Бродянский В.М. От твердой воды до жидкого гелия (история холода)

Лаборатория Г.Камерлинг-Оннеса в Лейденском университете

Гейке Камерлинг-Оннес (1853-1926 гг.) родился в Гронингене в Голландии, где учился в школе и затем с 1870 г. в университете. В 1871-1873 гг. учился в Гейдельберге у Бунзена и Кирхгофа. С 1882 г. Камерлинг-Оннес стал профессором Лейденского университета и возглавил группу молодых физиков, занимавшихся изучением свойств реальных газов на основе работ Ван-дер-Ваальса.

С самого начала своей научной работы и до конца жизни Камерлинг-Оннес руководствовался любимым лозунгом: «Через измерения к знаниям». Этот девиз он не забывал и тогда, когда начал создавать при Лейденском университете свою криогенную лабораторию. Впоследствии она стала классической моделью для всех научно-исследовательских организаций ХХ в., связанных с экспериментальными исследованиями.

Для того чтобы сделать это, нужно было сочетать в себе несколько качеств, которые (особенно в таких масштабах) встречаются в одном человеке чрезвычайно редко. Первое из них – организационные способности (в широком смысле этого слова). Тут и умение наладить отношения с людьми как «по вертикали» – «наверху» и «внизу», так и «по горизонтали» – со своими коллегами. Тут и умение найти себе сотрудников с нужными способностями. Сюда же относится и устойчивость по отношению ко всяким трудностям и неприятностям, которая определяется не только глубокими знаниями, но и умением прогнозировать и с опережением решать, куда нужно направить усилия свои и коллектива и какими методами осуществить намеченное. Г. Камерлинг-Оннес был именно таким универсальным организатором и исследователем. Все эти качества становятся особенно рельефными при сравнении его с предшественниками и современниками, работавшими в той же области.

Рис. 4.9. Гейке Камерлинг-Оннес.

В отличие от Дьюара, работавшего с одним или двумя помощниками и скрывавшего от них свои мысли, Камерлинг- Оннес обладал умением собирать вокруг себя способных людей, заражать их своими идеями и сплачивать коллектив специалистов, дополняющих друг друга. Особое внимание он уделял вспомогательному персоналу, в особенности прибористам, стеклодувам и медникам. Он даже организовал при своей лаборатории школу для повышения их квалификации.

Во многих чертах он был сходен с К. Линде, который тоже умел поставить дело широко, с привлечением многих людей и связать науку через технику с промышленностью. Разница между ними состоит в том, что Линде поставил науку на службу промышленности, а Камерлинг-Оннес – промышленность на службу науке. Таким образом, они двигались с разных сторон, но, в конечном итоге, к одной цели, характерной для ХХ в., - развитию науки и превращению ее в производительную силу общества. Именно этим, в конечном счете, объясняются успехи и того и другого.

Важно отметить еще две черты Камерлинг-Оннеса. Прежде всего – это открытость и гостеприимство. И дома, и в лаборатории у него всегда было много гостей и стажеров. Мария Кюри, работавшая некоторое время у него, писала, что эти дни были одними из самых счастливых в ее жизни. Другая его важная черта – щепетильность в оценке вклада в дело своих сотрудников и помощников. Во всех публикациях он неизменно рядом со своей фамилией ставил фамилию того сотрудника (или сотрудников), с которыми эта работа производилась.

Не нужно, разумеется, думать, что путь Камерлинг-Оннеса при создании и расширении лаборатории был гладким и усыпанным розами. Оборудование и строительство требовали больших затрат и нужно было добывать средства; пожертво-вания ювелиров вроде тех, которые поддерживали Дьюара, иди купца, поддержавшего Умова, здесь были бы недостаточны. Трудности были не только финансовые. Появлялись и враги. Один из них написал донос в Министерство внутренних дел о том, что работу лаборатории нужно остановить, так как проф. Камерлинг-Оннес употребляет баллоны со сжатыми до высокого давления газами. Если они взорвутся, то разнесут не только лабораторию и работавших в них людей, но и все вокруг. Поэтому надо все это запретить.

Министерство так и сделало, назначив комиссию, которая должна была решить – что делать дальше. Дело закрутилось, и лаборатория была вынуждена прекратить эксперименты. К счастью, комиссия оказалась достаточно объективной и квалифицированной. В ее состав входил и великий физик Ван-дер-Ваальс, который простым расчетом доказал вздорность всех обвинений. Кроме того, на запросы Камерлинг-Оннеса отозвались ведущие иностранные физики, поддержавшие его, в том числе К. Ольшевский и Д. Дьюар. В конце концов, было признано, что техника безопасности соблюдается, и все работы были разрешены, но почти два года были потеряны. [Техника безопасности, по определению одного специалиста, - это «знание того, что надо делать, чтобы не делать того, чего не надо делать». В низкотемпературной технике это очень важно.]

Рис. 4.10. Центральная часть здания криогенной лаборатории Камерлинг-Оннеса.

Г. Камерлинг-Оннес вел осаду гелия методично и основательно. Он получил жидкий водород позже Дьюара (1906 г.), но не в лабораторной установке, дающей несколько граммов, а в полупромышленной, дающей до 4 л/ч. Другими словами, для наступления на гелий уже можно было располагать запасом жидкого водорода в десятки литров – количество для того времени небывалое! Еще большие возможности были связаны с получением жидкого воздуха.

Интересны приведенные ниже цифры, показывающие, какое количество ожиженных газов использовалось в Лейденской криогенной лаборатории [Слово «криогенный» ввел в употребление тоже Камерлинг-Оннес]:

Годы	1903	1904	1905	1906	1907
Жидкий воздух, л.	66	422	480	1119	1462
Жидкий водород, л.	-	-	-	71	167

Эти цифры для того времени были совершенно фантастическими и не шли ни в какое сравнение с теми, которые были в других лабораториях.

Г. Камерлинг-Оннес постепенно завоевывал и закреплял позиции, все ближе подступая к ожижению гелия.

Следующая страница: Ожижение гелия Г.Камерлинг-Оннесом