Капица не уставал подчеркивать указанную особенность своего института.
Он не раз говорил, что нельзя приравнивать научную работу к любой другой, основанной на планировании. «Сам Ньютон, например, не мог бы по заданному плану открыть закон тяготения, поскольку это произошло стихийно, на него нашло наитие, когда он увидел знаменитое падающее яблоко, – писал Капица. – Очевидно, что нельзя запланировать момент, когда ученый увидит падающее яблоко и как это на него подействует. Самое ценное в науке и что составляет основу большой науки не может планироваться, поскольку оно достигается творческим процессом, успех которого определяется талантом ученого».
В докладной записке, поданной в конце 30-х в Наркомфин, Капица прямо спрашивал:
«Сколько можно отпустить средств И. Ньютону под его работу по вопросу всемирного тяготения? Неужели, товарищ нарком, когда вы смотрите на картину Рембрандта, Вас интересует, сколько Рембрандт заплатил за кисти и холст? Зачем же, когда вы рассматриваете научную работу, вас интересует, во сколько обошлись приборы или сколько материалов на это истрачено? Если научная работа дала значительные результаты, то ценность ее совершенно несоизмерима с материальными затратами».
При создании института Капица попросил возглавить теоретический отдел немецкого физика Макса Борна, который в это время бежал из фашистской Германии, однако Борн не принял предложения. Тогда в этот отдел Капица пригласил молодого Льва Ландау.
«С этого месяца ко мне идет работать тов. Л. Д. Ландау, – писал Капица в феврале 1937 года Председателю Совнаркома СССР Молотову, – доктор физики, один из самых талантливых физиков-теоретиков у нас в Союзе. Цель его привлечения – занятие всеми теоретическими работами, которые связаны с экспериментальной работой нашего института. Опыт показывает, что совместная работа экспериментальных работников с теоретиками представляет собой лучшее средство, чтобы теория не была оторвана от эксперимента, и в то же время экспериментальные данные получали должное теоретическое обобщение, а у всех научных сотрудников воспитывался широкий научный кругозор».
Не может не вызывать восхищения личное мужество Капицы.
Когда был арестован Ландау, Капица написал на имя Л. П. Берия следующее заявление:
«Прошу освободить из-под стражи арестованного профессора физики Льва Давидовича Ландау под мое личное поручительство. Ручаюсь перед НКВД в том, что Ландау не будет вести какой-либо контрреволюционной деятельности против советской власти в моем институте и я приму все зависящие от меня меры к тому, чтобы он и вне института никакой контрреволюционной работы не вел. В случае если я замечу со стороны Ландау какие-либо высказывания, направленные во вред советской власти, то немедленно сообщу об этом органам НКВД».
Поручительство Капицы спасло молодого физика.
Продолжая свои работы, Капица в 1934 году разработал оригинальную установку для сжижения гелия. Из-за своих необычных, даже аномальных свойств жидкий гелий всегда представлял собой привлекательный объект для исследований. В построенной Капицей установке удалось избавиться от необходимости предварительно охлаждать гелий жидким водородом. Вместо этого гелий охлаждался, совершая работу в специальном расширительном детандере. Особенность детандера состояла в том, что смазку в нем осуществлял сам гелий.
Турбодетандер Капицы заставил пересмотреть принципы создания холодильных циклов, используемых для сжижения и разделения газов, что сразу существенно изменило развитие мировой техники получения кислорода.
«…По существу, как ученый, я мог бы здесь остановиться, опубликовать свои результаты, – вспоминал Капица, – и ждать, пока техническая мысль достаточно созреет, чтобы их охватить и воплотить в жизнь. Сегодня я знаю, что этим творческим исследованием я предначертал всю ту работу, которую делал сам последние четыре года уже как инженер и которую, как я вначале предполагал, должна была бы делать наша промышленность. На этой теоретической работе я имел бы право остановиться, если бы сам не был инженером, если бы меня, не скрою этого, не разобрал задор инженера. Мне говорят, что те идеи, которые я выдвигаю, как ученый, нереальны. Я решил сделать еще шаг вперед. За полтора-два года я построил в институте машину для получения жидкого воздуха на этих новых принципах. Общие теоретические положения, которые были высказаны, оправдались».
В 1937 году Капица открыл сверхтекучесть жидкого гелия.
Капица первый показал, что вязкость жидкого гелия при температуре ниже 219 градусов по Кельвину при его протекании через тонкие щели во столько раз меньше вязкости любой самой маловязкой жидкости, что, по-видимому, равна нулю. Обстоятельно изучив свойства жидкого гелия в этом новом состоянии, Капица показал что он состоит из двух компонент – сверхтекучей и нормальной.
Работа с жидким гелием положила начало развитию совершенно нового направления в физике – квантовой физики конденсированного состояния. Для объяснения нового направления пришлось даже вводить новые квантовые понятия – так называемые элементарные возбуждения, или квазичастицы. В этих работах Капица установил очень важный факт: при передаче тепла от твердого тела к жидкому гелию на границе разделов возникает неожиданный скачок температуры, – так называемый «скачок Капицы».
24 января 1939 года Капица был избран в действительные члены Академии наук СССР. Председательствовал на заседании секретарь отделения математических и естественных наук академик А. Е. Ферсман, доклад о кандидатах делал академик С. И. Вавилов. За Капицу единогласно проголосовали все тридцать пять академиков, присутствовавших на заседании.
В самом начале войны институт Капицы был эвакуирован в Казань.
Разместились физики в здании университета и сразу приступили к монтажу вывезенного из Москвы оборудования. Достаточно быстро в казанские госпитали начал поступать кислород для раненых и больных. Жидкий кислород отправляли и на работающие заводы. «Война обостряет нужду страны в кислороде, – писал Капица. – Приходится засучив рукава самим всеми силами браться за доработку машин под промышленный тип, изучать вопросы выносливости, продолжительности эксплуатации. Это мы и делали в Казани».
В годы войны Капица создал самую мощную в мире турбинную установку для получения в больших масштабах необходимого для промышленности жидкого кислорода. При совете Министров СССР было создано специальное Управление по кислороду – Главкислород. Главной задачей Управления стала разработка и ввод в строй установок Капицы для получения жидкого кислорода.
За эти работы Капица был удостоен звания Героя Социалистического Труда.
Многие работы ученого помогли фронту, помогли стране, однако, Капица не вошел в число ученых, поддержавших создание атомного оружия. Он отказался от этой работы из-за личной антипатии к Л. П. Берия, возглавившему атомный проект. Капицу нисколько не испугало то, что в НКВД на него, как на каждого крупного ученого, уже давно лежало пухлое досье. Но, разумеется, тут же нашлись лица, которых вдруг перестала устраивать тематика его института. Одна за другой стали назначаться проверочные комиссии, приветствуемый еще вчера турбодетандерный метод в срочном порядке отменили, сам стиль руководства Капицей института был признан порочным.
В 1946 году Капицу сняли с поста директора и лишили возможности работать в им же созданном институте.
На своей даче, располагавшейся на Николиной горе, Капица организовал небольшую домашнюю лабораторию. Здесь он провел несколько очень интересных работ. В 1955 году, например, он дал объяснение шаровой молнии, указав при этом на возможность создания мощных электрических разрядов, подобных шаровым, в лабораторных условиях.
Практически все в «домашней лаборатории» Капица делал своими руками: точил металл на станке, столярничал, занимался электропроводкой.
«…Дачная сторожка, – вспоминал писатель Е. Н. Добровольский обстановку, в которой вел свои работы Капица, – была превращена в хату-лабораторию. Ее называли ИФП – Изба Физических Проблем. Состояла изба из двух комнат, кухни и гаража. В механической мастерской были токарный, фрезерный, сверлильный и заточный станки. Недалеко от лаборатории стоял сарай, превращенный в столярную мастерскую. Отопление было печное и только в последнее время водяное. Места не хватало, поэтому к лаборатории была сделана небольшая пристройка, которую назвали трюмом. Со временем появились шкафы с научными журналами и книгами. Пришлось занять еще одну комнату. Лаборатория наступала на жилой дом. Однажды понадобилось серебро для изготовления прибора. Фондов на драгметаллы хата-лаборатория не имела. Пришлось использовать серебряную столовую ложку…»
Впрочем, Капица вовсе не был забыт. За ним велось постоянное наблюдение.
