105 лет назад профессор Евграф Федоров был избран академиком

Основоположник современной структурной кристаллографии и кристаллооптики Евграф Степанович Федоров пробыл академиком Российской академии наук ровно три месяца и 20 дней, а потом в мае 1919 года умер. Но это была уже не та Императорская академия наук, в которой он числился с 1901 по 1905 год и из которой попросил его «уволить без всякой должности и звания и тем самым не отравлять его духовный покой, столь ему необходимый для научной деятельности». Основания для обиды на дореволюционную академию наук у него были веские: предложенный там ему оклад содержания был слишком маленьким, а финансирование его области науки вообще не предусматривалось.

Теорема Федорова—Шенфлиса

В своих работах 1880–1890-х годов Евграф Степанович Федоров решил задачу о всех возможных типах симметрии в евклидовом, то есть трехмерном, пространстве, занимавшую умы геометров еще с античных времен. Оказалось, что возможны 230 пространственных вариантов, которые могут занимать атомы в кристаллических телах. Сейчас их называют «федоровскими группами». Большинство вариантов симметрии были известны и раньше, но теоретическое обоснование того, что крайний предел для их числа — 230, был сформулирован в теореме Федорова—Шенфлиса, как ее называют в западной научной литературе.

Тут невольно вспоминается школьный анекдот про изобретение рентгена Иваном Грозным, который задолго до Вильгельма Рентгена говорил своим боярам: «Я вас, сукины дети, насквозь вижу!». Довольно часто западные историки науки находят свои собственные приоритеты для открытий и изобретений российских ученых. Понять это можно. Во-первых, наша наука всегда была слишком закрытой по западным меркам и шла своим параллельным курсом. А во-вторых, национальная гордость в науке свойственна не только великороссам, это общечеловеческое свойство.

Артур Шенфлис, выдающий немецкий математик в области топологии, был ровесником Евграфа Федорова, и оба они на тот момент пребывали в науке еще на птичьих правах. Шенфлис преподавал арифметику и геометрию в берлинской школе, а Федоров служил делопроизводителем и и. о. консерватора в Геологическом комитете. Они переписывались между собой и вроде бы утрясли вопрос о приоритете (публикация Федорова вышла на год раньше), а скорее всего, их вообще не волновал вопрос о приоритете, оба были слишком рады, что независимо друг от друга пришли к одному и тому же результату, а это означало, что они не ошибались.

Позже это подтвердил и рентгеноструктурный анализ кристаллических структур, проведенный 20 лет спустя. Практическая же польза федоровской кристаллооптики была большая. Помимо идентификации кристаллов она нашла применение в приборах для управления световым пучком, в химических технологиях, создании оптических затворов и модуляторов, интерференционно-поляризационных фильтров и т. д. Только через 100 лет, в 1980-х годах, были открыты новые типы структур, не укладывавшиеся в классическую кристаллографию Федорова — квазикристаллы и модулированные кристаллы.

Столик Федорова

Шенфлис был чистой воды математиком-теоретиком, а Федоров — практическим геологом. Основные деньги в семейный бюджет он зарабатывал в экспедициях картографической съемкой и геогностическим описанием месторождений и для облегчения труда себе и своим коллегам сконструировал «универсальный столик Федорова» для измерения оптических констант минералов. Раньше для этого пользовались гониометрами (угломерами), крайне сложными в обращении и, главное, неточными.

В оптическом гониометре Федорова, состоявшем из двух взаимно перпендикулярных градуированных лимбов (вертикального и горизонтального, как в теодолите), тонкий шлиф кристалла помещался в середине вертикального лимба и, подсвеченный сбоку, мог вращаться в двух взаимно перпендикулярных осях. Любую его грань можно было как угодно ориентировать относительно источника света, а необходимые отсчеты легко фиксировались на лимбах в момент отражения света от той или иной грани.

В своем «Курсе кристаллографии» (1901 год) Федоров писал: «Научиться производить точные измерения с помощью универсального гониометра так же легко, как научиться обращению с теодолитом, а этому научаются, как известно, лица, не получившие не только высшего, но даже и среднего образования, например, ученики низших горных училищ». Потом он усовершенствовал свой столик, сделав его четырехосным, пятую ось в него добавили в1929 году. В 1960-е годы появились методы микроструктурного анализа без «федоровского столика», но производился он до конца 1990-х годов, причем такими гигантами отрасли, как «Цейс». «Лейка», «Никон». Его можно увидеть в лабораториях и сейчас.

Народоволец

Родился Евграф в семье инженер-генерал-майора Степана Федорова, руководившего Морской строительной частью Строительного комитета Морского ведомства. Помимо генеральского жалования, семья других доходов не имела, и, когда отец умер, Евграфа и его двоих братьев определи на казенный счет в военную гимназию. Дальнейшая их судьба была очевидной: Николаевское военно-инженерное училище, которое в свое время закончил их отец, потом военная служба.

У старшего и младшего братьев так и получилось. Причем старший, Евгений, остался в истории отечественной науки и техники как автор проекта самолета-пятиплана без хвостового оперения и с 10-сильным ДВС Бенца. Пятью крыльями этого аэроплана должен был управлять пилот с помощь пружин. Но, как и предшествовавший ему аэроплан Можайского, пятиплан Евгения Федорова не полетел. А вот его гидрофизическая теория городской канализации, основное поле его деятельности в науке помимо воздухоплавания, дала весьма ощутимый практический результат. По его проектам построили городскую канализацию в Казани и Санкт-Петербурге, только об этом сейчас никто не помнит.

Про младшего брата, Александра, сейчас тоже ничего не известно, а вот среднего из братьев — Евграфа — довольно часто упоминают историки науки, причем не только как кристаллографа, но и как народовольца, Он окончил военно-инженерное училище, но потом, отслужив два года в саперном батальоне в чине подпоручика, вышел в отставку, вернулся в Петербург и поступил вольнослушателем в Военно-медицинскую академию. Через год бросил ее и поступил на второй курс Технологического института.

Там он тоже недолго проучился, вступил в тайное революционное общество «Земля и воля», и, когда ее руководство в 1876 году объявило о «хождении в народ», в 1877 году он тоже отправился испытать на собственном опыте народные нужды, только у заграничных трудящихся, пролетариата по классификации Маркса и Энгельса. Как пишут историки, отправили его изучать пролетарские нужды с целью установления связи с заграничными революционными организациями. Он побывал во Франции, Бельгии и Германии, зарабатывая на жизнь физическим трудом. Свел там знакомство с Вильгельмом Либкнехтом и Августом Бебелем и был удостоен чести стать наборщиком их партийной социал-демократической газеты. Этот навык ему пригодился для набора гранок изданий «Земли и воли».

Ходил в народ он недолго, к концу 1877 года вернулся в Петербург и женился на Людмиле Васильевне Панютиной, тоже революционно настроенной девушке, дочери главного врача Александровской губернской больницы в Перми. В их петербургской квартире набирались первые номера нелегальной газеты «Начало», переименованной потом в «Землю и волю», а редактором иностранного отдела этих изданий был Евграф Федоров. Гостями в их доме были Кибальчич и Вера Фигнер.

Что спасло Федорова и его жену от тюремной камеры, а то и виселицы, сказать трудно. То ли случившийся в 1879 году раскол «Земли и воли» и подготовка ее радикальным крылом цареубийства, что вызвало резкое неприятие у Федоровых, то ли рождение в 1880 году у них первенца — сына Евграфа Евграфовича, то ли и то и другое вместе. Но, как бы там ни было, за год до убийства народовольцами Александра II Федоровы порвали с ними все связи, и глава семейства поступил на третий курс Горного института.

Баварский академик

По окончании Горного института в 1883 году места ему на институтской кафедре минералогии и кристаллографии не нашлось. Он устроился делопроизводителем Геологического комитета и вел практические занятия со студентами при музее Горного института. Все это вместе давало ему 40 руб. в месяц. А его семья росла, следом за сыном родились две дочери, и он заключил контракт с Горным департаментом на работу геологом в экспедициях по исследованию Северного Урала и составлению его геологических карт. Работа была сезонная, что позволяло ему зимой жить с семьей в Петербурге и заниматься наукой.

Именно тогда он написал и опубликовал свои главные труды: «Начала учения о фигурах» (1885), «Симметрия правильных систем фигур» (1890), «Теодолитный метод в минералогии и петрографии» (1893). Дважды, 1890 и 1892 годах, он подавал свои работы на соискание премий Академии наук, и оба раза они не попадали даже в официальный список претендентов. Зато в 1893 году его имя оказалось в списке кандидатов в члены Академии наук. Его рекомендовали член Императорского Санкт-Петербургского минералогического общества и член-корреспондент Императорской академии наук кристаллограф Пауль Грот из Мюнхенского университета и его коллега-минеролог Густав Чермак из Венского университета. «Мы признаем Федорова за самого подходящего кандидата на кафедру кристаллографии и минералогии в Российский академии наук и считали бы его выбор за большое поощрение этим наукам в России»,— писали они в своем представлении. Российские академики Евграфа Федорова забаллотировали.

В 1894 году Федоров с семьей переезжает на Урал, в Туринск, чтобы руководить там разведочными работами Богословского горного округа. Через год там при местном Горном училище появился геологический музей с библиотекой, двумя петрографическими микроскопами на федоровских столиках и коллекцией рудных штуфов (сколов) горных пород, число которых к концу уральского контракта Федорова в 1899 году возросло до 80 тыс. Федоровский геологический музей в Краснотурьинске существует до сих пор и охраняется государством.

С 1895 года Федоров бывал здесь только в летние сезоны, во время вакаций в Московском сельскохозяйственном институте, где он наконец получил звание профессора, кафедру и возможность организовать свою лабораторию и минералогический кабинет. Десять лет, проведенных в Петровско-Разумовском под Москвой, Федоров считал самым счастливым временем своей жизни. В 1896 году с подачи того же Пауля Грота его избирают членом Баварской академии наук. Конечно, это не Прусская академия, но тоже была одной из старейших и уважаемых академий Европы. Помимо Грота ее членами были братья Гримм, а в 1920-е годы баварским академиком стал Альберт Эйнштейн.

В 1898 году во время зимних каникул Федоров съездил в Германию и был весьма польщен приемом тамошних коллег-кристаллографов. Петербургский Горный институт вдруг пожелал, что бы он читал у них свой курс, и Федоров с 1896 по 1900 год два раза в неделю ездил из Москвы в Петербург читать лекции в Горном институте. В 1901 году по представлению Вернадского Московский университет присудил Федорову степень доктора минералогии и геогнозии. И в том же 1901 году Императорская академия наук сочла своим долгом вновь выставить его кандидатом в свои члены и избрала Федорова адъюнктом по кафедре минералогии.

Советский академик

Выглядело это как издевательство. Звание адъюнкта со скудным жалованием в академии было аналогом должности стажера или аспиранта в вузе или научном институте. Тем не менее Федоров был согласен переехать в столицу, но с одним условием — обязательством академии профинансировать все его планы в области кристаллографии и оборудовать ему в академии минералогический институт с хорошо обставленной лабораторией. На это руководство академии не пошло, максимум, что они обещали, так это разрешить ему временно продолжать свою профессорскую деятельность в Московском сельскохозяйственном институте без сохранения академического содержания. Переговоры длились почти пять лет, и в конце концов Федоров подал президенту академии великому князю Константин Константиновичу прошение об увольнении его из числа адъюнктов Императорской академии наук.

В нем он писал: «Ваше императорское высочество! Когда накануне моего выбора в члены королевской Баварской Академии наук, поставленный в своем непреодолимом влечении к науке в безвыходное положение, но полный сил, имея весьма неправильное представление об Императорской Санкт-Петербургской академии, я обратился к ней за помощью, она меня грубо оттолкнула. Она пожелала меня привлечь в качестве “адъюнкта”, т. е. начинающего ученого. Было так устроено, что, приняв выбор, я остался бы без средств к жизни. Конечно, зная теперь, что такое Академия, я должен был отказаться от этого выбора. Но… мой отказ мог со стороны потомков вызвать справедливый упрек, что я не сделал попытки вынудить Академию оказать помощь делу русского просвещения устройством Минералогического института. Ваше императорское высочество изволили видеть, что моя попытка вызвала со стороны Академии обратную попытку запачкать мое имя, побудив меня принять участие в противозаконном дележе казенного пирога. Такова пропасть в воззрениях, целях, задачах скромных людей науки, подобно мне, и господ академиков, важных представителей нашей бюрократии, которая как своих выдающихся представителей выдвигала Биронов, Аракчеевых, Дмитрия Толстого, Плеве. Не могу допустить для себя чести принадлежать к этому сословию, почему и решаюсь всепокорнейше просить Ваше императорское высочество дать моему прошению об увольнении из Академии законный ход и считать меня окончательно выбывшим из числа академиков…» Окончание его прошения уже процитировано выше.

Прошение, согласитесь, предерзкое и при других обстоятельствах имело бы весьма печальные последствия для научной карьеры профессора Федорова. Но датировано оно было 7 января 1905 года, то есть было подано за два дня до «кровавого воскресенья» и имело для Федорова неожиданное последствие. С началом революции 1905 года ряд высших учебных заведений добились права самостоятельно выбирать себе ректоров. В их числе был Горный институт. Его ученый совет избрал ректором Федорова, и с осени 1905 года он с семьей переезжает в Петербург.

На следующих выборах ректора Горного института в 1910 году его снова избирают, причем единогласно, но на это раз министр просвещения отказывается утвердить его в этой должности. Федоров остался в альма-матер профессором и заведующим кафедрой кристаллографии и петрографии. Академиком его избрали уже в советское время, в 1919 году. Весной того же года он умер от испанки. В 1946 году членом-корреспондентом АН СССР стал и его сын, климатолог Евграф Евграфович Федоров.

Ася Петухова