12 июля 2020 г. в 08:00

Учитель Сахарова и Гинзбурга

"Чем я могу помочь?" Тамм И.Е.

Игорь Евгеньевич Тамм родился 26 июня (8 июля) 1895 г. во Владивостоке в семье инженера – технолога Евгения Фёдоровича Тамма (немца по национальности) и Ольги Михайловны Давыдовой. (До сих пор на Транссибирской магистрали под Владивостоком есть названная в честь Е.Ф.Тамма станция «Евгеньевка».) Ольга Михайловна происходила из семьи военного.

В 1898 г. семья переехала в город Елизаветград Херсонской области (впоследствии Кировоград, Украина), где отец Игоря много лет проработал «городским инженером»: руководил водоснабжением и строительством городской электростанции. Отец Игоря был не только разносторонним инженером, но и исключительно мужественным человеком. Во время еврейского погрома в Елизаветграде он один пошёл на толпу черносотенцев с тростью и разогнал её.

В 1913 г. Тамм окончил гимназию и поступил на факультет точных наук Эдинбургского (Шотландия) университета: ещё гимназистом он серьезно увлекся политикой, бредил революцией, ненавидел царизм и считал себя убежденным марксистом; беспокоясь за судьбу своего горячего сына, родители посчитали благоразумным послать его за рубеж. С той поры у него сохранился шотландский акцент в английском произношении. В Эдинбурге и Лондоне Тамм зачитывается «нелегальщиной», штудирует Маркса и участвует в политических митингах…

С началом первой мировой войны он перевёлся в Московский университет. На пятом курсе университета Тамм сдавал экзамены по теории электричества профессору Бачинскому. Ему попался тринадцатый билет: электромагнитные волны. Профессор предупредил, что вопрос этот необязательный и от него можно отказаться. Тамм стал отвечать. «Что это такое в скобках?» - спросил профессор. «Векторное произведение». «Откуда вы знаете это? Ведь этого нет в наших учебниках». «Читал по-немецки у Абрагама». «Дайте зачётную книжку. Пять!»

Учеба прерывалась добровольной поездкой на фронт в качестве «брата милосердия» (март-сентябрь 1915 года) и участием в работе Первого Всероссийского съезда Советов в июне 1917 года (делегат от партии меньшевиков). В 1915 году он добровольцем вступил в Русскую императорскую армию, несколько месяцев находился на фронте первой мировой войны в составе санитарного отряда. По настоянию семьи вернулся в Москву и продолжил обучение.

С отцом в Японии.
С отцом в Японии.

В сентябре 1917 года Тамм женился на Наталии Васильевне Шуйской. Игорь и Наташа познакомились еще летом 1911 года, Игорь учился в одном классе с её братом Кириллом. Наташа происходила из семьи весьма богатых и достаточно просвещенных помещиков, владевших рядом имений в Херсонской губернии. По окончании гимназии она уехала в Москву и поступила на Высшие женские курсы.

В 1921 году в семье Таммов родилась дочь Ирина, ставшая позднее ученым-химиком, специалистом по взрывчатым веществам. Ещё через пять лет родился сын Евгений – будущий физик-экспериментатор и альпинист.

«Мама была очень благожелательной, приветливой, доброй, справедливой и очень сдержанной, — писала в своих воспоминаниях Ирина Тамм. — Свои невзгоды она переживала в себе, плачущей за всю жизнь я видела её всего несколько раз, папу же — никогда».

После окончания университета в 1918 году, Тамм был оставлен при университете для подготовки к профессорскому званию.

Начинается его академическая карьера. Он преподаёт в различных научных учреждениях: Таврическом университете (Симферополь) (1919—1920 годы), с 1920 года сотрудничает с Л. И. Мандельштамом, преподаёт в Одесском политехническом институте (с 1993 года — Одесский национальный политехнический университет) (1921—1922), где Л. И. Мандельштам заведовал кафедрой. Профессор Л.И. Мандельштам оказал решающее влияние на его научное развитие. Тамм поддерживал тесную связь с Мандельштамом вплоть до смерти последнего в 1944 году.

Небольшого роста, живой, порывистый, темпераментный Игорь Тамм во время лекций ходил по кафедре, обрушивая на слушателей каскад научных новостей, которые можно по крупицам собрать лишь в десятках зарубежных изданий. Попытки студентов записывать искромётные лекции Тамма были безуспешны. Его манера разговора породила среди физиков шутливое изречение: «Скорость речи в один Тамм».

Вот как вспоминал его лекции один из студентов: «В аудиторию вбежал или, точнее, даже влетел человек небольшого роста. За ним из двери влетели искры от брошенной за дверью папиросы. Он пробежал до противоположной стены, быстро вернулся, снова дошёл до середины аудитории и только тогда повернулся лицом к студентам. Мы увидели доброе, подвижное, улыбающееся лицо.

Во время выступлений он быстро передвигался по аудитории и говорил о физике с таким зажигательным энтузиазмом и подъёмом, что никто не мог оставаться безразличным. Когда доска оказывалась исписанной и оставался только её верх, до которого он не доставал, Тамм подпрыгивал, чтобы на лету написать букву или снабдить её штрихом».

После лекции неизбежно возникали десятки вопросов. Казалось, Тамм только этого и ждал. Он мгновенно отвечал на один вопрос, играючи, давал пояснения по второму, третьему ...

Свою манеру разговора, как и характер энергичного, азартного человека, он сохранил на всю жизнь и в науке, и в спорте (он был заядлым альпинистом).

С 1922 года (с двумя краткими перерывами) и до конца карьеры деятельность Тамма протекает в Москве. Переехав в Москву в 1922 году, Тамм в течение трех лет преподавал в Коммунистическом университете им. Свердлова. С 1923 года он работал на факультете теоретической физики Второго Московского университета и занимал там с 1927 по 1929 год должность профессора. В 1924 году Тамм одновременно начал читать лекции в МГУ.

«К зиме 1925–1926 года, – писала дочь ученого Ирина, – папа стал тяготиться преподаванием в Свердловском университете. Ему было трудно решиться уйти со сносно оплачиваемой работы в «чистую науку» (в МГУ). Вопрос этот, я знаю, обсуждался дома: как существовать на мизерную зарплату? Мама предложила продать свой каракулевый сак – этих денег хватило на целый год Впоследствии мама относила одну за другой свои фамильные золотые вещи в торгсин и ломбард (откуда их, конечно, уже не выкупали)».

В течение многих лет он руководит кафедрой теоретической физики физфака МГУ, где становится доцентом и профессором (1930). Там он в 1933 году получил степень доктора физико-математических наук. Эта кафедра была одной из ключевых кафедр факультета, так как преподавательский состав этой кафедры преподавал общие курсы: теоретической механики, электродинамики, квантовой механики, статистической физики.

В конце сентября 1924 года на докладе Тамма по релятивистской электродинамике присутствовал Пауль Эренфест. Тамм произвёл на него исключительно благоприятное впечатление. Когда в 1925 году праздновали 50 - летие защиты X. Лоренцем докторской диссертации и был создан фонд Лоренца, Эренфест порекомендовал дать стипендию И.Тамму. Это позволило Тамму провести в крупнейших научных центрах мира более полугода и сыграло огромную роль в его научном будущем.

В 1928 г. он был в командировке в Лейдене (Голландия) у П.Эренфеста, а в 1931г. – в Кембридже (Англия) у П.Дирака.

В 1929 г. Тамм написал популярный учебник «Основы теории электричества», который многократно переиздавался и был переведен на многие языки.

Работы его были посвящены классической электродинамике, квантовой механике, теории твёрдого тела, физической оптике, ядерной физике, теории элементарных частиц, проблеме термоядерного синтеза. В 1930 он построил полную квантовую теорию рассеивания света в кристаллах, ввёл квазичастицу фонон – квант колебательного движения атомов кристалла. Предложил новый метод вычислений в теории возмущений частицы. В 1932 г. доказал возможность существования особых состояний электронов на поверхности кристаллов (уровни Тамма). В 1934 г. совместно с Д. Иваненко Тамм построил одну из первых теорий ядерных сил, в которой впервые показал возможность переноса взаимодействий частицами конечной массы. В 1937 г. вместе с И. Франком развил теорию излучения электрона, движущегося в среде со скоростью, превышающей фазовую скорость света в этой среде, - теорию эффекта Вавилова - Черенкова (Нобелевская премия 1958 г.).

1 февраля 1933 года Тамма избирают членом-корреспондентом АН СССР по отделению математических и естественных наук. Когда Академия в 1934 году переехала из Ленинграда в Москву, Тамм стал заведующим сектором теоретической физики академического Института им. П.Н. Лебедева. Он основывает и возглавляет там Теоретический отдел, которым руководил до конца жизни (с 1971 года отдел носит имя Тамма).

Отдел оказал большое влияние на научную работу Тамма.

1934 год. Переполненная большая физическая аудитория Московского университета. Седеющий, плотный и высокий, слегка сутулившийся Н.Бор говорил размеренно, спокойно, длинными фразами, к концу которых его приглушённая речь совсем затихла. В этот момент стоявший рядом с ним миниатюрный переводчик с карандашом и блокнотом мгновенно выстреливал перевод с английского. Докладчик с улыбкой склонял большую голову, прислушиваясь к непонятному ему русскому языку. Иногда Бор останавливался и обращался к переводчику с вопросом. Тот неожиданно отвечал по-немецки, спохватившись, переходил на английский, они оба весело смеялись, и лекция продолжалась. Переводчиком был уже широко известный своими работами в области квантовой физики профессор Московского университета И. Тамм.

Тамм сделал два значительных открытия в квантовой теории металлов, популярной в начале тридцатых годов. Вместе со студентом С. Шубиным он сумел объяснить фотоэлектрическую эмиссию электронов из металла, т е. эмиссию, вызванную световым облучением. Второе открытие – установление, что электроны вблизи поверхности кристалла могут находиться в особых энергетических состояниях, позднее названных таммовскими поверхностными уровнями, что в дальнейшем сыграло важную роль при изучении поверхностных эффектов и контактных свойств металлов и полупроводников.

В 1934 г. И. Тамм начал цикл работ по атомному ядру и космическим лучам. Изучив экспериментальные данные, Тамм и С. Альтшуллер предсказали, что нейтрон, несмотря на отсутствие у него заряда, обладает отрицательным магнитным моментом (физическая величина, связанная, помимо прочего, с зарядом и спином). Их гипотеза, к настоящему времени подтвердившаяся, в то время расценивалась многими физиками-теоретиками как ошибочная. Тамм попытался объяснить с помощью своей так называемой бета-теории природу сил, удерживающих вместе частицы ядра.

Согласно этой теории, распад ядер, вызванный испусканием бета-частиц (высокоскоростных электронов), приводит к появлению особого рода сил между любыми двумя нуклонами (протонами и нейтронами). Используя работу Энрико Ферми по бета-распаду, Тамм исследовал, какие ядерные силы могли бы возникнуть при обмене электронно-нейтринными парами между любыми двумя нуклонами, если такой эффект имеет место. Он обнаружил, что бета-силы на самом деле существуют, но слишком слабы, чтобы выполнять роль "ядерного клея". Год спустя японский физик Хидеки Юкава постулировал существование частиц, названных мезонами, процесс обмена которыми (а не электронами и нейтрино, как предполагал Тамм) обеспечивает устойчивость ядра.

После открытия мезонов, основываясь на этих работах Тамма, Юкава сделал расчёт и был удостоен за это Нобелевской премии.

Стремительный взлёт карьеры Тамма прекратился в 1939 году, когда был арестован и расстрелян его брат Л. Е. Тамм, инженер-химик, обвинённый в подготовке взрыва коксовых батарей в Донбассе. Арестованы и расстреляны близкий друг физик Б. М. Гессен и любимый ученик Семён Шубин. Самого Тамма не тронули, вероятно, лишь по счастливой случайности - машина репрессий тоже иногда давала сбои...

Игорь Евгеньевич держался, хотя переживания его были очень тяжелы. Он не отрекся ни от брата, ни от попавших в маховик репрессий друзей.

Началось давление со стороны руководства ФИАНа, и. о. заведующего кафедрой был избран В. С. Фурсов.

Во время войны И.Тамм снова активно работает, в 1944 году снова выставляет свою кандидатуру на должность заведующего кафедрой теоретической физики физфака МГУ. Его оппонентом был А. А. Власов, которого поддерживали декан А. С. Предводителев и Учёный совет факультета. В результате Тамм проиграл Власову (5 голосов против 24), но эти результаты были оспорены научным сообществом в виде письма 14 академиков. На должность заведующего кафедрой партийным руководством был назначен В. А. Фок.

В 1943 году начались и быстро развивались советские работы по созданию атомного оружия. Казалось бы, вот тут и необходим был Тамм с его широтой охвата самых разных областей физики, с его блестящим талантом. Но его фамилию из списка вычеркнул Жданов.

В 1946 году Тамм получил Сталинскую премию. В этом же году он был привлечён к проекту создания первой советской атомной бомбы, участвовал в теоретических исследованиях ударной волны большой интенсивности. Так появилась его работа «О ширине фронта ударной волны большой интенсивности», разрешённая к опубликованию лишь через двадцать лет.

Прошло, однако, всего два года, и то ли потому, что Жданов умер, то ли благодаря личному влиянию Курчатова положение изменилось. Тогда возникла задача создания ещё более страшного оружия — водородной бомбы.

В 1948 году И.Е.Тамму предложили организовать в Теоретическом отделе Физического института Академии наук группу для решения этой задачи. В группу вошли, в частности, В. Л. Гинзбург и А.Д. Сахаров, которые уже через два месяца выдвинули две важнейшие идеи, которые и позволили создать такую бомбу менее чем за пять лет. Работы проводились в сверхсекретном городе - институте "Арзамас-16" (в городе Сарове). Говоря о моральной стороне работы над чудовищным оружием, Ферми сказал: «Прежде всего - это хорошая физика». А вот мнение Ландау: «Молодцы физики, сделали войну невозможной».

В 1949 году Игорь Евгеньевич возвращается в МГУ на кафедру квантовой теории и электродинамики (часть кафедры теоретической физики после её разделения). Тамм создал крупную школу физиков – теоретиков, первым начал исследования по проблеме термоядерного синтеза.

В 1950 году Тамм и Андрей Сахаров предложили метод удержания газового разряда с помощью мощных магнитных полей - принцип, который до сих пор лежит у советских физиков в основе желаемого достижения контролируемой термоядерной реакции (ядерного синтеза) – удержания плазмы в токамаке.

Из рук самого Сталина он получает Сталинскую премию.

15 июня 1953 года И.Е. Тамм, А.Д. Сахаров и Я.Б. Зельдович подписали заключительный отчет по разработке водородной бомбы. Теория воплотилась в практику. 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне прогремел взрыв чудовищной силы. Родилась первая в мире водородная бомба. Тамм участвовал в испытаниях, но в начале 1954 года возвратился в Москву, передав «дело» А. Сахарову.

Он получает Сталинскую премию.

До приобщения к атомной тематике Тамм был связан только с той физикой, которая «делается на бумаге». Ему были чужды конкретные конструкции, он сосредотачивал своё внимание на физической стороне дела.

Занимаясь военной тематикой, Тамм находил время и для занятий «открытой» теоретической физикой. Примерно за час до окончания рабочего дня он с увлечением принимался за свои выкладки. Именно тогда он заложил основы описания резонансных частиц.

Иногда он любил засиживаться, и был удивительно быстр в вычислениях: лист следовал за листом, стопка исписанной бумаги росла на глазах.

По воспоминаниям близких, с деньгами Тамм расставался легко и нередко раздавал их нуждающимся, ссылаясь на то, что ему "всё равно этих денег не потратить". Дом его вечно был открыт для гостей. Игорь Евгеньевич был замечательным рассказчиком. Говорил стремительно, почти скороговоркой.

23 октября 1953 года И. Е. Тамм становится академиком АН СССР по отделению физико-математических наук. Секретным указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 января 1954 года Тамму было присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».

В 60 – ые годы Тамм работал над созданием теории элементарных частиц, включающей элементарную длину.

Общественный темперамент и принципиальность Тамма ярко проявились в 1950-60-е годы, когда он принял живое участие в борьбе с «лысенковщиной» в биологии. В 1956 году по его настоянию на физическом факультете МГУ была создана кафедра биофизики; проблемы преследуемой генетики часто обсуждались на руководимом Таммом общемосковском семинаре в Физическом институте. В эти годы Тамм неоднократно и открыто выступал с докладами и заявлениями о пагубной роли агронома, академика АН Украины Трофима Денисовича Лысенко в биологии, о псевдонаучности его теорий.

В связи с этой деятельностью российский биолог, генетик, один из основоположников популяционной и радиационной генетики Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский писал: «... И. Е. был не только обаятельным человеком, но и полновесной личностью, внушавшей каждому абсолютное доверие.... И. Е. в моей памяти сохранился в числе личностей необычайно одаренных разнообразными способностями и темпераментом, но в равной степени больших ученых, таких, как Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Эрнест Резерфорд, Поль Адриен Морис Дирак, Эрвин Шрёдингер».

Тамм в течение многих лет руководил отделом теоретической физики Физического института Академии наук, многие из его учеников стали академиками. Тамм был выдающимся учителем: среди его учеников — физик-теоретик, доктор физико-математических наук Семён Петрович Шубин; физик-теоретик, академик РАН Виталий Лазаревич Гинзбург; физик-теоретик, академик РАН Леонид Вениаминович Келдыш; физик-теоретик, академик РАН Моисей Александрович Марков; российский физик и общественный деятель академик Андрей Дмитриевич Сахаров.

За все годы среди сотрудников отдела не произошло ни одной ссоры, не возникло ни одного серьёзного недоразумения. Причиной тому были замечательные человеческие качества Тамма, его величайшая порядочность. Физики в шутку ввели даже своеобразную «единицу порядочности» - «один тамм», что должно было означать её высшую меру.

Физик В. Карцев вспоминал о Тамме: « Человек увлекающийся, он спорил с друзьями о том, что «уже к осени» найдут снежного человека, развил бешеную энергию, чтобы получить разрешение раскопать несколько курганов, расположенных в пяти километрах от его дачи в Жуковке ... Человек, считавший, «как же без альпинизма», был большим любителем розыгрышей, ребусов, шахмат, головоломок, шарад, произведений Хайяма, Пастернака». Тамм хорошо владел английским, французским и немецким языками, послабее - итальянским и голландским.

В день 60-летия друзья преподнесли Тамму альпинистскую палатку с надписью:

Идёт к вершинам Игорь Тамм, А мы за Таммом по пятам.

"Тамма отличала,- писал В.Карцев- бескорыстная доброта. Получив Государственную премию, он вызвал одного из ближайших сотрудников и сказал: «Эти деньги мне совершенно не нужны. Не знаете ли вы каких-нибудь молодых людей, которым необходимо помочь, чтобы они могли заниматься наукой?».

Характерная черта Тамма-учёного — это стремление заниматься наиболее актуальными проблемами физики. Это стремление было связано с присущей ему смелостью — как в научной работе (выбор тематики, подход к решению проблемы и т. д.), так и в жизни. Работа захватывала Игоря Тамма целиком. В любых условиях — на заседаниях, дома, в транспорте, в туристических походах — Игорь Евгеньевич обдумывал волнующие его проблемы, занимался расчётами. При такой поглощенности наукой он не слишком остро переживал неудачи и быстро переключался на поиск новых подходов к решению проблемы.

Подобно Ландау, Тамм чувствовал себя крайне неуютно при виде ручки и чистого листа бумаги. Он мог выразить устно любую самую сложную мысль, но изложить ту же мысль на бумаге ему было всегда очень трудно. За ночь он мог исписать формулами кипу листов, но вот выразить её словами на бумаге - это для него являлось работой почти непосильной".

На одной международной конференций, где Тамм выступал с изложением новой физической теории, к нему подошёл известный физик В. Вайскопф и, улыбаясь, заметил:

  • Если воспользоваться терминологией Бора, то ваша теория вполне сумасшедшая. Однако этого ещё недостаточно. Ведь из множества сумасшедших теорий верна только одна ...

Для Игоря Евгеньевича Нобелевская премия оказалась совершенно неожиданной. Он сожалел, что стал нобелевским лауреатам не за ту работу, которую сам считал лучшей - работа 1934 года по бета - силам. Он даже хотел отдать премию государству, но ему ответили, что в этом нет необходимости. Физик Е. Фейнберг, много лет работавший с Таммом, вспоминал: «Услышав о решении Нобелевского комитета, я бросился к Игорю Евгеньевичу в кабинет и стал возбужденно поздравлять его. Спокойно и даже несколько медленнее, чем обычно, расхаживая по комнате с заложенными за спину руками, он серьезно ответил: «Да, конечно, это очень приятно. Я рад… Очень рад… Но, знаете, к этому примешивается и некоторое огорчение…"»

Валентин МАТЮХИН
Категории:
история
Ключевые слова:
Игорь Евгеньевич Тамм
0
12 июля 2020 г. в 08:00
Прочитано 1007 раз