Капица родился в 1894 году в Кронштадте в семье военного инженера, который строил Кронштадскую крепость. После окончания школы поступил в Петербургский политехнический институт. Первая мировая война застает его в Глазго, куда он приезжает для изучения английского языка. После 1918 года он поступает во вновь открывшийся Физико-технический институт, где под руководством Иоффе формировался кружок молодых энтузиастов, в числе которых были Н. Семенов, Я. Френкель, Я. Дорфман и другие. Здесь Капица начинает заниматься проблемами магнетизма.
В начале 1921 года советское правительство решает закупить на иностранную валюту научное оборудование. Для этой цели Иоффе и Капица едут в Англию и в июне месяце они посещают Резерфорда в Кембридже. Капица пользуется случаем и спрашивает у Резерфорда разрешения вернуться и поработать в лаборатории Кавендиша. Резерфорд сначала отказывает, ссылаясь на то, что в лаборатории тесно. Но Капица проявил находчивость. Он спросил, какой процент погрешности допускается в лаборатории Кавендиша при научных исследованиях. «Три процента», – ответил Резерфорд. Но я также не составляю более трех процентов лаборатории – сказал Капица. Восхищенный его находчивостью, Резерфорд соглашается. В результате в июле месяце Капица приезжает в Кембридж, рассчитывая поработать здесь до весны, но на самом деле он остается здесь на 13 лет, с 1921 по 1934 год, и покидает Кембридж, как выясняется, отнюдь не по собственному желанию.
Капица быстро вошел в коллектив лаборатории Кавендиша. Он избрал темой своего исследования отклонение а-частиц в магнитном поле. Резерфорд апробировал эту тему исследования, и с этого момента Капица имел все возможности для самостоятельной работы.
Между Капицей и Резерфордом с самого начала сложились доверительные и неформальные отношения. Капица с уважением относился к английскому ученому, который был старше его на 23 года и который с 1919 года возглавлял лабораторию Кавендиша. Как пишет Марк Олифант, один из сотрудников лаборатории, «наиболее колоритной фигурой в Кавендише, когда я туда прибыл, был Петр Капица… Он был настолько энергичен, так начинен плодотворными идеями, что очень скоро добился впечатляющего успеха»[66]
.Капица изобрел для Резерфорда кличку, он назвал его «Крокодилом», и эта кличка скоро утвердилась среди сотрудников лаборатории. Существует несколько объяснений того, откуда возникла эта кличка. Как объяснял сам Капица, «в России крокодил связан с чувством благоговейного страха и поклонения, потому что он имеет негнущийся затылок и не может повернуться назад. Он движется только вперед с распахнутыми челюстями, так, как движется наука, как движется Резерфорд». Другие аллитерации связаны с историей о Питере Пэне, в которой крокодил проглатывает будильник и поэтому все знают о его приближении. Такая аллегория была вполне актуальна, когда все знали по походке и голосу о приближении Резерфорда. Капица, куривший трубку, успевал ее спрятать, избегая возможного скандала. Возможны связи и с известным стихотворением Корнея Чуковского о крокодиле. Так или иначе, но со временем все стали называть Резерфорда крокодилом. Впоследствии безобидная кличка послужила предметом грандиозного публичного скандала, в который включилась большая часть университетской общественности.
При подготовке экспериментов Капице большую техническую помощь оказывал эстонец Эмиль Янович Лаурманн, который был специалистом в работе с электричеством и тонкими механизмами. С его помощью Капица провел несколько удачных экспериментов, после чего он получил средства для новых экспериментов. Его положение в Кембридже становилось все более стабильными. В 1923 году он защищает тезисы диссертации и получает степень доктора наук. В этом же году он получает стипендию Максвелла, которая обеспечивает возможность его дальнейшей работы в лаборатории. В 1925 году он получает постоянные позиции в университете в качестве помощника директора магнитных исследований. Он избирается феллоу Тринити-колледжа. Позднее, в 1929 году, он избирается членом Королевского общества.
Вместе с Капицей в лаборатории Кавендиша работали выдающиеся ученые – Нильс Бор, Джеймс Чедвик, Джон Кокрофт, Эрнст Уолтон. Сюда приезжали ученые со всего мира – из США, Германии, Дании, Японии, Китая, Австралии. Это был международный центр по изучению физических проблем, и прежде всего по расщеплению атома.
Капица имел привычку после завершения рабочего дня пить чай с сотрудниками лаборатории и подводить итоги дня. Постепенно это чаепитие превратилось в семинар, который получил название «Клуб Капицы». В него входили студенты и молодые сотрудники, которые обсуждали любые вопросы, даже те, что не были связаны с физикой.