Особенно много времени и энергии отнимал, естественно, Оптический институт. Он должен был обслуживать нужды быстро развивающейся оптической промышленности, и в нем была сильна незнакомая до того Вавилову производственная сторона. «Нелегко было Сергею Ивановичу, — вспоминал бессменный сотрудник ГОИ, впоследствии академик А. А. Лебедев, — отстаивать научную тематику в учреждении, к которому непрерывно обращались заводы с просьбами и требованиями оказать им срочную помощь в решении все новых и новых задач, возникавших на производстве. Нужно было обладать большим тактом и твердостью характера, умением сплачивать коллектив и руководить его работой, иметь перед собой ясную перспективу развития института и быть непреклонным при ее проведении в жизнь».
Но как бы там ни было, Вавилов справлялся с работой и в ГОИ, и в Физико-математическом институте. Президиум Академии наук имел все основания быть довольным выбором, который он сделал, поручив московскому оптику наладить академическую физику.
Первой острой проблемой, с которой столкнулся вновь назначенный заведующий физическим отделом ФМИ, оказалась проблема кадров.
Где взять достаточно квалифицированных и преданных идеалам науки людей для выполнения тех исследований, темы которых постепенно выкристаллизовывались в сознании Вавилова?
Пригласить кого-нибудь из сотрудников двух могучих конкурентов физического отдела — из Оптического института или из иоффевского Физико-технического института? Это не годилось и отпадало сразу. Во-первых, такого прямолинейного решения проблемы не допускала этика: походило бы на переманивание людей. Во-вторых, никто из сотрудников двух институтов, пожалуй, и не согласился бы променять свое место работы на что-либо другое: не позволил бы местный патриотизм. Каждый физик из ГОИ, равно как и каждый физик из учреждения Иоффе, совершенно искренне считал себя на вершине физического Парнаса и лишь из деликатности не заявлял об этом прямо.
Что же делать?
Вырастить собственные кадры, как в Москве? Но справится ли молодежь, оправдается ли этот метод для решения большой академической задачи?
После некоторого размышления Вавилов принимает все же второе решение. И вот правое крыло академического корпуса на берегу Невы заполняется голосами молодых людей, удивительно близких по возрасту: 24, 25, 26 лет. Это новые аспиранты и младшие научные сотрудники. Некоторые — старые ученики Сергея Ивановича, вчерашние москвичи, других руководитель физического отдела ФМИ выискал в Ленинграде.
Среди вчерашних московских учеников Вавилова поработавший короткое время в ГОИ И. М. Франк. Вот как он описывает обстановку, царившую в физическом отделе ФМИ, когда Франк начинал в нем работать:
«К моменту назначения С. И. Вавилова физический отдел был еще немногочислен, а характер работы в нем был самый патриархальный. Вопреки тому, к чему мы привыкли теперь, у входа нас не встречал вахтер, но зато уютно звенел колокольчик, привешенный к двери. Звенел он, однако, нечасто. Народу было немного, и далеко не все, кто числился в штате, ходили в институт. Были, разумеется, и те, кто ходил, и те, кто работал, что, как известно, не одно и то же. Помню, при первом моем посещении института С. И. Вавилов указал мне на молодого человека, быстро пробежавшего по коридору: «Вот, обратите внимание, он всегда здесь и притом всегда работает». Это было сказано о Леониде Васильевиче Грошеве».
Главная задача, которую Сергей Иванович ставит перед молодыми и старыми сотрудниками отдела, — развитие работ по изучению строения вещества. Во всех трех состояниях — твердом, жидком и газообразном — вещество становится объектом глубоких теоретических и экспериментальных исследований.
Тут и исследование свечения жидкостей под действием радиоактивных излучений, тут и серия работ по изучению микроструктуры жидкости. Изучается электрический пробой в газах. Особое внимание уделяется исследованиям свойств только что открытых в Англии нейтронов.
Основными исполнителями этой большой программы становятся: И. М. Франк, Л. В. Грошев, Л. В. Мысовский, П. А. Черенков, Н. А. Добротин, Б. М. Вул, М. В. Савостьянова и М. С. Эйгенсон — все впоследствии известные физики, а в те дни в основном аспиранты.
Создавая новый институт, Сергей Иванович категорически отверг идею превращения физического отдела в чисто теоретический центр или в такое научно-исследовательское учреждение, в котором разрабатывались бы лишь близкие ему, Вавилову, оптические темы.
Он считал, что в новом институте должны быть представлены все наиболее перспективные области современной физики, так чтобы со временем институт превратился в центр всей физической мысли в стране.
Насколько решительно отстаивал Вавилов эту точку зрения, видно хотя бы по примеру развития в физическом отделе ФМИ исследований по ядерной физике.