中外科学家发明家丛书:卡皮察-第3部分

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我才能获得蒙德实验室的科学设备，因此过了三年我又得以恢复在低温物理　

学领域的工作。”　

　　　　　卢瑟福给卡皮察的最后一封信，是在1937年10月9日。10天后，卢瑟　

福去世了。卡皮察在　《消息报》上发表了悼念文章。在离开剑桥32年之后，　

1966年5月　17日，卡皮察在伦敦皇家学会发表的讲话中说：“对于我来说，　

卢瑟福的去世不仅仅是失去了一位导师和朋友，对于我，像对于其他许多科　

学家一样，这些岁月也是科学上整整一个时代的结束。”　

　　　　　卡皮察规定要建筑车间、图书馆以及其它能保证研究所相对独立生活的　

设施。了解物理问题研究所的人都很清楚，卡皮察所考虑的广泛设施，显然　

是研究所长期所必需的。即便是现在，研究所的车间还在制造许多独一无二　

的仪器。建立了一个内容丰富的一流图书馆，许多国家给卡皮察寄来书籍，　

这些书几乎全都成了研究所图书馆的财产。　

　　　　　1937年，卡皮察在低温物理学基础理论方面已取得了显著的成绩，发现　


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了液态氦超流动现象。液态氦超流动现象是指液态氦在温度降低到　2。19K时　

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发生特殊的相变，它几乎完全失去粘滞性，并且很容易流过半径为10厘米　

的小孔或毛细管，还能沿着固体内壁扩展，成为一层只有几十个原子厚度的　

薄膜。　

　　　　　1939年1月24日，前苏联科学院一致推选卡皮察为科学院院士。　

　　　　　在他们家族中有四代人和科学院有密切联系。安德烈和谢尔盖的外曾祖　

父И·И·斯捷布尼茨基是俄罗斯皇家科学院通讯院士，他们的外祖父A·H·克　

雷洛夫和父亲是科学院院士，最后卡皮察的小儿子安德烈是前苏联科学院通　

讯院士。卡皮察对于自己是这个不寻常的“科学院式链条”上的一环，感到　

十分愉快。而且，他还希望，下一代卡皮察的代表中，他的孙子、孙女中有　

人能在科学院中占据当之无愧的位置。他的儿子谢尔盖已是教授、物理数学　

博士、物理问题研究所的研究员，一系列著作的作者，获得了前苏联国家奖　

金。而且他有三个孩子，卡皮察对他们寄予了厚望。　

　　　　　卡皮察在莫斯科举办的讨论会，可谓盛况空前。常常是礼堂外围着一大　

群人，而门口已挂上“礼堂人已满，请予谅解”的牌子。做报告的人有卡皮　

察或某个著名科学家，讨论的问题非常广泛。如果把卡皮察讨论的题目按顺　

序地浏览一遍，那么根据这些题目就能对在几十年中物理学的发展有一个大　

致概念。　

　　　　　在以后的几年中，卡皮察继续研究超流动性，并发现了氦的某些惊人的　

特性。卡皮察的卓越试验之一是：把盛满液态氦的器皿，置于液态氦之中，　

在器皿的洞口前悬挂一个轻巧的翼片。在器皿中的氦加热时，翼片偏离了。　

这样就证明了，氦中的热传导过程与其中产生的运动是紧密相连的。但是这　

种运动具有完全反常的性质；从洞口冲出了一股使翼片偏离的液体，但器皿　

中液体的数量并未改变，仍然是满满的。　

　　　　　卡皮察发现的超流动性现象，成为研究工作的新出发点，吸引了前苏联　

及外国许多理论物理学家的注意。超流动性现象成为几十年来的研究对象，　

这种研究获得了许多卓越的成果。　

　　　　　在这位出类拔萃人物的思想中，令人十分惊奇地感受到许多丰富多彩的　

当代文化。在他的头脑中，物理学已占了崇高的位置，当然这也无损于他去　

了解许多其它领域的知识，而且有助于他解决许多问题。在卡皮察看来，物　

理学本身是一门伟大的艺术，它对人类具有魔术般的作用力。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　四、为了祖国　



　　　　　1941年，德国法西斯进攻前苏联，卫国战争开始了。莫斯科的物理问题　

研究所撤退到喀山。　

　　　　　10月12日，科学院举行了一次反法西斯群众大会，卡皮察在会上发言　

说：“当6月末我们国家遭到希特勒匪帮突然袭击的时候，我们全体科学家　

立即决定，应该把自己的一切知识和力量贡献给我们国家，支援她和法西斯　

主义的英勇斗争。”在讲话即将结束时，卡皮察号召科学家们参加“为自由　

和文明的斗争，这是一场前所未有的伟大斗争，任何消极萎靡都将给人带来　

终生的耻辱。”他的讲话无疑是对全体前苏联人民的一次爱国主义召唤。　

　　　　　研究所的设备被安置在喀山大学植物学家和动物学家的工作场所，在装　

满动物和鸟类骨架与标本的柜、架之间，安装工作正在进行。研究人员住在　

学校的大礼堂和体育馆中，宽敞的空间用床单隔成了一家一户的单间。卡皮　

察和夫人、儿子及岳父克雷洛夫院士住在著名俄国数学家、前喀山大学校长　

洛巴切夫斯基于19世纪初曾经住过的房子里。　

　　　　　尽管战火纷飞，环境艰苦，但研究工作没有停止过。战争中因急救伤病　

员需要氧气，卡皮察便急战争之所急，积极为国家研究制取更多的氧气。　

　　　　　从疏散生活一开始，物理研究所便着手安装获取液态空气和气态氧的设　

备。不久，研究所就开始给喀山各个医院供应伤员和病人所需要的氧气，液　

态空气则送往军事工厂。　

　　　　　卡皮察说：“战争使得国家极端需要氧气，必须挽起袖子，全力以赴地　

工作，使实验室的机器像工厂里的机器那样运转。”战争期间，卡皮察制造　

了世界上最大的、大规模获得工业用液态氧的涡轮装置。前苏联部长会议设　

立了一个氧气生产专业局——制氧工业总局，卡皮察被任命为该局局长。卡　

皮察生平第一次担任政府机关的首长，他把这个对他来说非同寻常的职务与　

研究所领导很好地结合起来。　

　　　　　卡皮察的秘书是多才多艺、善于观察的皮萨尔热夫斯基，与卡皮察共事　

多年，下面就是他所描写的伟大卫国战争岁月中的卡皮察。　

　　　　　　“卡皮察大概掌握着一种不知疲倦的秘密。简直想象不出他有什么不急　

的、可以缓一缓的事情。事情堆积如山，一件接一件没有个完。卡皮察抱怨　

说，他既是所长，又是实验员，又是演讲员，您瞧见没有，又来了个到处都　

需要的氧气……”　

　　　　　　“他精力旺盛，工作起来常常能一下子超过三个助手，并弄得他们精疲　

力尽。特别是当试验不顺利的时候，他可以专心致志地一连几个小时摆弄它　

们。而在准备试验设备的空隙时间里，他就沿着把实验室和　‘专用’房间连　

在一起的楼梯跑到楼上去，并口授在实验间隙构思好的自己新著的章节。”　

　　　　　　“如果他昏昏欲睡或萎靡不振，这就是说，他在特别紧张地思考某个新　

问题，而当思考问题结束时，他立刻就精神大振，急急奔向工作间，在那里　

他的一个助手——机械师，对一件早就考虑好的仪器已经忙了几天了。但是　

他这几天几夜所干的一切，都得推倒重做。机械师垂头丧气，觉得毫无办法　

了。然而，这不过是由于劳累过度所引起的一种突然发作的感情。登上顶峰　

是不容易的，然后又立刻就得下来。可过了一会，他却用迷恋的眼光看着卡　

皮察在烟盒底上所画的草图。”　

　　　　　1943年物理问题研究所搬回莫斯科。在喀山的时间没有白白浪费。尽管　


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困难重重，卡皮察和助手们还是成功地制造出工业用和军事用的高效液化　

器。政府正确地评价了这些工作。前苏联最高苏维埃主席团授予卡皮察社会　

主义劳动英雄称号，并奖予列宁勋章和“镰刀与锤子”金质奖章各一枚。　

　　　　　回到莫斯科后，卡皮察提出了当时物理界应努力的主攻方向。这就是：　

第一是低温，第二是原子核，第三是固体。他领导的研究所主攻低温。低温　

物理学是研究物质在低温下物理现象的科学。所谓低温，一般是指在一个大　

气压下比液态空气的沸点81°K还低的温度。此刻的物质具有平常条件下所　

没有的某些特性。低温物理学的研究，对进一步认识物质的微观结构和微观　

运动规律，有着重大作用。　

　　　　　1944年9月，卡皮察被授予富兰克林大金质奖章，以表彰他在实验和理　

论物理学上的卓越贡献，特别是在磁学和低温领域的卓越贡献。卡皮察是获　

得这种奖赏的第一位俄罗斯科学家，此奖章是1915年设立的，获得这一奖章　

的有爱迪生、爱因斯坦、普朗克、卢瑟福、汤姆逊。　

　　　　　卡皮察在授奖仪式上讲话：　

　　　　　　“我把这一奖赏看作是美国科学界的友好表示，承认苏联科学界在世界　

科学中所做的贡献，承认苏联科学家为了我们共同的事业所做的种种努力。　

在共同斗争的历史性日子里……为了自己的生存，为了自由和文明，在这场　

伟大的斗争中，我们国家肩负着最紧张、因而也是最沉重的担子，所以一切　

真诚的友好表示都会得到我们始终不渝的热情感谢。”　

　　　　　　“我们科学家，首先是爱国主义者和自己祖国的公仆，但是当我们工作　

的成果能促进世界文明发展时，我们同时也体验着一种特别骄傲的感情……　

但是，这些岁月，战争岁月，我们面临着新的任务。我们肩负着对抗疯狂的　

纳粹思想及其各种破坏的任务。我们知道，如果没有我们各个国家共同和友　

好的话，荒谬地、歪曲地应用科学及其成果将会使人类文明大祸临头，导向　

毁灭。”　

　　　　　卡皮察和一切其他进步的科学家，如约里奥·居里一样，认为科学家首　

先应当进行斗争，反对那些把科学发现用于罪恶目的的势力。　

　　　　　卡皮察在结束自己的讲话时说道：　

　　　　　　“我们科学家应该尽自己的一切可能去战胜邪恶势力，从他们手中击毁　

被他们如此滥用恶使的我们的劳动成果。这是我们最迫切的任务……”　

　　　　　　“但是，在参加保卫我们祖国斗争的同时，我们也应义不容辞地大声疾　

呼，以便在战争结束以后，把未来世界建立在巩固的基础之上，让健康理智　

的思想在世界上占统治地位，让世界的经济体系建立在科学的基础之上，让　

人类一劳永逸地避免重复这种灾难的威胁。近些年来人类正饱尝这种灾难的　

痛苦……”　

　　　　　卡皮察用下述几句话结束了自己的发言：　

　　　　　　“我深信，我所有的同志——我们的科学家们，他们和我感情相同，而　

且目标一致地追求着我们共同的胜利。他们和我一样，对于证明美国科学家　

友谊的这种表示深表满意，正是这种友谊促成了我们今天的聚会。”　

　　　　　卡皮察还参加了帕格沃希运动，这个运动把许多国家的科学家联合到反　

对利用科学成就为战争目的服务的斗争之中。　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　五、家庭实验室　



　　　　　然而命运却突如其来地发生了急剧的转折。有些人不赞同研究所的课　

题，并到处告状。过了一些时候，一个专门找碴子寻缺点的委员会在研究所　

开始活动了。缺点被找到了，涡轮冷气发动机的方法被取消了。活塞冷却机　

被认为比涡轮机更好，更有利。工作作风被认为是恶劣的。卡皮察不得不离　

开研究所。　

　　　　　卡皮察的别墅位于离莫斯科不远的尼科林山上。现在他几乎所有时间都　

在别墅里度过，但仍继续紧张地工作。　

　　　　　40年代末，卡皮察在自己的别墅里办起了家庭实验室。一切都亲自动手　

——他既是金属车工，又是铣工、细木工和电工。他继续研究无论在理论上，　

还是实验上都使他深感兴趣的问题。他研究了大功率电子学。发表了一系列　

有关这个问题的文章之后，在1962年，又发表了意义重大的《大功率电子学》　

一书，引起苏联及其他一些国家科学家的重视。但是在家庭实验室中，从事　

低温领域的研究是不可能了。　

　　　　　他开始研究球形闪电现象。在青少年时代，卡皮察不止一次听到过球形　

闪电的故事。在古代和中世纪，球形闪电被认为是对人们罪恶的一种惩罚。　

见过球形闪电的人绘声绘色地描述闪电过后顿成废墟的可怖景象。即使在现　

代，当大气中的放电现象已经得到相当深入研究的时候，人们对球形闪电的　

兴趣并未减弱。人们着手创立一个确实可信的球形闪电理论。　

　　　　　卡皮察对球形闪电的性质提出了一种新解释。根据能量守恒定律，他认　

为，在球形闪电闪光时，能量不断输入。这种能量的来源在球形闪电之外，　

球形闪电起着一个空腔谐振器的作用，强烈地吸收无线电辐射。球形闪电在　

云层或接近地面的静电场中的强大振荡过程中开始出现。发生球形闪电的罕　

见性表明，并非所有大气放电都伴随有能产生球形闪电的振荡过程。卡皮察　

认为，球形闪电在大气层中运动的特性，能够经过烟道、缝隙进入建筑物，　

有时沿电线突然在电报机或电话中出现，这一切是球形闪电无线电波理论正　

确性的重要证明。球形闪电甚至在喷气式飞机的密封舱中也曾出现过。　

　　　　　卡皮察在他称之为大功率电子学领域内已经进行了多次试验后，提出了　

球形闪电无线电波性质的理论。他利用尼山磁控管——一种强微波振荡源来　

进行这些试验。在成功地进行了第一批实验之后，卡皮察决定利用它来研究　

热核过程。　

　　　　　卡皮察确信，“大规模