VIVOS VOCO: В.Л. Гинзбург, И.Л. Фабелинский, ""

К ИСТОРИИ ОТКРЫТИЯ
КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА

В. Л. Гинзбург, И. Л. Фабелинский

Гинзбург Виталий Лазаревич - академик, советник РАН.
Фабелинский Иммануил Лазаревич - член-корреспондент РАН, советник РАН.

Как хорошо известно, по крайней мере в России, комбинационное рассеяние света было открыто в 1928 г. практически одновременно и совершенно независимо Г.С. Ландсбергом и Л.И. Мандельштамом в Москве и Ч.В. Раманом и К.С. Кришнаном в Калькутте (Индия). Однако Нобелевскую премию по физике за 1930 г. получил один Раман, и эффект, о котором идет речь, обычно называют эффектом Рамана. Российские физики, насколько мы знаем, всегда считали и считают такую ситуацию вопиющей несправедливостью.

С чем же это было связано?

Поскольку подробности, да и то не все, о механизме присуждения конкретных Нобелевских премий становятся доступными для ознакомления лишь по истечении 50 лет после года присуждения премии, о причинах упомянутого решения Нобелевского комитета оставалось только гадать. Во времена СССР наиболее вероятным объяснением у нас считалась антисоветская ориентация Нобелевского комитета и его окружения. Но вот в 1987 г. были опубликованы материалы Нобелевского комитета за первые 37 лет его работы [1]. И мы узнали, что, по всей вероятности, Ландсберг и Мандельштам не разделили премию с Раманом совсем не в связи с какими-то политическими мотивами. По нашему мнению, основной причиной было невнимание к своим соотечественникам советских физиков [2, 3]. Какую-то роль сыграла и необъективность иностранных физиков.

Конкретно, Рамана на премию 1930 г. номинировали десять человек, в том числе Н. Бор и Л. де Бройль, Ж.Б. Перрен, Э. Резерфорд и Ч. Вильсон, а Ландсберга и Мандельштама лишь О.Д. Хвольсон и Н.Д. Папалекси (последний предложил одного Мандельштама, но в более широком плане, не противопоставляя его Ландсбергу). При этом три других советских физика, приславших свою номинацию в комитет, предложили не Ландсберга и Мандельштама, а иных лиц, несмотря даже на то, что допускается номинация нескольких кандидатов одним номинирующим. Кроме того, какую-то роль сыграл и тот факт, что Ландсберг и Мандельштам послали свои статьи в печать позже Рамана. Об этом речь еще впереди. Сейчас же сразу подчеркнем: мы считали и считаем решение Нобелевского комитета совершенно неправильным, что, по нашему убеждению, достаточно аргументированно обосновано в статьях [2-4]. Тем не менее мы посчитали необходимым вернуться к этому вопросу в силу появления посвященных ему статей Р. Синга и Ф. Рисса [5], а также А.М. Блоха [6]. Кстати, первая из них привела к некоторому изменению или, скорее, уточнению наших взглядов. Чтобы сделать изложение понятным без детального знакомства со статьями [3, 4], не говоря уже об оригинальных работах, мы кратко осветим историю развития исследований в Москве и в Калькутте.

Мандельштам и Ландсберг, начиная с 1926 г., развернули экспериментальное изучение молекулярного рассеяния света в кристаллах и, в частности, стремились обнаружить предсказанное Мандельштамом еще в 1918 г. расщепление линии рэлеевского рассеяния, обусловленное рассеянием на тепловых акустических волнах. Это явление в дальнейшем было названо эффектом Мандельштама-Бриллюэна. В ходе соответствующего исследования Мандельштам и Ландсберг получили уже определенные позитивные результаты, когда неожиданно для себя обнаружили комбинационное рассеяние света - появление в спектре рассеянного света сателлитов с изменением частоты, на три порядка превосходящем ожидаемое для эффекта Мандельштама-Бриллюэна. Дело в том, что исследователи искали модуляцию рассеянного света акустической ветвью частот, а зарегистрировали модуляцию рассеянного света оптической ветвью частот. Естественно, они занялись изучением нового явления, обнаружение же расщепления Мандельштама-Бриллюэна было отложено. История и результаты исследований последнего эффекта освещены в статье [7], и мы их здесь касаться не будем.

В своем ответе на письменный вопрос Хвольсона Мандельштам сообщил, что "в первый раз мы обратили внимание на появление новых линий 21 февраля 1928 г. На негативе от 23-24 февраля (экспозиция 15 часов) новые линии были видны уже ясно". Как упомянутые письма Хвольсона и Мандельштама, так и сам спектр комбинационного рассеяния в кварце приведены в статье [4].

Известно, что о своем открытии авторы сообщили на коллоквиуме от 27 апреля 1928 г., а затем на 6-м съезде Ассоциации русских физиков, проходившем с 5 по 15 августа. В работе съезда принимали участие около 40 человек, в том числе 21 иностранец, среди которых были широко известные физики М. Борн, Л. Бриллюэн, Ч.Дарвин, П. Дебай, П. Дирак, Р. Поль, Э. Принсгейм и Ф. Франк. В своих статьях, освещающих результаты съезда, Борн [8] и Дарвин [9] сообщили об открытии Ландсберга и Мандельштама, подчеркнув независимость их работы от работ Рамана и Кришнана.

Ландсберг и Мандельштам направили краткое сообщение о своем открытии 6 мая 1928 г. в журнал "Naturwissenschaften" [10] и 10 мая в "Журнал Русского физико-химического общества" [11]. Подробная же статья была послана в "Zeitschrift fur Physik" [12]; она поступила в редакцию 12 августа 1928 г. Статья содержит подробные данные об использованной установке, результаты исследования комбинационного рассеяния света в кварце и исландском шпате, а также ясное и четкое объяснение природы явления, кратко упомянутое уже в сообщениях [10, 11]. В ней, в частности, отмечается, что "появление сателлитов при рассеянии света в кварце наблюдалось нами (Ландсбергом и Мандельштамом. - Ред.) до публикации Рамана и Кришнана (здесь дается ссылка на статьи, цитируемые нами ниже. - В.Л.Г. и И.Л.Ф.), которые описали изменение длины волны в свете, рассеянном некоторыми парами и жидкостями" [12].

Казалось бы, все яснее ясного. Но вот странное дело: эта подробная статья не цитируется в детальном историческом исследовании [5] и, главное, в приводимом там же Заключении Нобелевского комитета (!). К этому вопросу мы еще вернемся, сейчас же остановимся на работах индийских авторов.

Раман и Кришнан, основываясь, по существу дела, на аналогии с эффектом Комптона, предположили, что при рассеянии света будет возникать также какая-то составляющая с более низкой частотой. Для проверки своей гипотезы они наблюдали с помощью светофильтров рассеяние солнечного света в ряде жидкостей и паров. При этом авторы и пришли к заключению о наличии искомой компоненты света с пониженной частотой. Соответствующее сообщение опубликовано в "Nature" от 31 марта 1928 г. [13]. Именно эта заметка, датированная 16 февраля, ассоциируется обычно в иностранной литературе с открытием комбинационного рассеяния света.

Мы не можем с этим согласиться. Во-первых, используя непрерывный спектр солнечного излучения, нельзя, конечно, обнаружить появление комбинационных сателлитов, да авторы на это и не претендуют. Во-вторых, как теперь хорошо известно, в общем потоке рассеянного света в жидкостях вклад суммарного комбинационного рассеяния составляет лишь несколько процентов от вклада рэлеевского рассеяния. Как подробнее анализируется в [4], при визуальных наблюдениях, осуществлявшихся в [13], обнаружение такого свечения вряд ли возможно. Раман и Кришнан предполагали, что имеется какая-то уменьшенная по частоте радиация, они ее и "увидели".

Другое дело, что это "наблюдение" дало повод произвести необходимые спектроскопические наблюдения. О них и было сообщено в последующих публикациях [14-16]. Не вдаваясь здесь в подробности (см. также [3, 4]), достаточно привести слова самого Рамана: "Линии спектра нового излучения были в первый раз наблюдены 28 февраля 1928 года. Наблюдение было предано гласности на следующий день" [17]. Таким образом, линии комбинационного рассеяния света индусские физики впервые наблюдали, - а это и есть открытие комбинационного рассеяния света, - на неделю позже, чем московские физики (см. выше). Мы отнюдь не придаем этому факту особого значения и подчеркиваем его лишь в силу бесконечных утверждений о мнимом приоритете индусов.

В чем они действительно опередили москвичей, так это в скорости публикации. Здесь сказалось и совершенно различное отношение к науке и вопросам приоритета Мандельштама и Ландсберга, с одной стороны, и Рамана, с другой. Сыграло роль и трагическое обстоятельство: был арестован и приговорен к расстрелу родственник Мандельштама, и он был поглощен его спасением, причем успешным (это ведь происходило еще только в 1928, а не в 1937-1938 гг.). Тем не менее мы отнюдь не оправдываем известную медлительность Ландсберга и Мандельштама в вопросе о публикациях. Вместе с тем, насколько мы можем судить, не даты поступления статей в печать играют определяющую роль при вынесении решений Нобелевским комитетом, "срабатывают" в основном другие обстоятельства *.

* Показательна в этом отношении история создания мазеров и лазеров, подробно описанная в книге Ч. Таунса [18]. Нобелевская премия по физике за 1964 г. была присуждена Ч. Таунсу (половина премии) и Н.Г. Басову и А.М. Прохорову (половина премии) как раз за пионерские работы в указанной области, но никто не занимался выяснением вопроса о том, чей мазер заработал раньше.

Мы уже отмечали, что подробная статья Ландсберга и Мандельштама [12] не упоминается в Заключении Нобелевского комитета. Мы даже подумали, что она вообще оказалась вне поля зрения комитета. Однако, как любезно сообщил нам А.М. Блох, в переданной ему секретарем комитета подборке копий нобелевского "дела" Ландсберга и Мандельштама эта статья имеется. Тем удивительнее, что в Заключении комитета, приводимом в [5], упоминается лишь краткая статья [10], причем ее содержание, по сути дела, совершенно искажено (!). Так что придется остановиться на этом вопросе подробнее.

Последняя фраза в заметке [10], на которой и сосредоточено внимание в [5, 6], в оригинале такова: "Ob und wieweit die von uns beobachtete Erscheinung mit der von Raman erst kurziich beschrieben im Zusamemmenhang steht, konnen wir zur Zeit noch nicht beurteilen, weil seine Schilderung zu summarisch ist" (ссылка: Raman und Krishnan, Nature, 31, March 1928; 21, April 1928). В русском переводе статьи [10], эта фраза звучит так: "Мы не можем сейчас судить, насколько наблюдаемое нами явление связано с явлением, которое описано Раманом, поскольку его описание слишком суммарно" [4, с. 136]. Нам этот перевод представляется достаточно ясным. Но во избежание недоразумений, приведем здесь также заключительную фразу заметки [11], написанную почти в то же время Ландсбергом и Мандельштамом: "В какой мере открытое нами явление имеет связь с явлениями, наблюдавшимися Раманом и Кришнаном в жидкостях и газах и кратко описанными ими в письмах в "Nature" *, мы в настоящее время еще затрудняемся сказать".

* Здесь, помимо ссылок, приведенных выше к статье [10], имеется еще ссылка на "Nature" от 5 мая 1928 г.

Нужно отметить, что в [6] эта фраза переведена неверно. В Заключении Нобелевского комитета [5] она дана уже в английском переводе, причем на ее основании делается такое утверждение: "However Raman's and Krishnan's letters to Nature of March 31 as well as that April 21 gave a very clear explanation of the nature of phenomenon (both cited by Mandelstam and Landsberg). Under these conditions, Mandelstam and Landsberg cannot argue to have obtained their experimental results independently" (выделено нами. - В.Л.Г. и И.Л.Ф.). Статьи Рамана и Кришнана, опубликованные 31 марта и 21 апреля 1928 г., -это статьи [13] и [14].

О статье [13] мы уже писали, в ней в лучшем случае имелся лишь намек на существование комбинационного рассеяния, ибо спектральные линии не наблюдались. В статье [14] уже сообщается о наблюдении линий, но отмечается, что "положение основных измененных линий одно и то же для всех веществ". Между тем, как известно, при комбинационном рассеянии положение сателлитов для каждого вещества свое. Вряд ли нужно удивляться, что в таких условиях Ландсберг и Мандельштам проявили осторожность в отождествлении своих результатов с теми, что получили Раман и Кришнан. Но главное не это, а полная нелогичность и необоснованность, чтобы не сказать больше. Заключения комитета о том, что москвичи "не могут считать, что получили свои экспериментальные результаты независимо" (именно эта фраза выделена нами выше). Кстати, добавим, что в представлении в Нобелевский комитет, написанном Хвольсоном, прямо указывается: Ландсберг и Мандельштам "наблюдали и объяснили то же явление (то есть комбинационное рассеяние. - В.Л.Г. и И.Л.Ф.) 21 февраля". Пусть в силу каких-то причин комитет не захотел использовать статью [12], но статью [10] он цитирует, и сообщение Хвольсона было в его распоряжении. В таких условиях утверждение, что открытие сделано Ландсбергом и Мандельштамом "не независимо", эквивалентно объявлению их плагиаторами (!). Мы не желаем даже комментировать подобные инсинуации. Что же касается дат опубликования - это вопрос другой, мы его считаем в данном случае совершенно второстепенным.

Уже упоминались три причины, в силу которых Мандельштам и Ландсберг не получили премию: невнимание их советских коллег, активная поддержка Рамана иностранцами и ошибка Нобелевского комитета. Мы понимаем, что какую-то роль здесь сыграла небрежность самих Мандельштама и Ландсберга, а также деятельность Рамана.

Появление статьи [5], один из авторов которой является, вероятно, индусом и, во всяком случае, ее авторы иностранцы и вряд ли русофилы, вскрыло особую важность последнего фактора. Свой доклад от 16 марта 1928 г., посвященный открытию комбинационного рассеяния [17], Раман напечатал в количестве 2000 репринтов и послал его "всем видным физикам, включая тех, кто работал в области рассеяния света во Франции, Германии, России, Канаде и США, а также в научные учреждения во всем мире, обеспечивая таким образом закрепление своего приоритета" (см. [5], где цитируется источник этого утверждения). Мало того, Раман предпринял и ряд других мер для популяризации своей работы и непосредственно добивался присуждения ему Нобелевской премии по физике. В частности, насколько можно судить на основании изложенного в [5], Раман обращался с просьбой номинировать его на премию к нобелевским лауреатам Бору, Вильсону и Резерфорду, думаем, что и к ряду других. Нужно ли удивляться, что Нобелевский комитет перед лицом такого ареопага знатных номинантов прислушался к ним, а не к Хвольсону и довольно невнятному представлению Папалекси. Мы уже не говорим о том, что Мандельштам и Ландсберг, как это принято среди интеллигентных людей, не занимались саморекламой. Мы убеждены, что они никого не просили их номинировать на премию или как-то агитировать за ее присуждение.

Мы вполне согласны с заключением, которое сделали Синг и Рисс:

"Пример Рамана показывает, что при номинации на Нобелевскую премию решающую роль играют контакты с известными учеными. Номинация Рамана известными физиками и такими нобелевскими лауреатами, как Резерфорд. Бор и Штарк, увеличили его шансы (strengthened his case), в то время как перспективы Ландсберга и Мандельштама (которых номинировали лишь их соотечественники) были невелики" [5].

К этому можно добавить, что соотечественники, как мы отмечали, в большинстве своем Ландсберга и Мандельштама тоже не предлагали. Любопытно, что индусские физики занимали аналогичную позицию - не предлагали Рамана [5]. По-видимому, поговорка "Нет пророков в своем отечестве" "сработала" не только в России, но и в Индии. Впрочем, в последнем случае, быть может, сыграло роль и то обстоятельство, что у Рамана была "репутация человека, бестактного в обращении с людьми" [19]. Нельзя не отметить и тот факт, что работы, в ходе которых было открыто в Индии комбинационное рассеяние света, проводились Раманом совместно с Кришнаном. Последний был квалифицированным физиком. Роль Кришнана отражена и в том, что основные публикации [13, 15, 16] были совместными. Однако Раман и не подумал выдвигать Кришнана на премию совместно с собой, как это обычно принято.

Недавно опубликована весьма ценная книга наиболее известного сейчас в России "нобелеведа" А.М. Блоха [20]. Ему удалось выяснить много интересного, касающегося, в частности, отношения советских властей к нобелевским премиям. Со многими его критическими замечаниями мы согласны. Однако изложение им "нобелианы", как он выражается, Ландсберга и Мандельштама в статье [6] вызывает с нашей стороны решительные возражения: в то время как Блох оправдывает решение Нобелевского комитета, мы его осуждаем. Повторять соответствующие аргументы нецелесообразно, пусть об этом судят читатели.

В заключение мы хотим воспользоваться представившимся поводом и сделать несколько замечаний об эволюции Нобелевских премий по физике, поскольку эти премии вызывают большой интерес. Первая такая премия была присуждена в 1901 г. В. Рентгену за открытие рентгеновских лучей. Насколько известно, у него не было соавторов. В дальнейшем премию также получали непосредственные авторы или, если угодно, исполнители работы. При этом число номинантов и номинируемых увеличивалось [1]. Так, на премию 1930 г., которую получил Раман, свои предложения (номинации) прислали 38 человек, которые выдвинули 21 кандидата.

О деятельности Нобелевских комитетов за последние 50 лет мы, в соответствии с их статусом, знаем мало, но вот в заметке [21] сообщается, что Нобелевский комитет по физике разослал более 2000 писем с предложением номинировать кандидатов на премию 2000 г. и получил около 300 ответов, из которых комитет отобрал 10-15 для дальнейшего обсуждения. Другая любопытная информация [22]: в 1901-1950 гг. некоторых кандидатов номинировали по многу раз. "Рекордсменами" являются О. Штерн - его предлагали 81 раз и в 1943 г. наградили премией, а также А. Зоммерфельд - его тоже предлагали 81 раз, но премию он так и не получил (в 1951 г. он скончался в возрасте 82 лет).

Как известно, каждый год премии удостаиваются не более трех человек. Но за первые 24 года, то есть вплоть до 1924 г. включительно, лишь дважды премию получал не один лауреат (А. Беккерель и супруги Кюри в 1903nbsp;г., отец и сын Брегги в 1915 г.). За последние же 24 года (1979-2002), напротив, одному человеку премия присуждалась лишь четыре раза, в остальных случаях ее получали два или три лауреата, как правило, лидеры больших коллективов. Авторами оригинальных статей иногда были несколько групп физиков и инженеров (десятки людей, а выбрать нужно не больше трех).

Работа Нобелевского комитета и всегда была очень трудна. Теперь же она, по крайней мере в ряде случаев, стала исключительно трудной и чем-то напоминает судейство соревнований на беговой дорожке или в плавательном бассейне [23]. И это не упрек, а лишь отражение объективных изменений характера научной работы в области физики и астрономии в наше время. Многие и даже большинство актуальнейших задач не могут быть решены одиночками, для этой цели нужны большие коллективы. И в таких случаях, естественно, награждаются лидеры. В рамках Нобелевских премий нет другого пути.

Примером может служить премия по физике 2002 г. Получившего половину этой премии Р. Джаккони его коллега, известный астрофизик Р.А. Сюняев, работающий в России и в Германии, охарактеризовал так: "Это крупный ученый и громадный, настоящий американский менеджер" (Известия. 2002. 9 октября). Действительно, в совместной работе Р. Джаккони, Г. Гурского, Ф. Паолини и Б. Росси [24] сообщается об открытии в 1962 г. первой яркой "рентгеновской звезды" Скорпион Х-1, что послужило началом расцвета рентгеновской астрономии. Однако, насколько мы знаем, лидером рентгеновской астрономии вначале был выдающийся физик Бруно Росси, скончавшийся в 1993 г. Конечно, это не умаляет заслуг Джаккони, тем более что он в дальнейшем руководил работой внеземного телескопа "Хаббл". В современной физике (и, конечно, не только в физике) подобные крупнейшие организаторы и ученые одновременно (у нас к их числу мы можем отнести С.И. Вавилова, М.В. Келдыша и И.В. Курчатова) играют исключительно важную роль. Кстати, нам известно, что таково же было мнение Мандельштама - одного из крупнейших у нас ученых кабинетного типа.

Сделанные нами замечания ни в какой мере не направлены на умаление значения Нобелевских премий. Мы ратуем лишь против их фетишизации и за понимание изменения в ряде случаев их смысла и роли (см., в частности [25]). Другие времена - другие песни.

ЛИТЕРАТУРА

1. Crawford Е., Heilbron J.L., Ullrich R. The Nobel Population, 1901-1987. A Census of the Nomitators and Nominees of the Prizes in Physics and Chemistry. Uppsala, 1987.

2. Гинзбург B.Л.. Почему советские ученые не всегда получали заслуженные ими Нобелевские премии? // Вестник РАН. 1998. № 1; эта же статья помещена в книге: Гинзбург В.Л. О науке, о себе и о других. М.: Физматлит, 2001; 2002; в каждом издании добавлены примечания и ссылки на литературу.

3. Фабелинский И.Л. Комбинационному рассеянию света - 70 лет // Успехи физических наук. 1998. Т. 168. С. 1341.

4. Фабелинский И.Л. К 50-летию открытия комбинационного рассеяния света // Успехи физических наук. 1978. Т. 128. С. 123.

5. Singh R., Riess F. The 1930 Nobel prize for physics: a close decision? // Notes Rec. R. Soc. 2001. V. 55. P. 267.

6. Блох А.М. "Нобелиана" Григория Ландсберга и Леонида Мандельштама // Природа. 2002. № 6.

7. Фабелинский И.Л. Предсказание и обнаружение тонкой структуры линии Рэлея // Успехи физических наук. 2000. Т. 170. С. 93.

8. Born М. VI Kongres der Assoziation der russischen Physiker // Naturwissenschaften. 1928. В. 16. S. 741.

9. Darwin C.G. The Sixth Congress of Russian Physicists // Nature. 1928. V. 122. P. 630.

10. Landsberg G., Mandelstam L. Eine neue Erscheinung bei der Lichtzertreuung // Naturwissenschaften. 1928. В. 16. S. 557.

11. Ландсберг Г.С., Мандельштам Л.И. Новое явление при рассеянии света (предварительное сообщение) // Журнал Русского физ.-хим. об-ва. 1928. Т. 60. С. 335.

12. Landsherg G.S., Mandelstam L.I. Uber die Lichtzerstrenung in Kristallen // Zs. Phys. 1928. В. 50. S. 769.

13. Raman С .V., Krishnan K.S. A New Type of Secondary Radiation // Nature. 1928. V. 121. P. 501.

14. Raman C.V. A Change of Wave-laugh in Light scattering//Nature. 1928. V. 121. P. 619.

15. Raman C.V., Krishnan K.S. The Optical Analogue of the Compton Effect // Nature. 1928. V. 121. P. 71 1.

16. Raman C.V., Krishnan K.S. The Negative Absorption of Radiation//Nature. 1928. V. 122. P. 12.

17. Raman C.V. A new radiation // Ind. J. Phys. 1928. V. 2. P. 387.

18. Townes C.H. How the Laser Happend. N.Y.: Oxford University Press, 1999.

19. Bhagavantam S. The discovery of the Raman effect, reminiscences of Sir C.V. Raman. Proc. Sixth. Intern. Conf. Raman Spectroscopy. London, 1978. V. 1. P. 3.

20. Блох А.М. Советский Союз в интерьере Нобелевских премий. СПб.: Гуманистика, 2001.

21. Rodgers P. Countdown to the Nobel prize // Physics World. 2000. №10. С. 10.

22. Crawford Е. Nobel population 1901-50: anatomy of a scientific elite // Physics World. 2001. V. 14. № II. С. 31.

23. Гинзбург В.Л. О некоторых успехах физики и астрономии за последние три года // Успехи физических наук. 2002. Т. 172. С. 313.

24. Giacconi R., Gursky H., Paolini F.R., Rossi B. Evidence for X-rays from sources outside the solar system / Phys. Rev. Lett. 1962. V. 9. P. 439.

25. Friedman R.M. The Politics of Excellence: Behind the Nobel Prize in Science. W.N. Freeman. Times Books, 2001; см. также рецензии: Nature. 2001. V. 414. P. 690; Physics World. 2002. № 4. P. 46.