Вави́лов Сергей Иванович (1891-1951), физик, основатель отечественной научной школы физической оптики, академик (1932) и президент (с 1945) АН СССР. Брат Н. И. Вавилова. Фундаментальные труды по физической оптике, главным образом по люминесценции и её практическому применению. Под руководством Вавилова открыто излучение Черенкова-Вавилова. Труды по философии естествознания и истории науки. Популяризатор науки. Первый председатель правления Всесоюзного общества «Знание» (с 1947), главный редактор Большой Советской Энциклопедии (с 1949). Государственная премия СССР (1943, 1946, 1951, 1952 посмертно).
* * *
ВАВИЛОВ Сергей Иванович - ВАВИ́ЛОВ Сергей Иванович (12 (24) марта 1891, Москва - 25 января 1951, там же), российский физик, государственный и общественный деятель, один из основателей российской научной школы физической оптики и основоположник исследований люминесценции и нелинейной оптики в СССР. Академик АН СССР (1932; член-корреспондент 1931), президент АН СССР (1945-1951). Брат Н. И. Вавилова (см. ВАВИЛОВ Николай Иванович).
Под руководством Вавилова открыто излучение Вавилова-Черенкова (см. ЧЕРЕНКОВА - ВАВИЛОВА ИЗЛУЧЕНИЕ). Автор трудов по философии естествознания и истории науки. Организатор и первый директор физического института им. П. Н. Лебедева РАН (1932-1951), научный руководитель Государственного оптического института (1932-1945). Первый председатель общества «Знание» (1947-1951), главный редактор БСЭ (1947-1951), депутат Верховного Совета РСФСР (1938-1947), Верховного Совета СССР (1946-1951); Государственная премия СССР (1943, 1946, 1951, 1952 - посмертно).
Семья. Годы учения
Отец, Иван Ильич Вавилов (см. ВАВИЛОВ Иван Ильич), благодаря незаурядным способностям стал крупным коммерсантом. В 1918 эмигрировал в Болгарию, в 1928 с помощью старшего сына Николая вернулся в Россию, и в том же году умер.
Мать, Александра Михайловна, урожденная Постникова, была дочерью художника, резчика по дереву и гравера, работавшего на Прохоровской мануфактуре.
Детство С. И. Вавилова прошло в Москве. В 1901-1909 он учился в Московском коммерческом училище. В училище большое внимание уделялось изучению естественных наук и иностранным языкам и были хорошие преподаватели. Они способствовали пробуждению у Вавилова интереса к природе и естественным наукам, особенно к физике и химии. С 15 лет Сергей Вавилов собирал книги по физике и проводил физические и химические опыты.
В 1909 он поступил на физико-математический факультет Московского университета.
Начало научной деятельности
Еще студентом 2-го курса Московского университета Вавилов в лаборатории профессоров П. Н. Лебедева (см. ЛЕБЕДЕВ Петр Николаевич) и П. П. Лазарева (см. ЛАЗАРЕВ Петр Петрович) начал вести исследования, посвященные фотометрии разноцветных источников и тепловому выцветанию красок. После блестящего окончания университета (1914) ему предложили работать в университете на кафедре физики для подготовки к профессорской деятельности, но он отклонил это предложение в знак протеста против реакционных действий министра просвещения Кассо (см. КАССО Лев Аристидович). В том же году Вавилов был призван в армию и через месяц направлен на фронт Первой мировой войны. Он находился четыре года в действующей армии: сначала в саперных войсках, затем в радиороте и радиодивизионе, неоднократно принимал участие в боевых операциях. На фронте он руководил радиолабораторией и в тяжелых фронтовых условиях сделал в ней теоретическую и экспериментальную работу «Частота колебаний нагруженной антены», опубликованную в 1919. Вавилов также предложил новый метод радиопеленгации.
Исследования в области физической оптики
Сразу после возвращения с фронта в 1918 Вавилов начал в институте физики и биофизики эксперименты в области принципиальных вопросов оптики - поглощения и испускания света элементарными молекулярными системами. В этих работах он впервые исследовал границу применения закона поглощения света Бугера (см. БУГЕР Пьер), который для тонкого слоя вещества устанавливает пропорциональность между энергией падающего на слой света и энергией, им поглощаемой. Он показал, что этот закон применим в диапазоне плотностей падающего света, различающихся на 19 порядков.
В 1926 Вавилов в работе совместно с В. Л. Левшиным впервые наблюдал отступление от закона Бугера - уменьшение поглощения света в урановом стекле при очень больших для того времени интенсивностях света (свет от конденсированной искры).
Позднее, в 1950 в книге «Микроструктура света» Вавилов, анализируя указанный эксперимент, впервые ввел термин «нелинейная оптика (см. НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА)» для описания физических явлений при больших интенсивностях света, при которых нарушается принцип суперпозиции (см. СУПЕРПОЗИЦИИ ПРИНЦИП), согласно которому результирующий эффект от нескольких одновременных независимых воздействий есть сумма результатов, вызванных каждым воздействием в отдельности. Последующее развитие нелинейной оптики, связанное с созданием лазеров, не только подтвердило общие соображения Вавилова о многообразии возможных нелинейных эффектов в оптике, но и привело к обнаружению предсказанных им конкретных явлений. Поэтому Вавилов признан пионером исследований в области нелинейной оптики.
Вавиловым и его сотрудниками были также осуществлены экспериментальные исследования квантовых флуктуаций света, разработанным под его руководством визуальным методом измерения предельно малых интенсивностей света.
Исследования по люминесценции
Вавиловым были изучены основные закономерности фотолюминесценции.
Исследования фотолюминесценции Вавилов начал в начале 1920-х гг. Они составляли основную область его научных интересов до конца жизни.
Вавилов впервые установил, что энергетический выход люминесценции, т. е. эффективность превращения поглощенной световой энергии в свет люминесценции, может достигать 80 процентов для люминесцирующих растворов. Ему принадлежит также установление зависимости квантового выхода фотолюминесценции (отношения числа излучаемых квантов к числу поглощенных) от длины волны возбуждающего света (закон Вавилова).
Вавилов дал полное определение явления люминесценции, введя критерий длительности излучения, что позволило отделить ее от явлений, не связанных с возбужденым состоянием молекул.
Он исследовал также поляризацию света люминесценции, что позволило изучать природу элементарных излучателей (молекул раствора), так как оказалось, что зависимость степени поляризации от длины волны возбуждающего света зависит от электромагнитных свойств молекулярных систем, поглощающих и излучающих свет. В исследованиях фотолюминесценции Вавилов успешно сочетал эксперимент с теоретическим анализом. Им была развита общая теория свечения растворов.
Вавиловым, его сотрудниками и учениками осуществлено практическое применение люминесценции: люминесцентный анализ, люминесцентная микроскопия, создание экономичных люминесцентных источников света, экранов и другие применения.
Открытие излучения Вавилова-Черенкова
Излучение Вавилова-Черенкова было обнаружено в 1934 аспирантом Вавилова - П. А. Черенковым (см. ЧЕРЕНКОВ Павел Алексеевич) при выполнении экспериментов по исследованию люминесценции люминесцирующих растворов под действием гамма-лучей радия. В процессе работы Черенковым было замечено слабое голубое свечение чистых жидкостей (растворителей). Исследование им этого явления с помощью разработанного Вавиловым метода визуальной фотометрии слабых свечений, на уровне порога зрения привело Вавилова к выводу, что обнаруженное явление не есть люминесценция, ибо не удовлетворяет критерию длительности. Этот вывод был основан на разработанных им строгих критериях различения люминесценции от других видов излучений. Для понимания природы обнаруженного свечения чистых жидкостей важнейшее значение имело правильное предположение Вавилова о том, что эффект вызван не непосредственно гамма-лучами, а электронами, возникающими при их рассеянии. Как показало теоретическое исследование, выполненное в ФИАН И. Е. Таммом (см. ТАММ Игорь Евгеньевич) и И. М. Франком (см. ФРАНК Илья Михайлович) в 1937, давшим полную теорию свечения, обнаруженного в опытах Черенкова и Вавилова, оно возникает в прозрачных веществах при условии, когда скорость заряженной частицы в среде превышает фазовую скорость света.
За открытие и объяснение эффекта Черенков, Франк и Тамм были удостоены Нобелевской премии по физике в 1958. Ранее, в 1946, Вавилов, Черенков, Тамм и Франк получили за это открытие Сталинскую премию.
В Нобелевской лекции при вручении премии И. Е. Тамм сказал: «... Мы в Советском Союзе называем это излучение «излучением Вавилова-Черенкова», а не просто «черенковским излучением», чтобы подчеркнуть определяющую роль покойного С. И. Вавилова в открытии этого излучения». В настоящее время излучение Вавилова-Черенкова нашло очень широкое применение в экспериментах в области физики элементарных частиц и космических лучей. Без черенковских счетчиков не обходится практически ни одно исследование в этой области.
Научно-организационная деятельность. Создание физического института Академии наук СССР
Начиная с 1932, когда Вавилов был избран действительным членом академии наук СССР и стал научным руководителем Государственного оптического института (ГОИ), а также возглавил физический отдел физико-математического института (ФМИ), ему пришлось уделять большую, а затем и основную часть времени научно-организационной работе.
В 1934 физический отдел ФМИ выделился в самостоятельный институт - физический институт академии наук (ФИАН), получив вскоре по инициативе Вавилова имя П. Н. Лебедева. Вавилов стал первым его директором.
В основу работы ФИАН он заложил принцип полифизичности: проведение исследований по большинству основных направлений физики при органическом сочетании экспериментальных и теоретических работ. Вавилов энергично поддерживал исследования не только по оптике и люминесценции, но и инициировал работы по ядерной физике и космическим лучам, физике твердого тела, радиофизике, акустике и теоретической физике.
Им были приглашены в ФИАН многие выдающиеся физики: Л. И. Мандельштам (см. МАНДЕЛЬШТАМ Леонид Исаакович), Н. Д. Папалекси (см. ПАПАЛЕКСИ Николай Дмитриевич), Г. С. Ландсберг (см. ЛАНДСБЕРГ Григорий Самуилович), И. Е. Тамм (см. ТАММ Игорь Евгеньевич), Д. В. Скобельцын (см. СКОБЕЛЬЦЫН Дмитрий Владимирович), В. А. Фок (см. ФОК Владимир Александрович), Н. Н. Андреев (см. АНДРЕЕВ Николай Николаевич), М. А. Леонтович (см. ЛЕОНТОВИЧ Михаил Александрович), а также молодые, впоследствие известные ученые В. И. Векслер (см. ВЕКСЛЕР Владимир Иосифович), И. М. Франк (см. ФРАНК Илья Михайлович), М. А. Марков (см. МАРКОВ Моисей Александрович). В ФИАНе работали уже в те годы В. Л. Гинзбург (см. ГИНЗБУРГ Виталий Лазаревич), А. М. Прохоров (см. ПРОХОРОВ Александр Михайлович) и А. Д. Сахаров (см. САХАРОВ Андрей Дмитриевич).
Будучи в 1932-1945 научным руководителем ГОИ, ныне имени Вавилова, тесно связанного с оптико-механической промышленностью, Вавилов сыграл большую роль в оптическом приборостроении, особенно в период Великой Отечественной войны, когда он был уполномоченным Государственного комитета обороны по оптической промышленности.
В ГОИ и ФИАН Вавилов организовал лаборатории люминесценции и был их заведующим. Вавиловым создана большая школа физиков: лауреаты Нобелевской премии академики И. М. Франк и П. А. Черенков, академик С. Н. Вернов (см. ВЕРНОВ Сергей Николаевич), члены корреспонденты АН СССР А. М. Бонч-Бруевич (см. БОНЧ-БРУЕВИЧ Алексей Михайлович), М. Д. Галанин (см. ГАЛАНИН Михаил Дмитриевич), П. П. Феофилов (см. ФЕОФИЛОВ Петр Петрович), академик Белорусской АН А. Н. Севченко (см. СЕВЧЕНКО Антон Никифорович), академик Казахской АН Н. А. Добротин, В. А. Фабрикант (см. ФАБРИКАНТ Валентин Александрович), В. В. Антонов-Романовский и многие другие.
В 1935-1938 Вавилов был членом Президиума АН СССР, возглавлял редакции научных журналов: «Журнал экспериментальной и теоретической физики», «Природа» и др., был членом ряда комиссий АН СССР. Важную роль Вавилов сыграл в организации исследований стратосферы.
В 1933 он был председателем оргкомитета конференции по изучению стратосферы, а затем вплоть до 1937 Председателем комиссии по изучению стратосферы.
Труды по истории науки. Популяризация научных знаний
На протяжении почти всей своей напряженной научной и научно-организационной деятельности Вавилову удавалось находить время для успешной работы в области истории науки. Его труды по истории науки обширны и многогранны. Среди ученых, которым Вавилов посвятил статьи (часто не одну, а несколько): Лукреций, Галилей, Гримальди, Гюйгенс, Ньютон, Фарадей, Леонард Эйлер, Майкельсон, Перрен, М. В. Ломоносов, В. В. Петров, А. Н. Крылов, С. В. Ковалевская, П. Н. Лебедев, П. П. Лазарев. Ряд статей содержит анализ различных периодов развития русской и европейской науки. Особый интерес Вавилов проявил к научному творчеству, жизни и деятельности Исаака Ньютона. В 1927 он перевел с латинского языка «Оптику» Ньютона, снабдив ее подробными комментариями, а также опубликовал статью «Принципы и гипотезы «Оптики» Ньютона». К 300 летию Ньютона в 1943 Вавилов опубликовал биографическую книгу «Исаак Ньютон». В дополнении к 4-му изданию книги (1989) В. Л. Гинзбург отметил, что «даже спустя 50 лет после написания книги она в целом не устарела и остается лучшей из кратких и популярных биографий Ньютона».
Значительное место в деятельности Вавилова занимала пропаганда научных знаний. Он возглавил (с 1933) комиссию АН СССР по изданию научно-популярной литературы и серию «Итоги и проблемы современной науки».
Вавилов был одним из инициаторов создания общества «Знание» и первым его председателем (1947). Он написал несколько научно-популярных книг. Среди них «Глаз и Солнце», посвященная физиологической оптике и действиям солнечного света, «О теплом и холодном свете» - о люминесценции, тепловом излучении и другим вопросам. Вавилов написал также много научно-популярных статей. Его научно-популярные книги и статьи написаны прекрасным литературным языком и признаны образцом для авторов научно-популярной литературы.
Президент Академии наук СССР
В июле 1945 Вавилов стал президентом АН СССР после почти единогласных выборов на общем собрании АН СССР и предварительного одобрения его кандидатуры Сталиным и другими высшими руководителями СССР, несмотря на то, что его брат, скончавшийся в Саратовской тюрьме в 1943, еще не был посмертно реабилитирован и считался «врагом народа».
В годы работы Президентом АН СССР Вавилову удалось много сделать для развития науки. По его инициативе создавались новые институты и расширялись старые, создавались филиалы АН СССР, развивались академии наук в союзных республиках. Были значительно улучшены оснащение институтов приборами, материальное положение научных работников, издательское дело. Будучи Президентом АН, Вавилов всячески поддерживал на первой стадии деятельность С. П. Королева (см. КОРОЛЕВ Сергей Павлович) и его сотрудников по организации полетов ракет. Он поставил задачу проведения научных измерений (космических лучей) уже при первом полете ракеты. Однако, положение Вавилова как Президента АН СССР было очень трудным ввиду инспирированных в стране дискуссий по вопросам биологии (подготовленная Лысенко и его сторонниками и поддержанная Сталиным, сессия ВАСХНИЛ в августе 1948 (см. АВГУСТОВСКАЯ СЕССИЯ ВАСХНИЛ)); так называемая Павловская сессия АН СССР по вопросам научного наследия академика И. П. Павлова (1950). В конце сороковых годов подготавливалось также совещание по философским проблемам физики, которое могло иметь разрушительные последствия. Вавилову, наряду с Курчатовым, удалось предотвратить это совещание.
Вавилов много сделал для развития культуры. В частности, по его инициативе стала издаваться серия «Литературные памятники». Академик Д. С. Лихачев писал: «...Он (С. И. Вавилов - Ю.В.) интересовался всеми культурными начинаниями в нашей стране и во многих случаях выступал как их инициатор». Там же: «В замысле серии глубоко отразилась замечательная личность С. И. Если бы существовал обычай посвящать серии каким-нибудь выдающимся деятелям культуры, я бы назвал нашу серию так: «Серия литературные памятники имени Президента АН СССР академика С. И. Вавилова».
Облик ученого и человека
Сергей Иванович Вавилов привлекал знавших его людей широтой своей натуры и редким обаянием. Он был очень демократичен и доступен, на каком бы высоком посту не находился. Вавилов обладал энциклопедическими знаниями не только в любимой им физике, но и в области искусства, литературы и истории. Он поклонялся гению Пушкина, часто перечитывал «Фауста» Гете, был библиофилом. Вавилов обладал прекрасной памятью, способностью к усвоению иностранных языков: хорошо владел немецким, английским, французским, итальянским, а также польским. Как и его брат Николай, он обладал поразительной работоспособностью и при этом он, несмотря на огромную занятость, не производил впечатление спешащего человека и в то же время был чрезвычайно точен и никогда не опаздывал. Вавилов был очень добрым человеком. Значительную часть своей зарплаты в период его работы Президентом академии наук, он раздавал нуждающимся людям, всячески помогал семье репрессированного брата.
Сергей Иванович чрезвычайно тяжело переживал арест и гибель в тюрьме своего брата. Гибель любимого брата, а также тяжелые переживания о судьбе науки в период его работы президентом Академии наук, вызванные гонениями на генетику и другие науки, несомненно сильно сказались на состоянии его здоровья и привели его к преждевременной кончине. Он не дожил 2 месяца до своего 60-летия.
Вавилову было присуще бескорыстие в самом широком смысле этого слова. Он никогда не думал о собственной славе, был большим патриотом Родины, много сделал для популяризации достижений русских ученых - М. В. Ломоносова, П. Н. Лебедева и многих других, увековечивания их памяти.