Лазеры, мазеры и фотосинтез: какой вклад внесли в науку выпускники и преподаватели из МГУ

История МГУ

Московский государственный университет — одно из старейших светских высших учебных заведений в России. Он был основан в 1755 году по инициативе Михаила Ломоносова и фаворита императрицы Елизаветы Петровны Ивана Шувалова.

• Именно Ломоносов разработал проект будущего МГУ. В соответствии с ним было создано три факультета: философский, медицинский и юридический. Преподавание велось на русском языке, а среди студентов были представители всех сословий, кроме крепостных крестьян.
• Указ о создании университета был подписан 25 января — в День святой Татианы, который теперь считается еще и Днем студента.
• К началу XIX века на Моховой улице появился целый университетский квартал с учебными корпусами, лабораториями и библиотекой, где хранились около 20 тыс. книг и экспонаты музейных коллекций. Однако в 1812 году все это было уничтожено пожаром. Частично восстановить библиотеку удалось благодаря меценатам.
• К середине века на четырех факультетах университета — историко-филологическом, физико-математическом, юридическом и медицинском — учились около 1,5 тыс. студентов.
• В Московском императорском университете учились философы Сергей Булгаков, Павел Флоренский и Василий Розанов, историк Сергей Соловьев (а впоследствии и его сын — философ Владимир Соловьев), математики Николай Жуковский и Сергей Чаплыгин.
• Потрясения начала XX века не могли не сказаться на университетской жизни. В 1911 году более 130 профессоров и преподавателей покинули вуз в знак протеста против незаконного увольнения ряда профессоров и нарушения университетской автономии. Также ряд преподавателей, не принявших новые порядки, были вынуждены уйти после революции 1917 года.
• За годы Великой Отечественной войны вуз, несмотря на тяжелые условия, выпустил около 3 тыс. специалистов. Столько же студентов, аспирантов и сотрудников МГУ не вернулись с полей сражений.
• Сегодня МГУ — крупнейший классический университет России. В вузе 41 факультет, 40 научно-исследовательских институтов, медицинский научно-образовательный центр, ботанический сад. Филиалы университета работают в Сарове, Севастополе, Ташкенте, Астане, Баку, Душанбе, Ереване, Копере.

Великие ученые МГУ

В Московском университете работали и учились исследователи, сделавшие вклад в науку и получившие за это международное признание. Рассказываем о лауреатах Нобелевской премии и первооткрывателях, связанных с МГУ. 

Николай Семенов (1896–1986)

• За разработку теории цепных реакций ученый удостоился Нобелевской премии по химии в 1956 году. Он стал единственным ее лауреатом в истории России и СССР. Семенову удалось обосновать черты цепного химического процесса, что открывало перспективы для управления им. Награду советский ученый разделил с британским коллегой Сирилом Хиншелвудом.
• В 1944 году Семенов организовал на химическом факультете МГУ кафедру химической кинетики, которой заведовал более 40 лет.

Игорь Тамм (1895–1971) и Илья Франк (1908–1990)

• Тамм окончил физико-математический факультет МГУ, долгое время руководил кафедрой теоретической физики физфака. В 1946 году вместе c еще одним будущим нобелевским лауреатом Андреем Сахаровым был привлечен к проекту создания первой советской атомной бомбы. Илья Франк окончил тот же факультет в 1930 году, а впоследствии стал профессором в своей альма-матер.
• В 1934 году еще один ученик Вавилова Павел Черенков обнаружил, что заряженные частицы, проходя с очень большими скоростями сквозь воду, испускают свет. Франку и Тамму удалось теоретически обосновать это явление. За открытие и истолкование эффекта Черенкова физики получили Нобелевскую премию в 1958 году. Результаты их работы привели к созданию нового метода измерения скорости высокоэнергетических ядерных частиц, который имеет огромное значение в современной экспериментальной ядерной физике. Кроме того, эффект Вавилова – Черенкова объясняет, почему вода на больших глубинах, куда не проникают солнечные лучи, светится: это происходит из-за радиоактивных изотопов.

Петр Капица (1894–1984)

• В 1938 году Капица открыл явление сверхтекучести жидкого гелия, а спустя 40 лет получил за это Нобелевскую премию с формулировкой «за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур». В результате эксперимента он первым выяснил, что вещество в состоянии квантовой жидкости способно течь без трения.
• Именно эти исследования легли в основу теории сверхтекучести Льва Ландау. Благодаря исследованиям этих двух ученых появилась новая область науки — физика низких температур.
• Ученый стал первым заведующим кафедрой физики низких температур физического факультета МГУ.

Лев Ландау (1908–1968)

• В 1962 году ученый получил Нобелевскую премию по физике «за пионерские исследования в теории конденсированного состояния, в особенности жидкого гелия». 
• В разные годы он был профессором кафедр физики низких температур и квантовой теории и электродинамики физического факультета МГУ. Кроме того, он совместно с коллегой Евгением Лифшицем был автором курса теоретической физики, который был издан на 20 языках и выдержал не одно переиздание. Его имя носит Институт теоретической физики РАН.
• Исследования Ландау тесно связаны с трудами еще двоих ученых, также впоследствии получивших Нобелевскую премию, — Виталия Гинзбурга и Алексея Абрикосова.

Виталий Гинзбург (1916–2009) 

• Виталий Гинзбург получил диплом МГУ в 1938 году. В поздних интервью он признавался, что на его становление как ученого оказали наибольшее влияние два человека — Игорь Тамм, привлекший его в 1948 году к работе по созданию термоядерного оружия, и Лев Ландау.
• В 1950 году Гинзбург разработал полуфеноменологическую теорию сверхпроводимости, основанную на теории фазовых переходов Ландау. Практический смысл эффекта сверхпроводимости заключается в возможности создать ЛЭП, обеспечивающую передачу тока без потерь. 

Алексей Абрикосов (1928–2017)

• Ученик Ландау Алексей Абрикосов окончил вуз в 1948 году, а уже в 1955-м, в возрасте всего 27 лет, защитил докторскую диссертацию и до 1969 года преподавал в МГУ. В рамках предложенной Гинзбургом теории ученый показал, что магнитное поле может проникать в некоторые сверхпроводники в виде крошечных завихрений («вихри Абрикосова»), выстраивающихся внутри материала в правильную структуру, позже названную «решеткой Абрикосова». Так были открыты сверхпроводники II рода, которые выдерживают более высокие температуры, чем другие сверхпроводники. Именно на них сейчас работают магнитно-резонансные томографы, поезда на магнитной подушке и даже знаменитый адронный коллайдер.
• В 2003 году Гинзбург, Абрикосов и американский физик Энтони Леггет получили Нобелевскую премию за «основополагающие работы по теории сверхпроводников и сверхтекучих жидкостей».

Александр Прохоров (1916–2002)

• Советский физик, один из основоположников квантовой электроники, получил Нобелевскую премию в 1964 году. Награду «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, приведшие к созданию генераторов и усилителей на основе принципа мазера — лазера» Прохоров поделил с Николаем Басовым, а также с американским коллегой Чарльзом Таунсеном, который занимался исследованиями параллельно. Советские ученые сформулировали основные принципы квантового усиления и генерации. Это привело к созданию первого квантового генератора — мазера. Кроме того, Прохоров предложил использовать рубин в квантовой электронике, это в дальнейшем привело к созданию лазеров, применяющихся, в частности, для эпиляции и выведения татуировок.
• В 1957 году Прохоров стал профессором МГУ и организовал лабораторию радиоспектроскопии, с 1980 по 1988-й был заведующим кафедрой оптики и спектроскопии физического факультета.

Климент Тимирязев (1843–1920)

• Биолог был одним из выдающихся профессоров Московского университета. Главное достижение ученого — открытие механизма фотосинтеза. Именно Тимирязев первым предположил, что хлорофилл не только физически, но и химически участвует в процессе, помогая растениям «усваивать» свет. Во время эксперимента он направлял на растения лучи через жидкости разного цвета и заметил, что красный и синий свет поглощается лучше, чем желтый, и от этого зависит, насколько активно в листьях происходит процесс разложения углекислоты. 
• Тимирязев также был популяризатором естествознания и даже перевел на русский язык работу Дарвина об эволюции видов. С ним, кстати, российский ученый смог познакомиться лично, когда переехал в Англию.
• Под руководством ученого Дмитрия Менделеева Тимирязев экспериментировал с использованием минеральных удобрений, чтобы понять, как они влияют на урожай. До него такие исследования в Российской империи не проводились. В результате он сконструировал так называемый «вегетационный домик», который стал первой в стране и третьей в мире научно оснащенной теплицей.

Николай Кольцов (1872–1940)

• Выпускник Московского университета был пионером экспериментальной биологии в России. В 1903 году именно он обнаружил каркас, находящийся в цитоплазме живой клетки, определяющий ее структуру. Эксперимент он проводил на сперматозоидах десятиногих рачков. Для обозначения своего открытия Кольцов предложил использовать термин «цитоскелет». Так он и называется до сих пор. Цитоскелет отвечает, например, за адаптацию формы клетки к внешним воздействиям и ее деление. 
• Кольцов занимался исследованием хромосом и был автором гипотезы о матричной организации «вещества наследственности». Ученый в 1927 году предположил, что каждый ген представлен отрезком гигантской молекулы, которая должна состоять из двух идентичных нитей, а при делении каждая из них переходит в дочернюю клетку, где синтезируется ее зеркальная копия. Идея Кольцова нашла подтверждение спустя 25 лет, когда Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик установили структуру ДНК и получили за это Нобелевскую премию. При этом Уотсон утверждал, что не был знаком с гипотезой Кольцова. 

 Николай Лузин (1883–1950)

• Основатель так называемой Лузитании (московской математической школы) тоже был выпускником Московского университета. Вклад в науку он внес как один из создателей дескриптивной теории множеств, а также как выдающийся педагог. Лузин стал учителем многих известных математиков — одного из основоположников теории вероятности Андрея Колмогорова, основоположника современной алгебраической топологии Павла Александрова, основателя Новосибирского Академгородка Михаила Лаврентьева, стоявшего у истоков разработки первых советских ЭВМ. 
• В 1930-е годы Лузин подвергся политической травле после ареста его соратника — президента Московского математического общества Дмитрия Егорова по делу «катакомбной» церкви. В статьях в газете «Правда» Лузина назвали врагом советской науки, это «подтвердила» и комиссия Академии наук. Ее постановление было отменено только в 2012 году, после смерти самого Лузина.

Фото обложки: ТАСС; Олег Кузьмин / ТАСС; Виктор Янков / ТАСС