Санкт-ПетербургПеременная облачность+3°C
$ЦБ:76,47ЦБ:90,41OPEC:40,91

Революционер, который стал крупнейшим в России кристаллографом

евграф федоров
© Общественное достояние

Историю побега из тюрьмы теоретика анархизма Петра Кропоткина знал весь Петербург. Ее пересказывали как остросюжетный роман, приукрашивая и додумывая детали. В организации авантюры участвовал молодой Евграф Федоров, чьи научные достижения в области кристаллографии по мировому значению сегодня сравнивают с периодической системой Менделеева.

Федоров родился в 1853 году в Оренбурге в семье военного инженера. Через пару лет родители переехали в Петербург, где занялись образованием своих отпрысков. К пяти годам Евграф умел читать, писать, знал таблицу умножения. В семь наткнулся на учебник по геометрии своего старшего брата-гимназиста и буквально без остановки, запоем прочитал всю книгу. Хотя позже молодой человек еще не раз менял род деятельности, именно увлечение геометрическими фигурами в итоге стало его судьбой.

В период с 1867 по 1877 год он успел поучиться в военной гимназии (бросил, не желая тратить время на получение аттестата), Петербургском военном инженерном училище (окончил в чине подпоручика), Медико-хирургической академии (отчислили по причине отсутствия аттестата зрелости), Технологическом институте (покинул, отучившись два курса на отделении химии).

На несколько последующих лет главным увлечение стала политика. Недовольство существующим режимом послужило причиной вступления молодого человека в тайную организацию «Земля и воля». Впрочем, тогда среди активной студенческой молодежи это не было редкостью. По заданию партии Федоров в 1877 году отправился в Европу налаживать контакты с заграничными революционными организациями. Например, в Германии он познакомился с видными деятелями международного рабочего движения – Вильгельмом Либкнехтом и Августином Бебелем. После возвращения в Петербург в собственной квартире издавал нелегальную газету «Начало» и даже участвовал в организации побега знаменитого на всю Россию революционера Петра Кропоткина.

евграф федоров
Фото © Набросок побега (рисунок карандашом Петра Кропоткина)

Находясь в тюрьме Петропавловской крепости, влиятельный народник серьезно заболел. Его перевели в арестантское отделение военного госпиталя, где разрешили прогулки во дворе под надзором офицеров. Дальше все было как в кино: к воротам подъехала красивая дама в открытой пролетке, караульного отвлек «случайный» прохожий, в качестве знака скрипка начала играть бодрую мазурку. Кропоткин скинул больничный халат, под который заранее надел переданный костюм, и побежал к воротам. За ним бросились часовой и несколько солдат, но поздно – экипаж уносился по улице... Для осуществления этого плана потребовалось порядка двадцати верных людей, которые помогли «отцу русской анархии» сбежать за рубеж.

Всех организаторов и участников «спасательной» операции объявили в розыск. Федоров чудом избежал ареста и впоследствии принял решение завершить свою политическую карьеру - он был категорически против террора, о котором все чаще говорили его соратники.

Евграф Степанович пришел к выводу, что его будущее - исключительно в научной работе. Он выбрал вуз с наиболее сложной программой обучения и в 1880 году поступил сразу на третий курс Горного университета.

горный университет
© Общественное достояние

Еще в 16 лет в 1869 году Евграф Степанович приступил к написанию своей первой работы – «Начало учения о фигурах», которая была закончена только в 1879 году и опубликована в 1885 году. Глядя в оглавление, удивляешься понятиям, занимавшим подростка. Гоноэдры, изогоны, типические изоэдры и другие сложные для восприятия названия. Самое интересное, что некоторые из них юноша придумал самостоятельно, подражая древнегреческим математикам. В работе он дал классификацию многогранников, представил вывод всех видов симметрии для конечных фигур, описал параллелоэдры (выпуклые многогранники, параллельным перенесением которых можно полностью замостить пространство так, чтобы они не входили друг в друга и не оставляли пустот между собой).

Последний раздел книги был посвящен кристаллам. Дописал он его уже в 27-летнем возрасте, во время обучения в Горном университете на кафедре минералогии. Именно здесь Федоров окончательно определился с научным путем. Страстью Евграфа Степановича стала геометрическая кристаллография.

евграф федоров
Фото © Форпост Северо-Запад /

В 1883 году Федоров окончил учебное заведение первым по списку, и по традиции учебного заведения его имя было занесено на мраморную доску. Однако, в отличие от своих сокурсников, которые получили хорошие должности, лидер курса остался не у дел. По одной из версий, декан узнал о революционном прошлом выпускника. На тот момент, через несколько лет после убийства Александр II, это могло стоить карьеры.

Первой должностью молодого специалиста стало скромное место делопроизводителя Геологического комитета. Летние месяцы он проводил в составе экспедиции по Северному Уралу в качестве простого геолога, а затем из-за материальных трудностей и вовсе туда переехал, получив в 1894 году должность руководителя разведочных работ на Турьинских рудниках в Богословском горном округе.

кристалл
Фото © Didier Descouens, Википедия

Именно к этому периоду относятся важнейшие труды Федорова, поднявшие кристаллографию на принципиально новый уровень. Если ранее в науке преобладало описательное направление внешних форм кристаллов, то Евграф Степанович заглянул внутрь материалов и представил законы их построения.

Любой из кристаллов состоит из групп атомов, повторяющихся в пространстве. В работе «Симметрия правильных систем фигур» впервые в истории науки он установил 230 способов расположения элементарных частиц в кристаллах и назвал их пространственными группами (или Федоровские группы). Ученый предсказал все возможные структуры вещества, всю его вероятную симметрию. Сегодня накоплены сведения о строении сотен тысяч кристаллических веществ. Некоторые из пространственных групп встречаются очень часто, другие – крайне редко, третьи – в природе пока не найдены. Но какой бы не оказывалась вновь изученная структура, в основе ее обязательно лежала одна из 230 предсказанных Федоровым групп. Лишь в 1982 году были открыты новые типы структур, не укладывавшиеся в классическую кристаллографию (квазикристаллы и модулированные кристаллы).

евграф федоров
Фото © Форпост Северо-Запад /

Эпохальными стали и два спроектированные минералогом прибора. В 1889 году он предложил проект двукружного гониометра для измерения углов на кристаллах, а в 1891 году - «универсальный» столик, помещаемый в микроскоп для оптического исследования шлифов минералов и в десятки раз сокративший необходимое для их измерения время. Этими двумя открытиями Евграф Степанович положил начало новому методу – теодолидному, который многократно расширил область микроскопического исследования кристаллического вещества.

федоровский столик
Фото © Вадим Смальков

Обширный цикл научных работ, написанных Федоровым во время экспедиций по Северному Уралу и при геологоразведке Богословского горного округа, имели успех. Уже в 1895 году ученый стал профессором геологии в Московском сельскохозяйственном институте (сейчас Тимирязевская академия). Параллельно он преподавал в Горном институте, для чего дважды в неделю ездил на поезде в столицу.

В 1901 году стал доктором минералогии и геогнозии.

В 1905 году кристаллограф получил предложение от Ученого совета Петербургского Горного института стать его директором. Он согласился и стал первым выборным руководителем вуза. За годы работы ректором открыл разведочно-геологическое отделение и основал журнал «Записки Горного института», который на сегодняшний день остается одним из наиболее авторитетных российских научных изданий в своем направлении.

Несмотря на то, что Евграфа Степановича единогласно избрали на второй срок, со стороны министерства пришел отказ – возглавлявший его в то время Тимашев видел в Федорове «неблагонадежного» человека. Революционная деятельность в молодости «аукнулась» ученому во второй раз. Он до конца дней оставался в институте профессором кристаллографии и петрографии, но сконцентрировался на собственных работах - занимался вопросами кристаллохимического анализа и «новой» геометрией, в которой вместо точки в качестве основного элемента берут круги, шары, векторы, плоскости и другие геометрические образы.

К концу жизни Федорова его теоретическое предсказание о существовании 230 кристаллографических структур нашло практическое подтверждение в опытах. В 1912 году немецкий ученый Макс Лауэ доказал на практике решетчатую структуру кристаллов. Евграф Степанович приобрел мировую славу, а его труды и открытия получили широкую известность и признание. Одна за другой иностранные Академии наук и Минералогические общества предлагают ему свое членство. Однако отечественной АН он был избран действительным членом только в 1919 году. А через пять месяцев скончался от последствий воспаления легких…

евграф федоров
Фото © Форпост Северо-Запад /

О законах симметрии, лежащих в основе мира, задумывались величайшие умы человечества. Например, Платон описал пять правильных многогранников, Архимед открыл тринадцать полуправильных многогранников, Кеплер и Пуансо рассмотрели четыре правильных звездчатых многогранника. Федоров установил, что существует всего пять параллелоэдров, одним только этим фактом своей биографии сделав свое имя бессмертным. Достижения же в области кристаллографии и вовсе поставили его в один ряд с золотыми именами мировой науки.