Он заложил фундамент открытия века

Биография известного украинского ученого Ивана Пулюя.

Сенсационное открытие

«Ах, мои лампы, мои лампы!..» – воскликнул он, стремительно поднявшись c дивана, на котором отдыхал после рабочего дня. Обхватив голову руками, он продолжал повторять эту фразу, быстрыми шагами меряя свой кабинет. Несмотря на позднее время, быстро оделся и помчался в лабораторию. А дома на полу кабинета осталась лежать венская газета Die Presse, датированная 5 января 1896 г. Анонимный автор в статье под заголовком «Сенсационное открытие» кратко изложил комментарии венских научных кругов по поводу опытов некоего Роутгена из немецкого Вюрцбурга. Однако наш герой не сомневался – автор газетного сообщения просто ошибся, хотя в том, что фамилия была искажена, просматривался некий знак. Скорее всего, речь шла о его коллеге по профессии и давнем знакомом Вильгельме-Конраде Рентгене. В тот далекий январский вечер заведующий кафедрой физики Немецкой высшей технической школы в Праге профессор Иван Павлович Пулюй спешил в лабораторию, чтобы убедиться в феномене открытия Рентгена. Можно только догадываться о душевных переживаниях Пулюя, когда в ночной тиши безлюдной лаборатории он обернул свою лампу обычной черной бумагой от упаковки фотопластинки, включил ее и не смог поверить собственным глазам – в темной комнате на расстоянии двух метров от лампы засветился флуоресцентный экран. И он понял: немецкий коллега сделал тот шаг к моменту истины, который сам он не совершил, находясь в полушаге от разгадки. «Открытие рентгеновских лучей было уже подготовлено предыдущими исследованиями, они были бы вскоре открыты кем-нибудь другим, если бы Рентген прошел мимо них» – слова эти принадлежат ученику и почитателю В.-К. Рентгена академику А.Ф. Иоффе.

Начало пути к открытию

Иван Пулюй родился 2 февраля 1845 года в селе Гримайлив на Тернопольщине. По настоянию своего отца он поступает на теологический факультет Венского университета и успешно его оканчивает. Но молодой богослов, видимо, приходит к мысли о том, что лишь естественные науки подчиняются вечным законам и непоколебимой правде. И на физико-математическом отделении философского факультета того же вуза Пулюй получает еще и техническое образование. По окончании университета Иван решает начать свою трудовую деятельность на родине. Делает запрос в Киевский университет Св. Владимира о возможности преподавания на кафедре физики. По причине неблагонадежности получает отказ. Тайной полиции царской России было известно, что еще в тернопольской гимназии он основал молодежный кружок «Громада» для изучения и популяризации украинской истории и культуры, а в студенческие годы стал организатором «Bенской Сечи», объединявшей украинскую молодежь австрийской столицы. Некоторое время он преподает физику в Венском университете и в Военно-Морской академии в г. Фиуме (ныне хорватский город Риека).

Вторая половина ХIХ столетия проходила под знаком широкого интереса физиков к явлениям, возникающим при прохождении электрического тока в безвоздушном пространстве. Оптимальным вариантом устройства для наблюдения за этими процессами стали цилиндрические стеклянные сосуды (трубки), из которых откачивался воздух, а в их стенки впаивались металлические электроды (катод и анод). Подключая высокоамперные источники тока (электрофорная машина, катушка Румкорфа) к электродам трубок, исследователь имел прекрасную возможность обозревать и изучать происходящее «за стеклом». Фарадей и Герц, Гитторф и Гольдштайн, Видеман и Ленард – все они своими исследованиями приближали час «сенсационного открытия» Рентгена. Пионером же изготовления трубок и экспериментов с ними был английский механик Крукс, работавший в Боннском университете у профессора Плюкера. Но, будучи способным физиком, он не отличался большим терпением и не продолжил свои опыты. В 1875 г. Иван Пулюй совершенствовал свои профессиональные знания в Страсбургском университете как стипендиат австрийского Министерства просвещения под руководством профессора Августа Кундта, ассистентом которого был Вильгельм-Конрад Рентген. Тогда Иван Пулюй и заинтересовался явлениями, порождаемыми электрическим током в безвоздушном пространстве. Он освоил ремесло стеклодува, выдувая стеклянные трубки как для своих опытов, так и для нужд коллег-физиков. Перенял искусство производства трубок у Пулюя и подружившийся с ним Никола Тесла, также в это время стажировавшийся у профессора Августа Кундта. Вместе с изобретателем № 2 в мире после Эдисона (за Теслой числится список из 700 патентов!) они провели целый ряд исследований с газоразрядными трубками. Никола Тесла проводил работы с трубками вплоть до того трагического дня 1895 г., когда полностью сгорела его лаборатория. В Страсбурге Рентген не занимался исследованиями явлений, порождаемых электрическими разрядами в вакууме, но трудно поверить, что он не знал, чем занимался в ту пору дружный «славянский тандем» в лице украинца Пулюя и серба Теслы. По мнению многих историков науки и ученых-физиков ближе всех к разгадке природы излучения, порождаемого катодными лучами, оказались именно Иван Пулюй и Никола Тесла. Биограф же В.-К. Рентгена Негер утверждал, что «когда кто-либо из исследователей любой страны лишь касался какой-нибудь проблемы физической тематики, то Рентген сразу же устремлялся в лабораторию с целью поработать на опережение».

Тайна невидимых лучей

По возвращении из Страсбурга в Вену Пулюй продолжает заниматься изучением явлений в трубках. В 1881 г. на Международной элктротехнической выставке в Париже была удостоена Серебряной медали сконструированная Иваном Пулюем трубка-прообраз современных рентгеновских аппаратов. Во всем мире она известна как лампа Пулюя. Почему лампа? Дело в том, что Иван Павлович стремился создать новый прибор для освещения, и это ему удалось. Мало того, образно выражаясь, Пулюй своей лампой осветил дорогу открытию века.

Но материальные трудности и отсутствие должным образом оборудованной лаборатории тормозили ход изысканий.

В 1884 г. Министерство просвещения Австро-Венгерской империи предложило Ивану Пулюю возглавить кафедру физики Немецкой высшей технической школы в Праге, которую он в 1903 г. преобразовал в первую в Европе кафедру физики и электротехники и возглавлял ее до конца своей жизни на протяжении 32 лет. На налаживание плодотворной научной и учебной работы на кафедре Иван Павлович потратил не один год. Однако его любимым занятием всегда оставались опыты со светом. Разгадка тайны невидимых лучей тянула его к себе с непреодолимой силой.

Но вернемся к зиме 1896 года. 11 января пражская газета Воhеmiа публикует материал (и снова анонимный) под названием «Открытие Рентгеном новых свойств так называемых катодных лучей». Сообщалось о том, что экспериментируя с газоразрядным прибором, имеющим дутое алюминиевое зеркальце (катод) и платиновую пластину расположенную под углом 45 градусов к траектории движения катодных лучей, Рентген обратил внимание на свечение флуоресцентного экрана, расположенного вблизи трубки даже тогда, когда последняя была обернута непрозрачной для видимого света бумагой. Реагировали на невидимые лучи и фотопластинки. То есть, Рентген выяснил, что наружу из трубки выходят некие лучи, названные им по причине отсутствия у первооткрывателя ясного представления об их природе Х-лучами. Рентген ошибочно предполагал, что Х-лучи – это всего лишь разновидность лучей катодных. Тем самым он невольно пальму первенства передавал Ивану Пулюю, учитывая тот факт, что еще в 1880-1882 гг. тот подробно описал видимые катодные лучи. Они буквально насквозь «прошивали» не только бумагу, но и металлы, дерево, камень, а также ткани людей и животных, живописуя внутреннюю структуру «просвечиваемых» объектов. Недаром они относятся к разряду «жесткого» излучения.

Свои эксперименты Рентген проводил с использованием фосфоресцентной лампы, подобной лампе Пулюя. По словам сына Ивана Пулюя Александра несколько таких ламп были в свое время подарены и Рентгену. Сконструированная за 14 лет до открытия Рентгена, она генерировала лучи, названные впоследствии по предложению анатома Колликера рентгеновскими. Причем только конструкция этой трубки способствовала возникновению невидимых лучей. Пулюй письменно обращался к Рентгену с просьбой сообщить, с помощью какой именно трубки тот достиг результата. Ответа не последовало. В своих публичных выступлениях Рентген утверждал, что опыты он проводил с использованием трубок Ленарда. Но это не соответствовало истине. Ведь только лампа Пулюя имела антикатод, присутствие которого и порождало таинcтвенные лучи. Антикатод представлял собой вмонтированную в трубку слюдяную пластинку. При бомбардировании антикатода срывающимися c катода электронами пластинка излучала свет. Но главным было то, что мерцающий экран, удаленный на расстояние до пяти метров от трубки, световым потоком только освещался. А вот «возмутителем спокойствия» в химизме соединений, покрывающих как поверхность экрана, так и поверхность фотопластинки являлся таинственный «невидимка», обнаруженный Рентгеном. Примечательно, что и Рентген и Пулюй методом мозгового штурма, органично дополняя один другого, вручили медицине и технике уникальный диагностический инструмент. Великий Гельмгольц разделял ученых на романтиков и классиков. Первые (Рентген), быстро достигая результатов, переходят к новым проблемам. Главная забота классика состоит в исчерпывающем изучении объекта исследований. Свидетельство этому – зимние опыты Пулюя и сообщения о них в прессе, выступления перед научной общественностью Праги в начале 1896 года. Одну из своих статей Иван Пулюй назвал «О происхождении рентгеновских лучей и их фотографическое действие», т. е. эти два аспекта своих исследований он считал основными. Что касается происхождения Х-лучей, то тут следует выделить два момента. Первый – определение места их возникновения. Своими опытами Пулюй доказал, что новые лучи зарождаются в тех местах твердых тел, куда попадают катодные лучи. Этим он подтверждал верность выводов В.-К. Рентгена. Для усовершенствования конструкций аппаратов, генерирующих мощные Х-лучи, это имело огромное значение. Однако еще более важным моментом явилось понимание Пулюем механизма возникновения лучей как микроскопического процесса, происходящего вследствие взаимодействия вырванных из катода отрицательно заряженных частиц с молекулами или атомами веществ. В отчетах Рентгена об этом ни слова. И это не случайно.

Вот слова ученика и сотрудника Рентгена академика А.Ф. Иоффе: «Воспитанный в школе Августа Кундта, Рентген на всю жизнь остался сторонником классической физики второй половины ХIХ ст. ...Классики были прекрасными экспериментаторами, но не могли перейти от изучения макроскопических явлений к физике элементарных явлений, характеризирующей ХХ столетие... Методом трудов Рентгена был последовательный формализм, отрицающий изучение механизма явлений... Он придавал значение только фактам, а не их объяснению и слово «электрон» не должно было произноситься в Физическом институте Мюнхенского университета, коим он руководил».

Только один раз Рентген изменил своему принципу не выдвигать гипотез (а только описывать наблюдаемые явления), когда высказал предположение, что Х-лучи – это продольные колебания эфира. Но это предположение оказалось ошибочным. Правда была на стороне Пулюя – волны рентгеновских и видимых световых лучей были поперечными. Тонкий и виртуозный экспериментатор, Рентген не имел наклонности к поиску нового, как ни парадоксально это звучит применительно к автору одного из эксклюзивных физических открытий. Пожалуй, весьма метко охарактеризовал стиль его работы Л.В. Бобров: «Его открытие принадлежало будущему, а научные взгляды – прошлому». Несмотря на то что Ивана Пулюя также можно считать учеником Кундта, его стремление проникнуть в микроскопическую природу наблюдаемых макроскопических процессов, связанных с катодными и Х-лучами, позволяет нам причислить его к тем немногим ученым, которые еще в позапрошлом веке видели контуры физики ХХ столетия.

Таким образом, в противовес Рентгену Ивану Пулюю присуще было гармоническое единение очень высокого уровня экспериментальных исследований и глубины их теоретического осмысления. Почему Рентген завещал предать огню весь свой архив? Почему он стал единственным Нобелевским лауреатом, отказавшимся прочесть свою Нобелевскую лекцию после его премирования? Мы никогда об этом не узнаем. Так как никогда не сможем ознакомиться с перепиской Пулюя с Рентгеном, погибшей после «убытия» дочери Пулюя Натальи в дебри ГУЛАГА.

Бесценный дар для медицины

Сам Рентген вначале скептически относился к возможности широкого применения рентгенографии в медицине. Снимки, полученные им, были невыразительными, а в силу значительного рассеивания лучей время экспонирования растягивалось до 40-50 минут. Кроме изображения кисти руки супруги Рентгена Берты и изображения сломанного предплечья, отосланного 15 февраля 1896 г. «Британскому медицинскому журналу», Рентген снимков в плане медицины не имел. В то же время Пулюй успешно решил проблему концентрации лучей в пучок, что феноменально сократило время выдержки до... 2-5 секунд. Иван Павлович лично сам сделал впервые в мировой практике снимок скелета мертворожденного ребенка. Выполненная им серия рентгенограмм органов человека благодаря их четкости позволила выявить патологические изменения в телах пациентов, что не только подняло на радикально новый уровень хирургию, но и позволило значительно облегчить труд терапевтов. Уже в 1896 г. в клинике Киевского университета была проведена операция с привлечением средств рентгенодиагностики.

Верность родине, или Искупление вины

Тот факт, что ни сам И.П. Пулюй, ни его дети не отрицали приоритета В.-К. Рентгена как первооткрывателя Х-лучей, подтверждает высокий уровень нравственности в семье Пулюя. Христианские ценности всегда оставались основой их жизни. Дипломированный теолог Иван Пулюй хотя и не принял духовный сан, все же свою «вину» перед отцом искупил. Сознавая громадную роль родного языка в познании Святого Письма, вместе с украинским писателем Пантелеймоном Кулишом он осуществил перевод текста Нового Завета на украинский язык. На стене дома № 9 по венской улице Шкодагассе прикреплена памятная доска, напоминающая о двух великих украинцах, подаривших нашему народу возможность знакомиться с евангелием на родном языке. Скоропостижная кончина Пантелеймона Кулиша помешала продолжить планируемый ими перевод Ветхого Завета. В содружестве с классиком нашей литературы Иваном Нечуем-Левицким Пулюй перевел на украинский и Ветхий Завет. К тому времени ушел из жизни отец Ивана Павловича, но если верить тому, что души наших предков взирают на живых с небес, то, надо полагать, душа Павла Пулюя спокойна и гордо смотрит на нашу грешную землю. Откуда черпал силы и находил время отец пятнадцати детей для трудов угодных и Богу и человечеству – уму не постижимо! Тут впору поверить в то, что сам Бог стал его надежным помощником!

Сосед Пулюя по даче под Прагой, великий физик всех времен и народов Альберт Эйнштейн как-то заметил, сидя рядом с ним под сенью яблоневых дерев, что не следует забывать об огромной преференции, даруемой сынам и дочерям авторитетных мировых держав в отличие от детей бездержавных народов. И то, что за Рентгеном стоит Германия, большого стоит, а за «чешским ученым Иоганом Пулюем» (так называла украинца Пулюя Энциклопедия Брокгауза и Эфрона, 1899) – увы, лишь край, где он родился. На что Иван Павлович ответил Эйнштейну такими словами: «Что должно произойти – произойдет обязательно, и то, что произойдет, будет наилучшим, потому что такова воля Господня!». Уроженец Тернопольской земли, подарившей миру основателя Запорожской Сечи Байду Вишневецкого, театрального режиссера с мировым именем Леся Курбаса, звезду мировой оперной сцены Соломию Крушельницкую, гетмана Украины Северина Наливайко, Иван Пулюй по праву занимает почетное место не только в когорте славных своих земляков, но и в пантеоне гениальных светочей мировой науки.

Подготовил Лукьян Маринжа