Текст книги "Как рождаются открытия?"

В поисках тайн ионов

Зал долго рукоплескал. Приветствовал рождение еще одного лауреата премии Ленинского комсомола – молодого белорусского ученого, члена республиканского Совета молодых ученых при ЦК ЛКСМБ, доктора химических наук Владимира Сергеевича Солдатова. На встречу с лауреатом в Центральный Комитет ЛКСМ Беларуси пришли члены Президиума Академии наук республики, секретари ЦК ЛКСМБ, комсомольские работники и активисты.

Лауреата поздравляли, говорили много приятных слов. И он, конечно, заслужил, завоевал это. Может, даже большего.

Путь в науку заведующего лабораторией термодинамики ионного обмена Института общей и неорганической химии АН БССР, доктора химических наук Владимира Сергеевича Солдатова в науку складывался несколько иначе, чем у В. Г. Спринджука.

В школе любил географию. Но где-то в седьмом классе понял, что времена великих географических открытий безвозвратно ушли в прошлое. Однако желание сделать что-то необыкновенное не исчезло. И Володя стал искать.

В то время, в 50-е годы, много говорили об атомной энергии: начали публиковать статьи, печатать научно-популярные книги. Об этом говорили одноклассники, спорили мальчишки на улице. Испробовать себя в неизвестном таинственном деле хотелось и Володе Солдатову. Но тогдашние условия Минска не позволили юному дарованию прикоснуться к появившейся мечте.

И надо же, в седьмом классе начали изучать химию. Фантастические реакции при пылком детском воображении оживили учебник, он заговорил. Химия представлялась самой важной из всех наук, всепроникающей, казалось, в ней больше всего места для поиска. Мысль эта утвердилась окончательно, когда он познакомился с очень интересной и увлекательной книгой академика Ферсмана «Занимательная геохимия». Так химия приобрела своего почитателя, а Солдатов нашел в ней смысл своей жизни.

Свободное время делил между футболом и химией. Дома лаборатория и ключи от школьной лаборатории. Он то и делал, что постоянно и настойчиво создавал новые вещества, но еще быстрее разрушал их. И так изо дня в день, из месяца в месяц. Любопытство не давало ему покоя, подталкивало к новым опытам и изобретательности. В этом и пролетели школьные годы.

Химический факультет Белорусского государственного университета имени В. И. Ленина академически охладил дерзновенные идеи первокурсника – создать ультрафиолетовое излучение. Профессор Григорий Лазаревич Старобинец внимательно ознакомился с идеей и вежливо заметил: «У нас это, молодой человек, пока не запланировано. Попробуйте сначала заняться другим, а затем возвратимся и к вашей идее», – так В. С. Солдатов нашел учителя, а Г. Л. Старобинец – талантливого ученика.

С первого и до последнего курса Владимир Солдатов активно занимался научно-исследовательской работой. В посещении лекций был не очень аккуратен: пропускал столько, сколько можно было, чтобы не вызывать нареканий со стороны администрации. Нет, это время он не прогуливал, оставался здесь же, в университете, но пропадал часами и днями в лаборатории. Молодой исследователь старался решить задачу, оставленную своим учителем: изучить механические свойства слоев вещества толщиной в одну молекулу. В сущности, это идея французского ученого Лангмюра.

Два с половиной года занимался проблемой Солдатов. Другой давно бы бросил ее, начал исследовать новую. Но Владимир не сдавался. Из списанных весов собрал динамометр. Были сделаны из старья и остальные приборы. Все, что удалось сделать, это повторить опыт Лангмюра. Ученик был счастлив. Приятное впечатление о тех днях не покинуло его и в зрелом возрасте. Он научился делать эксперименты, мастерить приборы и все необходимое, мог быть стеклодувом. Все это в будущем более чем пригодилось ему. Учитель остался более серьезен. Поставленная задача оказалась гораздо сложнее и технически не обеспечена в тех условиях университета. Однако ученик справился.

Солдатову была поручена новая работа – изучение физико-химических свойств углеводородов. Трудностей в техническом отношении не было. Помог опыт. Исследование было выполнено сравнительно легко, но профессионально. И как заслуга за трудолюбие – первое публичное выступление студента четвертого курса БГУ имени В. И. Ленина В. С. Солдатова на студенческой конференции в Киевском государственном университете имени Т. Г. Шевченко.

И снова новая проблема – исследование свойств некоторых серосодержащих веществ (тиофанов) в нефтепродуктах. Прикладная работа закончена блестяще и в срок. И студент пятого курса Владимир Солдатов впервые отправляется в Уфу на Всесоюзную научную конференцию по химии серосодержащих веществ в нефти, отнюдь не студенческую. И хотя в зале находилось немало титулованных ученых, ему, студенту, первому предоставили слово для выступления. Не за возраст, конечно, а за важность теоретической работы.

Студенческие годы пролетели незаметно. Закончен химфак. Главное, что вынес будущий ученый из университета – необходимость самостоятельной научно-исследовательской деятельности, приобретение навыков экспериментатора.

Дальнейший путь Владимира Сергеевича был известен – аспирантура. Не было сомнений и в научном руководителе – Г. Л. Старобинец. И все же первый год в аспирантуре сложился неудачно. Не получалось с работой: не было соответствующих лабораторных условий, а, возможно, как признавался самокритично Солдатов, став уже известным, не хватало знаний.

То направление в химии, за разработку которого он получил признание, первоначально ему не нравилось, не лежала душа. Но при более близком знакомстве понял, что это его тема. В 25 лет он стал кандидатом химических наук, защитив диссертацию «Исследование в области термодинамики ионного обмена».

Первые исследования в этой области появились где-то в середине тридцатых годов. Более широко ими начали заниматься в 40-е и особенно в 50-е годы. Пристальное внимание ученых всех стран мира к проблеме термодинамики ионного обмена не случайно.

Как известно, многие вещества в природе состоят из электрически заряженных частиц, которые называются ионами. Все минеральные вещества, металлы, соли – все это ионные соединения. Между ними происходит постоянный обмен веществ. И одной из важнейших составных частей такого обмена является ионный обмен. Изучение законов, по которым происходит этот процесс, важно не только для химиков – теоретиков и прикладников, но также врачей (передача нервных импульсов, обмен веществ в организмах), агрономов (деятельность почв), геологов (формирование горных пород) и т. д. Это теоретическая сторона дела. Вторая, не менее важная, – производственная. На основе достижений в новом направлении химии стало возможным добывать редкие химические элементы, очищать загрязненную воду и опреснять морскую, получать новые лекарства.

Для научной деятельности В. С. Солдатова характерно сочетание теоретических исследований с потребностями практики. Разработанная им количественная теория работы слабодиссоциирующих ионитов имеет большое значение для различных областей практики, использующих эти материалы. Развитие представлений, изложенных в работах Солдатова об энергетической неравноценности обменных групп ионитов, позволило ему синтезировать модифицированные иониты высокой разделяющей способности.

В лаборатории Владимира Сергеевича выполнены фундаментальные исследования по термодинамике ионообменных процессов с применением созданных и построенных здесь же уникальных колориметров высокой чувствительности. «Раньше, – говорил доктор Солдатов, – мы располагали прибором шведской фирмы, который регистрировал одну десятичную градуса по Цельсию. Для наших исследований это было недостаточно. Пришлось создавать свой, точность которого – одна стомиллионная градуса. Очень ценно, что наш прибор надежно фиксирует на самописцах каждое мгновение реакции».

На основании разработанной В. С. Солдатовым теории сложных многоионных равновесий создан универсальный метод получения ионитных питательных смесей для выращивания растений (ионитные почвы). Этот принципиально новый вид химической продукции с 1970 г. внедряется в производство. Он чрезвычайно важен как для растениеводства в условиях сурового Севера, так и для знойных песков пустыни, в закрытом грунте и практически незаменим в системах, рассчитанных на длительное автономное пребывание. Не случайно за участие в уникальном медико-биологическом эксперименте В. С. Солдатов был награжден медалью «За трудовое отличие».

Новое всегда неожиданное, порой противоречащее известным взглядам и убеждениям. И поэтому чаще всего в первое время не получает поддержки. Помнится, на одном из семинаров научной и творческой молодежи республики, который проходил в пионерском лагере недалеко от Орши, после выступления доктора Солдатова разгорелась страстная дискуссия. Особенно «ополчились» ученые – медики и биологи против ионитной почвы, на которой в течение года в парниках выращивались три-четыре рекордных урожая огурцов. Однако под логикой аргументов и экспериментальных данных их сомнения постепенно исчезли. Говорил Солдатов легко и вдохновенно, с великолепным знанием дела не только у нас в стране, но и за рубежом (его лаборатория поддерживала прочные контакты с Институтом неорганической химии Высшей технической школы в Стокгольме и другими научными учреждениями). И только седина молодого ученого говорила о том, как нелегко достигнуты результаты: написано более 130 научных работ, сколько труда, знаний, опыта вложил он в любимое дело. Дело, которому Солдатов служит честно и безгранично преданно.

Больше всего Владимир Сергеевич любит работать вечером и особенно осенью, глубокой осенью, когда уже опали листья и нет грибов в лесу, когда моросящий дождь загоняет всех по домам.

«Определенного стиля в работе нет. Читаю не очень много, – говорит В. С. Солдатов. – На чтение уходит примерно до 20 процентов рабочего времени. Ведь когда человек много читает – он «гибнет». Ему некогда думать, искать. А это уже не исследователь. Кроме того, чтение большого количества литературы невольно заставляет заниматься подражательством. А это плохая вещь в науке.

Закономерно возникает вопрос: как уследить за огромным потоком новой информации? Наверное, через сотрудников. Если каждый из них в своей области исследований будет расходовать хотя бы 20 процентов рабочего времени на чтение новых источников – этого вполне достаточно. Здесь важно еще вот что: каждая лаборатория или отдел должны располагать свободной комнатой, где были бы кофе и сигареты. Такая комната и естественная атмосфера необходимы для творческих, непринужденных дискуссий, обмена научной информацией. Это порой дает значительно больше, чем месяцы напряженных поисков». Наш разговор иногда прерывался. Звонила ученый секретарь института, требуя срочного заполнения каких-то форм, заходили сотрудники лаборатории для уточнения задания и получения новых инструкций. После одной из таких пауз Владимир Сергеевич признался: «Знаете, лучшая должность для занятий наукой это старший научный сотрудник. Ему не нужно ничего согласовывать, выбивать, просить, оформлять и т. д. Он только работает над своей темой. Обязанности заведующего лабораторией отвлекают от личного участия в научных исследованиях.

Иногда считают, – продолжал он, – что хорошо иметь много лаборантов: будет кому мыть посуду, выдувать стеклянные сосуды и т. д. Наблюдается, что современные молодые ученые не умеют самостоятельно выточить простейшие детали, не могут быть стеклодувами, не умеют программировать, т. е. выполнять элементарную, простейшую работу. Предполагают, что все это должны делать другие люди, специалисты. Но что же должен делать тогда научный сотрудник? Просить специалистов или выбивать необходимые детали для эксперимента? Я за то, чтобы как можно больше делать самостоятельно. Ученый высокого класса, как правило, все умеет делать сам, за исключением сложнейших приборов».

Важно, чтобы ученый очень тщательно продумывал постановку эксперимента, по нескольку раз перепроверял свои результаты, чтобы не было случайности и не вкралась бы ошибка. Этому Владимир Сергеевич учился у своего наставника. И все эти качества старался затем передать своим ученикам. Десять из них защитили кандидатские диссертации, а трое готовились к защите.

В институте его уважают. От вахтера до директора. Неоднократно избирали в местный комитет. Пользуется авторитетом и среди научной молодежи. В свое время являлся членом Совета молодых ученых и специалистов ЦК ЛКСМБ.

Если имел возможность, посещал выставки, ходил в театр, играл в волейбол, отправлялся в лес за грибами, любил водить машину. Такой же, как и другие. Только науке отдает всего себя, без остатка. Иначе он не может.

…Зал рукоплескал, поздравлял нового лауреата премии Ленинского комсомола, а доктор В. С. Солдатов мысленно вместе со своими учениками уже настраивался на дальнейший штурм тайн ионов. Ведь предстояло сделать гораздо больше.

Профессор из Гомеля

Для многих, наверное, было неожиданностью, что здесь, в Гомеле, который десятилетиями и «живого-то» профессора не видел, вдруг появился первый гомельский молодой доктор физико-математических наук. Первым он был не только в Гомеле, но и в Институте математики АН БССР. Имя его – Леонид Александрович Шеметков. О нем заговорили. Его признали. Не признать было нельзя: результаты исследований доктора Шеметкова – международного уровня.

Путь в науку профессора Л. А. Шеметкова не выделялся чем-то особенным. Родился он в Гомеле. В школе занимался хорошо, но в отличниках не ходил. Трудно сказать, что увлекался математикой, хотя желания решать задачи было больше, чем заучивать названия рек, низменностей, проливов, гор. Не последнюю роль в этом сыграл, наверное, и учитель Исай Михайлович Ковнер, который учил мыслить. После школы, как и перед другими его сверстниками, жизнь поставила ясный вопрос: что делать? Однако такого же ясного ответа не следовало. В начале 50-х годов часть выпускников школ, рассчитывая на что-то значительное, уезжала, как правило, поступать учиться в Москву, Ленинград, Киев. То ли робость, то ли боязнь, а может быть, то и другое вместе не позволили Лёне Шеметкову направиться в один из ведущих учебных центров страны. Он выбрал БИИЖТ – Белорусский институт инженеров железнодорожного транспорта, механический факультет, который пользовался тогда большой популярностью. Но в последний момент что-то дрогнуло в его сердце – отнес документы в Гомельский пединститут. Может быть, вспомнил тогда абитуриент Шеметков своего учителя И. М. Ковнера?

В педагогическом мало было кандидатов наук, но хороших педагогов – немало. Как ни странно, самым любимым предметом будущего математика оказался диалектический материализм. Любовь к нему привил молодой ученый, доцент Владимир Степанович Сидоров. Он учил осуществлять анализ, мыслить. У него можно было часами спрашивать все, что являлось неясным. Времени на это доцент Сидоров не жалел. Приходилось много читать дополнительной литературы, стараться самостоятельно разобраться в философских категориях, их взаимосвязях. Параллельно Леонид Шеметков занимался в физико-математическом кружке под руководством доцента В. Г. Симонова. От него пришло увлечение квантовой механикой.

Пединститут окончен с отличием. Но квантовая механика не дает покоя. В это время по приглашению БИИЖТа в Гомель приехал из Томска доктор физико-математических наук Сергей Антонович Чунихин и начал создавать свою научную школу. Избрался академиком АН БССР. Преподаватели Шеметкова рекомендовали одаренному выпускнику поступить к С. А. Чунихину в аспирантуру для продолжения исследований.

Знакомство с крупным ученым явилось переломным в судьбе Л. А. Шеметкова. С этого времени началась его настоящая научная работа. Аспиранту было у кого учиться. Сергей Антонович успешно окончил Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, являлся учеником известного ученого Отто Юльевича Шмидта (1891–1956). За плечами – многолетний опыт научной и педагогической работы. У Чунихина молодой исследователь начал заниматься теорией конечных групп.

Эту проблему старались решить многие ученые, в том числе и за рубежом. Такое внимание к проблеме заставляло полностью мобилизоваться и сосредоточить все свои усилия и знания. Ведь если ты не решишь ее, значит первым это сделает кто-то другой. Шеметков спешил. Тем более, что под руководством С. А. Чунихина пришлось фактически самостоятельно пройти математический университет, ликвидировать пробелы в математических знаниях. Занимался напряженно, но впервые с огромным наслаждением. Искал свою тему, такую тему, чтобы можно было получить заметные результаты. Другими словами, необходимо было пройти психологический рубеж от сознания того, что ты что-то определенное можешь сделать. И это что-то является детищем твоего разума, знаний, опыта. Тогда становишься как бы внутренне выше от того, что сделал. И Шеметков нашел свою тему.

В 1962 г. Леонид Александрович успешно окончил аспирантуру Гомельского отдела Института математики АН БССР. Кандидатскую диссертацию «Д – строение конечных групп» успешно защитил в Уральском университете. После аспирантуры молодой исследователь остался в Гомельской лаборатории С. А. Чунихина. Читал лекции в пединституте, а затем в университете.

Кандидатская давалась трудно. Но когда ее сделал, С. А. Чунихин сказал, что Шеметков может сделать большее. Не следует только расхолаживаться.

Причиной особой требовательности С. А. Чунихина к получению результатов высокого уровня своим учеником послужила его работа «Новая Д – теорема в теории конечных групп». Работа Шеметкова появилась в «Докладах Академии наук СССР» в 1965 г. и была представлена директором Института математики АН СССР, академиком Иваном Матвеевичем Виноградовым. С этой работы Шеметкова и начинается его докторская диссертация.

Теория групп – математический аппарат для изучения симметрии. Изучить количественную и качественную сторону симметрии можно только с помощью теории групп. Другими словами, есть физический или математический объект. Он имеет преобразование симметрии. Совокупность всех таких преобразований объекта составляет группу. При изучении группы симметрии появляется возможность проникнуть в строение объекта. На этом и основано прикладное приложение теории групп в физике твердого тела, квантовой механики, теории элементарных частиц и т. д.

В ряде работ Шеметков исследует подгрупповое строение конечных групп, уделяя особое внимание разрешимым подгруппам конечных групп и, в частности, разрешимым конечным группам.

Известно, что одним из двигателей математики является то, что один ученый ставит задачу, а другой ее решает. В 1947 г. член-корреспондент АН СССР Д. К. Фадеев в центральном советском математическом журнале «Доклады АН СССР» поставил задачу о числе конечных разрешимых групп. С тех пор многие алгебраисты брались за ее решение, но ничего не получалось. И вот через 21 год ее успешно решил Шеметков.

Особо существенным было решение второй задачи – задачи дополнения, поставленной в 1958 году немецким ученым Вилеандтом на Эдинбургском международном математическом конгрессе. Через 12 лет и ее решил Шеметков. «Нужно отметить, – писал руководитель Гомельской лаборатории теории конечных групп Института математики AH БССР академик С. А. Чунихин, – что Л. А. Шеметков – первый исследователь, получивший существенные результаты в теории дополнений для произвольного нормального делителя конечной группы при отказе от ограничительного требования взаимной простоты его порядка и индекса».

По объему работа получилась небольшая – всего 4 страницы, но выход, результат ее – колоссальный. Эта прекрасная теорема Шеметкова нашла отклик и различные продолжения в ряде исследований московских, киевских и других алгебраистов. В немецком математическом журнале за 1974 год ученик Вилеандта Петер Шмидт в статье «Локальные формации конечных групп» называет эту работу доктора Шеметкова непревзойденной.

Заслугой Шеметкова как ученого является введение универсального понятия р-длины конечных групп (раньше это понятие было введено Ф. Холлом и Г. Хигменом только для р-разрешимых групп). Леонид Александрович разработал хорошо развитую теорию вложения подгрупп и далеко вперед продвинул исследования английского математика Филиппа Холла.

Можно привести и ряд других работ доктора физико-математических наук, профессора Л. А. Шеметкова, результаты которых, можно смело сказать, международного уровня. На конец 70-х гг. он написал 40 работ. Мало и много, так как не всегда количество говорит о качестве, ценности для науки. Можно написать всего лишь одну и навсегда с ней войти в историю науки.

Шеметков всегда стремится сделать работу основательно, чтобы не было к чему придраться. Не случайно, наверное, что над некоторыми задачами он работал с перерывами по несколько лет. Десять лет, например, потребовалось Шеметкову, чтобы доказать теорему о силовских свойствах теории конечных групп. Уходил от нее, приходил, снова оставлял, как безнадежное дело, и снова возвращался, пока в 1972 г. не доказал ее.

Мы сидели в домашнем кабинете профессора Шеметкова и продолжали разговор о направлениях в математике, известных ученых, научном творчестве. Иногда к отцу приходила младшая дочь Ольга, шепотом о чем-то советовалась с ним и радостная убегала в другую комнату. Вскоре из школы пришла и старшая дочь Лена. Привязанности к отцу у нее было не меньше, чем у сестренки. И всем им он, отец и доктор наук, находил время.

Семьей Леонид Александрович обзавелся еще до кандидатской диссертации. Увидев мое удивление и желание спросить, он опередил: «Семья ничуть не мешала в научной работе. Может быть, мне даже повезло: научился работать в любой обстановке».

Для математического творчества, по мнению Леонида Александровича, характерна сосредоточенность и направленность. Судите сами. Нерешенный вопрос всегда и везде не дает покоя. Как муха, все время жужжит, напоминает о себе. Известный математик Винер в театре вдруг обнаружил, что к нему неожиданно пришло решение, над которым он бился долгое время. Чтобы не спугнуть мысль, ход решения, он тихонько ушел со спектакля, заметим, что к этому времени он, Винер, научился ценить хорошие идеи. Но это стало возможным у него потому, что он обладал направленностью. В какой-то мере это можно сравнить с радиоприемником. Можно включить его, выключить, но волна, на которой он работал, остается. Так и математик. Можно сидеть за рабочим столом, можно играть с ребенком или смотреть спектакль, но умственный процесс решения определенной задачи будет продолжаться.

«Вторая характерная черта, – продолжает известный ученый, – это умение работать, не ожидая итогов своей работы. Когда я поступил в аспирантуру, то не думал ежедневно о диссертации. Наш учитель учил направлять свои усилия, прежде всего, на получение результатов, а только потом думать о диссертации. Он хотел, чтобы наши будущие диссертации не заслоняли собой науку. И мы старались этому следовать. Для достижения важного решения приходится иногда затрачивать много времени. Бывает, проходит год, а результаты еще не видны. Второй – продвижение незначительное. И здесь важно ученому не сдрейфить, остаться верным своему делу, уметь заставить себя работать с полной отдачей».^:

Я, продолжая разговор, неожиданно для себя заметил: доктор наук Шеметков больше говорит о других, чем о себе. Говорит увлеченно, с интересом. Свои успехи связывает с научным коллективом и своим учителем. В одиночку сейчас работать практически невозможно. Поэтому если будет создана хорошая, деловая атмосфера в коллективе, получатся и хорошие научные результаты. Именно такая творческая атмосфера в коллективе, в котором работает Л. А. Шеметков. В этом он убедился с первого дня работы.

Только здесь, в лаборатории, благодаря С. А. Чунихину и другим ученым он по-настоящему понял, что такое наука.

«Без Чунихина и нашего коллектива, – говорит Леонид Александрович, – я, наверное, не смог бы стать доктором наук. Влияние крупного ученого на учеников огромно. Мой учитель – человек широкой культуры, большой эрудит не только в математике, но и в искусстве. Для него характерно отсутствие мелочной опеки, он предоставляет ученикам полную самостоятельность. Ценит больше всего те идеи, которые возникают у учеников. Важно и то, что когда результаты получались, учитель уделял максимум внимания и заботы».

Все лучшее передавалось ученикам, накладывало на их работу определенный отпечаток. И все это лучшее профессор Шеметков старается передать уже сейчас своим ученикам, потому что его надежда – это его ученики. А их у него много.

Докторская защищена. Получено мировое признание. Растет число его последователей. Но Шеметкову этого недостаточно. Он активно работал в комсомоле, являлся членом бюро Гомельского обкома комсомола, председателем областного Совета молодых ученых и специалистов. Его выступления, реплики на бюро и Совете всегда были логичны и убедительны. К его суждениям прислушивались, их ценили.

Л. А. Шеметков и сегодня в поиске, не останавливается на достигнутом.