Судьба и магия таланта Академик В.Д.Шафранов
Судьба и магия таланта
Академик В.Д.Шафранов
Москва
В этом году Российский научный центр «Курчатовский институт» отмечает столетие со дня рождения трех знаменитых академиков: И.В.Курчатова (12 января), А.П.Александрова (13 февраля) и М.А.Леонтовича (7 марта).
Имя Игоря Васильевича Курчатова связано в первую очередь с созданием ядерного щита нашей страны, развитием ядерной и исследованиями, связанными с возможностью создания термоядерной энергетики.
Анатолий Петрович Александров знаменит организацией защиты кораблей от магнитных мин[1] и, вслед за Курчатовым, развитием ядерной энергетики страны, в том числе внедрением ее во флоте.
Михаил Александрович Леонтович — физик-теоретик широкого профиля (физическая оптика, теория колебаний, акустика, статистическая физика, термодинамика), создатель научных школ по радиофизике и физике плазмы.
Он родился 7 марта 1903 г. в Петербурге, в доме деда по материнской линии, выдающегося русского механика В.Л.Кирпичева. Отец Михаила Александровича, Александр Васильевич Леонтович (1869—1943), — преподаватель Киевского университета, физиолог, с 1929 г. академик АН УССР. Мать, Вера Викторовна Кирпичева, была врачом-окулистом. Детские годы Леонтовича прошли в Киеве. Летом семья выезжала на дачу, два с лишним сезона жила на Днепре. Минька (как звали в детстве Михаила Александровича) унаследовал от отца «органическую» любовь к природе и получил от него многочисленные сведения о повадках животных, о птицах и их голосах, о растениях, насекомых и т.д. Анатолий Петрович Александров рассказывал, что они познакомились с Михаилом Александровичем, когда им обоим было по 9 лет, и вспоминал, как на хуторе Млынок, куда их семьи выезжали летом из Киева, они вместе ловили некому французу-преподавателю лягушек.[2]
Александр Васильевич разделял идеи социал-демократов, содействовал им, в связи с чем у него сложились трудности с работой. По совету профессора Д.Н.Прянишникова он принял участие в конкурсе и прошел на место заведующего кафедрой физиологии в Петровско-Разумовском сельскохозяйственном институте (ныне Сельскохозяйственная академия им.К.А.Тимирязева). Так семья Леонтовичей оказалась в 1913 г. в Москве, где Минька поступил в гимназию (в Киеве у него была надомная учительница), расположенную против того места, где сейчас находится станция метро «Новослободская». Из Петровско-Разумовского он добирался на паровичке и другими видами транспорта.
Отец — Александр Васильевич Леонтович — в 1893 г.
Мать — Вера Викторовна — с детьми Евгенией и Михаилом. 1910 г.
Виктор Львович Кирпичев с внуками. Слева — Миша Леонтович. Справа — Витя Радциг.
В гимназии Леонтович, воспринявший от своего отца на всю жизнь интерес к природе, занимается в естественном кружке, увлекается химией (отец допускал его в свою химическую лабораторию), геологией. Затем наступает его увлечение математикой. Вместе с отцом, заинтересовавшимся в 40 лет биологической статистикой, он, учась в последнем, 6-м классе гимназии, называвшейся с 1918 г. советской трудовой школой, начал изучать высшую математику. В декабре этого же года он поступает в Московский народный университет им. Л.А.Шанявского, где в физической лаборатории работали большие энтузиасты физики Э.В.Шпольский и Т.К.Молодый. Вероятно, под их влиянием он принимает решение стать физиком и поступает в Московский государственный университет на физико-математический факультет.
В голодный 1919-й год заболела и умерла мать Михаила Александровича. После вторичной женитьбы отца он зажил самостоятельной жизнью, взяв под опеку и свою сестру Евгению. В 1921 г. он помог ей поступить на физико-математический факультет Московского университета. Евгения Михайловна вспоминала:
«…и я стала жить с братом в его московской комнате, разгородив ширмой наши кровати. В 1921 г. было еще голодно, еда была очень скудная. Я помню вместо чая какой-то суррогатный кофе с сахарином (сахара не было и в помине) и какое-то подобие хлеба. Правда, Миньке на паек иногда давали гуся. Но с 1922 г., с начала нэпа, все изменилось. Каждое утро Минька (он всегда вставал раньше меня) ходил за хлебом и приносил чудесные мягкие калачи… Когда я жила у Миньки, я не помню, чтобы у меня были какие-нибудь проблемы с деньгами — я просто жила на его счет».
Итак, Леонтович с 17 лет начинает самостоятельную жизнь. По предложению Молодого, работавшего в Институте биологической физики, организованном П.П.Лазаревым, Леонтович становится препаратором, несколько позже — младшим, а затем старшим лаборантом в лаборатории Курской магнитной аномалии этого института. В летние каникулы, иногда и зимой, ему удается с магнитометром в руках обойти всю Курскую губернию.
В 1925 г. Леонтович, А.А.Андронов, А.А.Витт и С.Э.Хайкин становятся первыми аспирантами Леонида Исааковича Мандельштама. Основной интерес Михаила Александровича сосредоточивается (в связи с проводившимися в МГУ, а потом в ФИАНе под руководством Мандельштама экспериментами по рассеянию света в жидкости) на молекулярной оптике. Он участвует в создании классической теории комбинационного рассеяния света в кристаллах. Оригинальность, глубина и общность теоретических исследований сразу выдвигают его в число ведущих физиков института. Его доклад «Молекулярная оптика» становится тем, что сейчас называют кандидатской диссертацией (в то время ученые степени не присуждались). С этим докладом Леонтович выступает в Ленинграде. Его оппоненты — В.Т.Бурсиан и В.К.Фредерикс, ученики П.С.Эренфеста.
М.А.Леонтович в 1947 году. Из иконотеки ИИЕиТ РАН.
По окончании аспирантуры в 1928 г. Леонтович остается работать в НИИ физики МГУ. Он становится доцентом, затем профессором физического факультета. Кроме чтения лекций преподает в общем физическом практикуме, совместно с С.И.Вавиловым организует специальный оптический практикум.
В конце 1934 г. Леонтович переходит на работу в ФИАН в качестве старшего научного сотрудника лаборатории колебаний, которую возглавлял Н.Д.Папалекси, и сразу оказывается в числе ведущих физиков института. В 1935 г. И.Е.Тамм, руководитель теоретического отдела ФИАНа, так охарактеризовал Леонтовича в связи с решением о присуждении ему степени доктора физико-математических наук без защиты диссертации:
«Михаил Александрович Леонтович принадлежит к числу выдающихся физиков-теоретиков. Отличаясь чрезвычайной ясностью ума и критической глубиной физической мысли, редкой по глубине и всесторонности эрудицией и владея в совершенстве математическим аппаратом, он вместе с тем является редким примером физика, сочетающего в себе теоретика и экспериментатора — наряду с теоретическими ему принадлежит и ряд экспериментальных работ. Ряд его работ относится к таким разнородным областям, как теория колебаний, квантовая теория, теория относительности. Но наибольшее значение имеют его работы по оптике и статистической физике.
Девять оптических работ М.А.Леонтовича посвящены всестороннему выяснению сложного комплекса явлений рассеяния света. Начав совместное с А.А.Андроновым развитие данной Л.И.Мандельштамом теории молекулярного рассеяния света на поверхности жидкости, он показал затем, что выводы этой теории приложимы также и к рассеянию света слабоматовыми поверхностями. Ряд его работ, выполненных частью совместно с другими авторами, посвящен комбинационному рассеянию (раман-эффекту) в кристаллах. В частности, им выяснена зависимость поляризации этого рассеяния от кристаллической структуры, связь рассеяния в кристаллах с рассеянием в растворах соответствующих веществ и т.д. В совместной с С.Л.Мандельштамом (младшим) работе впервые дан правильный расчет рэлеевского рассеяния твердыми телами. Наконец, в последней работе этого цикла М.А.Леонтович чрезвычайно изящно разрешает трудный вопрос о рассеянии света неравномерно нагретым телом.
Работа по рассеянию света естественно привела М.А.Леонтовича к рассмотрению некоторых общих проблем статистической физики. В этой области им достигнуты очень важные результаты, ставящие его в ряд наиболее крупных специалистов по статистической физике. Так, им впервые было дано обобщение статистических методов на случай непрерывных систем, установлено и исследовано понятие вероятности в функциональном пространстве, позволяющее правильно поставить и решать вопрос о степени зависимости флуктуаций в разных участках тел. Весьма близко к этим работам также и очень ценное исследование законов изменения флуктуаций во времени. Наряду с применением разработанных методов к ряду физических задач М.А.Леонтовичем достигнуты в последнее время существенные результаты в направлении обоснования статистической физики с точки зрения теории случайных процессов».
К этому следует добавить впервые решенную им (в соавторстве с Мандельштамом) задачу о квантово-механическом туннелировании микрочастицы через энергетический барьер, непреодолимый в рамках классической механики. Вскоре Г.А.Гамов, опираясь на эту работу (но не сославшись на нее), дает объяснение радиоактивного ?-распада.
Последующий цикл работ Михаила Александровича, выполненный в 1936—1938 гг., относится в основном к молекулярной акустике. Вместе с Мандельштамом он ставит и решает в общей постановке трудную задачу о поглощении и дисперсии скорости звука в жидкостях в широком интервале частот. Развитую им общую теорию Леонтович привлекает для расчета поглощения звука в электролитах. К этому же времени относится его непримиримая борьба с лженаучными претензиями на материализацию (в механистическом смысле) эфира как носителя электромагнитных волн.
В 1939 г. Михаил Александрович избирается членом-корреспондентом АН СССР. В его научной характеристике того времени, подписанной С.И.Вавиловым, говорится:
«М.А.Леонтович, ближайший помощник и ученик академика Л.И.Мандельштама, является выдающимся и разносторонним физиком-теоретиком. Он свободно владеет методами самых различных ветвей физики. Собственные научные интересы М.А.Леонтовича охватывают статистическую физику, термодинамику, гидродинамику, теорию электромагнетизма и физическую оптику.
Научные работы, выпущенные М.А.Леонтовичем от своего имени, не очень многочисленны, но каждая из них является крупным вкладом в тот вопрос, которому она посвящена. Очень большое количество работ выполняется под руководством М.А.Леонтовича аспирантами МГУ и ФИАНа и студентами-дипломниками МГУ. М.А.Леонтович является одним из ведущих работников ФИАНа, его помощью и консультацией широко пользуются все сотрудники, от младших до членов-корреспондентов Академии наук. Для М.А.Леонтовича характерна большая требовательность к качеству научной работы вообще и своей собственной в первую очередь. На столь же высоком уровне, как и научно-исследовательская работа, стоит преподавание М.А.Леонтовича. Его лекции по статистической физике и по физической оптике пользуются огромной популярностью среди студенчества. Посещаемость этих лекций и теперь, когда выбор обязательных лекций предоставлен самим студентам, остается стопроцентной».
В начале Великой Отечественной войны Михаил Александрович вместе с Физическим институтом АН СССР (как и другими научными учреждениями) эвакуировался в Казань.[3] В 1942 г. по инициативе Хайкина на московском оборонном заводе №465 Наркомата электропромышленности создается лаборатория по разработке радионавигационной системы наведения для слепого бомбометания. Руководителем теоретической группы назначается Леонтович. После проведения необходимой теоретической части работы, в 1944 г., он переводится в теоретическую лабораторию радиолокационного института — НИИ-108, возглавлявшегося А.И.Бергом.
Наряду с решением специальных задач оборонного значения Михаил Александрович выполняет здесь важные теоретические работы в области радиофизики. Еще в лаборатории колебаний он сформулировал приближенные граничные условия для электромагнитного поля на поверхности хорошо проводящих тел (опубликовал эту работу лишь через десять лет, в 1948 г.). Эти «граничные условия Леонтовича» позволили решить большой класс радиофизических задач и сразу прочно вошли в радиофизику и радиотехнику.
В 1944 г. Михаил Александрович публикует фундаментальную работу по распространению радиоволн вдоль поверхности Земли. Он предлагает мощный метод параболического уравнения для комплексной амплитуды волны, получивший впоследствии большое значение в теории распространения волн и задачах нелинейной оптики. Еще одной основополагающей работой этого периода, также ставшей исходной для целого научного направления, становится его совместное с М.Л.Левиным исследование по общей теории тонких проволочных антенн. Ему принадлежит также плодотворная идея включения флуктуационных токов в уравнения электродинамики. Этот цикл работ Михаила Александровича фактически лег в основу нашей теоретической школы по радиофизике.
В оптической лаборатории МГУ. 40-е годы.
До 1946 г. Леонтович читает лекции в МГУ. В 1944 г. выходит в свет его замечательный курс «Статистическая физика», а спустя семь лет книга «Введение в термодинамику». В 1945 г. он возвращается на работу в ФИАН, где после смерти Н.Д.Папалекси в 1947 г. становится руководителем лаборатории колебаний. На первых послевоенных выборах в Академию наук, в 1946 г., Михаила Александровича избирают в академики. Работая в ФИАНе, он продолжает свою очень важную для воспитания нового поколения советских физиков педагогическую деятельность. С 1946 по 1954 гг. преподает в МИФИ (где с 1949 г. руководит кафедрой теоретической физики). Одновременно в 1947—1950 гг. заведует в Издательстве иностранной литературы редакцией физики.
С М.К.Романовским у только что собранного токомака Т-3. Начало 60-х годов.
С 1951 г. в деятельности Леонтовича наступает новый важный период. Ему поручают руководство теоретическими исследованиями по управляемому термоядерному синтезу в Институте атомной энергии. Это решение было принято по предложению Тамма. Следует сказать, что в то время управляемый термоядерный синтез (УТС) привлекал в первую очередь возможностью ускорить наработку трития для термоядерной бомбы. И Леонтович страшно обиделся на Тамма, втягивающего его в работу над бомбой. Вскоре, однако, проблема с термоядерной бомбой была решена без управляемого синтеза, и Михаил Александрович с большим энтузиазмом стал заниматься проблемой производства электроэнергии с помощью неисчерпаемого источника энергии — ядерного синтеза. Его участие в работе по УТС сыграло исключительную роль для успешного развития физики высокотемпературной плазмы в СССР. Первые же его работы по расчету электродинамических сил, возникающих при смещении токового канала относительно проводящего кожуха, по динамике пинчевого разряда, по стабилизирующему действию на разряд сильного продольного магнитного поля стали основой для последующих обширных исследований, которыми занялись его ученики. Он принимает активное участие в постановке новых экспериментов, в анализе и обсуждении их результатов. Для всего коллектива физиков, собранного с целью решения задачи по созданию термоядерной плазмы, Михаил Александрович становится высшим авторитетом в вопросах не только научных, но и общечеловеческих. Его принципиальность, прямой и открытый взгляд на жизнь и живейший интерес ко всем научным новостям во многом способствовали формированию на долгие годы здорового климата в коллективе, находившемся в сфере его влияния и внимания. А влияние Михаила Александровича испытали на себе несколько десятков физиков, как работавших непосредственно с ним, так и тех, кто участвовал в работе его знаменитого семинара.
На прогулке. Третий слева — известный радиофизик В.В.Мигулин. 1969 г.
В чем же секрет магии Леонтовича, которая так воздействовала не только на работавших с ним многие годы, но и на тех, кто встречался с ним почти что мимолетно? Напомним о родителях, сумевших привить своим детям честность, бескорыстие, доброе отношение к природе, к людям, обладающим этими же качествами. Естественно, что такие люди находят друг друга и дружат, равняясь на чем-то их превосходящих сверстников. Так и возникает конгломерат уникальных личностей типа А.А.Андронова, М.А.Леонтовича, П.С.Новикова, оставивших глубокий след в жизни других. Они, конечно, очень разные. Леонтович, вспоминал С.М.Рытов, мог сказать громко, на весь зал даме, проявлявшей к нему благосклонное внимание: «Имейте в виду: у меня есть жена и я ее люблю». Но, как рассказал Г.Г.Гусев, он мог так же громко заявить в 1947 г. партийной комиссии по чистке кадров, предлагавшей освободить от работы ценного сотрудника Издательства иностранной литературы, у которого оказались репрессированными родители: «Так вот, я считаю ваши действия незаконными. Я назначен сюда Центральным Комитетом партии, и я отвечаю за штат физической редакции. Если сделаете что-либо без моего согласия, я немедленно отправлюсь в ЦК». Это был рискованный, но действенный шаг. Председатель комиссии, не уверенный в поддержке сверху, решил отложить этот вопрос и не возвращался к нему.
Трезвый взгляд на такие вещи, как борьба за «идеологическую чистоту» науки в конце 40 — начале 50-х, и прямое высказывание в поддержку обвиняемого в соответствующем «грехе» — это характерно для Леонтовича. На собрании сотрудников в ФИАНа, где осуждались «философские ошибки» в изданных лекциях Мандельштама, Леонтович сказал простую, но убийственную для критиков фразу, запомнившуюся С.М.Рытову:
«Из того, что лекции Мандельштама через 15 лет не удовлетворяют критиков, следует, что критикам надо написать новую книгу, в которой теория относительности освещалась бы так, как они считают правильным».
Поражала удивительная прямолинейность и непосредственность Леонтовича: «…в нем было много детского, — пишет С.М.Рытов, — в частности такой была его реакция, когда он слушал что-либо интересное или неожиданное для него. Он просто пожирал своего собеседника расширенными глазами». И такого рода интерес ко всему новому сохранялся, можно сказать, до самой его кончины.