Минус на минус, или Крупная удача советской ЯМР‑спектроскопии

Василий Птушенко,
НИИ ФХБ им. А. Н. Белозерского МГУ,
ИБХФ им. Н. М. Эмануэля РАН
«Троицкий вариант» №04(273), 26 февраля 2019 года

Василий Птушенко

Мне неоднократно приходилось писать об обеспечении советской науки приборами. Очевидно, для этого существовало лишь два принципиально возможных пути: произвести в пределах страны (серийно или в одной отдельно взятой лаборатории) или приобрести за рубежом. Оба пути имели свои сложности (иногда — непреодолимые). Однако в некоторых (пусть даже исключительных) случаях эти сложности по принципу «минус на минус» давали «плюс», обеспечивая непредвиденные («несистемные») возможности для роста науки в СССР. Здесь мне хотелось бы рассказать об одной очень частной, но яркой истории, известной на основании научно-исторических исследований и личных воспоминаний двух классиков ядерного магнитного резонанса (ЯМР) — Александра Владимировича Кессениха и Юрия Александровича Устынюка.

А. В. Кессених (из его личного архива)

История состоит из двух половин. Одна половина относится к деятельности известного эстонского ученого Энделя Липпмаа, начавшего свою научную деятельность в Таллинском политехническом институте в 1953 году сначала в области хроматографии, а затем переключившегося на химическую ЯМР-спектроскопию. Позже Липпмаа станет крупным деятелем науки (академиком-секретарем АН ЭССР, основателем и директором Института химической и биологической физики АН ЭССР), защитником окружающей среды (участником «фосфоритной войны» — борьбы против развертывания добычи фосфоритов в Эстонии в конце 1980-х), общественным и политическим деятелем (в частности, сыграет ключевую роль в обнаружении и обнародовании секретных протоколов к советско-германскому пакту 1939 года). Однако это всё будет позже, а с 1960-х он был лидером в области химической ЯМР-спектроскопии в СССР, пользовался авторитетом среди зарубежных коллег и, будучи членом многих оргкомитетов международных конференций и (с 1970 года) членом редколлегии журнала Organic Magnetic Resonance [1], стал, по выражению А. В. Кессениха, «Lühike jalg» [2] в Европу для советских ЯМР-щиков [3]. Рост авторитета Липпмаа в мире ЯМР был обусловлен, разумеется, его личными качествами ученого, но также и тем уровнем экспериментальной техники в его лаборатории (секторе), которого ему удалось достичь. В области спектроскопии ЯМР на тот момент одним из самых сложных узлов, определяющих класс прибора в целом, был магнит, к которому предъявлялись необычайно высокие требования. Однородность магнитного поля, достигавшаяся в приборах американской фирмы «Вариан», в течение многих лет была недостижимой для советских мастеров и вызывала самые фантастические подозрения — вплоть до того, что на «Вариане» делают полюсные наконечники магнитов из монокристаллического железа! [4]

А. Устынюк (фото: chem.msu.su)

Вторая половина истории происходила в Москве, в МГУ (частично она описана Ю. А. Устынюком на сайте химфака МГУ) [5], где в начале 1960-х также появился интерес к химической ЯМР-спектроскопии. В 1961 году профессор кафедры физической химии химфака МГУ Андрей Владимирович Киселёв (известный также как художник, реставратор и коллекционер живописи и произведений прикладного искусства) смог «выбить» у Минвуза валюту на закупку ЯМР-спектрометра. В отношениях с США в тот момент действовало эмбарго, поэтому закупить спектрометр у лидера разработок — американской фирмы «Вариан» — не было возможности. Прибор был заказан у японской фирмы «Джеол» (JNM-3 с рабочей частотой 60 МГц) и должен был поступить в МГУ в конце 1962 года. Однако сотрудник «Техснабэкспорта», ведший этот контракт, в последний момент вычеркнул из спецификации магнит, полагая, что уж «магнит-то и в России изготовить можно». После сказанного выше о магнитах для ЯМР-спектрометров очевидна наивность такого суждения. В итоге советский техснабовский чиновник получил крупную премию за экономию средств, а поставленный на химфак с такой прекрасной экономией японский недоприбор так никогда там и не заработал, простояв без дела практически целое десятилетие.

Предшественник JNM-3, первый прибор магнитного резонанса фирмы JEOL JNM-1 (1956) (фото с сайта JEOL)

Однако эта история получила неожиданное продолжение. «Блестящая» идея покупки ЯМР-спектрометра без магнита могла прийти в голову только советскому «эффективному менеджеру». Для японской фирмы она создала почти такую же (чуть меньшую) проблему, что и для покупателя, на котором сэкономили. Некомплектный магнит был выставлен фирмой на продажу с ощутимой скидкой и попал в поле зрения Липпмаа, который как раз в этот момент переходил в только что созданный Институт кибернетики АН Эстонской ССР и собирал «приборную базу» для новой лаборатории. В итоге — о чудо! —прекрасный японский магнит оказался в руках Липпмаа, внеся свой весомый вклад в рост научных достижений возглавляемого им коллектива, а вместе с ним — и в международный престиж всего советского ЯМР-сообщества!

Э. Липпмаа (фото: telegraph.co.uk)

Выяснилась же эта неожиданно счастливая судьба «располовиненного» прибора лишь десятилетие спустя, когда установились тесные и регулярные научные контакты группы Липпмаа и руководителя лаборатории ЯМР химфака МГУ Ю. А. Устынюка. Как-то в их разговоре всплыл рассказ о печальной судьбе первого прибора в МГУ, в которой Липпмаа узнал знакомые черты. «Та-а-а? Так этот магнит купил я!» Вопреки распространенному предубеждению о надуманности сюжетов мыльных опер, эти истинные события вполне могли бы стать основой для такого сюжета... правда, в мире спектрометров магнитного резонанса. «А нельзя ли и электронику к нему получить?» — спросил Липпмаа своего московского коллегу. В итоге химфак с облегчением продал эстонскому институту бесполезную груду железа, занимавшую место в течение десяти лет, и разлученные половины прибора счастливо «воссоединились». Японская электроника стала в Таллине основой для спектрометра ион-циклотронного резонанса, в экспериментах на котором Липпмаа попытался подойти к вопросу об определении массы покоя нейтрино (фактически же выполнил точные измерения разности масс ионов трития и гелия-3).

А. В. Киселёв (фото: chem.msu.ru)

Что же касается химфака МГУ, то, благодаря другой хорошо известной безалаберности советской системы (при которой заказанные приборы «терялись» в пути и/или попадали не к тем, кто их заказывал), он тоже не остался без столь нужного оборудования. Спустя два года после первой неудачи, в 1964 году, на химфак неожиданно пришел такой «потерявшийся» прибор, заказанный, как позже выяснилось, совсем другим институтом. И на химфаке была создана лаборатория ЯМР.

Так удивительно обилие сбоев и дефектов в системе снабжения науки привело к их частичной «взаимной компенсации» и росту соответствующих научных областей. Описанная история, мне кажется, с трудом вписывается в рамки «истории науки» — сухого объективного описания внутренних и внешних процессов, приводивших в конечном итоге к развитию научных представлений. Адекватным жанром здесь был бы скорее приключенческий роман. В то же время она позволяет подойти к парадоксу, почти неразрешимому для многих наших сограждан: если в системе организации науки были какие-то «нестроения», то как же могла у нас быть великая наука? Разумеется, не претендуя на общность, данная история может предложить один — яркий — пример разрешения этого парадокса. Говоря словами самого Липпмаа по поводу некоторых поспешных теоретических выкладок своего коллеги: «У вас неверное доказательство, но результат правильный. Вы тва раза ошиблись в знаке».

1. С 1985 года выходит под названием Magnetic Resonance in Chemistry.
2. «Короткая нога».
3. Кессених А. В. Наш «Lühike jalg» в Европу (воспоминания об эстонском физике и химике Энделе Липпмаа) // В сб.: Визгин В. П., Кессених А. В. (составители и редакторы) Научное сообщество физиков СССР. 1950−1960-е и другие годы. Вып. 2. СПб.: Изд-во РХГА, 2007, сс. 574−587.
4. Кессених А. В. Как у нас в СССР покоряли ЯМР. Развитие аналитических методов в СССР и России. Часть 2. Аналитика, №3 за 2016 год, сс. 90−100.
5. Ю. А. Устынюк. Как на химическом факультете появился первый спектрометр ЯМР и возникла наша лаборатория.