мартини. В 1726 г появляется талантливый Георг Бильфингер (1693–1750), тоже ученик Вольфа. В «Commentarii academiae» напечатано ряд его работ о термометрах, барометрах, о капиллярности, статьи: «О причине тяжести от движения вихрей» и «О исправлении барометров», помещенных в сборнике «Кратком описании комментариев», представляют, первые работы по физике, напечатанные на русском языке. С 1728 года академия начала издавать свой первый научный журнал «Комментарии Петербургской Академии», где публиковались результаты важнейших исследований в области естествознания, физики, математики, работы по изучению страны и ее природных ресурсов [1, т. 1, с. 151].

С 1730 по 1733 гг. кафедру физики занимал знаменитейший Леонгард Эйлер. В то же время при академии с 1726 г. состоял механик и физик Иоган Лейтман, академическим механиком состоял приглашенный по рекомендации Эйлера Исаак Брюкнер.

Рис. 1. Здание Академии наук со стороны Невы. Ф.Дюрфельд,1792

 

С 1769 по 1801 г. кафедру возглавляет знаменитый механик-самоучка Иван Кулибин. С 1733 г. его заменил Георг Крафт, занимавший сначала должность астронома-наблюдателя. Крафт много потрудился по упорядочению физического кабинета академии. Ученик Крафта, адъюнкт Георг Рихман, был первым физиком-академиком, воспитанным в России; он у нас известен главным образом своей трагической смертью, последовавшей от удара молнией при опытах над атмосферным электричеством, так же известен как один из основателей учения о теплоте [1, т. 17, с. 212].

Академиком по химии был с 1741 по 1765 г. знаменитый Михаил Васильевич Ломоносов, известный работами по физике. Эйлер высоко ценил научные работы Ломоносова и писал президенту академии графу Разумовскому: «Все сии диссертации не только хороши, но и весьма превосходны, ибо он пишет о материях, которых поныне не знали и истолковать не могли самые остроумные люди, что он учинил с таким успехом, что я уверен в справедливости его изъяснений». Особенно интересна работа Ломоносова «Meditationes de caljris et frigoris causa» (1750), в которой изложены основные гипотетические тезисы механической теории тепла. В учебной литературе Ломоносов известен, как переводчик «Вольфиановой физики» (рис. 2).

В 1757 г. был приглашен в Академию Наук Франц Эпинус (1724–1802), наибольшей известностью пользуется сочинение «Tentamen theoriae electricitatis et magnetismi» (1759). После Эпинуса на кафедру механики был призван Иоганн Цейгер, он дал несколько ценных работ по оптике, о светорассеянии стекол. В 1807 г. вступил в академию Василий Владимирович Петров, известный работами «Собрание физико-химических новых опытов» (1801) и «Известия о гальванивольтовых опытах» (1803).

Рис. 2. Учебник физики М. В. Ломоносова 1746 г.

 

В 1826 г. в академию приглашен был Георг-Фридрих Паррот, профессор и ректор Дерптского университета. В 1828 г. Э. Х Ленц был назначен адъюнктом, в 1834 — академиком. Он открыл в 1834 общий закон сложных явлений индукции и точное количественное исследование индукционных переменных токов и магнитной индукции в электромагнитах; высказал одновременно с Джоулем, в Англии в 1844 г. «закон Джоуля — Ленца». А. Я. Кунфер в 1828 г, профессор Казанского университета, был назначен академиком по физике. Современником этих ученых был академик Б. Г. Якоби, профессор инженерного дела в Дерпте: известен работами по электромагнетизму [2, с. 254].

Московский университет был основан в 1725 г. Первым лектором физики был аббат Франкози. В 1758 г. физика перешла уже к И. Х. Керштенсу, он читал физику экспериментальную и теоретическую. В 1759 г. чтение физики перешло к И. Ю. Росту (1726–1791), он читал экспериментальную физику на латинском языке. После Роста чтение физики было поручено И. И. Страхову (1757–1813), воспитаннику Московского университета. В 1785 г. Страхов был инспектором университетских гимназий, назначен профессором физики. В 1791 г. Страхов прочел первую лекцию на русском языке: «О свойствах и химическом сложении атмосферного воздуха». С 1813 до 1827 г. преподавал физику И. А. Двигубский (1771–1839). В 1854 г. адъюнктом по кафедре физики назначен Н. А. Любимов (1830–1898), воспитанник Московского университета, автор известной «Начальной физики» (1876). В 1866 г. физику начал читать известный наш ученый А. Г. Столетов, создавший научную школу молодых ученых-физиков [2, с. 312].

Дерптский или Юрьевский университет, основан в 1802 г. Первым ректором и профессором физики в нем был известный Георг-Фридрих Паррот (1767–1852), воспитанник Штутгартской академии, впоследствии учёный Санкт-Петербургской Академии Наук, известный своими работами над осмосом и над теорией Вольтовых явлений. После переезда Паррота в 1826 г. в Санкт-Петербург, кафедру его занял сын его, Иоганн-Фридрих Паррот (1791–1841), воспитанник Дерптского университета, профессор физиологии. В то же время в Дерпте производил свои первые работы по электромагнетизму и его приложениям профессор по кафедре архитектуры Мориц Якоби (1801–1875). В 1866 г. фон Эттинген основал метеорологическую обсерваторию [3, с. 145].

Военно-медицинская (Медико-Хирургическая) академия в Санкт-Петербурге преобразована была в 1799 г. из Медико-Хирургических училищ в Санкт-Петербурге и Кронштадте, и первым профессором математики и физики при ней был известный В. В. Петров (1761–1834). Физический кабинет в академии был для того времени превосходный; в 1796 г. из Лондона было выписано много приборов. В 1833 г. кафедру физики, занял профессор химии С. Я. Нечаев, читавший физику по Майеру и Бедану. Когда в 1847 г. Н. Н. Зинин занял кафедру химии, чтение всего курса физики перешло к Измайлову, а затем И. А. Хлебникову, много способствовавшему расширению и упорядочению физического кабинета академии. После преобразования академии кафедра физики в 1884 г. поручена была Н. Г. Егорову, профессору Варшавского университета.

Казанский университет, основанный в 1804 г., до 1814 г. представлял собой лишь отделение Казанской гимназии, научную деятельность же начал с начала двадцатых годов. В 1823 г. на кафедру физики приглашен был А. Я. Купфер (1799–1865), после него работал ученый Э. Кнорр из Берлина. Подведомственная ему механическая мастерская расширилась и из рук приглашенного оптика Эренберга начали выходить отличные оптические трубы и микроскопы. Савельев написал сочинение «О гальванической проводимости жидкостей» (1853), удостоенной академией Демидовской премии. Место Савельева занял И. А. Больцани (1818–1876). С 1882 г. доцентом по физике стал Ф. Цомакион. В 1886 году кафедру физики занял Н. П. Слугинов и Д. А. Гольдгаммер.

В Харьковском университете, основанном в 1810 г., кафедру физики занял А. И. Стойкович, учёный из Австрии. Он обладал огромным энциклопедическим образованием. Физический кабинет в университете был обставлен довольно прилично. В него вошла коллекция, приобретенная от профессора прикладной математики И. И. Гута, известного астронома, занимавшегося и физикой и в 1808 г. перешедшего из Франкфуртского университета в Харьков. С 1839 г. физику преподавал В. И. Лапшин (1809–1888), воспитанник Санкт-Петербургского университета, из работ по физике стоит упомянуть «Опыт математического изложения физики» (Харьков, 1840). Кафедру физики с 1865 г. занял доцент А. П. Шимков, воспитанник Харьковского университета, защитивший в 1864 г. диссертацию «О сжимаемости газов» [3, с. 184].

Санкт-Петербургский университет был образован в 1819 г. из Главного Педагогического института. Кафедру физики и химии в нем занял М. Ф. Соловьев, читал физику и Н. П. Щеглов (1789–1831), с 1822 по 1830 г. напечатал 14 работ. В 1835 г. на кафедру физики был приглашен известный ученый Эмиль Ленц. Преемником Ленца по кафедре физики явился бывший его слушатель и помощник профессор физики Ф. Ф. Петрушевский. После началась научная деятельность профессора механики М. Ф. Окатова. С 1872 года были известны И. И. Боргман, который расширил практические работы по физике, Н. А. Герехус работал по акустике, а также ученый Н. Г. Егоров — специалист по спектральному анализу, А. С. Попов известный своими работами по изобретению радио.

При Петербургском университете состоит Русское Физико-Химическое Общество, издающее более 25 лет журнал и существующее своими средствами. Все прочие университеты издают «Известия» или «Записки», в которых помещаются статьи и по физике. В Нижнем Новгороде и Полтаве имеются небольшие общества или кружки.

Университет св. Владимира в Киеве открыт был в 1834 г. Первый преподавательский персонал взят был из профессоров бывшего Кременецкого лицея и в 1832 г. из Виленского университета. Первым физиком был И. Абламович (1787–1848), в 1837 г. преподавателем физики В. П. Чехович (1804–1862), профессор физики в Киевской Духовной семинарии. В 1858 г. назначен М. И. Талызин, воспитанник Сибирского университета, автор диссертации «О приливах и отливах». Заместителем его явился в 1815 г. известный М. П. Авенариус (1835–1895), а с 1874 г. учёный Н. Н. Шиллер [4, с. 215].

Новороссийский (Одесский) университет, преобразованный из Ришельевского лицея и открытый в 1865 г., пригласил на кафедру физики В. В. Лапшина (1809–1888), профессора Харьковского университета, который читал до 1870 г., занимаясь в то же время, главным образом, вопросами физической географии. С 1868 г. доцентом по физике назначен был Ф. Н. Шведов. С 1871 г. теоретическую физику читал Н. А. Умов — профессор Московского университета.

В Варшавском университете (г. Варшава входил в состав Российской империи), преобразованном в 1869 г. из «Главной Школы», первым лектором физики был Д. Булыгинский, магистр физики Московского университета по защите диссертации «Исследование о капиллярности некоторых соляных растворов» (1870). В 1875 г. место его занял С. И. Ламанский. В 1878 г. на кафедру физики приглашен был Н. Г. Егоров, с 1881 г. доцентом назначен был А. П. Соколов, известный своими работами по теории электролиза. В 1884 г. кафедру занял П. А. Зилов, в 1883 г. доцентом был назначен Б. В. Станкевич, тоже ученик Столетова, работы которого относятся главным образом к кинетической теории газов.

В 1917 г., Академия наук, бывшая Императорская, пришла с новым названием — Российская (РАН), отражавшим перемены в социально-политическом устройстве страны. В ее состав входили три отделения — Физико-математическое, Исторических наук и филологии, Русского языка и словесности. Первым выборным президентом Российской академии наук стал А. П. Карпинский [4, с. 279].

В 1918 году А. Ф. Иоффе был избран членом-корреспондентом Российской академии наук и начал активно работать над созданием физической науки Советской республики. Иоффе стал подлинным организатором школы советских физиков, которая сказала свое веское слово в развитии всей мировой науки.

Под руководством А. Ф. Иоффе была создана новая отрасль науки — термоэлектроэнергетика, решающая проблемы прямого преобразования световой и тепловой энергии в электрическую. Появляется институт физических проблем во главе с П. Л. Капицей. Вопросы покорения космоса были связаны с российским ученым К. Э. Циолковским, им была разработана первая теория космического полета с помощью многоступенчатых ракет и программы освоения планет Солнечной системы [5, с. 86].

Военный период отечественной физики известен значительным вкладом в победу над фашисткой Германией. Конец 40-х и начало 50-х годов двадцатого столетия ознаменовались тем, что Россия усилиями отечественных физиков стала ядерной державой. Запуск собственного ядерного реактора под руководством Игоря Васильевича Курчатова (1946 г.), испытание атомной (1949 г.),а затем водородной (1953 г.) бомб создали надежный щит от мировых угроз. В 1954 году в Советском Союзе была пущена в строй первая в мире атомная электростанция в г. Обнинск мощностью в 5 тыс. кВт, а в 1957 году спущен на воду первый в мире атомный ледокол. Ученые Академии наук выдвинули идею управляемого термоядерного синтеза и первыми развернули экспериментальные исследования в этой области.

Первыми из отечественных физиков лауреатами Нобелевской премии стали в 1958 году Павел Алексеевич Черенков, Игорь Евгеньевич Тамм и Илья Михайлович Франк за открытие и объяснение эффекта Вавилова-Черенкова — явления свечения жидкостей при движении в них сверхбыстрых электронов.

Учёным Н. Н. Семеновым открыты разветвленные цепные реакции. За исследования цепных химических реакций Н. Н. Семенову и английскому химику С. Хиншелвуду была присуждена Нобелевская премия в 1956 г. В 1962 году за разработку теории сверхтекучести жидкого гелия Нобелевская премия была вручена советскому академику Льву Давидовичу Ландау.

Широкую известность получили достижения ученых Академии в исследовании и освоении космоса. Запуск в 1957 г. первого в мире искусственного спутника Земли и полет Ю. А. Гагарина в 1961 г., ознаменовавшие начало космической эры человечества, стали возможны благодаря работам многих научных коллективов.

За основополагающие работы по квантовой электронике Н. Г. Басову, А. М. Прохорову и американскому физику Ч. Таунсу была присуждена Нобелевская премия в 1964 г. Лауреатом Нобелевской премии 1978 года стал академик П. Л. Капица за фундаментальные исследования в области физики низких температур [5, с. 123].

В связи с изменением политической и социально-экономической обстановки в стране в 1991 г. Академия Наук обрела новый статус Российской Академии наук. Президентом Академии избран академик Ю. С. Осипов. В настоящий момент академию наук возглавляет доктор физико-математических наук, профессор. В. Е. Фортов.

В 2000 академику Ж. И. Алферову присуждают Нобелевскую премию по физике за исследование гетероструктур. В 2003 г. нобелевскими лауреатами по физике становятся А. А. Абрикосов и В. Л. Гинзбург — за создание теории сверхпроводимости второго рода и теории сверхтекучести жидкого гелия; в 2010 г. К. С. Новосёлов и А. К. Гейм — за новаторские эксперименты по исследованию двумерного материала — графена.

Физическая наука России своим становлением и развитием обязана большому числу российских ученых. Стремление к новым знаниям и незаурядный талант учёных России позволил создать замечательные научные школы и университеты, известные во всём мире. Мировые открытия советских и российских ученых в 20-м и новом 21-м веке позволяют говорить о перспективах российской науки.

 

Литература:

 

1.      Кауфман, И. М. Брокгауза и Ефрона энциклопедический словарь //Большая советская энциклопедия: в 30 т. / Гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. —М.:Советская энциклопедия, 1971–1978.
2.      Розенбергер Ф. История физики. Пер. с нем. М.-Л.: ОНТИ, 1935–37.
3.      Дорфман Я. Г. Всемирная история физики с начала XIX до середины XX вв. М.: Наука, 1979, 317 с.
4.      Кудрявцев П. С. История физики. 2-е изд. М.: Учпедгиз, т.1, 1971, 423 с.
5.      Голубь П. Д. Физики от А до Я: Биографический справочник.- Барнаул: Изд-во БГПУ, 2002.-141 с.: ил.