Беседы о науке
Непревзойденный миролюбивый пафос выдающегося российского учёного-правоведа нашёл отклик в сердцах самых изощрённых спецов международных сношений, восемь раз (рекорд!) номинировавших Фёдора Федоровича на Международную Нобелевскую премию мира. Увы, безуспешно, что, впрочем, никак не сказалось на безупречной научной и моральной репутации этого уникального человека. С лёгкой руки которого, кстати в начале прошлого века в Гааге на деньги известного американского филантропа Карнеги был сооружен Дворец Мира. Как бы в продолжение триумфально срежисированной не без участия русской дипломатии первой Мирной конференции в Гааге 1899 года.
Всё это было, было, было… Были времена, когда слово "мир" неразрывно увязывалось с Россией. Когда её лучшие умы (и даже – вполне средние, и даже и вовсе безмозглые) осознавали неизбежную связь будущего своего с отказом от стрельбы в соседей. Желание не быть варварами – с невозможностью взрывать чужие города. И – угрожать тем же самым всему миру. Миронелюбие… Пожалуй, так…
А Фёдор Фёдорович Мартенс, говорят, умер от остановки сердца. В поезде по пути с очередной миротворческой миссией. Похоже, не совсем удавшейся. На дворе стоял 1909 год. Позади была разрушившая многое никчемнейшая Русско-японская война. Зачатки внутренней смуты. Назревали смуты последующие. Войны и революции – им вослед. Мир не сдал первый зачёт по миролюбию. Получил неуд в истории. Пошел на переэкзаменовку. Во второй раз завалил вновь. Взял время на раздумье. И похоже снова ринулся на пересдачу. Что-то покажет третий подход к проблеме?..
Именно ему, талантливому молодому российскому юристу, безродному выходцу с Лифляндских окраин, только что примерившему на себя профессорскую мантию юрфака С. -Петербургского университета Фёдору Мартенсу довелось в конце XIX века встать у истоков новой, по сути, науки – международного права. Как это сегодня не покажется странным, но до той поры понятие "международного права" толковалось лишь исключительно с позиции силы и строго в рамках "Римского права", изъяны которого в межгосударственной сферы стали очевидны при быстром накапливании странами Европы цивилизованных черт и столь же настойчивом сбрасывании с себя прежних оков воинственности при решении важных межгосударственных задач.
В 1871 году, всходя на кафедру международного права С. -Петербургского университета, Фёдор Мартенс выступил с програмным заявлением, ставшим в последствии его путеводной нитью в качестве авторитетнейшего правоведа-международника на всю жизнь. Причём не только жизнь его, но и всей мировой дипломатии. "Никогда грубая сила, – заявлял выдающийся российский учёный и миротворец, – не восторжествует над правом; никогда жалкая теория свершившихся фактов не заглушит в нас чувства правды и справедливости. Пред силою преклонялись народы Древнего мира; кулачное право царствовало в средних веках; но современными культурными народами управляет одна верховная идея всестороннего, всеобъемлющего прогресса".
Фёдор Мартенс взялся за неимоверной тяжести труд – попытаться внести мало осязаемый на тот момент, малопонятный и плохо сопрягаемый Римским правом термин "миролюбие" в главные научные скрижали, доказав не только в теории, но и на практике, что мир меж государствами – это не досужий вымысел праздных философов, не фантазии экзальтированных сочинителей од, не шутка, не ошибка а – непременное условие существования цивилизованных стран, если они, конечно, дорожат перспективой сохранения за собой такого звания.
В профессорском "сане" Мартенс пишет один пацифистские трактат за другим, приняв к нему в дополнение ещё и 'сан" высокопоставленного сотрудника российского МИДа колесит по Европе с нескончаемыми поручениями и по многочисленным приглашениям унимать одни распри государств за другими. С его мнением считаются императоры и премьер-министры. Без него не обходится ни одного мало-мальски значительное международное ранде-ву. Его хотят видеть в числе международных светил многие университеты Европы. Облекают почетными званиями и отмечают иноземными орденами.
В 1882-ом учёный издаёт фундаментальный труд – двухтомник "Современное международное право цивилизованных народов". Настольную книгу многих поколений мировой дипломатии (жалко – не сегодняшней). Идея миролюбивого манускрипта проста: "сила международного права основывается на общности социальных, культурных и правовых интересов, соединяющих цивилизованные народы". То есть если страна позиционирует себя, как "цивилизованная", то ей нечего отвоёвывать с помощью пушек и бомб у другой страны с точно таким же эпитетом в характеристике. Если же есть чего – извините, господа: вы – варвары.
В своей вновь созданной теории международного права Ф. Мартенс обнаруживает неразрывную связь между уровнем рабства в стране и интенсивностью бесчинств, которые она творит снаружи. "Действительно, – пишет учёный, – изучение международных отношений вообще и участие в них России в особенности привело нас к непоколебимому убеждению в том, что внутренняя жизнь и порядок государства обнаруживают роковым образом своё действие на его международные отношения и политику. Международные отношения всегда представляют зеркало, точно отражающее состояние государственных обществ… Мы сделали попытку раскрыть связь между общественной жизнью народов и взаимными внешними их отношениями через всю историю международных отношений, начиная с и до настоящего времени, и пришли к убеждению, что и если в государстве человеческая личность, как таковая, признается источником гражданских и политических прав, то и международная жизнь представляет высокую степень развития порядка и права. Наоборот, с государством, в котором человеческая личность никакими правами не пользуется, где она бесправная и угнетается, международные отношения не могут ни развиваться, ни установиться на прочных основаниях ".
Непревзойденный миролюбивый пафос выдающегося российского учёного-правоведа нашёл отклик в сердцах самых изощрённых спецов международных сношений, восемь раз (рекорд!) номинировавших Фёдора Федоровича на Международную Нобелевскую премию мира. Увы, безуспешно, что, впрочем, никак не сказалось на безупречной научной и моральной репутации этого уникального человека. С лёгкой руки которого, кстати в начале прошлого века в Гааге на деньги известного американского филантропа Карнеги был сооружен Дворец Мира. Как бы в продолжение триумфально срежисированной не без участия русской дипломатии первой Мирной конференции в Гааге 1899 года.
Всё это было, было, было… Были времена, когда слово "мир" неразрывно увязывалось с Россией. Когда её лучшие умы (и даже – вполне средние, и даже и вовсе безмозглые) осознавали неизбежную связь будущего своего с отказом от стрельбы в соседей. Желание не быть варварами – с невозможностью взрывать чужие города. И – угрожать тем же самым всему миру. Миронелюбие… Пожалуй, так…
А Фёдор Фёдорович Мартенс, говорят, умер от остановки сердца. В поезде по пути с очередной миротворческой миссией. Похоже, не совсем удавшейся. На дворе стоял 1909 год. Позади была разрушившая многое никчемнейшая Русско-японская война. Зачатки внутренней смуты. Назревали смуты последующие. Войны и революции – им вослед. Мир не сдал первый зачёт по миролюбию. Получил неуд в истории. Пошел на переэкзаменовку. Во второй раз завалил вновь. Взял время на раздумье. И похоже снова ринулся на пересдачу. Что-то покажет третий подход к проблеме?..
Академик Жорес Алферов
О Жоресе Алферове я узнал в середине 80-х. Когда делал диплом в НИИ материалов электронной техники. Занимался жидкофазной эпитаксией полупроводников в системе алюминий-галлий-мышьяк. Проще говоря, выращивал этакие очень-очень тонкие кристаллические слои с довольно хитрым составом. Из них потом изготавливались всевозможные светоизлучающие приборы. Скажем: светодиоды, лазеры, фотоприемники. Еще не массового применения, как сейчас, а главным образом, военного, космического и т.д.
Список используемых в дипломе работ пестрил многими фамилиями: привычными для электроники середины 80-х – японскими, американскими, тайваньскими (материковый Китай тогда еще только набирал научные обороты) и, что удивительно, русскими – тоже. Еще более удивительно оказалось то, что русские имена в этой тематике преобладали. И среди этих имен ярко доминировало одно – Жорес Алферов. Имя это звучало везде, где всерьез начинали говорить об оптоэлектронике – той электронике, где в процессах участвуют не только электроны, но и фотоны. То есть где излучается или поглощается свет.
Наш НИИ материалов электронной техники как раз и был «заточен» на эту самую оптоэлектронную тематику. Стартовал в конце 60-х – начале 70-х недалеко от Москвы, в Калуге, когда мировая гонка за суперэффективными полупроводниковыми излучателями вошла в решающую фазу. Когда японцы, русские и американцы шли «ноздря в ноздрю». И когда советская оптоэлектроника стала постепенно уходить в отрыв от своих зарубежных «партнеров». В такое чудо сегодня не верится. Но было именно так: команда Жореса Алферова к середине 70-х нащупала уникальные светоизлучающие полупроводниковые материалы, сделавшие к началу XXI века, по сути, переворот в науке. И технике – тоже. И во всей земной цивилизации – заодно. То есть – революцию…
Короче: если вы читаете этот текст – стало быть, пользуетесь открытиями Жореса Алферова. Нет человека на земле, который бы сегодня их игнорировал. Думаю, аборигены Австралии – не исключение. Так вот: включаете дома свет (а он наверняка уже от светодиодной лампочки) – пользуетесь. Смотрите телевизор (с латинской аббревиатурой LED на панели, да и без нее – тоже) – пользуетесь. Заглядываете в свой мобильник, ноутбук, изучаете светящуюся панель новенького авто, смотрите на городскую иллюминацию, на мигающие светофоры, габаритные огни пробегающих мимо легковушек и автобусов,
обследуетесь
в поликлинике или лечитесь в больнице (где лазер стал главным помощником и терапевта и хирурга), летите в космос (а что тут такого?), входите в интернет, вообще – купаетесь в благах информационной цивилизации (которая сегодня немыслима без передачи сигналов
по оптоэлектронной схеме) – помните, кому вы обязаны всем этим, ставшими вообще-то уже вполне обыденными, но, тем не менее, настоящим техночудесам. За нами стоит наш выдающийся соотечественник – Жорес Иванович Алферов.
Если коротко – человеку удалось укротить свет. Или так – приручить его. А если еще точнее – не только приручить обычный свет, но и научить его делать такие вещи, которые сама природа сконструировать не догадалась. Жоресу Алферову со своими соратниками по Ленинградскому Физтеху в 60-70-х годах прошлого века удалось найти новый способ трансформации электрической энергии в световую и обратно с помощью абсолютно новых на тот момент материалов, не использующихся ранее для этой цели. Это были полупроводники на основе арсенида галлия и арсенида алюминия. А если точнее – твердые растворы в системе галлий-алюминий-мышьяк. Причем получаемые с помощью особо тонкой технологии – последовательным наращиванием (из газа, из жидкой фазы, из молекулярных пучков) тончайших пленок (эпитаксиальных слоев) этого материала с различными вариациями по содержанию в них составляющих элементов – галлия, алюминия, мышьяка, плюс – электрически активных лигатур. Цель – «поймать» наиболее эффективный состав для запуска излучения при прохождении электрического тока через созданный при помощи таких слоев p-n-переход.
О полупроводниках, p-n-переходах, создаваемых на их основе диодах, транзисторах и т.д. все знали давно и серьезно. Позиции кремния и германия в полупроводниковой электронике, казалось, уже ничто не могло поколебать. Однако при всех плюсах эти эффективные, технологичные и относительно недорогие материалы имели ряд существенных «но». В частности, квантовая механика не позволяла им участвовать в генерации фотонов. То есть излучать свет. Такой милости природа удостоила лишь полупроводники синтетические. Особых составов. В частности, синтезированных из элементов III и V групп периодической системы Менделеева. Те же галлий и мышьяк. Или – индий и мышьяк. Или – галлий и фосфор и т.д. Не только их, но их – в особенности.
Так наука напала на след светоизлучающих полупроводников. Это была середина прошлого века. В мире началась гонка за теоретическое и практическое воплощение оптоэлектронных материалов на основе соединений A3B5. Все понимали, что речь идет о получении источников света в десятки, сотни, тысячи раз эффективней, компактней, производительней и т.д., нежели обычные лампочки накаливания и иже с ними осветительный мезозой.
«Мы их надрали!» – не без гордости вспомнит много лет спустя мировую гонку на получение эффективных светоизлучающих структур Жорес Алферов. Его команде удалось первой синтезировать так называемые гетероструктуры на основе твердых растворов галлий-алюминий-мышьяк. Этакие многослойные полупроводниковые «бутерброды» с микронными и даже долей микронов толщиной эпитаксиальных слоев нужных составов. При прохождении через них электрического тока «слойка» начинала излучать. Сначала – в ИК-диапазоне. Сложные махинации с составами пленок позволили этот диапазон расширить на красную область спектра. Постепенно в ход пошли не только галлий, алюминий и мышьяк, но и их «родственники» по таблице Менделеева – индий, фосфор, азот и проч. Цель – перекрыть полный солнечный спектр.
Применение же особых материаловедческих хитростей позволяло получать из таких гетероструктур не только свет обычный, но и когерентный, то есть – лазерное излучение. Так в мире началась оптоэлектронная революция. Мало того, не закончившаяся сегодня, напротив – набирающая к старту XXI века всё более мощные обороты.
«XXI век будет веком гетероструктур», – не уставал повторять их «крестный отец» Жорес Иванович Алферов. Сегодня это уже не предвидение. Сегодня – это факт. Простая реальность. Почти обыденность. Которая, увы, всё в меньшей степени обязана той стране, что выпестовала революционную оптоэлектронику. Сейчас она делается, где угодно, только не у нас. Тот же Жорес Алферов в последние годы отчаянно боролся за возвращение отечественной электроники на мировой научный Олимп. Увы, тщетно. «Наш потенциал здесь сегодня – от силы 20-25 процентов того, что было в свое время в РСФСР», – горестно признавал в последние годы жизни великий российский ученый…
Если въезжать сегодня в Калугу с юга, то по левую руку взгляд натолкнется на мертвый архитектурный колосс, приветствующий гостей города десятками пустых оконных проемов, торчащими из бетонных стыков полуобсыпавшихся стен березами и кустами, а также размашистой, метров пять длиной, гудронной надписью под самой крышей: «Продается».
Так драматически закончил свой путь на калужской земле первый и, скорее всего, последний «нобелевский» сюжет, напоминать о котором в городе не принято. А именно – о появлении в Калуге полвека назад прорывного научного центра, вышедшего впоследствии на «столбовую нобелевскую» дорогу, пробитую сначала Жоресом Алферов, а затем устремившейся вслед за ним целой плеядой американских и японских специалистов по физике твердого тела. Это и был НИИ материалов электронной техники, где мне довелось начинать свой инженерный путь. Как, впрочем, его и заканчивать.
Именно здесь, в Калуге, планировалось в конце 80-х создать столицу советских гетероструктур, а также всего того, из чего их получали. Тех самых гетероструктур, что завоевали с легкой руки Жореса Алферова весь мир сегодня. Но – завоевали его уже без нас. Без России. Тот же Калужский мегацентр оптоэлектронных материалов умер, не пережив драматических российских реформ. Оставил на память лишь пустые стены гигантских корпусов, здание НИИ, приспособленное сегодня под салон диванов и шиномонтаж, да уникальный барельеф на институтском фасаде с мозаикой на тему уравнений Планка и Эйнштейна. Подозреваю – единственный в мире монумент квантовой механике. Правда, встречающий теперь не цвет российской и мировой науки, а мелких обывателей, обуреваемых желанием выбрать диван помягче…
Всякий раз, проходя мимо этого «квантово-механического» салона диванов, я задумываюсь о невосполнимых утратах. Сегодня – об ушедшем от нас великом российском ученом, взявшем в 2000 году Нобеля за то, что позднее мы, как его, по сути, многочисленные ученики, старались в НИИ материалов электронной техники максимально успешно тиражировать и что было выкинуто впоследствии начисто как ненужный хлам. Вместе с институтом. До этого – о том, что таких же Нобелей в 2014 году получили японцы. Опять же за похожие структуры (на этот раз – нитрида галлия, дающего синий цвет спектра), по следам которых ходил и наш НИИ. Пока был жив. Да он ли один?..
«Мы нанесли тяжелейший экономический нокаут своей стране! – сокрушался отдавший, по сути, всю свою жизнь советской науке Жорес Иванович Алферов. – То же самое, если бы сегодня США кто-нибудь поделил на 15 независимых государств, они были бы в экономической депрессии, на порядок худшей, чем депрессия 1929 года. А это мы сделали со своей страной!..» Жорес Алферов был человек прямой и искренний. Наблюдать развал науки для ученого такого масштаба – пытка. Сопротивляться развалу – донкихотство. Но и не сопротивляться – низость. Алферов сражался. Пошел в политику. В администраторы. Его за это критиковали. Мог бы, конечно, и не ходить, но он пошел. Чтобы спасти науку. Найти выход. Увидеть свет в конце растянувшегося слишком надолго экономического туннеля. А что-что, но свет Жорес Иванович Алферов умел обнаруживать и создавать там, где о нем уже и переставали думать…
Астрофизик Матвей Бронштейн
Считается, что XX век подарил науке двух великих титанов: Бора и Эйнштейна. Первый «рассекретил» квантовый мир, второй – звездный. Один в поисках истины яростно вгрызался вглубь материи, отыскивая мельчайшие ее осколки, другой отчаянно взмывал до самых безбрежных ее границ, тесня познанием всегалактические масштабы. Оба совершили революции в мозгах, рассказав каждый по чудовищно фантастической и вместе с тем правдивой истории: Бор и сотоварищи поведали квантовую механику, Эйнштейн – сочиненную практически в одиночку общую теорию относительности, то бишь сагу о гравитации.
Первая повесть – о сущностях во Вселенной самых что ни на есть мельчайших. Вторая – о необъятнейших материях, какие только есть. Обе истории покорили мир и триумфально подтвердились на практике. Каждая улеглась в фундаменте мироздания. Утвердилась в точках научного отсчета. Обозначилась маяком в безбрежном мире идей. Стала неувядающими мемориалом своим великим ваятелям. Обе теории прослыли чем угодно, только не тем, чем они должны были бы по идее стать: родственными по существу, единоутробными по мировоззрению, неразрывными по силе притяжения неопровержимых идей.
Так в истории научных озарений обнаружился своеобразный вакуум. А именно: между отчаянно нестыкующимися квантами Бора и гравитацией Эйнштейна. Первые отлично ладили с себе подобными в наимикроскопических масштабах, где царствовали принцип неопределенности, вероятностные характеристики каждой из элементарных частиц, и все вокруг было зернисто и прерывно (квантовалось) вплоть до силовых полей, но ни в какую не уживались в масштабах вселенских, где бал правили гравитация и искривленное им по эйнштейновским лекалам пространство-время. Как это всё хозяйство разбить на кванты (и пустоту пространства, и вездесущность времени) и воссоединить, наконец, две великие теории – квантовую и гравитационную – никто толком понять не мог.
Требовался, видимо, третий великий ум, еще один титан XX века, сопоставимый по интеллектуальной мощи с двумя первыми – Бором и Эйнштейном. Задача перед ним стояла не из простых: в принципе изменить концепцию толкования таких привычных, казалось бы, и обыденных с виду понятий, как «пространство», «время», «гравитация». Попытаться заглянуть, что у каждого внутри. Из чего они сложены. Достучаться до самых малых строительных их кирпичиков – составных частей. Короче – создать ни больше ни меньше «теорию мира как целого».
Именно с таким подзаголовком в начале 30-х годов выходит одна из блестящих статей молодого и очень талантливого ленинградского физика Матвея Бронштейна. Пожалуй, эпитет в этом месте должен быть использован куда более сильный – гениального физика, варившегося в середине 20-х годов в соку Ленинградского университета, в компании грядущих звезд мировой физики – Гамова, Иваненко, Ландау (будущего Нобелевского лауреата). Современники утверждали, что в блестящей четверке самым перспективным всё-таки считался Матвей.
Из интеллигентной еврейской семьи, страшный книгочей, жадный до знаний, с потрясающей памятью на всевозможные математические формулы и разнообразные иностранные языки, эрудит, феномен, самоучка – из домашней библиотеки, без школ и гимназий шагнул сразу в университет. Да еще – с запасом уже опубликованных в европейских журналах статей по квантовой физике. Со студенческой скамьи – в ЛФТИ к великому «папе Иоффе». Квантовая физика, физика полупроводников, ядерная, пространственно-временные искривления Эйнштейна, «инвентаризация» одна за другой открываемых элементарных частиц, плюс – еще одна физика, только уже не для взрослых. А именно – написание научно-популярных книг для детей. Причем на столь же высоком профессиональном уровне, как и для их родителей.
В 29 лет выход Матвея на штурм главной научной вершины – квантовой гравитации. Ноябрь 1935 года – защита им в ЛФТИ первой в мире докторской диссертации на соответствующую тему. В числе оппонентов – будущий Нобелевский лауреат Игорь Тамм. Резюме: очень убедительно. Дерзкая попытка никому пока неизвестного ленинградского гения встать между Бором и Эйнштейном и соединить их теории в одну оказалась не столь уж самонадеянной и безнадежной.
Гравитация вполне может быть уложена в прокрустово ложе квантовой теории поля, если, конечно, не паниковать раньше времени о почти невозможности проверить истинность нарождающегося объединительного учения на практике. Просто – в силу фантастической малости тех квантовых сущностей, что могут «вылупиться» из предпринимаемых попыток разбить пространство и с ним же время заодно на минимально возможные кусочки – кванты того самого пространства-времени. Или – кванты гравитации. Что, как продемонстрировали последующие научные изыскания, в принципе одно и то же.
Молодой ленинградский физик поставил эту самую физику перед выбором: либо, как он писал в одной из своих работ, «отказаться от обычных представлений о пространстве и времени и заменить их какими-то гораздо более глубокими и лишенными наглядности понятиями», либо продолжать одновременно восседать на расставленных далеко друг от друга двух стульях (квантовой теории поля и ОТО – общей теорией относительности), рискуя каждую минуту провалиться неизвестно куда. Проблема требовала решения, и в 1935 году Матвей Бронштейн ринулся на его поиски.
Оговоримся сразу – они не закончены и по сей день. Хотя продвижение – колоссальное. Только упоминание двух столбовых дорог в этом направлении – теории суперструн и петлевой квантовой гравитации – может проиллюстрировать гигантские интеллектуальные усилия, предпринятые человечеством в этом направлении. Но все они уже были сделаны без участия основоположника объединительного учения – гениального советского физика Матвея Бронштейна.
В 31 год от роду его убили. В Ленинградской тюрьме НКВД. Согласно расстрельному списку от 3 февраля 1938 года, утвержденному Сталиным, Ворошиловым, Молотовым и Кагановичем. Не помогли ни обращения тестя ученого – Корнея Чуковского, ни мольбы друга семьи – Самуила Маршака, ни отчаянные письма наверх верного товарища по научным изысканиям Льва Ландау. Машина репрессий в одном человеке уничтожила, по сути, Вселенную. Её певца и одновременно композитора. Архитектора и зодчего. Инока и святителя. Уничтожила целый мир. И даже больше – любимого человека, страшная боль об утрате которого у жены ученого, Лидии Чуковской, осталась навсегда:
«Куда они бросили тело твоё? В люк?
Где расстреливали? В подвале?
Слышал ли ты звук
Выстрела? Нет, едва ли.
Выстрел в затылок милосерд:
Вдребезги память.
Вспомнил ли ты тот рассвет?
Нет. Торопился падать».
Гигантская, необъятная Вселенная и всего лишь один в ней человек: маленький, крошечный, песчинка… А стоят вровень. И будут стоять. И не получится отнять их друг у друга…
Музеолог и искусствовед Наталья Грамолина
Колыбелью космонавтики калужский край стал позже. А сначала сделал миру совсем другой подарок – идеальный российский пейзаж, перенесенный на холст выдающимся русским живописцем Василием Дмитриевичем Поленовым. Именно калужские просторы, увиденные с беховского холма над Окой послужили в свое время прототипом ключевого живописного образа среднерусской природы. И если искать колыбель российского пейзажа, то, скорее всего, именно здесь – в Поленово, Бехово, по ту и другую стороны Оки, хотя и отделившей тульскую землю от калужской (или соединившую их – это уж как смотреть), но вместе с тем впитавшей в себя всю живописность России. Сегодня над колыбелью российского пейзажа нависла серьезная угроза. Имя ей – карьерные самосвалы. И экскаваторы – тоже. Битву с ними вот уже много лет к ряду ведет директор музея-заповедника В.Д.Поленова Наталья Николаевна ГРАМОЛИНА.