Статьи
Статья

«Зарезвились на просторе радикалы». К юбилею Николая Семенова

В этот день 125 лет назад родился единственный российский лауреат Нобелевской премии по химии. Вспоминаем физикохимика Николая Семенова — человека-легенду в мире науки.

Ученик Иоффе, его правая рука и заместитель, автор теории цепной реакции, педагог и академик, один из основоположников химической физики — все это Николай Николаевич Семенов. Он прожил ровно 90 лет (1896–1986), отказавшись эмигрировать, как ни убеждал его друг Капица, основал множество институтов в России, вырастил плеяду молодых ученых и сумел подружить физику, химию и биологию.

Физик химичил, химик физичил

Если существует магия чисел, то вот она. 15 апреля исполнилось 125 лет со дня рождения Николая Семенова, 35 лет — с его смерти, 65 лет — с получения им Нобелевской премии, 90 лет — с момента, когда он создал Институт химической физики, который теперь носит его имя. А ровно 100 лет назад художник Борис Кустодиев нарисовал портрет двух молодых и никому тогда не известных ученых: справа — Семенов, слева — друг его жизни Петр Капица. Легенда гласит, что молодые люди сами пришли в мастерскую и сказали: «Вы знаменитых людей рисуете. Мы пока не знамениты, но станем такими. Напишите нас».

По воспоминаниям Кустодиева, который тогда четвертый год был парализован из-за туберкулеза позвоночника, эти гости были такие бровастые, краснощекие, самоуверенные и веселые, что ему пришлось согласиться. «Притащили они рентгеновскую трубку, с которой работали в своем институте, и дело пошло, — рассказывал художник Федору Шаляпину. — Потом и гонорар принесли, знаете какой? Петуха и мешок пшена. Как раз заработали тогда где-то под Питером, починив какому-то хозяйчику мельницу». Кустодиев тогда в шутку поинтересовался, не собираются ли молодые люди стать нобелевскими лауреатами, на что Семенов и Капица ответили утвердительно. И все сбылось: оба они стали знаменитыми учеными, и оба получили Нобелевку: Семенов — по химии в 1956 году, Капица — по физике в 1978 году. И, кстати, эти двое так впечатлили Кустодиева, что он запечатлел их на другой картине — в самом центре полотна «Праздник в честь открытия II конгресса Коминтерна 19 июля 1920 года. Демонстрация на площади Урицкого».

Николай Семенов (справа) и Петр Капица (слева)

Кто же такой Семенов и как ему удалось стать таким выдающимся ученым? Как водится, все начинается в детстве. В Самаре школьник Коля организовал домашний научный кружок и с упоением проводил химические опыты, так что его мать частенько слышала взрывы в его комнате-лаборатории. Он самостоятельно штудировал учебники и однажды прочел кое-что, чему не поверил: оказывается, обычная поваренная соль образована активным металлом натрием и ядовитым газом хлором. Николай решил убедиться в этом сам. «Я у себя дома сжег кусочек натрия в хлоре и, получив осадок, посолил им кусок хлеба и съел его. Ничего не скажешь: это была действительно соль!» — рассказывал испытатель позже. В те времена многие химики пробовали свои реагенты на зубок, наука была молода и по-детски невинна, как и сам Семенов.

Уже на втором курсе физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета Николай попал под крыло Абрама Федоровича Иоффе (по прозвищу Папа Иоффе) — величайшего ученого, который вырастил в России целое поколение блестящих физиков. «В то время вся наша российская физика помещалась на одном диване», — писал Семенов, комментируя фотографию времен своего студенчества, где он запечатлен вместе с Иоффе и его научными «сыновьями»: Петром Капицей, Игорем Курчатовым, Львом Ландау и другими.

После окончания учебы Семенова готовили в профессоры, но тут грянула Гражданская война и Николай оказался в Белой армии. Там ему пришлось примерить на себя роль коновода и даже послужить в Томском артиллерийском дивизионе в армии Колчака. Затем он попал в радиобатальон, который после отступления белых перешел к красным. К счастью для науки, за него вступился профессор Вейнберг и добился его отчисления из радиобатальона в Томский технологический институт. «Будучи увлечен научной работой, я мало интересовался политикой и в событиях разбирался плохо», — уверял Семенов, который, по его же словам, добровольно вступил в Народную армию КОМУЧ, когда поехал к родителям в Самару на каникулы и застал Чехословацкий мятеж весной 1918 года.

Лаборатория странных явлений

Неизвестно, что бы случилось с юношей Николаем дальше, если бы в его судьбу не вмешался Папа Иоффе. Он отыскал своего выпускника в Томске и в 1920 году пригласил в Петроград в свой недавно созданный Физико-технологический институт. Там молодой Семенов возглавил лабораторию электронных явлений и уже в 1922 году стал заместителем Иоффе. Началась его стремительная научная карьера, в рамках которой он активно насаждал повсюду изучение совершенно новой дисциплины — физической химии.

Абрам Иоффе вспоминал о своем ученике так: «…неспокойный нрав Семенова бросал его то в физику, то в химию, то в Ленинград, то в Москву, пока он не застрял на водоразделе химической физики. И стал расти водораздел и вширь, и ввысь, обрастать дворцами и церквами, и загорелись в них огни и взрывы, зарезвились на просторе радикалы».

По его словам, 20-летний Семенов «кипел идеями и планами» и имел неукротимый нрав, который сохранился у него и в 60 лет. «Бывало, поедет Николай Николаевич в Москву, так и жди — приедет с новым институтом, с новыми планами. Для них не хватало уже и суши, где стоит Советский Союз, не хватило бы и земного шара, если бы существовали тогда управляемые спутники и астролеты», — писал Иоффе, который всю жизнь поддерживал своих воспитанников.

95 лет назад в лаборатории электронных явлений проходил один очень загадочный эксперимент. Его проводили юная аспирантка Зинаида Вальта, которую Семенов нехотя взял в лабораторию, хотя мест не было, и ее 20-летний руководитель Юлий Харитон. Они работали с парами фосфора при разном давлении кислорода и регистрировали вспышки, вызванные окислением. Было непонятно, почему реакция свечения возникает при добавлении в сосуд не только кислорода, но даже небольшого количества аргона, ведь этот инертный газ, как было известно, не способен вступать в химические реакции, но тут он почему-то восстанавливал реакционную способность кислорода. Это противоречило тогдашним представлениям химиков. «Нет, положительно, в лаборатории электронных явлений происходило нечто, что могло бы дать повод недоброжелателям переименовать ее в лабораторию странных явлений», — говорится об этом опыте в книге «Неслучайные случайности».

Семенов был тоже очень удивлен и вместе с сотрудниками долго пытался объяснить результат, да так и не смог, ограничившись сухим описанием опыта в публикации 1926 года, которая появилась в России и Германии. И все бы забылось и потерялось, если бы на эту статью не отреагировал видный немецкий ученый Макс Боденштейн. Он написал, что такого просто не может быть и все результаты по окислению фосфора являются не открытием, а ошибкой. Семенова публично назвали легкомысленным, и только тут, среагировав на критику, он решил пристальнее заняться этой темой, которую чуть не выбросил из головы. Оказалось, что в основе этого эксперимента лежит разветвленная цепная реакция и это совершенно новый тип химических превращений. Именно за это открытие Семенов получит Нобелевку 30 лет спустя с формулировкой «за исследования в области механизма химических реакций» (кстати, получил он ее не один, а в паре с Сирилом Хиншелвудом, который пришел к таким же выводам в Англии и посоветовал Нобелевскому комитету наградить не только его, но и коллегу из СССР).

Семенов о своем случайном открытии писал в наставление другим ученым следующее: «Никогда не следует проходить мимо неожиданных и непонятных явлений, с которыми невзначай встречаешься в эксперименте. Самое важное в эксперименте — это вовсе не то, что подтверждает уже существующую, пусть даже вашу собственную, теорию (хотя это тоже, конечно, нужно). Самое важное то, что ей ярко противоречит. В этом диалектика развития науки». Примечательно, что в нобелевской речи Семенов говорил о том, что работа велась коллективно, и старательно избегал местоимения «я».

От «теории капризов» к атомной бомбе

Так один эксперимент привел к появлению целой теории, которую Семенов сравнивал с капризами природы: «В физике, как известно, "капризов" практически нет, в то же время биология полна ими. Химия занимает промежуточное положение: иногда реакция течет нормально, а иногда — сплошные "капризы". Цепная теория — это "теория капризов" химического превращения...»

И это был лишь один опыт в «лаборатории странных явлений» Семенова. А их было множество: по теории теплового взрыва, тепловой теории пробоя диэлектриков, теории молекулярных пучков, по первому применению масс-спектроскопии в химии и др. Если в 1920 году Семенов был в своей лаборатории один, то к 1930-му у него в подчинении было уже 50 молодых ученых, которых он выбрал и подготовил сам. «В те годы рост знаний и опыта у представителей талантливой молодежи был поразителен. Все они к этому возрасту (25 лет) имели уже по несколько печатных работ, порою обладавших существенно пионерским значением в масштабе всей мировой науки. На эти работы широко ссылались в своих трудах иностранные ученые», — вспоминал Семенов о своей лаборатории, которая в 1931 году превратилась в Институт химической физики Академии наук СССР под его руководством.

В должности академика, профессора, директора Семенов продолжал работать в области химической физики как ученый. Результаты его исследований процессов взрыва, горения и детонации в 1940-е годы использовались в производстве патронов, артиллерийских снарядов, взрывчатых веществ, зажигательных смесей, при создании гранат и мин в борьбе с вражескими танками. Так что Семенов внес свою лепту в нашу победу в Великой Отечественной войне.

В 1940-е и 1950-е годы он занимался советской атомной программой и участвовал в ядерных испытаниях, но, поняв их военный потенциал, позже принимал активное участие в движении ученых против угрозы ядерной войны, присоединившись к Пагуошскому движению. За 90 лет жизни Семенов успел очень многое, в том числе сумел создать семеновскую школу на стыке наук — физики, химии и биологии. За свою научную деятельность он был удостоен Ленинской премии, дважды — Государственной премий СССР, дважды – звания Героя Социалистического Труда, награжден девятью орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени и удостоен высшей награды Академии наук — золотой медали им. М. В. Ломоносова. 14 иностранных академий наук избрали Семенова в свой состав и восемь известных университетов мира присудили ему почетную степень honoris causa. В конце жизни Николай Николаевич сохранял активность, был вице-президентом Академии наук, в 75 лет женился на молодой аспирантке третьим браком, с 1981 года работал главным редактором журнала «Химическая физика».

Один из внуков вспоминал, что дед Коля работал даже в выходные, но все же находил время собраться вместе с семьей за большим столом. «Дед любил компанию и веселое застолье, — писал внук ученого А. Ю. Семенов. — Часто на выходные или на праздники собирались многочисленные друзья, родственники и ученики — сотрудники созданного им Института химической физики. Не обладая хорошим слухом, дед тем не менее любил петь. Мне запомнилось, как он поет песню "Эх, Самара-городок". Дед часто смеялся — негромко, но очень заразительно. Еще чаще он щурился и улыбался в усы».

Неизвестный Менделеев

Человек, который поставил планеты на место

Главный академик: 140 лет со дня рождения отца современной физики

Читайте также
В клетках кресс-салата обнаружилась неожиданная структура
В клетках кресс-салата обнаружилась неожиданная структура
А мы думали, что уже все знаем о структуре клетки.
Добывать кислород на Марсе будет не так просто, как могло показаться
Добывать кислород на Марсе будет не так просто, как могло показаться
Ведущий канала «Наука» разбирается, из чего сделан прибор НАСА.
Е-шки в составе — признак того, что еда безопасна
Е-шки в составе — признак того, что еда безопасна
«Продукт без консервантов»? Нашли чем гордиться.