СФ ФИАН
Самарский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
Академик Б. М. ВУЛ
Вестник АН СССР. - 1975. - №4. - С.34-41.
Великая Отечественная война была грозным испытанием силы и духа советского народа, прочности и стойкости первого в истории человечества социалистического государства.
Не в такой мере, как ныне, но и в те годы наука была существенным фактором развития военной техники. Естественно, что ученые Советской страны и ее главного научного центра - Академии наук СССР - стремились все свои знания и силы направить на помощь Красной Армии в ее жестокой борьбе с фашизмом.
На второй день войны, 23 июня 1941 г., Президиум Академии наук СССР принял решение перестроить деятельность академических учреждений, подчинив все проводимые ими исследования требованиям военного времени. Как это решение проводилось в жизнь, можно видеть на примере одного из крупных учреждений Академии - Физического института им. П. Н. Лебедева, возглавлявшегося в те годы академиком С. И. Вавиловым.
К началу войны ФИАН был уже довольно крупным центром физической науки, комплексным институтом, в котором проводились исследования по таким разделам физики, как люминесценция, научные основы радиотехники, акустика, оптика, космические лучи и ядерная физика, физика диэлектриков и теоретическая физика.
Институт обладал сильным коллективом. Среди его 48 научных сотрудников было 4 академика, а в последующие годы академиками стали еще 12 ученых из этого состава. Таким образом, каждый третий научный сотрудник Института того времени был или стал действительным членом Академии наук СССР.
В 1941 г. в Москве на нынешней территории ФИАН заканчивалось строительство акустического павильона и предполагалось начать проектирование мощного по масштабам того времени циклотрона для получения дейтонов и протонов. В циклотронную бригаду входили ставшие затем академиками В. И. Векслер и П. А. Черенков, Е. Л. Фейнберг, избранный позднее членом-корреспондентом Академии, и Л. В. Грошев. Состав этой маленькой, но уже "могучей кучки" молодых в те годы советских физиков дает наглядное представление о научном потенциале среднего звена Института того времени.
Институт не ограничивался проведением исследований по самым актуальным тогда разделам физики. Он оказывал большое влияние на развитие физической пауки в стране. В нем регулярно работали коллоквиумы - общеинститутский и лабораторий атомного ядра, оптики, колебаний, акустики, физики диэлектриков и теоретической физики, в которых принимали участие сотрудники как ФИАНа, так и других научных учреждений. Научные работники многих институтов, в том числе республиканских, защищали на заседаниях ученого совета ФИАНа диссертации. Бригады сотрудников Института работали над составлением учебников по физике для средней и высшей школы.
Все лаборатории Института поддерживали связи как с исследовательскими институтами промышленности, так и непосредственно с предприятиями, а в отдельных лабораториях уже был известный опыт работы по оборонной тематике.
Когда началась война, часть сотрудников Института была призвана в армию; весь остальной мужской персонал, не подлежавший мобилизации, записался в Московское ополчение. Этой части коллектива Института предстояло выполнить свой долг перед Родиной не на фронте, а в научных лабораториях и на полигонах.
ФИАН вместе с рядом других институтов был во второй половине июля переведен в Казань.
Город на Волге гостеприимно принял эвакуированных. Казанский университет предоставил лабораториям Института около 10 комнат, и в течение нескольких дней после прибытия институтского оборудования из Москвы все, что могло понадобиться для исследований, было вновь смонтировано. Библиотека Института, бывшая в то время, как и ныне, самым полным в нашей стране собранием литературы по физике, разместилась в коридоре. Часто вечерами там можно было видеть напряженно работающих при тусклом свете горящих вполнакала ламп сотрудников ФИАНа и других институтов. Там же, в коридоре, по вечерам выдавали сотрудникам и их семьям пайки хлеба.
В Казани сразу же были развернуты исследования во всех лабораториях Института, причем для решения определенных задач были созданы группы, в которые часто входили сотрудники разных лаборатории ФИАНа и даже работники других институтов. Несмотря на их горячее стремление сделать как можно больше для победы, переход на военную тематику был труден. Военная промышленность и оборонные учреждения только еще перебазировались на Восток, наладить с ними более или менее регулярные связи было нелегко, и приходилось на первых порах браться за решение любых задач, важных для фронта. Институт установил тесный контакт с рядом заводов, работающих на оборону, совместно с некоторыми другими институтами Академии создал и передал промышленности несколько методов и приборов, улучшающих или ускоряющих контроль производства выпускаемой заводами продукции, и т. д. Это было лишь начало, но оно показало, что ученые Физического института готовы использовать весь накопленный ими опыт для решения задач, продиктованных нуждами фронта.
О перестройке и этих первых результатах работы ФИАНа в условиях военного времени автор данных строк, тогда заместитель директора Института, докладывал Президиуму Академии на его заседании 2 октября 1941 г. (подробнее см. "Вестник АН СССР", 1941, № 9-10, стр. 68).
Небольшая и в довоенные годы лаборатория атомного ядра, которую возглавлял Д. В. Скобельцын, стала еще меньше. В ней осталось 12 сотрудников, которые разместились в одной комнате. Группа сотрудников (В. И. Векслер, Е. Л. Фейнберг, М. Н. Аленцев, В. А. Хволес и Ю. М. Сухаревский) взялись за создание аппаратуры для акустического обнаружения (или распознавания) самолетов. При этом была использована методика, разработанная ранее для исследования космических лучей. Аппаратура прошла испытания на аэродроме в Кубинке, подвергавшемся в то время налетам немецкой авиации. В работу было вложено много изобретательности, и, хотя на смену акустической локации уже шла радиолокация, многие полученные тогда результаты оказались весьма ценными. Были выдвинуты новые теоретические положения, развитие которых оказалось очень плодотворным и дало существенный эффект уже в послевоенные годы.
Другая работа лаборатории имела целью использование рентгеновского и гамма-излучений в сочетании с ядерными методами для контроля промышленных изделий. Так, О. Н. Вавиловым, В. И. Векслером, Н. А. Добротиным и В. А. Цукерманом был создан прибор для контроля клапанов авиационных моторов с помощью рентгеновских лучей, а Н. С. Ивановой и Н. А. Добротиным - прибор для определения толщины стеллитового покрытия этих клапанов, изготовленного из особо прочного сплава.
Сложные задачи были решены при разработке прибора для определения толщины ствола стрелкового оружия с помощью гамма-лучей. Трудность заключалась в том, что при большой длине ствола малого калибра вводимый в него стержень с радиоактивным препаратом нельзя было сделать жестким, и это порождало ошибки измерения. Для устранения таких ошибок Н. А. Добротиным и И. М. Франком был предложен компенсационный метод с использованием ионизационных камер, практически нечувствительный к малым перемещениям источника излучения. Было предусмотрено специальное автоматическое устройство для защиты оператора от облучения. Точность прибора составляла сотые миллиметра для ружейных стволов, и в принципе он позволял измерять сталь толщиной до 10 см с точностью не менее десятых миллиметра.
Прибор успешно прошел испытания на одном из заводов Урала и был принят в качестве контрольного заводской лабораторией. Физические основы этого первого советского гамма-толщиномера были разработаны в ФИАНе. а создан он был совместно с Институтом машиноведения Академии наук СССР. Как известно, толщиномеры, в которых используется излучение радиоактивных веществ, получили распространение значительно позже, когда стали широко доступны искусственные радиоактивные вещества.
Продолжались и чисто теоретические исследования. Достаточно напомнить относящиеся к этим годам известные работы И. М. Франка по эффекту Допплера в преломляющих средах и В. Л. Гинзбурга и И. М. Франка по теории переходного излучения. Однако все эти работы отошли на второй план, когда перед советской наукой и техникой встала грандиозная задача овладения ядерной энергией. Лаборатория атомного ядра начала сосредоточивать свои уси-лия на этой задаче уже в 1944 г. Недаром в 1966 г. в дни, когда отмечалось 20-летие пуска первого в СССР атомного реактора, ставшего и первым в Европе, в числе других участников работ по его созданию памятные грамоты получили сотрудники ФИАНа Л. В. Грошсв, Л. Е. Лазарева, Е. Л. Фейнберг и И. М. Франк.
В лаборатории колебаний, руководимой Н. Д. Папалекси, уже в августе - сентябре 1941 г. были развернуты работы по ряду тем. Одна из них - создание фазового зонда, устройства для скрытой привязки на местности огневых позиций вражеских артиллерийских батарей. Уже в начале декабря 1942 г. был готов действующий макет устройства.
К концу 1942 г. была закончена в лаборатории и другая работа, которая касалась компенсации местных радиопомех. Была создана и прошла испытания снабжения собственной антенной ВЧ-приставка к радиоприемнику, которая позволяла вычитать из сигнала, принимаемого основным приемником, различного рода наводки и местные радиошумы.
В тот же период лабораторией была выполнена еще одна работа, и в мае 1943 г. относящиеся к ней материалы были переданы заинтересованным организациям. А началось с того, что на сбитых немецких самолетах были обнаружены малогабаритные рамочные антенны со слоистым ферромагнитным сердечником. Лаборатории было поручено заняться созданием такой антенны. Однако технология изготовления феррита была неизвестна, и Н. Д. Папалекси предложил испытать слоистые железные и пермаллоевые сердечники. Теория их была развита И. Е. Таммом и В. Л. Гинзбургом. В процессе экспериментальной работы, проводившейся под руководством С. М. Рытова, удалось изготовить макет рамки с пермаллоевым сердечником. Предъявленный "заказчику", он сразу же был пущен в летные испытания.
Акустическая лаборатория, которой заведовал Н. Н. Андреев, почти с самого начала войны сосредоточила свои силы в основном на проблемах гидроакустики, в частности на разработке акустических тралов - мощных источников звука в воде, способных вызывать взрывы акустических мин на расстояниях, безопасных для тральщиков. Весной 1942 г. первые образцы тралов были изготовлены, и группа сотрудников лаборатории во главе с Н. Н. Андреевым выехала из Казани в Москву, а затем II. Н. Андреев, Л. Д. Розенберг, Л. М. Бреховских, Я. Л. Хургин, А. Н. Ривин направились в Поти, тогда главную базу Черноморского военного флота, а Б. Д. Тартаковский и В. Д. Жаринов вылетели в Ленинград. Первые везли с собой образцы разработанных акустических тралов. Экспедиция, возможно, несколько претенциозно, называлась "Скорая помощь флоту". Но действительно срочная помощь флоту была необходима, так как борьба с акустическими минами велась в то время самым примитивным и рискованным способом: военный корабль многократно (до 30 раз) на большой скорости проходил по фарватеру, который необходимо было разминировать, и, воздействуя своим шумом на мины, взрывал их. При этом он мог и не успеть проскочить над миной до того, как она взорвется.
Экспедиция, в которой, кроме сотрудников лаборатории, участвовали и военные моряки, детально изучала акустические характеристики обезвреженных новейших образцов немецких акустических мин, измеряла шумы основных типов наших военных кораблей, подбирала наиболее эффективные характеристики акустических излучателей. В море было создано несколько акустических "полигонов" с разными глубинами, где изучались законы распространения и затухания звука разных частот при разных характеристиках морского грунта. Следует упомянуть, что в последующие годы Л. М. Бреховских развил стройную теорию распространения звука в слоистых средах.
Работа на Черном море успешно закончилась в декабре 1942 г. созданием нового, весьма эффективного средства борьбы с вражескими минами. Тогда же здесь родилось новое научное направление - подводная акустика, в дальнейшем развивавшееся в акустической лаборатории ФИАНа.
В блокированном Ленинграде в течение нескольких суток непрерывной работы, под руководством Б. Д. Тартаковского и В. Д. Жаринова были построены акустические тралы, и уже через две недели оборудованные этими тралами, получившими название "ФИАН", баржи и некоторые мелкие корабли начали боевое траление акустических бесконтактных мин, поставленных немецкой авиацией в районе Кронштадта. План противника запереть советские подводные лодки и не дать им выйти в море был сорван. Одновременно оборудовались акустическими тралами суда Ладожской военной флотилии, обеспечивавшей снабжение Ленинграда через Ладожское озеро.
В 1943 г. сотрудники лаборатории руководили постройкой акустических тралов и помогали их осваивать на Волге, где после Сталинградской битвы противник с воздуха сбрасывал в речной фарватер неконтактные мины, пытаясь воспрепятствовать перевозке нефти из Астрахани. Многие немецкие мины были обезврежены тралами ФИАНа, действовавшими вместе с магнитными тралами.
В той же акустической лаборатории в 1941 - 1942 гг. велись и другие работы. Так, осенью 1941 г. под руководством Ю. М. Сухаревского при участии И. П. Жукова и М. Н. Аленцева в Казани была подготовлена, а в марте 1942 г. вывезена в Москву аппаратура для дистанционного подрыва мин. В 1942 - 1943 гг. под руководством Ю. М. Сухаревского при участии Д. И. Блохинцева, И. П. Жукова и И. И. Славина было разработано специальное вет-розащитное устройство для звукоулавливателей зенитных установок, которое успешно прошло испытание в одной из частей ПВО Москвы и было принято на вооружение. В 1943 - 1945 гг. Ю. М. Сухаревский руководил проводившимися при участии В. С. Григорьева и И. П. Жукова физическими исследованиями по проблемам гидролокации; в 1944 г., в частности, на кораблях Тихоокеанского флота работала специальная экспедиция. Были подвергнуты первичному изучению элементы акустики океана, существенно определяющие эффективность гидролокации, и указаны пути ее повышения. Работы экспедиции дали начало некоторым новым разделам гидроакустики и широким экспериментальным исследованиям.
Оптическую лабораторию Института возглавлял в годы войны Г. С. Ландсберг. Еще в 1936 г. под его руководством С. Л. Мандельштам начал свои работы по физическому обоснованию спектрального анализа - нового в то время метода определения химического состава вещества. С началом войны роль спектрального анализа как быстрого, точного и дешевого метода контроля производственного процесса особенно возросла, и сотрудники лаборатории (С. Л. Мандельштам, Ф. С. Барышанская, С. О, Драбкина, Л. И. Туницкий и др.) во главе с Г. С. Ландсбергом прилагали все усилия для его использования на металлургических, автомо-бильных и авиационных заводах. На ряде крупных заводов были организованы лаборатории спектрального анализа и подготовлены соответствующие кадры для них, разработаны и внедрены новые спектрально-аналитические методики контроля плавки сталей, легких и цветных сплавов. В Казани Г. С. Ландсбергу удалось создать оптические мастерские, где сотрудники лаборатории С. М. Райский, В. И. Малышев и В. Г. Корицкий разработали простую и дешевую конструкцию стилоскопа - прибора для быстрого спектрального анализа металлов - и наладили производство таких приборов. Во время Великой Отечественной войны стилоскопы эффективно применялись на авиационных, танковых и других заводах оборонной промышленности и во фронтовых ремонтных частях.
В 1943 г. по просьбе Народного комиссариата черной металлургии группе работников ФИАНа (С. Л. Мандельштам, С. О. Драбкина, А. А. Шубин) была поручена организация базовой спектральной лаборатории черной металлургии при Институте стали этого комиссариата. Лаборатории была временно передана часть оборудования ФИАНа. В течение 1943 - 1945 гг. группа не только разработала и внедрила на предприятиях черной металлургии ряд новых методов спектрального анализа, но и подготовила кадры заводских работников для его применения. Один из важных результатов этой работы - создание переносного стилоскопа, применение которого на металлургических заводах и непосредственно в местах сбора трофейной военной техники сыграло крупную роль в обеспечении металлургической промышленности высококачественным металлом. В 1944 г. в ФИАНе была создана лаборатория спектрального анализа под руководством С. Л. Мандельштама (ныне - лаборатория спектроскопии).
Г. С. Ландсбергом и П. А. Бажулиным в 1941 - 1945 гг. были проведены пионерские работы по созданию метода молекулярного спектрального анализа на основе явления комбинационного рассеяния света и важная в оборонном отношении работа по установлению состава трофейных бензинов.
Лабораторию люминесценции, которой непосредственно руководил С. И. Вавилов, война вынудила временно прекратить успешно проводившиеся ею работы по созданию газоразрядных ламп - так называемых ламп дневного света - и заняться другими проблемами. В феврале 1942 г. сотрудники лаборатории помогли очень быстро организовать на одном из промышленных предприятий производство необходимых для авиационных приборов свето-составов постоянного действия. На этом же заводе под руководством С. А. Фридмана была разработана и выпущена серия люминесцентных ламп особой конструкции для военно-морского флота, а в 1943 г., в связи с изменением хода войны, на Московском электроламповом заводе вновь развернулись прерванные в начале войны совместные работы завода и ФИАНа по организации первого в СССР производства люминесцентных ламп.
В первые месяцы войны С. И. Вавилов и группа сотрудников лаборатории посетили воинскую часть, где ученым Физического института показали снятое с подбитого немецкого танка небольшое устройство, одна из частей которого представляла собой пластинку, покрытую слоем особого вещества. С. И. Вавилов разгадал назначение устройства и установил, что принцип его действия основан на люминесценции в инфракрасных лучах.
Изучение чувствительности возбужденных кристаллофосфоров к инфракрасным лучам было начато в ФИАНе еще в 1933 г. (В. Л. Левшин, В. В. Антонов-Романовский); в Казани эти работы стали одним из ведущих направлений деятельности лаборатории люминесценции и приобрели оборонное значение. Руководил ими С. И. Вавилов. В 1943 г. в лаборатории были получены и затем исследовались фосфоры с двумя редкоземельными активаторами, дающие яркую (зеленую или красную) вспышку под действием инфракрасных лучей. Для этого класса фосфоров инфракрасный свет действует, как спусковой механизм, освобождающий энергию, запасенную в фосфоре ранее, при возбуждении. На основе тонких экранов из фосфоров были созданы приборы для обнаружения источников инфракрасного излучения БИ-6 и БИ-8 ("бинокль инфракрасный"), которые успешно прошли в ноябре - декабре 1943 г. государственные испытания (на военных кораблях в Батуми) и были приняты на вооружение.
Войсковым радиостанциям были необходимы конденсаторы с очень малым температурным коэффициентом емкости, большой механической прочностью, стабильностью и др. Можно было рассчитывать, что материалы, удовлетворяющие этим требованиям, удастся получить путем синтеза керамических масс с двуокисью титана. Работа проводилась сотрудниками лаборатории диэлектриков (Б. М. Вул, Г. И. Сканави, Р. Я. Разбаш, Н. А. Ирисова, Н. Л. Строганова) совместно с группой академика И. В. Гребенщикова из Института химии силикатов Академии наук СССР (В. П. Барзаковский, С. К. Дуброво, В. А. Бочкарева). В результате интенсивных поисков такие керамические массы, содержащие титанат магния и титанат кальция, были получены. Внедрение их в промышленность началось в 1942 г. Эти и последующие работы привели в дальнейшем к организации отечественного производства керамических конденсаторов.
Осенью 1941 г. лабораторией (Б. М. Вул, Г. М. Коваленко) были начаты также работы по изысканию путей борьбы с обледенением самолетов, проводившиеся совместно с Институтом летных исследований (Н. С. Егоров, И. И. Шулейко и П. И. Макаров) и Физико-техническим институтом Академии наук СССР (Ю. П. Маслаковец и Б. Т. Коломиец). Был сконструирован электротермический противообледенитель, в котором в качестве нагревательного элемента использовалась металлизированная бумага. Весной 1942 г. были проведены летные испытания. Впоследствии метод металлизации бумаги был широко применен в производстве бумажных электрических конденсаторов.
Уже в 1941 г. заинтересованным организациям были переданы результаты работы, касавшейся обеспечения бесперебойности действия самолетных систем радиосвязи.
В годы войны небольшой коллектив ФИАНа не только вед большую научную работу. Все сотрудники Института регулярно проходили всеобщее военное обучение.
В выходные, да часто и не в выходные, дни не только молодые, но и уже "маститые" ученые выгружали баржи на Волге, и на спинах многих из них нехитрое приспособление - "коза" - сидело так ладно и так нагружалось, что "грузчиков", имена которых были или вскоре стали известными физикам всего мира, вполне можно было принять за профессионалов. Кое у кого, видимо, сказывался опыт, приобретенный в горных походах, при альпинистских восхождениях.
В вечерние часы на собраниях и политических семинарах обсуждалось положение на фронте, общее состояние страны, дела во всем мире. В те дни многие сотрудники Института вступили в ряды коммунистической партии. Среди них были: Д. И. Блохннцев, И. М. Бутузов, В. Л. Гинзбург, И. А. Добротин, 3. Л. Моргенштерн, Г. И. Сканави, Н. Н. Соболев, П. А. Черенков; секретарем партийной организации Института был тогда В. И. Beкслер.
В 1943 г. Институт вернулся в Москву. Годы эвакуации остались позади. Сотрудники Института сохранили глубокую благодарность казанцам, которые оказывали им помощь в дни, когда сами терпели тяжелые лишения.
В последние годы войны в Институт стали возвращаться его сотрудники-фронтовики, в их числе А. М. Прохоров, М. М. Сущинский, Б. Д. Копыловский и др.
С глубокой скорбью коллектив Института воспринял вести о гибели на фронтах Великой Отечественной войны сотрудников Института М. А. Дивильковского, М. Л. Котляревского, А. А. Кочеткова, М. И. Филиппова.
Когда ФИАН вернулся из Казани в Москву, начался обратный процесс - реориентации работ с прикладных исследований на фундаментальные. Хотя война вынудила Институт изменить характер исследований, их физическая сущность фактически сохранилась.
Через месяц после великого Дня Победы, 12 июня 1945 г. Институт отмечал свой юбилей. На торжественном заседании ученого совета с докладом "Физический кабинет, физическая лаборатория, Физический институт АН СССР за 220 лет" выступил директор ФИАНа С. И. Вавилов. В этой летописи Института годы Великой Отечественной войны заняли почетное место (ссылка 1).