ВСТУПЛЕНИЕ

5. Вклад в развитие физики украинских ученых

В средние века в университетах и академиях Европы можно было встретить не только студентов-украинцев, а и преподавателей - выходцев из Украины. Выдающейся фигурой XV в. был уроженец г. Дрогобыча Ю. Котермак - философ, астроном, медик, что стал ректором Болонского университета. В 1483 г. он издал книгу «Прогностическая оценка текущего 1483 г. мастера Ю. Дрогобыча с Руси, доктора искусств и медицины Болонского университета». Это первая известная нам работа украинского естествоиспытателя.

В конце XVI - начале XVII вв. в Украине возникают первые научные центры, в том числе Острожская школа и Киево-Могилянская академия.

В 1576 г. в Остроге под патронатом князя К. Острожского было создано Острожскую школу (греко-славяно-латинскую коллегию). Она имела большое значение для распространения образования среди населения, объединяла лучшие научные силы того времени. Предпочтение отдавалось таким гуманитарным наукам, как история, философия, богословие. Именно здесь осуществлено первое в Украине полное печатное издание Библии. Коллегия прекратила свое существование 1636 г.

В Киеве 1632 г. митрополит П. Могила организовал учебное заведение - Киево-Могилянскую коллегию, которая готовила специалистов не только гуманитарных, но и естественных наук. Коллегия не уступала уровнем философских и натурфілософських наук тогдашним университетам Европы. После Переяславского договора она стала главным культурно-образовательным центром России. Русский царь Петр i во время своей реформаторской деятельности в значительной степени опирался на выпускников этой коллегии, из стен которой вышло много его сподвижников, в частности основоположник русской натурфилософии (естественных наук) Ф. Прокопович. В 1701 г. коллегии был присвоен статус академии, которая начала называться Киевской академией. В ней 1734 г. учился М. В. Ломоносов, выдающийся российский естествоиспытатель, основатель Московского университета. В 1817 г. академию был закрыт.

В 1661 г. основан Львовский университет, в составе которого были философский, юридический, медицинский и теологический факультеты.

В 1727 г. создается Харьковский коллегиум, в котором на высоком уровне преподавались естественные науки. В 1805 г. был открыт Харьковский университет - третий в Российской империи после Московского и Казанского, 1834 г. - Киевский университет с двумя отделениями - историко-филологическим и физико-математическим, а в 1865 г. - Одесский (Новороссийский) университет.

Открытие университетов стимулировало создание научных обществ. Царизм не признавал украинской нации и категорически запрещал украинский язык, книгопечатание, театр и вообще любые проявления украинского национального жизни. В этих условиях центр украинского движения за национальное возрождение переместился в ту часть Украины, которая находилась в составе Австро-Венгрии, где отношение ко всему украинскому было более снисходительным.

В 1892 г. в результате реорганизации Литературного общества им. Т. Г. Шевченко во Львове создано Научное общество имени Шевченко (НТШ). При обществе с самого начала работала математически-естественно-врачебная секция. Общество, по сути, было на украинском Академией, которая функционировала не столько как научное учреждение, сколько как центр, объединявший ученых, которые работали в разных научных учреждениях разных стран. Действительными членами общества были А. Эйнштейн, М. Планк и другие ученые. НТШ был закрыт советской властью, установленной в Западной Украине в 1939 г. В 1990 г. общество, филиалы которого функционировали за рубежом, возобновило свою деятельность во Львове.

Среди первых действительных членов НТШ были также украинские физики И. П. Пулюй и М. Д. Пильчиков.

И. П. Пулюй (1845-1918) - профессор Венского университета, профессор и ректор Пражского политехнического института. Его труды по молекулярной физики, вакуумной техники, природы катодных лучей и процессов в газоразрядных трубках, принесли ему мировую славу. Благодаря изобретенной им газорозрядній трубке, что была совершеннейшей от «трубки Крукса», его имя было известно во всех научных лабораториях Европы, где эту трубку назвали «трубкой Пулюя». Как утверждают его современники, И. П. Пулюй ранее от В. Рентгена наблюдал Х-лучи. Однако он не должным образом оценил свое открытие и опубликовал свои результаты уже после. Рентгена.

И. П. Пулюй был не только физиком мирового значения, но и вдумчивым философом, активным гражданином и искренним патриотом. Понимая фундаментальное значение языка в жизни нации, он стал одним из инициаторов введения народного языка в религиозную литературу: подготовил и издал за свои средства 1871 г. первый молитвослов на украинском языке, вместе с писателями П. О. Кулишом и И. С. Нечуй-Левицким впервые полностью перевел Библию на украинском языке, выступал в прессе против ее преследований царским правительством, приложил много усилий (увы, безуспешных) для создания в Львове украинского университета.

М. Д. Пильчиков (1857-1908) родился в Полтаве. В 1880 г. окончил Харьковский университет, где работал до 1894 г. (с 1889 г. - профессор), в 1894-1902 гг. - профессор Новороссийского университета, с 1902 г. - Харьковского технологического института. Его научные работы посвящены оптике, земному магнетизму, электро - и радиотехнике, радіокеруванню, рентгеновским лучам, радиоактивности и другим актуальным на то время вопросом. М. Д. Пильчиков был одним из соучредителей НОШ. Все недолгое жизни ученый отдал борьбе за подъем родной науки, за утверждение в ней новаторства, по завоеванию ею высокого мирового авторитета.

Ячейками физических исследований в Украине до революции были университеты и политехнические институты.

Одним из первых физиков Харьковского университета был Т. Ф. Осиповский, который исследовал природу света. Его ученик М. В. Остроградский внес весомый вклад в развитие теоретической механики и электродинамики.

Немалый багаж в развитие физики в Украине сделал профессор Киевского университета М. П. Авенариус (1835-1895), основатель первой отечественной физической школы. В 1865-1890 гг. он заведовал кафедрой физики, начал здесь научную работу, создав первую в Украине научно-исследовательскую лабораторию экспериментальной физики, умело сочетал преподавательскую деятельность с научной. Лекциям М. П. Авенариуса были присущи высокий научный уровень и исключительная ясность. В 1875 г. он впервые в университете ввел лабораторный практикум по физике и наиболее способных студентов привлекал к исследовательской деятельности. Научные труды М. П. Авенариуса посвященные изучению термоэлектрических явлений и молекулярной физики, в частности критического состояния вещества. Он первый показал, что в критической точке скрытая теплота испарения равна нулю, предложил новый метод определения критической температуры для некоторых жидкостей. В течение 1875-1889 гг. М. П. Авенариус вместе со своими учениками провел исследования по этой проблеме, получив немало критических данных для многих веществ, которые вошли в основной фонд физических величин и надолго остались неизменными.

Впервые 1885 г. критическую температуру воды определил ученик М. П. Авенариуса О. И. Надеждин, разработав для этого новый метод, известный в науке как метод Надеждина. Лишь через несколько лет эти измерения повторили французские исследователи Л. Кольєте и Колардо. О. И. Надеждин также установил связь между точкой кипения и критической температурой жидкости.

После М. П. Авенариуса кафедрой физики в 1890-1903 гг. заведовал М. М. Шиллер (1848-1910) - физик-теоретик, который с 1876 г. возглавлял первую в Украине кафедру теоретической физики. Он преподавал курсы математической физики, теории потенциала, теории упругости, гидродинамики, электродинамики, теории света, механической теплоты и др. Его научные исследования касались теоретической механики, термодинамики, математической физики, электродинамики, оптики, молекулярной физики и других отраслей. В 1874 г. М. М. Шиллер разработал метод определения диэлектрической проницаемости в переменных полях и проверил справедливость максвелловской соотношение ε = n², в 1874-1875 гг. совершил немало экспериментов, которые косвенно подтверждали реальность гипотезы Дж. Максвелла о существовании токов смещения, исследовал влияние среды на электромагнитные колебания. М. М. Шиллер один из первых физиков России применил (1879 г.) законы термодинамики к изучению состояния упругого тела. В 1890 г. он стал инициатором создания при университете Физико - математического общества, которое возглавлял в течение 14 лет. После его переезда в Харьков физической лабораторией заведовал И. И. Косоногов (1866-1922), физическим кабинетом - Г. Г. Де-Метц (1861 - 1947). Воспитанник Киевского университета И. И. Косоногов работал сначала под руководством М. П. Авенариуса, а затем - М. М. Шиллера. Большинство его работ посвящена исследованием электрических явлений, остальные - оптики, физической географии, метеорологии и методики преподавания физики.

До революции научная работа проводилась также в других высших учебных заведениях Украины, в частности в Киевском политехническом институте (основан в 1898 г.), Харьковском политехническом институте (основан в 1885 г.), Екатеринославском высшем горном училище (основано в 1899 г., ныне Днепропетровская национальная горная академия) и во Львовском политехническом институте (создан в 1844 г.).

Со времени создания Киевского политехнического института в нем преподавал Г. Г. Де-Метц, который заведовал кафедрой физики, лабораторией и физическим кабинетом, который при нем был одним из лучших в высшей школе. Научные труды Г. Г. Де-Метца касались оптики, радиоактивности и методики преподавания физики. Он исследовал явление двойного лучепреломления во многих жидкостях, эффект Керра. Г. Г. Де-Метц - воспитанник Одесского университета, окончил физико-математический факультет и был оставлен на кафедре для подготовки к профессорскому званию. С 1891 г. он работал в Киеве.

О. Г. Гольдман (1884-1971) 1908 г. окончил Лейпцигский университет, а в 1909 г. - Киевский, где работал. В 1914-1918 гг. работал в Петрограде в Главной палате мер и весов и Политехническом институте. С 1918 г. преподавал в Киевском политехническом институте (с 1921 г. - профессор), с 1923 г. он был руководителем Киевской научно-исследовательской кафедры физики, на базе которой в 1929 г. создан Институт физики АН УССР, возглавляемый им в 1929-1938 гг. В 1929 г. О. Г. Гольдмана избран действительным членом АН УССР. В течение 1938 - 1959 гг. он преподавал в различных высших учебных заведениях страны, а с 1959 г. работал заведующим отделом Института физики АН УССР. Основные научные работы его касаются физики диэлектриков и полупроводников и электролюминесценции.

В 1871 г. доцентом кафедры физики Одесского университета назначен М. О. Условие (1846-1915), а в 1875 г. - профессором. Здесь он работал 22 года. В трудах 1873-1874 гг., а особенно в докторской диссертации «Уравнения движения энергии в телах», М. О. Условий ввел понятие о плотности энергии и скорости ее движения, о потоке энергии, подал дифференциальные уравнения движения энергии в упругом твердом теле и жидкости, сформулировал теорему, что связывает поток механической энергии через площадку, давления которого она испытывает, и скорость ее движения (теорема Условие). Он первый применил закон сохранения энергии к изучению волновых процессов, показал, что распространение волн связано с переносом энергии, и подал его новая формулировка. Своими пионерскими исследованиями о локализации и движении энергии М. О. Условий существенно обогатил наши представления об энергии, а его формулировка закона сохранения энергии с помощью понятия потока энергии оказалось очень плодотворным и широко применяется в современной физике.

Теоретические исследования М. О. Условие, выполненные в университете, касались также теории колебаний, термодинамики, термоупругости, земного магнетизма и электродинамики. Он ввел понятие тепловых напряжений, решил задачу о распределении электрических токов на поверхности любого вида (до этого задача решалась только для отдельных случаев), объяснил физический смысл многих сложных формул Гаусса по теории земного магнетизма, что позволило определить возрастные изменения земного магнетизма. Кроме теоретических М. О. Условий выполнил немало экспериментальных работ, в частности исследовал диффузию водных растворов, явлений поляризации света в мутных средах. Цикл его работ посвящен также обоснованию взаимодействий на основе концепции близкодействия. Для теоретических исследований М. О. Условие характерно философское толкование проблемы, он был не только физиком, но и философом-материалистом.

В 1918-1922 гг. профессором Одесского политехнического института был Л. И. Мандельштам, который подготовил труды по оптике, радиофизике, теории нелинейных колебаний. Новороссийский университет в Одессе в 1896 г. закончил Л. В. Писаржевский, который заложил основы электронной теории гетерогенного катализа.

Заметна научная деятельность в Львовском университете связано с именами М. Смолуховского (1872-1917), С. Лориа (1883-1958), Л. Інфельда (1898-1968), В. Рубіновича (1889-1974) и В. С. Міліянчука (1905-1958). Известный польский физик М. Смолуховський работал здесь в течение 1898-1913 гг. Именно в это время он написал свои классические труды по статистической физики. Его исследования броуновского движения и по вопросам пределы применение второго принципа термодинамики обосновывали и развивали идеи Л. Больцмана. Исходя из кинетического закона распределения энергии, М. Смолуховський создал в 1905-1906 гг. (независимо от А. Эйнштейна) теорию броуновского движения, которая доказала справедливость кинетической теории теплоты и ее выводов и способствовала окончательному утверждению ее. Он установил законы флуктуаций равновесных состояний в молекулярных системах, которые использовал для обоснования ограниченности трактовки Г. Клаузіусом второго принципа термодинамики. В 1908 г. на основе теории флуктуаций построил теорию критической опалесценции. Теоретически обосновал (1898 г.) явление температурного скачка на границе «газ - твердое тело», открытого экспериментально в 70-х годах XIX ст., что было довольно сильным аргументом в пользу молекулярной кинетики.

В 1918 г. профессором кафедры теоретической физики стал С. Лориа, с 1928 г. он возглавил кафедру экспериментальной физики и Физический институт. Его экспериментальные работы касались дисперсии света, флюоресценции, магнетооптики, теплового излучения, радиоактивности, дифракции электронов.

В 1930-1936 гг. в университете работал Л. Інфельд, который впервые начал здесь чтение курса общей теории относительности. С 1933 г. на кафедре теоретической физики работал В. С. Милиянчук. Он начал исследования по теории атомных спектров и стал известным специалистом в области атомной спектроскопии.

С 1937 г. кафедрой теоретической физики руководил В. Рубінович, который до этого (с 1922 г.) был профессором Львовского политехнического института. За годы работы в Львове он провел много теоретических исследований по квантовой теории, теории дифракции, атомной спектроскопии, в частности построил теорию мультипольного излучения, установил правила отбора для квадрупольного излучения.

Краткий анализ развития физики в Украине в XIX - начале XX в. свидетельствует, что ученые, о которых шла речь, обнаружили большую эрудицию, владение математическим аппаратом, техникой эксперимента и сделали определенный вклад в развитие отечественной физики. Исследования М. П. Авенариуса, Г. О. Условие, Ф. Н. Шведова и М. Д. Пильчикова принесли им общее признание. Проведена учебная и научная работа по физике была основой для ее дальнейшего развития.

Немало выходцев из Украины стали известными физиками за ее пределами.

Дж. Гамов (1904-1968) родился в Одессе. В 1928-1931 гг. он работал в таких известных научных центрах, как Геттинген, Копенгаген и Кембридж. Всемирное признание Дж. Гамов впервые получил 1928 г., когда на основании новой тогда квантовой механики вывел теорию проникновения ядерного барьера а-частицами. В 1934 г. он стал профессором физики в университете им. Дж. Вашингтона в сша. В многочисленных научных достижений Дж. Гамова в Америке принадлежат его широкоизвестная космологическая теория «горячего первичного взрыва» и его общепринятое положение о генетический код ДНК. Дж. Гамов известен также как популяризатор физики. Его книга «Мистер Томсон в стране чудес» появилась в переводах во многих странах.

Дж. Кистяковский (1900-1982) родился в Киеве. Степень доктора физико-химии получил в Берлинском университете 1925 г. Его труды по молекулярной кинетике, спектроскопии и физики ударных волн принесли ему мировую славу и семь почетных докторских степеней, а за проектирование в Лос-Аламосе взрывного устройства для критической массы первой ядерной бомбы он получил грамоту признание от президента США Г. Трумэна. В 1959-1961 гг. Дж. Кистяковский был официальным научным советником президента США Д. Эйзенхауэра. Он способствовал созданию в Гарвардском университете Украинского научного института.

Б. Раевский (1893-1974) родился в Чигирине на Черкасщине. Степень доктора биофизики получил во Франкфуртском университете. Он работал профессором биофизики в этом университете и директором (1937-1966) Института биофизики им. Макса Планка во Франкфурте-на-Майне. В послевоенные годы Бы. Раевский был ректором Франкфуртского университета и активно способствовал его академическом обновлению. Как физик-исследователь, он внес весомый вклад в исследования биологических последствий облучения и установление радиационных стандартов здравоохранения. Биофизический институт в Саарбюккені названо его именем.

О. Смакула (1900-1983) родился в Галиции, получил научную степень доктора по оптике (1927 г.) в Геттингенском университете в Германии. С 1934 по 1945 г. О. Смакула был директором исследовательской лаборатории в известной немецкой фирме Карла Цейса в Йене. Там сделал изобретение (и запатентовал его), что нанесение соответствующего тонкого слоя на линзу намного повышает ее просветление. Сейчас линзы всех фотоаппаратов, телескопов и т.д имеют «слой Смакули». После войны американская разведка перевезла В. Смакулу как немецкого ученого в США. В 1951 г. он стал профессором физики в Массачусетском технологическом институте, где в 1964 г. основал и возглавил Лаборатория физики кристаллов. Его многочисленные труды касались центров окраски в кристаллах, оптических и диэлектрических свойств твердых тел и взаимодействия радиации с решеткой кристаллов. О. Смакула - лауреат академических премий и наград и почетный член Общества украинских инженеров Америки. В 1938 г. он был избран действительным членом НТШ во Львове.

С. П. Тимошенко (1878-1972) родился на Сумщине, 1901 г. окончил Петербургский институт инженеров путей. На протяжении 1907 - 1911 и 1917-1920 гг. был профессором Киевского политехнического института. В ноябре 1918 г. он стал соучредителем Украинской академии наук в Киеве, а с 1919 г. - директором Института технической механики. В 1920 г. эмигрировал в Югославию, а в 1922 г. - в Америку, где был профессором Мичиганского (1927-1936) и Стэнфордского (1936-1943) университетов. Благодаря его фундаментальным трудам по теории упругости и колебаний и устойчивости упругих систем С. П. Тимошенко считается основоположником теории сопротивления материалов. С его универсальных учебников, переведенных на разные языки, целые генерации студентов и специалистов изучали механику упругих систем. С. П. Тимошенко - лауреат шести почетных докторатів университетов и политехникумов и многих академических, индустриальных, государственных премий и наград. Он был избран членом Академии наук США, Франции, Италии и Польши. Он также был иностранным членом АН СССР и членом Лондонского Королевского (научного) общества. С. П. Тимошенко был членом Украинской академии наук (с 1918 г.), членом НТШ (с 1923 г.) и Украинской свободной академии наук (с 1947 г.). В 1953 г. его избран почетным членом Общества украинских инженеров Америки.

Назовем еще известных ученых украинского происхождения, которые работали и сейчас работают в отрасли физической науки: Г. Шарпак - лауреат Нобелевской премии (1992 г.), Т. Костюк открыл явление природного лазера С0₂ в атмосфере Марса, Бы. Грабовский впервые в мире сконструировал аппарат - прообраз телевизора (1923 г.), М. Леонтович является создателем теории плазмы, И. Витковский, Н. Голоняк, М. Каша, Л. Романков, Г. Яцкив.

В этом кратком обзоре нет возможности проанализировать достижения физических институтов НАН Украины и учебных заведений, ученые которых внесли заметный вклад в развитие физики твердого тела, ядерных исследований, теоретической физики, физики плазмы, металлофизики и материаловедения, радиационного материаловедения, физики жидкостей, физики полимеров, биофизики, физики низких температур, радиофизике и эмиссионной электроники, оптической квантовой электроники, нелинейной оптики и др.

Украинскими учеными, которые плодотворно работали на научной ниве и принимали участие в организации научных исследований по советских времен и работают в годы независимости Украины, есть такие физики: О. И. Ахиезер, В. Г. Барьяхтар, М. В. Белый, М. М. Боголюбов, М. С. Бродин, А. К. Вальтер, Б. И. Веркин, А. Г. Гольдман, И. С. Горбань, А. 3. Голик, В. Н. Гріднєв, О. С. Давыдов, О. 3. Жмудский, И. И. Залюбовский, И. И. Косоногов, В. Есть. Лашкарев, М. П. Лиса, И. М. Лифшиц, М. Г. Находкин, А. С. Парасюк, М. В. Пасечник, С. И. Пекарь, А. М. Прихотько, К. Б. Толпыго, 0. А. Шишловський, И. Г. Юхновский.