В университете Павел увлекся астрономией. Трудно сказать, что больше всего привлекало его в этой науке, почему он решил всерьез заняться ею. Может быть, мечтательного юношу волновала неизвестность звездного мира, связанная с десятками романтических легенд. А может, чудесные свойства оптических стекол, позволяющих увидеть то, что еще никто никогда не видел. Быть может, ему пришлась по душе сложность математической астрономии, иные задачи которой требовали для своего решения не часы и даже не дни, а месяцы, годы...

Павел вступил в Московское общество любителей астрономии. Под крышей частной гимназии Воскресенского на Мясницкой улице (ныне проспект Кирова) размещалась крохотная любительская обсерватория— одна из первых в России. Здесь начинали свои исследования, впоследствии ставшие астрономами с мировым именем, советские академики С. В. Орлов, директор Пулковской обсерватории А. А. Михайлов. Они уже тогда не были новичками, как Павел Шмаков. Но именно в этой обсерватории будущие знаменитости делали свои первые шаги.

Шмаков занялся практической астрономией. Он решил сконструировать телескоп. Много сил и здоровья отдал Павел этому своему увлечению. На собственные, с трудом заработанные деньги покупал объективы и оптические зеркала. Все это время он жил впроголодь. Но, очутившись в оптической лавке, забывал обо всем на свете и в один раз тратил недельный заработок. Сам Павел постепенно привык к полуголодному состоянию, но очень беспокоился за младшего брата Ванюшку, который поселился у него. Братишка приехал в Москву учиться, и Павел всеми силами старался, чтобы Ванюшка не испытывал нужды, и специально для него откладывал деньги. Они были неприкосновенны. Как и раньше, Павел зарабатывал частными уроками, только теперь времени у него было гораздо меньше. Выручало свободное посещение лекций — результат декабрьской революции пятого года.

Рабочий день Павла начинался в восемь утра, а заканчивался после двух часов ночи. Лекции в университете, библиотека, Воскресенская обсерватория, репетиторство, а ночью, дома, опять книги... Иногда Павел даже сам удивлялся тому, как много можно успеть за один день.

Как-то на несколько дней в гости к сыновьям приехала из Сновиц мать. Увидев веселого Ванюшку и осунувшегося, побледневшего Павла, мать заплакала, — она все поняла...

Полгода строил Павел самодельный телескоп. Построил. но, кроме пятен на луне, которые видны и невооруженным глазом, так ничего и не увидел. В тот вечер, вернувшись домой, он достал из своего фанерного чемоданчика «волшебное стекло», которое вот уже столько лет бережно хранил как память детства, задумчиво повертел в руках и положил перед собой на стол. Затем пододвинул к себе лист бумаги и написал:

«Оптика одна не может раскрыть все тайны мира. Человек должен найти еще какие-то инструменты, которые помогут ему легенду о всевидящем стекле претворить в реальность...»

Если бы знал он тогда, что ровно через пятьдесят лет человек будет держать в руках фотографию обратной, невидимой с Земли, стороны лунного диска; что даже самые мощные телескопы шестидесятых годов двадцатого века не смогут совершить чуда, которое оказалось под силу иному «инструменту» — телевидению. Советскому телевидению, у истоков которого стоял и он, профессор Павел Васильевич Шмаков...

Неудача с телескопом показала Павлу, что любительство в решении серьезной научной проблемы — сомнительное занятие. Время одиночек-изобретателей окончательно уходило в прошлое. Он стал мечтать о месте в какой-нибудь физической лаборатории. Но мечта и действительность... Как бывают они далеки друг от друга! И кто знает, как сложилась бы судьба Павла Шмакова, если бы в это время в университете не произошли драматические события.

Царский министр просвещения Кассо издал реакционный указ, лишавший студентов всех демократических прав. Вспыхнула студенческая забастовка. В здание университета ворвались полицейские. Московский полицмейстер, барон Будберг потребовал «немедленно прекратить безобразия». Студенты выставили свои требования: «Долой указ Кассо!» Делегаты, в числе которых находился и Павел Шмаков, вручили полицмейстеру петицию. Барон выгнал делегатов. Возмущенные студенты устроили демонстрацию. В районе Петровки на безоружную толпу налетели конные жандармы. Размахивая обнаженными шашками, они пытались рассеять демонстрантов. В жандармов полетели булыжники...

Трагически закончилась эта забастовка. Многих студентов исключили из университета. Некоторых арестовали.

Крайние меры полиции вызвали протест со стороны либерально настроенной профессуры. А самые прогрессивные из профессоров подали в отставку.

Покинул университет и известный физик Лебедев. Вместе с ним ушла почти вся его кафедра. При народном университете профессор открыл исследовательскую физическую лабораторию. Лаборатория Лебедева практически стала крупнейшим в России центром экспериментальной физики.

Сюда и отправился Павел Шмаков.

 Имя выдающегося русского физика Петра Николаевича Лебедева в те дни не сходило со страниц газет и журналов. О нем с восхищением говорили маститые, всемирно известные ученые. Исследованный Лебедевым закон давления света срочно впечатывался в университетские учебники, академические издания всего земного шара. Это было величайшее открытие!

В годы, когда волновая физика делала только свои первые шаги, когда так скуден был экспериментальный арсенал физических лабораторий, Лебедев практически доказал электромагнитное происхождение света — одно из самых удивительных явлений в природе. Это было непостижимо: человек измерил давление света на твердые тела и газы! Было чему удивляться!..

Потому-то в глубоком раздумье и стоял Шмаков возле массивных дверей, на которых была привинчена скромная дощечка с надписью: «Проф. П.Н. Лебедев».

«Как войти? — размышлял Павел. — Что сказать профессору? Хочу, мол, работать в вашей лаборатории? Но не решит ли Лебедев, что имя знаменитого ученого попросту вскружило голову студентику? Как заставить поверить профессора, что в физике — вся моя жизнь? А может быть, Лебедеву сейчас вовсе не до меня?» — Павел нерешительно топтался у дверей.

— Не бойтесь, входите, — услышал он за спиной, — постучите в дверь и входите.

Павел обернулся. Перед ним стоял молодой человек с темными, расчесанными на пробор волосами. На вид он казался чуть моложе Павла.

— Боитесь профессора? — угадал он состояние Павла. — Не робейте. Лебедев не любит робких, — незнакомец улыбнулся. Его умное лицо располагало к себе. — Хотите на работу устроиться? Чем увлекаетесь? — Он явно хотел познакомиться.

— Оптикой, — ответил Павел.

— Постойте, а вы, случаем, не Шмаков?

— Шмаков.

— Слышал, слышал от ребят физико-математического. Говорят, вы телескопы мастерите?

— Мастерил, — смущенно уточнил Павел.

— Ну что ж, идите к профессору. Уверен, что возьмет вас в лабораторию; он обожает изобретателей. А моя фамилия — Вавилов, Сергей Вавилов,— юноша протянул руку. — В данный момент занимаюсь действием света на выцветание красок. Очень интересно!.. Будем вместе работать...

Так у дверей кабинета Лебедева Шмаков впервые встретился с Сергеем Ивановичем Вавиловым, будущим президентом Академии наук СССР, талантливым советским ученым, вся жизнь которого была подвигом во славу науки.

А потом — почти три года совместной работы в лаборатории профессора Лебедева. Их столы стояли рядом. Они экспериментировали в одной области, в области света, но искали разное. Слишком уж много было в ту пору загадок, чтобы вдвоем разгадывать одно и то же. Так считал Лебедев.

Наступили дни увлекательных экспериментов, кропотливых исследований и поисков. Профессор предложил Павлу заняться изучением природы поглощения и отражения света разными телами и средами. В то время физика мало еще знала об этих явлениях.

Начал Павел с отражения света от разноцветных предметов. Ему удалось сфотографировать спектральные составляющие света. Это была немалая победа молодого физика.