О пользе физического образования

Реакция, которую восемь лет спустя с восторгом разглядывали в Институте химфизики, сияла красками куда более скромными. Ярчайшего сине‑ красного мерцания не было, а лишь бледно‑ желтое, первоначальное. Забыл, думаете, Шноль о железо‑ фенантролине? Нет, не забыл. В первый же день стал искать, и дали ему какую‑ то баночку. Но то ли с надписями опять путаница вышла, то ли вещество в ней было старое, разложившееся – только никакого влияния эта добавка на реакцию не оказала. Как был желтый цвет, так и остался. Удовлетворялись и этим. В желтых тонах была выдержана и кандидатская диссертация Жаботинского…

Некий мудрец говорил: все, кто работает в новых, только начинающихся направлениях науки, – дилетанты. Не может быть профессионалов там, где нет еще ни законов, ни правил. Спорить с мудрецом трудно, однако далеко не безразлично, из каких сфер старого, привычного знания откочевал дилетант (в случае успеха его зовут первопроходцем). В наше время все чаще таковым оказывается физик. Выпускников физфаков и физтехов судьба заносит в биологию и лингвистику, в археологию и спорт, в химию и нумизматику, в металлургию и швейное дело… И эти люди, наделенные суховатой, твердо поставленной логикой, всюду наводят порядок, опирающийся на прочно усвоенные общие, универсальные основания науки – не какой‑ нибудь там средневековой, а сегодняшней, изъясняющейся на магическом языке математики.

Ничего загадочного в их всесилии нет: в сравнении с рядовым искателем истины каждый физик обладает примерно тем же преимуществом, каким пользуется правильно тренированный боксер перед сельским забиякой. Не всякий из них способен выдумать порох – физики такие же люди, как все, – но уж когда порох выдуман, а пушка заряжена, он до тонкостей разберется, почему она стреляет и чем еще, кроме этого стихийно найденного пороха, ее можно зарядить. Словом, на физика всегда можно положиться…

Потомственный физик Анатолий Жаботинский взялся за дело круто. Поставил недвусмысленное условие: если реакцию поручают ему – ею не должен заниматься больше никто. После некоторых колебаний с ним согласились. По первому времени, когда нет еще того, что строители называют фронтом работ, двое или трое, углубленные в одно и то же, могут только мешать друг другу.

Девушкам пришлось переменить тему.

Жаботинский же сразу повернул от созерцания и неконкретных восторгов в сторону точных измерений.

Объем работы предвиделся колоссальный. Реакция сложна, она состоит из множества стадий. Каждую из них надо по возможности вычленить и изучить отдельно, да не просто зафиксировать ее существование, а точно измерить скорость при разных температурах и концентрациях участвующих в ней частиц.

Надо измерить, как влияют на каждую стадию добавки посторонних для нее веществ, в особенности тех, которые участвуют в других стадиях. Без этого разложенная на части система под рукой чересчур прямолинейного экспериментатора легко утрачивает свою сущность – так говорит многолетний опыт.

Надо посмотреть, существуют ли другие колебательные системы, вряд ли белоусовская реакция – единственно возможная.

Надо доказать, что колебания происходят во всем объеме раствора, а не только на стенках сосуда или на поверхности инородных тел – пылинок или, скажем, выделяющихся пузырьков газа. Если окажется, что на поверхности, что реакция носит, как говорят химики, гетерогенный характер, это сразу ее обесценит: гетерогенных колебательных процессов было известно уже довольно много. Правда, всерьез браться за них боялись – считалось, что доступным на тот момент теориям они не подвластны (впоследствии оказалось, что это неверно, подвластны).

Все перечисленное требовалось для того, чтобы построить математическую модель, формульный фантом явления. Без этого физики не могут, фантом должен в точности отражать поведение и этой живой, бурлящей в колбочке системы, и других систем, еще вовсе не открытых. Ведь коллеги‑ физики скажут о работе доброе слово не ранее, чем гороскопы начнут сбываться. Можно над этим посмеиваться, но по объективному‑ то счету: разве не удивительная эта вещь – математическая магия? Чего только с ее помощью не угадывают!

Такова была программа, которой задавались в начале затеянного цикла работ. Теперь большинство ее пунктов выполнено, из иных выросли новые проблемы, каких тогда, в начале 60‑ х годов, нельзя было даже назвать. Важнейшая из них родилась на свет при обстоятельствах довольно неожиданных.

В 1964 году Шноль вместе со своим аспирантом Жаботинским отправился на прием к академику Келдышу. Принимал он их не в качестве президента Академии наук, каковым тогда был. Визит был рабочий. Попытки построить математическую модель колебательной реакции породили немало вопросов, относящихся к сфере прикладной математики, – а Келдыш был крупнейшим авторитетом по этой части.

Академик принимал гостей в кабинете, в котором стоял большой стол, крытый зеленым сукном (эта подробность имеет в данном случае прямое отношение к делу). Визитеры пришли с заготовленными растворами, чтобы показать колебательную реакцию в ее первоначальном, белоусовском варианте. Стараясь не отнимать зря дорогое время хозяина кабинета, смешали их чересчур быстро. Из колбы повалила пена, часть жидкости пролилась на стол. А в ней – серная кислота. Заахали гости: сукно‑ то проест! А Мстислав Всеволодович говорит – бог с ним, сукном, – смотрите, окраска же в вашей колбе идет волнами, снизу вверх.

Напомню: индикатора, помогающего видеть полосы так четко, как их видел Белоусов, у них не было. И кто мог догадаться, что, если разглядывать бледно‑ желтую колбу на зеленом фоне, откроется в ней нечто новое, да притом важнейшее: автоволны?

Так получилось, что маститый математик неожиданно совершил хоть и повторное, но несомненно самостоятельное открытие в чисто экспериментальной науке, каковая есть физическая химия.

Аспирант Жаботинский за время, отпущенное ему для обучения, доказал, что реакция действительно идет во всем объеме раствора: добавление дробленого стекла и прочих инородных тел, резко увеличивающее поверхность соприкосновения жидкости со «стенкой», равно как и резкое уменьшение поверхности «стенки» с помощью нейтральной, не смачиваемой раствором смазки, на скорости процесса существенно не сказывались. Доказал он и то, что желтая окраска действительно принадлежит ионам церия (Белоусов предполагал, что она может принадлежать и свободному брому, выделяющемуся на некоторых стадиях реакции). Было доказано и то, что Белоусов предполагал совершенно безошибочно, – что за обратную связь в системе ответственны ионы брома, подавляющие окисление церия. Пока они есть в растворе, желтая окраска не появляется. Ну, и других, тоже очень важных вещей было доказано немало. Перечислять их едва ли нужно – все они значатся в книге Жаботинского «Концентрационные автоколебания», увидевшей свет в 1974 году.