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卡皮察·彼得·列昂尼多维奇。 一位科学家的传记
Pyotr Leonidovich Kapitsa 于 26 年 9 月 1894 日（XNUMX 月 XNUMX 日）出生在喀琅施塔得的军事工程师 Leonid Petrovich Kapitsa 将军的家庭，他是喀琅施塔得防御工事的建造者。 他是一位受过教育、聪明的人，一位天才工程师，在俄罗斯武装部队的发展中发挥了重要作用。 母亲奥尔加·耶罗尼莫夫娜（Olga Ieronimovna），家姓斯特布尼茨卡娅（Stebnitskaya），是一位受过教育的女性。 她从事文学、教育和社会活动，在俄罗斯文化史上留下了印记。 彼得首先在体育馆学习了一年，然后在喀琅施塔得真正的学校学习，并以优异的成绩毕业。 由于他的能力和对物理和电气工程的热情，他被学校物理室不受任何限制地录取。 在这里他设置化学和物理实验，修理仪器。 他特别喜欢拆卸和重新组装手表。 他对手表的兴趣永远存在。 有一次，他已经到了非常可敬的年龄，他修理了他老朋友的手表。 1912年，卡皮察进入圣彼得堡理工学院。 1914年XNUMX月，第一次世界大战爆发。 像许多学生一样，三年级学生彼得·卡皮察被征召入伍。 有一段时间，他在波兰前线担任卫生分队的司机——他用一辆盖着防水油布的卡车运送伤员。 1916年，从军队复员后，Kapitsa回到研究所。 Ioffe 让他参与了由他领导的物理实验室的实验工作，并参加了他的研讨会——这显然是俄罗斯最早的物理研讨会之一。 同年，Kapitsa 的第一篇文章发表在《俄罗斯物理和化学学会杂志》上。 1918 年，在极其困难的条件下，Ioffe 在彼得格勒成立了俄罗斯最早的科学研究物理研究所之一。 Kapitsa 是该研究所的首批员工之一，该研究所在苏联实验、理论和技术物理学的发展中发挥了非常重要的作用。 同年从理工学院毕业后，彼得留校任教，任物理与力学学院教师。 在艰难的后革命形势下，Ioffe 竭尽全力拯救研讨会和他的学生——年轻的物理学家，其中包括 Kapitsa。 研讨会的几乎所有参与者都是实验者，并且处于非常困难的境地：由于缺乏必要的材料、工具、设备，甚至一根简单的电线，结果证明组装实验装置是最困难和繁琐的. 然而，实验是固定的，而且相当复杂。 1920 年，Kapitsa 和 N. N. Semenov 开发了一种确定原子磁矩的方法，其中使用了原子束与非均匀磁场的相互作用。 Ioffe 坚持 Kapitsa 应该出国，但直到当时最有影响力的俄罗斯作家马克西姆·高尔基（Maxim Gorky）介入，革命政府才允许这样做。 最后，Kapitsa 被允许前往英格兰。 他带着沮丧离开：不久前，彼得经历了巨大的悲痛：在疫情期间，他年轻的妻子娜杰日达·切尔诺斯维托娃（Nadezhda Chernosvitova）去世（他们于 1916 年结婚）和两个年幼的孩子。 1921 年 XNUMX 月，Kapitsa 抵达英国。 Kapitsa 最终进入了卢瑟福的实验室。 稍后，彼得·列昂尼多维奇（Peter Leonidovich）会谈到卢瑟福：“我欠他很多，还有他对我的友善态度。” 在参加讲座的同时，Kapitsa 必须通过物理实习，这是所有在卡文迪许实验室开始工作的人的必修课。 由詹姆斯查德威克领导。 实习计划为期两年，但令所有人惊讶的是，Kapitsa 在两周内通过了所有测试，并立即在包括卢瑟福本人在内的实验室工作人员中声名鹊起。 Kapitsa 抵达剑桥后不久就组织了一个名为“Kapitza 俱乐部”的研讨会，让学生和年轻教师了解有趣的科学问题，讨论他们自己的研究结果，有时还进行讨论，这也促进了这一名声。在各种各样的问题上，包括与物理学相距甚远的问题。 Kapitsa 代表卢瑟福开始研究阿尔法粒子。 这些是卢瑟福“最喜欢的”粒子，几乎所有他的学生都在从事他们的研究。 Kapitsa 必须确定阿尔法粒子的动量。 为了成功地进行测量阿尔法粒子动量的实验，Kapitsa 需要一个强磁场。 创造超强磁场的工作逐渐开始具有独立性，后来导致 Kapitsa 从测量 α 粒子的动量转向固态物理学的其他工作。 因此，他离开了核物理学。 然而，他于 1922 年在剑桥大学为他的博士论文辩护，主题是“阿尔法粒子通过物质的通道和产生磁场的方法”。 Kapitsa 的科学权威迅速增长。 他成功地提升了学术等级的阶梯。 1923 年，他成为一名科学博士，并获得了享有盛誉的麦克斯韦奖学金。 1924 年，他被任命为卡文迪许磁研究实验室的副主任，并于 1925 年成为三一学院的研究员。 1928年，苏联科学院授予卡皮察物理和数学科学博士学位，并于1929年选举他为通讯院士。 次年，Kapitsa 成为伦敦皇家学会的研究教授。 在卢瑟福的坚持下，英国皇家学会正在专门为 Kapitsa 建造一个新的实验室。 当 Kapitsa 开始实施他的计划来确定 α 粒子的磁矩时，实验者使用由线圈和铁芯组成的电磁体产生了强磁场。 张力为 50 奥斯特。 由于铁的磁饱和现象，不可能超过这个数字。 达到饱和极限后，无论通过电磁铁的电流强度增加多少，场强都没有增加。 Kapitsa 在卢瑟福面前，在实验研究的方法上进行了技术革命。 Kapitsa 的强大装置，研究的原则，不仅给卢瑟福和他的同事们留下了深刻的印象，也给访问剑桥的其他科学家留下了深刻的印象。 在 Kapitsa 的轻手下，复杂的装置和改进的仪器和设备开始越来越频繁地出现在卡文迪许实验室。 1934 年，Kapitsa 成为新实验室的第一任主任。 但他注定只在那里工作一年。 用于测量与强磁场对物质特性（如磁阻）的影响相关的温度效应的独特设备的创建，导致 Kapitsa 研究低温物理学问题。 为了达到这样的温度，必须有大量的液化气体。 Kapitsa 开发了全新的制冷机器和装置，并利用了他作为物理学家和工程师的所有非凡才能。 他在这一领域的创造力的巅峰是在 1934 年创造了一个用于液化氦的异常高效的装置，该装置在大约 4,3 开尔文的温度下沸腾或液化。 1925 年，在巴黎，阿列克谢·尼古拉耶维奇·克雷洛夫院士将 Kapitsa 介绍给了他的女儿安娜，后者随后与她的母亲一起住在法国首都。 1927年，安娜·阿列克谢夫娜成为卡皮察的妻子。 结婚后，卡皮察在亨廷顿路买了一小块地，按照他的计划在那里盖了房子。 他的儿子谢尔盖和安德烈在这里出生。 他们俩后来都成为了科学家。 在剑桥期间，Kapitsa 喜欢骑摩托车、抽烟斗和穿着粗花呢西装。 他终生保留了他的英语习惯。 在莫斯科，物理问题研究所旁边，为他建造了一座英式小屋。 他从英国订购了衣服和烟草。 卡皮察与苏联政府的关系一直都有些神秘莫测。 在英国的 XNUMX 年里，卡皮察多次与第二任妻子回到苏联讲学、探望母亲，并在俄罗斯的某个度假胜地度假。 苏联官员一再要求他永久留在苏联。 Pyotr Leonidovich 对这些提议很感兴趣，但提出了某些条件，特别是去西方旅行的自由，这延迟了问题的解决。 1934年夏末，卡皮察夫妇再次来到苏联，但当夫妻俩准备返回英国时，却发现他们的出境签证已被取消。 在与莫斯科官员发生激烈但无用的小冲突后，卡皮察被迫留在家乡，而他的妻子被允许返回英国照顾她的孩子。 不久之后，安娜·阿列克谢夫娜在莫斯科与她的丈夫会合，孩子们也跟着她。 卢瑟福和卡皮察的其他朋友向苏联政府提出请求，要求他离开，继续在英国工作，但徒劳无功。 1935 年，Kapitsa 被提议担任新成立的苏联科学院物理问题研究所所长，但在得到他的同意之前，Kapitsa 拒绝了该职位近一年。 卢瑟福因失去杰出员工而辞职，允许苏联当局购买 Kapitsa 实验室的设备并将其通过海路运往苏联。 物理问题研究所的谈判、设备运输及其安装耗时数年。 Kapitsa 一家就在那里，在研究所的领土上，在一个有几个房间的豪宅里。 楼梯从大厅通向楼上的房间。 在一楼的一个大客厅里，有一个玻璃柜子，里面放着一系列 Khokhloma 玩具。 Kapitsa 的孩子，未来的科学家谢尔盖和安德烈，当时都是学童。 在从卡文迪许实验室运送到莫斯科的装置上，Kapitsa 继续研究超强磁场领域。 他的剑桥员工，他们抵达莫斯科一段时间，参加了实验——机械师 Pearson 和实验室助理 Lauerman。 这项工作历时数年。 Kapitsa 认为它们非常重要。 1943年，在苏联科学院主席团的一次会议上，彼得·列昂尼多维奇说，在他看来，物理学主要研究三个领域：低温领域，原子核领域，最后，在固体领域。 “我们的研究所，”Kapitsa 说，“正在研究在接近绝对零的低温下发生的现象。我注意到近年来这个方向一直是物理学发展最快的方向之一，许多新的和基本的发现可以预计在其中。”。 1938 年，Kapitsa 改进了一种可以非常有效地液化空气的小型涡轮机。 当冷却到低于 2,17 K 的温度时，他能够检测到液氦的粘度显着降低，在这个温度下它变成了一种称为 helium-2 的形式。 粘度的损失使它可以自由地流过最小的孔，甚至爬上容器的壁，仿佛“感觉不到”重力的作用。 没有粘度也伴随着导热率的增加。 Kapitsa 将他发现的新现象称为超流体。 Kapitsa 在卡文迪什实验室的两位前同事 J. F. Allen 和 A. D. Mizener 进行了类似的研究。 所有三篇发表的文章都在同一期英国杂志《自然》上报告了他们的研究结果。 Kapitsa 1938 年的论文和 1942 年发表的另外两篇论文是他关于低温物理学的最重要的论文之一。 彼得·列昂尼多维奇拥有异常高的权威，即使在 1938 年代末斯大林进行的清洗期间，他也大胆地为自己的观点辩护。 XNUMX 年，物理问题研究所的一名雇员列夫朗道因涉嫌为纳粹德国从事间谍活动而被捕，卡皮察获得了释放。 为此，他不得不前往克里姆林宫并威胁要辞去研究所所长一职，以防遭到拒绝。 Kapitsa 在给政府代表的报告中公开批评了他认为错误的决定。 战争爆发后，物理问题研究所被疏散到喀山。 抵达现场后，他被安置在喀山大学的校舍内。 在困难时期，Kapitsa 创建了世界上最强大的涡轮机工厂，用于大规模生产工业所需的液氧。 1945年，苏联加强了制造核武器的工作。 Kapitsa 被免去研究所所长的职务，并被软禁了八年。 他被剥夺了与其他研究机构的同事交流的机会。 在他的别墅里，Pyotr Leonidovich 配备了一个小型实验室并继续进行研究。 斯大林去世两年后，即 1955 年，他恢复了物理问题研究所所长的职务，并一直担任这一职务，直到他生命的尽头。 Kapitsa 战后的科学工作涵盖了广泛的物理学领域，包括薄层液体的流体动力学和球状闪电的性质，但他的主要兴趣集中在微波发生器和等离子体各种特性的研究上。 五十年代，这位科学家在研制微波发生器时发现，高强度微波会在氦气中产生清晰可见的发光放电。 通过测量氦气放电中心的温度，他发现在距离放电边界几毫米的地方，温度变化了大约两百万开氏度。 这一发现为设计具有连续等离子体加热的聚变反应堆奠定了基础。 除了在实验物理学方面的成就外，Kapitsa 还证明了自己是一位出色的管理者和教育家。 在他的领导下，物理问题研究所成为苏联科学院最具生产力和声望的研究所之一，吸引了该国许多领先的物理学家。 Kapitsa 参与了在新西伯利亚附近建立的研究中心 - Akademgorodok 和新型高等教育机构 - 莫斯科物理与技术学院。 Kapitsa 建造的气体液化工厂在工业上得到了广泛的应用。 使用从液态空气中提取的氧气进行氧气喷射彻底改变了苏联钢铁工业。 1965 年，三十多年后，卡皮察第一次获准离开苏联前往丹麦，获得尼尔斯·玻尔国际金质奖章。 在那里，他参观了科学实验室并发表了关于高能物理的讲座。 1969 年，这位科学家和他的妻子第一次到美国旅行。 Kapitsa 拥有的品质使他在交流中异常有趣。 他的学识渊博，深厚的文学艺术造诣令人叹为观止。 当他忙于工作时，他有足够的时间做任何事情。 Kapitsa 自己说，没有效率的人才通常不会产生很好的结果。 Pyotr Leonidovich 以活泼的幽默感着称，并从其他人那里高度评价它。 有一个众所周知的轶事是关于一家英国公司如何要求 Kapitsa 解决新电动机中的问题，但由于未知原因，该电动机拒绝工作。 Kapitsa 仔细检查了引擎，打开和关闭了几次，然后要了一把锤子。 想着想着，他用锤子敲打发动机，然后——瞧！ - 电机正在运行。 该公司为这次咨询预付了 Kapitsa 1 英镑。 公司代表看到此事在几分钟内得到解决，要求 Kapitsa 书面报告收到的金额。 Kapitsa 写道，他估计用锤子敲击发动机的重量为 999 磅，剩下的 XNUMX 磅是付给他的，因为他确切地知道在哪里敲击。 17 年 1978 月 XNUMX 日，瑞典科学院从斯德哥尔摩向彼得·列昂尼多维奇·卡皮察发出电报，要求授予他诺贝尔物理学奖，以表彰他在低温物理领域的基础研究。 从接近绝对零的极低温度到合成原子核所需的极高温度——这就是彼得·列昂尼多维奇·卡皮察院士长期不懈努力的巨大范围。 他于 8 年 1984 月 XNUMX 日去世。 作者：萨明 D.K.
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