Н. Белов - Алексей Васильевич Шубников (1887—1970)

Об опасности посягательства смежных дисциплин на самостоятельность кристаллографии предупреждал и А. В. Шубников во вступительной речи на открытии 7-й Генеральной ассамблеи Международного союза кристаллографов 27 августа 1966 г. в Москве. «Кристаллография,— сказал он,— взяла от физики многое, но сейчас существует реальная опасность, что физика твердого тела поглотит кристаллографию». В этой связи следует привести письмо А. В. Шубникова, направленное 16 февраля 1969 г. профессору В. А. Франк-Каменецкому, который выражал сожаление об отходе кристаллографии от «каменных» наук. Это письмо было оглашено В. А. Франк- Каменецким на Федоровской кристаллографической сессии в Ленинграде 19 мая 1977 г. «Что бы там ни было, я очень жалею, особенно сейчас, что в свое время так решительно отмежевался от минералогии и минералогической кристаллографии. Было бы, пожалуй, наиболее целесообразным подумать о создании и укреплении химической кристаллографии, поскольку физическая кристаллография в некоторой степени отмежевалась от кристаллографии благодаря новому направлению — „физике твердого тела“».[* Личный архив А. В. Шубникова.]

Тревога, которая чувствуется в приведенных выше строках, вполне объяснима: в последний год жизни А. В. Шубников тяжело болел, и его глубоко беспокоили судьбы кристаллографии, ее целостность и пути ее дальнейшего развития. Из письма вовсе не следует, что под конец жизни А. В. Шубников отказался от своих прежних взглядов о самостоятельном положении кристаллографии в ряду окружающих ее наук. А. В. Шубников был материалистом-диалектиком. Он. понимал, что его классификационная «кристаллоцентрическая» схема, как и всякая схема, условна и представляет лишь одно звено из всеобщей связи. Для физики, химии, математики и т. д. кристаллография является сопутствующей наукой. Но для кристаллографии физика, химия, математика, минералогия, а теперь и биология являются теми источниками, которые она использует в своих собственных целях, не растворяясь в каком-либо одном из них. Именно в междисциплинарном характере кристаллографии и ее положении на стыке фундаментальных наук — сила этой науки и залог ее плодотворного развития.

Современная кристаллография во многом отличается от той, какой она была в прошлом веке и даже в первой половине XX в. В наши дни объектом исследования кристаллографии наряду с классическими являются также и частично упорядоченные структуры (кристаллы с дефектами, композитные материалы, жидкие и биологические кристаллы, текстуры и полимеры). Новые мощные методы воздействия на вещество (высокие плотности радиации, давления электрического и магнитного полей, сверхнизкие температуры) вызвали к практической жизни нелинейную кристаллофизику с ее многочисленными новыми эффектами. На практическую почву становится центральная проблема кристаллографии — проблема предсказания, программированного синтеза необходимых свойств и управления этими свойствами в соответствующих структурах твердого тела.

Техническая революция в структурном анализе кристаллов, связанная с успехами «прямых» методов, автоматизацией структурного эксперимента и появлением радиоспектроскопических методов исследования тонкой полевой (в отношении физического и магнитного полей) структуры кристаллов, акцентировала в современной кристаллографии структурный аспект. Это дало повод для следующего определения кристаллографии, широко распространенного на Западе: «Кристаллография — это область науки, в задачи которой входит описание и понимание структуры и свойств конденсированных состояний вещества и их связи с пространственными соотношениями атомов и межатомных сил». [* Crystallographic bock list: International Union of Crystallography. — Comis. on crystallographic teaching, Cambr., 1965, vol. 12, 83, p. 25.]

Соответствующие изменения происходят и в теоретическом вооружении кристаллографии. Современная теория симметрии, например, становится теорией (цветной) симметрии частично упорядоченных структур и наряду с теоретико-групповыми использует также более общие (негрупповые ) методы. Теоретическая кристаллофизика сейчас включает в себя не только феноменологический (тензорный) уровень описания кристаллофизических эффектов, но и уровень объяснения этих эффектов с позиций современных микроскопических теорий, базирующихся на динамике решетки, теории электронной структуры кристаллов в квантовомеханической теории взаимодействия излучений с веществом.

Изменилось ли вследствие вышесказанного лицо современной кристаллографии? Несомненно, да! Произошло ли при этом слияние кристаллографии с физикой твердого тела? Разумеется, нет! Шубниковская схема разделения и диалектического единства физической, химической и математической кристаллографии осталась неизменной. Для понимания кристаллографии как «одной из областей современной физики твердого тела» [* Политехнический словарь, М.: Сов. энциклопедия, 1977, с. 241.] нет никаких оснований, хотя связи обеих дисциплин органичны и плодотворны.

Одним из свидетельств самостоятельности и зрелости этой древней и всегда новой науки является выход в свет «Современной кристаллографии»[** Современная кристаллография: В 4-х томах. Вайнштейн Б. /С. Симметрия кристаллов: Методы структурной кристаллографии. М.: Наука, 1979. 383 с.; Т. 2. Вайнштейн Б. КФридкин В. М., Инденбом В. Л. Структура кристаллов. М.: Наука, 1979. 359 с.; T. 3. Чернов А. А., Гиваргизов Е. И., Багдасаров X. С. и др. Образование кристаллов. М.: Наука, 1980. 407 с.; Т. 4. Шувалов Л. А. Физические свойства кристаллов. М.: Наука. 1981. 450 с.] под редакцией академика Б. К. Вайнштейна, которая для всех кристаллографов стала крупным научным событием. Изучение этого руководства позволяет заглянуть в сегодняшний день кристаллографии и оценить по достоинству преемственность ее содержания и великую жизненную силу шубниковских идей, предопределивший на десятилетия вперед исторические пути развития этой науки.

Существует неразрывная связь и взаимопроникновение методов фундаментальных наук в рамках выделенной конкретной области знаний, в данном случае — кристаллографии. Математические методы (теория групп, тензорная алгебра и анализ, уравнения математической физики, математическое моделирование, ЭВМ и т. д.) пронизывают все содержание современной кристаллографии, которая допускает математическую формализацию, но от этого ни кристаллография, ни математика не теряют своего собственного лица. То же самое можно сказать о взаимоотношениях кристаллографии с физикой и химией. Экспериментальные и теоретические методы физики (структурный — дифракционный и резонансный — анализ, зонная теория твердого тела, динамическая теория кристаллической решетки, квантовая физика, термодинамика, статистика и кинетика и т. д.)— необходимые компоненты современного кристаллографического исследования. Методы химического анализа и синтеза позволяют современной кристаллографии проводить свои исследования в значительной мере на синтетических кристаллах; в зависимости от их состава, реальной атомной структуры, внутренней морфологии и условий образования удается проектировать и создавать материалы, необходимые для применений в современной науке и технике.