Версия для печати
Вернуться к списку

ОТ СЕЙСМОМЕТРА К ТЕОРИИ РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ВСЕЛЕННОЙ

Вряд ли широкая общественность помнит, что 150 лет назад родился академик Борис Борисович Голицын (1862–1916). Тогда как в отечественной физике начала прошлого столетия учёных его уровня было не больше двух-трёх человек. При этом Голицын вниманием явно обделён, и главной причиной тому – его княжеский титул. В многочисленных рассказах о российской физике основоположник отечественной сейсмологии Борис Голицын удостаивался от силы пары абзацев. Между тем он был ярким и разносторонне талантливым человеком. Оставив службу на флоте, в 30 лет начал научную карьеру и получил выдающиеся результаты в измерениях сейсмической активности Земли. Вдобавок к этому был успешным руководителем, кардинально перестроившим работу Экспедиции заготовления государственных бумаг (нынешняя фабрика Гознак). Не менее успешно он работал на посту директора Главной физической обсерватории в период с 1913 по 1916 год.

Академик Борис Голицын (1862–1916) стоял у истоков отечественной сейсмологии, но был почти забыт потомками из-за своего княжеского происхождения. Начиная с 1994 года Российская академия наук присуждает премию имени Б.Б. Голицына – за выдающиеся научные работы в области геофизики. Его имя носит научно-исследовательское судно.

Неудачная защита

В научной биографии выдающегося учёного защита диссертации сравнительно редко становится определяющим событием. Происходит оно обычно в молодости, когда мало кто позволяет себе нарушать сложившиеся правила игры. Но для Голицына защита стала исключением. На момент написания диссертации тридцатилетний кандидат в магистры был лейтенантом флота в отставке, приват-доцентом Московского университета и сотрудником физической лаборатории. У него уже была учёная степень, присуждённая по окончании Страсбургского университета, где он учился у выдающегося физика-экспериментатора Августа Кундта. В Страсбурге Голицын оказался из-за специфических законов Российской империи, согласно которым поступать в российские университеты могли только выпускники классических гимназий, он же закончил Морскую Николаевскую академию.

В качестве диссертации Борис Голицын представил к защите в Московском университете в 1893 году статьи, опубликованные им в московском «Математическом сборнике» под общим названием «Исследования по математической физике. Часть I. Общие свойства диэлектриков с точки зрения механической теории теплоты. Часть II. О лучистой энергии». С некоторыми выводами диссертанта категорически не соглашался признанный авторитет российской физики, профессор Александр Столетов. В частности, Голицын совершенно неправомерно, по мнению Столетова, вводил понятие температуры применительно к электромагнитному эфиру. В итоге диссертацию не допустили к защите и Голицын покинул Московский университет, чтобы в течение семестра читать лекции по физике в Юрьевском (Тартусском) университете. В конце 1893 года он возвращается – не в Москву, а в Санкт-Петербург, где благодаря поддержке президента Императорской академии наук великого князя Константина Константиновича избирается на должность адъюнкта Академии наук. При этом в члены Академии наук баллотируется профессор Столетов, однако, по настоянию президента Академии, к выборам он не допускается. Описывая ситуацию, Столетов писал одному из своих коллег: «Хороши академики, хороши порядки, хороша вся эта интрига, теперь обнаружившаяся во всей её красоте! Очевидно, меня сумели очернить президенту как нечто невозможное... а почтенный ареопаг – как прикажете: сегодня все за меня, завтра все (за исключением одного из пяти) – против!»

Ещё несколько десятилетий назад изложение этой не вполне приглядной истории сопровождалось «идеологически выдержанными» комментариями насчёт того, что власть-де предпочла видеть сотрудником Академии наук не выдающегося физика Столетова, но «социально близкого» князя Голицына. На самом деле движущей силой этой интриги были, как это часто случается, личные связи. В молодости великий князь Константин Константинович служил вахтенным мичманом на фрегате «Герцог Эдинбургский», а Голицын служил там гардемарином.

Что же касается истории с диссертацией, то прав оказался Голицын, и вскоре для физиков стало привычным приписывать электромагнитному излучению определённую температуру. К чести Столетова заметим, что в собственной правоте он всё же не был до конца уверен. В его архиве были обнаружены письма, в которых Столетов описывает собственную точку зрения и точку зрения Голицына; адресованы они были крупнейшим физикам позапрошлого столетия: Людвигу Больцману, Герману Гельмгольцу и Вильяму Томсону (лорду Кельвину). Столетов просил именитых корреспондентов оценить ситуацию и высказать своё мнение. Профессора Московского университета безусловно поддержал только Вильям Томсон. Ни Гельмгольц, ни Больцман не приняли позиций ни одной из сторон этого конфликта. При всём том столь острая научная дискуссия была в известном смысле символом происходивших в российских университетах перемен. Речь идёт о существенном возрастании научной составляющей их деятельности, в некотором смысле о переходе от просвещения к науке. Отчасти ситуация напоминает сегодняшнюю: тогда же Россия повторяла путь, уже пройденный университетами Германии. Заметим, что на рубеже веков российская физика, по оценке историка науки Анастасии Корзухиной, занимала по числу научных статей пятое место в Европе (это уровень Италии), а общее число физиков составляло без малого 100 человек.

В посвящённом Голицыну очерке академик Алексей Крылов, выдающийся кораблестроитель и математик, не скрывает негативной реакции коллег: «Избрание Бориса Борисовича в Академию наук не было встречено сочувственно в широких кругах русского учёного мира, и первые его работы подвергались жестокой критике».

В целом же дружба князя Голицына и великого князя Романова, безусловно, положительно сказалась на развитии российской науки. Научные заслуги основоположника отечественной сейсмологии были в итоге признаны и в России и за её пределами: в 1908 году Голицына избрали действительным членом Императорской академии наук, а в 1916 – действительным членом Лондонского королевского общества, Борис Голицын был не только талантливым учёным, но и руководителем. Как директор физического кабинета Академии он расширяет сферу деятельности, читает лекции по физике в нескольких высших учебных заведениях Петербурга, в том числе в альма-матер – Морской Николаевской академии. Но главным делом его жизни стала, безусловно, сейсмология, которую он из полуэмпирической дисциплины превратил в науку, активно использующую достижения физики.

Научные результаты

В начале прошлого столетия в геофизике были сделаны важные открытия, в значительной степени определившие быстрое развитие сейсмологических исследований. Было установлено, что землетрясения порождают упругие волны двух видов: продольные и поперечные, с разной скоростью их распространения в толще Земли. Фиксируя моменты прихода таких волн, можно по разделяющему их промежутку времени определять расстояние от точки наблюдения до эпицентра землетрясения. Располагая же подобной информацией сразу из трёх точек, можно установить и координаты эпицентра. Голицын разработал сейсмометры, позволявшие определять не только расстояние до эпицентра, но и направление (относительно точки наблюдения), в котором следует искать эпицентр. В этом случае отыскать его можно было по наблюдениям только из одного пункта. Сейсмометры конструкции Голицына стали устанавливать в европейских геофизических обсерваториях, а самого конструктора на проходившем в 1911 году в Манчестере съезде избрали президентом Сейсмической ассоциации.

Выяснение внутреннего строения Земли Голицын сравнивал c изучением космоса: «Подобно тому как световые лучи, идущие к нам из мирового пространства, дают нам указания о химическом составе и отчасти о температуре и давлении, господствующих на различных небесных телах, а в комбинации с принципом Допплера дают возможность определить и скорость их движения по направлению луча зрения, так и сейсмические лучи дают нам ключ к разгадыванию сокровенных тайн внутреннего строения Земли и именно на таких глубинах, которые по своей недоступности совершенно изъяты из области исследований современной геологии».

На посту директора Главной физической обсерватории, куда Голицына назначили в 1913 году, он создал первую в России сеть сейсмических станций. И именно Голицын пригласил на работу Александра Фридмана, молодого аспиранта – математика Санкт-петербургского университета. Метеорология, вслед за сейсмологией, обрастала математическими формулами и физическими методами исследования, и обсерватории нужны были квалифицированные математики. Фридман внёс немалый вклад в становление российской метеорологии, но главные его научные достижения вышли далеко за её границы. Девяносто лет назад, 29 июня 1922 года, в немецкий физический журнал «Цайтшрифт фюр фюзик» (Zeitschrift für Physik) поступила статья А.А. Фридмана «О кривизне пространства». Её автор среди прочего утверждал, что уравнениям общей теории относительности не противоречит решение, описывающее расширяющуюся со временем Вселенную. Спустя год Альберт Эйнштейн согласился с петербургским математиком: «Я считаю результаты г. Фридмана правильными и проливающими новый свет». В итоге Фридман вошёл в историю науки как один из авторов теории расширяющейся Вселенной.

К теории расширяющейся Вселенной имеет непосредственное отношение и одно из достижений Голицына. В 1908 году, повторяя на более высоком уровне точности эксперименты астронома Аристарха Белопольского, он подтверждает справедливость эффекта Допплера для световых волн. Используя этот эффект, американский астроном Эдвин Хаббл открыл эффект разбегания галактик. Это открытие стало одним из ключевых аргументов в пользу теории расширяющейся Вселенной.