Эксперименты от профессора Гарифьянова – made in USSR, проверено в США
15 мая исполнилось 100 лет со дня рождения знаменитого казанского физика Нургаяза Гарифьянова, чьим именем названа улица в Казани
Почему легендарному Завойскому были особенно по душе эксперименты Гарифьянова, как часы в нагрудном кармане могут спасти жизнь, для чего молодой ученый приносил с собой на работу разные подстилочки… Корреспонденту «БИЗНЕС Online» о профессоре Гарифьянове рассказывает его ученик Ахат Ильясов, доктор физико-математических наук, академик АН РТ.
«У НЕГО БЫЛА ПОТРЯСАЮЩАЯ НАУЧНАЯ ХВАТКА»
— Ахат Вахитович, в документальном фильме о Гарифьянове «Наука жить» вас представляют как его первого ученика.
— Да, совершенно точно. Потом, конечно, были и другие; в целом под руководством Нургаяза Салиховича Гарифьянова защитили кандидатские диссертации 10 его учеников. Но вообще, помимо его, так сказать, официальных учеников, не было, наверное, человека в Казани, да и не только у нас, который бы занимался парамагнитным резонансом и не пользовался бы его советами и помощью.
А я в 1958 году на четвертом курсе университета пришел в Казанский физтех — Казанский физико-технический институт, который сегодня носит имя Евгения Константиновича Завойского — делать курсовую работу. Поскольку институты Казанского филиала Академии наук СССР в те времена были расположены довольно близко от главного корпуса КГУ, мы ежедневно общались и со своим факультетом. В то время сотрудники Казанского физтеха были увлечены развитием и применением магнитно-резонансных методов. В этом институте с 1949 года и до конца жизни интенсивно и плодотворно работал в области магнитной радиоспектроскопии Нургаяз Гарифьянов. Открытие электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в середине 1940-х годов казанским физиком-экспериментатором Евгением Завойским до сих пор сравнивают по значимости с неевклидовой геометрией Лобачевского или таблицей Менделеева.
Борис Михайлович Козырев, заведующий лабораторией радиоспектроскопии, направил меня к Гарифьянову. Потом по его предложению я готовил там же и свою дипломную работу. Нургаяз Салихович был тогда старшим научным сотрудником. Черноволосый, стройный, высокий, громогласный, он сразу как-то располагал к себе, был оптимистичным таким, веселым. В его руках, что называется, все горело. У него была потрясающая научная хватка. И для меня поначалу было удивительно, как такой солидный, прошедший войну мужчина мог так заразительно хохотать и радоваться, как ребенок, когда сталкивался с чем-то необычным. Когда ему что-то удавалось, он непременно громко сообщал коллегам: «Нет, ты посмотри, что получилось!» Он всегда и со всеми делился своими идеями, открытиями.
Общение с ним постепенно переросло в крепкую дружбу. С того времени он стал моим наставником и учителем не только в науке, но и в жизни. Уже гораздо позже, в 1968 году, со мной случилось несчастье: я попал в серьезную автомобильную катастрофу, чудом остался жив. Он приходил ко мне в больницу каждый день, и я всегда считал и считаю, что именно Нургаяз Салихович вернул меня к жизни, вытащив из глубокой депрессии.
— Его именем названа улица в Казани, все, наверное, знают и остановку Гарифьянова. Но если в честь каждого хорошего человека улицу называть, тут не то что улиц — городов не напасешься!
— Понимаю, о чем вы — о заслугах, о результатах. Так вот, Гарифьянов был одним из тех, кто стоял у истоков, кому посчастливилось прийти в науку после фундаментального открытия Евгением Завойским явления электронного парамагнитного резонанса. После этого открытия, как раз во времена Гарифьянова, зарождалась новая область физики — магнитная радиоспектроскопия. Как физик-экспериментатор он стал в ней одним из признанных мировых лидеров.
Исследования парамагнитного резонанса оказались весьма плодотворными для ядерной физики, изучения сложнейших вопросов течения химических реакций, строения твердых и жидких веществ. Да и сегодня дальнейшие работы, бесспорно, откроют еще много новых возможностей использования этого интереснейшего физического явления.
Научное наследие профессора Гарифьянова состоит из более чем 100 научных работ, а среди его многочисленных учеников есть и представители других городов — Воронежа, Баку, Саратова, которые в свое время сами встали во главе значительных научных групп. Среди его научных трудов можно выделить несколько основных разделов. Ведущее место среди них, как по объему, так и по значимости, занимают исследования комплексных соединений переходных групп и редкоземельных элементов. А главная его заслуга в том, что он разработал ЭПР как аналитический метод установления строения вещества. Как устроено то или иное вещество, какова его геометрия, расположение атомов в молекуле — теперь можно узнать с помощью магнитного или ядерного резонанса. Эти исследования и принесли ему мировое признание.
— Буквально недавно Кев Салихов, научный руководитель КФТИ, сказал в разговоре, что еще в 1960-е годы, работая в Новосибирском академгородке, слышал от коллег-ученых такую вещь: американцы, которые очень внимательно следили за нашими открытиями в области ЭПР, перепроверяли каждый полученный у нас новый результат. Единственным исключением был Гарифьянов — его результаты не проверялись, они принимали их на веру безоговорочно.
— Да, в науке Нургаяз Салихович проявил себя как блестящий исследователь-экспериментатор с необычайно богатой и творческой интуицией и неиссякаемой инициативой. Наверное, Гарифьянова-экспериментатора вполне можно поставить на одну ступень с самим Завойским. Но, несмотря на доброжелательность, уживчивый характер, Нургаяз Салихович от своих подчиненных всегда требовал строжайшей научной дисциплины, соблюдения правил. Он всегда говорил: «Самое главное нам, экспериментатором, дать точные, верные параметры. Ни в коем случае никаких приближений!» И очень строго спрашивал с тех, кто проявлял небрежность. Это было и в его научной жизни, и на фронте.
— Он рассказывал о войне?
— В общем-то, почти ничего. Во всяком случае, сейчас не могу припомнить. У нас, в основном, были другие темы для разговоров и обсуждений. А вот в фильме «Наука жить», о котором уже упоминалось, рассказывается и о его пребывании на фронте, и есть интересные моменты из его биографии.
ЭТИ ЧАСЫ ЕМУ СОХРАНИЛИ ЖИЗНЬ
Нургаяз Салихович Гарифьянов родился 15 мая 1920 года в деревне Нижний Чугай Цыпьинского района ТАССР (упразднен 16 июля 1958 года, территория передана в состав Балтасинского района — прим. ред.).
Отец его, Салих Гарифьянов, и мать, Галима Идрисова, занимались крестьянским трудом, — сообщает сайт gorki68. — Когда Нургаязу исполнилось шесть лет, родители переехали в город Малмыж (административный центр Малмыжского района современной Кировской области — прим. ред.), где отец поступил работать маляром в строительную контору. Биография Нургаяза Салиховича весьма типична для многих его сверстников того времени. Он сначала учился в татарской начальной школе, потом — в Малмыжской школе колхозной молодежи и в Малмыжской средней школе имени В. И. Ленина.
В 1938–1939 годах Нургаяз работал радиотелефонным надсмотрщиком в конторе связи городка Малмыж. В 1939 году поступил на физико-математический факультет Казанского университета, а с 1942 года участвовал в Великой Отечественной войне.
«Сначала он попадает в военное училище связи в городе Муром, — рассказывается в документальном фильме „Наука жить“. — Спустя год — на Южный фронт. Он воюет в качестве командира радиовзвода. Как и всем на войне, Гарифьянову приходилось тяжко, но несмотря ни на что, он шел только вперед. То же самое он будет делать и в мирной жизни, в науке».
Гарифьянов воевал на Украине, в Бессарабии, Румынии, Болгарии, Югославии, Венгрии. В боях при прорыве на Днестре был ранен. «В годы войны у Нургаяза Салиховича была особенность носить в левом нагрудном кармане ручные часы, — говорится в фильме. — Как-то в самом разгаре боя он получает ранение. Вражеская пуля попадает Гарифьянова в грудь, те часы принимают часть ее удара на себя и таким образом спасают ему жизнь. Чудом спасают…» Но последствия этого ранения сказывались затем всю жизнь на здоровье.
— Вашего коллегу по физтеху Юрия Яблокова, известного ученого в области радиоспектроскопии твердого тела, считают хранителем истории и традиций Казанского физико-технического института. Он много писал о Завойском, есть у него работы и про Гарифьянова…
— Да, с Юрой, Юрием Васильевичем, мы вместе учились в Казанском университете, только он — на курс старше. На последних курсах мы были уже хорошо знакомы, а потом попали в Казанский физтех, в одну лабораторию к Козыреву. Впоследствии, правда, разошлись по разным институтам. Да, у него есть работы о коллегах, которые вызывают интерес.
«После демобилизации по инвалидности в 1946 году Гарифьянов восстановился на физико-математическом факультете КГУ, — писал Яблоков в статье к 90-летию ученого, опубликованной на официальном сайте КФТИ им. Завойского. — Окончил его в 1949 году. Поступил в аспирантуру Физико-технического института Казанского филиала АН СССР, в сектор физики, руководимый Козыревым. Нургаяз Салихович был первым его учеником и стал бесценной опорой в создании научной школы ЭПР в Казанском физико-техническом институте.
Научная судьба Нургаяза Салиховича складывалась непросто. Первые его шаги относятся к началу 50-х годов XX века. Борис Михайлович [Козырев] предложил ему заняться исследованием парамагнитного резонанса в соединениях редкоземельных элементов. Первые годы научной работы Гарифьянова были годами поиска своего стиля и поиска собственного направления исследований.
В результатах его исследований был заинтересован и [известный казанский физик] Семен Альтшулер. Они с Борисом Михайловичем частенько заходили в лабораторию, интересовались, как идут дела. «Ну что же, продолжайте», — говорили они, слыша о неудачных попытках Нургаяза Салиховича обнаружить сигналы парамагнитного резонанса. Он продолжал. Варьировал схемы генератора, лампы перебирал — ничего. Сначала задерживался в институте допоздна, потом — притащил какие-то подстилки и нередко вообще ночевал в лаборатории. «Не получается? Ну, что же, трудитесь, трудитесь. У других получалось, должно и у вас получиться», — советовали руководители.
Чем закончилась эта история? Нургаяз Салихович опубликовал статью в ЖЭТФ («Журнал экспериментальной и теоретической физики», один из старейших и наиболее авторитетных российских научных журналов по физике — прим. ред.) и в 1953 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Парамагнитное поглощение в некоторых соединениях редкоземельных элементов». После этого началась полнокровная научная жизнь, продолжавшаяся до его внезапной кончины в марте 1970 года».
КАК САЖА БЫЛА ИСПОЛЬЗОВАНА В СОВЕТСКОЙ ЭКОНОМИКЕ
— Не только злопыхатели, но и просто несведущие, вполне вероятно, зададутся вопросом: «А на что этот ЭПР, все эти мудреные штуки? Какая нам-то от них польза? У нас лишних денег не бывает».
— Что касается конкретных денег и дел, то есть и вполне ощутимый эффект от внедрения ЭПР в прикладных областях. Для нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, например, Гарифьянов в свое время предложил экспресс-метод определения содержание ванадия в нефтях. Все продукты, которые делаются из нефти для ракетного топлива, содержат ванадий. И если присутствие в них этого металла будет превышать одну десятитысячную процента, то в турбинах может произойти так называемая ванадиевая коррозия. Это было еще в 1960-е годы, годы освоения космоса. Химики, конечно, как могли, определяли этот процент, но Нургаяз Салихович предложил более эффективный метод, который работал мгновенно. В этой его работе тогда поучаствовал и я, будучи еще аспирантом. Коррозия — штука опасная, она ведет к разрушению лопастей и прочих внутренностей турбинного двигателя. Это было очень нужно, но, к сожалению, внедрить этот гарифьяновский метод в промышленность так и не удалось. Как это часто бывает, его потом подхватили и успешно доделали американцы.
Или возьмем автомобильные шины. В те же годы Фикрят Табеев, первый секретарь Татарского обкома КПСС, задался вопросом: «Как же так — зарубежные шины ходят по 100.000 км, а наши выдерживают не более 30-40 тысяч?» И поставил перед физтехом соответственную задачу — догнать и перегнать в этом вопросе Америку. За это взялся Гарифьянов. При изготовлении шин, при вулканизации каучуков они заполняются сажей. Сажи бывают разные — пиролизные, газоканальне, печные. С помощью ЭПР Гарифьянов экспериментально определил оптимальный сорт, который нужно использовать в качестве наполнителя. Но опять, как и в истории с ванадием, дальше эксперимента дело не пошло. Помню, меня, тогда молодого специалиста, направили на шинные заводы — в Барнаул, в наш Нижнекамск… Директора этих заводов мне говорили примерно так: «Очень хорошо, что вы все это придумали. Вот только откуда мы возьмем эту вашу „правильную“ сажу? У нас производство, план, и какую сажу нам привезут, такую мы и бу́хаем». То же самое и с заводами, которые эту сажу производили — главное план, а наука подождет. Так вопрос и закрылся.
ТОМОГРАФ КАК ДЕТИЩЕ ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА
— Но были и положительные примеры. Скажем, в медицине. При переломе, когда хирурги соединяют кость, они на время вставляют в место соединения металлические стержни. Но врачи толком не знали, когда их нужно вынимать. Тогда казанскому институту травматологии был предложен метод на основе ЭПР, с помощью которого можно было точно определить, когда образовалась костная мозоль и перелом зарос. Этот метод был разработан и предложен Гарифьяновым, казанские медики его успешно внедрили. Сейчас, конечно, появились новые, более продвинутые методы. Но тогда это было новым словом в науке и практической медицине. А главное — людям помогло.
А если бы не открытие Завойского, если бы не дальнейшие усилия его коллег — продолжателей и учеников в области магнитной и ядерной радиоспектроскопии, не появились бы современные методы диагностики, скажем, раковых опухолей. Не было бы такого прибора, как томограф. То, что он появилось в медицине — это великая вещь. Один мой коллега как-то сказал: «То, что в медицину внедрили томографию, оправдывает все расходы, которые были потрачены на изучение резонанса».
Считаю, что самое главное мое достижение как ученика Гарифьянова — это внедрение магнитного резонанса в медицине, в частности — в Казани. В РКБ-2, что рядом с Чеховским рынком (раньше — республиканский диагностический центр), мы занимались этой проблематикой вместе с главным врачом. В 1978 году нам удалось получить первый томограф зарубежного производства, немецкий, дорогущий, за валюту, через Москву, через самые высокие инстанции. На весь Советский Союз тогда были получены всего три аппарата. Кроме Казани — еще в Москве и Новосибирске. Мы этот томограф освоили, запустили и, что называется, поставили на поток. Томограф определял онкологию на начальных стадиях, видел головной мозг и позвоночник. Мы внедрили методы, которые позволяли значительно ускорить эту работу. Если на первых порах пациенты проходили диагностику час-полтора, а то и два, то мы внедрили быстрый метод, и процесс сократился до нескольких минут. Потом мы организовали обучение персонала, семинары, подтянули зарубежные связи и даже провели три международные конференции, на которые приезжали медики из-за рубежа. У меня с тех времен хранится благодарственное письмо от одного английского ученого, в котором тот с восторгом написал, что приятно удивлен, насколько глубоко в Казани внедрена томография. А сейчас без нее трудно представить себе современную медицину.
«СГОРЕЛ НА РАБОТЕ — ЭТО ИМЕННО О НЕМ»
— Был ли знаком Гарифьянов с первооткрывателем ЭПР Евгением Завойским?
— Да, конечно. Особенно по душе Евгению Константиновичу были эксперименты Гарифьянова. Они всегда были необычны, интересны и всегда приносили результаты, которые достигались простейшими средствами. Отношения Завойского и Гарифьянова переросли в крепкую дружбу двух ученых. Достаточно сказать, что Завойский стал оппонентом докторской диссертации Гарифьянова в 1965 году. Этой чести удостоились только два казанских ученых. Другим был Максут Зарипов, будущий директор КФТИ.
Внезапная кончина Гарифьянова в 1970 году, а он не дожил два месяца до своего 50-летия, потрясла весь ученый мир — иначе не скажешь. Тогда Завойский выступил с инициативой ежегодно проводить в Казани Гарифьяновские чтения, сам приезжал на них. На первой встрече с докладом о профессоре Гарифьянове, о его жизни и вкладе в науку, выступил Борис Козырев. У меня сохранился текст этого выступления. Борис Михайлович тогда, в частности, сказал о Гарифьянове:
«Его творческий энтузиазм предавался всем ученикам и сотрудникам. Работа у него и у них буквально кипела. Если о ком и можно сказать, что он сгорел на работе, так это именно о нем. Все мы, знавшие его и работавшие с ним, пережили его преждевременную и неожиданную кончину как утрату самого родного и близкого человека. Имя его останется в науке как инициатора целого ряда интереснейших направлений применениях ЭПР. Многочисленные ученики и последователи профессора Гарифьянова продолжают его дела как у нас в Казани, так и во многих других лабораториях в стране и за рубежом. Его широкую международную известность характеризует, например, такой случай. Один из известнейших английских радиоспектроскопистов Ингрэм, встречаясь со мной в Лондоне, спросил первым делом: „Чем занимается сейчас доктор Гарифьянов?“ Ссылками на его работы пестрят как наши, так и зарубежные журналы. Память о нем сохранится навсегда в наших сердцах, в памяти всех знавших его, и в анналах науки. Мы потеряли Нургаяза Салиховича, но созданное им живет и развивается дальше и дальше».