Страница 8 из 117
Положение еще более улучшилось, когда в 1930 году деканом физического факультета и директором НИИФ стал Б. М. Гессен, с гимназических лет ближайший друг И. Е. Тамма, в отличие от него, — идейный большевик, участник гражданской войны и при этом высокоинтеллигентный человек. Он окончил Институт красной профессуры, созданный для подготовки идеологической коммунистической элиты, одно время был даже его директором. Из этого окружения он, конечно, несколько выделялся общей образованностью, общей культурой. Занимался философией естествознания. Достаточно сказать, что его выступление на 2-м Международном конгрессе по истории науки в 1931 г. в Лондоне с изложением своей марксистской концепции привлекло серьезное внимание и неоднократно цитировалось впоследствии в западной литературе (подробнее о нем см. [6]).
Гессен глубоко уважал Мандельштама, восхищался им. Вспоминается сцена в гардеробе, когда он помогал ему надеть пальто, буквально сдувая с него пылинки. Неудивительно, что при таком директоре для Л. И. были созданы максимально возможные тогда благоприятные условия. Но это время было началом эпохи страшных процессов, а затем и «большого террора». В 1936 г. Гессен был (неизвестно за что) арестован и расстрелян. Всем, кто был близок с ним, это принесло новые испытания. Но мы забежали далеко вперед. Вернемся к научной работе Л. И.
Университет, наличие многих сотрудников дали Л. И. возможность развернуть ее сразу по нескольким линиям. Помимо чтения курса лекций по теории электромагнетизма, построенного в совершенно новом для университета стиле, и других педагогических занятий Л. И. погрузился в теоретические и экспериментальные исследования по разным направлениям. С Андроновым, Папалекси, Виттом, Хайкиным, Гореликом, Леонтовичем, Рытовым пошли работы по теории колебаний вообще, нелинейных в особенности. Совместно с Ландсбергом Л. И. стал разворачивать экспериментальные исследования по оптике, прежде всего по поиску эффекта Мандельштама-Бриллюэна. С Таммом была завершена работа по теории относительности для анизотропной среды, и т. д.
Еще в страсбургский период, начав с радиофизики и радиотехники, Л. И. затем расширил сферу своих исследований, как мы говорили, охватив серьезнейшие проблемы оптики. Теперь же он сразу шагнул еще дальше.
Только что, в 1925–1926 гг., появилась новая квантовая механика Гейзенберга-Шредингера (в двух внешне разных, но эквивалентных формах), потрясшая основы физики. И, как ранее упоминалось, уже в 1927 г. Л. И. вместе с М. А. Леонтовичем публикует важную статью, в которой детально исследуются замечательные свойства основного уравнения квантовой механики, — уравнения Шредингера [1]. Обнаруживается, в частности, поразительный парадокс: квантовая частица способна проходить через «потенциальный барьер», через область, где ее кинетическая энергия меньше потенциальной! Это явление совершенно невозможно в классической физике, является в ней нелепостью, нарушением закона сохранения энергии. Но благодаря волновым свойствам частицы оно реализуется. Получившее впоследствии название «туннельного эффекта» (в статье наших авторов этого термина еще нет), теперь оно играет огромную роль в физике и технике.[10]
Первым на открытие Леонтовича и Мандельштама обратил внимание Г. А. Гамов (тогда советский, затем американский физик) и очень изящно применил его для объяснения радиоактивного распада ядер атомов — явления, открытого еще в конце XIX века, но совершенно непонятного в классической физике. Хотя, как было хорошо известно в среде физиков,[11] он предварительно узнал работу Леонтовича и Мандельштама, опирался на установленные в ней свойства туннельного эффекта, он, к сожалению, не сослался на нее, и среди физиков всего мира до сих пор преобладает мнение, что автором «туннельного эффекта» является Гамов. Мандельштам же никогда не вступал в приоритетные споры. Некоторые думают, что ему не хватало нужного все же ученому честолюбия. Я, однако, полагаю, что он считал такие споры унизительными (такие люди, как он, считают: если ты, действительно, стоишь чего-либо как ученый, то всего сделанного тобою не присвоят; лучше, чем препираться, сделай еще одну хорошую работу).
Это был далеко не единственный случай. Так, когда труднейший эксперимент по поиску эффекта Мандельштама-Бриллюэна был, наконец, начат, Л. И. и Ландсберг не были удовлетворены его ходом. Имевшийся у них спектрометр был недостаточно хорош и хотя наблюдавшееся уширении линии в спектре и было явным указанием на искомое явление, им хотелось лучшего. Более совершенный прибор имелся в Государственном оптическом институте в Ленинграде. Они обратились к его директору, выдающемуся ученому, с которым были отличные отношения, основанные на взаимном уважении, Д. С. Рождественскому, с просьбой поручить кому-либо из его молодых сотрудников повторить измерения на этом лучшем приборе. Это и было сделано в 1930–1932 гг. Е. Ф. Гроссом, изучавшим явление детально. В процессе параллельной работы в Москве и Ленинграде шел интенсивный обмен письмами, Л. И. бывал в Ленинграде. Считалось, что речь идет об общей работе, будут опубликованы две статьи — одна Ландсберга и Мандельштама, другая Гросса. Но когда в конце концов Л. И. и Ландсберг послали ему рукопись своей статьи, Гросс удивил их, ответив, что его собственная статья, охватывающая все необходимые вопросы, уже печатается. Таким образом, публикация статьи москвичей оказалась излишней.
Видимо, по какому-то из таких случаев, отвечая на уговоры заявить протест, Л. И. произнес фразу, приводимую в воспоминаниях С. М. Райского [2, с. 216]: «Взрослого человека не воспитывают. С ним либо имеют дело, либо не имеют. С N дела иметь не следует».
На самом деле «хорошее» честолюбие у Л. И. могло быть. Но выше этого было чувство собственного достоинства, не позволявшее ему, когда речь идет о науке, о постижении истины, примешивать сюда унижающую «борьбу за приоритет», даже если он переживает внутри себя совершенную несправедливость. Так же вел себя И. Е. Тамм, и к тому же стремились едва ли не все физики Мандельштамовской школы (в том числе, — хотя, увы, и гораздо реже, — последующих поколений).
Эти случаи несправедливого забвения имени Мандельштама кажутся какой-то закономерностью. Еще более значительный эпизод имел место в связи с очень крупным открытием Мандельштама и Ландсберга, упоминавшимся уже комбинационном рассеянии света. Как уже говорилось, Нобелевскую премию за него они не получили, ею наградили индийского физика Рамана, неправильно его истолковавшего, но опередившего их с публикацией статьи, пока наши физики доводили свои эксперименты и теоретическое понимание до совершенного блеска.
Дело в том, что в процессе длительных экспериментов по рассеянию света и явлению Мандельштама-Бриллюэна было проведено много разных вариантов опытов. В ходе этой работы было обнаружено, что помимо рассеяния Мандельштама-Бриллюэна, происходящего благодаря взаимодействию света с упругими акустическими волнами в кристалле в целом, существует рассеяние света более высоких частот, в которых играет роль структура отдельных молекул тела. Здесь тоже появляются новые спектральные линии, частота которых зависит от внутримолекулярных колебаний, а не только от частоты рассеиваемого света. Поэтому его назвали комбинационным рассеянием. Авторы ясно понимали значение этого открытия, приводящего, в частности, к множеству практических применений, так как, изучая новые линии, можно многое узнать о природе и структуре рассеивающих молекул.
Но поймать эти новые линии тогда было очень трудно, интенсивность их слишком мала. При тогдашней технике фотографировать спектр иногда приходилось с экспозицией в десятки часов. Теперь благодаря фотоэлектрической регистрации и лазерам положение неизмеримо облегчается.
Наконец, в начале 1928 г. Л. И. и Ландсберг получили снимки, качество которых их вполне удовлетворяло.[12] Это было достигнуто в трудных условиях, при недостатке порой самых необходимых материалов. Так, нужную кварцевую трубку, как и многие другие вспомогательные материалы, Ландсберг привез из заграничной научной командировки, покупая все на свои сэкономленные деньги. Высококачественные кристаллы кварца, рассеяние в котором изучалось, раздобывали в комиссионных магазинах, покупая кварцевые печати, применявшиеся до революции для запечатывания писем сургучом.
10
Это открытие было для Л. И. отнюдь не случайным. Еще в Страсбурге он, занимаясь оптикой, показал теоретически и на опыте, что оптические волны, которые должны были бы испытывать так называемое полное внутреннее отражение от границы плотного тела, например стекла, в котором они распространяются, с воздухом, на самом деле частично проскакивают через воздушный промежуток, где им запрещено распространяться, если вблизи границы снова помещено то же стекло. Такое целостное понимание классической и квантовой физики характерно для Мандельштама.
11
Тамм рассказывал, что Гамов сам ему говорил, что исходил из работы Леонтовича и Мандельштама [4, с. 134].
12
История этих экспериментов и открытия исключительно тщательно изучена, прослежена в статьях И. Л. Фабелинского [7]. В частности, он воспроизводит фотопластинку со спектром, в котором четко проступили линии комбинационного рассеяния. На ней рукой Ландсберга написана дата: 23-24 февраля 1928 г. Это раньше устного сообщения Рамана во время его выступления в Индийском физическом обществе (опубликованного, конечно, много позже) и много раньше появления в печати публикации Рамана, направленной в журнал 8 марта 1928 г. Наши же физики послали первую статью в печать позже, 6 мая. Можно думать, что у них были и более ранние успешные наблюдения, чем 23-24 февраля.