От Архимеда до Хокинга: Александр Григорьевич Столетов

Столетов А. Г.

Источник: Чех П. Александр Григорьевич Столетов 29 июля (10 августа) 1839 — 15 (27) мая 1896. Москва : Комсомольская правда, 2016. С. 2

Столетов Александр Григорьевич – выдающийся русский физик, один из основателей современной электротехники, доктор наук, профессор Императорского Московского университета (ИМУ), организатор первой в России учебно-исследовательской физической лаборатории.

Родился 10 августа 1839 года во Владимире, в семье небогатого купца, владельца бакалейной лавки и мастерской по выделке кож Григория Михайловича Столетова. Мать, Александра Васильевна, происходила из семьи купцов Полежаевых города Касимов Рязанской губернии. В семье Столетовых было шестеро детей и Александра Васильевна, будучи образованной женщиной, сама подготавливала их к поступлению в гимназию, обучая арифметике и русскому языку.

В 1849 году Александр поступил во Владимирскую губернскую гимназию. Окончив учёбу в гимназии в 1856 году с золотой медалью, поступил на физико-математический факультет Императорского Московского университета, который теперь называется Московским государственным университетом имени М. В. Ломоносова. Там он был в числе «казённокоштных» студентов, то есть, обучался и содержался полностью за счёт государственных средств, на «казённый кошт» в отличие от своекоштных; казённокоштным студентам предоставлялось жильё, питание, обмундирование, канцелярские принадлежности и учебная литература – это открывало дорогу к образованию молодым людям из малоимущих слоёв населения. В то время деканом физико-математического факультета был Михаил Фёдорович Спасский. После смерти М. Ф. Спасского кафедру физики возглавил Николай Алексеевич Любимов. Именно он в 1870-е годы поддержит Столетова при организации собственной физической лаборатории, однако, как исследователь Любимов на голову уступал своему предшественнику. В 1860 году Александр Григорьевич с отличием закончил университетский курс. Как обучавшийся за государственный счёт, он был обязан минимум 6 лет отслужить в системе Министерства просвещения, но благодаря ходатайству декана Григория Ефимовича Щуровского и профессора Любимова незаурядного трудолюбивого выпускника оставили для подготовки к профессорскому званию.

Чех П. «Александр Григорьевич Столетов»

Источник: Чех П. Александр Григорьевич Столетов 29 июля (10 августа) 1839 — 15 (27) мая 1896. Москва : Комсомольская правда, 2016.

В 1862 году как самый перспективный из молодых физиков Столетов получил стипендию на двухлетнюю стажировку в Европе. Он решил ехать в Гейдельбергский университет, где тогда гремели имена Роберта Бунзена, Густава Кирхгофа и Германа Гельмгольца. Летом 1863 года Александр Григорьевич на некоторое время переехал в Гёттинген для прослушивания в местном университете лекций Вильгельма Вебера и Лотара Мейера. Зимой 1864 год молодой учёный вернулся в Гейдельберг, где прошёл физический практикум в лаборатории Кирхгофа. Между учеником и учителем завязалась тесная дружба, продлившаяся вплоть до смерти немецкого академика. В Россию Столетов вернулся в начале 1866 года с прекрасной подготовкой и жаждой открытий, пробыв за границей три с половиной года вместо двух.

В феврале 1866 года учёный приступил к чтению лекций по физической географии и математической физике в Московском университете – постоянном месте работы Столетова вплоть до последних дней жизни. Вместе с лекциями шла подготовка к магистерской диссертации по теме «Общая задача электростатики и её приведение к простейшему случаю». Не имея в распоряжении физической лаборатории, Александр Григорьевич решил сосредоточиться на теоретических вопросах: его занимала проблема распределения электрических зарядов на проводниках, изолированных друг от друга. Вывод Столетова состоял в том, что принцип Морфи-Томсона применим для какого угодно количества проводников.

А. Г. Столетов «Исследование о функции намагничения мягкого железа»

Источник: Чех П. Александр Григорьевич Столетов 29 июля (10 августа) 1839 — 15 (27) мая 1896. Москва: Комсомольская правда, 2016. С. 30.

15 февраля 1869 года молодой физик блестяще защитил свои тезисы и стал доцентом Московского университета. Весной 1871-го он вновь на полгода отправился в Германию к Густаву Кирхгофу для подготовки докторской диссертации. В апреле 1872 года работа «Исследование о функции намагничения мягкого железа» принесла Столетову степень доктора наук, а в 1873 году его утвердили ординарным профессором университета.

Исследовательская деятельность Столетова сочеталась с педагогической и организационной. Последний вопрос являлся чрезвычайно важным в 1870-е годы: тогда в России не было единого научного центра физиков, и работы часто велись разрозненно, по университетским городам. В 1872 году усилиями Александра Григорьевича и других профессоров физики в Москве была основана научно-исследовательская лаборатория, а в 1873 году в Петербурге учреждён «Журнал Физико-химического общества», ставший главным органом, освещавшим деятельности российских учёных в этих областях знания. Столетов стал его постоянным автором.

В 1876 году после доклада о работе по определению коэффициента пропорциональности между электромагнитными и электростатическими единицами Александра Григорьевича избрали членом Общества любителей естествознания. Расцвет педагогической и научной деятельности Столетова пришёлся на вторую половину 1870-х – начало 1890-х годов. Этому способствовало создание московской лаборатории и создание современных приборов, давших возможность осуществлять сложнейшие опыты, не выезжая за рубеж. В конце 1882 года Александр Григорьевич Столетов возглавил кафедру опытной физики и предпринял энергичные меры по повышению качества образования в Московском университете. Он кардинально переоборудовал аудитории, увеличил количество оборудования, заново составил лекционные курсы. Студенты, учившиеся у Столетова, признавали в нём не только первоклассного лектора, но чрезвычайно строгого экзаменатора.

Прибор для исследований фотоэффекта

Прибор для исследований фотоэффектаИсточник: Чех П. Александр Григорьевич Столетов. Москва: Комсомольская правда, 2016. С. 50.

Спектрометр

Спектрометр для лабораторных исследованийИсточник: Чех П. Александр Григорьевич Столетов 29 июля (10 августа) 1839 — 15 (27) мая 1896. Москва: Комсомольская правда, 2016. С. 44.

Приборы для лабораторных исследований

Приборы для лабораторных исследований, которые использовал СтолетовИсточник: Чех П. Александр Григорьевич Столетов 29 июля (10 августа) 1839 — 15 (27) мая 1896. Москва: Комсомольская правда, 2016. С. 44.

Преподавание отнимало у учёного так много времени и сил, что долгие годы не оставалось времени на эксперименты. В 1888 году, невзирая на занятость, Александр Григорьевич возобновил научную работу. В центре его внимания оказались актиноэлектрические явления, теперь называемые фотоэлектрическими.

В 1886-1887 годах Генрих Рудольф Герц подробно разрабатывал проблему влияния ультрафиолетового света на электрический разряд и писал о способности излучения ультрафиолета увеличить искровой промежуток разрядника индуктория и аналогичных разрядников. Параллельно этой проблемой занимались такие выдающиеся европейские физики, как Герман Эберт, Вильгельм Гальвакс, Рене Блондло, Эйльхард Видеман и другие.

Столетов, заинтересовавшись работами Герца, решил подробнее изучить этот вопрос. Как он писал в своём научном журнале: «Моя попытка имела успех выше ожидания. Первые опыты начаты около 20 февраля 1888 г. и продолжались непрерывно… по 21 июня 1888 г».

Актиноэлектрические исследования

Источник: Болховитинов В.Н. Столетов. Москва: Молодая гвардия, 1965. С. 343.

Явлению он дал наименование актиноэлектрического. В исследовательском журнале учёного есть заметки о продолжении изучения этого явления в следующем году.

Чтобы получить фотоэффект, Александр Григорьевич использовал специальную установку, которая, по сути своей, является отдалённым предком всех нынешних фотоэлементов. Она представляла из себя конструкцию из двух металлических дисков, которые были соединены полюсами гальванической батареи через гальванометр, образуя конденсатор, включённый в цепь батареи. Впереди сетчатого диска (второй же был сплошным) был помещён дуговый фонарик. Свет от фонарика проходил сквозь сетчатый диск и попадал на сплошной металлический диск.

Таким способом, впервые в истории мировой физики, воспроизводилось явление фотоэлектрического тока. Благодаря великому русскому учёному Александру Григорьевичу Столетову, мир не только получил первый фотоэлемент, но и началось плодотворное изучение фотоэффекта.

Побочно Столетов выявил, что различные материалы обладают различной чувствительностью к фотоэлектрическому воздействию, и несколько других важных подробностей, изложенных в монографии 1889 года «Актиноэлектрические исследования».

Болховитинов В.Н., «Столетов»

Источник: Болховитинов В.Н. Столетов. Москва: Молодая гвардия, 1965.

Помимо сугубо теоретических знаний, это открытие изменило сам быт всего человечества. В начале ХХ века сразу несколько компаний начали продажу охранных систем на основе инфракрасных лучевых систем. В дальнейшем, на протяжении всего двадцатого столетия, принцип фотоэффекта находит своё применение во всё новых и новых сферах: охрана, медицина, торговля, транспорт и многие другие направления деятельности человека. Одно открытие русского физика изменило сам принцип быта людей. Сделало его проще и безопаснее, дало совершенно новые возможности, как в работе, так и в досуге. Открытие фотоэлемента – событие, которое действительно изменило вектор развития последующей науки.

Научное наследие Столетова используется повсеместно по сей день: при оплате в магазине, за рулём автомобиля, пользовании компьютером. Более того, в наше время, когда всё больше говорят об альтернативных источниках энергии, не загрязняющих окружающую среду, и многие предлагают более массово использовать солнечные электростанции для выработки энергии, опять же, стоит добрым словом вспомнить Александра Григорьевича, потому что без его открытия, такая конструкция, как солнечная электростанция, попросту, не могла бы функционировать. Таким образом, открытие русского гения несёт людям благо даже столетие спустя.

В 1893 году кончался тридцатилетний срок службы в университете А. Г. Столетова. По закону он должен был подать в отставку. Но именно в тот год русские физики выдвинули его единственным кандидатом в члены императорской Санкт-Петербургской Академии наук. Избрание академиком продлило бы годы его активной работы в университете. Но тут у него возник  конфликт с выпускником Страссбургского университета молодым князем Голицыным. Борис Борисович Голицын представил в Московский университет диссертацию по физике на звание магистра. Столетов внимательно прочёл её и обнаружил неточности и даже ошибки, которые потребовал исправить. Сегодня уже не восстановить в деталях тот разговор, но, по словам Алексея Николаевича Крылова, выдающегося математика, механика и кораблестроителя, преподававшего в ту пору в Морской академии, «оценка и отзыв (Столетова на диссертацию Голицына) были весьма суровы и чрезмерно строги». Некоторые из университетских учёных не соглашались с критикой Столетова. Тогда Голицын, в не менее резких выражениях, от исправлений диссертации отказался. Он потребовал свою работу назад и, покинув университет, уехал на лето в Страссбург.

Столетов А. Г., «Ньютон, Гельмгольц, Ковалевская»

Источник: Столетов А. Г. Ньютон, Гельмгольц, Ковалевская: избранные работы по истории науки. Москва: URSS: [ЛИБРОКОМ, 2010].

Конфликт из личного перерос в общественный. Профессора университетов в большинстве своём вообще косо смотрели на представителей старинной аристократии, пробующих свои силы в науке. Считали, что удел аристократов – придворная жизнь, дипломатия, служба в царской администрации. Но беда заключалась в том, что президентом Академии наук в то время был великий князь Константин Константинович. Он обиделся за Голицына, потомка древнего рода, считая его несправедливо обиженным. Пользуясь своим положением, Константин Константинович добился отсрочки выборов Столетова в Академию, а потом его кандидатура и вовсе была снята с голосования. Одновременно молодой Борис Голицын, даже не защитивший первой своей диссертации, был избран адъюнктом (проходящий научную стажировку, помощник какого-либо должностного лица, руководителя кафедры, профессора, академика; младшая учёная должность) той же Академии наук. Сделано это было не напрасно. Борис Борисович Голицын стал в будущем выдающимся учёным-физиком, много сделавшим для метеорологии и сейсмологии. Работал он также и в других отраслях физической науки.

Александр Григорьевич Столетов пытался работать дома: писал учебник, выступал с популярными лекциями. Но всё это было не то для человека, привыкшего к широкому размаху своей деятельности. 15 мая 1896 года выдающийся русский физик, организатор первой физической лаборатории и инициатор создания физического института при Московском университете, скончался от воспаления лёгких. Было ему всего пятьдесят семь лет. Он был похоронен во Владимире рядом со своими родными на Князь-Владимирском кладбище.

Память

Дом-музей Столетовых

Источник: Щербатов Р. Н. Александр Григорьевич Столетов. К 175-летию со дня рождения // Природа. 2014. № 9. C. 61.

При жизни Александр Григорьевич поддерживал отношения со своими братьями и сёстрами и регулярно приезжал в город, где прошло его детство. Бюст Столетова размещён на фасаде старого здания Владимирского государственного университета у Золотых ворот. В 2009 году имя Александра Григорьевича и его брата, выдающегося военачальника Николая Григорьевича присвоено Владимирскому государственному университету.

Также в центре Владимира, на улице Столетовых расположен мемориальный Дом-музей Столетовых, который был открыт в качестве филиала Владимиро-Суздальского музея-заповедника 28 мая 1976 года во флигеле их бывшего дома. По сохранившимся чертежам восстановлена первоначальная планировка здания и создана экспозиция, на которой представлены свыше 400 экспонатов в числе которых мебель, личные вещи, рукописи, документы, фотографии и портреты, посвященные знаменитым родственникам.

Материал подготовлен отделом производственной литературы

Цикл От Архимеда до Хокинга

E-mail: otl@lib33.ru
Тел. (4922) 32-32-02 (доб. 260)