ШУБНИКОВ Алексей Васильевич
A V Shubnikov(1887–1970)

Академик АН СССР, основатель и первый директор Института кристаллографии

 

А.В. Шубников родился 29 марта 1887 г. в Москве. Кристаллографией он заинтересовался еще в школьные годы после того, как прослушал в Политехническом музее курс популярных лекций по кристаллографии Г.В. Вульфа. В 1908 г. Алексей Шубников стал студентом естественного отделения физико-математического факультета Московского университета, избрав для изучения цикл по физико-химии и специализацию по кристаллографии, под руководством Г.В. Вульфа и А.Е. Ферсмана. На многие годы темы симметрии и роста кристаллов станут основными в его научном творчестве.

В 1912 г. Алексей Васильевич окончил физико-математический факультет Московского университета и получил диплом с отличием. Удачно начавшуюся научную карьеру молодого ученого прервала Первая мировая война. Алексея Васильевича призвали на фронт, он был ранен и затем назначен инспектором выпускаемой химической продукции на военном заводе.

А.В. Шубников начинал свой научный и жизненный путь в эпоху перемен, изменивших до неузнаваемости и нашу страну, и весь мир. В тяжелые военные, революционные годы Алексей Васильевич не прерывал своей научной работы. С 1920 по 1925 гг. А.В. Шубников и его семья прожили в Екатеринбурге, где Алексей Васильевич преподавал кристаллографию в Уральском государственном университете. В 1925 г. А.В Шубникова пригласил в Ленинград выдающийся советский минералог и геолог А.Е. Ферсман. Алексей Васильевич организовал лабораторию кристаллографии, которая сразу же вступила в тесный контакт с уральской гранильной фабрикой. Алексей Васильевич с увлечением занимался разработкой рациональных методов шлифовки и полировки драгоценных и поделочных камней, что, в частности, позволило организовать на фабрике производство кварцевых клиньев для микроскопов и других кристаллооптических приборов. Это стало первым этапом трудного пути, на котором Алексей Васильевич в течение многих лет последовательно создавал выдающуюся советскую школу теоретической и прикладной кристаллографии, причем не только в области кристаллофизики, но и в ряде смежных областей.

У Алексея Васильевича было потрясающее умение находить и собирать вокруг себя действительно талантливых молодых исследователей-энтузиастов. Начинали буквально с пустого места – сами, своими руками собирали кристаллографические приборы, добывали станки для изготовления экспериментальных установок. А.В. Шубников и его сотрудники занялись очень перспективной, как выяснилось потом, для развития отечественной кристаллографии проблемой – исследованием кристаллов природного кварца и изготовлением пьезокварцевых пластинок. В частности, наблюдаемый в природном кварце пьезоэффект оказался крайне важным для прикладных военных целей – на нем базировались все приборы для радиосвязи, радиолокации. Благодаря исследованиям Алексея Васильевича Шубникова и его школы удается применить теорию симметрии, в частности обобщенной симметрии к изучению анизотропии и связанных с ней физических свойств материальной среды. На этом пути Алексей Васильевич развил и по существу заново сформулировал принцип симметрии Пьера Кюри, а также обобщил более ранние работы Пастера и Вант-Гоффа о влиянии дисимметрии молекул на оптическую активность среды. Этот симметрийный подход лежит в основе многочисленных кристаллофизических работ А.В. Шубникова, среди которых одно из первых мест занимает открытие в 1940 г. пьезоэлектрических текстур.

В 1927 и 1929 гг. А.В. Шубников был командирован за границу для ознакомления с постановкой кристаллографических и рентгеноструктурных исследований. Он посетил кристаллографические учреждения Германии и Норвегии и работал некоторое время в Институте минералогии и кристаллографии Лейпцигского университета, руководимом Ринне.

В Ленинграде Алексей Васильевич Шубников значительно расширил круг своих научных и технических интересов, сотрудничая с Радиевым институтом, с Физико-техническим институтом, с Центральной радиотехнической лабораторией, с Ленинградским отделением Института прикладной минералогии и с Керамическим институтом. Тогда же при его участии была организована крупная лаборатория по обработке драгоценного и поделочного камня в тресте "Русские Самоцветы", существующая под другим названием до сих пор. В этот период им проведено большое количество экспериментальных исследований, связанных с практическим использованием пьезоэлектрических свойств кварца, с выявлением роли среды как обязательного участника в процессе кристаллообразования, и опубликована серия теоретических работ по симметрии, в частности по симметрии континуума, до некоторой степени противопоставляемой симметрии дисконтинуума при рассмотрении самого кристалла как среды.

В 1933 г. Алексей Васильевич был избран членом-корреспондентом АН СССР по Отделению геолого-географических наук, а в 1934 г. получил степень доктора геологических наук. В 1934 г. Президиум Академии наук СССР был переведен в Москву, и многие ленинградские академические институты, включая тот, где работал А.В. Шубников, также переехали в столицу. Здесь лаборатория, руководимая А.В. Шубниковым, была реорганизована сначала в Кристаллографический сектор Ломоносовского института Академии наук, а затем в ноябре 1937 г. в независимую Лабораторию кристаллографии АН СССР с правами отдельного института.

С этого времени Алексей Васильевич должен был изменить своему правилу быть "душой" каждой работы, выходившей из его сектора, в частности, в связи с тем, что в Лаборатории был расширен круг исследуемых вопросов; в ней появились такие отделы, как рентгеноструктурный, электронографический, роста промышленных кристаллов, механических свойств кристаллов и др. В эти годы Алексей Васильевич написал ряд крупных монографий по кристаллографии. Это прежде всего "Как растут кристаллы" (1935) – настольная книга для каждого занимающегося вопросами роста кристаллов. Почти одновременно появились "Кварц и его применение" (1940), "Симметрия" (1940), "Основы кристаллографии" (совместно с Е.Е. Флинтом и Г.Б. Бокием) (1940). Целый ряд менее крупных, но всегда блестящих по форме работ и выступлений А.В. Шубникова посвящен внедрению основного кристаллографического понятия симметрии и соответствующего метода мышления в соседние науки, главным образом в физику и химию. В тот же период Алексеем Васильевичем Шубниковым было сделано весьма важное открытие – реализованы и изучены пьезоэлектрические текстуры, возможность создания которых им была предсказана ранее в результате теоретического рассмотрения явления пьезоэлектричества.

В конце 1937 г. А.В. Шубников организовал и возглавил лабораторию треста № 13 Министерства электротехнической промышленности СССР, из которой впоследствии во время войны вырос специальный завод, преобразованный в отраслевой научно-исследовательский институт, и другие научно-исследовательские и промышленные организации.

В 1941 г., в начале Отечественной войны, Лаборатория кристаллографии была эвакуирована в Свердловскую область. Там в эвакуации был решен ряд важных научных и прикладных кристаллографических задач и удалось организовать производство пьезокварцевых элементов. За годы войны под руководством А.В. Шубникова было выращено более 50 тонн пьезокристаллов сегнетовой соли. Возник, по сути, госзаказ, который не только не дал свернуться работам, начатым А.В. Шубниковым до войны, а, наоборот, развил их и в конечном итоге привел к созданию в 1943 г. целого Института под эти задачи. Принимая участие в этой работе, Алексей Васильевич в то же время закончил книгу о пьезоэлектрических текстурах, за которую в 1947 г. ему была присуждена Сталинская премия.

Именно Шубников является зачинателем отечественной промышленности синтетических кристаллов сегнетовой соли, кварца, корунда и ряда других, находящих ныне широкое применение в радио- и квантовой электронике, прецизионном приборостроении, ювелирной и часовой промышленности и ряде других отраслей науки и техники. Начав с поисков природного кварца, А.В. Шубников в результате создал технологию выращивания синтетического рубина – основы сегодняшней квантовой электроники.

В  1943 г. Лаборатория возвратилась в Москву. В следующем году, по представлению Президиума АН СССР, Совет Министров СССР утвердил преобразование ее в Институт кристаллографии АН СССР. В круг ближайших помощников Алексея Васильевича в это время уже входили Н.В. Белов, Л.М. Беляев, З.Г. Пинскер, Н.Е. Веденеева, М.В. Классен-Неклюдова, Н.Н. Шефталь, А.С. Шеин и др.

За те годы, которые прошли со времени организации Института, он превратился в одно из крупных научно-исследовательских учреждений страны. Вместе с ростом института расширяется и его материально-техническая база. Идет строительство новых зданий, вступают в строй производственные мастерские, лаборатория высоких давлений и высоких температур, а также самостоятельный отдел низкотемпературной кристаллографии. Большое внимание, которое уделял Алексей Васильевич Шубников практическим работам, проводимым в Институте, не помешало ему продолжать важные теоретические исследования. В 1947 г. вышла в свет его книга "Образование кристаллов", являющаяся коренной переработкой его классической книги "Как растут кристаллы". Большое число оригинальных мыслей Алексея Васильевича по кристаллооптике нашло свое отражение в изданной в 1950 г. "Оптической кристаллографии" с совершенно исключительными по замыслу и оформлению иллюстрациями, выполненными самим автором.

Замечательные работы А.В. Шубникова в области теории симметрии увенчались в 1951 г. созданием учения об антисимметрии и выводом их точечных кристаллографических групп антисимметрии. Учение об антисимметрии справедливо считается самым крупным достижением в области кристаллографической симметрии со времен работ А.В. Гадолина и Е.С. Федорова, а пространственные группы антисимметрии получили название шубниковских. Антисимметрия уже давно нашла применение не только в кристаллографии, но и в физике (магнитные группы симметрии), и совершенно очевидно, что ее физическое содержание далеко не исчерпано.

Научное развитие Института кристаллографии шло по тщательно продуманному Алексеем Васильевичем Шубниковым плану, в котором отводилось место всем традиционным направлениям, таким как учение о симметрии, рост кристаллов, рентгеновский, электронографический и нейтронографический структурный анализ, физические свойства кристаллов.

Почти одновременно с организацией Института кристаллографии по инициативе А.В. Шубникова была создана специальность физики твердого тела в Горьковском университете, куда он ездил для чтения кратких курсов в течение двух лет, чтобы затем передать дело своим помощникам.

В 1953 г. А.В. Шубников основал и возглавил на физическом факультете Московского университета кафедру кристаллофизики. Алексея Васильевича привлекала возможность излагать материал кристаллографии и кристаллофизики подготовленным в области математики и физики студентам на языке точных математических наук и тензорного исчисления. В мастерском и творческом освоении и развитии тензорного метода Алексей Васильевич явился продолжателем виднейших кристаллографов и кристаллофизиков последнего времени – Кюри, Федорова, Фохта и Вульфа.

И здесь, в университете, вокруг Алексея Васильевича создался творческий коллектив. Спецкурсы Шубникова заложили основу учебного плана кафедры физики кристаллов. Но предстояло сделать еще многое: воспринять эти курсы у Алексея Васильевича, утроить объем лекционной и семинарской нагрузки, организовать студенческий практикум, наладить научную работу в лабораториях. На первых порах в решении этих задач помогали Г.Г. Леммлейн, В.Р. Регель, З.Г. Пинскер и другие сотрудники Института кристаллографии.

А.В. Шубников активно развивал ряд новых направлений, в том числе исследования образования, структуры и свойства жидких кристаллов, изучение структуры биологических объектов, прежде всего атомной структуры белков. Именно это структурно-биологическое направление дало толчок новому этапу развития Института кристаллографии уже в 1960-е гг. Также крайне важным направлением стала разработка методов выращивания синтетических лазерных кристаллов. В 1969 г. ИК АН СССР был награжден орденом Трудового Красного Знамени. В это время Алексей Васильевич уже ушел с поста директора института, которым руководил до 1962 г.

А.В. Шубниковым написано свыше 350 работ, и все они не только учат, но и воспитывают. Многочисленные блестяще написанные А.В. Шубниковым учебники и монографии служат настольными пособиями для нескольких поколений кристаллографов. Воплощение физических идей в геометрических образах, образное видение материального мира или все то, что сам Алексей Васильевич называл "кристаллографическим складом ума", использование глубоких и на первый взгляд неожиданных аналогий, соединение абстракции в самом высоком смысле этого слова с тонким, изобретательным и зрительно изящным экспериментом, для которого не существует мелочей.

Алексей Васильевич работал до последнего дня. Он умер 27 апреля 1970 г. на 84-м году жизни. Алексей Васильевич оставил богатое научное наследство. Но главное – это созданный им Институт кристаллографии АН СССР, крупнейший научный центр нашей страны, развивающий науку о кристаллах и создающий научную основу промышленности монокристаллов.

В 1971 году именем Алексея Васильевича Шубникова был назван Институт кристаллографии АН СССР и по сей день он носит имя своего основателя. А.В. Шубников всей своей жизнью являлся ярким примером искреннего и яркого служения науке.