По примеру «Фабрики кристаллов» в Ленинградском физико-техническом институте в Москве таким же статическим методом и примерно на такой же аппаратуре сотрудник Кварцевой лаборатории Н. Н. Шефталь — первый московский кристаллограф, ставший учеником Алексея Васильевича, освоил выращивание сначала кристаллов сахарозы, а затем сегнетовой соли. Одновременно выращиванием кристаллов сегнетовой соли динамическим методом занимались Б. В. Витовский и Г. Ф. Добржанский.
Великая Отечественная война потребовала перестройки всего народного хозяйства для нужд фронта. Перестроилась и Академия наук. На базе Кристаллографической лаборатории за три ' месяца в Москве был построен специальный завод по производству аппаратуры с использованием кристаллов сегнетовой соли, для организации работ на котором был командирован Н. Н. Шефталь. Остальная часть лаборатории переключилась на выпуск пьезокварцевых изделий для армии, в связи с чем были организованы производственные мастерские.
Большинство академических учреждений во время войны было эвакуировано, но Кристаллографическая лаборатория осталась в Москве и продолжала работать в условиях частых бомбежек и близости фронта. А. В. Шубников уделял много внимания организации производства, обучению вновь принятых сотрудников, не прекращая также своих научных исследований. Именно в это время осуществлялась разработка технологии разделки кварца, так называемого косого среза, позволяющего использовать кварцевые кристаллы мелких размеров. Одновременно он проводил исследования пьезоэлектрических текстур.
В октябре — ноябре 1941 г. по распоряжению Советского правительства лаборатория была эвакуирована из Москвы в Свердловскую область, где через два месяца уже выпускала пьезокварцевые изделия. Здесь А. В. Шубников создал специальную кварцевую лабораторию, выполнявшую работы, связанные с обороной, и в то же время продолжал исследование по пьезоэлектрическим текстурам, по внутренней морфологии и структуре кристаллов. Результатом этой научной работы А. В. Шубникова явилась книга [149], обобщавшая экспериментальные работы, выполненные в 1940—1941 гг. в Москве и Свердловске. Эта книга была удостоена Государственной премии.
Научная биография А. В. Шубникова весьма многообразна. Об этом свидетельствует библиография его работ, насчитывающая 350 названий. Содержанию и оценке этих работ посвящено много статей, а признанием его заслуг является высокое звание Героя Социалистического Труда и дважды лауреата Государственной премии СССР. Его имя присуждено Ордена Трудового Красного Знамени Институту кристаллографии АН СССР.
Весной 1943 г. Кристаллографическая лаборатория возвратилась в Москву. В нее влилась новая группа по исследованию высокопрочных анизотропных материалов, восстановились работы по росту кристаллов. В 1944 г. лаборатория была преобразована в Институт кристаллографии Академии наук СССР — первый и единственный во всем мире научно-исследовательский кристаллографический институт. Директором института стал его создатель Алексей Васильевич Шубников.
Глава 7
Ордена Трудового Красного Знамени Институт кристаллографии имени А. В. Шубникова
В Москве в одном из зданий Ленинского проспекта находится ордена Трудового Красного Знамени Институт кристаллографии имени А. В. Шубникова Академии наук СССР. Рождению в 1944 г. этого замечательного института предшествовала длительная и упорная работа большого коллектива под руководством выдающегося ученого-новатора Алексея Васильевича Шубникова, чей барельеф украшает фасад здания института, в ближайшее время отмечающего свое сорокалетие. В институте развиваются все основные направления кристаллографии: структурный анализ кристаллов с использованием рентгеновского, электронного и нейтронного излучений, исследование процессов образования и роста технически важных кристаллов, изучение физических свойств кристаллов. В широком аспекте развивается и совершенствуется теория симметрии.
Как уже говорилось, для развития в Минералогическом музее Академии наук кристаллографического направления академик А. Е. Ферсман пригласил молодого профессора А. В. Шубникова. Будучи убежденным, что сила науки заключается в ее тесной связи с нуждами производства, с нуждами общества, А. В. Шубников начал развивать новые прикладные направления кристаллографии.
Взгляды А. В. Шубникова, сложившиеся под влиянием Ю. В. Вульфа, объясняют его стремление придать учению о кристаллах максимальную физическую направленность, что практически с первых же дней работы в Ленинграде привело к включению в план исследований изучения физических свойств и применения замечательного представителя мира минералов — горного хрусталя, являющегося носителем ряда уникальных оптических и электрических свойств. Шубникова вдохновляла работа Поля Ланжевена, который в годы первой мировой войны на кристаллах кварца создал эхолот и применил кварц в других пьезоэлектрических устройствах.
В ходе исследований пришлось решать сугубо технические задачи (создание станков, изготовление абразивов) и на практике познавать и эффективно использовать анизотропию свойств. Комплекс этих разносторонних исследований был подытожен в коллективном труде под общим руководством А. В. Шубникова [58]. Была выпущена партия пьезокварцевых стабилизаторов, применявшихся при создании средств связи.
Другим направлением работ были традиционные исследования по росту кристаллов с приданием этому направлению новых черт: кристаллизация как процесс образования кристаллов и как технологически масштабный вариант их выращивания. Большой личный опыт был сведен А. В. Шубниковым в увлекательно написанную книгу «Как растут кристаллы» [86], которая оказалась в то время единственной в своем роде в русской научно-популярной литературе. Английский минералог Спенсер считал необходимым перевести ее на английский язык.
Деятельность А. В. Шубникова в ленинградский период, посвященный преобразованию кристаллографии из учения о деревянных моделях в науку о реальных кристаллах и об их техническом использовании, привлекла к нему молодых сотрудников, которые составили основу Кристаллографической лаборатории. Переезд ее в Москву и размещение в большом специально приспособленном помещении позволили Алексею Васильевичу приступить к осуществлению своих идей в более широком масштабе. За счет кооперации с промышленностью удалось пополнить лабораторию новым техническим оборудованием. Арсенал станочного оборудования для обработки камня, мощные ультразвуковые генераторы, радиотехническое оборудование дали возможность не только совершенствовать первые варианты пьезокварцевых изделий, но и быстро перейти к промышленной технологии пьезокварцевого производства, без особых трудностей осваиваемой заводами электротехнической промышленности. Были расширены работы по выращиванию кристаллов сегнетовой соли и рубина.
Начали развиваться работы по теоретическим основам кристаллографии, включавшие не только учение о кристаллическом индивиде, но и распространенное учение о кристаллических средах. К исследованию кристаллической структуры минералов как основы их систематики и новых применений (в ситаллах, связующих материалах) стали применять рентгеновский метод.
Расширилось понятие о классических и трафаретных 32 классах симметрии, дополненных семью предельными группами симметрии. Расширение учения о стержневых группах позволило А. В. Шубникову предсказать возможность синтетического построения анизотропных сред, что в дальнейшем было осуществлено практически.
Изучение процессов шлифовки и полировки кристаллов значительно способствовало углубленному их пониманию. Влияние скорости деформации привело к исключительно интересному открытию механических двойников в кварце. Это направление микропроцессов деформирования кристаллов в дальнейшем составило предмет исследований большой группы сотрудников по выяснению физической природы прочности и пластичности вообще.
В результате проведенных работ А. В. Шубников создал серию обобщающих монографий [132—134]. Теоретические и экспериментальные сведения по пьезоэлектричеству, вошедшие в книгу «Кварц и его применение» [133], сделали ее настольной книгой для специалистов-кварцевиков как в лаборатории, так и в заводском цехе. В книге «Симметрия» [132] А. В. Шубников провел основную мысль, что учение о симметрии является фундаментом кристаллографии и с огромным успехом используется в других отраслях знания. Симметрией кристаллов определяются все их свойства, облегчается не только понимание этих свойств, но и дается возможность предсказать новые, еще не обнаруженные свойства.
Разносторонняя научная деятельность в области кристаллографии, глубокий подход-к сущности явлений дали возможность А. В. Шубникову и его сотрудникам представить учение о кристаллах в новом аспекте, пронизанном единой идеей о кристалле как о физической среде, с одной стороны, и как об индивиде природы — с другой. Это новое учение о кристалле составляет содержание уже упомянутой книги «Основы кристаллографии» [134], представляющей также суммированный опыт преподавательской деятельности А. В. Шубникова.
