Глава шестая У ПОРОГА БОЛЬШОЙ НАУКИ

Отечественные и зарубежные авторы связывают начало научной деятельности Курчатова и его становление как ученого-физика с Ленинградским физико-техническим институтом. В то время институт назывался физико-техническим и рентгенологическим (ФТиРИ), и его штаты на декабрь 1925 года насчитывали 47 человек. Возглавлял его академик А. Ф. Иоффе.

Однако выявленные новые источники доказывают, что Курчатов к тому времени (1924–1925 годы) уже выполнил самостоятельно семь, а по некоторым данным восемь исследований. По результатам пяти из них юноша опубликовал статьи в специальных научных журналах и бюллетенях^[48]. Эти ранние работы Курчатова выпадают из основных направлений всей его последующей научной деятельности — физики твердого тела и ядерной физики. Но именно они открыли ему возможность проявить себя в качестве ученого, послужили удачным стартом в науке и определили выбор профессии физика-экспериментатора.

Петроград встретил Курчатова послевоенным голодом и нараставшей с августа 1921 года безработицей, причинами которой являлись война, разруха, хозяйственная и промышленная депрессии, прилив населения из деревень. Приходилось и учиться, и самому зарабатывать на хлеб: на помощь родителей он рассчитывать не мог. Так же, как и в Крыму, ограниченность в средствах заставила Игоря искать работу^[49]. Он нашел ее в Магнитометеорологической обсерватории в Павловске (в те годы Слуцке), филиале Главной физической обсерватории, находившейся в Петрограде, где изучали атмосферное электричество. Игорь поступил туда на должность «наблюдателя». Научный руководитель обсерватории профессор В. Н. Оболенский поручил ему зимой 1923/24 года изучить радиоактивность осадков, измеряя альфа-активность снега. В. Я. Френкель в этом первом серьезном исследовании Курчатова отмечает стремительность, с которой тот входил в круг совершенно новых для него явлений, для изучения которых еще не существовало методик и приборов^[50].

Курчатов проштудировал теоретические основы проблемы, все классические труды того времени, посвященные радиоактивности и ее излучениям: работы М. Кюри, Э. Резерфорда, его учеников Г. Гейгера и Ч. Вильсона. Чтобы вести измерения радиоактивности, наладил ионизационную камеру, развил и усовершенствовал методику измерений и получил новые, неизвестные до него и более точные значения для активности снега в момент его контакта с почвой и при его таянии. Изучил зависимость активности проб снега от времени, прошедшего с начала снегопада^[51]. По результатам исследования он написал статью и зимой 1924 года после одобрения руководством обсерватории сдал рукопись в редакцию «Журнала геофизики и метеорологии», где весной 1925 года она была опубликована под названием «К вопросу об исследовании радиоактивности снега». Статья вошла в сборники классических работ по изучению радиоактивности^[52]. Через десять лет проблема радиоактивности, к которой юный энтузиаст-исследователь Игорь Курчатов случайно прикоснулся, определит все его дальнейшее научное творчество.

Курчатов, понимая, что его исследование не решает проблему полностью, самокритично указал на это в своей статье. Но он достиг научного успеха, многому научился как исследователь и увидел перед собой новые горизонты. Исследование радиоактивности снега дало Курчатову не только заработок, но и уверенность в правильном выборе профессии. Переписка Курчатова, Синельникова и Ляхницкого свидетельствует о чрезвычайном увлечении Игоря процессом исследования, которым он «наслаждался», задерживаясь в обсерватории, ночуя на столе, укутавшись в полушубок, чтобы с утра пораньше продолжить опыты^[53]. Он восхищался тем, что «сам измеряет радиоактивность», с восторгом рассказывал об опытах. Это доказывает, что именно тогда Курчатов окончательно выбирает профессию не инженера и не кораблестроителя, а ученого, исследователя, экспериментатора. В письме из Баку Синельников одобряет это его решение, отмечая целеустремленность друга: «Так приятно было узнать, что Вы, наконец, пошли по правильной дороге. Помните наши разговоры и споры насчет науки и физики? Способности у Вас очень и очень недюжинные, и Вы скоро „сдягаете“ себе имя в науке. Я Вам завидую невероятно»^[54]. В это время Синельников под руководством С. Н. Усатого исследовал магнитные свойства веществ, теплопроводность, теории кристаллических решеток и приглашал Курчатова присоединиться^[55].

Далее в письме Синельникова обнаруживается интересная новость, до сих пор остававшаяся вне внимания биографов Курчатова: оказывается, еще в Крымском университете друзья вместе исследовали теплопроводность тел, в процессе чего наблюдали новое явление. Сообщение о законченной части исследования (по наблюдению «тока насыщения электропроводности») Синельников отправил до 13 марта 1924 года в журнал «Известия АГУ» (Азербайджанского государственного университета)^[56], указав фамилии двух авторов — свою и Курматова. «Первая часть этой работы закончена и печатается в „Известиях АГУ“» ^[57], — написал он Игорю Васильевичу. Таким образом, первая научная работа Курчатова выполнена еще до весны 1923 года, а не зимой 1923/24 года, годом раньше, чем это признавалось ранее.

Но тогда в Павловске, увлеченный опытами в обсерватории, Курчатов запустил дела на кораблестроительном факультете, за второй семестр экзаменов не сдавал и поэтому был отчислен. Вскоре добавились семейные неприятности. Пришло известие о высылке отца из Крыма в далекую Бугульму. В анкете Курчатов указывал: «Работа была прервана по семейным обстоятельствам». Чтобы попрощаться с семьей, Игорь отправляется в Крым. Мать с братом Борисом выехала в Казань, так как Крымский университет, в котором учился Борис, в 1924 году закрылся^[58]. Борис без труда перевелся в Казанский университет на химическое отделение: «Полученных в Крыму у С. Н. Усатого знаний оказалось вполне достаточно для занятий настоящей физикой — будь то задачи, связанные с радиоактивностью, или какие-либо другие»^[59].

Проводив родных к новому месту жительства, Курчатов отправился в Феодосию, где по рекомендации петроградского метеоролога профессора Н. Н. Калитина в качестве прикомандированного приступил к работе на гидрометеорологической станции Черного и Азовского морей. Он трудился по 12–14 часов в сутки, жил в доме сторожа маяка. «Работа Игоря, — вспоминал работавший с ним друг М. Луценко, — заключалась в математической обработке и анализе таблиц записей мареографов — мареограмм — методом гармонического анализа… Трудились до 11 вечера. В свободное время много читали»^[60]. Луценко оценивает Курчатова того периода как «упорного, скромного до застенчивости молодого человека». В очень короткий срок Игорь выполнил здесь три работы: «Опыт применения гармонического анализа к исследованию приливов и отливов Черного моря», «Сейши в Черном и Азовском морях» и еще одну, посвященную определению мутности морской воды с помощью фотоэлементов^[61].

Во введении к первой статье Курчатов дает обзор выполненных до него работ. Оказывается, еще незадолго до того, как он начал изучать эти проблемы, ученые считали, что океанские приливы вообще не проявляются в Тавриде в силу «защищенности» здесь Черного моря от Мирового океана узкими проливами и цепью внутренних морей. Лишь в 1912 году начались первые исследования в этом направлении. Курчатов определил, что, в отличие от океанских приливов громадной величины, приливные волны в Черном море очень малы. Он проводил расчеты на основании данных, которые установил в Феодосии и Поти, а также на тех, которые добывал, отправляясь на моторной лодке к приборам, установленным в море. При этом он использовал данные только наиболее удавшихся, четких мареограмм. Накопив богатый экспериментальный материал, Курчатов получил амплитуды так называемых лунной и солнечной полусуточных волн. Это позволяло оценить точность расчетов, полученных на основании разных теоретических моделей^[62].

Во второй работе Курчатов исследовал специфические волнообразные процессы коротких периодов, связанные с влиянием небесных тел и имеющие характер стоячих волн. Такие колебания уровня воды, характерные для озер, бухт, заливов, называли «сейши». Колебания при этом захватывают сразу всю воду соответствующего бассейна: уровень на средней линии остается неизменным, а противоположные стороны колеблются в противофазе. Раскачка сейшевых волн может производиться Луной и другими причинами. Курчатов изучил мареограммы, снятые в Азовском море у Ейска, и сопоставил их с аналогичными кривыми, снятыми в Темрюке на противоположном берегу. «Им было получено хорошее соответствие с экспериментально наблюдавшимися значениями периода и амплитуды сейшей»^[63]. В этой же работе он описал свой опыт изучения сейшей Черного моря на основе изучения мареограмм, снятых на противоположных сторонах этого моря — в Одессе и Поти.

Курчатов проводил расчеты по данным, зафиксированным мареографами Феодосии, Поти, Ейска, Темрюка и Одессы, которые добывал сам, подбираясь к приборам на моторной лодке (как пишет его напарник в этой работе В. И. Луценко, «ему очень нравилось самому выходить в море»), и, в том числе, по показаниям мареографов, снятым в январе — сентябре 1920 года, — то есть пятилетней давности. Оказывается, самописцы мареографов все годы с 1920-го по 1924-й бесстрастно вычерчивали для него тот экспериментальный графический материал, который он теперь, профессионально владея физикой и математикой, обрабатывал первый из исследователей физики моря^[64].

Гидрологические исследования Курчатова были замечены и отмечены учеными. Так, академик В. В. Шулейкин написал в своей фундаментальной монографии «Физика моря»: «Колебания уровня Черного моря изучались на нескольких станциях Скворцовым, Орловым, Малиновским и Курчатовым. Последнему… удалось обнаружить несомненную связь между этими колебаниями и движением Луны, но только характер колебаний отличается здесь от приливов в океане в том отношении, что вся вода Черного моря колеблется, как вода, налитая в таз, которому сообщили толчок. Исследования Курчатова показывают, что подобное колебание всей массы воды в целом происходит в Черном море, причем раскачивание его производится Луной. На рисунке Курчатова воспроизведены кривые уровня, в двух пунктах лежащие на противоположных концах моря… видно, что повышение уровня у одного берега происходит одновременно с понижением у другого берега — противоположного»^[65]. Шулейкин приводил этот рисунок в качестве иллюстрации во всех своих популярных очерках и фундаментальных изданиях, посвященных физике моря^[66].

Работы Курчатова по физике моря 1924 года, когда он находился еще «у порога» большой науки, сами по себе уже представляли научный интерес и свидетельствовали о высоком профессиональном уровне зрелости молодого исследователя. Они были замечены и высоко оценены в научных кругах. Не только В. В. Шулейкин, но и известный полярный исследователь В. Ю. Визе отнес их к разряду выдающихся^[67]. Это свидетельствует не только о недюжинном исследовательском таланте Курчатова, но и о том, что уже на заре научной деятельности он состоялся как физик-экспериментатор. Как и в случае с исследованием радиоактивности снега, Курчатов быстро овладел материалом и, одновременно углубляясь в теорию вопроса, выработал собственную систему. Такая стратегия принесла скорые и зрелые плоды^[68].

Надо было утверждаться на избранном пути в науке, и осенью 1924 года из Крыма Курчатов перебирается в Баку, где до лета 1925 года работает в Азербайджанском политехническом институте (АПИ) ассистентом на кафедре физики, которой заведовал С. Н. Усатый^[69], проводивший здесь исследования особенностей прохождения электрического тока через твердые вещества и электролиты. Проблемы электрических свойств вещества были весьма актуальны в условиях быстрого развития электротехнической промышленности. В их ряду находились исследования многочисленных особенностей прохождения электрического тока через твердые вещества и электролиты. Физика в Азербайджане начинала в те годы становление в значительной степени под влиянием С. Н. Усатого. Он принял на работу группу бывших своих учеников, в числе которых оказался и Курчатов. Среди первых пятнадцати работ по физике, выполненных в республике, значится совместный труд Синельникова и Курчатова, а также вышедшая в 1926 году в «Известиях АПИ» статья Курчатова «К вопросу об электролизе твердого тела»^[70], ставшая в один ряд с работой, выполненной в Азербайджане Синельниковым и Усатым в 1925 году. Поэтому Усатого, Синельникова и Курчатова считали основоположниками работ по физике процессов, связанных с магнитными и электрическими явлениями, — одного из ведущих направлений исследований того периода в Азербайджане^[71].

По воспоминаниям З. В. Лобановой, соавтора двух работ Курчатова, «Курчатов… появившись в лаборатории (в длинной солдатской шинели), сразу же поинтересовался, „над чем она работает“. А на вопрос, чем бы хотелось заняться ему, ответил: „Исследованием потенциалов ионизации“»^[72]. Но вскоре, убедившись, что из-за отсутствия необходимых приборов эту работу выполнить не удастся, он приступил вместе с Лобановой к исследованию электролиза твердого тела. Арсенал физических приборов, которыми пользовались молодые ученые в АГУ и АПИ, был крайне беден: им приходилось самим изготовлять конденсаторы, используя коробочки из-под ваксы и другие подручные средства. По мнению специалистов^[73], Лобанова и Курчатов хорошо владели математическим аппаратом и умели использовать данные теории для объяснения физики «алюминиевого выпрямителя». Они быстро и успешно провели исследования. Вскоре вышла их совместная статья «Об электролизе при алюминиевом аноде»^[74], в которой они подытожили изучение комплекса процессов, разыгрывающихся на поверхности алюминиевого электрода. Ряд полученных в ней результатов Курчатов развил позже. А часть средств от реализации научной работы была передана авторами на оснащение лаборатории^[75].

Этой работой Курчатов закрепил уверенность С. Н. Усатого, что его бывший студент, а теперь сотрудник талантлив, инициативен, способен к научной деятельности и оправдывает его надежды. В сочетании с работами «К вопросу об электролизе твердого тела» и «К вопросу об электропроводности изолирующих масел», также выполненными в 1925 году и опубликованными в «Известиях АГУ» в 1926 году, она дала Усатому серьезный повод для рекомендации Курчатова в качестве сотрудника ЛФТИ.

Еще одну работу, посвященную изучению электропроводности материалов и чрезвычайно полезную для лаборатории, Курчатов выполнил также вместе с З. В. Лобановой^[76]. Она принесла пользу и самому Игорю Васильевичу, так как он научился в ходе экспериментов получать тонкие пленки трансформаторного масла и измерять толщину слоев этих пленок.

Весной 1925 года Курчатов получил письмо от Синельникова из Ленинграда. Кирилл, уже работавший в это время в лаборатории Иоффе в ЛФТИ, писал о проводимых там опытах с рентгеновскими лучами и электронной трубкой. Он убеждал Курчатова вернуться в Ленинград, чтобы работать вместе. Однако поначалу уговоры его успехом не увенчались. Курчатов, увлекшись исследованиями пробоя жидкостей (масел), изучением магнитной анизотропии и магнитных моментов атомов, не собирался покидать лабораторию в Баку. Он задумал к тому же сдать магистерский экзамен по физике и начал готовиться к нему^[77]. Но вскоре С. Н. Усатый, бывший, как уже говорилось, родственником А. Ф. Иоффе, рекомендовал ему талантливого молодого физика. Так Курчатов оказался в числе учеников и сотрудников Иоффе — основателя ЛФТИ, лучшей физической школы Советского Союза. Летом 1925 года Игорь Васильевич отправился в Ленинград, к новому месту работы и жизни.

Таким образом, факты убеждают, что становление Курчатова как ученого-физика произошло уже к лету 1925 года, то есть еще до его поступления в ЛФТИ. К этому времени первые научные работы юноши были опубликованы, замечены, получили признание и высокую оценку его учителей, коллег и научной общественности. Имея на тот момент серьезное теоретическое и прикладное значение, они закладывали также основу для формирования знаменитой в будущем курчатовской научной школы.