АКАДЕМИК А.Л. БУЧАЧЕНКО : «ХИМИЯ — МУЗЫКА УМА»

Выпускник Горьковского государственного университета (ныне Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского), Анатолий Леонидович с 1958 года работает в Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (г. Москва), в 1994–1996 годах руководил ИХФ. В 2004–2012 годах — главный научный сотрудник Института проблем химической физики РАН (г. Черноголовка), в 2012–2017 возглавлял Научный центр РАН в Черноголовке, с 2018 года по настоящее время — главный научный сотрудник центра. Профессор Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, в 1989–2013 годах заведовал кафедрой химической кинетики химического факультета МГУ.

Академик А.Л. Бучаченко внес большой вклад в создание физической химии стабильных радикалов, в исследования магнитных эффектов в химических реакциях. Совместно с академиками Ю.Н. Молиным и Р.З. Сагдеевым он открыл фундаментальные явления — магнитный изотопный эффект и спиновый катализ. Анатолий Леонидович предсказал следствия изотопного эффекта в геологии, космохимии, в химической эволюции природы.

Лауреат стал одним из основателей новой области химической физики — науки об органических и молекулярных ферромагнетиках. Он сформулировал принципы конструирования и синтеза органических (молекулярных) ферромагнетиков на базе высоко-спиновых органических молекул. Один из них получил именное признание как модель Бучаченко — Ямагучи.

А.Л. Бучаченко разработал спектроскопию ядерного магнитного резонанса парамагнитных молекул и ионов, парамагнитных комплексов органических радикалов и кислорода с органическими молекулами. Он внес значимый вклад в разработку химии магнитно-спиновых эффектов. Совместно с академиком Н.М. Эмануэлем исследовал процессы молекулярного разрушения и стабилизации полимеров, сформулировал принципы и практические способы обеспечения их долговременной стабильности. Развивая новую область физики — магнитную изотопию, он вместе с учениками обнаружил магнитный катализ ферментативного синтеза АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты — универсального источника энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах) и ДНК ядерно-магнитными ионами магния, цинка, кальция, благодаря чему открываются новые перспективы в магнитобиологии и медицине.

Как уже говорилось, лауреат уделяет много внимания популяризации науки, он возглавляет редколлегию серии изданий РАН «Научно-популярная литература». И наша беседа с ним проходила в «научно-популярном» формате.

— Адольф Байер, блестящий немецкий химик, основатель знаменитой фирмы своего имени, рассказывал, что он стал химиком потому, что кто-то ему сказал, будто химику требуется думать всего один раз в году. Это его и соблазнило. У меня было по-другому. На химический факультет Горьковского госуниверситета я попал нечаянно и неохотно (на радиофизический не пустили). Но, начав изучать химию, я был очарован ею как атомно-молекулярным театром, на сцене которого происходят кулоновские взрывы и проносятся электронные вихри, где синхронно, когерентно работают миллиарды молекул, где атомы исполняют виртуозные танцы, где элегантные движения молекул создают нашу память и рождают чувства. Это удивительный мир, чарующий атомно-молекулярный театр, называемый химией — музыкой ума. После колокольчика детского смеха эта музыка вторая по очарованию…

Химия — молекулярная симфония электронов и ядер, их восхитительная игра по квантовой партитуре, написанной великим волшебником — квантовой механикой. Химия — наука о квантовом электричестве. Это другое электричество, не то привычное, что светит и греет, двигает машины и толкает поезда, питает телефоны, компьютеры и водители сердечных ритмов. Здесь электрон не падает на ядро; два электрона даже слегка притягиваются друг к другу, если они ориентированы одинаково (это явление ферромагнетизма, благодаря которому во многом существует наша цивилизация); два электрона — единое существо, даже если между ними пространство в миллионы световых лет (на этим стоят квантовая криптография, обеспечивающая защиту информации, и квантовый компьютинг, который в будущем позволит достичь огромной вычислительной мощности).

Химия — великая мать жизни. Жизнь – это прекрасная и самая очаровательная дочь химии. Конечно, химия — еще не вся жизнь, но вся жизнь — это химия. Даже если вы ее не любите…

— Открытие магнитного изотопного эффекта, которое инициировало разработку магнитной изотопии и магнитного катализа. Это явление широко используется в химии, геохимии и экологической химии, способствует продвижению в биологии и биохимии, в физике твердого тела.

Другой очень значимый результат — открытие совместно с доктором физико-математических наук Виталием Бердинским радиоизлучения химических реакций — химического мазера. Мы показали, что реакция может работать как радиочастотный квантовый генератор, и сделали красивую химическую радиофизику. Таким образом, через 30 лет я вернулся к радиофизике, от которой меня когда-то отстранили.

— В решении Демидовского фонда сказано, что премия присуждена мне за создание и развитие спиновой химии. Спин — это угловой момент электрона как квантового волчка. Магнитные ядра — тоже квантовые волчки и имеют ядерный спин. Спиновая химия — современная наука, которая разрабатывает способы управления спином — и электронным, и ядерным. А управлять спином — значит управлять и химией, и физикой. И, конечно, биологией. 

Химия — это королевство, в котором правят королева — энергия, и король — угловой момент (спин). Угловой момент в молекулярных процессах в химии, физике и биологии строго сохраняется и запрещает множество полезных реакций и процессов. Единственное, что способно изменить спин и разрешить полезные реакции, — это магнетизм. И тогда появляется магнитный катализ. Это волшебный катализ — он не нуждается в катализаторах, это катализ магнитными ядрами, электромагнитным излучением и магнитными полями. Открытие ядерно-магнитного катализа (он назван магнитным изотопным эффектом) стало крупным событием в физике и химии. Благодаря ядерно-магнитному катализу можно фракционировать магнитные и немагнитные изотопы, проводить мониторинг химии Земли, контролировать источники и пути распространения опасных загрязнителей (таких, например, как соединения ртути) в окружающей среде.

 Магнитный катализ открывает новые горизонты в биохимии и медицине. Использование ядерно-магнитных ионов магния, цинка и кальция стимулирует ферментативный синтез АТФ в живых организмах, позволяя устранить ее дефицит при гипоксии и сердечнососудистых заболеваниях. Ионы магнитных изотопов способны уничтожать раковые клетки путем блокирования в них синтеза ДНК. Открытие нового механизма ферментативного синтеза АТФ и ДНК дает понимание геномных реакций, ответственных за корректировку неврологических дефектов при болезнях Альцгеймера и Паркинсона.

— С Уралом меня связывает самое главное – люди. Урал суров, но люди его добрые и благородные, обладающие высоким интеллектом и профессионализмом. В кругу моих уважаемых коллег уральцы занимают самые почетные места. И они это знают.

— Хороший вопрос, но политический, он не имеет непосредственного отношения к науке, и потому я от ответа уклоняюсь. На эту тему умно и страстно пишет и говорит умнейший человек — академик Роберт Искандерович Нигматулин. Надо читать и слушать его.

А наука — конечно же, на острие цивилизации: она поддерживает устойчивое существование уже достигнутого (без науки — путь в пещеры) и добывает новые знания. Приведу слова Максима Горького из письма к Клименту Тимирязеву: «Наука естествознания — тот рычаг Архимеда, который единственно способен повернуть мир лицом к солнцу разума». Карл Бэр оценивал фундаментальное знание еще выше: «Наука связывает между собой все образованные народы и некогда, может быть, соединит их в один общий государственный союз». Мысль наивная, но благородная. Союз двух миров — науки и искусства, науки и культуры, их интерференция, их взаимодействие создают то, что мы называем цивилизацией. У нее два лика: один — прочность, уверенность, надежность, другой — изменчивость, непостоянство, радуга мнений, игра чувств. Искусство и наука — два поля битвы: первое — борьбы вкусов, мнений, взглядов; второе — знания и незнания.