Сто великих ученых

 

СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ ЧАПЛЫГИН 447

 

матическая теория разрезного крыла» (1921), «О влиянии плоскопараллельного потока воздуха на движущееся в нем цилиндрическое крыло»

(1926).

 

Еще в 1914 году Чаплыгин выполнил исследование «Теория решетчатого крыла», которое также на десятилетия опередило свое время. В нем

Чаплыгин пришел к парадоксальному на первый взгляд выводу: крыло в

виде жалюзи обладает большей подъемной силой и более устойчиво в

полете, чем сплошное крыло такого же размера.

 

Это был существенный вклад в теорию крыла аэроплана. Кроме того,

работа Чаплыгина имела также значение для теории гидравлических машин. Президент Академии наук СССР М.В. Келдыш так оценивал ее:

 

«Теория решетчатого крыла», в которой заложены основы теории обтекания решеток циркуляционным потоком, является базой для расчета винтов, турбин и других гидравлических машин».

 

В работе «Схематическая теория разрезного крыла» (1921) он продолжает размышлять над проблемой составного крыла и указывает, как можно улучшить аэродинамические качества крыла, увеличить его подъемную

силу. Если крыло в форме дуги окружности разрезать на две части и раздвинуть их надлежащим образом, то подъемная сила такого разрезного

крыла будет больше.

 

В 1931 году Чаплыгин вместе со своим учеником Н.С. Аржаниковым

написал работу «К теории открылка и закрылка», как бы завершающую

эту тему. В чем была ценность этих работ? Чем меньше скорость самолета,

тем легче ему совершить посадку, тем она безопаснее. Отсюда желание —

летать с большой скоростью, а садиться с малой. Но небольшая скорость —

это малая подъемная сила. При недостаточной же подъемной силе самолет может упасть на землю и разбиться. Следовательно, надо увеличивать

скорость, чтобы самолет держался в воздухе- Получается замкнутый круг.

Работы Чаплыгина помогли разорвать этот круг

 

Крылья современных самолетов имеют предкрылки и закрылки. Выпуская их, летчик увеличивает подъемную силу на 20, 50 и более процентов, что позволяет ему садиться на полосу с меньшей скоростью.

 

Интересно, что эта работа делалась тогда, когда ни один самолет не

имел составных крыльев. В них не было необходимости, так как посадочные скорости были невелики. С ростом скорости полета стала расти

и посадочная скорость. Теперь все современные самолеты имеют крылья

с управляемыми закрылками и щитками, которые позволяют, не уменьшая скорости полета, уменьшать посадочную скорость самолета. Сергей

Алексеевич в своих трудах, как всегда, шел впереди современной ему

техники.

 

Решетчатые крылья сегодня установлены на космическом корабле

«Союз» (это элемент аварийного спасения кабины с космонавтами), на

судах с подводными крыльями, на морских кораблях для стабилизации их

 

448

 

во время качки. Теперь составные и решетчатые крылья — это обычный

элемент многих транспортных систем.

 

Научная деятельность Чаплыгина выдвинула его на одно из первых

мест среди ученых Советского Союза, и в 1926 году он был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а 12 января 1929 года -академиком.

 

Огромная административная работа, которую вел Чаплыгин как директор-начальник ЦАГИ, отнимала много сил, и в 1931 году ученый попросил освободить его от занимаемой должности по состоянию здоровья.

Просьба была удовлетворена, но работу в ЦАГИ Чаплыгин продолжал до

последних дней жизни. Он был начальником общетеоретической группы

 

ЦАГИ, а с 1940 года возглавлял аэродинамическую лабораторию, которая

теперь носит его имя. В любую погоду, несмотря на старческие недомогания, в положенное время он приходил в лабораторию, показывая своим

молодым коллегам пример истинного служения науке. Сотрудники отмечали его справедливость, строгость и доброту.

 

В 1933 году Чаплыгин был награжден орденом Ленина, а в феврале

1941 года ему  было присвоено высокое звание  Героя Социалистического

Труда.

 

Когда началась война, Сергею Алексеевичу предложили уехать из

Москвы, но он отказался. В октябре 1941 года фронт близко подошел к

столице. Было принято решение перебазировать ЦАГИ на восток. Вместе

с институтом в Новосибирск уехал и Чаплыгин. На новом месте он возглавил работу по созданию филиала ЦАГИ. Каждый день на строительной

площадке можно было видеть престарелого ученого, отдающего четкие и

ясные распоряжения.

 

Сергей Алексеевич умер в Новосибирске 8 октября 1942 года, не дожив до Победы, в которую свято верил и для которой самозабвенно трудился. Последние написанные им слова были: «Пока есть еще силы, надо

бороться... надо работать».

 

Именем Чаплыгина названы улицы в Москве и Новосибирске, кратер на обратной стороне Луны. На территории ЦАГИ ему установлен

памятник. Академия наук присуждает премию им. С.А. Чаплыгина «За

лучшую оригинальную работу по теоретическим исследованиям в области

механики».

 

ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД

 

(1871—1937)

 

 

 

 

Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года вблизи города Нелсон

(Новая Зеландия) в семье переселенца из Шотландии. Эрнест был четвертым из двенадцати  детей. Мать его работала сельской  учительницей. Отец

будущего ученого организовал деревообрабатывающее предприятие. Под

руководством отца мальчик получил хорошую подготовку для работы в

мастерской, что впоследствии помогло ему при конструировании и постройке научной аппаратуры.

 

Окончив школу в Хавелоке, где в это время жила семья, он получил

стипендию для продолжения образования в колледже провинции Нельсон,

куда поступил в 1887 году. Через два года Эрнест сдал экзамен в Кентерберийский колледж — филиал Новозеландского университета в Крайчестере. В колледже на Резерфорда оказали большое влияние его учителя:

 

преподававший физику и химию Э.У. Бикертон и математик Дж.Х.Х. Кук.

После того как в 1892 году Резерфорду была присуждена степень бакалавра гуманитарных наук, он остался в Кентербери-колледже и продолжил

свои занятия благодаря полученной стипендии по математике. На следующий год он стал магистром гуманитарных наук, лучше всех сдав экзамены по математике и физике. Его магистерская работа касалась обнаружения высокочастотных радиоволн, существование которых было доказано

около десяти лет назад. Для того чтобы изучить это явление, он сконструировал беспроволочный радиоприемник (за несколько лет до того, как это

сделал Маркони) и с его помощью получал сигналы, передаваемые коллегами с расстояния полумили.

 

В 1894 году в «Известиях философского института Новой Зеландии»

появилась его первая печатная работа «Намагничение железа высокочас

450

 

тотными разрядами». В 1895 году оказалась вакантной стипендия для получения научного образования, первый кандидат на эту стипендию отказался по семейным обстоятельствам, вторым кандидатом был Резерфорд.

Приехав в Англию, Резерфорд получил приглашение Дж.Дж. Томсона

работать в Кембридже в лаборатории Кавендиша. Так начался научный

путь Резерфорда.

 

На Томсона произвело глубокое впечатление проведенное Резерфордом исследование радиоволн, и он в 1896 году предложил совместно изучать воздействие рентгеновских лучей на электрические разряды в газах. В

том же году появляется совместная работа Томсона и Резерфорда «О прохождении электричества через газы, подвергнутые действию лучей Рентгена». В следующем году выходит в свет заключительная статья Резерфорда

«Магнитный детектор электрических волн и некоторые его применения»

После этого он полностью сосредоточивает свои силы на исследовании

газового разряда. В 1897 году появляется и его новая работа «Об электризации газов, подверженных действию рентгеновских лучей, и о поглощении рентгеновского излучения газами и парами».

 

Их сотрудничество увенчалось весомыми результатами, включая открытие Томсоном электрона — атомной частицы, несущей отрицательный электрический заряд. Опираясь на свои исследования, Томсон и Резерфорд выдвинули предположение, что, когда рентгеновские лучи проходят через газ, они разрушают атомы этого газа, высвобождая одинаковое число положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти частицы

они назвали ионами. После этой работы Резерфорд занялся изучением

атомной структуры

 

В 1898 году Резерфорд принял место профессора Макгиллского университета в Монреале, где начал серию важных экспериментов, касающихся радиоактивного излучения элемента урана. Резерфорда при проведении его весьма трудоемких экспериментов довольно часто одолевало

удрученное настроение Ведь при всех усилиях он не получал достаточных средств для постройки необходимых приборов. Много необходимой

для опытов аппаратуры Резерфорд построил собственными руками Он

работал в Монреале довольно долго — семь лет. Исключение составил

1900 год, когда  во время краткой поездки в  Новую Зеландию Резерфорд

женился на Мэри Ньютон. Позднее у них родилась дочь.

 

В Канаде он сделал фундаментальные открытия: им была открыта

эманация тория и разгадана природа так называемой индуцированной

радиоактивности; совместно с Содди он открыл радиоактивный распад и

его закон. Здесь им была написана книга «Радиоактивность».

 

В своей классической работе Резерфорд и Содди коснулись фундаментального вопроса об энергии радиоактивных превращений. Подсчитывая энергию испускаемых радием к-частиц, они приходят к выводу, что

«энергия радиоактивных превращений, по крайней мере, в 20 000 раз, а

 

ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД

 

451

 

может, и в миллион раз превышает энергию любого молекулярного превращения» Резерфорд и Содди сделали вывод, что «энергия, скрытая в

атоме, во много раз больше энергии, освобождающейся при обычном химическом превращении». Эта огромная энергия, по их мнению, должна

учитываться «при объяснении явлений космической физики» В частности, постоянство солнечной энергии можно объяснить тем, «что на Солнце идут процессы субатомного превращения».

 

Нельзя не поразиться прозорливости авторов, увидевших еще в 1903 году

космическую роль ядерной энергии. Этот год стал годом открытия этой

новой формы энергии, о которой с такой определенностью высказывались

Резерфорд и Содди, назвав ее внутриатомной энергией.

 

Огромен размах научной работы Резерфорда в Монреале, им было

опубликовано как лично, так и совместно с другими учеными 66 статей,

не считая книги «Радиоактивность», которая принесла Резерфорду славу

первоклассного исследователя. Он получает приглашение занять кафедру

в Манчестере. 24 мая 1907 года Резерфорд вернулся в Европу Начался

новый период его жизни.

 

В Манчестере Резерфорд развернул кипучую деятельность, привлекая

молодых ученых из разных стран мира Одним из его деятельных сотрудников был немецкий физик Ганс Гейгер, создатель первого счетчика элементарных частиц (счетчика Гейгера). В Манчестере с Резерфордом работали Э. Марсден, К. Фаянс, Г. Мозли, Г. Хевеши и другие физики и

химики.

 

Приехавший в Манчестер в 1912 году Нильс Бор позже вспоминал об

этом периоде: «В это время вокруг Резерфорда группировалось большое

число молодых физиков из разных стран мира, привлеченных его чрезвычайной одаренностью как физика и редкими способностями как организатора научного коллектива».

 

В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии «за проведенные им исследования в области распада элементов в

химии радиоактивных веществ». В своей вступительной речи от имени

Шведской королевской академии наук К.Б. Хассельберг указал на связь

между работой, проведенной Резерфордом, и работами Томсона, Анри

Беккереля, Пьера и Мари Кюри. «Открытия привели к потрясающему

выводу: химический элемент .. способен превращаться в другие элементы», — сказал Хассельберг. В своей Нобелевской лекции Резерфорд отметил: «Есть все основания полагать, что альфа-частицы, которые так свободно выбрасываются из большинства радиоактивных веществ, идентичны по массе и составу и должны состоять из ядер атомов гелия. Мы,

следовательно, не можем не прийти к заключению, что атомы основных

радиоактивных элементов, таких как уран и торий, должны строиться, по

крайней мере частично, из атомов гелия».

 

452

 

После получения Нобелевской премии Резерфорд занялся изучением

явления, которое наблюдалось при бомбардировке пластинки тонкой золотой фольги альфа-частицами, излучаемыми таким радиоактивным элементом, как уран. Оказалось, что с помощью угла отражения альфа-частиц можно изучать структуру устойчивых элементов, из которых состоит

пластинка. Согласно принятым тогда представлениям, модель атома была

подобна пудингу с изюмом: положительные и отрицательные заряды были

равномерно распределены внутри атома и, следовательно, не могли в значительной мере изменять направление движения альфа-частиц. Резерфорд,

однако, заметил, что определенные альфа-частицы отклонялись от ожидаемого направления в значительно большей степени, чем это допускалось теорией. Работая с Эрнестом Марсденом, студентом Манчестерского

университета, ученый подтвердил, что довольно большое число альфа-і

частиц отклоняется дальше, чем ожидалось, причем некоторые под углом

более чем 90 градусов.

 

Размышляя над этим явлением. Резерфорд в 1911 году предложил новую

модель атома. Согласно его теории, которая сегодня стала общепринятой,

положительно заряженные частицы сосредоточены в тяжелом центре атома, а отрицательно заряженные (электроны) находятся на орбите ядра, на

довольно большом расстоянии от него. Эта модель, подобна крошечной

модели Солнечной системы, подразумевает, что атомы состоят главным