Николай Николаевич Семенов.
К 120-летию со дня рождения


Николай Николаевич Семёнов (родился 3 (15 апреля) 1896 в Саратове, умер 25 сентября 1986 в Москве) — советский физико-химик, один из основоположников химической физики. Академик АН СССР (1932 год; член-корреспондент с 1929 года), лауреат Нобелевской премии по химии (получил в 1956 году совместно с Сирилом Хиншелвудом).
Николай Семёнов родился в Саратове, родители — Николай Александрович и Елена Александровна Семёновы. В 1913 году Николай окончил Самарское реальное училище с занесением на золотую доску. В июле 1913 года Семёнов поступил на математическое отделение физико-математического факультета Петроградского университета. Уже со второго курса начал заниматься наукой под руководством А. Ф. Иоффе, выполнил несколько работ по ионизации атомов и молекул под действием электронного удара в газовых разрядах. Окончил университет в 1917 году, получив диплом первой степени, и был оставлен при университете профессорским стипендиатом (аналог аспирантуры).
Весной 1918 года, Н.Н. Семёнов поехал к родителям в Самару на каникулы, где его застал мятеж Чехословацкого корпуса. В июне 1918 власть в Самаре перешла к эсеровскому Комучу (Комитету членов Учредительного собрания). В июле Семёнов пошёл добровольцем в белогвардейскую народную армию, служил коноводом в артиллерийской батарее. Прослужив 3 недели, Семёнов получил сообщение о тяжёлой болезни отца (который вскоре умер) и добился отпуска домой. В Самаре он "устроил себе перевод во вновь формирующуюся Уфимскую батарею", однако по дороге к новому месту службы поехал в Томск, который был ближайшим к нему доступным по условиям войны университетским городом.
Около двух лет, с сентября 1918 года по март 1920 года (с перерывом), учёный работал в Томском университете и Томском технологическом институте. В сентябре 1919 года Семёнов был мобилизован в Колчаковскую армию и попал сперва в Томский артиллерийский дивизион, а через месяц, благодаря ходатайству университетских профессоров, был переведён в радиобатальон и откомандирован в Технологический институт, где продолжил научные исследования. В декабре 1919 года Томск заняла Красная Армия, радиобатальон перешёл в её состав, а Семёнов распоряжением коменданта Томска уволен со службы и продолжил научно-преподавательскую работу. В мае 1920 года Семёнов вернулся в Петроград, получив приглашение от А.Ф. Иоффе, который занимался созданием Физико-технического рентгенологического института, и возглавил лабораторию электронных явлений, а в 1922 году был назначен заместителем директора Физико-технического института.
В 1922 году Н.Н. Семёнов в соавторстве с П.Н. Капицей предложил способ измерения магнитного момента атома в неоднородном магнитном поле. Этот метод был в том же году успешно развит Отто Штерном и Вальтером Герлахом.
С 1928 года Н.Н. Семёнов по совместительству был профессором Ленинградского политехнического института. В 1927 году Николай Николаевич стал руководителем химико-физического сектора ФТИ, на базе которого в 1931 году основал Институт химической физики АН СССР (ныне ИХФ РАН), бессменным директором которого был до конца жизни. Через несколько лет после основания институт переехал в Москву.
В 1929 году Н.Н. Семёнов был избран членом-корреспондентом, а в 1932 году — действительным членом Академии наук СССР. В 1934 году опубликовал монографию "Химическая кинетика и цепные реакции", где обосновал существование механизма цепной или разветвленной цепной реакции, который отвечает за многие химические процессы, включая реакцию полимеризации.
С началом Великой Отечественной войны в 1941 году Семёнов был эвакуирован в Казань, где занимался проблемами горения и взрыва. В 1943 вместе с Институтом химической физики вернулся из эвакуации в Москву.
С 1944 года, когда физический факультет МГУ только вернулся из эвакуации, Семёнов стал преподавать в МГУ. Его более чем прохладно приняли в престижном вузе, эта ситуация в качестве отрицательного примера была приведена А.Ф. Иоффе в письме четырёх академиков В.М. Молотову летом 1944 года. В 1944 году ученый организовал на химическом факультете Московского университета кафедру химической кинетики, которой он заведовал более 40 лет.
Совместно с П. Л. Капицей был одним из основателей Московского физико-технического института в 1946 году, являлся создателем и научным руководителем факультета молекулярной и химической физики этого института.
В 1940—50-х годах участвовал в советском атомном проекте.
В 1947 году вступил в КПСС, являлся кандидатом в члены ЦК КПСС с 1961 по 1966 годы, трижды выбирался депутатом Верховного совета СССР.
В 1958 году Н.Н. Семёнов являлся XII Менделеевским чтецом. Занимал должности академика-секретаря Отделения химических наук АН СССР (1957—1971), Вице-президента АН СССР с 4 июля 1963 по 28 мая 1971 год.
В 1960—1963 годах председатель правления Всесоюзного просветительского общества "Знание". С 1981 года главный редактор журнала "Химическая физика". Н.Н. Семёнов принимал активное участие в движении ученых против угрозы ядерной войны (Пагуошское движение). К научной школе Семёнова относится ряд крупных физиков и химиков: Я.Б. Зельдович, В.Н. Кондратьев, Ю.Б. Харитон, К.И. Щёлкин, Н.М. Эмануэль, Д.А. Франк-Каменецкий и др.
Даже в последние годы жизни Н.Н. Семенов, по словам его коллег, оставался энтузиастом науки, творческой личностью, которую отличала бьющая через край энергия. Он был высок и худощав, любил охотиться и работать в саду, увлекался архитектурой. Николай Николаевич и Наталия Николаевна Бурцева, на которой он женился в 1924 г., жили в Москве, где она преподавала пение. У супругов родилось двое детей: сын и дочь. Н.Н. Семенов умер 25 сентября 1986 г. в возрасте 90 лет.



Юбилейные мероприятия, посвященные 120-летию со дня рождения академика Н.Н. Семенова



Н.Н. Семенов. Фото из журнала Наука и жизнь, вып. 8-9 (1940)

Статьи академика Н.Н. Семенова в УФН

  1. Семенов Н.Н. «Потенциалы ионизации и потенциалы свечения газов и паров» УФН 3 449–478 (1923). (Обзоры актуальных проблем).
  2. Семенов Н.Н. «Химия и электронные явления» УФН 4 357–381 (1924). (Обзоры актуальных проблем).
  3. Семенов Н.Н. «О молекулярном пучке» УФН 5 57–79 (1925). (Обзоры актуальных проблем).
  4. Семенов Н.Н. «Цепные реакции» УФН 10 191–223 (1930). (Обзоры актуальных проблем).
  5. Семенов Н.Н. «Простейшие химические реакции» УФН 10 347–365 (1930). (Обзоры актуальных проблем).
  6. Семенов Н.Н. «Газовые взрывы и теория цепных реакций» УФН 11 250–275 (1931). (Обзоры актуальных проблем).
  7. Семенов Н.Н. «Тепловая теория горения и взрывов» УФН 23 251–292 (1940). (Обзоры актуальных проблем). Ч. 1, 2
  8. Семенов Н.Н. «Тепловая теория горения и взрывов» УФН 24 433–486 (1940). (Обзоры актуальных проблем). Ч. 3
  9. Семенов Н.Н. «Путь в науку» УФН 148 727–728 (1986). (Из истории физики); Semenov N N «The road into science» Sov. Phys. Usp. 29 385–386 (1986). (From the history of physics).
  10. Семенов Н.Н. «Газовые взрывы и теория цепных реакций» УФН 163 (4)65–75 (1993). (Из архива) Впервые опубликовано в УФН в сентябре 1931 г. (УФН 1931, т. 11, вып. 2, с. 250-275); Semenov N N «Gas explosions and the theory of chain reactions» Sov. Phys. Usp. 36 279–287 (1993). (From the archive).


Б.М. Кустодиев. Портрет профессоров П. Л. Капицы и Н. Н. Семёнова. (1921) (холст, масло). Портрет находится в частном собрании картин.

В 1921 году Капице было 27 лет, а Семенову — 25. Профессорами они тогда еще не были (профессорское звание, отмененное в 1918 г., в 1921 г. еще не восстановили). Вот как рассказывал сам Кустодиев об истории создания этой картины Ф.И. Шаляпину:
"— Пришли и говорят: "Вы знаменитых людей рисуете. Мы пока не знамениты, но станем такими. Напишите нас". И такие они бровастые, краснощёкие (им и голод нипочём), такие самоуверенные и весёлые были, что пришлось согласиться. Притащили они рентгеновскую трубку, с которой работали в своём институте, и дело пошло. Потом и гонорар принесли, знаете какой? Петуха и мешок пшена. Как раз заработали тогда где-то под Питером, починив какому-то хозяйчику мельницу."
Но этим портретом Кустодиев не ограничился. На его картине "Праздник в честь 2-го конгресса Коминтерна на площади Урицкого" среди участников митинга можно узнать и Капицу, и Семенова.
Подробнее об истории этой картины можно прочитать в журнале Наука и жизнь:
Л. Кокин "Портрет и комментарий к портрету" Наука и жизнь, №3, 1967.
Ю.Лебедев "Мы пока не знамениты…" Наука и жизнь, №10, 2011.

Personalia академика Н.Н. Семенова в УФН



Бюст Н.Н. Семенова в Саратове

Нобелевская премия по химии 1956 г.

Проблема ионизации газов была, по-видимому, первой научной проблемой, которая заинтересовала Н.Н. Семенова. Еще будучи студентом университета, он опубликовал свою первую статью, в которой говорилось о столкновениях между электронами и молекулами. По возвращении из Томска Семенов занялся более глубокими исследованиями процессов диссоциации и рекомбинации, в т.ч. потенциалом ионизации металлов и паров солей. Результаты этих и других исследований собраны в книге "Химия электрона", которую он написал в 1927 г. в соавторстве с двумя своими студентами. Николай Николаевич интересовался также молекулярными аспектами явлений адсорбции и конденсации паров на твердой поверхности. Проведенные им исследования вскрыли взаимосвязь между плотностью пара и температурой поверхности конденсации. В 1925 г. вместе с известным физиком-теоретиком Яковом Френкелем он разработал всеобъемлющую теорию этих явлений.
Другая сфера интересов Н.Н. Семенова в то время относилась к изучению электрических полей и явлений, связанных с прохождением электрического тока через газы и твердые вещества. Ученый, в частности, исследовал прохождение электрического тока через газы, а также механизм пробоя твердых диэлектриков (электрически инертных веществ) под действием электрического тока. На основании этого последнего исследования Николай Семенов и Владимир Фок, прославившийся своими работами в области квантовой физики, разработали теорию теплового пробоя диэлектриков. Это в свою очередь подтолкнуло Семенова к проведению работы, которая привела к его первому важному вкладу в науку о горении — созданию теории теплового взрыва и горения газовых смесей. Согласно этой теории, тепло, выделяющееся в процессе химической реакции, при определенных условиях не успевает отводиться из зоны реакции и вызывает повышение температуры реагирующих веществ, ускоряя реакцию и приводя к выделению еще большего количества тепла. Если нарастание количества тепла идет достаточно быстро, то реакция может завершиться взрывом.
Вскоре после окончания этой работы в 1928 г. Семенов был назначен профессором Ленинградского физико-технического института, где он помог организовать физико-механическое отделение, а также ввел обучение физической химии. По его настоянию и с помощью его коллег, заинтересованных в развитии физической химии, лаборатория физики электрона превратилась в 1931 г. в Институт химической физики Академии наук СССР, и Николай Николаевич стал его первым директором. В 1929 г. он был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1932 г. стал академиком.
К этому времени Н.Н. Семенов вел глубокие исследования цепных реакций. Они представляют собой серию самоинициируемых стадий в химической реакции, которая, однажды начавшись, продолжается до тех пор, пока не будет пройдена последняя стадия. Несмотря на то что немецкий химик Макс Боденштейн впервые предположил возможность таких реакций еще в 1913 г., теории, объясняющей стадии цепной реакции и показывающей ее скорость, не существовало. Ключом же к цепной реакции служит начальная стадия образования свободного радикала — атома или группы атомов, обладающих свободным (неспаренным) электроном и вследствие этого чрезвычайно химически активных. Однажды образовавшись, он взаимодействует с молекулой таким образом, что в качестве одного из продуктов реакции образуется новый свободный радикал. Новообразованный свободный радикал может затем взаимодействовать с другой молекулой, и реакция продолжается до тех пор, пока что-либо не помешает свободным радикалам образовывать себе подобные, т.е. пока не произойдет обрыв цепи.
Особенно важной цепной реакцией является реакция разветвленной цепи, открытая в 1923 г. физиками Г.А. Крамерсом и И.А. Кристиансеном. В этой реакции свободные радикалы не только регенерируют активные центры, но и активно множатся, создавая новые цепи и заставляя реакцию идти все быстрее и быстрее. Фактический ход реакции зависит от ряда внешних ограничителей, например таких, как размеры сосуда, в котором она происходит. Если число свободных радикалов быстро растет, то реакция может привести к взрыву. В 1926 г. два студента Семенова впервые наблюдали это явление, изучая окисление паров фосфора водяными парами. Эта реакция шла не так, как ей следовало идти в соответствии с теориями химической кинетики того времени. С. увидел причину этого несоответствия в том, что они имели дело с результатом разветвленной цепной реакции. Но такое объяснение было отвергнуто Максом Боденштейном, в то время признанным авторитетом по химической кинетике. Еще два года продолжалось интенсивное изучение этого явления С. и Сирилом Н. Хиншелвудом, который проводил свои исследования в Англии независимо от Н.Н. Семенова, и по прошествии этого срока стало очевидно, что Семенов был прав.
В 1934 г. Н.Н. Семенов опубликовал монографию "Химическая кинетика и цепные реакции", в которой доказал, что многие химические реакции, включая реакцию полимеризации, осуществляются с помощью механизма цепной или разветвленной цепной реакции. В последующие десятилетия Н.Н. Семенов и другие ученые, признавшие его теорию, продолжали работать над прояснением деталей теории цепной реакции, анализируя относительные опытные данные, многие из которых были собраны его студентами и сотрудниками. Позднее, в 1954 г., была опубликована его книга "О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности", в которой ученый обобщил результаты открытий, сделанных им за годы работы над своей теорией.
В 1956 г. Семенов совместно с Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия по химии "за исследования в области механизма химических реакций". В Нобелевской лекции Николай Николаевич сделал обзор своих работ над цепными реакциями: "Теория цепной реакции открывает возможность ближе подойти к решению главной проблемы теоретической химии — связи между реакционной способностью и структурой частиц, вступающих в реакцию... Вряд ли можно в какой бы то ни было степени обогатить химическую технологию или даже добиться решающего успеха в биологии без этих знаний... Необходимо соединить усилия образованных людей всех стран и решить эту наиболее важную проблему для того, чтобы раскрыть тайны химических и биологических процессов на благо мирного развития и благоденствия человечества".
После того как в 1944 г. Н.Н. Семенов был назначен профессором МГУ, он продолжал публиковать свои работы по различным проблемам вплоть до 80-х гг. Его объемная работа по окислению паров фосфора не потеряла своей актуальности и сегодня, спустя 50 лет со дня ее создания. Во время второй мировой войны Институт химической физики переехал в Москву. Многие направления проводимых там исследований непосредственно связаны с первоначальными научными интересами Семенова, хотя теперь они осуществляются с помощью масс-спектрометрии и квантовой механики.
За работу по созданию теории цепных реакций Н.Н. Семенов в 1941 г. был удостоен советской правительственной награды — Сталинской премии. Среди других его наград — орден Ленина, орден Трудового Красного Знамени, золотая медаль имени Ломоносова Академии наук СССР. Обладатель почетных степеней ряда европейских университетов, С. был избран почетным членом Лондонского королевского общества. В Академии наук СССР ученый занимал большое число официальных должностей. Кроме того, он был избран членом академий многих других стран, включая США.
Из книги: Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия (Пер. с англ.) (М.: Прогресс, 1992).



Труды Н.Н. Семенова на портале электронной библиотеки "Научное наследие России"



Памятник Н.Н. Семенову на Новодевичьем кладбище

Материалы о  Н.Н. Семенове



Подготовила Е.В. Захарова
e-mail: zaharova@ufn.ru
© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение