Анна Ливанова - Физики о физиках

Правда, у него, видимо, все-таки не было уверенности в полной своей правоте, потому что в конце века, когда его чествовали на юбилее, он признался: «Я знаю не больше об электрических и магнитных силах, чем я знал и чему пытался учить моих студентов пятьдесят лет назад».

И лишь незадолго до смерти произнес он уже известные нам слова: «Я не признавал световое давление, и вот ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами».

Опыты Лебедева достаточно много раз описывались, чтобы заново о них рассказывать. Экспериментальное искусство ученого, его прямо-таки уникальная изощренность, изобретательность в преодолении, казалось бы, непреодолимых трудностей произвели сильное впечатление и на физиков и на «профанов».

Что значит «свет будет давить с силой 0,41 миллиграмма»? Это значит, что если на одну чашку весов сядет мошка, а на другую упадет солнечный луч, то первая опустится вниз.

Но трудность измерения давления света заключалась не только и не столько в том, что сила давления очень мала, — это было бы еще полбеды. Главное же осложнение происходило из-за того, что экспериментатору мешал сам свет. Мешал двумя способами.

Чтобы измерить давление света, пучок лучей бросают на легчайший подвижный предмет — крылышко, зеркальце, диск — и определяют его перемещение. Но этот подвижный предмет, скажем зеркальце, от того же света нагревается и отдает часть своего тепла окружающему газу. Возникают конвекционные токи, и они, подобно ветру, вращающему крылья мельницы, давят на зеркальце, причем гораздо сильнее, чем давит сам свет. И когда зеркальце перемещается, то неизвестно отчего — от давления света или от потоков воздуха.

Однако это не единственная помеха.

Оказалось, что под действием света возникает еще один эффект, который назвали радиометрическим. Суть его в том, что обе стороны зеркальца, нагревающиеся, естественно, по-разному (ведь свет падает с одной стороны), отдают и разное количество энергии соприкасающимся с ними молекулам газа. Ту сторону, где эта энергия больше, молекулы покидают с большей скоростью, или, что то же, с большим импульсом. А по закону сохранения импульса, улетая, они с большей силой отталкивают зеркальце, чем молекулы противоположной «холодной» стороны. Радиометрические силы действуют в том же направлении, что и давление света, а величина их на несколько порядков превосходит величину светового давления.

Чтобы «обезвредить» эти вторгающиеся в опыт силы, прежде всего надо было создать возможно больший вакуум, максимально достижимое разрежение: чем меньше молекул газа останется в сосуде, тем слабее станут помехи. Здесь Лебедев превзошел всех своих современников-физиков.

Но один вакуум дела не решал. Много различных приборов пришлось сконструировать и построить исследователю, много перебрать вариантов условий опыта и испытать различных схем измерений, пока многолетний, упорный и изощренный труд не привел его, наконец, к успеху.

Так заканчивался для него XIX век.

А наступление XX шло для Лебедева под знаком центральной задачи, которую он перед собой поставил — измерить давление света на газы. Для астрономии и прежде всего для решения загадки отклонения кометных хвостов именно она была главной. Между тем экспериментальные трудности здесь были неизмеримо коварнее, а само давление — примерно на два порядка меньше, чем на твердые тела.

Более восьми лет затратил Лебедев на эти эксперименты, пока достиг полной удачи. Выдающийся немецкий астрофизик Карл Шварцшильд писал ему потом: «Я хорошо помню, с каким сомнением услышал в 1902 году о Вашем предположении измерить давление света на газ, и я преисполнился тем большим удивлением, когда прочел, как Вы устранили все препятствия».

Международное признание заслуг Лебедева перед наукой было очень широким. Выразилось оно и в том, что его избрали почетным членом Лондонского Королевского общества. Признание радовало Лебедева. Но тревожила и угнетала развивающаяся болезнь.

Напряженнейшая работа днем и ночью изнуряла и все больше подрывала здоровье. Приступы стенокардии учащались. Приходилось прерывать эксперименты и уезжать на лечение в горы.

Об одной такой поездке вспоминает Борис Владимирович Дерягин:

«В марте 1909 года мы отправились в Италию. Сначала долго жили в Рапалло. Потом во Флоренции и в Сестри ди Леванте. Там нас навестил Лазарев с женой. Они с Лебедевым часто беседовали об астрономии, о значении для нее давления света. Мы все присутствовали при этих беседах. Да и вообще-то Петр Николаевич много рассказывал домашним о своей работе. Помню, с каким увлечением он объяснял матери, как ему удалось получить самые короткие в мире электромагнитные волны — длиной в 6 миллиметров (Герц получал волны длиною в несколько десятков сантиметров). Шестимиллиметровое излучение вело себя подобно видимому свету. С помощью специально сконструированной призмы Петр Николаевич заставил эти волны испытывать даже двойное лучепреломление, которое, как все были убеждены, есть чисто оптический эффект. Не только моя мать, но и я, мальчишка, был в курсе его работ по давлению света.