Юрий Шахбазян - Амбарцумян

Семья Амбарцумянов поместилась в доме, в котором с ними жили и хозяева. Дом был расположен на возвышении, близко к берегу Камы. Здесь им выделили две не очень тёплые комнаты. Кроме того, около входа был маленький закуток, где помещалась кровать самого Амбарцумяна. Зимой в Елабуге морозы достигали 45 градусов. Здесь они прожили два с половиной очень трудных года. В особенности трудной была первая, очень свирепая зима. Не было тёплой одежды, и питались одной заварухой из муки. Дети, естественно, часто болели.

Начиная с первых же дней руководимые Амбарцумяном учёные включились в напряжённую научную работу. В составе филиала были академик В. А. Фок и член-корреспондент В. И. Смирнов (впоследствии академик). Здесь же работал молодой астрофизик В. В. Соболев. Сразу же началась работа научных семинаров. На первых двух семинарах, которые состоялись в сентябре 1941 года, были заслушаны доклады академика Фока и Амбарцумяна. Хотя темы были различными, прослеживалась некоторая общность с точки зрения примененных математических методов.

Амбарцумяну тогда удалось впервые получить функциональные уравнения переноса излучения в атмосферах планет.

Работа шла очень напряжённая. О своих результатах Амбарцумян докладывал в Москву и ректору Ленинградского университета А. А. Вознесенскому.

Зимой 1942 года основной состав Ленинградского университета по Ладоге был эвакуирован в Саратов. Этой эвакуацией руководил ректор А. А. Вознесенский, брат которого — Н. А. Вознесенский — был членом Политбюро. Последний руководил всей экономической жизнью страны, был влиятельной личностью, однако показал исключительную неэффективность во время войны, и после войны его приговорили к расстрелу.

Осознавая фундаментальность теории переноса излучения вообще и в астрофизике в частности, Амбарцумян стал интенсивно заниматься ею в университете ещё до войны. Однако в Елабуге необходимость этих исследований многократно возросла в связи с заинтересованностью Министерства обороны страны и в особенности морских и авиационных ведомств, имеющих проблему обнаружения объектов в мутной среде (в тумане и морской воде). Виктор Амазаспович часто выезжал в командировки, где обсуждал эти проблемы со специалистами, разрабатывающими радиолокационную и акустическую военную аппаратуру. В результате Амбарцумян в Елабуге, на радость прикладникам, блестяще справился с наитруднейшей математической задачей — задачей распространения света в мутной среде. Не вдаваясь в физико-математические тонкости решения этой задачи, суть работы поясняли тогда просто: «…Амбарцумян сотворил чудо, дал возможность видеть в тумане и в морских глубинах». На самом деле задача для конструкторов, создающих аппаратуру, была чрезвычайно сложна, и потому Амбарцумяну приходилось работать в различных специализированных конструкторских бюро многие месяцы, находясь в командировках в различных городах страны. Путь из Елабуги куда-либо был чрезвычайно трудным. Достаточно сказать, что ближайшая железнодорожная станция Кизнер, до которой он в лютую стужу добирался на санях, находилась на расстоянии около ста километров.

После войны, когда многие работы были рассекречены, решённая Амбарцумяном задача стала достоянием не только специалистов, работающих в области математической физики, но приобрела широкое признание учёных, работающих в других областях науки.

Теория переноса излучения как задача математической физики одинаково применима и в астрофизике, и в геофизике, и в оптике моря, и в расчётах по многократному рассеянию нейтронов. Широта такого рассмотрения и позволила Амбарцумяну решить конкретные прикладные оборонные задачи.

Сначала было найдено решение уравнения переноса излучения для глубоких слоёв рассеивающей и поглощающей плоскопараллельной среды при любой форме индикатрисы рассеяния, и тем самым заодно была решена чисто геофизическая задача изменения освещённости в морских глубинах, куда проникает лишь многократно рассеянный свет.

Однако самый значительный результат состоял в нахождении общего метода, с помощью которого уравнения переноса излучения сводятся к некоторым относительно простым, сравнительно легко решаемым функциональным уравнениям. С тех пор этот метод вошёл в историю математики как принцип инвариантности Амбарцумяна. Иногда такой метод называют также методом или принципом инвариантного вложения.

Эта важная новая теория, имеющая разносторонние применения, была удостоена в 1946 году Сталинской премии.

Любопытно, что задача о рассеянии света в мутных средах, поначалу рассматриваемая как чисто астрофизическая фундаментальная задача теории звёздных атмосфер, задолго до Амбарцумяна решалась А. Шустером [120] Артур Шустер (1851–1934) — английский физик. В 1905 году одним из первых создал теорию лучистого равновесия. , К. Шварцшильдом [121] Карл Шварцшильд (1873–1916) — немецкий астроном. Получил основные уравнения лучевого равновесия и применил их к исследованию звёздных атмосфер. , А. Эддингтоном и Милном [122] Эдуард Артур Милн (1896–1950) — английский астроном, член Лондонского королевского общества. Разработал в 1920-х годах приближённый метод решения уравнений переноса. . Эти работы сводились к уравнениям, описывающим локальные процессы в различных точках среды. Для этого приходилось использовать величины, характеризующие поля излучения во всех точках среды. Однако этот классический метод приводил к настолько сложным интегро-дифференциальным системам уравнений, что их практическое использование сталкивалось с непреодолимыми трудностями.

Амбарцумян подошёл к решению задачи принципиально другим путём. Ему удалось, без всякого рассмотрения поля внутри среды, непосредственно получить интенсивность выходящего из неё излучения. Как это ему удалось, какое чудо он сотворил?