"Считаю, что химия пронизывает все..."

На пороге XXI века: Интервью с ленинградскими академиками

Вот что сказал великий М. В. Ломоносов еще двести лет назад: «Широко распростирает химия руки свои...» А теперь откроем Советский энциклопедический словарь: «Химические процессы (получение металлов из руд, крашение тканей, выделка кожи и др.) использовались человечеством уже на заре его культурной жизни». Древняя наука, древняя профессия...
А что нам, в подавляющем большинстве своем помнящим химию лишь по смутным впечатлениям школьного учебника, известно о ней?
Парадокс нашего цивилизованного времени: знаем, что есть такая серьезная наука — химия, что работают химические производства, а вот повсеместного присутствия химии в нашей обыденной жизни не замечаем или не хотим замечать. Более того, слово «химия» приобрело некий негативный оттенок. Оно услужливо всплывает в нашем сознании, когда при стирке линяет ткань, когда с ближайшего химического комбината потянет неприятными запахами, когда вместо паркетного пола в вашей квартире линолеум...
И уж никак все перечисленное не ассоциируется в сознании с академической фундаментальной наукой: подумаешь, выделка кож или крашение тканей — не теория относительности!
Да и силикаты (будем говорить о них, раз уж в такой институт пришли) — тоже, наверное, не бог весть что. В уже названном Словаре о них сказано: «Соли кремниевых и алюминиевых кислот...»
На взгляд неспециалиста силикаты ближе к профилю работы отраслевого института, а никак не академического.

— Так в чем же проявляется фундаментальность исследований Института химии силикатов?
На этот вопрос отвечает академик Михаил Михайлович Шульц, директор Института химии силикатов.
— Фундаментальные исследования — это познание са мых общих законов в развитии природы. А силикаты, в ос нове которых диоксид кремния или кремнезем, наиболее распространены в ней. Масса земной коры на 90 процен тов состоит из силикатов. Это и в буквальном, и в пере носном смысле наш фундамент. Вот почему много лет назад по инициативе академика Ильи Васильевича Гре бенщикова был создан наш институт, носящий теперь его имя, как институт академический.
Что такое силикаты? Ответ на этот вопрос поищем в жизни — так наглядней. Начнем со стройки. Вся строи тельная керамика, любой кирпич (причем не только так называемый силикатный, а любой кирпич) в основе со держат силикаты. Тело плотины — железобетон, а связу ющее начало в нем — цемент. Цемент опять таки отно сится к силикатам, алюминатам. Стекло любого рода — оконное, тарное, оптическое — тоже в основе имеет сили каты. Эмалевые покрытия — тоже силикаты... Да, вот так широко используется в практике этот класс неорганиче ских соединений.
Обратимся к природе. Силикаты находятся во всех горных породах, глине, песке... Песок — по большей части диоксид кремния, или кремнезем. Очень чистый кремнезем дает белые пески. Встретишь такой песок у какой нибудь тихой речки и любуешься его белизной. А если песок «загрязнен» железом, то он приобретает более привыч ный нам желтый оттенок.
Надеюсь, убедились, насколько важны в природе и в жизнедеятельности человека силикаты? Как же их ис пользовать, как совершенствовать их, находить им все новые области применения, если не знать строение, струк туру и энергетику силикатных соединений? Искать отве ты на эти непростые вопросы — общехимическая фунда ментальная задача.
Здесь, в стенах института, идет изучение практически полезных свойств силикатов, их поведения в химических реакциях. Исследуется и конечный продукт химических процессов, в которых принимают участие силикатные сое динения. Нас волнует многое: скажем, вопросы химиче ской устойчивости силикатных материалов — какое воз действие на сооружение из бетона окая?ет с течением вре мени морская вода? Это вопрос сегодняшней практики. Интересуют нас оптические, электрические, механические свойства материалов, полученных из силикатов.
Конечно, предел мечтаний — на основе знания хими ческого состава (его мы можем задавать произвольно) пу тем расчетов предсказывать свойства, которыми будет обладать продукт нашего синтеза, а не определять эти свойства в колбах и ретортах.
— Вы сказали «предел мечтаний». А вас не смущает то, что пределы обычно недостижимы?
— А кого это может смутить! Действительно, истина познается все полнее, но чем больше мы знаем, тем боль ше понимаем, что знаем еще мало. Поэтому всегда есть место желанию еще более глубоко разобраться и понять, что происходит внутри вещества и почему происходит. Попробуем это сравнить с матрешкой в руках ребенка. Он вскрывает матрешку за матрешкой, пока не дойдет до последней. А в науке «последней матрешки» не бывает.
Вот сейчас, скажем, мы стараемся накопленные зна ния осмыслить на современном уровне понимания строе ния материи. Уже эта задача на сегодняшний день пре дельна и фантастична. Что здесь главное?
Как вам известно, материя состоит из атомов, соеди ненных друг с другом. Для простоты не будем вдаваться в тонкости. Атомы — это ядра и электроны. Любой мате риал, любое вещество — сложная система ядер и электро нов. В каждом веществе эта сложная система устроена по особому. Исходя из этого, мы и хотим научиться все свой ства вещества выводить и формулировать из особенностей системы электронов и ядер данного вещества. Иными сло вами, исходя из схемы расположения ядер и электронов, предсказывать свойства материалов.
Сегодня это звучит фантастично, но именно по тако му направлению движется наука. Серьезная и глубокая задача! Мы хотим в понятых нами свойствах ядер и элек тронов, как в открытой книге, читать не только страницы о строении и структуре вещества, но и страницы о всей совокупности его свойств. Дальше — больше. Нам одних свойств мало. Мы хотим знать, как будет изменяться ма териал во времени, как в динамике химического процес са станут взаимодействовать друг с другом свойства это го материала.
Почему так? В общем, ответ на это элементарен. Одни процессы протекают в практически реализуемое время, то есть человек, начав такой процесс, довольно быстро полу чит конечный результат — новый материал. А могут вза имодействия протекать столь медленно, что и смысл те ряется говорить о продукте, который получится, скажем, через несколько тысячелетий. Вот почему надо ясно пред ставлять динамические свойства систем.
Так что на пути полного познания много сложностей и трудностей, но думаю, что в строении вещества когда нибудь мы все сосчитаем, зафиксируем...

— Выходит, что полное познание строения вещества возможно?
— Да нет... Все равно появятся новые вопросы, но вые проблемы, и новый академик с новым журналистом будут толковать о них.

ИЗ ЗАПИСНОЙ КНИЖКИ ЖУРНАЛИСТА
«Встретился с А. И. Русановым, профессором ЛГУ, лауреатом Государственной премии СССР, председателем Ленинградского правления Всесоюзного химического общества имени Менделе ева. Говорили о М. М. Шульце. Профессор почти без улыбки утверждает, что Михаилу Михайловичу химия была предопреде лена задолго до рождения, так как прадед академика — извест ный русский физик Д. А. Лачинов — был одним из сподвижни ков Д. И. Менделеева. Во всяком случае, открывая очередные годичные Менделеевские чтения, А. И. Русанов так и сказал. А мне пояснил:
«Менделеевские чтения являются наиболее торжественным актом, который ежегодно проводится в день памяти Д. И. Мен делеева. Менделеевскими чтецами избираются крупнейшие пред ставители отечественной химии и смежных с нею наук: физики, биологии, биохимии. Не так давно менделеевским чтецом был президент Академии наук СССР А. П. Александров. В 1983 го ду — М. М. Шульц. И то, что он представил — результаты мно голетней работы и его самого, и его сотрудников, — произвело очень большое впечатление на присутствующих. По существу, был вскрыт огромный пласт совремейной науки, огромный вклад в физическую химию».
В разговоре вспомнил французскую поговорку: «Стиль — это человек» и попросил А. И. Русанова рассказать о стиле работы М. М. Шульца. «Здесь, я бы сказал, есть определенное противо речие,— начал профессор.— По своей натуре Михаил Михайлович жизнелюбив, энергичен, легко увлекается новыми мыслями, иде ями. По роду же своих занятий (я имею в виду его работы по химической термодинамике) он — представитель весьма строгой науки, не допускающей никаких «вольнодумств». Поэтому ему приходится сочетать в себе черты строгого теоретика и способ ность легко воспринимать и высказывать идеи. В этом особен ность его творчества».
Я показал эту страничку из записной книжки Миха илу Михайловичу. Удивился, что менделеевскими чте цами бывают и физики.

— Как раз в этом нет ничего странного, поскольку все мы — представители естественных наук. Но вы не вольно затронули одну любопытную тему.
С точки зрения философии есть некоторая сложность: сводится ли одна область знания к другой? Все, что до этого я говорил, можно было бы определить как сведе
ние химических проблем к физическим. Однако это не правильно.
В химии главное что? Понимать индивидуальность веществ и материалов. Мы говорим: химический инди вид — это вещество с такими то свойствами. Физика по отношению к химии выступает как система знаний, по зволяющих обобщенно подходить к решению задач, кото рые возникают в процессе исследований. Эти задачи ре шаются методами дедукции. И чтобы этими методами — от общего к частному — пользоваться, все равно надо на капливать конкретные сведения об индивидуальности об разований.
Химия имеет собственные теоретические методы и под ходы. Все таки в недрах химии родился Периодический закон, который до сих пор является руководящим при рассмотрении любых химических явлений и процессов. Уже потом физика раскрыла сущностную природу этого закона. Менделеев не знал строения атома, но в том и проявился его гений: не зная строения атома, найти Периодический закон!
И я думаю, что нельзя говорить о сведении химии к физике. Можно говорить лишь об их взаимодополняемо сти. Чем теснее они будут друг к другу, эти две прекрас ные области человеческого познания, тем полезней для науки в целом.
— Сколько тайн у стекла? И стоит ли их изучать се годня? И, кстати, правда ли, что до сих пор неизвестно, почему стекло обладает прозрачностью?
— Сколько тайн... Трудно перечислить. Правда, при этом надо учитывать, кому что кажется тайной. Я пони маю это так: когда мы что то не познали, но видим, то это видимое и представляется нам таинственным. Со вре менем находим объяснение, и покров таинственности с явления спадает, но еще глубже — опять таинственное. В общем, как бы ни был конечен объект, все равно в нем содержится много того, что будет нас интриговать.
Причины прозрачности стекла определенно известны. Тут есть два аспекта. Вот первый. Молекулы стекла (ска жем так, хотя термин «молекулы» к стеклу не очень под ходит) взаимодействуют с электромагнитным излучени ем, которое может в той или иной степени поглощаться. Отсюда — прозрачность или непрозрачность стекла.
А вот другой аспект. Возьмем стекло. Раздробим его. Спрессуем. И убедимся, что это стекло непрозрачно, хо тя электромагнитные излучения будут так же поглощать ся им, как и до учиненного нами боя. Здесь вступает в свои права структура материала, которая позволяет или не позволяет проходить через нее лучу света.
Да, прозрачность не является тайной... А вот других тайн немало. Очень многого мы еще не знаем о стекле! Кое о чем догадываемся. К пониманию природы стекла, стеклообразного состояния подходим разными путями, ис пользуя все современные методы исследования. Напри мер, широко применяем рассеяние стеклом под разными углами рентгеновских лучей... Таким образом судим о степени однородности или неоднородности исследуемого образца. Пытаемся представить его структуру, то есть взаимное расположение атомов. Вот тут то загадки еще есть. Поговорим об этом более подробно.
Есть в стекле ближний и дальний иорядки располо жения атомов по отношению друг к другу. Ближний по рядок известен. Атомы кислорода образуют тетраэдр (правильный четырехгранник), располагаясь на его вер шинах, а в центре размещается атом кремния. Тетраэдры через кислородные атомы образуют плотную связь. Так получается трехмерно увязанный каркас тетраэдров. Об разуется высокополимерная структура.
А вот дальний порядок нам неясен. Попробуем разо браться на таком примере. Сразу предупреждаю, что ана логия не очень точна, но все же дает представление о том, что такое ближний и дальний порядки.
Где то в поле стоит полк. Отдается приказ: разойтись побатальонно! Самый дальний порядок — «полковой» — нарушен. Можно нарушить и «батальонный» порядок, от дав приказ разойтись по ротам, потом — по взводам, по отделениям. Ближний порядок — отделение — в послед ней ситуации нам ясен. Но если пе знать схемы постро ения взводов, рот, батальонов в полк, то догадаться о дальнем порядке — «полковом» — уже невозможно.
Вот так и в стекле. На уровне «отделения» — тетра эдра — порядок известен, а как дальше, пока не знаем. А нам, чтобы понимать, каким же получится конечный ма териал, который мы пытаемся создать, чрезвычайно важ но знать в его структуре и ближний, и дальний порядки.
Чуть выше в нашей беседе я употребил слово «мо лекула» и тут же испугался, оговорил его употребление. Потому что, скажем, если речь идет о газе, то там легко определить: ага, водород соединился с кислородом и об разовал молекулу воды. Или, если речь идет о растворах: взяли сахар, растворили в воде — значит, молекулы са хара перемешаны между молекулами воды... Можно рас творить соль в воде. Эффект будет тот же: молекулы во ды так и останутся связанными между собой. А стекло? Это сильно заполимеризованная структура, и в ней от дельные молекулы выделить нельзя.
Возьмем, к примеру, чистое кварцевое стекло. В его структуре обнаруживается вязь из знакомых нам уже тетраэдров. Вязь чем то напоминает сетку. Стоит нам вве сти в расплав чистого кварцевого стекла оксид натрия, как связи в сетке тетраэдров начинают рваться. И тут можно говорить о новых образованиях в сетке стекла, но не об отдельных молекулах.
— А внешний вид стекла изменится?
— В этом случае, пожалуй, нет, но изменятся его фи зические характеристики, следовательно — и область при менения. А вот в расплаве введение оксида натрия будет заметным: уменьшится вязкость.
Но продолжим этот же пример. Если в ставший теку чим расплав стекла подбросить оксид алюминия, то в структуре снова начнут возникать сложные связи, теку честь ослабится, образуется новое химическое соедине ние.
Таким образом, одна из задач науки о стекле состоит в том, чтобы разобраться и понять, как влияют на стекло самые разные оксиды. А их много: оксиды почти всех элементов таблицы Менделеева могут быть введены в стекло.
Давайте еще раз уточним. Когда речь идет о стекле, то имеются в виду два круга проблем.
Есть фундаментальные проблемы: что такое стекло в отличие от кристаллического тела, что такое явление стек лования, чем отличается процесс затвердевания распла вов при образовании кристалла и при образовании стек ла?
Причем именно эта проблема в последнее время стала особенно актуальной. Раньше стекло получали преимуще ственно из вязких расплавов — вязкость нарастает, твер деет тело, получаем стекло. Силикатные расплавы как раз в силу своей заполимеризованности очень хорошо стеклу ются и плохо кристаллизуются. Что и требовалось.
Потом научились получать стекло из совсем неполи меризованных расплавов за счет очень быстрого охлаж дения. Скажем, из солей. А в последнее время обнаружи ли стеклование металла. Парадоксально звучит! Но это факт. Если расплавленный металл охладить с огромной скоростью — миллион градусов в секунду! — то можно получить металл в стекловидном состоянии. И он будет обладать целым рядом полезных свойств... 
— Например, прозрачностью?..
— Совсем необязательно. Так сложилось, что у мно гих стекло ассоциируется с понятием прозрачности, а в стекле — это не самое главное. Стекловидный металл мо жет быть и непрозрачным, но зато по структуре, строе нию, по свойствам должен определяться как стекло. На пример, быть химически устойчивым. Но об этом мы еще поговорим.
Итак, есть фундаментальная проблема — явление сте клования. А есть конкретная химическая проблема: как построено в химическом плане стекло, какие в его струк туре имеются химические образования, как с изменением температуры ведут себя соотношения между этими обра зованиями, как свойства меняются. А решение этой за дачи — уже прямой выход в практику.
Мы уже рассматривали пример с введением различ ных добавок в стекло и убедились, что науке известно, какими свойствами будет обладать новый материал. А это означает, что некоторыми свойствами мы научились и управлять. Но, конечно, все это еще далеко, скажем, от такой картины: на листке бумаги задаем нужный нам хи мический состав, идем к ЭВМ, вводим соответствующую программу и получаем ответ, как и при какой температу ре поведет себя новый материал, какими свойствами будет обладать.
Такая картина станет реальностью, только когда тео рия тех или иных свойств стекла будет доведена до ма тематического выражения. Сегодня нечто подобное суще ствует, но лишь как проверка наших исследований. Ска жем так: нам уже известен конечный результат из серии экспериментов, но мы пробуем получить его и аналитиче ским путем. Создается математическая модель экспери мента, она запускается в ЭВМ. Получаем результат. Все го лишь контрольный. И тут еще неизвестно, кто кого контролирует: то ли ЭВМ нас, то ли мы вычислительную технику.
Но настанет время, когда на самом деле будем иметь на выходе ЭВМ не контрольный, а искомый результат, которому станем доверять. Так мы минуем стадию непо средственного экспериментирования с химическими веще ствами.

— И это то, что ожидают от вас производственники?
— Разумеется. Ведь не ради праздного любопытства работаем. Хотя... Вот ученый. Он занят исследованием проблемы. И чем глубже начинает понимать он явление, тем ярче разгорается в нем интерес и желание углубить
свое понимание, еще более точно интерпретировать фак ты, сущность процессов.
Хочу опять вернуться к своему сравнению. По моему глубокому убеждению, настоящий ученый должен напо минать маленького ребенка. Когда вы начинаете отвечать ребенку на его вопросы, то закончить ответы невозможно, потому что на любой ваш ответ немедленно возникает очередное «почему?». Я хорошо помню общение со свои ми ребятами. Приходилось иной раз категорически заяв лять: «Все! Дальше не знаю, не понимаю!..»
Бесконечные вопросы возникают и в науке. А практи ка требует жестко: надо получить материал с такими то заданными свойствами. Раз сказано слово «материал», то это означает, что необходимо получить нечто, и это нечто очень важно для практического применения.
Так что и в фундаментальных исследованиях, и в при кладных разработках целенаправленно проводится поиск путей достижения необходимых свойств материалов, из делий. Все это взаимосвязано. И правильно говорят, что у нас очень трудно провести границу между фундамен тальными и прикладными исследованиями, потому что каждый научный работник предполагает, что его работа приведет к конкретным практическим результатам. В этом, если хотите, проявляется особый характер химии как науки, всегда тесно связанной с повседневными за просами общества.
Совсем недавно на годичном собрании Академии наук СССР кто то в своем выступлении высказал мысль, что фундаментальные исследования основываются не только на эксперименте и теории в области так называемой фун даментальной сферы, но и на результатах прикладных исследований, которые нередко могут привести к поста новке и разрешению фундаментальной проблемы.
И вот пример из работы, которую я вел вместе с со трудниками Ленинградского университета. Перед нами стояла конкретная задача: получить стеклянные электро ды для приборов автоматического контроля производст венных процессов по кислотности среды. Отвлекаясь ска жу, что кислотность — очень важный параметр практи чески для всех химических процессов, агрохимии, для жизнедеятельности человеческого организма в частности. Плохо, если у вас повышенная кислотность!
Сердце прибора для контроля кислотности — стеклян ные электроды. Как весь прибор действует, не суть важ но. Главное, что во время разработки этих стеклянных электродов нам пришлось перебрать очень большое ко личество стекол самого разного химического состава. II эти конкретные прикладные исследования привели нас в конце концов к обобщениям: как же влияет химическая природа стекла, 'его строение на свойства, полезные в практике. Это уже фундаментального характера обобще ние. Мы выявили в структуре стекла элементы, которые «ответственны» за его поведение.

ИЗ ЗАПИСНОЙ КНИЖКИ ЖУРНАЛИСТА
«Разговаривал с сотрудником лаборатории М. М. Шульца (хим фак ЛГУ) доктором химических наук А. А. Белюстиным. Он — из многочисленных учеников академика. В беседе коснулись истории создания стеклянных электродов. А. А. Белюстин рас сказал: «Как мэтра Михаила Михайловича мы никогда не вос принимали. Помню, как он организовал нашу работу. В лабо ратории на столе лежала большая таблица, в которой всем нам были расписаны задания, очередность их выполнения. Это был залог успеха! Конечно, роль Михаила Михайловича не свелась к тому, что он составил таблицу. Буквально с каждым из нас он стоял у рабочего стола, экспериментировал, а по вечерам теоретизировал, вместе с нами выводил формулы, обобщая полу ченное сотрудниками.
Так продолжалось три года. По своему творческому накалу атмосфера тех лет незабываема. И породила ту атмосферу де мократичность Михаила Михайловича. Он одинаково уважитель но разговаривает со студентом, профессором, механиком... Ме ханики и стеклодувы просто любят его.
Теперь он академик, директор института, но по прежнему остался превосходным учителем, педагогом. Расскажу вам та кой случай. Была у нас одна очень талантливая аспирантка. И вот пришла ей пора подводить итоги. Видим, что ее работа слож на, объемна, требует усилий целого коллектива, а времени на нее остается очень мало. Обратились за помощью к М. М. Шуль цу. Насколько я знаю, такой темой — диффузия в стеклах — он никогда не занимался. И вот тут то он дал нам возможность снова окунуться в незабываемую атмосферу коллективной атаки на проблему. Снова сидели допоздна за выводом формул, потом встречались, обсуждали, выводили общее. Работу завершили ус пешно».
— Рассказ Анатолия Александровича Белюстина по зволяет следующий вопрос сформулировать так: если счи тать настоящее связующим звеном между прошлым и бу дущим, то какие исследования прошлого могли бы соот нести с исследованиями будущего?
— Видите ли, по образованию, интересам я более все го соприкасался с применением термодинамических мето дов к решению конкретных задач. К тому же я вышел из научной школы Ленинградского университета, которая славится своими, если так можно сказать, термодинамиче скими традициями. Мой учитель — академик Борис Пет рович Никольский — крупный специалист и в области термодинамики. Мой старший товарищ, у которого я мно го учился — профессор А. В. Сторонкин — в свое время создал очень активный научный коллектив. Это было пос ле войны. Мы с ним демобилизовались из армии. Органи зовалась дружная компания, которая по молодому задор но, но глубоко п широко осваивала методы термодинами ки. И было много нового открыто в этой старой области. Тогда широким фронтом пошла термодинамика в химию как метод расчета и предсказания сложных химических процессов.
Это то, что касается прошлого. Но и сегодня в моих исследовательских работах метод термодинамики — веду щий. И здесь я подхожу к главному, но прошу простить меня за некоторую усложненность изложения.
Существуют общие законы термодинамики, но, к со жалению, термодинамические уравнения до сих пор да ются только в дифференциальной форме. Пользуясь эти ми уравнениями, мы можем только сказать, в каком на правлении будут изменяться величины в зависимости от изменения других величин.
С другой стороны, в научной школе Алексея Василь евича Сторонкина проведен анализ большого количества систем, явлений и открыта масса законов. Эти законы носят преимущественно качественный характер: «...пар по сравнению с раствором обогащен тем компонентом, до бавление которого к раствору повышает общее давление пара...» Уже по примеру можно судить, что это качест венное описание явления. Полезно? Полезно!
Но если говорить о будущем, то важно качественному описанию законов придать количественную форму. Это будет то, о чем я вам все время говорю: умение сосчи тать, количественно определить, как зависят свойства со става от внешних условий — температуры и давления. Такова связь прошлого, настоящего и будущего в науке, которую я представляю. Уточню, одна из связей.
Что лежит на пути к этой возможности? Необходи мость объединения трех теоретических методов: термоди намики, статистической физики и квантовой химии.
Квантовая химия дает нам сведения об интимных вза имодействиях частиц между собой.
Статистическая физика на основе этого взаимодействия выводит статистику большого количества частиц. Скажем, нас интересует не просто пара частиц, а материал, раст вор. Так, в стакане помещается жидкость объемом 18
кубических сантиметров и содержит она 1023 молекул. Это потрясающе огромное число. И физическая статистика позволяет нам вообразить, какими свойствами будет об ладать такое колоссальное количество частиц.
А уже со статистической физикой в аналитических формах прямо связаны термодинамические функции. Вот тогда мы и получим химические связи и свойства в яв ном виде. За этим — будущее, и это я хотел бы подчерк нуть.
Однако пока мы говорили лишь о конечных свойст вах: в начале процесса и в конце его. А сколько времени протекал процесс? Вот почему сложно, но необходимо все это осмыслить в динамике. Широкая проблема...
Заметьте, я все время апеллирую к физике. При этом считаю, что не только химия должна обращаться к фи зике, но и физика — к нам. Тому ярчайшее подтвержде ние — история открытия Периодического закона. Как уже говорилось, он родился в недрах химии, из собирания частных фактов, накопления сведений об интимных вза имодействиях веществ, группирования их и потом обоб щения на уровне закона. А теперь вообразим на мину ту, что Д. И. Менделеевым Периодический закон открыт не был. И вот если бы сейчас физики пытались его по строить, я не уверен, что у них получилось бы все это легко и просто. И это несмотря на то, что именно они, физики, объяснили позднее сущность закона, открытого химиком.
Я думаю, что в сложных химических явлениях чаще всего будет именно так: не на кончике пера физика по явятся новые химические законы, а в лаборатории хими ка. А вот уж после этого пусть физика объясняет закон, а математика вооружает его четкими формулами.
А на сегодня так: ни одна ЭВМ, пусть то будет даже суперкомпьютер, не в состоянии за мыслимое конечное время сосчитать то, что в нашей области нужно для прак тики.
Как видите, я одновременно — и пессимист, и опти мист.

— Так что ж, не будем верить в компьютеры?
— В них надо верить! Потому что без них те практические задачи, которые мы сегодня решаем, не были бы решены. Могу привести пример из жизни нашего ин ститута.
Любое стекло получается в результате резкого охлаж дения расплава. Если будете охлаждать медленно, то рас плав закристаллизуется, и получится непрозрачный про
дукт. Но вы все сделали правильно: расплав охладили быстро и получили закаленное стекло. Теперь попробуй те что нибудь сделать с ним, скажем, нарезать. Ничего не получится — стекло растрескается, потому что в зака ленном стекле есть внутренние напряжения. Их, следо вательно, надо снять. Напряжения снимаются отжигом. Любое изделие из стекла отжигается, то есть по опреде ленной программе оно вновь нагревается и постепенно (на этот раз постепенно!) охлаждается. Понятно, что на всех стекольных предприятиях существуют отжиговые печи.
И вот нам дали задание: пользуясь современным уров нем знаний, рационально построить отжиг стекла, по скольку существующая технология базируется на ста рых представлениях, добытых когда то вековой прак тикой.
Наши сотрудники собрали воедино все сведения о ме ханических и термических свойствах стекла. И стало яс но, что на логарифмической линейке всю эту совокуп ность информации не обработать. Составили программы для мощных ЭВМ. И в результате «вмешательства» ком пьютеров сумели оптимизировать процесс отжига стекла. В первых опытах на заводе художественного стекла уда лось сократить время отжига в 6 раз! А производитель ность печей смогли увеличить не на 2—3 процента, ко торыми обычно бывают довольны все, кто берется улуч шать какую либо технологию, и даже не на 10 процен тов, о которых только мечтают, а в 6 раз. Это 600 про центов. Таков рост производительности труда!
Ну, чтобы иметь гарантии успеха, застраховаться от неожиданностей, остановились в окончательном отчете на 300 процентах роста производительности печи. Все рав но много. Вот так, с помощью ЭВМ на основе фундамен тальных знаний был достигнут важный практический ре зультат.
А дальше пошло внедрение. На одном стекольном за воде за счет изменения режима отжига мы получили эко номический эффект за пределами миллиона рублей. Кста ти, на том же заводе собирались строить новый корпус под отжиговые печи, так как они очень длинные. А с внедрением нашего метода необходимость в строительст ве отпала.
Выходит, верно говорится, что нет ничего практичнее, чем хорошая теория.
«М. М. Шульц — не только директор Института химии силика тов, но и руководитель научной группы. Его заместитель по на учной группе — кандидат химических наук Н. В. Борисова. Вот отрывок из разговора с ней.
Борисова: Работать с Михаилом Михайловичем необык новенно приятно. Он умеет хорошо слушать. Более того, выслу шивает всякие точки зрения. Своим авторитетом не давит. Ко нечно, имеет свою точку зрения. И у нас идет вполне мирное убеждение друг друга. Еще хочу сказать, что Михаил Михайло вич активно занимается просветительской деятельностью в об ласти силикатного производства. Он старается наиболее прогрес сивные научные идеи продвигать в жизнь.
— Новое слово в науке воспринимается подчас с недовери ем...
Борисова: Чаще всего! Тут надо бороться. Вот сейчас мы высказываем определенную точку зрения на структуру сте кол. И она даже у нас в институте воспринимается с недовери ем. Потому и семинары проходят слишком бурно. Михаил Ми хайлович защищает свою точку зрения хорошо и аргументиро ванно. Кто то согласен, кто то — нет. Но в этом, мне кажется, залог прогресса. Не будь споров, и наука не развивалась бы».
— Но вернемся к беседе с Михаилом Михайловичем Шульцем и поговорим об участии коллектива научных работников Института химии силикатов в региональной программе «Интенсификация 90».
— Наш институт разрабатывает материалы для раз личного типа приборов, в том числе и для элементной базы вычислительной техники. Разработка таких матери алов позволит поднять на более высокий уровень мощ ность и надежность вычислительной техники, а также приборов для контроля технологических процессов. Вот основная линия участия нашего института в программе «Интенсификацпя 90» — через материалы, которые обес печат новый уровень производственных циклов. Эта ра бота ведется для конкретных объединений Ленинграда.
Если не вдаваться в детали, то наши новые материа лы — тонкопленочные покрытия — используются для мо дификации свойств полупроводников и в качестве изоля ционного материала. У нас разработана технология по лучения пористых стекол. Диаметр пор в этих стеклах мы можем регулировать от почти молекулярного уровня до какого угодно. При этом мы можем создавать стек ла самой различной светопроницаемости, пропитывать их магнитоактивными материалами... Так получаем мы «уп равляемый» материал. Можем создавать такие стекла, в порах которых на площадке размерами 20 на 50 милли метров умещаются многие сотни крохотных линзочек.
— А это зачем?
— А я и сам боюсь сказать! Знаю только, что в при боростроении такие образования требуются. Как видите, запросы современного производства столь многообразны, что, отвечая на них, ученые не всегда могут до мельчай ших деталей знать все о применении созданного ими ма териала. Такова особенность нашего времени.
— Но ведь говорят, что со временем узкая специали зация ученых исчерпает себя, что снова придет пора уче ных широкого профиля. Так ли это? А если так, то с какими науками сомкнется химия?
— Химия (я начинаю отвечать на последнюю часть вопроса) смыкается со всеми науками. Со всеми, вплоть до социально экономических. В обыденном сознании она часто ассоциируется с поверхностными признаками: вот соль, вот кислота, дым идет... Химия — это фундаменталь ная наука, как и физика, как и биология. Физика и хи мия — они пронизывают все естествознание. Понимание живого без химии невозможно. Практически любой про изводственный процесс в сельском хозяйстве предполага ет знание химической стороны этих процессов. И так во всем. То есть химия смыкается со всем в жизни. И в ис кусстве — тоже. Художники классики были мастерами хи миками, когда подбирали состав красок.
А долговечность красок? Это тоже вопрос химии. Вы носите рубашку. Она выкрашена. Значит, и ею химики занимаются. При этом, как минимум, на два вопроса они ищут ответы в своей работе: как изменяются красители под воздействием света и насколько прочно они связы ваются с тканью? А то ведь выцветет или отмоется кра ситель — и пропала ваша рубашка.
Вот вам химия и жизнь...
Я тоже склонен считать, что время узких специали стов на исходе. Но объем современных знаний настолько велик, что заниматься сразу многим невозможно. Однако выход из этой проблемы существует. На эту тему я даже доклад сделал у нас на философском семинаре. Так вот, сегодня происходит одновременно как дифференциация, так и интеграция наук. Постоянно. И я уже говорил о взаимовлиянии физики и химии.
А в общем можно сказать так: в наши дни наука все меньше развивается как наука одного ученого. Существу ет наука коллективов. Поэтому путь преодоления диффе ренциации — в создании коллективов из специалистов раз ного профиля, разного опыта, но объединенных одними задачами. Наш институт построен именно так. Здесь рабо тают химики, физики, геологи, технологи, политехники...
Но—и об этом хорошо сказал вице президент АН СССР Е. П. Велихов — вместе с тем остается и творческая ин дивидуальность, остаются талант и способности ученого. Того ученого, который возглавляет, ведет за собой кол лектив.

— И широко ориентируется в исследуемой проблеме...
— Конечно! Если вы — руководитель химик, то обяза ны понимать и физика, и биолога. Значит, нужен широ кий кругозор, наличие определенного такта в общении с другими специалистами, умение находить общий язык... Между прочим, это — необходимость найти общий язык— одна из сложнейших проблем контакта, например, физи ка и химика. Они говорят об одних и тех же вещах, но на разных языках и зачастую при рассмотрении одной и той же проблемы видят задачу в разных аспектах. Правда, у нас в институте в результате длительных контактов, со вместных работ физики поняли нас, химиков, а мы — их, теперь приходим к общим решениям. Так что барьеры преодолимы.
Но индивидуальность остается индивидуальностью. Способность поставить проблему, найти ключевую проб лему науки, по моему, сугубо индивидуальна. Я употре бил слово «поставить» не случайно, потому что по опыту знаю, как часто иные научные работники не в состоянии правильно сформулировать тему своего исследования. Этим особенно «грешат» молодые ученые. И бывает, те ряются при выборе проблем, не могут решить, за какую тему взяться.
Вот тут то и проходит линия взаимодействия между старшим поколением ученых и младшим. Это как раз то, что младшие недооценивают в своих учителях. Чтобы по ставить и правильно сформулировать решаемую пробле му, надо все таки иметь немалый опыт. И жизненный, и научный, и широкий кругозор. А когда проблема постав лена, сформулирована, то уже солидная часть дела сдела на. Потом уже от таланта самого молодого ученого зави сит, как он сумеет решить задачу.
— «A а! Это химия»,— пренебрежительно говорим мы иной раз, когда отвергаем синтетическую рубашку или нейлоновый коврик. И в это восклицание вкладываем из рядную долю иронии: мол, химия — это нечто ненату ральное, химия — это вредное производство, загрязнение окружающей среды, неприятные запахи и досрочный уход на пенсию тех, кто работает на химическом заводе. Из менится ли когда нибудь эта картина, в которой доста точно много негативных красок?
— Считаю, что это очень примитивное представле ние о химии, но, к сожалению, оно бытует. Попробую обосновать свою позицию.
Во первых, химия — это наука, познающая свойства различных веществ, которые необходимы для сознатель ного решения задач практики как в промышленности, так и в сельском хозяйстве.
Что касается вредности, то это уже вопросы эколо гии. Несомненно, что будущее за такой организацией про изводства, связанного с использованием или выработкой вредных веществ, при которой урон окружающей среде был бы минимальным. И в этом направлении идут ра боты. Это если говорить об охране природы и здоровья человека.
Но есть и другой аспект проблемы: если химическое предприятие вредит окружающему, значит, оно что то вы брасывает в атмосферу или воды ближайшей реки. Сле довательно, предприятие работает нерационально, зна чит, не использует полностью ценное сырье. А настоящее химическое производство как раз тем и примечательно, что никаких лишних продуктов у него и быть не может— все должно идти в дело, на пользу человеку. Вот почему проблема создания безотходного химического производст ва — и экологическая, и экономическая.
Обратите внимание на бытующую точку зрения: мол, химическое производство вредно, а иное, с точки зрения количества выбросов в атмосферу, не вредно. А я знаю, что многие предприятия, которые к химическим не отно сятся, из за используемых на них реагентов наносят ок ружающей среде гораздо более серьезный урон, нежели классическое химическое предприятие. Например, заводы по прокату металла в виде ленты. На таком производстве применяются весьма серьезные химические реагенты.
И специалисты таких предприятий теперь все чаще об ращаются к нам, химикам, за помощью. Я побывал на одном машиностроительном заводе, где остро встала про блема очистки сточных вод. Мы помогли организовать на заводе новую систему очистки. И через некоторое время я уже видел в сточных водах плавающих карпов. Конеч но, это еще не самое главное доказательство того, что проблема очистки вод решена, что более не приносится вред окружающей среде,— заводским специалистам еще есть над чем поломать голову.
На этом примере вы могли отчетливо увидеть, что эко логические проблемы возникают повсеместно, далеко не на одних химических предприятиях, и что за решением
этих проблем обращаются в первую очередь к науке, име нуемой химией.
Да, химия пронизывает все стороны, все аспекты на шей жизни...

— Какие же открытия в химии можно ожидать на ру беже веков?
— Знаете, с моей стороны было бы слишком смелым давать какие либо прогнозы на открытия. Я, как уже го ворилось, занимаюсь главным образом термодинамически ми аспектами химических явлений. А термодинамика — строго логичная система знаний и не предполагает «взры вов».
Правда, широкое развитие сейчас получает любопыт ный аспект термодинамики, который определяется как тер модинамика необратимых процессов. Здесь можно пред полагать неожиданности. А во всех других случаях... су дить не берусь.
Конечно, открытия будут, но произойдут они как ка чественные скачки в результате количественного накоп ления знаний, сведений и возможностей.
— Какой качественный скачок вы можете прогнози ровать?
— Лично я мечтаю о появлении новых мощных и до ступных ЭВМ, которые позволили бы сделать то, о чем мы говорили с самого начала беседы: научиться по огра ниченному количеству сведений о веществах, вступающих во взаимодействие, точно прогнозировать свойства полу чаемого материала.
Теперь о слове «открытие». У меня в силу знания то го, как развивается наука, сложилось весьма скептиче ское отношение к тому, что популярно называется откры тием: «Ах! Ох! Кто то что то вдруг открыл!». На самом деле такое случается редко. Теперь задумайтесь над тем, что сообщает нам история науки. Довольно часто многие открытия совершались одновременно или почти одновре менно в разных странах. Не случайно это. Пусть кто то на полгода, год, на десять лет раньше откроет, а логика развития науки, она и другого, и третьего приведет к то му же самому открытию.
Конечно, очень важен талант ученого, который, видя обилие разрозненных добытых наукой фактов, почувст вует: что то должно появиться новое, как будто в сгу стившейся грозовой атмосфере вот вот обязательно сверк нет молния. И почти всегда находится ученый, который также чувствует сгустившуюся атмосферу и готов со вершить открытие.
Итак, подчеркнем: открытия формируются на фоне ло гического развития науки.
Открытия совершаются и в результате проведения экс периментов, когда получают некие факты, которые не ук ладываются в традицию.
Вот почему прогнозировать открытия всегда очень трудно. Иное дело — высказать желания. Это легче.
Конечно, очень хочется получить пластичные неорга нические стекла, но с прочностными свойствами совре менных нам стекол. Некоторые сдвиги в решении этой проблемы есть.
Многие ученые мечтают получить ковкое стекло. Уже есть наметки для получения нехрупких керамик. Если получится, то это станет серьезным открытием в матери аловедении. Только на минуту представим себе: практич ная, высокотемпературная, в отличие от металлов хими чески устойчивая, но прочная, как металл, керамика. А если научиться эту керамику, как ни фантастично зву чит, и прессовать, и ковать, и протягивать, словно прово локу! Это же переворот во всем, да и только. К тому же учтем, что в основе керамики — самое обычное, самое рас пространенное из всего, что есть на Земле — силикаты, неисчерпаемая сырьевая база.
Я думаю, на рубеже веков эта задача найдет реше ние. А решению должно предшествовать понимание, как изменить структуру, чтобы получить нужные нам свойст ва. И тут... ладно уж, скажу, может быть, фантазируя: в металле существенна для нас так называемая металли ческая связь. К этому, может быть, и надо идти в работе с оксидными материалами. Но как это все сделать, я и сам не представляю. Понимаю, что тут важно исследовать связь электронного строения с механическими свойствами материала, что надо не так робко, как это делается се годня, подходить к фундаментальным глубинным проб лемам вроде пластичности оксидных материалов.
Вот что можно ожидать в виде открытий по нашей проблеме. Причем, заметим для себя, все это уже светит... Вот уже тут, где то за горизонтом. Да и XXI век неда леко.

ИЗ ЗАПИСНОЙ КНИЖКИ ЖУРНАЛИСТА
«Все, с кем разговаривал, подсказывали: поговорите с Михаи лом Михайловичем о живописи. Каждый закоулок Эрмитажа или Русского музея им изучен. О картинах и художниках рассказы вает не хуже любого экскурсовода.
Другие полувопросительно, полуутвердительно говорили: «Вам ведь известно, что наш академик пишет маслом, акварелью, гу ашью... Очень и очень недурно!» И подводили к стене, где, на пример, на листе небольшого формата я мог разглядеть город ской пейзаж кисти М. М. Шульца. Правда, городские пейзажи для Михаила Михайловича не характерны. Ленинградские при городы во все времена года — вот, пожалуй, основной сюжет его картин.
Занес для памяти и такие сведения: М. М. Шульц жи вописью начал заниматься с детства. Тому способствовало окру жение: художественное образование было у матери, скульптором был родной дядя Г. А. Шульц — заслуженный деятель искусств РСФСР».
Пересказал все, что было в записной книжке, Ми хаилу Михайловичу и попросил его назвать десять сю жетов своих пейзажей.
— Это очень трудно, потому что просто названия кар тин вам ничего не скажут, а описывать их словами не на хожу возможным, так как в живописи я — абсолютный дилетант. Занимаюсь ею от случая к случаю, бывают про белы, когда не берусь за краски месяц, два, даже год. Но последнее время, особенно летом, стараюсь. Больше всего тянет к пейзажу или натюрморту. Писал бы и го родские пейзажи, но, знаете, как то неловко выходить с мольбертом на улицу, быть объектом внимания прохо жих, да и времени на это нет... Иное дело — на даче, в саду...
Известно, что профессионалы художники осуждают на писание того или иного пейзажа по фотографии, а я вот хочу использовать для этой цели кое какие слайды. Я с фотоаппаратом ходил по Венеции, Риму, Парижу... Преж де чем щелкнуть затвором фотоаппарата, старался найти композицию, выбрать интересную точку съемки.
Есть у меня замысел. Хочу по мотивам одного париж ского слайда написать городской пейзаж. Снимок я сде лал на Монмартре: узкая улочка, маленькая лавочка, все в коричневых, светло коричневых тонах... Слайд уже был готов, когда я увидел небольшую акварель, написанную в начале века французским художником Утрилло. И ме ня поразило полное совпадение слайда и картины — один и тот же ракурс, даже название магазинчика — «Бижутерия» — не менялось. Попробую написать эту акварель. То, что было красиво в начале века, должно остаться кра сивым и на его исходе.
Беседу вел Виктор Сидоров