«Проводники теории резонанса» в советской науке

К 85-летию физического факультета

В будущем году исполняется 125 лет со дня рождения Якова Кивовича Сыркина (1894–1974). Человек, на первый взгляд, не имеющий никакого отношения ни к физике, ни к физфаку МГУ. Химик (хотя, часто всё же добавляют: физико-химик), всю жизнь проработавший в химических институтах: преподававший в МИТХТ и на химфаке МГУ, занимавшийся наукой в знаменитой «Карповке» и в ИОНХ’е (соответственно: Московский институт тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова; Научно-исследовательский физико-химический институт (НИФХИ) имени Л.Я. Карпова; Институт общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова АН СССР).

В действительности же — глубоко понимавший и ценивший физику, сделавший очень много для успешного «проникновения» физики в химию, и много давший физическому факультету МГУ.

Среди учеников Сыркина — Лев Александрович Блюменфельд, создатель и многолетний заведующий кафедры биофизики физфака МГУ — первой кафедры биофизики на физических факультетах университетов нашей страны. Одним из своих учителей с благодарностью считает Сыркина профессор физфака Симон Эльевич Шноль.

Вот такой прекрасный подарок сделал Сыркин нашему факультету.

Жизненный путь Сыркина был достаточно зигзагообразен, как в переносном, так и в самом прямом смысле. Родился в Минске, учился во Франции (на химическом факультете университета Нанси), затем — в Берлине, затем (с началом Первой мировой войны) — в Риге (химический факультет Рижского политехнического института), затем — ещё восточнее, в Иваново (куда был эвакуирован Рижский политех), где проработал до 1931 года, и, наконец, — снова «на запад», в Москву. В Москве он на долгие годы становится заведующим кафедрой физической химии в МИТХТ, и одновременно организует в НИФХИ (впервые в СССР!) работы по экспериментальному исследованию строения химических веществ с помощью метода дипольных моментов. Все эти годы, 1920–30-ее, он внимательнейшим образом следит за развитием физических методов, замечая появление новых, применяя или анализируя их в своих работах и пропагандируя среди коллег: рентгеноструктурный анализ, инфракрасная спектроскопия колебательных спектров молекул, оптические и электрические методы (эффект Керра, деполяризация, анизотропная поляризуемость). По-видимому, одним из первых в СССР, он обращает внимание на комбинационное рассеяния света, а позже — на только что открытое явление электронного парамагнитного резонанса, как на важные инструменты исследования. И, разумеется, в центре его внимания всегда находятся теоретические методы физики в химии.

«Уже не раз в истории химии физические теории и методы оплодотворяли химическую науку. Достаточно вспомнить определение молекулярных весов физическими способами, применение термодинамики к химическим реакциям, вычисление свободных энергий, выяснение ряда аддитивных и конститутивных свойств и т.д.

В настоящее время связь физики с химией стала более крепкой. Это по существу уже неразрывная связь, поскольку исследование молекул составляет в равной степени как предмет химии, так и физики. <…>

На современном этапе физика приобретает для химии громадное значение в двух направлениях. Квантовая механика позволяет объяснить структуру валентности. Чёрточка валентности приобретает физический смысл и содержание. Природа химических сил, смысл химической связи вскрываются квантовой механикой, которая имеет теперь для химиков принципиально такое же значение, как законы классической механики Ньютона для астрономии. Возникает новая область химии — квантовая химия, перед которой открываются новые возможности»1.

Сегодня эти слова звучат как прописная истина, но 80 и более лет назад они отнюдь не были столь очевидны для всех. Напомним, что первый квантово-химический расчёт — молекулы водорода — был выполнен В. Гайтлером и Ф. Лондоном всего лишь в 1927 году.

С конца 1930-х гг. Сыркин рука об руку работает вместе со своей ученицей М.Е. Дяткиной. Множество совместных статей, переводы ряда книг по современной химии2, издание первого в СССР собственного учебника подобного рода «Химическая связь и строение молекул»3, а также печально знаменитый «суд» над теорией резонанса (о котором речь ниже) соединили их имена прочной связью. Мирра Ефимовна Дяткина (1915–1972), обладая исключительным математическим талантом, не имела возможности реализовать его полностью в силу социальных особенностей нашей страны (из-за непролетарского происхождения она не имела права получать высшее образование, и лишь через несколько лет после окончания школы, благодаря счастливому стечению обстоятельств, смогла поступить в вуз — став, правда, химиком, а не математиком, но выбирать не приходилось). И все свои математические способности она устремила в новую, ещё только нарождающуюся и так требующую хороших математиков область — теоретическую химию.

В годы войны они, как и многие учёные, занимались разными оборонными задачами, в 1946 г. были награждены медалями «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.», а Сыркин в 1943 г. также получил высшую награду в СССР тех времён — Сталинскую премию СССР II степени по науке за ряд работ, в том числе за работу по теме «Химическая связь и строение молекул», и в том же году был избран в члены-корреспонденты Академии наук СССР. Однако спустя несколько лет жизнь сделала новый зигзаг, и за ту же работу по развитию представлений о природе химической связи и строении молекул Сыркина и Дяткину осудили как проводников буржуазного влияния, стремящихся «подорвать материалистические основы теории химического строения» с помощью теории резонанса Л. Полинга — «порождения растленной идеологии англо-американской империалистической буржуазии, враждебной от начала до конца передовой материалистической науке», «такой же мертвой ветви буржуазной науки, отравляющей научную атмосферу, как вейсманизм-морганизм»4,5.

Напомним, что «теория резонанса» применительно к вопросам строения молекул и природы химической связи возникла в связи с несоответствием свойств молекул, предписываемых им описанием через «классические» структурные формулы («значки» атомов и одинарные-двойные-тройные «чёрточки» между ними), и экспериментально наблюдаемых. Разрешить это противоречие она предлагала, рассматривая волновую функцию электронной составляющей «реальной» молекулы как суперпозицию («резонанс») «классических» валентных структур. Идею такого описания впервые предложил Вернер Гейзенберг в 1926 для описания атома гелия и двухэлектронных ионов, а в последующие годы (1928—1933) её развили для описания электронной структуры молекул Джон Слэтер и Лайнус Полинг. Примерно в то же время (1926—1934) сходные представления разрабатывались Кристофером Ингольдом. Однако в этой прозрачной физической схеме при желании легко было усмотреть «идеализм» (свойства молекулы рассчитываются на основании не существующих в реальности, т.е. «идеальных» структур!), а в идеализме — политическое преступление и предательство интересов Родины.

Беда, по счастливому стечению обстоятельств обошедшая советскую физику, спасшуюся от разгрома благодаря отмене в последний момент Всесоюзного совещания физиков 1949 года, не миновала химию. С 1949 по 1951 гг. в ряде наиболее важных советских журналов («Большевик», «Вопросы философии» и др.), в научных институтах и, наконец, в Академии наук, прошла кампания по осуждению идеализма в химии, основным «оружием» которого была названа теория резонанса. Был в этой кампании брошен камень и в сторону физиков, не искоренивших «физический и философский идеализм в своей науке»6 и тем самым давших почву для существования теории резонанса.

В итоге Сыркин был уволен из МГУ и НИФХИ, но благодаря невероятно смелому заступничеству тогдашнего ректора МИТХТ Павла Игнатьевича Зубова остался работать в МИТХТ. Дяткиной повезло меньше: она была уволена со всех мест работы, и только помощь друзей помогла ей пережить несколько трудных лет.

А в 1957 году судьба снова сделала зигзаг: Сыркин и Дяткина были приглашены работать в ИОНХ АН СССР, где они смогли вернуться к работам по химической структуре веществ и природе химической связи, хотя и, к сожалению, уже во многом с упущенным приоритетом. Более того, в 1964 г. Сыркин был избран действительным членом АН СССР. По легенде, место в Академии, выделенное специально для одного известного впоследствии (а тогда ещё относительно молодого) учёного, было «отбито» генералом-академиком И.Л. Кнунянцем, который устыдил собравшихся на выборы коллег-академиков в том, что классик, по статьям и книгам которого они учились, до сих пор не избран в АН.

Ещё зигзаг: в конце 1950-х бывший главный враг советских химиков Л. Полинг оказался другом (благодаря своим антимилитаристической позиции; впрочем, он её высказывал и раньше, в конце 1940-х, поэтому изменения в отношении СССР к Полингу вызваны изменениями, происходившими в самом СССР, а не изменениями позиции Полинга). В 1958 г. он был избран Иностранным членом АН СССР и в 1961 г. приехал с визитом в СССР, посетив, в том числе, и ряд академических химических институтов в Москве. Однако Сыркину с ним встретиться не удалось — академическое начальство, узнав о визите Полинга, срочно (и, по воспоминаниям сотрудников Я.К., в приказном порядке) отправило Сыркина на лечение в санаторий.

Жизнь советских академиков часто завершалась перепиской их родных институтов, академий и государственных органов об увековечении памяти почившего. Есть такая переписка и в деле академика Сыркина, однако ни в монументальном искусстве, ни в топонимике современной России имя Якова Кивовича Сыркина, равно как и Мирры Ефимовны Дяткиной, пока нигде не увековечено.

Но есть один удивительный памятник, который вполне можно считать данью памяти этим людям, пусть и обезличенной. На станции Московского метро «Менделеевская» под сводом центрального нефа на торцевой стене выбита таблица Менделеева. По бокам её украшают два скромных шестиугольника с разными наборами диагоналей. В них угадываются резонансные формулы бензола — хотя и не «канонические» структуры Кекуле и Дьюара, к которым мы привыкли, но всё же, вполне способные претендовать на роль скромного памятника теории резонанса и её «проводникам» в отечественной науке.

1. Сыркин. Применение физических методов в органической химии. Промышленность органической химии. 1937, No 6, с. 322–331.

2. Л. Паулинг. Природа химической связи. Москва, Ленинград: Госхимиздат, 1947. — 440 с.; Уэланд Дж.У. Теория резонанса и ее применение в органической химии. Москва: Госиздат ИЛ, 1948. — 463 с.; Уотерс У. Химия свободных радикалов. Москва: Издательство иностранной литературы, 1948. — 320 с.

3. Сыркин Я.К., Дяткина М.Е. Химическая связь и строение молекул. Учебное пособие. — М.: Госхимиздат, 1946. — 588 с.

4. Жданов Ю.А. Избранные труды A.M.Бутлерова // Большевик. 1951. №3. С.65–71.

5. Состояние теории строения в органической химии. Всесоюзное совещание 11–14 июня 1951 г. Стенографический отчет. М.: Изд. АН СССР, 1952.

6. Реутов О.А. К итогам Всесоюзного совещания по теории химического строения в органической химии // Вопросы философии. 1951. № 4.С.167–181.

Выпускник кафедры биофизики 2000 г., научный сотрудник НИИФХБ МГУ,

В.В. Птушенко