История ФИАН (Подробная)

История института, XVIII век – начало XX века

Учрежденная в XVIII веке в рамках Академии наук Кафедра физики в Санкт-Петербурге была единственным центром развития отечественной физики. Кафедра располагала хорошо оборудованным Физическим кабинетом, с которым были связаны все основные экспериментальные исследования, проводившиеся тогда в Академии. Одновременно Физический кабинет служил базой для чтения первых в России курсов физики. Годом основания Физического кабинета принято считать 1724 – год учреждения Академии наук, но его история началась раньше. Материальной основой Кабинета послужили собранные в Кунсткамере к моменту её открытия в 1714 году различные физические приборы, машины и инструменты, поиск и приобретение которых производились по указанию Петра I после его поездки в Европу. Пополнялась Кунсткамера также приборами, изготовленными отечественными мастерами. Начиная с 1741 года, в Физическом кабинете проводил опыты М.В. Ломоносов. В своих публичных лекциях по физике он также опирался на Физический кабинет. В 1747 году в Кунсткамере был пожар, значительно пострадал и Физический кабинет, но уже в начале 1748 года Кабинету было предоставлено дополнительное помещение. Благодаря стараниям директора Георга Рихмана и поддержке Ломоносова в начале 50-х годов XVIII века Физический кабинет стал первым в России центром исследований по экспериментальной физике и координатором работы учебно-педагогических учреждений. После упадка Кабинета в конце XVIII века новую страницу в его истории открыл Георг Фридрих Паррот. Приняв руководство, он с большой энергией взялся за реорганизацию Кабинета и добился в 1828 году его перевода из Кунсткамеры в Главное здание Академии, где Физический кабинет (впоследствии получивший статус Физической лаборатории, затем превратившейся в институт) помещался до перевода Академии наук из С.-Петербурга в Москву в 1934 году. В начале 1894 г. заведование Физическим кабинетом было поручено знаменитому сейсмографу Б.Б. Голицыну. Ко времени его прихода в Кабинет там уже никто не работал. Голицын привёл Кабинет в порядок, пополнил его приборами. Под началом этого учёного в 1912 году Кабинет превратился в Физическую лабораторию, просуществовавшую до 1921 года.

После революции

В период, последовавший за Октябрьской революцией, Лаборатория переживала не лучшие времена, пока в 1921 году она не объединилась с Математическим кабинетом Академии наук в единый Физико-математический институт. Его директором стал академик В.А. Стеклов. Институт состоял из трёх отделов: Физического, Математического и Сейсмического (в 1928 году он был выделен в самостоятельный институт). В 1932 году директором Физического отдела стал академик С.И. Вавилов.

Официальной датой создания Физического института Академии наук СССР считается 28 апреля 1934 года, когда общее собрание Академии наук СССР приняло постановление о разделении Физико-математического института на два института: Математический и Физический. Летом 1934 года оба института вместе с Академией наук переехали в Москву, заняв здание на 3-й Миусской улице, построенное ещё в 1912 году на пожертвования для лаборатории Петра Николаевича Лебедева. 18 декабря 1934 года Физическому институту было присвоено имя П.Н. Лебедева

Трансформация Физического отдела Физико-математического института в Физический институт Академии наук символизировала соединение старой петербургской академической физики с более молодой московской университетской. Немалую роль в этом сыграла и дружба Б.Б. Голицына и П.Н. Лебедева, зародившаяся ещё в дни их учебы в Страсбургском университете и продолжавшаяся вплоть до смерти П.Н. Лебедева. Таким образом, новый Физический институт объединил в себе традиции голицынской и лебедевской научных школ. Возглавил Физический институт ученик П.П. Лазарева (ассистента и ближайшего помощника П.Н. Лебедева) академик С.И. Вавилов.

Хотя специальностью С.И. Вавилова была физическая оптика, круг его научных интересов был намного шире. В частности, он осознавал важность быстро развивающейся в то время физики атомного ядра и необходимость поддержки «новой физики», возникшей в начале XX века – теории относительности и квантовой механики. Он также ясно представлял, что для современной физики теория не менее важна, чем эксперимент, и что эти две части физической науки неразрывно связаны между собой. С.И. Вавилов поставил цель создать «полифизический» институт, в котором сочетались бы основные направления современной физики, диктуемые логикой развития науки, и при этом каждое направление возглавлялось бы первоклассным специалистом.

Вскоре здесь появились Лаборатория атомного ядра, которую возглавил Д.В. Скобельцын; Лаборатория физики колебаний под руководством Н.Д. Папалекси; Лаборатория физической оптики (Г.С. Ландсберг); Лаборатория люминесценции (С.И. Вавилов); Лаборатория спектрального анализа (С.Л. Мандельштам), Лаборатория физики диэлектриков (Б.М. Вул); Лаборатория теоретической физики (И.Е. Тамм); Лаборатория акустики (А.А. Андреев). С 1934 по 1937 год в состав Института входила также Лаборатория поверхностных явлений, которой руководил П.А. Ребиндер.

Великая Отечественная война

После начала Великой Отечественной войны Физический институт переехал из Москвы в Казань и до своей реэвакуации осенью 1943 года располагался в помещении Физического практикума Казанского университета. Практически вся работа института была подчинена военной тематике. Лаборатория люминесценции разработала и внедрила в производство светящиеся составы для авиационных приборов и инфракрасные бинокли. Лаборатория атомного ядра предложила военной промышленности рентгеноскопические приборы для контроля клапанов авиационных двигателей и гамма-толщиномеры для проверки качества стволов орудий. В Лаборатории диэлектриков научились готовить высокопрочную температурно-стабильную керамику для радиоконденсаторов и передали её технологию промышленности. Фактически эти работы заложили основы отечественного производства керамических конденсаторов. Найденные методы металлизации бумаги также были использованы промышленностью для изготовления бумажных конденсаторов.

Акустики ФИАН работали по заданию Военно-морского флота на Чёрном и Балтийском морях, дистанционно обезвреживая бесконтактные акустические мины. Теоретики ФИАН разработали электродинамическую теорию слоистых магнитных антенных сердечников и теорию распространения радиоволн вдоль реальной земной поверхности, которая позволила с высокой точностью определять положение наземных и надводных объектов.

Специалисты по колебаниям создали новые типы чувствительных самолетных антенн. Оптическая лаборатория передала металлургическим, авиационным и танковым заводам экспресс-методы и переносные приборы (стилоскопы) для спектрального анализа состава сталей и сплавов. Госпитали получили новый стереоскопический прибор для анализа рентгеновских снимков.

По возвращении ФИАН осенью 1943 года в Москву началось возвращение от военно-прикладных исследований к фундаментальным. Регулярно заработал теоретический семинар под руководством И.Е. Тамма. В 1944 году В.И. Векслером был предложен, а Е.Л. Фейнбергом теоретически обоснован так называемый «принцип автофазировки» ускоренных релятивистских заряженных частиц, сделавший возможным создание современных ускорителей высокой энергии. В тот период ускорительная тематика стала основной «точкой роста» ФИАН. Были последовательно введены в строй электронные синхротроны и протонный ускоритель, который стал моделью будущего Дубнинского синхрофазотрона и позднее был преобразован в электронный синхротрон. После этого в ФИАН начались интенсивные исследования фотоядерных и фотомезонных процессов.

Послевоенные годы

В послевоенное время были продолжены эксперименты с космическими лучами – тогда единственным источником частиц очень высокой энергии. Интерес к подобным исследованиям усилился в связи с Советским атомным проектом. Еще в 1944 году состоялась первая Памирская экспедиция, возглавленная В.И. Векслером. К 1947 году на Памире была сооружена высокогорная научная станция ФИАН по изучению космических лучей. Эти исследования ознаменовались выдающимися результатами – открытием ядерно-каскадного процесса, вызываемого первичными космическими частицами в атмосфере Земли. В 1946 году под Москвой была основана Долгопрудненская научная станция под руководством С.Н. Вернова для высотного мониторинга космических лучей. По инициативе С.И. Вавилова, стремившегося сосредоточить исследования космических лучей в рамках единого института, в 1951 году в ФИАН из Института физических проблем была переведена лаборатория, руководимая А.И. Алиханяном, которая занималась изучением состава и спектров космического излучения на высокогорной станции «Арагац» в Армении.

В 1946 году теоретики ФИАН В.Л. Гинзбург и И.М. Франк «на кончике пера» открыли переходное излучение заряженных частиц, пересекающих границу двух разнородных сред. Предсказанное переходное излучение было экспериментально обнаружено А.Е. Чудаковым в 1955 году. В дальнейшем это явление активно изучалось в Лаборатории элементарных частиц в ФИАНе с целью создания на его базе детектора для физики высоких энергий.

В начале 1950-х годов теоретики И.Е. Тамм, А.Д. Сахаров, В.Л. Гинзбург, В.И. Ритус, Ю.А. Романов сыграли важнейшую роль в разработке ядерного щита страны – термоядерного оружия.

В 1951 г. ФИАН переехал в новое здание на Ленинском проспекте, которое он занимает и в настоящее время.

Физический институт награждён орденом Ленина (в 1967 году) и орденом Октябрьской революции (в 1984 году).

 ФИАН сегодня ...

Сложившаяся исторически широкая тематика исследований, которые охватывают практически все направления физики, обусловила нынешнюю структуру ФИАН, включающую шесть научных отделений. В настоящее время численность института составляет около 1600 человек; из них 800 научных сотрудников, в том числе 22 члена РАН (9 академиков и 13 членов-корреспондентов), около 200 докторов и 400 кандидатов наук. Институт имеет филиалы в Самаре, Протвино, Алма-Ате, технопарк в Троицке, радиоастрономические обсерватории в Пущине и Калязине, лабораторию в Долгопрудном.

Среди научных отделений ФИАН (в основном четко ориентированных тематически) выделяется Отделение теоретической физики, сотрудники которого работают практически во всех областях физики. Можно смело сказать, что сегодня это лучшее в России подразделение по теоретической физике.

В работах ветерана ФИАН лауреата Нобелевской премии академика В.Л. Гинзбурга предсказано существование термоэлектриче ских явлений в сверхпроводниках, развита феноменологическая теория сегнетоэлектрических явлений, создана феноменологическая теория сверхпроводимости и сверхтекучести жидкого гелия, создана теория кристаллооптических эффектов с учетом пространственной дисперсии, установлен критерий применимости теории Ландау фазовых переходов 2-го рода, указана возможность высокотемпературной сверхпроводимости в слоистых системах за счет электрон-экситонного взаимодействия, разработана теория распространения радиоволн в плазме. Таков далеко не полный перечень выдающихся результатов, полученных одним человеком в самых разных областях физики.


Успешно работают экспериментаторы ФИАН. В 2001–2005 гг. в Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Отделения оптики ФИАН выполнен цикл работ по исследованию активных процессов на Солнце. Исследования были проведены с помощью разработанного в Лаборатории уникального комплекса аппаратуры, установленного на борту спутника КОРОНАС-Ф, находившегося на околоземной орбите с 31 июля 2001 г. до декабря 2005 г. За этот период имеется 1 млн изображений Солнца в отдельных длинах волн. Объем электронного архива полученной и обработанной за 4,5 года полета информации составил около 1 ТБ. Эта работа, получившая недавно первую премию на конкурсе научных работ института, в 2008 г. была отмечена Премией Правительства РФ. Для продолжения исследований Солнца в феврале 2009 г. запущен и начал успешно работать спутник КОРОНАС-ФОТОН с фиановской аппаратурой «ТЕСИС».


ФИАН выполнил большой объем экспериментальных работ в ЦЕРН на большом адронном коллайдере LHC. ATLAS — один из двух самых крупных экспериментов на LHC, которые нацелены на изучение фундаментальных свойства материи при сверхвысоких энергиях. Основными задачами эксперимента являются поиск бозона Хиггса, определяющего массы частиц, поиск суперсимметричных частиц, изучение возможности существования дополнительных размерностей, уточнение параметров Стандартной Модели. Для эксперимента ATLAS сотрудниками ФИАН совместно с другими российскими и зарубежными группами создан трековый детектор переходного излучения, который содержит 370 тысяч каналов информации о параметрах частиц, рождающихся в протон-протонных соударениях.

Ежегодно сотрудники ФИАН публикуют около 20 монографий, примерно 1500 научных статей в российских и зарубежных журналах, делают многочисленные доклады на конференциях.

Фундаментальные работы Института традиционно тесно переплетаются с прикладными. Многие фундаментальные исследования доводятся до конкретных разработок, при этом сохраняется разумный баланс между прикладными разработками и фундаментальными исследованиями. Как следствие, развивается инновационная деятельность. В перспективе ожидается много востребованных научных разработок. Вот только несколько примеров.

Работа сотрудников Самарского филиала ФИАН М.В. Загидуллина и В.Д. Николаева — «Разработка и исследование химических газогенераторов синглетного кислорода и сверхзвуковых кислородно-йодных лазеров высокого давления» получила премию Правительства РФ 2008 г. в области науки и техники.

На основе новых инженерно-технических решений в Физико-техническом центре ФИАН под руководством члена-корреспондента РАН В.Е. Балакина разработана дешевая, экономичная, компактная протонная ускорительная установка для радиационной терапии онкологических заболеваний. Данная установка по своим характеристикам значительно превосходит все существующие в мире и проектируемые комплексы. Принципиально важным является ее низкое энергопотребление, малые размеры и малые капитальные затраты на сооружение радиационно-защищенного помещения, что делает возможным широкое тиражирование установки и ее монтаж практически при любой областной клинике, имеющей онкологическое отделение. Разработанный комплекс призван заменить электронные ускорители, широко используемые в мировой онкологии и закупае мые в настоящее время Россией за рубежом. В 2009 г. эта фиановская установка смонтирована и вводится в эксплуатацию в Массачусетском технологическом институте (США).

Успех проводимых исследований во многом определяется наличием в ФИАН экспериментальной базы. Так, в ФИАН разработан Полностью АВтоматизированный Измерительный КОМплекс (ПАВИКОМ) для обработки данных эмульсионных и твердотельных трековых детекторов, не имеющий аналогов в России. ПАВИКОМ официально аккредитован как участник одного из самых масштабных и значимых международных экспериментов ОПЕРА, который ориентирован на получение надежных количественных результатов по осцилляциям нейтрино.

Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН — одна из крупнейших радиоастрономических обсерваторий в мире. Здесь расположены три больших радиотелескопа: РТ-22, ДКР-1000 и БСА, которые входят в перечень уникальных стендов и установок России.

В рамках утвержденной Федеральной космической программы Российской Федерации АКЦ ФИАН под руководством академика Н.С. Кардашева разрабатывается два крупных космических проекта: «Радиоастрон» и «Миллиметрон». Главная научная цель миссии «Радиоастрон» — исследование астрономических объектов различных типов с беспрецедентным разрешением до миллионных долей угловой секунды.

В долгосрочной программе развития ФИАН основное значение придается кадровой политике. Она сочетает в себе, с одной стороны, бережное отношение к старшему поколению, благодаря которому ФИАН стал крупнейшим научным центром мира, а с другой, постоянное внимание к привлечению молодых ученых, аспирантов и студентов. В 2008 году в ФИАНе работало 105 аспирантов, что составляло 27% от численности всех аспирантов ОФН РАН. Это в три раза больше, чем было 5 лет назад. Проводится политика финансовой поддержки молодежи, помощи в решении жилищных проблем.

В росте количества успешно защищенных диссертаций также объективно отражается значимость и важность полученных результатов исследований (21 диссертация в 2008 г.). Многих из тех, кто защищается, ФИАН хотел бы оставить в штате, но гигантской проблемой является отсутствие квартир для молодых ученых. Без решения этой проблемы трудно будет развивать ФИАН. Эта проблема может быть решена только в рамках РАН и страны в целом.

Кадровая политика ФИАН предполагает также приглашение крупных ученых из других институтов. Речь идет о кандидатах, докторах наук и членах РАН. За последние годы в институт пришли работать, в частности, 2 академика и 4 члена-корреспондента РАН и более десятка докторов наук. Кроме того, на последних двух выборах в Российскую академию наук из числа сотрудников ФИАН были избраны 1 академик и 4 члена-корреспондента. Большая польза также может быть от приглашения на временную работу ученых из России и из-за рубежа. Условия для этого ФИАН имеет.

Следующая проблема, которую Институту необходимо решать, — это обновление оборудования. За последние годы оно сильно морально и физически устарело и не обновлялось. В ближайшие 3– 4 года Институт получит оборудования на сумму, бóльшую, чем за последние 15 лет. Для этого выделены средства Агентства по науке и иннова циям, Минэкономразвития, РАН, Роснанотеха, ВПК и РФФИ. Сейчас очень важно подготовить условия для установки этого оборудования в лабораториях, для чего также требуется много средств.

Большое внимание будет уделяться развитию новых научных направлений. По инициативе академика В.Л. Гинзбурга в ФИАН создается Центр высокотемпературной сверхпроводимости и сверхпроводящих наноструктур, оснащаемый по последнему слову техники. Для его размещения осуществляется крупный инвестиционный проект, который добавит к экспериментальной базе ФИАН 6,5 тысяч квадратных метров площадей. Здесь будут использованы все существующие в мире технологии производства сверхпроводящих наноструктур и современный комплекс аналитического оборудования.

Будет расширена инновационная деятельность. В 2008 г. начаты работы по созданию Троицкого технопарка ФИАН для разработок в сфере высоких технологий. Тематика работ в Технопарке основывается, главным образом, на разработках ФИАН и включает научное приборостроение, наноэлектронику, оптоэлектронику, лазерную технику, в том числе разработку и создание компонентов и полуфабрикатов для нее, материаловедение и создание новых материалов. Здесь будет разрабатываться первый проект корпорации «Роснано» по асферической оптике. В предстоящие годы нам нужно еще много сделать, чтобы превратить Троицкий технопарк в одну из лучших инновационных структур РАН.

Тематика фундаментальных исследований Института охватывает практически все направления физики и находится в русле основных тенденций развития физической науки. Со временный ФИАН обладает мощным кадровым потенциалом, включающим как ученых мирового уровня во главе с 22 членами академии, так и талантливую молодежь, уже заявившую о себе рядом выдающихся результатов. Таким образом, ФИАН, сочетая в себе черты научного, учебного, информационного и культурного центра, был и остается одним из лучших физических институтов страны и мира.