Журнальный зал

Русский
толстый журнал как эстетический феномен

Опубликовано в журнале: Нева 2003, 1

“Звездный билет”

Борис Петрович Захарченя родился в 1928 году. Окончил ЛГУ в 1952 году, академик РАН, известный физик-экспериментатор, автор многих научных трудов и ряда публикаций в периодике. Живет в Санкт-Петербурге.

“Звездный билет”1

Число моих поездок в Эстонию не исчислить. Все они были не просто приятны, но праздничны. Когда зимой, уже поздно вечером я приезжал на автобусе из Ленинграда в Тарту, меня встречал на “буси ям”2, широко и приветливо улыбаясь, Хельдур Мюльберг — шофер моего друга, в ту пору президента Академии наук ЭССР Карла Ребане. Вез в старенький, но уютный “Парк отель”, расположенный в парке на холмах, возвышающихся над старым Тарту — Дерптом. Был я тогда членом ученого совета Института физики Эстонской академии наук.

Летом, уже на своей машине, приезжал я в гости к Карлу, страстному рыболову, половить рыбу на озере Кареярв, недалеко от Тарту, или в Пярну к Юрию Тенсону, тогда управляющему филиалом Таллиннского института электротехники. Потом были бесчисленные поездки уже на собственную маленькую дачу в лесу, неподалеку от Пярну, где в то время на улице Тооминга, в самом красивом районе городка, обосновался замечательный поэт Давид Самойлов. Длительное мое знакомство с ним незабываемо.

Всех поездок, множества встреч с “великими и малыми” не перечесть. Но самой значимой в моей жизни была первая поездка в Эстонию летом 1952 года.

В этом году я окончил физический факультет Ленинградского университета, и тогда же, в начале лета, с двумя своими однокурсниками Алексеем Шултиным и Вадимом Филимоновым мы решили съездить в Таллинн — как бы за границу. Именно так в начале 50-х население обширного СССР воспринимало Прибалтику, сравнивая уютность ее кафе, ресторанов, весьма неплохую еду, чистоту улочек и домов с бытовой неустроенностью остальной части огромной страны. Где-то на грани 50-х и 60-х годов Василий Аксенов прославился своей книгой “Звездный билет”, повествующей о поездке компании молодых людей в Эстонию, написанной, как мне кажется, под влиянием романа Хемингуэя “Фиеста”. Эта первая книга Аксенова — замечательные герои ее, их образы до сих пор у меня в памяти. Но мы были другие, девушек и богемного Кяну-Кука среди нас не было, да и поездка наша была короткой.

Мне хотелось увидеть Таллинн, и особенно таллиннский порт, о котором мне так много рассказывал отец, начавший Вторую мировую войну заместителем начальника инженерных войск 8-й армии, действовавшей, и весьма неудачно, в самом начале войны в Эстонии. Он, старый солдат, начинавший Первую мировую войну унтер-офицером царской армии и прошедший, уже на стороне Красной армии, всю гражданскую войну, не мог сдерживать слез и дрожи в голосе, рассказывая о трагическом бегстве наших войск под натиском немецких дивизий. Горел Таллинн, горел порт, горело море от огромного количества разлившегося в нем бензина и мазута. Отец описывал сцены одну страшнее другой: майора с оторванными ногами, в предсмертной агонии умоляющего жену пристрелить его, людей, прыгающих с палуб в горящий залив, себя и случайного напарника-матроса, барахтающихся, вцепившись в бревно, в смертельно холодной октябрьской Балтике…

В Таллинн мы прилетели на самолете. Такие рейсы между Ленинградом и Таллинном недавно были открыты. Летали самолеты типа “дуглас”, попавшие в СССР в начале войны как помощь союзников. Вместо пассажирских кресел вдоль фюзеляжа — длинные металлические скамейки. Несколько офицеров и генерал летели вместе с нами как живое напоминание о сравнительно недавно закончившейся войне, следов которой в Таллинне почти уже не осталось.

Меня, как человека “напичканного” (любимое выражение моей мамы) литературой, кроме порта, интересовал Кадриорг — Екатеринталь, где жил Лесков и где написал он замечательную повесть, а может быть, просто длинный рассказ “Колыванский муж”. Читая его, я всегда думал: “Какой сюжет для кино! Как, живя до появления кинематографа, сумел Лесков написать великолепный, чисто “киношный” сценарий о русском офицере-моряке, который всякий раз, возвращаясь из далекого плавания, узнает по появлению новых детей об изменах своей немки-жены и учиняет чисто русские “разборки” с буйным погромом, разрушающим по-немецки налаженный быт и порядок?”

Не только Лесков заставлял меня тогда вспоминать аллеи и дворец Екатеринталя — Кадриорга. Прогулки по парку, любование морем и улочками Таллинна были не главным в этой поездке. Главным было то, что от Алексея Шултина, который уже с третьего курса работал в лаборатории члена-корреспондента Академии наук СССР Евгения Федоровича Гросса, я впервые услышал слово “экситон”, обозначающее название новой квазичастицы в кристалле. Оптический спектр экситона наблюдался год назад Гроссом и его аспирантом-туркменом Нури Каррыевым в полупроводнике — рубиново-красном кристалле закиси меди.

Я был далек от физики твердого тела; такого курса нам в конце 40-х — начале 50-х в университете не читали. В памяти осталась лишь случайная и очень неудачная лекция Никиты Алексеевича Толстого о полупроводниках. Оптическую же спектроскопию я знал и любил не только благодаря добротным лекциям Сергея Эдуардовича Фриша и блистательным семинарам профессора Ельяшевича по такой, казалось бы, скучнейшей дисциплине, как систематика атомных спектров, но и по той причине, что оптические спектры были для меня чем-то вроде “набоковских” бабочек. Кванты света, выпорхнувшие из атомов и образовавшие линейчатый спектр, не чудо ли природы!

В ту поездку в Эстонию Алексей Шултин рассказал, что спектр экситона в кристалле закиси меди наблюдается в виде серии спектральных линий, сбегающихся к границе сплошного поглощения, то есть точно так же, как серия линий атома водорода. Это в точности соответствовало модели англичанина Мотта и американца Ванье, предположивших еще в 40-х годах существование в кристаллах полупроводников квазиатома, состоящего из электрона и положительно заряженной дырки, связанных кулоновскими силами в кристалле. Все это очень напоминало атом позитрония, который, как известно, построен из электрона (вещества) и его антипода позитрона (антивещества). И все это в кристалле! Я уже тогда знал, что идея существования таких частиц в кристалле была высказана в 1931 году выдающимся физтеховским теоретиком Яковом Ильичом Френкелем. Именно он назвал такую частицу в кристалле экситоном, от греческого “exito” — “возбуждаю”.

Рассказанное Шултиным поразило мое воображение и родило стремление попасть в Физико-технический институт АН СССР, где университетский профессор Е. Ф. Гросс по совместительству руководил оптической лабораторией. Тогда я еще не знал, что эта цель окажется тем “звездным билетом”, который приведет меня к научным успехам и к знакомству со многими выдающимися людьми, что особенно важно и всегда взаимосвязано.

Однако эту цель осуществить было совсем непросто. Дело в том, что обо мне и моих возможных способностях к исследовательской работе никто из университетских профессоров не знал. Я оказался жертвой секретности и юношеской глупости, благодаря которой согласился года за полтора-два до окончания университета учиться в спецгруппе, готовящей специалистов по спектральному анализу урана, плутония… Группа была сверхсекретной, даже журналы с записями лекций мы сдавали в специальный опечатываемый сейф.

А Алексей Шултин работал у Гросса, занимался оптико-акустическим эффектом, и ему было обеспечено место в университетской лаборатории Евгения Федоровича Гросса. Вадим Филимонов был любимым учеником академика А. Н. Теренина, занимавшегося в университете фотохимическими и физическими исследованиями поверхности, и его судьба после окончания университета также была предопределена: он оставался при Александре Николаевиче.

Нашу же группу перед самым окончанием моей учебы в 1952 году распустили, так как бомба была сделана, испытана и специалистов, или, как их тогда называли, “физиков-атомщиков”, было вполне достаточно. Это была большая удача, плохо тогда мною осознанная. Не нужно было ехать в какой-нибудь “номерной” Свердловск, Красноярск или Челябинск, где результаты моих работ, если бы они появились, точно так же, как мои записи лекций в спецгруппе, легли бы на полку сейфа. Осознание трагичности ситуации, когда человек, догадавшийся, придумавший, изобретший что-либо, остается в тени, а его успех поощряется только деньгами, пришло ко мне гораздо позже. Хотя, как говорят толкователи Талмуда: “Знания, за которые хорошо платят, сохраняются дольше”…

Из Эстонии мы вернулись поездом. Короткое ленинградское лето кончалось, и мне надо было действовать, чтобы помочь себе самому в устройстве к Е. Ф. Гроссу в Физтех. Его, увы, я совсем не знал: Гросс не читал лекций студентам, и в “Большой физической аудитории” я за пять лет обучения в университете никогда его не видал. Однако слышал в одной из лекций профессора Фриша о замечательном эксперименте по наблюдению Е. Ф. Гроссом бриллюэновского3 рассеяния в кристаллах кварца, выполненном им еще в 1931 году и потребовавшим от экспериментатора непрерывной фотоэкспозиции длительностью в 100 часов!

Алексей Шултин помог мне встретиться с Гроссом. Произошло это как-то “на бегу” (профессор, как всегда, куда-то спешил), на выходе из университетского двора. Евгений Федорович был невысокого роста, где-то около 160 см, в сером кургузом пиджачке (на маленьких и полных людях они всегда так выглядят), который освежал отложной воротник рубашки без галстука, на голове давно вышедшая из моды тюбетейка с полинявшими цветными азиатскими орнаментами, короткие брючки и сандалии, носки дешевые — хлопчатобумажные. В этой одежде была не бедность, но некое “ретро”, сохранившееся с 20—30-х годов. Глаза умные, но осторожно-хитрые, нос породисто тонок и чуть-чуть длинноват. Под тюбетейкой угадывалась плешь, которая была прикрыта зачесанными справа налево волосами.

Гросс быстро осмотрел меня, довольно высокого юношу, ростом около 190 см, и не отказал в коротком разговоре (а мог бы сослаться на занятость и убежать к автобусу, подошедшему в это время к остановке на Университетской набережной). Начав говорить, он извлек из нагрудного карманчика перьевую зубочистку, завернутую в бумажку, и, сунув ее в рот, сказал, что сотрудники ему нужны для сооружения новой установки по радиоспектроскопии молекул (строительство установки он собирался начать вместе с профессором Электротехнического института В. П. Вологдиным). Поэтому я должен был съездить в Шувалово, где в старом Шуваловском дворце находилась лаборатория “высокочастотной электротермии”, и обо всем договориться с сотрудниками члена-корреспондента Академии наук В. П. Вологдина. О Физтехе и исследованиях по экситону — ни слова…

“Ну, хоть что-то”, — подумал я и вышел на набережную — одно из красивейших мест Петербурга — Ленинграда. И опять я был очарован набережной Невы, неяркой цветовой палитрой воды и северного голубоватого неба, разделенных полосой дворцов, растянувшихся по низким берегам. Много лет спустя мой знакомый с 60-х годов Карсон Джеффрис — физик и художник, прилетевший в 1969 году на конференцию в Россию из калифорнийского Беркли, глядя на невскую панораму, прошептал: “What а color!”4 А я отступаю в прошлое…

Когда случается мне стоять у гранитного парапета над Невой, я всегда вспоминаю свое поступление в университет в 1947 году.

Учителя нашей послеблокадной школы на Петроградской стороне внесли в мою юную душу множество сомнений. Математичка уговаривала поступать в университет на математико-механический факультет, и это забавляло меня, очень прохладно относившегося к математике, хотя свободно в ней ориентировавшегося. Зря я тогда не доверял интуиции Александры Аполлоновны. Уже на третьем курсе физфака, сдавая экзамен по математике и отвечая на вопросы о дифференциальных уравнениях академику Владимиру Ивановичу Смирнову и Марии Ивановне Петрашень, я наслушался таких комплиментов и предложений перейти на матмех, что долго не мог прийти в себя от гордости и смущения.

Мария Петровна Цамутали, завуч нашей школы и великолепная преподавательница литературы, склоняла меня поступать на филологический факультет с тем, чтобы заняться чем-то вроде журналистики. Вот ее совета я послушался. Заполнил анкету для поступления на отделение журналистики филфака, но сразу не отдал ее в приемную комиссию. Подошел в раздумье к своему любимому месту на гранитной набережной и, стоя у парапета, думал, думал, следя взглядом за бегущей водой и переводя взгляд то на Медного всадника, то на купола Исаакиевского собора. Внутренний голос шептал: “Не поступай, Боря, на журналистику. Пропадешь. Характером ты слабоват, слегка восторжен, будешь неумеренно прославлять “дорогого и горячо любимого” вождя, а когда Сталина разоблачат как деспота и бандита, то от стыда сопьешься”. Не иначе как Бог посетил меня! К этому мистическому голосу прибавилось вполне реальное чувство — любовь к знанию и науке. Рано прочитанные книги Джеймса Джинса “Популярная астрофизика” и Жоржа Гамова “Мистер Гопкинс путешествует по атомному ядру” сделали свое дело. Выбросив свое заявление в “набежавшую волну”, поднятую прошедшей баржей, я отнес новое заявление на физический факультет университета. Учился с удовольствием.

Теперь же, после окончания университета, нужно было проявить упорство, ибо я был твердо убежден, что работать должен только в Физико-техническом институте. Во многих странах теперь наш институт называют просто Институтом Иоффе (“Ioffe Institute”) — и всем физикам понятно, что речь идет о Ленинградском, ныне Санкт-Петербургском, физико-техническом институте. Уверовал тогда, что другого равноценного места, где можно по-настоящему “занырнуть” в сказочную науку физику, в Ленинграде нет.

Итак, по совету Гросса я поехал в Шувалово, где в одном из залов дворца, приспособленного под лабораторию (ужасно было смотреть на кариатид со вбитыми в их животы крючьями для различных подвесов), и произошла моя встреча с сотрудником Вологдина Фогелем, человеком толковым, но “до мозга костей” инженером, занимающимся генераторами СВЧ. Он мало знал о договоренности Гросса и Вологдина о проекте по СВЧ спектроскопии молекул, но долго говорил со мною о перспективах СВЧ-техники. Ему молодые специалисты тоже были нужны. Особенно долго рыжий и молодой тогда Александр Александрович говорил о совсем непонятных мне вещах — возможности локализации высокочастотной энергии в пространстве, чем совсем меня испугал, напомнив авантюриста Гарина из повести Алексея Толстого. Только много позже я понял, что Александр Фогель говорил со мной о проекте создания устройства, близкого к современному генератору стимулированного излучения. Нет, ничто на меня не действовало: “В Физтех! В Физтех, и только в Физтех!”

Кто мог в те годы устроить меня туда? Только партийные органы и организации, связанные с ними, например, такие, где занимались кадрами на всех уровнях. На следующий день я пришел в отдел аспирантуры Академии наук. И тут мне здорово повезло: меня, никому не известного молодого человека, принял сам начальник по кадровым вопросам Ленинградского филиала Академии наук Лебин. Моя фамилия вызвала у него какие-то воспоминания. Оказалось, он был фронтовиком-сапером и много раз слышал фамилию моего отца. Когда же он узнал, что моя семья еще с довоенного времени дружила с Хреновыми, решение было принято… Аркадий Федорович Хренов — генерал-полковник, военный инженер, Герой Советского Союза, был заместителем командующего Волховским фронтом маршала Мерецкова. Именно на этом фронте воевал Лебин…

Я выходил из здания Академии наук, шел мимо лестницы, ведущей к ломоносовской мозаике “Полтавская битва”, а в кармане лежала бумага с направлением на работу в Физико-технический институт на должность старшего лаборанта (общее звание всех молодых специалистов, принимаемых в институты Академии наук СССР). Осенью надо было сдавать экзамены в аспирантуру, и мне еще предстояло убедить Е. Ф. Гросса принять меня в лабораторию: я уже слышал, что он очень не любит аспирантуру с ее идеями защиты диссертации в срок, а уж докторантуру считает просто извращением. В душе я полностью разделял идеи Гросса, но…

В Физтехе в самом начале 50-х годов происходили драматические события. Создатель института, приобщивший к физике десятки и сотни талантливых людей, Абрам Федорович Иоффе — ученик Рентгена, академик и даже, как пел в одной из своих песен Владимир Высоцкий, “главный академик Иоффе” — вынужден был уйти из него и организовать свою отдельную лабораторию полупроводников. Директором института стал Антон Пантелеймонович Комар — украинский академик, занимавшийся ядерной физикой и физикой металлов. Времена были суровые, вдогонку американцам делалась атомная бомба, а главным менеджером грандиозного проекта был Берия. Людей тогда, даже такого масштаба, как А. Ф. Иоффе, могли перемещать, как пешки на шахматной доске.

Всех вновь поступавших молодых сотрудников (многие, более опытные ушли вместе с Иоффе в новую лабораторию полупроводников) принимал новый директор. Был он абсолютно лыс или выбрит наголо, как знаменитый теннисист наших времен Агасси. Взгляд решительный, твердый. Со мной его разговор был краток: “Ты оптик, вот мы тебя и направим к Гроссу. Есть тут у нас такой член-корреспондент, аспирантов не любит, на меня доносы в академию пишет. Вот к нему и пойдешь”. Разговор был не злой, скорее, с каким-то оттенком юмора, который усиливался еще и легким украинским акцентом. Слово “академия” он произносил по-киевски: “акадэмия”. Меня такое “направление” устраивало вполне, и я в сопровождении начальницы отдела аспирантуры ФТИ, худощавой и весьма решительной дамы, направился в лабораторию Е. Ф. Гросса.

Лаборатория была очень мала даже по масштабам тех лет: две комнаты и маленький кабинет Гросса, где располагался еще и старший научный сотрудник Алексей Ионович Стеханов, в отсутствие Гросса занимавший его стол. Этот кабинет и комната рядом с ним в довоенные времена были кухней в квартире А. Ф. Иоффе, всегда жившем при институте.

Гросс ожидал меня, он уже знал, что я, преодолев препятствия (обо всех я здесь не рассказал), пробился-таки к нему в лабораторию. Думаю, это ему понравилось, ибо девизом, многократно им повторяемым, были такие слова: “Если хотите чего-то добиться в жизни, нужно бульдожьей хваткой вцепляться в ляжку!” “Ляжка” Евгения Федоровича не пострадала, но проект Гросс—Вологдин—Фогель был разрушен.

Впрочем, как выяснилось позже, никакого всерьез обдуманного проекта по созданию установок для радиоспектроскопии молекул просто не было. Евгений Федорович меня, вульгарно выражаясь, “надул”. Валентин Петрович Вологдин вскоре умер, а Фогель через несколько лет стал заведующим одной из лабораторий нашего Физико-технического института. С помощью метода высокочастотного бестигельного нагрева — где вклад его был велик — стали получать чистые кристаллы различных соединений с очень интересными для техники свойствами. О некоторых из них знают коммерсанты и дамы, любящие украшения, например, фианиты, искусственно выращенные монокристаллы оксида циркония, бесцветные и окрашенные, которые трудно отличить после огранки от бриллиантов, изумрудов… Установки же для радиоспектроскопии молекул и молекулярных растворов я увидел лет через десять в США в одной из лабораторий Стенфордского университета. С помощью них были получены замечательные результаты по физической химии, но создать такое серьезное оборудование было непросто. У меня бы на это ушло не меньше половины жизни. Слава Богу, обошлось…

Гросс любил кресла-провалы. Вот и сейчас, когда я вошел в его кабинет, он сидел, провалившись в мягкое низкое кресло, положив свои холеные руки на деревянные обшарпанные поручни. Кресло было сбоку от большого, крытого зеленым сукном стола. Голова Гросса с жидким зачесом, прикрывающим лысину, была на уровне стола или даже чуть ниже. За столом же возвышался Алексей Ионович Стеханов — единственный старший научный сотрудник в лаборатории Гросса. В первый момент я сосредоточился не столько на мужах науки, с которыми мне предстояло быть вместе долгие годы, — я загляделся на окно, за которым был физтеховский парк. Он был великолепен. На всю жизнь я запомнил гигантский куст жасмина в окне за спиной Гросса. Как жаль, что нет портрета Евгения Федоровича на фоне этого куста.

Итак, я вошел, Гросс и Стеханов, последний несколько ядовито улыбаясь, посмотрели на меня. Улыбка Алексея Ивановича выражала скрытую мысль: “Вот проныра!” Мгновенно из карманчика Гросса выпорхнула зубочистка, и толстенькие пальцы, прикрывая рот, заработали. С иронией Гросс продекламировал:

Забрели мы как-то сдуру,

Друг, с тобой в аспирантуру.

Что тут делать, как тут быть,

Как тут горю пособить!

Потом добавил, что “спасение утопающих — дело рук самих утопающих”. Помню, как позже Алексей Ионович Стеханов объяснил мне, что еще никому под руководством Гросса не удалось защитить в срок кандидатскую диссертацию (сам же Евгений Федорович получил степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации, за обнаружение им тонкой структуры линии рэлеевского рассеяния света).

Стеханов рассказал мне как-то историю о том, как Михаил Владимирович Волькенштейн — известный специалист в области молекулярной оптики, много работавший потом в биологии, — решил просить Гросса быть оппонентом по его трехтомной диссертации, посвященной теории спектров молекул (тогда объем диссертаций был неограничен). Гросс продержал ее у себя три года, несмотря на многократные мольбы диссертанта написать отзыв. Диссертацию в конце концов пришлось у Гросса изъять.

Меня не очень испугали рассказы об отношении Евгения Федоровича к диссертациям, до защиты было еще далеко. Кстати, в то время они были редки и являлись событием. Через 15—20 лет стала происходить девальвация и кандидатских, и докторских диссертаций. Увы! Энтропия увеличивается. Рассуждения же Гросса по поводу аспирантуры были просты. Процесс становления ученого должен быть естественным, а аспирантура с утвержденными темами, экзаменами и защитами диссертаций в определенные сроки раздражала его. Существовавшая же в СССР докторантура (ее придумали, главным образом, как метод взращивания научных кадров для республиканских Академий наук) вызывала у Гросса крайнее раздражение.

Евгений Федорович познакомил меня с немногочисленным персоналом лаборатории: младшим научным сотрудником Иваном Иосифовичем Новаком, механиком Владимиром Ивановичем Курпяковым, оптиком-механиком Марией Ивановной Ивановой. Майю Августовну Якобсон я знал хорошо: она училась со мною на одном курсе, и мы пришли в лабораторию почти одновременно. Алексею Ионовичу Стеханову я был уже представлен.

Стеханов, внешне очень напоминавший тип гоголевского “чиновника средней руки”, занимался тогда рамановским рассеянием света в кристаллах, и самая большая установка в главной лабораторной комнате принадлежала ему. Он очень гордился тем, что обнаружил рамановское рассеяние второго порядка в кристаллах, кажется, гипса (их для него шлифовала и полировала Мария Ивановна), и, изучая температурную зависимость интенсивности этого рассеяния, намеревался экспериментально проверить детали теории динамики кристаллической решетки Борна. Был он очень организован, приходил рано, с работы уходил непоздно и часто рассказывал мне о своей даче в Старом Петергофе, где в пруду на его участке развелось множество карасей. Был он человек тихий, но любивший иногда посплетничать. Любил этот вид балагурства. Рассказывая истории об Абраме Федоровиче Иоффе, о Гроссе и других физтеховцах, он забавно посмеивался, издавая непередаваемое, слегка саркастическое хихиканье. Очень редко Алексей Ионович вспоминал свое недавнее фронтовое прошлое. Этих воспоминаний он не любил. Уже после ранней и неожиданной его смерти я узнал, что в начале войны он попал в плен с тяжелой контузией, полученной не от взрывной волны, а от удара прикладом по голове. Из плена бежал и продолжил войну до ее победного конца. Узнав это, я очень жалел Алексея Ивановича, вспоминая, как каждый день он старательно проделывал свои эксперименты и внимательно разглядывал пластиночки с фотографиями полученных им рамановских спектров, уютно устроившись в кабинете Гросса за большим столом, ранее принадлежавшим академику Иоффе. Умер Ионыч, как мы его по-свойски называли, после операции по поводу опухоли мозга. Приклад немецкого шмайссера свел-таки его в могилу, не дав времени дождаться лазерных источников света, позволяющих наблюдать не то что второй порядок в рамановском5 рассеянии, но гораздо более высокие порядки рассеяния света.

Ивана Новака тоже не минули “сороковые роковые”: и он всю войну прошел. Сейчас он председатель Совета ветеранов ФТИ им. А. Ф. Иоффе. Когда я пришел в лабораторию, он занимался инфракрасными спектрами кристаллов и полимеров.

Евгений Федорович не вмешивался в выбор научной тематики, особенно если видел, что сотруднику интересно и он с увлечением работает. Помню, как Ивану Иосифовичу Новаку понадобилась тонкая резина, которую можно было бы растянуть до нужного предела, зажав в специальные зажимы. Такое одноосное растяжение материала, по мнению Новака, должно было проявиться в инфракрасных спектрах каких-то молекулярных групп. Самым подходящим объектом для таких исследований, решил изобретательный Новак, будут… презервативы. Купил их целый ворох и, смывая мешающий в эксперименте тальк, которым покрыты новые резиновые изделия, замусорил ими всю лабораторию. Во время этих экспериментов “с растяжками” по всей лаборатории валялись рваные и мокрые гондоны, как в России называют это изделие, искажая английское — “condom”. Очень возмущалась этим обстоятельством наш оптик Мария Ивановна, и бурно веселился Владимир Иванович — наш механик. Вскоре Новак перешел в лабораторию академика Журкова, где возглавил группу по оптике полимеров.

Майя Августовна сразу же была “брошена” Гроссом на исследование спектров поглощения кристаллов сульфида кадмия, в которых при температурах жидкого гелия наблюдалась узкая линия поглощения у самого края спектра сплошного поглощения, и естественно было предположить, что это тоже экситонное поглощение света, как и в кристаллах закиси меди.

Мне же Гросс пока ничего конкретного не предлагал. Может быть, решил посмотреть, насколько я инициативен. Позже я узнал, что академик Петр Леонидович Капица именно так проверял молодых ученых-экспериментаторов. Набирал их еще “дипломниками” в лабораторию, предлагал ознакомиться с лабораторией, и только. Проявивших же инициативу и начавших самостоятельно работать, оставлял в институте с перспективой зачисления в штат. Может быть, Гросс следовал примеру легендарного Петра Леонидовича — человека, который уже при жизни сумел внушить окружающим, и не только своим собратьям по науке, что он — полубог.

Я в то время, разумеется, был далек от таких “тузов”, как Капица, но понимал, что инициативу проявлять нужно, и чем раньше, тем лучше. Сразу после разговора с Гроссом пошел в лабораторию, настроил спектрограф большой дисперсии. На пути пучка света, сформированного специальной лампой накаливания и линзами, поставил прозрачный дьюар с жидким азотом. Опустил в него держатель с прикрепленной к нему рубиново-красной полированной пластинкой кристаллической закиси меди и сфокусировал свет на щели спектрографа. В фокальной плоскости вспыхнула разноцветная полоска сплошного спектра, в желтой части которого были отчетливо видны узкие линии поглощения, образующие знакомую закономерность — водородоподобную серию линий, установленную базельским учителем Бальмером еще в середине 80-х годов XIX столетия для линий в спектре водорода. Все это я твердо усвоил в десятом классе средней школы. Установленная Бальмером чисто эмпирически закономерность имеет глубокий физический смысл. Дело в том, что кулоновское взаимодействие характеризуется потенциалом, который с увеличением расстояния — r между взаимодействующими зарядами убывает как 1/r. Математически это гипербола. Потенциальная яма, образованная такими гиперболами, содержит набор квантовых состояний, сбегающихся при увеличении энергии, как говорят, по закону Бальмера (который, установив этот закон, разумеется, ничего не знал о квантовых состояниях атома). Серию спектральных линий атома водорода, расположенную в видимой области спектра, называют бальмеровской, а другие серии, расположенные в инфракрасной и ультрафиолетовой, — по именам их первооткрывателей.

Наблюдение водородоподобной серии узких линий в кристалле полупроводника казалось чудом из чудес. Ведь во всех предыдущих экспериментах видели лишь монотонно возрастающее, с уменьшением длины волны света, поглощение, начало которого соответствовало энергии фотона, необходимой для перевода электрона из валентной зоны в зону проводимости. Просмотрели люди такое замечательное явление потому, что использовали слишком толстые, неохлажденные кристаллы, спектры наблюдали с помощью приборов малой дисперсии. Никому и в голову не приходило, что у края поглощения есть структура, да какая! Золотая пословица: “Смотрят многие, но видит один”. За спиной у меня раздались шаги, я встал с высокой табуретки, и на нее вскарабкался Гросс. С помощью лупы в старинной латунной оправе он стал рассматривать свой любимый спектр. Сначала сосредоточенное молчание и внимательное изучение. Потом взрыв эмоций: “Борис! — Он уже называл меня по имени. — Какое чудо! Никто не видел таких узких линий в полупроводниках! Я уверен: это экситон! Я вижу пять, нет, шесть линий, даже больше! Где вы достали такой роскошный кристалл?! Какая красота! Трудно поверить, что такое может быть в кристалле. Мы с вами должны прославиться, исследуя экситон! Я уверен, что это общее явление для всех кристаллов. Экситоны наверняка играют огромную роль и в фотопроводимости, и в люминесценции. Это надо доказывать. Вот бы наблюдать экситон в излучении!”

Я уверен, что в душе Евгения Федоровича в этот момент пели ликующие тангейзеровские трубы: это ему, Гроссу, боги послали удачу наблюдать впервые спектр, который станет квинтэссенцией спектроскопии полупроводников. В эмоциональных восклицаниях Евгения Федоровича были программа исследований экситона и как бы намек на то, чем я должен заняться. Немного поостыв, как актер после спектакля, Гросс указал мне на более тонкие детали спектра.

Через несколько дней я с помощью нашего механика соорудил несложную установку по выращиванию кристаллов закиси меди, что делалось простым, но достаточно длительным процессом окисления пластин чистой электролитической меди прямо на воздухе при температуре около тысячи градусов, то есть вблизи точки плавления меди. Полученные таким примитивным способом образцы подвергались механической обработке: грубой полировке, скорее, шлифовке, при которой с их поверхности снимался непрозрачный слой окиси меди. Затем образцы тщательно полировались, превращаясь в пластинки различной толщины. Цвет их был красным, я бы сказал — гранатовым, но при сильном охлаждении (например, жидким азотом) они немного желтели, так как край сплошного поглощения смещался в сторону меньших длин волн. Очень красивые образцы! И работать с ними было приятно. Совсем недавно на исходе 2001 года, будучи в Германии, я узнал, что профессор Фрелих из Дортмунда получил из Южной Африки замечательные природные кристаллы закиси меди.

Выращивание кристаллов происходило в подвале, принадлежащем лаборатории и захламленном старым оборудованием. Года через два-три у меня появился помощник — молодой сотрудник, очень приятный собеседник, безупречно вежливый и интеллигентный человек Коля Москвин. Человек он был “рукастый”, унаследовав, по-видимому, это качество от отца, знаменитого кинооператора Москвина (“Трилогия о Максиме”, “Иван Грозный”, “Дама с собачкой” — далеко не полный перечень отснятых им шедевров советского кинематографа). Николай поначалу охотно помогал мне, однако дежурства у муфеля, где многие часы калилась медь, были длинны и скучны. Надежной блокировки, отключающей в случае аварии раскаленную докрасна печь, тогда не было. Оставшись как-то на ночное дежурство, Коля заскучал, изрядно выпил и чуть не сжег подвал. Я его любил за сочетание в нем богемности с интеллигентностью. Пристрастие к выпивке никогда не осуждал, но с Колей мы расстались. Он перешел в другую лабораторию, а потом и вовсе ушел из Физтеха. Кристаллы же, которые он вырастил, оказались очень хорошими, что помогло мне впоследствии наблюдать ряд тонких эффектов в экситонных спектрах. Проходя мимо дома на углу Каменноостровского (Кировского) проспекта и улицы Профессора Попова, где жил Николай Москвин с мамой, известным кинорежиссером Кошеверовой, автором экранизаций сказок Евгения Шварца, я с сожалением вспоминаю свою молодежную горячность и непримиримость.

Наступила осень, и я успешно сдал вступительные экзамены в аспирантуру. Комиссия была в те времена весьма представительная. Грозой всех экзаменующихся был профессор Леонид Николаевич Добрецов, изобретавший шокирующие экзаменуемого вопросы. Удивительно жесткое отношение к сдающим экзамены по специальности “физик-экспериментатор” проявлял профессор Шмушкевич, в те времена руководитель теоретического отдела ФТИ, задавая им те же вопросы, что и молодым физикам-теоретикам. Помню его фразу: “Но ведь вы не гвозди пришли сюда забивать!” Был на экзамене и Гросс, но меня спрашивал академик Петр Иванович Лукирский, по предложению которого мне поставили пятерку. Это был редкий случай в то время.

Не могу сказать, что я был самоуверенным молодым человеком, перед многим робел, но этот маленький успех не доставил мне большой радости, я был уверен в нем заранее. Меня больше всего беспокоило то, как пойдет исследование. Очень уж бедной выглядела лаборатория Гросса. Почти никаких современных электроизмерительных и электронных приборов, которые уже стали появляться в то время. Прибором, регистрирующим спектр, была только фотопластинка. Правда, в шкафу Гросса хранился запас очень хороших “astroplatten”. На полке стоял старый струнный электрометр — прибор, можно сказать, позапрошлого века. Правда, оптика была неплохой. Поначалу мне был выделен старинный спектрограф фирмы “Шмидт и Генч”, напоминающий своим бронзовым блеском и настроечными винтами-кремальерами старинные телескопы астронома-академика Василия Яковлевича Струве, которые я видел в Пулкове и в Тарту. Этот “антик” давал великолепное разрешение и дисперсию, благодаря тому что Гросс усовершенствовал классический спектрограф, изменив в нем коллиматор и камеру, а также системы призм, которые по оптическим свойствам стали не хуже, чем у современных аппаратов. Надо сказать, что Евгений Федорович был оптиком высочайшего класса, но в электронике, даже того времени, почти ничего не понимал. Как он сам неоднократно рассказывал, это было следствием взглядов его учителя — академика Дмитрия Сергеевича Рождественского, который только оптический, спектроскопический эксперимент считал однозначным (интересно, что бы сказали Гросс и Рождественский, доживи они до результатов по тончайшим электрическим измерениям туннелирования носителей зарядов в полупроводниковых сверхрешетках, до открытия квантового и дробного эффекта Холла?).

Первые мои эксперименты были просты, даже примитивны, но они приносили все новые и новые результаты на невспаханной ниве экситонной спектроскопии кристаллов.

Первое, что я сделал, — стал просматривать спектры кристаллов закиси меди разной толщины. В спектрах очень толстых пластинок миллиметровой толщины была видна лишь уже упомянутая, неправдоподобно узкая линия, начинающая экситонную серию, но не укладывающаяся в водородоподобную зависимость. В образцах толщиной 30 на 50 микрон наблюдалась уже описанная экситонная серия линий в желтой области спектра. Она была открыта Гроссом и аспирантом Нури Каррыевым за год до моего прихода в ФТИ. В 10 на 20 микронных образцах я увидел нечто необычное. В зеленой части спектра поглощение уменьшилось, и четко обозначились линии еще одной водородоподобной серии. Быстро сняв обе серии на пластинку, я показал спектр Стеханову. Он поздравил меня, сказав, что такого еще никто не видел. В голосе его, однако, не было особенно восторженных интонаций. Наверно, позавидовал ранней удаче молодого аспирантишки. К концу дня появился Гросс и бурным восторгом проявил весь свой темперамент искателя физических эффектов или, как он говорил, “феноменов”. Мои же чувства были сродни ощущениям футболиста, забившего первый гол в ответственной игре. В те времена я любил футбол, поигрывал сам и часто ходил на ленинградские стадионы смотреть на легендарных футболистов: Боброва, Федотова, Бескова, Карцева, нашего любимого “зенитчика” Левина-Когана, которого поклонники его игры шутливо называли “дважды еврей Советского Союза” (кстати сказать, не помню, чтобы, забив гол, футболисты 50—60-х годов кидались друг на друга и целовались).

Через несколько дней мы принялись писать с Гроссом статью о двух экситонных сериях. Происходило это во ФТИ в его кабинете. Все последующие статьи писались у него дома, и эта работа превращалась в затянувшиеся за полночь беседы, и не только о науке, но и об искусстве, живописи, музыке, театре.

Слабое знание теории зонной структуры полупроводников, впрочем, тогда только появившейся, сыграло с нами плохую шутку. Существование двух экситонных серий на самом деле было следствием спин-орбитального расщепления валентной зоны закиси меди — общего и фундаментальнейшего для полупроводников явления. Наблюдение двух экситонных серий в спектре полупроводника было прямым и ярким свидетельством такого расщепления. Я хорошо усвоил в университете курс атомной спектроскопии и неплохо знал квантовые закономерности в атоме. Лекторы были первоклассные: Торичан Кравец, Михаил Веселов, Сергей Фриш, Михаил Ельяшевич. Я понимал, что спин-орбитальное расщепление может быть у квантовых состояний с волновой функцией р-типа, в отличие от сферически симметричных s-состояний, где орбитальный момент равен нулю. Обычно р-волновые функции рисуют похожими на гантели, а s-функции — шарообразными. В полупроводниках валентная зона описывается р-функциями, поэтому она расщепляется. Гросс, однако, настаивал на альтернативной интерпретации: либо две валентные зоны и два экситона, либо две электронные зоны и тоже два экситона. Даже такой известный всем спектроскопистам факт, как дублетное расщепление линий главной серии в спектрах атомов щелочных металлов, где, так же как в полупроводниках, оптические переходы происходят между s- и p-состояниями, его не убеждал.

По-видимому, еще не доверял мне Гросс, ведь это была моя первая научная статья. Готовая к печати статья, по настоянию Гросса, содержала обе интерпретации, включая его альтернативную, а не единственную правильную. И мы, таким образом, “прошляпили” (любимое выражение Гросса) возможность стать первооткрывателями спин-орбитального расщепления валентной зоны в полупроводниках. Впрочем, я думаю, что, напиши мы четко о спин-орбитальном расщеплении валентной зоны, все равно нам никто бы не поверил. В существование экситона еще не вполне поверили! К тому же статья была опубликована в любимом тогда Гроссом журнале “Доклады Академии наук СССР”, который на Западе был малоизвестен. Что же касается двух серий, то их, как выяснилось через несколько месяцев, несколько раньше меня наблюдали исследователи из университета в Хоккайдо. Их статья с совершенно нелепой интерпретацией существования двух серий в спектре закиси меди была опубликована в журнале Японского физического общества, который в нашу библиотеку приходил с большим опозданием.

Первооткрывателями спин-орбитального расщепления валентной зоны в полупроводниках считаются авторы замечательных экспериментов по циклотронному резонансу в кристаллах кремния и германия. Этот выдающийся эксперимент был выполнен независимо двумя группами исследователей: Кипом, Киттелем и Дрессельхаузом из Беркли и Б. Лэксом с сотрудниками из Массачусетского технологического института в Бостоне в 1953—1954 годах.

В этом эксперименте с помощью резонансной микроволновой спектроскопии удалось наблюдать не только электроны, но и тяжелые, и легкие дырки, что было особенно важно. Циклотронный резонанс во многом явился ключом к пониманию многих важных деталей структуры электронных энергетических зон в полупроводниках, что несомненно способствовало прогрессу электроники.

С Чарльзом Киттелем, автором известных учебников по физике твердого тела, я встречался в 1963 году в Беркли. Кто-то из сотрудников, провожавших меня к его кабинету, сказал, что профессор Киттель имеет чернокожих предков, в чем можно убедиться, взглянув на его руки, — цвет ногтевых лунок свидетельствует о стойкости этих генов. В кабинете Киттеля на стене я увидел небольшую фотографию Михаила Семеновича Хайкина, сотрудника Института физических проблем в Москве.

Меня, хорошо знавшего Мишу Хайкина, это удивило, и Киттель объяснил мне, что знаком с Хайкиным и высоко ценит его работы по циклотронному резонансу в полуметаллах. На руки Киттеля я все же взглянул, какая-то особенность в них была, запомнились тонкие смуглые пальцы. Ногтей не стал разглядывать (вспомнил, однако, Пушкина, ревностно относящегося к “красе ногтей”; интересно, какого же оттенка у него, потомка Ганнибалов, были лунки ногтей?).

Бенжамена (Бена) Лэкса я знал хорошо. В 1967 году полгода работал в созданной им Национальной магнитной лаборатории в Бостоне. Последний раз виделся с Лэксом где-то, дай Бог память, в преддверии или в начале 90-х годов. Сидели вместе в популярнейшем в Бостоне ресторане “Legal Sea Food”. Бен был уже на пенсии. Постарел, наверно, трудно было ему, человеку, привыкшему к кипучей деятельности, уходить в тень… Вспомнили опыты по циклотронному резонансу. Лэкс удивлялся, почему этот ключевой для физики полупроводников эксперимент был без внимания оставлен Нобелевским комитетом. Я “утешил” его тем, что и открытие парамагнитного резонанса Завойским тоже не нашло должного мирового признания.

Рассказывая об экситоне, я многократно употреблял термины: спектральная линия, линейчатый спектр, узкие линии. Это привычная для физиков, занимающихся оптикой и спектроскопией, терминология. Они так привыкли к ней, что не задумываются о существе дела. Так часто бывает. Во всяком случае, когда я спрашиваю студентов: “Что такое спектральная линия?”, они начинают мне рассказывать об оптических переходах между квантовыми уровнями, вследствие которых рождается (излучение) или исчезает (поглощение) квант света — фотон. Это верно. Но при чем тут линия? Родившийся фотон можно зарегистрировать, так же как и поглощенный, с помощью какого-нибудь детектора излучения, скажем фотоумножителя, тогда на экране дисплея, связанного с электронной системой счета фотонов и компьютером, появится сигнал — “всплеск”. Но при чем тут линия? Спектральная линия — это замечательный терминологический анахронизм, связанный с конструкцией спектрального аппарата, изобретатели которого на входе прибора поставили вертикальную щель, образованную двумя подвижными ножами, позволяющими расширять и сужать щель с помощью простого микрометрического механического устройства. Спектральная линия — это изображение входной щели спектрометра в монохроматическом свете в фокальной плоскости камеры спектрального аппарата. Камерный объектив, формирующий это изображение, стоит после системы призм или дифракционной решетки, разлагающих свет в спектр.

Невозможно представить, что до Ньютона не было человека, увидевшего и осознавшего, что “белый свет” состоит из цветовой гаммы. Радугу видели все, многие наверняка замечали, что свет, проходя сквозь неровности стекла, преломляется, образуя знаменитую последовательность от красного до фиолетового. Но Ньютон первым описал явление дисперсии света, поставив осознанный эксперимент с призмой и лучом солнечного света, прошедшего через отверстие в темной шторе и падающего на грань призмы. Темная “ньютоновская” комната — спектрограф — вызвала впоследствии раздражение у Гёте, выплеснутое им в стихотворении, где есть такие строки:

Freunde, flicht die dunkel Kammer,

Wo man euch das Licht verzwickt…6

Великий поэт, воскликнувший, умирая: “Больше света!”, был убежден в непрерывности этой нетленной субстанции, и ему были непонятны попытки дотошного англичанина расчленить эту волшебную материю на части. Не дожил Гёте до создания Джеймсом Максвеллом электромагнитной теории света, в общем подтверждающей интуитивные догадки Гёте. Но что бы он делал, узнав, что свет — это максвелловская электромагнитная волна и световые атомы (фотоны) одновременно. Это после опытов Ленарда стало ясно Эйнштейну. Увы, научный прагматизм часто выше поэзии, хотя основа одна — вдохновенный взлет человеческого воображения. Все поэтические красоты небес от лазурной сини до закатного пурпура “одним махом” объяснил лорд Рэлей, написав свое соотношение, связывающее интенсивность рассеянного света с его длиной волны.

Спектральные линии в поглощении на фоне солнечного спектра наблюдал Фраунгофер и правильно объяснил их как поглощение света атмосферой Земли. Впрочем, несколько раньше наблюдал их кембриджский физик Волластон, но линии поглощения в спектре Солнца называют “фраунгоферовы линии”. Вслед за этим была эпоха открытий в спектроскопии: с изобретением дифракционной решетки, многочисленными усовершенствованиями спектрографов, открытием линейчатых спектров атомов и молекул, расщеплением линий в магнитном (эффект Зеемана) и электрическом (эффект Штарка) полях, обнаружением тонкой и сверхтонкой структуры спектральных линий, наблюдением “странных” спектров внегалактических туманностей, оказавшихся спектрами многократно ионизованных атомов кислорода и азота. Атомные спектры сыграли определяющую роль в формировании постулатов Бора с их знаменитыми стационарными состояниями и в развитии квантово-механических представлений об орбитальных и собственных угловых моментах электронов и ядер, взаимодействующих между собой.

Я с юных лет восторгался, созерцая разноцветные атомные спектры с помощью простенького спектрометра — сциллоскопа — в школьном физическом кабинете и на цветных иллюстрациях-вставках в учебниках по физике. Очень близко здесь квантовая физика соприкоснулась с Природой. Недаром в Ватикане была, а может быть, есть и сейчас спектроскопическая (вернее, астрофизическая) лаборатория, издававшая роскошные атласы спектральных линий атомов.

Но никто до начала XX века не наблюдал узких спектральных линий в кристаллах, связанных не с примесными атомами, но с атомами, составляющими саму решетку кристалла…

1 Глава из книги воспоминаний.

2 Так называют автобусные вокзалы в Эстонии.

3 Явление названо по имении Леона Бриллюэна (1889—1969), великого французского физика.

4 “Какой цвет!” (англ.)

5 Венкатра Раман — крупный индийский физик, лауреат Нобелевской премии 1930 года, наблюдавший впервые рассеяние света на оптических колебаниях среды. Одновременно с ним этот эффект открыли Ландсберг и Мандельштам — советские физики.

6 Друзья, чурайтесь темных комнат,

Где терзают и расчленяют свет… (нем.)

Это стихотворение приведено вместе с хорошим английским переводом в книге Виктора Вайскопфа “The Privilege of Being a Physicist”.

Версия для печати