Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Башкирский Государственный Университет

Физико-технический институт

Кафедра физики Земли и планет

РЕФЕРАТ

По истории и методологии физики

на тему: "А.Г. Столетов - основатель школы физиков России"

Выполнила: студентка 1 курса магистратуры

Группы физика кинетических явлений

Султанова М.В.

Проверил: профессор,

к. ф. - м. н., Сабитов Р.М.

Уфа 2015

Содержание

• 1. Биография
• 1.1 Детство. Учеба в гимназии
• 1.2 Учеба в Московском университете. Поездка за границу
• 2. Научная и преподавательская деятельность
• 2.1 Начало научной и преподавательской деятельности
• 2.2 Защита магистерской диссертации
• 2.3 "Исследование о функции намагничивания мягкого железа"
• 2.4 Физический кружок Столетова. Первая физическая лаборатория в России
• 2.5 Исследование фотоэффекта
• 3. Опала
• 4. Список литературы

1. Биография

Александр Григорьевич Столетов (1833-1896).

Значение А.Г. Столетова как ученого для русской и мировой науки огромно. Физик, историк и популяризатор науки, философ, лектор, общественный деятель; профессор Московского университета; участник международных научных конгрессов; организатор первой в России учебно-исследовательской физической лаборатории при Московском университете; основатель и глава первой научной школы физиков; председатель физического отделения Общества любителей естествознания, кавалер золотой медали общества; директор физического отдела при Политехническом музее; член 8 русских и иностранных ученых обществ, почетный член Императорского университета Святого Владимира. Александр Григорьевич Столетов является одним из основоположников русской физики. Наиболее важные работы были выполнены великим ученым в области фотоэффекта.

На основе изученного Столетовым явления фотоэффекта были созданы фотоэлементы, которые несут службу на заводах и фабриках, сортируя и считая продукцию, управляя прокатными станами и плавкой металла, читая чертежи и изготовляя по ним детали. Фотоэлементы превратили немое кино в звуковое, сделали возможным фототелеграф, работают в различных автоматических устройствах (например, в метро).

Вакуумная установка Столетова для изучения электрических явлений в разреженных газах явилась прообразом электронной лампы, которая совершила подлинную революцию в электротехнике. Радиоприемники и радиопередатчики, рентгеновские аппараты и газоразрядные трубки, радиолокаторы и электронные микроскопы, телевизоры и электронно-вычислительные машины - вот далеко не полный перечень того, что стало возможно благодаря пионерским трудам Александра Григорьевича Столетова. Имя А.Г. Столетова по праву занимает почетное место в истории мировой науки.

1.1 Детство. Учеба в гимназии

А.Г. Столетов родился 29 июля (10 августа) 1839 года в семье небогатого владимирского купца. Его отец - Григорий Михайлович - владел небольшой бакалейной лавкой и мастерской по выделке кож. Мать - Александра Васильевна - была тоже купеческого звания, но семья Столетовых совершенно не походила на типичные купеческие семьи. Александра Васильевна была образованной женщиной и сама преподавала своим детям до их поступления в гимназию русский язык и арифметику. В семье царила атмосфера взаимной любви и общего доброжелательства, здесь ценили умное слово, хорошую шутку и веселый розыгрыш.

В доме была неплохая библиотека, и будущий великий ученый, научившись читать в четырехлетнем возрасте, стал рано ею пользоваться. В пять лет он уже читал совершенно свободно.

Александр рос хрупким болезненным мальчиком, и чтение стало его любимым занятием. Еще в детстве он познакомился с произведениями Пушкина, Лермонтова, Гоголя, Жуковского и других русских писателей. Под их влиянием у него развивается потребность в самостоятельном литературном творчестве и он начинает писать стихи, приуроченные к различным семейным торжествам. Позже, в гимназии, вместе с товарищами он выпускает рукописный журнал, где публикует автобиографическую повесть "Мои воспоминания".

Кроме Александра в семье было еще пятеро детей: Василий, Николай, Варвара, Дмитрий и Анна. Дети жили дружно. Под влиянием старшего брата Николая Саша начинает изучать французский язык и вскоре незаметно для себя вполне прилично читает и говорит на нем. Вместе со старшей сестрой Варенькой занимается музыкой и увлекается ею настолько, что начинает подумывать, не стать ли ему профессиональным музыкантом. Музыка стала доброй спутницей А.Г. Столетова на всю жизнь. Часто он отдыхал за роялем после трудной лекции или напряженной работы в лаборатории.

В 1849 году Александр Столетов поступил во владимирскую гимназию, которую окончил в 1856 году. В свидетельстве об окончании сказано, что он". признан окончившим Гимназический курс с предоставлением права на поступление в Университет без вторичного экзамена и с награждением за отличные успехи в науках золотой медалью".

В последние годы учебы в гимназии четко определились наклонности Александра. Его любимые предметы - математика и особенно физика. Он с удовольствием занимается ими в классе, а дома мастерит физические приборы и ставит различные опыты.

1.2 Учеба в Московском университете. Поездка за границу

Осенью того же 1856 года А.Г. Столетова зачисляют на физико-математический факультет Московского университета "казеннокоштным" студентом (т.е. получающим государственную стипендию). Александру повезло с учителями. Прикладную математику он слушал у Николая Дмитриевича Брашмана, воспитавшего великого П.Л. Чебышева, астрономию ему преподавал сам Федор Александрович Бредихин, а лекции по аналитической геометрии, дифференциальному и интегральному исчислениям, высшей алгебре и вариационному исчислению А.Г. Столетову читал замечательный педагог Николай Ефимович Зернов. Но любимый предмет Александра по-прежнему физика. Его преподает большой ученый и прекрасный человек - Михаил Федорович Спасский.

А.Г. Столетов живет бедно, но несмотря на это он весьма неохотно соглашается на частные уроки и переводы, справедливо полагая, что эти дополнительные занятия отвлекают его от науки. Все время принадлежит и отдано только ей! Выдающиеся научные способности Александра, его большая любовь к знаниям были замечены и оценены преподавателями. В 1860 году А.Г. Столетов с отличием заканчивает университет, и сразу же руководство факультета начинает хлопотать об оставлении молодого кандидата (так назывались тогда окончившие полный курс) при университете. Но на просьбу приходит отказ.А.Г. Столетов, как казеннокоштный студент, должен после окончания университета отработать шесть лет "по учебной части Министерства народного просвещения".

Факультетское начальство повторяет свою попытку оставить А.Г. Столетова при университете. Переписка продолжается. А сам кандидат тем временем не теряет времени даром и целые дни проводит в библиотеке.

Только 5 сентября 1861г. приходит долгожданное разрешение. За истекшее время А.Г. Столетов успел подготовиться к магистерскому экзамену, и 16 октября подает прошение ректору: "Желая получить степень магистра физики, покорнейше прошу допустить меня к устраиваемому испытанию".

Экзамен сдан успешно, но защита диссертации неожиданно откладывается. Профессора Рачинские пожертвовали университету стипендию для посылки в заграничную командировку на два года достойного кандидата. Выбор пал на Столетова, и летом 1862 г. он покидает Москву.

За границей Столетов пробыл три года. Он учился в Гейдельберге, Гёттингене и Берлине у Кирхгофа, Гельмгольца, Вебера, Магнуса и др. Учился как всегда самозабвенно. К.А. Тимирязев позже вспоминал". когда через несколько уже лет, я в свою очередь провел в Гейдельберге несколько семестров, посещая, между прочим, и практические занятия у. Кирхгофа, мне довелось слышать еще свежее предание об одном молодом русском, с виду почти мальчике, изумлявшем всех своими блестящими способностями", Кирхгоф называл Столетова самым талантливым своим учеником, а Столетов, в свою очередь - называл Кирхгофа своим любимым учителем.

2. Научная и преподавательская деятельность

2.1 Начало научной и преподавательской деятельности

За границей А.Г. Столетов выполнил свою первую научную работу. Вместе с К.А. Рачинским он попробовал установить, влияют ли диэлектрические свойства среды, в которую погружены магниты или проводники электрического тока, на взаимодействие между ними. Ответ получился отрицательный. Исследователи установили, что диэлектрические свойства среды никак не сказываются на величине электромагнитного взаимодействия.

В декабре 1865 года А.Г. Столетов возвращается на родину, а в следующем году получает место преподавателя математической физики и физической географии в Московском университете. Студентам нравится новый молодой педагог. Его лекции так познавательны и интересны. А как увлекательно он говорит, какой он блестящий оратор. "Если бы застенографировать его лекцию, - вспоминал впоследствии учившийся у Александра Григорьевича профессор Б.М. Житков, - она, с первого до последнего слова, не нуждалась бы в редакционных поправках. Слушателям казалось, что Столетов читает им лекцию по очень хорошему учебнику".

Вокруг Столетова скоро сгруппировалась целая школа молодых ученых-физиков. Неутомимо энергичный, глубоко образованный и с любовью преданный своей науке, Столетов высоко поднял преподавание физики в Московском университете, физическая лаборатория которого, благодаря ему, в течение последних 30 лет была центром русской физики и рассадником молодых научных сил. Имена учеников его Р.А. Колли (Москва и Казань), Н.Н. Шиллера (Киев), П.А. Зилова (Москва и Варшава), А.П. Соколова (Москва), Щегляева (Москва), Б.В. Станкевича (Варшава), Д.А. Гольдгаммера (Казань), В.А. Михельсона (Москва) и других достаточно указывают, как высоко поставлено было А.Г. Столетовым преподавание физики в Московском университете.

Лекции А.Г. Столетова были насыщены множеством интересных фактов, помогающих объяснить неясные, спорные, моменты, полнее раскрыть тему сообщения. Он цитирует Аристотеля, Декарта, Бэкона и других известных ученых, знакомит слушателей с работами исследователей, внесших наибольший вклад в развитие данной области знания, обязательно дает исторический фон эпохи. Вот, например, как Столетов рисует время, в которое родился Ньютон: "Чтобы охарактеризовать научный горизонт этой эпохи, скажем, что то был год знаменитого опыта Торричелли (изобретение барометра) - начало жарких споров о пустоте, еще раз подорвавших авторитет средневековой схоластики. Бэкон умер 16 лет назад; Декарт. приближался к апогею своей славы, Локк был 10-летним мальчиком, а Лейбниц - впоследствии соперник Ньютона - родился тремя годами позже. Паскаль (19 лет), Бойль (15 лет), Гюйгенс (13 лет) переживали годы юности или отрочества".

Студенты не знали, чего стоила А.Г. Столетову эта обработанность, эта безукоризненность его лекций. До поздней ночи горит свет в кабинете. Александр Григорьевич просматривает последние научные журналы, книги, делает выписки, продумывает план будущей лекции. Слушателям должны быть сообщены самые последние сведения.

Но А.Г. Столетов вошел в историю отечественной и мировой науки не только как великий физик. Он также - выдающийся пропагандист научных знаний, популяризатор и просветитель.

Столетова называли мастером лекции. Учившийся у него профессор Б.М. Житков впоследствии вспоминал: "Если бы застенографировать его лекцию, она с первого до последнего слова не нуждалась бы в редакционных поправках. Слушателям казалось, что Столетов читает им лекцию по очень хорошему учебнику". Они не знали, чего стоила А.Г. Столетову эта отточенность, эта безукоризненность лекций. До поздней ночи горит свет в кабинете. Александр Григорьевич просматривает последние научные журналы, книги, делает выписки, продумывает план будущей лекции. Слушателям должны быть сообщены самые последние сведения.

В качестве популяризатора науки Столетов выступал, по словам Тимирязева, "уж не двигателем науки, а ее насадителем в России". Это тем более верно, что ученый не только вел большую научно-исследовательскую работу и преподавал в университете, он также был активным членом Общества любителей естествознания: читал публичные лекции в Политехническом музее, печатал научно-популярные статьи в общедоступных журналах, неутомимо пропагандировал научные знания. Он хотел приобщить к науке как можно больше людей. За эту просветительскую деятельность ученый был награжден золотой медалью Общества.

Столетов всегда тонко чувствовал специфику аудитории и сообразовывался с ее уровнем. Его лекции отличались и по содержанию и по языку в зависимости от образования и профессиональной подготовки тех, кто его слушал. Если для студентов университета Александр Григорьевич читал несколько академично и в его лекциях преобладали абстрактность, обобщенность, терминологичность, то, выступая перед широкой публикой, он чаще использовал образ, интересную цитату, необычные сравнения и параллели.

Лекции Столетова поражали слушателей глубиной, логичностью и последовательностью изложения, были четкими и композиционно простыми. Ученый знал, что лекция строится как художественное произведение. В ней должны быть завязка, развитие сюжета, кульминация и развязка. Примером такой композиционно построенной лекции может служить его выступление в Московском обществе любителей художеств на тему "Леонардо да Винчи как естествоиспытатель". Вся лекция построена на сопоставлении двух гениальных людей - Леонардо да Винчи и Гёте. Это сравнение жизни и творчества двух великих мыслителей, которое Столетов делает в пользу Леонардо Да Винчи, и является стержнем лекции.

Вот небольшой отрывок из этого интересного сообщения:

"Общие черты, которые я хочу наметить на первом плане, касаются как физической и духовной природы двух великих людей, так и внешних обстоятельств их жизни. Леонардо, как и Гёте, описывают как редкого красавца, как счастливо развитую физическую организацию. Леонардо, как и Гёте, весь свой век занят всевозможными вопросами знания и искусства, и нет предмета, которому бы он не посвятил внимания с характеризующими его жаром и успехом. Попеременно - то первый скрипач и импровизатор у Людовико Сфорца. то архитектор и главный инженер. при Чезаре Борджиа, то придворный живописец короля Франсуа I, - Леонардо и по внешнему своему положению представляется истинным Прометеем; по объему своих занятий он еще универсальнее, чем министр веймарского герцога. Тот и другой зато холодны и индифферентны к вопросам политики и с бесстрастностью, за которую получали немало упреков, относятся к бедственным судьбам отечества и там и здесь подвергавшегося чужеземному (именно - французскому) нашествию. Упреки едва ли законны в применении к людям такого калибра; они стояли целой головой выше своих современников и не могли не чувствовать, что их дело переживет славу Карлов VIII и даже Наполеонов.

Есть и общие черты у двух эпох, черты и крупные и мелкие. Там и здесь повседневная жизнь и узкие местные происшествия рисуются на фоне зреющего великого переворота в области идей и общественных отношений - переворота, который в одном случае мы называем Ренессансом и Реформацией, в другом - Революцией".

Строя выступление по определенному плану, Александр Григорьевич большое значение придавал началу, первым словам, "завязке". Таковы, например, первые фразы лекции о газах: "Истекший год начался на Западе поразительным завоеванием в области физических наук: 10 января н. с.1878 года (29 декабря 1877) на земле впервые увидели твердый водород. Этот легчайший из газов, этот газ по преимуществу, всех упорнее сопротивлявшийся сжижению, - потек жидкой струей, посыпался, как дробь. Незадолго перед тем удалось сгустить и заморозить остальные упорные или постоянные газы - кислород и азот, составные части воздуха. Термин "постоянный газ" утратило свой точный смысл; всякий газ, при достаточном давлении и достаточном холоде, становится жидким, а потом твердым телом".

А вот начало другой лекции, о резонансе: "Всякий знает, что стекла окон порою дребезжат от некоторых звуков улицы, не откликаясь на другие. Сильной и выдержанной нотой своего голоса певец может разбить стакан, приведя его в сильную вибрацию".

Столетов знал, что конец выступления должен быть так же продуман, как и начало. Входя в аудиторию и зная свое первое слово, лектор должен знать и последнее.

Вот концовка уже упоминавшейся лекции о Леонардо да Винчи:". Тот "союз" (между наукой и искусством. - В. Л.), который Шиллеру казался преждевременным, был живым и доступным идеалом для Леонардо.

Быть может, эта двойственность натуры, это стремление к двум целям во имя их нераздельности невыгодно отозвались на художественном творчестве Винчи со стороны количественной; думаю, что в смысле качества творений ученый не повредил художнику. Как бы то ни было, живое чувство необходимости этого слияния проникает всю деятельность нашего художника: вся она есть попытка совместить дух точного знания с даром творчества в искусстве. Понимать, чтобы любить, - понимать, чтобы творить: таков его девиз. "Художники, прежде всего изучайте науку". Таковы подлинные слова Леонардо, таков завет, вытекающий из всей жизни творца Джоконды и Тайной Вечери".

Вопросы соотношения, связи между наукой и искусством в творчестве ученого волновали Столетова, и он периодически возвращался к этой теме. Например, в своем выступлении на заседании Московского математического общества, посвященном памяти скончавшейся незадолго до этого Софьи Васильевны Ковалевской, он подчеркнул, что она увлекалась одновременно и математикой и литературой и, помимо математических трудов, писала также повести, стихи и драматические произведения.

Сообщения ученого всегда были насыщены множеством фактов, помогающих раскрыть неясные и спорные положения, тему лекции. Он цитирует Аристотеля, Декарта, Бэкона и других известных ученых, знакомит слушателей с работами русских исследователей, внесших наибольший вклад в развитие данной области знания воссоздает исторический фон эпохи. Вот, например, как Столетов в речи "Жизнь и личность Ньютона", прочитанной на совместном заседании Общества любителей естествознания и Московского математического общества, рисует время, в которое появился на Земле этот великий английский ученый.

"Исаак Ньютон - или, как называют его англичане, сэр Айзэк Ньютон - родился 25 декабря 1642 г. (5 января 1643 г. по новому стилю) в Вульсторпе, деревне близ городка Грантам, в Линкольншире (восточная Англия), - почти год спустя после смерти Галилея, почти сто лет по смерти Коперника. Это было в последние годы Тридцатилетней войны - за несколько месяцев до восшествия пятилетнего Людовика XIV на французский престол, за семь лет до казни Карла I в Англии. Чтобы охарактеризовать научный горизонт этой эпохи, скажем, что то был год знаменитого опыта Торричелли (изобретение барометра) - начало жарких споров о пустоте, еще раз подорвавших авторитет средневековой схоластики. Бэкон умер 16 лет назад; Декарт. приближался к апогею своей славы, Локк был 10-летним мальчиком, а Лейбниц - впоследствии соперник Ньютона - родился тремя годами позже. Паскаль (19 лет), Бойль (15 лет), Гюйгенс (13 лет) переживали годы юности или отрочества".

Другая лекция Столетова, посвященная величайшему ученому:

"Ньютон как физик" может служить образцом спокойного, точного, логически строгого изложения научных достижений гениального англичанина. В ней, в частности, Столетов рассказывает о том, почему и как Ньютон открыл состав белого света и разработал учение о смешении цветов.

"Поводом к опытам с призмой послужили Ньютону работы по приготовлению телескопов, для которых он сам шлифовал стекла. Стекла со сферическими поверхностями не дают вполне ясных изображений предметов. Прежде думали, что это зависит исключительно от формы их, благодаря которой лучи, проходящие у краев стекла, сходятся несколько ближе к стеклу, чем лучи центральные. Декарт доказывал вычислением, что, давая стеклу другие формы, можно свести все лучи, из одной точки вышедшие, в одну же точку. Ньютон пытался осуществить такое стекло, но, находя в нем мало преимуществ перед сферическим, заподозрил, что есть другой источник неясности изображения. Опыт с призмой подтвердил эту счастливую догадку.

Сущность опыта весьма известна. Сделав круглое отверстие в оконном ставне и затемнив комнату, Ньютон пропустил на призму луч солнца и получил на противоположной стене изображение, которое назвал солнечным спектром. Из спектрального пучка лучей он выделил одну часть, например, красную, задержав остальное экранами, и пустил ее на другую призму, чтобы посмотреть, как этот одноцветный луч преломится вторично. Делая это порознь с лучом красным, желтым и пр., Ньютон убедился, что они преломились неодинаково.

Этими простыми опытами был пролит свет на явление. Вот причина, почему первая призма разбросала белые лучи в виде цветного веера. Эти красные, желтые и другие лучи были в составе белого пучка: смесь их и составляла то, что мы зовем белым цветом; но, встретив призму, которая неравно отклонила их от прежнего пути, они разошлись и дали на экране ряд отдельных цветных изображений солнца. Собрав эти цветные лучи опять вместе, мы опять получим белый свет. Соединяя не все лучи, получим вообще луч цветной. Учение о смешении двух или более цветов также разработано Ньютоном. Установив сложность белого луча, он понял, что в ней-то и лежит главная причина неотчетливости изображений, даваемых оптическими стеклами. Считая этот недостаток неустранимым (впоследствии найдено, что ослаблять его мы можем), Ньютон отказался от телескопов со стеклами и обратился к употреблению зеркал. Так возник собственноручно сделанный им (1671 г.) первый рефлектор (отражательный телескоп), который хранится в библиотеке Королевского общества".

Как бы между прочим Столетов сообщил, почему и как Ньютон изобрел телескоп-рефлектор. Напомнив, что "скромный опыт Ньютона разросся в целую науку о спектре", Столетов заканчивает свою лекцию такими словами: "Следуя за этими успехами науки о спектре, мы видим, как малый ручеек становится мощной рекой, река - морским течением, и оно несет нас по тому океану неизведанного, о котором мечтал умирающий мыслитель. А у истоков реки навеки записано все то же незабвенное имя - имя Исаака Ньютона".

Столетов выступал также с лекциями и статьями, посвященными Г.Р. Кирхгофу, Г.Л. Гельмгольцу и другим ученым. Публичные выступления А.Г. Столетова всегда проходили при большом стечении народа, потому что все знали: сообщение им будет делать первый физик России, ученый с мировым именем, основатель школы русских физиков.

Ученик Столетова профессор физики А.П. Соколов так рассказывает об одной из лекций: "По возвращении в Москву (в 1889 г. Столетов участвовал в работе II Международного конгресса электриков в Париже. - В. Л.) Александр Григорьевич получил из С. - Петербурга приглашение от распорядительного комитета VIII съезда русских естествоиспытателей и врачей прочесть лекцию на одном из общих собраний съезда; Александр Григорьевич откликнулся сочувственно на этот призыв и принялся за речь. Предметом ее он избрал трудный вопрос, выдвинутый снова на очередь недавними блестящими открытиями Герца, вопрос о тождестве волн света и электричества. Александр Григорьевич мастерски справился с этой задачей. Всем присутствовавшим на VIII съезде естествоиспытателей в Петербурге, вероятно, памятно публичное заседание 3 января 1894 г., когда двухтысячная толпа, собравшаяся на это заседание, с затаенным дыханием внимала этой речи маститого русского ученого, речи, произнесенной звучным, прочувственным голосом; памятен также им и тот взрыв восторга, который овладел этой очарованной толпой по окончании речи, и те шумные рукоплескания, которыми долго после того оглашалась зала. С тех пор слава Александра Григорьевича Столетова как блестящего оратора и образцового популяризатора непоколебимо утвердилась во всей интеллигентной России".

Об этой же лекции К.А. Тимирязев вспоминал: "Всем, конечно, памятна та овация, которая была сделана А.Г. на последнем общем заседании съезда: громадная зала благородного собрания в течение нескольких минут дрожала от аплодисментов двух тысяч русских ученых, руководившихся единодушным желанием выразить чувства благодарного уважения неутомимому ученому за все, что им было сделано для русской науки, для русского просвещения".

В сообщении А.П. Соколова обращают на себя внимание две даты. В конце 1889 г. Столетов получает приглашение прочитать лекцию и сразу же начинает готовиться к ней, а выступление предстоит лишь в начале 1894 года, то есть через четыре года! Это, конечно, не означает, что все это время ученый работал только над данной лекцией. Он был занят множеством других дел, но к предстоящему сообщению периодически возвращался: менял план, вносил уточнения, вызванные новыми открытиями, "шлифовал" его. Эта тщательность при подготовке к выступлению крайне характерна для ученого.

Очень хорошо знавший Столетова К.А. Тимирязев так писал об этом качестве физика: "Мы могли бы очертить его нравственный облик двумя словами: это был человек долга. Раз начертав себе нравственный идеал, он не отступал от него ни в малом, ни в большом. Никогда у него дело не расходилось со словом, и в сфере принятых на себя обязанностей для него не существовало мелочей. Особенно чуток он был к своим обязанностям по отношению к слушателям, университетским или публике: здесь уважение к науке и к аудитории сливалось в одно общее чувство. Очень нередкое равнодушие, выражающееся словами "сойдет и так", было для него немыслимо. Никогда не забуду, как. он распекал меня, как школьника, за один не удавшийся в моем сообщении опыт. Тщетно представлял я себе в оправдание, что неудача произошла от того, что во время перерыва заседания сдвинут был прибор, а я заметил, когда было уже поздно. Он только строго повторял: "Перед публикой не может быть удач или неудач. Понимаете - не может быть".

Столетов вел большую популяризаторскую работу еще в Физическом обществе. К.А. Тимирязев вспоминал: "Выбранный в 1881 г. председателем отделения физических наук в обществе Любителей естествознания, он с первых же своих шагов не только вдохнул новую жизнь в это отделение, но, можно сказать, что его появление было сигналом к оживлению деятельности общества и в новых, до тех пор не проявлявшихся, направлениях. Физическое общество сделалось сборным местом для всего молодого, живого, интересующегося успехами точного естествознания в области механики и математики, физики и астрономии, химии и физиологии. Собирались сюда для обмена мыслей, для сообщения о своих текущих трудах или для доклада о новых крупных приобретениях науки; собирались и для того, чтобы доставлять московскому обществу возможность знакомиться в общедоступном изложении с теми завоеваниями человеческой мысли, которые привлекали в данный момент внимание ученых, так как в этом отношении Александр Григорьевич разделял с самыми выдающимися научными деятелями Запада мнение, что наука путем серьезной популяризации должна идти навстречу обществу, приобщая его к своим интересам, - мнение, которое в то время далеко нельзя было считать укоренившимся, - еще очень распространено было воззрение, что наука и ученые только выигрывали, скрываясь в глубине своих святилищ. В течение почти десяти лет (до 1889 г.) Столетов оставался душой физического общества. всех заряжая своей неутомимой энергией и желанием, чтобы физическое общество оставалось верным своей основной идее: с одной стороны - служить центром для обмена мыслей между представителями науки, а с другой стороны - источником, из которого все московское образованное общество могло черпать строго научные знания в доступной ему форме".

Столетов знал, что при чтении лекций нет мелочей. Все одинаково важно. Как одет лектор, громко или тихо он говорит, суетлив или спокоен. Большое значение имеет культура речи. Если выступающий неправильно произносит общеизвестные слова или неверно ставит ударения, неуспех лекции предрешен. Лектор должен помнить, что он рассказывает о том, что ему хорошо известно, но слушатели об этом или не знают ничего, или очень мало. Каждая лекция должна читаться "на подъеме". Если лектору во время выступления скучно, то присутствующим в аудитории в сто раз скучнее.

При чтении лекции имеет значение, как лектор вошел в аудиторию, удалось ли ему установить контакт со слушателями, зрительное воздействие на них (использование доски, жесты, мимика), слуховое воздействие (высота и тембр голоса, дикция, интонация, паузы) и т.д. Столетов учитывал, что на слушателей оказывает влияние: читается лекция утром или вечером, зимой или летом, в ясную или пасмурную погоду. Особенное воздействие оказывает помещение, в котором звучит публичное слово. Назначенный в 1882 г. заведующим кафедрой опытной физики Московского университета, ученый сразу же принимается за перестройку физической аудитории, которая мало отвечала своему назначению. "Аудитория лишена солнечного света, почти лишена и дневного, имеет 140 мест - приблизительно для одной четверти наличного числа слушателей. и представляет, как бы по особому заказу, все возможные неудобства".

Достав необходимые средства, Столетов все перестраивает. "В настоящем виде ей могли бы позавидовать не только все физические аудитории русских университетов, но и многие заграничные. Вместо полутемного, неуклюжего помещения мы имеем обширную, высокую и светлую залу, вмещающую в себя около 400 человек слушателей. Аудитория снабжена всеми необходимыми лекционными приспособлениями: газом, водой из городского водопровода, прекрасным электрическим освещением. Имеется большой гелиостат для солнечного света, газовый двигатель и динамомашина для постоянных и переменных токов, большой экспериментальный стол, хорошо действующая система затемнения аудитории, экраны, доски и пр. Достаточно сказать, что во время последнего, IX съезда естествоиспытателей и врачей в Москве в 1893-1894 годах съехавшиеся к нам со всех концов России ученые гости выражали единодушно свое удивление и восторг от нашей аудитории", - вспоминал профессор А.П. Соколов.

Располагающая к восприятию сообщения аудитория - это, конечно, важно. Однако основное - содержание лекции и то, как оно преподносится. В подтверждение незаурядных популяризаторских способностей Столетова приведем еще один отрывок из его лекции о газах.

"Воздух, как нечто нераздельное, долго был единственным газообразным веществом, известным человеку. Понятие о различных воздухообразных телах, о сложном составе самого воздуха, утвердилось уже в новейшие времена. Тем чудеснее, тем таинственнее должна была казаться человеку эта единственная субстанция, столь непохожая на все другие - тонкая, невидимая, едва осязаемая и вечно движущаяся, притом столь необходимая для дыхания и жизни. Весьма понятно, что уже на самом рассвете философской мысли, едва освобождающейся от теологических воззрений, воздуху отведено исключительное место в наивных попытках физической космогонии.

Уже на этих первых ступенях философской мысли мы видим, какое глубокое впечатление на ум человека производила эта незримая, неосязаемая, подвижная "сфера паров", представляющая как бы переход от телесного к невещественному, сверхчувственному. С этих пор или даже раньше примесь воздушного в понятии о духовном, примесь духовного в понятии о воздушном стали как бы неизбежны, неискоренимы.

Идея о дыхании как основном акте жизни, о воздухе как образе (или даже сущности) души - эта идея пустила вековые корни".

Александр Григорьевич был убежденным материалистом, боролся с идеализмом в науке, мистикой и суеверием. В помощники себе привлекал смех. В той же лекции о газах он говорил: "Если воды источника периодически вспенивались от углекислого газа - это ангел возмущал их. Если какой-нибудь несчастный спускался в яму и задыхался от мифического воздуха - это было делом скрытого демона. Если факел рудокопа производил взрыв - этот взрыв приписывался злому духу, стерегущему сокровище и разгневанному тем, что потревожили его уединение. Испорченный воздух стоячих болот олицетворялся в виде отвратительных демонов; взрывчатые газы рудников принимали форму бледнолицых злых карликов, с ушами, висящими до плеч, и в одежде серого цвета".

Ученый ценил шутку, меткое образное слово и понимал необходимость психологических пауз, позволяющих снять напряжение и дать возможность слушателям отдохнуть прямо на лекции.

В своих публичных выступлениях Столетов непременно рассказывал о достижениях науки, об использовании ее в практических целях. "Было время, когда физика только что складывалась. С тех пор наука росла быстро и стала творить чудеса: не ограничиваясь расширением умственного горизонта, она подарила человеку на первых же порах и паровоз, и телеграф, и гальванопластику, и фотографию".

Одна из трудностей научной популяризации - это оперирование цифрами. Как сделать их менее скучными - такая задача всегда стоит перед любым популяризатором. Один из приемов - превратить цифры в "осязаемые", как бы "зримые". Вот, например, как Столетов начинает лекцию "Энергия Солнца":

"Солнце - этот "светоч мира", по выражению Кеплера, - стало в последние 25 лет предметом усиленного изучения со стороны астрономов и физиков. Сложилась целая наука - назовем ее Гелиология, - имеющая свои методы, свои обсерватории, свою богатую литературу. В предлагаемом очерке мы намерены рассмотреть одну сторону обширного предмета: мы будем говорить о количестве солнечной энергии, об ее таинственных источниках, об условиях ее сохранения или истощения. Ряд новых работ, новых гипотез по этим вопросам делает такой обзор довольно своевременным. О размерах, составе, строении Солнца напомним лишь немногое. Громадная сфера Солнца имеет диаметр в 109 раз больше диаметра Земли и почти вдвое более диаметра лунной орбиты. Расстояние Солнца от Земли в 100 раз более его диаметра и составляет около 150 миллионов километров".

Далее Столетов делает следующее замечание, "овеществляя" последнюю цифру: "Из числа различных иллюстраций этого огромного расстояния приведем одну, ради ее оригинальности. Физиологи измерили быстроту, с какой передается нервам раздражение органов чувств. Вообразим себе на Земле. дитя с такой длинной рукой, что, протянув ее, оно коснется Солнца. Дитя состарится и умрет естественной смертью прежде, чем успеет почувствовать обжог". Это очень образная иллюстрация, но она, к сожалению, содержит ошибку. Столетов опирался на данные науки того времени, а они были не точны. В настоящее время установлено, что скорость распространения сигнала по нервным волокнам достигает 120 метров в секунду. Если разделить расстояние от Земли до Солнца - 150 миллиардов метров - на 120 метров в секунду, то получится немногим больше миллиарда секунд, а известно, что продолжительность человеческой жизни - около 2 миллиардов секунд. Расчет показывает, что воображаемое "дитя", о котором говорил Столетов, почувствует ожог примерно на 40-м году жизни.

Можно привести еще много примеров, свидетельствующих о блестящих популяризаторских способностях ученого. Вскоре после смерти Столетова были изданы его "Общедоступные лекции и речи" под редакцией и с примечаниями К.А. Тимирязева. Они вошли также во второй том собрания сочинений А.Г. Столетова, вышедший в 1941 г. Рассказывая в предисловии о жизни и научной деятельности Столетова, отмечая достоинства его учебника "Введение в акустику и оптику" (1893), К.А. Тимирязев говорит: "Но нигде талант изложения не обнаруживался в такой степени, как в его публичных лекциях и речах, представляющих образцы блестящего, изящного изложения самых сложных, трудно доступных пониманию публики, новейших завоеваний науки, или яркие, глубоко продуманные картины знаменательных моментов ее истории".

Столетов был широко образованным человеком. Он в совершенстве владел тремя европейскими языками, прекрасно играл на фортепьяно (в детстве подумывал даже, не стать ли ему профессиональным музыкантом), хорошо знал отечественную и зарубежную художественную литературу, что позволяло ему при чтении лекции всегда иметь в своем распоряжении удачный образ, сравнение, метафору.

Столетов был эстетически высокообразованным человеком. Он тонко чувствовал не только красоту природы, музыки, поэзии, но и науки и старался донести ее до слушателей. Во всей своей деятельности он стремился осуществить синтез науки и искусства - тот союз, о котором он говорил, когда рассказывал о творчестве Леонардо да Винчи, С.В. Ковалевской и других выдающихся ученых.

Популярные лекции Александр Григорьевич Столетов читал, как правило, в московском Политехническом музее, который благодаря этому превратился в главный центр распространения физических знаний. В своих просветительских лекциях Столетов хотел достичь гармонии между наукой и искусством и все для этого делал. Именно поэтому каждое публичное выступление ученого становилось событием в общественной жизни и оставалось в памяти присутствовавших на долгие годы.

2.2 Защита магистерской диссертации

После подготовки к лекции Столетов берется за свою магистерскую диссертацию. Она посвящена "общей задаче электростатики", над решением которой бились многие ученые. Смысл ее в следующем.

Представьте себе незаряженный проводник, к которому подносят другой проводник, заряженный, например, отрицательно. Тогда на первоначально незаряженном проводнике появятся заряды: на ближайшей к заряженному телу стороне - положительные, на противоположной - отрицательные. Эти индуцированные заряды в свою очередь подействуют на заряженный проводник, и заряды на нем перераспределятся. Это перераспределение зарядов вызовет в свою очередь изменение распределения зарядов на другом проводнике и т.д. Так будет продолжаться до тех пор, пока между двумя проводниками не установится электростатическое равновесие. Эта задача очень сложна и справиться с ней удалось лишь двум ученым - Морфи и Дж. Томсону. Столетов же хотел решить ее в самом общем виде - в случае взаимодействия любого произвольного числа проводников. И он решил эту задачу. В мае 1869 года А.Г. Столетов блестяще защитил магистерскую диссертацию на тему "Общая задача электростатики и ее приведение к простейшему случаю" и был утвержден в звании доцента.

Бессонные ночи, чрезмерный труд и нервное напряжение сказываются на здоровье молодого ученого. Он заболевает и около года проводит в различных лечебницах. Ему запрещают читать, писать, заниматься какой бы то ни было умственной деятельностью. Это был самый тягостный период в жизни А.Г. Столетова. Наконец, консилиум профессоров разрешает ему приступить к занятиям со студентами. И сразу же забываются все рекомендации врачей щадить свое здоровье, Александр Григорьевич вновь полностью отдается педагогической и научной деятельности.

2.3 "Исследование о функции намагничивания мягкого железа"

В 1871 году А.Г. Столетов приступает к работе над докторской диссертацией. Теперь его интересуют магнитные свойства железа. Знать их очень важно для практики. Электротехника в то время не была еще наукой. Созданию хорошей электрической машины предшествовали бесчисленные опыты по подбору оптимальных размеров конструкции. И одной из важнейших задач электротехники было узнать, как намагничивается железо.

Физической лаборатории в университете по-прежнему нет, и для проведения необходимых экспериментов Столетов уезжает за границу. Всего четыре месяца проводит он в лаборатории Кирхгофа в Гейдельберге, но сколько сделано за эти четыре летних месяца! Продумана и сконструирована установка для исследования магнитных свойств железа, проведены все задуманные опыты.

Схема установки, разработанной А.Г. Столетовым для изучения магнитных свойств железа.

Установка, разработанная А.Г. Столетовым, представляла собой следующее. На железное кольцо намотаны две обмотки. Первая через переключатель соединена с батареей. В цепь второй обмотки включен баллистический гальванометр. В моменты включения (или выключения) тока, подаваемого в первичную обмотку, намагниченность железного кольца быстро возрастает (или убывает) до определенного значения, соответствующего данной силе тока и числу витков в первичной обмотке. Меняющееся в эти моменты магнитное поле индуцирует ток во вторичной обмотке. Измерив с помощью гальванометра количество электричества, протекающего за это время по вторичной обмотке, можно теоретически рассчитать величину магнитного поля, вызвавшего ток. А узнать магнитное поле, создаваемое кольцом, - это значит узнать намагниченность железного образца.

Петля гистерезиса при намагничивании железа теперь знакома каждому ученику 9 класса. Но когда Столетов начинал свои опыты, о магнитных свойствах железа было известно немного. В частности, считалось, что намагниченность железа прямо пропорциональна индукции В₀ намагничивающего внешнего поля.

Это означает, что магнитная проницаемость не зависит от намагниченности и постоянна. Данная теория, разработанная Пуассоном, не согласовывалась, однако, с последними опытами различных исследователей. Поэтому Кирхгофом была разработана новая теория, в которую вместо постоянной величины входила функция, зависящая от В₀ и формы железного тела. Изучением того, как зависит от В₀, и занялся Столетов. В опытах Столетова изучалась зависимость не самого , а так называемой магнитной восприимчивости .

До его исследований было известно, что при больших величинах индукции намагничивающего поля магнитная проницаемость падает с ростом В₀. В слабых полях ее поведение не изучалось. Начав опыты, Столетов обнаружил поразительный факт: при слабых полях с ростом В₀ величина не постоянна, а быстро возрастает, достигает максимума при некотором значении В₀ и медленно убывает. Причем максимальное значение было в несколько раз выше, чем известное из опытов других исследователей.

График зависимости от В₀.

Полученные Столетовым важные результаты давали в руки создателей электромоторов и динамо-машин ключ к решению многих стоящих перед ними задач. Сам ученый так характеризовал практическую сторону своего исследования. "Изучение функции намагничения железа может иметь практическую важность при устройстве и употреблении как электромагнитных двигателей, так и тех магнитоэлектрических машин нового рода, в которых временное намагничение железа играет главную роль. Знание свойств железа. также необходимо здесь, как необходимо знакомство со свойствами пара для теории паровых машин. Только при таком знании мы получим возможность обсудить a priori (заранее) наивыгоднейшую конструкцию подобного снаряда и наперед рассчитать его полезное действие".

В 1872 году Столетов успешно защищает докторскую диссертацию "Исследование о функции намагничения мягкого железа" и в следующем году утверждается в должности ординарного профессора Московского университета.

После работы о "Функции намагничения железа" имя А.Г. Столетова становится широко известно за границей. В 1874 году его приглашают на торжества по случаю открытия при Кембриджском университете физической лаборатории. В 1881 году Столетов достойно представляет русскую науку на I Всемирном конгрессе электриков в Париже. Он первый русский физик, участвующий в международном съезде.

На конгрессе Столетов делает доклад о своих исследованиях по определению коэффициента пропорциональности между электростатическими и электромагнитными единицами, активно участвует в работе по выбору электротехнических единиц измерения. По предложению Столетова была утверждена единица электрического сопротивления - Ом и эталон сопротивления.

2.4 Физический кружок Столетова. Первая физическая лаборатория в России

В то время Московский университет, как и другие высшие учебные заведения России, не имел физической лаборатории. Чтобы вести научные исследования, русские ученые были вынуждены уезжать за границу.А.Г. Столетов поставил перед собой цель создать такую лабораторию. Он пишет письма, прошения, обивает пороги чиновничьих кабинетов, доказывая, что университет не может не иметь своей лаборатории. Ведь физика - наука экспериментальная. Физик - не математик, он не может творить науку только за письменным столом.

Весь 1870 год проходит в хлопотах по устройству первой в России физической лаборатории. В этом же году на квартире у Столетова для обсуждения различных физических проблем начинают собираться студенты Александра Григорьевича и его товарищи по работе. Возникает физический кружок, положивший начало физической школе Столетова, которая в свою очередь дала основание школе русских физиков.

Занятия наукой отнимают у А.Г. Столетова все имеющееся в его распоряжении время. У него нет личной жизни. Он так и остался на всю жизнь холостым. Семью ему заменяли его студенты и товарищи по университету: астроном Ф.А. Бредихин, геолог А.П. Карпинский, ботаник К.А. Тимирязев, географ, антрополог и этнограф Д.Н. Анучин, физики Н.А. Умов, Н.Е. Жуковский и другие ученые, вписавшие немало ярких страниц в историю русской науки.

Осенью 1872 года наконец-то при университете открывается физическая лаборатория, на устройство которой Столетов потратил столько сил и средств. Это была первая в России учебно-исследовательская физическая лаборатория. Теперь русским ученым не надо было ездить за границу, чтобы проводить необходимые опыты!

Начинает свою первую экспериментальную работу на родине и Столетов. Он ставит давно задуманный опыт по определению соотношения между электростатическими и электромагнитными единицами. Коэффициент пропорциональности оказывается близким к скорости света с. Это говорит не только о том, что свет - тоже электромагнитное явление, но и служит косвенным подтверждением справедливости теории Дж. Максвелла, которую многие ученые в то время не признавали.

Столетов широко открывает двери своей лаборатории для физиков, работающих в других высших учебных заведениях России. Из Киева, Одессы, других городов страны приезжают преподаватели учиться у великого физика искусству эксперимента.

Ширится физический кружок Столетова. Вокруг него группируется талантливая молодежь, берущая со своего учителя пример бескорыстного служения науке. Десятки блестящих ученых воспитал А.Г. Столетов, ученых, составивших гордость русской науки. Наиболее выдающиеся из них: Н.А. Умов, И.Ф. Усагин, А.П. Соколов, П.Н. Лебедев, Н.Е. Жуковский.

Столетов ведет большую популяризаторскую работу в Обществе любителей естествознания, непременным членом которого он является, читает публичные лекции в Политехническом музее, публикует научно-популярные статьи в журналах для неспециалистов. Он хочет приобщить к науке как можно большее количество людей.

В 1877 году началась русско-турецкая война. Александр Григорьевич Столетов очень волновался за своего брата Николая, принимавшего участие в военных действиях. Генерал-майор Н.Г. Столетов командовал добровольческим русско-болгарским ополчением, принимал участие в боях при обороне Шипкинского перевала.

2.5 Исследование фотоэффекта

В 1888 году Александр Григорьевич Столетов начинает исследование фотоэффекта, открытого за год до этого Герцем. Эти исследования принесли Столетову мировую известность. Они продолжались два года: с февраля 1888 по июль 1890 года и можно только удивляться, как много было сделано за этот срок человеком, занятым в основном преподавательской деятельностью.