Памяти Н.А. Бульенкова

Н.А.Бульенков всегда с теплотой вспоминал члена-корреспондента АН СССР Кирилла Андреевича Большакова и академика Николая Васильевича Белова, которые оказали на него влияние на начальных этапах становления в науке. И впоследствии они неизменно приходили на помощь в сложные периоды его жизни. Николай Александрович часто повторял, что «надо помогать себе подобным».

Значение сделанного в науке Николаем Александровичем требует отдельного развернутого рассказа и анализа многими специалистами из разных областей – кристаллофизики, кристаллохимии, молекулярной биологии, теории эволюции и даже философских оснований методологии науки (некоторые, созданные им структурные модели, приведены в приложении). Поэтому мне представляется уместным вспомнить лишь отдельные эпизоды из 1990-х годов, когда мне посчастливилось общаться с Николаем Александровичем, знакомиться с его взглядами на многие вопросы материаловедения, быть участником многочисленных семинаров, на которые его приглашали рассказать о своих работах. При этом я неявно буду ссылаться на рассказы самого Николая Александровича.

Разносторонность интересов Николая Александровича в науке, по-видимому, обусловлена рано проявившимся интересом к проблемам материаловедения. Он вспоминал, как «с улицы» пришел в Институт кристаллографии АН СССР к академику Н.В.Белову со своей «склеенной» моделью некоторой структуры. Он сразу вошел в «ближайший круг» сотрудников Н.В. (так за глаза академика Н.В.Белова называли его сотрудники) и стал участником обсуждений конкретных структур, которые в то время «расшифровывали» в лаборатории. Несомненно, такой «научный треп» неоценимая школа для молодого человека, постигающего из первых рук все премудрости кристаллографии. В 50-е – 60-е годы активно развивалась полупроводниковая техника, а, следовательно, были востребованы ростовые технологии получения бездефектных кристаллов кремния, германия. В научной биографии Николая Александровича есть немало работ, выполненных по «закрытой» тематике полупроводникового материаловедения. Вообще с годами Николай Александрович проповедовал несколько базовых принципов теоретической научной работы – «заниматься теми объектами, которые хорошо изучены экспериментально» и «обсуждать научные проблемы с первыми людьми в этой области науки». Следовать этим принципам ему позволяла громадная эрудиция, приобретенная не только вследствие упорного самообразования в течение многих лет, но и в активном участии в многочисленных семинарах, которые в советские годы бывали практически еженедельно в различных академических институтах. «Семинар Ландау», «Семинар Капицы», «Семинар Тамма», «Семинар Даванкова», «Семинар Родниковой» – все они собирали многочисленные аудитории, когда не только заслушивались доклады, но и обсуждались актуальные проблемы и достижения отечественной и зарубежной науки. Скажем, знаменитый физический семинар академика В.Л.Гинзбурга в Физическом институте АН СССР собирался много десятилетий по средам, вход был свободный и в нем могли принять участие все желающие от студента до академика (на регалии не обращали внимание).

Основная проблема, которой занимался Николай Александрович (начиная с 80-х годов) – структуры связанной воды в биологических системах и проблемы их самоорганизации (см. в приложении пример фрактального самоподобия: T-кластер из 27 атомов и его фрактальный аналог на следующем иерархическом уровне организации из 1529 атомов). Конечно, обращение к столь фундаментальной научной проблеме произошло не случайно. По словам Николая Александровича, толчком послужили его работы по бездислокационному кремнию. В них впервые появились структурные модели модулей из тетракоординированных атомов и различные кооперативные механизмы формирования структур. Эти работы, по-видимому, можно считать поворотным моментом, поскольку с этого времени основные интересы Николая Александровича были направлены на создание моделей связанной воды в биосистемах, когда молекулы воды связываются между собой по системе сильных водородных связей (протон находится на линии кислород-кислород). Выяснилось, что структуры молекул воды, кроме моделей случайной сетки водородных связей, принятой для объемной воды или структуры льдов, могут формировать «скрученные/спиральные» структуры из одних «твист-ванн». Это была революция в моделировании гидратных оболочек, например биологических молекул и эти работы вызвали интерес не только кристаллофизиков, но и биофизиков, биологов. Они указывали путь для понимания возможной причины процессов самоорганизации в биосистемах, когда вода является матрицей жизни, как писал выдающийся биохимик А.Сент-Дьердьи. В те времена (1980-е годы) публикация столь неординарных результатов в научном журнале требовала обязательного доклада автора на научном семинаре. Несколько таких семинаров, в том числе на одном семинаре под руководством академика Б.К.Вайнштейна, состоялись и Институте кристаллографии АН СССР. Результатом горячих обсуждений и одобрения докладов явились публикации нескольких статей Николая Александровича в журнале «Кристаллография». Наверно, это был самый счастливый и одновременно сложный период в научной жизни Николая Александровича, поскольку новые результаты приходилось отстаивать в острых научных дискуссиях.

После опубликования ряда статей в журналах «Кристаллография» (см. библиографию) и особенно статьи «Возможная роль гидратации как ведущего интеграционного фактора в организации биосистем на различных иерархических уровнях», в журнале “Биофизика”, 1991, т.36, №2, с.181-243 (ее Николай Александрович всегда выделял особо), по воспоминаниям Николая Александровича, он сделал доклады на научных семинарах практически во всех академических институтах Москвы – химического, физического и математического профиля. Я уже не говорю о всероссийских и международных (Канада) конференциях.

Несколько слов об одной из ключевых публикаций Николая Александровича: Bulienkov N.A. «Three Possible Branches of Determinate Modular Generalization of Crystallography» in “Quasicrystals and Discrete Geometry”, Fields Institute Monographs, 1998, vol.10, p.67-134. Editor J.Patera, Amer. Mathem. Soc., Providence, R.I. Этой публикации предшествовала его поездка в Канаду (1994 год) на конференцию «Квазикристаллы и дискретная геометрия» в качестве приглашенного лектора (пленарный доклад), на которой собрались выдающиеся математики и физики всего мира. Достаточно упомянуть выдающегося физика Роджера Пенроуза, создателя знаменитой мозаики Пенроуза – модели, часто используемой для понимания структуры квазикристаллов. Николай Александрович был приглашен на эту конференцию Иржи Патерой, который в давние годы учился на физфаке МГУ, а затем оказался в Канаде, где долгие годы работал с математиком Бобом Муди (алгебра Каца-Муди). Боб Муди был настолько впечатлен докладом Николая Александровича на конференции, что написал письмо своему учителю, выдающемуся геометру XX века Гарольду Коксетеру с изложением основных результатов Николая Александровича. Г.Коксетер в ответ прислал Николаю Александровичу теплое одобрительное письмо. Эта история тем более поучительна, что в работах Николая Александровича существенную роль играют структуры, построенные на основе спирали 30/11 (спираль Бурдейка-Коксетера) и фрагмента структуры политопа {240}, открытых Коксетером в 30-е годы XX века. Интересно, что фрагмент политопа (его часть, спроектированную в евклидово пространство) Николай Александрович открыл, по-видимому, независимо, моделируя возможные механизмы структурных переходов в тетракоординированных материалах (кремний, алмазоподобные структуры см. библиографию). Этот кластер из 27 тетракоодинированных атомов с симметрией T-23 он называл T-кластер. Спираль 30/11 хороший пример того, что «идеи в воздухе витают». Николай Александрович как-то рассказывал, что к нему из Подмосковья приехал человек с моделью упаковки шаров с плотностью якобы большей, чем упаковка атомов в плотной упаковке кристаллов. Модель представляла собой упаковку шаров в стеклянном цилиндре, причем при определенном соотношении диаметра шаров и диаметра внутренней полости цилиндра шары укладываются в спираль с формулой 30/11.

Открыв целый мир возможных структур связанной воды на основе сильных водородных связей, он совершил прорыв в естествознании, используя фундаментальные результаты геометров, к которым он пришел независимо на совершенно других основаниях. Его мало беспокоили вопросы приоритета, и он всегда отмахивался от замечаний, что используемые им структуры встречаются у других авторов. На мой взгляд, открытый им мир приложений для моделирования структур связанной воды в биологии оказался настолько богат и практически неисчерпаем, что спорить о вопросах строгости подхода и частностях каких-либо доказательств, когда он вплотную подошел к решению проблемы эволюции, номогенеза, у него просто не было времени. Он связал два мира – биоорганики (существенная роль тетраэдрических атомов углерода) и структур связанной воды, выполняющих функцию своеобразных лесов (как говорил Николай Александрович) при самоорганизации биомолекул в иерархические структуры живой материи. Это дало ему ключ для размышления и решения ряда фундаментальных проблем молекулярной биологии.

Наиболее заметные семинары, о которых я знаю – семинар теоретического отдела ФИ АН СССР, которым после академика И.Е.Тамма руководил академик Е.Л.Фейнберг (1990), семинар под руководством члена корреспондента РАН С.П.Курдюмова в Институте прикладной математики РАН (1992 год). Семинар под руководством профессора С.С.Рышкова в Математическом институте РАН (1993 год).