«Точный научный прогноз и настойчивость — путь к успеху», — учил Басов.
На этой неделе имя нобелевского лауреата Николая Геннадиевича Басова на слуху. Еще бы, 14 декабря исполняется век, как в небольшом городке Усмань Тамбовской губернии родился мальчик, не просто оставивший след на Земле, но умом и характером способствовавший прогрессу цивилизации.
Его карьера физика началась в Московском механическом институте (ныне — НИЯУ МИФИ), и поэтому здесь на днях прошли традиционные, но в этом году посвященные его 100-летию «Басовские чтения». Что замечательно, в них участвовали и его соратники, и ученики. Из их воспоминаний, фактов его биографии, мнений о нем профессионального сообщества и сложился этот материал. Мы коротко представляем в нем Николая Геннадиевича Басова — отечественного ученого-физика, нобелевского лауреата, блистательного организатора науки мирового уровня.
Из Усмани семья скоро перебралась в Воронежскую область, где на лето мальчика отправляли к тетке по отцу Таисии Федоровне. Она вела в уездной школе математику. Пройдет много лет, и, став великим ученым, Николай Басов скажет: «Своей увлеченностью математикой и физикой я обязан тете Таисии. Это она меня научила мыслить и увлекла миром точных наук». Правда, и на родителей можно было опереться: мать закончила гимназию с отличием, отец Геннадий Федорович Басов — выпускник Петербургского политехнического института, инженер-гидротехник. Впоследствии стал профессором Воронежского лесотехнического института.
«Еще в школе по-настоящему увлекся физикой. Я много читал о теории относительности, квантовой теории. Уже тогда я понимал, что именно в физике надо ждать огромных открытий: теория относительности, квантовая механика и мир атомного ядра — все это предвещало бурный рост этой науки», — вспоминал Басов. Аттестат он получил в 1941 году, ушел в армию, где военком определил его в Куйбышевскую военно-медицинскую академию. Из-за эвакуации учебных заведений он заканчивает медучилище в Свердловске. Там ему присвоили звание лейтенанта, вручили диплом, коробку с набором хирургических инструментов и отправили на фронт. Служит военфельдшером в батальоне химической защиты на Первом Украинском фронте. В мае 1945 года принимал участие в демонтаже немецких химических заводов, где не раз был отравлен опасными веществами.
«Случай у меня такой был… Значит, копают землянки солдаты. Работа тяжелая. И у одного солдатика случился аппендицит. Его надо резать. Я всего один раз видел, как профессор удаляет аппендицит, я ему чуть-чуть ассистировал, подавал разные инструменты. Я поставил четырех солдат, которые держали простыню, — сверху-то сыпались земля и песок. Дал полстакана спирта вместо наркоза и сделал операцию! Кстати, этот паренек жив до сих пор» (из воспоминаний Николая Басова, гордившегося этим результатом не меньше, чем Нобелевской премией).
После демобилизации Николая Геннадиевича ошеломила весть о Хиросиме: «Ужасно, что бомба. Здорово, что атом заработал», — такова была его реакция на это событие.
Как-то проезжая в трамвае, вчерашний ассистент фронтового врача Николай Басов увидел объявление: «Московский механический институт открывает дополнительный набор на зимний семестр» и вспомнил о своей давней мечте стать ученым. Не зря всю войну в его вещмешке была взятая из дома книга Альберта Эйнштейна по теории относительности.
В феврале 1946-го Николай — первокурсник Московского механического института. Скоро академик М.А.Леонтович привлек студента Басова к научной работе в лаборатории колебаний в Физическом институте им. П.Н.Лебедева АН СССР. Он был лаборантом, а затем инженером. Именно в этот период в ФИАН началось плодотворное сотрудничество будущих академиков Басова и Прохорова. Говорят, когда в лабораторию Прохорова пришел дипломник Басов, завлаб убедил директора ФИАН ввести для будущего ученого еще одну штатную единицу, а за это предоставил свой синхротрон для исследований по другому научному направлению, важному для института. В ФИАН тогда говорили, что Прохоров обменял синхротрон на какого-то студента. А сам Александр Михайлович шутил, что Николай Геннадиевич Басов достался ему чрезвычайно дорого.
В 1950 году Николай Басов окончил вуз с отличием и был принят в аспирантуру МИФИ на кафедру теоретической физики. В 1952 году группа Прохорова и Леонтовича разработала основные принципы усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, в январе 1953-го Басов от своего имени и от имени A.M.Прохорова выступил на закрытом заседании Президиума Академии наук, где изложил результаты теоретического анализа нового принципа генерации и усиления электромагнитных волн, основанного на индуцированном испускании электромагнитных квантов возбужденными квантовыми системами. Кроме всего прочего, там была представлена конструкция молекулярного генератора на молекулах аммиака. Впоследствии разработанные на основе этого принципа приборы получили название мазеров и лазеров. Они еще пригодятся для разработки систем специального назначения. Вот где проявился уникальный дар научного предвидения Басова. Далеко не все слушатели до конца осознавали, что изложенные молодым (30-летним) исследователем результаты являются основой одного из самых выдающихся открытий в физике XX столетия.
А в 1955 году та же группа ученых (Басов и Прохоров) предложила метод создания состояний с инверсной населенностью — селективной накачки электромагнитным излучением, фактически заложив фундамент нового научного направления квантовой электроники. Ее главное отличие от физической электроники или радиофизики в том, что здесь генерация или усиление электромагнитного излучения осуществляется не за счет кинетической энергии электронов, а за счет потенциальной энергии квантовой системы. В то же время были созданы принципиально новые малошумящие квантовые усилители и генераторы радиочастотного диапазона — мазеры.
Принимая участие в этих исследованиях, Басов параллельно с 1950-го по 1953 годы продолжал обучение в аспирантуре и готовил кандидатскую диссертацию «Определение ядерных моментов радиоспектроскопическим методом» под научным руководством доктора физико-математических наук Александра Михайловича Прохорова. В день своего рождения, 14 декабря (ему исполнился 31 год), Николай Басов защитил кандидатскую диссертацию. А в 1956-м — уже докторскую на тему «Молекулярный генератор», в которой обобщил и экспериментально доказал свои физические идеи об использовании молекулярных структур для генерации и усиления когерентного электромагнитного излучения.
«Я не припомню более драматичной защиты докторской диссертации, чем была защита диссертации Николаем Геннадиевичем Басовым. Сейчас кажется непонятным, что работа, которая впоследствии была удостоена Ленинской и Нобелевской премий, вызвала такую неоднозначную, хотя в конечном счете и положительную оценку. Невольно еще раз вспомнишь старую истину: «Новое и великое рождаются в муках» (доктор физико-математических наук А.Н.Ораевский). А нобелевский лауреат Виталий Гинзбург, тогда — член-корреспондент АН СССР и один из оппонентов на защите докторской Басова, писал о его работе: «Автор не только добился успеха (построил новый и ценный физический прибор), но и добился этого успеха не случайно, а вполне заслуженно».
Осмысливая молекулярные генераторы, Николай Басов пришел к идее распространения принципов и методов радиофизики и квантовой электроники на оптический диапазон частот и с 1957 года сконцентрировал свою деятельность на поиске путей создания оптических квантовых генераторов — лазеров.
14 ноября 1958 года Президиум АН СССР утвердил доктора физико-математических Николая Басова на должность заместителя директора ФИАН. В том же году Басову с сотрудниками предложили создать инверсную населенность в полупроводниках путем лавинного размножения носителей тока в импульсном электрическом поле. Эти работы, а также исследования, выполненные в США примерно в то же время Ч.Таунсом с коллегами, привели к быстрому освоению квантовой электроникой оптического диапазона длин волн. Впервые в мире Николай Басов в 1961 году предложил использовать в качестве активной среды для лазеров полупроводники, возбуждаемые несколькими различными способами. В декабре было подписано первое в СССР постановление КПСС о разработке квантового генератора оптического диапазона. А в 1961 году Басов с коллегами запустили первый в СССР инжекционный лазер на арсениде галлия.
Как сказал выступавший на чтениях Иосиф Зубарев, тогда мало кто верил, что из этого гадкого утенка может вырасти что-то хорошее. Но Николай Геннадиевич был абсолютно уверен в инжекционных полупроводниковых лазерах. Время подтвердило его научную прозорливость: сейчас такие лазеры наиболее распространены в мире, без них, например, невозможно применять оптоволоконную связь, которой опутан весь земной шар.
Также в 1962-м Николай Геннадиевич с коллегами предложили и реализовали идею рубинового лазера. Был получен короткий импульс светового излучения с мощностью больше, чем ДнепроГЭС. Этот результат сразу дал развитие нескольким новым направлениям нелинейной оптики.
И тогда же Басов совместно со своим учеником О.Н.Крохиным, позже — академиком, выдвинули идею лазерного подхода к проблеме управляемого термоядерного синтеза. Тем самым они сформировали новое научно-техническое направление, ставшее главным для Басова, и программы по термоядерному синтезу являются государственными во всех развитых странах мира.
В 1962 году Басов выдвинул идею лазерной локации Луны. Для реализации организовал группу из своих коллег и сотрудников Крымской лазерной обсерватории. Басов с зарубежными коллегами доставили на Луну луноходы с лазерными уголковыми отражателями и, применяя их, сумели резко поднять точность измерений расстояний и на Земле, и до Луны. Дуга между Крымской обсерваторией и американской обсерваторией Мак-Доналд измерена с точностью до 25 см.
29 июня 1962 года Общее собрание АН СССР избрало Николая Басова членом-корреспондентом АН СССР. Через четыре года — действительным членом Академии наук СССР по специальности «Экспериментальная и теоретическая физика». На «Басовских чтениях» привели список направлений, которые, как правило, были инициированы лично Николаем Геннадиевичем: по лазерным делам их набралось 19!
Вообще научное наследие Николая Басова огромно, его невозможно осветить в газетной статье. Но есть еще два аспекта его деятельности, о которой надо непременно вспомнить.
Очень благодарно вспоминают Басова его ученики. Он много сил и энергии отдавал подготовке научных кадров. Это Николай Геннадиевич придумал создать в МИФИ Высшую школу физиков (специальный факультет физики), носящую теперь его имя. Студентов-физиков собирали со всей страны — лучших, уже проявивших себя в науке и успешно одолевших 5 семестров вуза, в МИФИ они учились потом еще три года. Итого — 5,5. То есть в МИФИ они приступали к занятиям зимой. «Я думаю, что это связано с тем, что сам Басов был принят в ММИ зимой», — заметила на «Басовских чтениях» профессор Ирина Завестовская (сама — выпускница, а через ряд десятилетий — декан этого спецфака, завлаб ФИАН). Она отметила, что у бессменного декана их факультета Юрия Алексеевича Быковского («папа, мама, бабушка и дедушка» спецфаковцев) и потом все годы в деканате висела огромная карта СССР с флажками, отмечавшими города, откуда призваны были ребята в высшие физики. Басов умел отбирать достойную смену. Буквально с первого дня студентов в Москве встречался с ними прямо в общаге, потом они ходили на его семинары. Басов не ленился рассказывать им о том, что видел в зарубежных центрах физики, непременно присутствовал и на защитах дипломов. Подготовка шла по индивидуальным планам, были компенсационные курсы, чтобы выровнять знания, — вузы-то, откуда брали студентов, разные. Ирина Николаевна даже составила список преподавателей, учивших спецфаковцев (глядя на него, мне стало стыдно — я не составлю список учивших меня в альма-матер). Кроме учебных пяти семестров была 21 неделя производственной практики. Факультет имел двойное подчинение: по научной работе — ФИАН, по учебной — МИФИ. Уже в ХХI веке на базе ВШФ были организованы дистанционные магистерские программы для специалистов «Росэнергоатома» и «Атомэнергомаша». Неудивительно, что среди выпускников, высококвалифицированных специалистов-физиков, подавляющее большинство стало кандидатами наук, докторами, руководителями научных структур, членкорами и действительными членами Академии наук нашего Отечества, ближнего и дальнего зарубежья. Многие из них на этой неделе собрались в МИФИ или участвовали в сессии дистанционно: Ирина Завестовская, Светлана Котова, Роман Ромашко, Елена Шеховцева, Геворк Микаелян, Даврон Джураев, Юрий Альтудов, Рена Касумова, Юрий Аграфонов, Игорь Яшин, Юрий Кульчин, Сергей Макаров… За 50 лет закончили спецфак МИФИ более 1300 студентов, пришедших сюда из 75 вузов! Заканчивая выступление, Ирина Николаевна заметила, что на всю жизнь запомнила правило Басова: «Бить в одну точку!», если хочешь достичь результата.
Кстати, РАН учредила Золотую медаль имени Н.Г.Басова, присуждаемую за выдающиеся заслуги в физике. Всего их присвоено три: первой удостоен академик Олег Николаевич Крохин, второй — Юрий Михайлович Попов, соратник Басова, соавтор идеи полупроводниковых лазеров, выступавший на этих «Басовских чтениях», и третьей — академик, вице-президент РАН и президент ДВО РАН Юрий Николаевич Кульчин. Логично, что на чтениях темой его выступления была роль Басова в формировании региональных научных школ. Он был послан на спецфак МИФИ из Владивостока, туда вернулся и там реализовал идею Басова — создание научных лазерных центров в регионах. Также он подробно рассказал об участии выпускников спецфака в организации и налаживании работы Самарского (Куйбышевского) филиала ФИАН.
Редакция выражает глубокую благодарность сотрудникам ФИАН и МИФИ за помощь в подготовке этого материала.
Елизавета Понарина
Фото Николая Степаненкова
Нет комментариев