Щедрость ума и души

2 сентября исполнилось 100 лет со дня рождения выдающегося российского ученого, основателя уральской школы физиков-теоретиков и одного из создателей теории магнетизма, председателя президиума Уральского научного центра в 1971–1985 годах академика С.В. Вонсовского. К этой годовщине его последователи и коллеги, весь коллектив Института физики металлов УрО РАН начали готовиться заранее: ей были посвящены XXXIII международная зимняя школа физиков-теоретиков «Коуровка» в феврале и IV Евро-Азиатский симпозиум по проблемам магнетизма в июне. А еще три года назад мы говорили о предстоящем столетии корифея уральской науки с его учеником академиком Ю.А. Изюмовым, которому тогда, в 2007 была присуждена Золотая медаль им. С.В. Вонсовского. Юрий Александрович считал исключительно важным достойно отметить юбилей и собирался принять в этом самое деятельное участие. Не успел. Не дожил. Но замечательную статью, посвященную учителю, он написал еще в начале года. Ее мы и предлагаем вниманию наших читателей.
 

Редакция «НУ»
 

Сергей Васильевич Вонсовский родом из очень интеллигентной семьи. Его отец, Василий Семенович Вонсовский, был учителем гимназии, преподавал физику. Мать Софья Ивановна — преподаватель и классная дама в женской гимназии. Софья Ивановна мечтала сделать из младшего сына Сергея музыканта. Сама занималась с ним. Но первое время он саботировал музыкальные уроки. Душа стремилась к другому — к технике. На это повлияло одно событие — поездка Софьи Ивановны с Сережей в 1916 году в Москву к ее отчиму Федотьеву, который был смотрителем Политехнического музея. Он жил прямо в музее и водил внука по залам, свободно показывая уникальные экспонаты. С.В. часто вспоминал об этом. Политехнический музей был до революции замечательным просветительским учреждением, в его становлении большую роль играл физик А.Г. Столетов. После революции, мы это хорошо знаем, в залах музея проходили замечательные диспуты с участием Луначарского, Маяковского.
 

Посещения музея, видимо, дали большой толчок развитию интересов Сережи. В Ташкенте он убегал из дома и ездил на трамвае к городской электростанции. Большие окна ее почти везде были распахнуты настежь, и мальчик днями стоял, наблюдая за работой машины. Особенная страсть у него была к паровозам. Он ездил на вокзал и смотрел, как они работают. К шестому классу он знал о тогдашних паровозах все — их марки, устройство, скорость. Но неожиданно и музыка нашла дорогу к его сердцу. Он уже музицировал с удовольствием, участвовал в концертах. В кабинете-музее С.В. в Институте физики металлов лежат ноты Рахманинова, по которым он часто играл. У С.В. дома было много записей музыкальной классики. Он слушал ее через наушники проигрывателя обычно поздно вечером, перед сном.
 

Известно, что многое в характере человека закладывается в детстве, та среда и те впечатления, которые он получает в ранние годы, определяют, как правило, базовые черты личности. У С.В. было вполне счастливое детство. Он был окружен любовью родителей, людей тонких и интеллигентных. Свою ответную любовь к ним он пронес через всю жизнь. После окончания войны в 1946 году С.В. перевез их из Ташкента в свою семью, и они долго прожили вместе. Из счастливого детства С.В. перенес во взрослую жизнь те качества, за которые мы все его любим: интеллигентность, доброжелательность, приветливость, юмор и веселость.
 

В Ташкенте С.В. учился в гимназии им. Песталоцци (знаменитый швейцарский педагог). Директором был его отец Василий Семенович, преподаватели остались еще из дореволюционной России. Класс был очень дружный. Каждый год 9 мая С.В. ездил в Ташкент встречаться со своими одноклассниками.
 

В 1928 году С.В. оканчивает школу. Он решает ехать в Ленинград поступать в Ленинградский политехнический институт на факультет машиностроения, чтобы заниматься своими любимыми паровозами. Перед отъездом Софья Ивановна, встревоженная недомоганиями сына, болями в груди, одышкой при беге, заставила его пойти к врачу. Диагноз был серьезным: порок сердца. На машиностроительный факультет его не возьмут. Тогда он решил поступать на физико-механический факультет. Прием туда был исключительно по путевкам от отделов просвещения с мест. У С.В. не было ничего, и он был вынужден возвратиться в Ташкент. Он становится вольнослушателем физико-математического факультета Среднеазиатского госуниверситета (на экзамены уже опоздал). Позже он сдает экзамены за первый курс, и его переводят на второй уже полноправным студентом.
 

Но в 1929 году САГУ ликвидируют (период американизации высшей школы: нужны узкие специалисты-инженеры), и С.В. переводится в 1930 г. в ЛГУ, на 3-й курс физмата. Ему повезло с учителями: в ЛГУ его профессорами были выдающиеся люди, у которых многому можно было научиться. По окончании университета его распределили в сельскохозяйственный техникум в Омске. Однако уже после распределения по рекомендации профессора ЛГУ П.И. Лукирского и при содействии А.Ф. Иоффе С.В. и еще несколько выпускников, в том числе А.А. Смирнов, Я.Ш. Шур, М.М. Носков и др. получили назначение в новый Уральский научно-исследовательский физический институт, созданный в 1932 году «в недрах» ЛФТИ и возглавляемый 26-летним директором М.Н. Михеевым. Этих теоретиков включили в группу УралФТИ, руководителем теоретического отдела был назначен С.П. Шубин.
 

Встреча с С.П. Шубиным стала главным событием, определившим научную карьеру С.В. У них была разница в возрасте всего два года, но С.П. к 25 годам, когда был назначен научным руководителем теоретического отдела УралФТИ, уже многого достиг как ученый. С.В. считал его своим учителем в науке.
 

В короткий (всего 5,5 лет), но очень плодотворный период деятельности Шубина в Свердловске С.В. становится его ближайшим сотрудником. Они вместе разрабатывают многоэлектронную теорию металла и создают полярную модель.
 

В апреле 1937 года С.П. Шубина арестовали. Около года он был в следственном изоляторе, пытался работать в камере с заключенными. Потом его сослали на Колыму, где он умер в конце 1938 года. У его жены, Любови Абрамовны, на руках остались трое детей. Старшему было 4 года, младшая Зина родилась, когда Шубин уже сидел в тюрьме.
 

С.В. взял на себя заботу о семье Шубина и в военные годы усыновил всех троих детей, женившись на его вдове. Благодарность к своему учителю С.В. пронес через всю жизнь. Он постоянно боролся за реабилитацию памяти С.П. Шубина, во всех публичных выступлениях подчеркивал его приоритетную роль в становлении теоретической физики на Урале, в создании полярной модели.
 

В 1958 году в журнале «Успехи физических наук» выходит Personаlуе в связи с 50-летием Шубина. На титульном листе своего капитального труда «Магнетизм» Вонсовский помещает посвящение: «Светлой памяти С.П. Шубина, учителя и друга». В 1991 году по инициативе и под редакцией С.В. выходит книга «С.П. Шубин: Избранные труды по теоретической физике. Очерк жизни. Воспоминания. Статьи». В ней собраны все труды С.П., в том числе и ранее не опубликованные.
 

С.В. многократно пытался довести до сведения международного сообщества приоритет Шубина в создании многоэлектронной теории металлов. Работы Шубина и Вонсовского были опубликованы перед войной и оказались вне поля зрения западных физиков. Надо сказать, они сильно опередили время. Спустя 30 лет после них появилась серия статей Хаббарда, где ряд их результатов был переоткрыт, и теперь то, что Шубин и Вонсовский называли «полярная модель», в литературе именуется моделью Хаббарда.
 

Успеху и бурному развитию модели Хаббарда способствовало три обстоятельства. Во-первых, она была сформулирована на языке вторичного квантования, ставшем общим языком в теории многих тел. Во-вторых, Хаббард максимально упростил модель, оставив в ней лишь самое необходимое — взаимодействие электронов на одном узле. В-третьих, к началу 1960-х годов появилось много реальных систем, к которым она оказалась применимой. Это различные классы узкозонных магнетиков и ВТСП-материалы. Просто время ее пришло.
 

Однако три главных результата были получены еще в полярной модели: переход из металлического состояния в диэлектрик при увеличении кулоновского отталкивания (моттовский переход); дробность атомного магнитного момента благодаря конкуренции внутриатомного обмена и перескоков электронов с узла на узел; кинетический обмен электронов за счет виртуального перескока на соседние узлы J~t2/U (переоткрыт А. Боголюбовым в 1949 и Ф. Андерсоном в 1951 году).
 

Вторая модель переходных металлов была предложена Вонсовским в статье, опубликованной в ЖЭТФ (Журнале экспериментальной и теоретической физики) в 1946 году. В ней предлагалось выделить две группы электронов: электроны проводимости, коллективизированные в металле (условно s-электроны), и локализованные электроны незаполненных 3d-оболочек (3d-электроны). Обменное взаимодействие этих двух групп электронов — sd-взаимодействие — определяет связь магнитных и электрических свойств переходных металлов. Конечно, такое представление есть некоторая идеализация, поскольку магнитный момент, например, атомов железа в металле не целочислен, а значит, 3d-электроны частично делокализованы, но модель улавливает главную особенность переходных металлов — наличие в них коллективизированных и локализованных электронных состояний. А для редкоземельных металлов она прекрасно применима, поскольку 4f-электроны незаполненных оболочек хорошо сохраняются в металле.
 

Эта модель была неоднократно переоткрыта на Западе, и с ее помощью исследованы различные эффекты взаимодействия электронных и магнитных свойств. sd-модель стала одной из базовых моделей магнетизма в металлах.
 

С 1953 года до последних дней С.В. был заместителем директора по научной работе и фактически научным руководителем Института физики металлов. С первых лет в институте сложились три основных направления научной деятельности: магнетизм и электронная физика твердого тела; физическое металловедение; дефектоскопия и неразрушающий контроль. На Урале, где развивались металлургия и тяжелое машиностроение, изучение черных металлов, их сплавов и сталей было одной из главных задач. Особое значение придавалось исследованию магнетизма металлов, поскольку в Свердловске уже более двух столетий существовал Верх-Исетский металлургический завод, выплавлявший трансформаторную сталь и другие сплавы для электротехнической промышленности.
 

Если посмотреть на электронную структуру этих материалов, мы увидим, что в их основе лежат переходные металлы (железо, никель, кобальт) с недостроенными электронными оболочками. Они-то и являются носителями магнетизма. К тому же эти материалы — хорошие проводники, так что в них сочетаются два важных физических свойства: магнетизм и электропроводность. Именно изучением взаимосвязи этих свойств занимались Шубин и Вонсовский, создавшие полярную и sd-модель.
 

Таким образом, государственные задачи, поставленные перед новым институтом, и опыт теоретических исследований магнитных металлов слились воедино, и изучение электронной структуры и других физических свойств переходных металлов естественным образом стало основной тематикой ИФМ. Институт обрел свое место в ряду других академических институтов Москвы, Ленинграда, Харькова, где занимаются физикой простых (непереходных) металлов.
 

На посту научного руководителя ИФМ С.В. вместе с тогдашним директором М.Н. Михеевым организовал ряд новых лабораторий по изучению электронной и магнитной структуры переходных металлов. В 1950–1960-е годы появились лаборатории низких температур, рентгеновской спектроскопии, нейтронографии, полупроводников, магнитных полупроводников, кинетических явлений. Как видно из этого списка, в институте существенно расширился спектр направлений исследований. Появились две лаборатории по полупроводникам, так что тематика института вышла за рамки его названия, и он стал по существу многопрофильным институтом по физике твердого тела.
 

Важнейшей инициативой С.В. стала организация нейтронографических исследований. Вонсовский был командирован в Англию и посетил там центр ядерных исследований в Харлуэлле. Он достаточно детально познакомился с исследованиями твердого тела с помощью нейтронных пучков ядерного реактора, в особенности по магнитной нейтронографии. С.В. глубоко осознал, что физика магнетизма не может развиваться без ядерных методов исследования. Вернувшись из Англии, он организовал сначала небольшую группу физиков, которые ездили в Москву и работали на исследовательских реакторах в Институте атомной энергии и Институте теоретической и экспериментальной физики. Через несколько лет в ИФМ была открыта лаборатория магнитной нейтронографии, которая вскоре стала проводить собственные исследования на реакторе в Белоярке.
 

С.В. приложил много усилий к созданию на Урале исследовательского реактора. Он позаботился о том, чтобы экспериментаторы-нейтронографисты получили теоретическое обеспечение. С этой целью он привлек к этим исследованиям автора этих строк, своего недавнего аспиранта и организовал ему полугодовую стажировку в Англии, в Оксфорде. Вскоре появилась целая группа молодых теоретиков, развивающих теорию рассеяния медленных нейтронов в магнитных кристаллах.
 

Сам С.В. руководил в 1950-е годы отделом теоретической физики, потом передал его Е.А. Турову. В 1960-е после создания микроскопической теории сверхпроводимости к этому направлению возник большой интерес. С.В. вместе с М.С. Свирским выполнил ряд пионерских работ по исследованию взаимодействия магнетизма и сверхпроводимости. Был установлен разрушающий сверхпроводимость характер этого взаимодействия в ферромагнитных металлах. В 1979 г. вышла фундаментальная монография С.В. Вонсовского, Ю.А. Изюмова, Э.З. Курмаева «Сверхпроводимость переходных металлов, их сплавов и соединений» (Москва, «Наука»), где была детально рассмотрена взаимосвязь этих двух явлений.
 

Продолжая изучение переходных металлов в рамках sd-модели, большой коллектив теоретиков, составляющий школу С.В., применял эту модель не только к чистым переходным металлам, но также к редкоземельным и их различным соединениям (Е.А. Туров, Ю.П. Ирхин, М.И. Кацнельсон). Другое направление, восходящее к полярной модели, трансформировалось в изучение так называемой модели Хаббарда, применяемой для описания узкозонных металлов. В последние годы в мировой литературе оно оформилось как теория сильно коррелированных систем. Для изучения таких систем, где величина кулоновского отталкивания сравнима с шириной зоны, нет малого параметра в теории и необходимо применять численные методы исследования электронной структуры, исходя из первых принципов. В ИФМ был разработан первопринципный метод расчета реальных веществ с сильной корреляцией LDA+U и широко внедрен родившийся на Западе метод динамического среднего поля в расчеты реальных веществ — метод LDA+DMFT (В.И. Анисимов). В настоящее время ИФМ — один из ведущих мировых центров по теоретическим расчетам сильно коррелированных веществ.
 

Таким образом, цепочка идей и методов: полярная модель — sd-модель — LDA+U, LDA+DMFT уже в течение семидесяти лет определяет главное направление в электронной физике в ИФМ. Оно было заложено Шубиным и Вонсовским и продолжается до сих пор их учениками и учениками их учеников. Эти исследования формируют научное лицо института.
 

С.В. был ведущим специалистом-магнитологом в нашей стране, поэтому он по праву в течение тридцати лет возглавлял Научный совет по магнетизму в АН СССР. Под его руководством был организован ряд крупных советских и зарубежных конференций по магнетизму.
 

Сергей Васильевич был не только выдающимся ученым, но и крупным общественным деятелем. Вот далеко не полный список его званий, наград и должностей, которые он занимал на протяжении многих лет жизни: зам. директора ИФМ по научной работе (1950–1991), зав. кафедрой теоретической физики УрГУ (1944–1958), главный редактор журнала «Физика металлов и металловедение» (1955–1998), член Германской академии наук в Берлине, член Польской академии наук, член Комиссии по магнетизму при IUPAP (International Union of Pure and Applied Physics) (1957–1962), член редколлегии журнала JMMM (Journal of Magnetism and Magnetic Materials), ректор Уральского гуманитарного университета (1991–1998), депутат Верховного Совета РСФСР (1963–1989), Герой Социалистического Труда, награжден орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, Красной Звезды.
 

В 1971 году произошло важное событие в академической жизни Урала: был создан Уральский научный центр, в организации которого С.В. принимал самое активное участие и был избран его председателем. Создание на Урале научного центра АН СССР на базе Уральского филиала было большим шагом вперед. За 14 лет существования УНЦ на Урале было открыто несколько новых академических институтов, значительно пополнился отряд уральских ученых — членов Академии наук. В 1987 году на основе УНЦ было организовано Уральское отделение РАН, первым председателем которого был избран Г.А. Месяц. Создание УрО РАН вряд ли стало бы возможным, если бы в свое время не был организован Уральский научный центр АН СССР.
 

Сергей Васильевич прожил долгую, насыщенную трудом и социальной ответственностью жизнь. Получив хорошее воспитание в интеллигентной семье и прекрасное образование в Ленинградском университете, он пронес высокую духовность через все этапы своего жизненного пути — когда он был научным руководителем Института физики металлов, председателем Уральского научного центра и просто научным работником, физиком-теоретиком. Доброжелательность и внимание к окружающим, приветливость и очаровательная улыбка всегда притягивали к нему множество людей. Он никогда не был одинок: его всегда окружали ученики, руководители лабораторий и научных учреждений, общественные деятели. Его хватало на всех и на все. Щедрость души была одной из базовых черт его яркой личности.
 

Академик Ю. ИЗЮМОВ
 

На архивных фотографиях:

С.В. Вонсовский и Ю.А. Изюмов в Бостоне, 1967 г.

С.В. Вонсовский в семье уральских физиков В.Д. и М.В. Садовских, 1989 г.

Портреты С.В. Вонсовского работы С. НОВИКОВА.