Ученый завтрашнего дня

НАУКА
В январе 1896 года по Европе и Америке разнеслась сенсационная весть, которая в короткий срок облетела весь земной шар. Речь шла об открытии, сделанном профессором Вюрцбургского университета Вильгельмом Конрадом Рентгеном. Мало какая газета в те дни не опубликовала в качестве доказательства поразительного научного открытия снимок кисти руки Берте Рентген, супруги ученого. Сам же герой дня, нисколько не интересуясь поднятой им всемирной шумихой, заперся у себя в лаборатории и углубился в изучение свойств открытого им излучения.
Тем временем сделанное Рентгеном открытие вызвало настоящую революцию в науке. 20 января американские ученые с помощью электромагнитного излучения, получившего название рентгеновского, впервые получили изображение перелома человеческой руки. К тому же открытие Рентгена стало толчком для новых научных исследований, вызвав новые важные открытия. Опыты Рентгена повторяли в своих лабораториях ученые других стран. В Кембридже Джозеф Томсон начал изучать ионизирующее воздействие рентгеновских лучей на электрический заряд, проходящий через струю газа. Его исследования привели к открытию электрона.
Научные открытия и новаторские научные идеи вызывают революционный прорыв как в науке, так и в технике и технологии, приводя к новшествам в повседневной жизни людей. В этом плане велико значение теории квантовой механики лауреата Нобелевской премии по физике Луи де Бройля (1892-1987). Эта теория установила один из важнейших законов природы, согласно которому все микроскопические тела имеют как корпускулярные, так и волновые свойства.
Другой создатель квантовой механики, немецкий физик Вернер Гейзенберг (1901-1976), также относится к числу ученых, совершивших революционный переворот в науке. В 1927 году он открыл формулу соотношения неопределенностей, а в начале 50-х работал над теорией элементарных частиц, которая объясняет их свойства взаимодействием единой материальной субстанции - «параметрии» - со «своим воздействием».
Коль скоро речь зашла о научных открытиях, хотелось бы уточнить само это понятие. Научное открытие - это выявление ранее неизвестных человеку закономерностей, свойств и событий, которое придает развитию науки и техники совершенно новое направление и коренным образом меняет общественное производство. Совершить научное открытие - величайшая и сокровенная мечта любого подлинного ученого, но выпадает это далеко не каждому, может быть, одному из десяти тысяч. И нам особенно приятно, что среди этого небольшого числа ученых, которым посчастливилось совершить научное открытие, есть и азербайджанец, профессор Али Джаван.
Али Джаван родился 27 декабря 1926 года в Тегеране. Его семья переехала в иранскую столицу из Тебриза незадолго до рождения Али. Окончив школу, Али Джаван поступил в Тегеранский университет, который окончил в 1948 году, после чего отправился в Нью-Йорк и продолжил учебу в Колумбийском университете. Здесь молодой азербайджанец слушал лекции по физике и математике всемирно известных ученых. Под влиянием этих занятий в нем возник живой интерес к научным исследованиям, и он принял решение посвятить жизнь науке.
В 1954 году Али Джаван защитил диссертацию на соискание степени доктора физики. Осенью 1958 года он устроился в телефонную лабораторию Белла в Муррей-Хилле, где сумел как теоретически, так и практически обосновать возможность создания газового лазера. В 1962 году стал работать в знаменитом Массачусетском технологическом институте, где проводил фундаментальные исследования методов измерения абсолютной частоты спектроскопии и световых колебаний.
Впоследствии профессор Али Джаван так вспоминал трудности, с которыми были сопряжены исследования и эксперименты в области газового лазера: «В то время я работал совместно с группой исследователей в телефонной лаборатории Белла. Они создали все условия для экспериментов по лазеру. Я начал экспериментировать с газовым лазером, используя два различных газа - гелий и неон. В два электрода, проходящие через газ, подавалось напряжение, и при этом достигался нужный эффект. Должен сказать откровенно, что такая возможность представилась только при сохранении состояния тока в гелии и при передаче электричества как внутренней энергии в неон. После этого удалось получить пучок лазерных лучей. Для получения такого результата мне потребовались в лаборатории Белла ни много ни мало два года работы и два миллиона долларов. Но несмотря на все трудности, 12 декабря 1960 года я добился своей цели, получив из лазерного аппарата лазерный луч и назвав его условно «Адам».
Уместно подчеркнуть, что лазер, или оптический квантовый генератор это устройство, преобразующее энергию (электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.
Физической основой работы лазера служит квантово-механическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Излучение лазера может быть непрерывным, с постоянной мощностью, или импульсным, достигающим предельно больших пиковых мощностей. В некоторых схемах рабочий элемент лазера используется в качестве оптического усилителя для излучения от другого источника.
Существует большое количество видов лазеров, использующих в качестве рабочей среды все агрегатные состояния вещества. Некоторые типы, например лазеры на растворах красителей или полихроматические твердотельные лазеры, могут генерировать целый набор частот в широком спектральном диапазоне. Габариты разнятся от микроскопических для ряда полупроводниковых лазеров до размеров футбольного поля для некоторых лазеров на неодимовом стекле. Уникальные свойства излучения лазеров позволили использовать их в различных отраслях науки и техники, а также в быту, начиная с чтения и записи компакт-дисков и заканчивая исследованиями в области управляемого термоядерного синтеза.
За короткое время ученый достиг значительных успехов в исследовании лазера. На основе проведенных исследований он в 1959 году опубликовал статью в журнале Physical Review Letters. Постепенно предположения о научном открытии стали находить подтверждение, и Али Джаван вместе с американским ученым Теодором Майманом занялся исследованиями по созданию электронного аппарата, основанного на оптических частотах. Он ставил целью перевести электронику на фундамент света, а не радиоволн, как это было в то время. Это позволило бы значительно ускорить передачу информации. Созданный им квантовый генератор - лазер распространял микроволны на радиочастотах. Такой аппарат можно было изготовлять из обычных механических деталей радио, не прибегая к лазерному эффекту. Аппарат, распространяющий и усиливающий световые волны, не имел тогда аналогов. Таким образом, речь шла о революционном событии в физике.
В 1960 году честь изобрести такой аппарат выпала на долю Т.Маймана (рубиновый лазер) и А.Джавана (гелиево-неоновый лазер). Эти открытия сулили революционные перемены не только в науке, но и в повседневной жизни людей. Устройство Маймана действовало в импульсном режиме, тогда как аппарат Джавана имел постоянное излучение, и это открывало широкие возможности по изготовлению источников теплового излучения, систем дальней связи, спектрометров, способных получать, измерять и обрабатывать сверхвысокое количество информации. На основе принципов действия лазера Али Джавана были изготовлены различные сильные лазеры с постоянным излучением, которые широко используются в гражданских и военных целях.
Известие об изобретении газового лазера в декабре 1960 года быстро облетело весь мир и стало сенсацией, тем более что работы в этом направлении проводились в Европе еще с 30-х годов. Знаменитый австрийский физик, один из основателей квантовой механики - Эрвин Шредингер в интервью американской печати заметил: «В 1937-1838 годах физики Европы прилагали все силы для изобретения лазера. Изучая световой квант, ученые незаметно для себя подошли к идее лазера, в том числе достаточно известные уже тогда Нильс Бор, Альберт Эйнштейн и я. Но, как ни странно, счастье изобретения газового лазера выпало не нам в те годы, а много позже - 12 декабря 1960 года восточному ученому Али Джавану. Для меня важно не то, кто автор значительного открытия, а то, насколько оно необходимо для мировой науки. Открытие Али Джавана для мировой науки необходимо».
Действительно, создание в 1960 году лазера, как несколько ранее, в 1955 году, мазера положило начало новому научно-техническому направлению - квантовой электронике. Расчеты А.Джавана по квантовой электронике и лазерной физике вошли во все учебники по физике, выдвинутые им теоретические положения и опытные разработки сегодня широко используются при изготовлении трехступенчатых мазеров и лазеров. В настоящее время лазерные технологии применяются во многих сферах жизни, от спутниковой связи до медицины.
Однако при всем при этом, как ни парадоксально, мир все еще очень мало знает об изобретателе газового лазера Али Джаване. В 1964 году американский ученый Чарлз Таунс и российские физики Прохоров и Басов были удостоены Нобелевской премии за работы в области квантовой физики, тогда как профессоры А.Джаван и Т.Майман упоминались лишь вскользь. Воистину непостижима порой судьба научных открытий и их авторов. Наглядным примером этому может служить судьба великого американского математика Джона Форбса Нэша. В 21 год Нэш защитил в Принстонском университете докторскую диссертацию, в которой коренным образом пересмотрел положения, выдвинутые до того Джоном фон Нейманом, и создал новую научную модель, послужившую во многом фундаментом современной экономики.
В 1958 году Нэш снискал славу как создатель теории игр. При этом он разослал видным ученым и политическим деятелям письмо о том, что эта оригинальная идея была передана ему инопланетянами. И этот шаг принес ученому репутацию ненормального: дескать, все гении немного сумасшедшие, а Джон Форбс Нэш, видимо, более сумасшедший, чем другие. Дело дошло до того, что врачи поставили ему диагноз «шизофрения». Тем не менее - вот вам еще парадокс! - открытые им «равновесие Нэша», «программа Нэша», «результаты Джона Нэша» продолжали широко применяться в геометрии, экономике и компьютерных технологиях. Наконец, в 1994 году Джон Форбс Нэш был удостоен Нобелевской премии - первый случай вручения этой награды математику. Эта премия вручена ему за революционные перемены, вызванные его открытиями, в жизни людей.
В сущности, судьбы всех гениев и всех открытий схожи. Разница лишь в том, что некоторые открытия получают заслуженную оценку и признание при жизни автора, а другие - уже после смерти.
Наш соотечественник профессор Али Джаван, который при жизни упоминался в одном ряду с Исааком Ньютоном, Альбертом Эйнштейном, Эрвином Шредингером, Джоном Форбсом Нэшем, вошел в историю науки, но при жизни все же не был оценен по достоинству. По-видимому, Али Джаван, как и Джон Форбс Нэш, - ученый не вчерашнего, а завтрашнего дня, и время его еще настанет.
Мохбеддин САМЕД