 |
«Уроборос» 2 страница
|
|
|
|
Это, однако, вовсе не означает, что нельзя, затратив определенное количество энергии, создать «ненормальные» условия. Во многих случаях это вполне реальное дело. Для того, в сущности, человечество и развило всю свою энергетику, чтобы создавать такие ситуации. Чтобы наши чайники нагревались. Чтобы наши автомобили ехали в гору.
Задача, которая стояла перед Овсеем Ильичом, как раз в том и заключалась, чтобы рассчитать такие условия – такие ненормальные условия, в которых алмазный коллектив более выгоден, чем графитовый. В которых на спичечной головке будет оседать не копоть, а, выражаясь словами Каразина, оруденелый свет солнечный.
Лейпунский уселся за расчеты. Результат получился убийственный. Не в принципе – в принципе он оказался вполне оптимистичным. Убийственным он был для Хрущова, для Муассана, для Каразина. Расчеты свидетельствовали: в самом лучшем случае, когда перестройка будет происходить в самом благоприятном окружении – расплавленном железе, температура понадобится самое меньшее 1500 градусов и давление 45 000 атмосфер.
Кстати, аппарат, который сооружали коллеги Лейпунского, был рассчитан на давление всего 10 тысяч атмосфер.
Конечно, после этого аппарата можно было взяться за конструирование других, более мощных. Но вспомним, какое столетие стояло на дворе…
Из статьи О. И. Лейпунского «Три периода истории синтеза алмазов» (1973): «Война и последующие годы восстановления народного хозяйства прервали начатые в СССР работы по синтезу алмазов… работа над проблемой синтеза алмазов возобновилась только в конце 50‑ х годов, когда за эту проблему взялся талантливый физик Л. Ф. Верещагин».
|
|
|
Интегральным мерилом технического прогресса можно, вероятно, избрать скорость. Скорость всяческих количественных и качественных изменений. А может быть, даже и просто скорость передвижения.
Малая скорость – высокая скорость – сверхзвуковая – первая космическая – вторая космическая…
Километры в час – десятки километров в час – сотни – тысячи – десятки тысяч…
Пешеход – всадник – шофер – летчик – космонавт…
Рассказывают: некая фирма выпустила новый двигатель – истинное чудо конструкторской мысли. Мощность громадная, вес ничтожный, горючего жрет самую малость. Одна беда – недолговечен: срок службы в два раза короче, чем у двигателя, выпускаемого конкурентом. Отчего так? Думали, гадали – ничего угадать или придумать не смогли. Послали соглядатая. Глядит соглядатай на чужой мотор. Двигатель как двигатель – ничего особенно хитрого. Только в каждую деталь можно смотреться, как в зеркало. Вернулся к себе на фирму, его спрашивают:
– Видел?
– Видел.
– Понял?
– Понял.
– И в чем же дело?
– В алмазах!
Медь – бронза – сталь – легированная сталь – сверхтвердые сплавы – алмаз…
Не хуже скорости интегральным мерилом технического прогресса могла бы служить и твердость.
Арабское слово «ал‑ мас», собственно, и означает – «твердейший». Алмазным порошком наводили солнечный глянец на других драгоценных камнях. Алмазной гранью процарапывали тончайшие узоры на дамасском клинке.
Но конечно же не этими штучными изделиями определялся технический уровень древности и средневековья. Проткнуть недругу грудь можно было и клинком без орнамента. Значит, не обязателен был и алмаз. Ситуация кардинально изменилась с появлением твердых сплавов на основе карбида вольфрама. Первый такой сплав был создан в недрах крупповского пушечного концерна и многозначительно назван «Видиа» – сокращенное Wie Diamant, подобный алмазу.
|
|
|
Это случилось в двадцатых годах нашего века, относительно недавно. Да и сам вольфрам был открыт не так уж давно.
Первым о ценных свойствах нового металла поведал миру человек, получивший мировую известность совсем по другому поводу.
Если верно, что мадам Бовари это Флобер, то бароном Мюнхаузеном конечно же был Распе. Во всяком случае, известно, что прототип литературного героя, настоящий барон Мюнхаузен, в течение своей долголетней службы ни в чем предосудительном замечен не был, чего никак нельзя сказать об авторе знаменитой книги.
Рудольф Эрих Распе был человек блестящий, экстравагантный и – как бы это помягче выразиться – недостаточно щепетильный. Однажды в Касселе он взял себе на память из музейной витрины какую‑ то исключительной ценности медаль, и местная полиция вынуждена была объявить розыск «огненно‑ рыжего мужчины в красном костюме с золотыми позументами». Личность, обладавшая столь заметными особыми приметами, была довольно быстро задержана и водворена в узилище. Однако же в одну из ближайших ночей Распе удалось исчезнуть не только из тюрьмы, но и вообще с континента. Материализовался он в Британии. Первое время перебивался репетиторством и переводами, а затем предложил свои услуги заводчикам. Распе был человек образованный, за спиной у него были два университета, где он изучал не только гуманитарные, но и естественные науки.
Как раз в это время знаменитый шведский химик Карл Вильгельм Шееле открыл вольфрам. И хозяева поручили Распе попытаться выделить его из местных руд. Автор «Мюнхаузена» не только с блеском выполнил это поручение, но и сумел обнаружить замечательное свойство нового металла; небольшая добавка вольфрама к стали намного увеличивала ее твердость, такой сталью можно было резать любую другую сталь.
Но легированную вольфрамом сталь тоже надо было, в свою очередь, чем‑ то резать. А значит, нужно было отыскать что‑ то еще более твердое. Еще более твердым оказался сам вольфрам, верней, его соединение с углеродом, карбид. Крупповский «видиа» и был карбидом вольфрама с небольшой добавкой кобальта.
Но чтобы заточить твердосплавный резец из карбида вольфрама – у нас первый такой сплав был назван победитом, – опять требовалось что‑ то более твердое. А тверже алмазоподобного сплава был только сам алмаз.
|
|
|
Вот тут‑ то и началась настоящая погоня за алмазом. Если за все предыдущие тысячелетия человечеству удалось скопить алмазный фонд весом около 10 тонн, то в середине XX века немногим меньшей была уже ежегодная добавка к этому фонду. А, например, за четыре года – с 1961‑ го по 1964‑ й – было добыто 150 тонн алмазов, в 15 раз больше, чем за все времена до нашего XX века.
Еще в начале столетия из каждой тонны алмазов 900 килограммов шло на украшения. А в 1950 году – только 200. Остальные 800 килограммов «твердейшего» забирала тяжелая промышленность. Машиностроение.
В середине XX века потребление алмазов стало мерой технического прогресса.
«Леонид Федорович Верещагин. Гостиница „Украина“. Подъезд 4, напротив магазина „Сантехника“. По вторникам и четвергам уезжает в институт. Машина – черная „Волга“ ММГ 23–23. Длительность поездки 40–50 минут. Брать в машине».
Прежде чем эта детективная запись появилась в моем корреспондентском блокноте, три недели ежедневно (ежеутренне, ежевечерне) я пытался связаться с Верещагиным по телефону. Вариантов было пять: один институтский и четыре домашних.
Вариант первый. Официальный голос:
– Кто спрашивает?.. Академика еще (подвариант – уже) нет… Записала… Непременно…
Вариант второй. Телефон не отвечает.
Вариант третий. Милый детский голос:
– А папы нету дома… Не знаю, когда…
Вариант четвертый. Милый женский голос:
– Ах, это опять вы?.. Вам не везет… Трудно сказать… Если б вы знали, как я вас понимаю… Звоните, звоните…
Вариант пятый. Не очень милый мужской голос:
– Слушаю вас… Сегодня невозможно… Завтра невозможно… Нет… Нет… На этой неделе ничего не получится…
Технический прогресс – не шутка!
На исходе третьей недели и родился план, изложенный выше: «Брать в машине». Слово «интервью» в блокноте опущено ввиду самоочевидности.
Беседа с Верещагиным
– Против магнитофона возражений нет?
– Нет.
– Спасибо. Скажите, пожалуйста, в чем именно заключалась преемственность между вашей работой и довоенными работами ленинградской группы Харитона – Лейпунского?
|
|
|
– Ни в чем.
– Но разве Лейпунский не…
– Ленинскую премию за синтез алмазов получили Верещагин, Рябинин и Галактионов. Они и синтезировали алмаз. Лейпунский к этому делу никакого отношения не имел.
– Но разве Лейпунский не…
– Ни нам, ни американцам его статья не была нужна. Она безнадежно устарела. И вообще так экстраполировать мог любой студент.
Неужели Уроборос? – мелькнуло у меня в голове.
Но дальнейшие раздумья по поводу циклического хода истории я отложил до более подходящего времени – машина ММГ 23–23 миновала станцию метро «Юго‑ Западная», и надо было срочно задавать очередной вопрос.
А вечером я позвонил Рябинину.
– Юрий Николаевич, как вы относитесь к мнению Леонида Федоровича, что статья Овсея Ильича в «Успехах» ни вам, ни американцам не пригодилась?
– Диаграмма Лейпунского есть диаграмма Лейпунского. Он сделал ее первым. И все узнали, каких параметров надо добиваться.
– Спасибо.
– И это все?
Первыми указанных Лейпунским параметров добились шведы. В 1953 году. Нейтралитет имеет свои преимущества.
Вторыми, через год, – американцы.
Несколько лет ни те, ни другие никаких конкретных цифр о фактических параметрах синтеза не публиковали. Только в 1961 году американцы сочли возможным кое‑ что рассекретить. Синтез они вели в расплаве железа (по Лейпунскому! ). Давление у них было 48 000 атмосфер (по Лейпунскому! ).
Совпадение было таким же точным, как координаты планеты Нептун, вычисленные Леверье и Адамсом, как атомные веса галлия, скандия, германия, вычисленные Менделеевым.
Жаль, конечно, что Овсею Ильичу не довелось самолично реализовать открытые им возможности получить искусственные алмазы. Точно так же, как жаль, что галлий, скандий, германий и многие другие предсказанные и описанные во всех подробностях Менделеевым элементы открыл не он, а другие исследователи. Кстати, немногие знают, что одно время Менделеев собирался заняться их розыском. Он даже выписал кое‑ какие реактивы – однако дальше этого дело не двинулось.
Весьма вероятно, что причина тут более существенная, чем обстоятельства внешнего порядка. Нет слов, Овсея Ильича отвлекли от алмазов события чрезвычайные и от него нимало не зависящие. Но все же – вот ведь и Нептун открыли не Леверье с Адамсом, и компанию экаэлементов открыл не Менделеев. Может быть, лозунг «Предложил и давай! », с которым мы нередко обращаемся к первооткрывателям в разных областях жизни, не так уж и правомерен?
|
|
|
Менделеев предсказал не только многие свойства никому тогда не ведомого экабора – галлия, но также и способ, которым тот будет открыт. Спектральный анализ. Однако сам Дмитрий Иванович специалистом в этой новой тогда технике исследований не был. Лучшими в Европе спектроскопистами считались в те годы англичанин Крукс и француз Лекок де Буабодран. Буабодран и открыл галлий, а впоследствии еще два элемента – самарий с диспрозием. Искусный в спектральном анализе Крукс тоже открыл один новый элемент – таллий. А великий Менделеев чести открытия хоть одного какого‑ нибудь элемента так и не удостоился. Не его это была епархия.
Вот и Овсей Ильич Лейпунский – он подробно указал условия, в которых алмаз можно вырастить проще всего. Важнейшим из этих условий было высокое, очень высокое давление, в те времена не достигнутое еще ни в одной советской лаборатории. Но специалистом по высоким давлениям Лейпунский не был.
Тут нужны были свои Буабодраны и Круксы.
Беседа с Верещагиным. Продолжение
– Но может быть, и ваши и их работы были вызваны одними причинами? Надо было овладеть химическими реакциями под давлением?
– Нет. Высоким давлением я начал заниматься задолго до ленинградцев. И с другими целями. Еще в тридцатом году, в Харькове…
Опять Харьков?
Каразин, Хрущов, теперь Верещагин. Интересно!
Беседа с Верещагиным. Продолжение
– Я не химик. Я физик. Я окончил Одесский университет, потом поступил в аспирантуру в УФТИ.
– Первая ваша работа?
– Первая пошла насмарку. Я ее почти полностью сделал и вдруг в немецком журнале прочел статью с теми же экспериментами. Начал все сначала. У Шубникова.
– Кристаллографа? Так вот откуда ваш интерес к выращиванию кристаллов!
– Все не так. Наш знаменитый кристаллограф Алексей Васильевич Шубников никогда в УФТИ не работал. Там работал его брат Лев Васильевич. И никакого интереса к кристаллам у меня не было. Меня интересовали высоконапорные струи.
– А что в них интересного?
– Жидкое ведет себя, как твердое, а твердое ведет себя, как жидкое. Наши работы по струям привели к возникновению новой области техники – жидкостной, а затем и газовой экструзии металлов. Недавно я был на конференции в Лондоне. Не люблю говорить про себя, но там мои работы фигурировали во всех докладах как основополагающие. Это приятно, обычно советские достижения замалчиваются, а тут замалчивать невозможно – это наше открытие.
– Экструзией можно делать проволоку?
– Да, да, и проволоку.
– Быстро?
– Вместо многократного волочения вы просто выстреливаете проволокой!
– А как вы попали из Харькова в Москву?
– О моих работах по высокому давлению узнал Николай Дмитриевич Зелинский, вызвал меня, попросил сделать доклад о моих работах в УФТИ и вообще о положении с высоким давлением. Я сделал доклад, вернулся в Харьков, а через некоторое время пришло распоряжение за подписью президента Академии Владимира Леонтьевича Комарова – мне дают лабораторию в Москве.
– В ИОХе?
– Да, да, у Зелинского. Это был крупный, благородный, с широкими взглядами человек, мы с ним хорошо работали, могу сказать – дружили, много беседовали, у нас есть совместные труды по проведению различных химических реакций, полимеризации и других, с применением высокого давления…
– Как раз в это время и в Химфизике Харитон с Лейпунским…
– С Николаем Дмитриевичем работать было очень интересно.
– Почему же тогда вы ушли из Института органической химии?
– Так сложилось. Николай Дмитриевич умер. Но главное – это химический институт, а я физик, меня интересовали проблемы физические. И нашей физике, отделению технической физики, нужно было высокое давление…
– Арцимовичу?
– Можно сказать и так…
– Неужели для термояда?
– Когда приступали к работам по управляемому термоядерному синтезу, никто еще не мог знать, какие пути открыты природой, а какие закрыты. В общем, отделению технической физики, которым руководил Арцимович, нужна была своя лаборатория физики высоких давлений. Поэтому мою лабораторию выделили из ИОХа и передали в другое отделение. Это было правильное решение. Тем более что ИОХ ничего не потерял – мне сделали дубликат всего оборудования.
– А что вы делали во время войны?
– В октябре сорок первого ИОХ эвакуировали в Казань, и мою лабораторию тоже, а я остался в Москве. В Академии создали группу, решавшую военные задачи, семьи у меня тогда не было, и меня ничто не сдерживало. Мы работали вместе с Юлием Борисовичем Харитоном. Интересные, но, конечно, опасные задачи – расшифровка немецких взрывчатых устройств. Не знаешь, что с тобой через секунду будет. Уходили на работу – всегда оставляли записку, на случай, если не вернешься. Работали сутками. Помню, одна работа была такая: в блокадном Ленинграде точили зенитные снаряды, рабочие еле живые, мороз, голод, – одну партию сделали с утолщенными стенками, большего диаметра, и в целом секторе обороны у зенитных орудий раздуло стволы. Перебросить туда новые пушки было крайне сложно. И даже невозможно. Нас запросили – можно из раздутых пушек стрелять или нельзя? Считали целую ночь – получилось, стволы выдержат. Доложили: можно стрелять.
– И выдержали?
– Это же физика!
– А как вы пришли к алмазам?
– Не я пришел, а меня привели.
– То есть?
– Когда появилось первое сообщение «Дженерал электрик» об успешном синтезе искусственных алмазов… Вы знаете, сколько дало фирме одно это сообщение за один только день? 257 тысяч долларов!
– Курс акций?
– Да, да. Сообщение тут же подхватили все газеты, радио. Услышали и у нас и сразу же написали письмо в Совмин. Академия наук обманывает правительство.
– Каким образом?
– Одиннадцать лет топчется на месте.
– Кто же конкретно топтался?
– Синтез алмазов был записан за шубниковским Институтом кристаллографии. Под эту проблему они даже новое здание получили.
– На Ленинском проспекте?
– Да, да.
– Но почему же они за одиннадцать лет…
– А почему один человек играет на рояле, а другой не играет? Назначили комиссию, проверили – а у них ничего нет, надо начинать с нуля. Собрали большое совещание. Приехавшие товарищи, президент Академии Несмеянов, физики, химики. Очень ругали Шубникова. А я выступил в его защиту.
– Что же вы сказали?
Я сказал, что ученый всегда все делает впервые.
Признаться, я не сразу понял, что означает последняя верещагинская фраза. Не понял, но не переспросил. Если, беседуя с человеком другой профессии, каждый раз выяснять смысл непонятной фразы, то никакой разговор с ним о его работе не получится. Это как чтение английского детектива. Если каждую минуту заглядывать в словарь, потеряешь нить. А в конце концов и без словаря, само собой, возникает представление о сути интриги.
Лишь потом, изрядно поварившись в алмазной кухне, я как‑ то незаметно для самого себя добрался до смысла того, что сказал Верещагин в защиту Шубникова, не сумевшего сделать искусственный алмаз.
Когда ученый приступает к новому делу, он не может, принципиально не может еще знать, какая из дорог приведет его к успеху.
Верещагин мог судить об этом по собственному опыту: как раз в это время академик Михаил Александрович Леонтович скрупулезно точными расчетами разрушил все надежды на осуществление управляемой термоядерной реакции с помощью классической техники высоких давлений. Попросту говоря – в прессе.
Точно так же теперь американцы разрушили надежды кристаллографов на получение алмазов без высоких давлений. Разрушили успешным синтезом алмаза в прессе.
Но до тех пор пока синтез не стал совершившимся фактом, у Алексея Васильевича Шубникова были достаточно веские основания к выбору иного пути, чем тот, который привел к успеху шведов и американцев. Путь этот предусмотрел еще Овсей Ильич Лейпунский в своей довоенной работе.
Нет, нет, вычисленная Лейпунским диаграмма состояний углерода в зависимости от давлений и температур была совершенно верна. И во всем диапазоне давлений до примерно полусотни тысяч атмосфер и во всем диапазоне температур до примерно полутора тысяч градусов более выгодным энергетически действительно оказывается графит, а не алмаз.
Однако же есть во всем этом тонком деле одна дополнительная тонкость. Любое строительство небезразлично к окружающей среде. Например, одно дело – строить дом на песке, и совсем другое – на граните. Так вот: согласно законам природы, алмазный дом легче всего строить на алмазном же фундаменте.
Алмазный дом на алмазном фундаменте – это красиво.
Природа вообще любит красивое.
Право на существование в этом мире предоставлено лишь тем конструкциям, которые наиболее экономичны. Для молекул это означает наименьший запас энергии из всех возможных в данных условиях. Например, молекула ржавчины обладает меньшим запасом энергии, чем порознь два атома железа и три атома кислорода. И если не приложить специальных усилий, то вся выплавленная сталь самопроизвольно превратится в ржавчину.
Железо – это еще ничего, был бы опять бронзовый век, каменный век, и ладно. Но точно так же самопроизвольно кислород воздуха соединяется не с одним железом, а, скажем, и с азотом воздуха. Азота же в воздухе вчетверо больше, чем кислорода. Как прикажете дышать?
Если сжечь грамм‑ молекулу алмаза, то выделится 900 калорий тепла. Если сжечь грамм‑ молекулу графита – то всего 800. Значит, графит содержит меньший запас энергии, чем алмаз. Значит, в обычных условиях мы вообще вроде бы не должны были встречаться с алмазом.
К счастью, есть причины, по которым энергетически выгодные процессы иногда идут очень медленно и даже не идут совсем.
Самоперестройке алмазного кристалла в графит препятствует высокая прочность его кристаллической решетки. Составляющие алмазный кристалл атомы углерода держатся за руки, можно сказать, изо всех сил. Чтоб углеродные кирпичики алмазного дома покинули свои насиженные места, надо уж очень сильно расшатать этот дом, устроить нечто вроде землетрясения баллов в семь или восемь.
Вообще‑ то сделать это можно: надо нагреть алмаз до температуры выше 1200 градусов. Но при менее высоких температурах, то есть если не совать палец в вольтову дугу или в пламя гремучего газа, алмазный перстенек так алмазным и останется.
Все так. Однако одно дело чем‑ то оставаться и совсем другое – чем‑ то становиться. Сталь ведь тоже сама собой в нормальных условиях не становится – мы получаем ее из руды (той же ржавчины), создавая особые условия в особых печах. Такие условия, в которых ржавчина энергетически не выгодна, а выгодна именно сталь. Соответственно и алмаз разумно было попытаться получить прежде всего в тех условиях, в которых он термодинамически выгодней, стабильней графита. Вот Лейпунский и написал в «Успехах химии»: «Само собой разумеется, что наиболее прямым и естественным методом получения алмаза явилась бы кристаллизация углерода в таких условиях, когда алмаз представляет собой более устойчивую фазу, то есть кристаллизация при высоких давлениях».
Однако же – заметили? – почему‑ то Лейпунский не счел нужным написать «единственным методом», а написал – «наиболее прямым и естественным». Значит ли это, что он знал о существовании других методов – менее прямых и естественных? Безусловно! Знал и не скрывал. «Если образование зародыша алмаза менее вероятно, чем образование зародыша графита, – утверждал Овсей Ильич в той же статье, – то очень существенно наличие готовой алмазной затравки».
То есть алмазного фундамента.
«Трудность такого опыта, – писал он далее, – заключается в надлежащем подборе температуры кристаллизации».
Хотя здравый смысл далеко не всегда способен осваивать новейшие веяния науки, диапазон условий, в котором он с достаточной для практики точностью, безо всяких формул, обобщает явления окружающего нас мира, все же довольно широк. К таким обобщениям можно, вероятно, отнести и понятие инерции. Не только то понятие, что выражено известным законом Ньютона, но и гораздо более широкое, в соответствии с которым подобное лечится подобным, клин вышибают клином и большие города становятся еще большими, несмотря на ограничения в прописке. В общем, то самое обобщение, согласно которому легче продолжить начатый процесс, чем заменить его каким‑ то другим. В политике это именуется консерватизмом, в истории традицией, в быту привычкой.
В соответствии с этим общим принципом, на упомянутой Лейпунским алмазной затравке, а попросту – на грани уже существующего алмазного кристаллика легче расти алмазу, чем граниту. Ну, совершенно так же, как на выкладываемой каменщиком стенке легче приладить кирпич, чем неправильной формы булыжник или круглое бревно.
Роль каменщика на грани алмаза играют так называемые поверхностные силы.
Все поверхности, отграничивающие одно тело от другого тела, одну среду от другой среды, обладают особыми свойствами, обусловленными особыми силами. Разумеется, у разных поверхностей и силы разные. Но во всех случаях они проявляют себя решительным обогащением нашего мира новыми явлениями. На поверхности планеты – жизнью, разумом, наукой. А силы, присущие молекулам, расположенным на поверхности мыла, позволяют нам мыться и стирать. А силы, присущие атомам, расположенным на поверхности алмазного кристаллика, – не прибегая к высокому давлению, строить на алмазных фундаментах алмазные дома.
Кристалл – это человек неживой природы. Самое совершенное ее создание. Возможно – первая ее попытка создать жизнь. И даже разум.
Разумного и просто живого существа не вышло, но вышло нечто в высшей степени выдающееся, в высшей степени прекрасное. Недаром своей формой, своим цветом, игрой отраженного и преломленного света он радует нас не меньше, чем самые прекрасные творения наших собратьев.
Он умеет зарождаться.
Он умеет расти.
Он умеет залечивать свои раны, восстанавливать свое тело.
Он умеет вступать в разнообразные отношения с миром звуков и миром электромагнитных волн, отражая, преображая, накапливая полученную информацию.
То, что вирусы могут принимать форму кристаллов, известно уже давно. Всего несколько лет назад стало известно, что все организмы состоят из жидких кристаллов.
Из кристаллов пытаемся мы создать искусственный мозг.
Кристалл – это человек неживой природы. Понять его было не так‑ то просто. Да и понят ли он уже до конца?
Что же знал о кристалле Алексей Васильевич Шубников в конце сороковых – начале пятидесятых?
Недавно я разыскал небольшую книжку «Кристаллы в науке и технике», написанную им в 1958 году с целью поведать любителям науки о достижениях кристаллографии и Кристаллографии – науки и института.
Алексей Васильевич рассказал в ней о двух самых больших успехах института – о пьезокварце и корунде.
Маленькие и не очень чистые по составу кристаллики кварца, горного хрусталя, научился выращивать еще Константин Дмитриевич Хрущов в конце прошлого столетия. В середине нынешнего точная прибористика потребовала миллионы, десятки миллионов чистейших и притом крупных кристаллов горного хрусталя. Природные месторождения этого минерала истощались с небывалой дотоле быстротой, грозя отбросить назад самые перспективные отрасли техники. Спасли кристаллографы. Они создали аппараты для выращивания идеальных штучных кристаллов кварца.
Точной прибористике были нужны позарез и кристаллы корунда, прозрачные, окрашенные его разновидности – это рубин и сапфир. Если кварц нужен был из‑ за его способности изменять свои электрические свойства под действием нагрузки, то в корунде (рубине, сапфире) привлекала в первую очередь твердость (уступающая только твердости алмаза) и во вторую – красота (уступающая только красоте алмаза да, пожалуй, еще изумруда).
Сейчас уже мало кто помнит это – но до войны отечественные часы были большой редкостью, их мог получить, скажем, директор завода в качестве ценного подарка от наркома, а наручных вообще не делали. Первые наручные часы – «Победа» были выпущены в 1947 году. На их крышке можно было прочесть горделивую надпись: «На 12 камнях». А открыв крышку – полюбоваться и самими этими камнями – алыми капельками искусственного рубина.
Рубины и сапфиры выращивали, не прибегая к повышенному давлению, для кристаллов кварца потребовалось и давление – тысяча атмосфер. До области термодинамической стабильности алмаза это было далеко, как до неба.
Так обстояли дела в практическом плане. А в плане теоретическом?
Есть в книжке академика Шубникова такие примечательные фразы: «Из всех процессов, связанных с образованием кристаллов, наиболее интересными являются те, которые мы называем элементарными процессами роста кристаллов. К ним в первую очередь должно быть отнесено зарождение кристаллов, до сих пор еще очень мало изученное».
Кроме наличного опыта, кроме соображений общетеоретического свойства могли быть у кристаллографов еще и другие основания в поддержку их выбора. Например, они не могли не знать про одну любопытную запись в лабораторном журнале Михаила Васильевича Ломоносова, про один удивительный эксперимент Вернера фон Болтона, про одну загадку, сто лет назад загаданную Хэннеем.
Редко кому невдомек, что кристаллы обладают способностью увеличиваться в своих размерах. Собственными глазами это видел каждый, у кого хоть раз выкипала соленая вода. Сперва в ней вообще нет никаких крупинок. Потом появляются мельчайшие. Глядь – а они уже подросли.
Если же говорить не о простой кухне – о химической, то в ней люди выращивали всяческие кристаллы уже сотни и тысячи лет. Селитру – для удобрения земли и для изготовления пороха, квасцы – останавливать кровь, глауберову соль – для облегчения тела и души. Да мало ли какие еще.
Но вот алмазные кристаллы никто и никогда выращивать не умел.
Хотя сказать, что и не пытался, – нельзя. Должно быть, такая естественная мысль приходила людям в голову не раз. Однако письменных свидетельств о том сохранилось не так уж много. От древних веков – ни одного. От средних веков – тоже ни одного. Первое свидетельство содержится в лабораторном журнале Ломоносова.
На все‑ то находил время этот великан – и оды сочинял, и университеты заводил, и законы природы явными делал. А в один прекрасный момент взял гусиное перышко и вывел им такую запись:
«Поставить на зарод почечные алмазы».
К почечным коликам запись эта не имеет ни малейшего отношения. Почки тут – мера веса. Издавна драгоценные камни мерили, сравнивая их по весу с древесными почками и зернами злаков. Всем известный карат – в переводе с арабского «зерно». В общем, имел в виду Михайла Васильич раздобыть недорогие мелкие алмазики и заставить их подрасти.
|
|
|
