Биография Александра Григорьевича Столетова

Вторая половина XIX века в России ознаменовалась расцветом науки, культуры и общественного движения. Ликвидация позорного крепостного права привела к быстрому проникновению капиталистических отношений во все сферы хозяйства, содействовала развитию промышленности, техники, а следовательно, и науки. С другой стороны, жестокая эксплуатация рабочего класса и обнищание народных масс вызывали гневный протест со стороны лучших представителей русского общества. Царское самодержавие, душившее все демократическое и прогрессивное, усилило репрессии против передовых слоев России: рабочих, студентов, интеллигенции. В этой обстановке пришлось жить и работать выдающимся представителям естествознания Менделееву, Бутлерову, Сеченову, Лебедеву, Попову, Тимирязеву, творчество которых пронизано демократизмом, любовью к отечеству и стремлением принести максимальную пользу своему народу. К этой когорте выдающихся русских ученых-демократов принадлежит и Александр Григорьевич Столетов. Благодаря ему Московский университет стал центром физических исследований в стране.

Столетов, выходец из купеческого сословия, родился 10 августа 1839 года во Владимире. С 1856 года и до последних дней жизни судьба его была связана с Московским университетом: студент, аспирант, профессор математической, а затем и экспериментальной физики, создатель первой в России университетской научно-исследовательской лаборатории, признанный глава русских физиков.

В самом начале творческого пути Столетов совершенствовал свое образование в Берлинском университете у известного ученого Генриха Густава Магнуса, а затем в университете Гейдельберга у знаменитого Густава Роберта Кирхгофа, который считал Столетова одним из лучших своих учеников. И в дальнейшем Столетов широко общался с выдающимися физиками Европы, участвовал в работе международных конгрессов и конференций как представитель русской физической науки.

Молодой профессор добивается строительства физической лаборатории, которая была открыта в 1872 году, мечтает о создании научно-исследовательского института при университете на базе этой лаборатории. Много сил вкладывает он для привлечения к работе в лаборатории молодежи: ассистентов, лаборантов, студентов. Под его руководством растет экспериментаторское искусство молодого П. Н. Лебедева.

Большую известность получает успешно защищенная в 1872 году докторская диссертация Столетова "Исследование функции намагничения мягкого железа", экспериментальная часть которой была сделана ученым в лаборатории Кирхгофа. Поставив задачу исследовать зависимость коэффициента восприимчивости (Столетов называет его функцией намагничения) от внешнего магнитного поля, ученый разрабатывает новый метод измерения магнитных свойств вещества на образцах, имеющих форму кольца. Этот метод, названный баллистическим, получил большое распространение в практике магнитных измерений. Таким образом, Столетов продолжил работы в этой области, начатые еще Ленцем и Якоби. В конце диссертации он подчеркивает важность исследованной проблемы для электротехники: "Знание свойств железа относительно временного намагничения так же необходимо здесь (то есть при устройстве и употреблении электромагнитных машин), как необходимо знакомство со свойствами пара для теории паровых машин".

Одним из первых Столетов обратил внимание на большое значение проведения экспериментов, подтверждающих справедливость электромагнитной теории света, и предложил новый метод определения отношения электромагнитных и электростатических единиц, позволяющий получить точное значение скорости света. О своем методе, названном им методом абсолютного конденсатора, он делает сообщение в Париже на заседании Французского физического общества во время проведения Первого международного конгресса электриков. При обсуждении вопроса о системах CGSE и CGSM Столетов заявляет на конгрессе: "С точки зрения простоты обе системы (электростатическая и электромагнитная) имеют равные права: каждая их них оказывается более удобной, пока речь идет о явлениях данного рода. Притом следует сохранить обе системы и ради напоминания о той связи, какая существует, по-видимому, между электричеством и светом". Будучи членом "Комиссии единиц" этого конгресса, в которую вошли выдающиеся физики-электрики всего мира, Столетов предложил принять в качестве эталона единицы сопротивления Ом вместо сименса. Это предложение было принято.

С энтузиазмом воспринял Столетов известие о знаменитых опытах Г. Герца по получению электромагнитных волн и доказательству электромагнитной природы света. Он сразу же начал производить подобные опыты в лаборатории и сделал интересное предположение, которое в дальнейшем подтвердилось: "Нет ли в спектре солнца лучей с большей длиной волны, вроде герцевых лучей? Весьма возможно, что есть, что солнце шлет к нам лучи, лежащие далеко за пределом инфракрасного спектра, не производящие заметного нагревания, но способные действовать электромагнитно".

В 1887 году Г. Герц, проводя опыты с генерированием электромагнитных колебаний, заметил, что при освещении установки лучами, богатыми ультрафиолетом, разряд усиливался. Многие физики начинают исследовать явление, названное позже фотоэффектом. Большое экспериментаторское искусство и умение в сложном сплетении многих неизвестных фактов найти решение проблемы позволили Столетову обнаружить основные закономерности фотоэффекта. Первые опыты ученого начались 20 февраля 1888 года. Вскоре к нему пришел успех, и в 1890 году он опубликовал свою фундаментальную работу "Актиноэлектрические исследования" (так называет Столетов фотоэлектрический эффект). Свои пионерские опыты Столетов проводил, не зная о существовании электронов и квантов, поэтому природа фотоэффекта стала ясной лишь позднее, когда в 1899 году Дж. Дж. Томсон и в 1900 году Ф. Ленард показали, что фотоэффект заключается в испускании электронов с поверхности металлов под действием падающего света, и, наконец, в 1905 году А. Эйнштейн выдвинул квантовую теорию, объясняющую механизм этого явления.

Изучая фотоэффект в разреженных газах, Столетов открыл важную закономерность, вошедшую в науку под названием "константы Столетова", играющую большую роль в физике газовых разрядов: (pnl)/E = const, где рn - критическое давление разреженного газа, при котором при прочих равных условиях ток достигает максимума, l - расстояние между обкладками конденсатора, Е - напряжение.

Перу Столетова принадлежат блестящие полемические статьи историко-методологического и философского характера, в которых он выступает убежденным материалистом и показывает научную несостоятельность энергетизма Оствальда и позитивизма Маха. И если вспомнить, что это было время повального увлечения физиками концепцией Оствальда и Маха, то надо отдать должное смелости и принципиальности русского ученого.

Мы уже отмечали заслуги Столетова перед Московским университетом. Как педагог он отличался широтой знаний, требовательностью и уважением к студентам, стремлением приобщить их к научно-исследовательской работе. Студенты Столетова учились у него честности, мужеству, принципиальности, большому трудолюбию и бескорыстному служению любимой науке. Столетов оставил после себя два учебника - два курса лекций по общей физике для студентов университета: "Введение в акустику и оптику" и "Теорию теплоты", в которых он реализовал свои интересные дидактические мысли. Советский физик А. К. Тимирязев в предисловии к этим лекциям писал: "Как и всякий учебник, написанный большим мастером, "Введение в акустику и оптику" отличается тем, что к нему много можно прибавить, учитывая все то, что произошло в науке после того, как он был написан, - но в нем нельзя ничего зачеркнуть. Этими качествами отличаются лекции великих мастеров: Фарадея "История свечки", Гельмгольца "Лекции по теоретической физике" и т. д. В этом ряду "Введение в акустику и оптику" занимает далеко не последнее место.

Несмотря на высокий авторитет Столетова среди русских физиков, он испытал несправедливость со стороны "сильных мира сего", и последние месяцы его жизни были отравлены чувством глубокой обиды. При баллотировке в Петербургскую академию наук ему предпочли Б. Б. Голицына, имевшего в то время намного меньше заслуг перед наукой, чем Столетов. Это было сделано по инициативе президента академии великого князя Константина, не допустившего в свое время в академию и другого выдающегося ученого Д. И. Менделеева. Мы уже отмечали большую требовательность ученого как к себе, так и к остальным. Иногда в своей требовательности он оказывался неправ. Так, его отрицательное отношение к работе Н. А. Умова оставило неприятное впечатление у последнего на всю жизнь. Диссертация молодого талантливого ученого, в дальнейшем одного из основоположников сейсмологии Б. Б. Голицына о термодинамике излучения также была подвергнута не совсем справедливо резкой критике со стороны Столетова и не была защищена.

Умер Столетов 27 мая 1896 года, передав эстафету лидера русских физиков своему ученику выдающемуся физику-экспериментатору Петру Николаевичу Лебедеву.