Пьер-Жиль де Жен. 1932–2007 бесплатное чтение

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

СЕРИЯ «НАУЧНО-БИОГРАФИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА»

Основана в 1959 году

РЕДКОЛЛЕГИЯ СЕРИИ

И ИСТОРИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ИНСТИТУТА ИСТОРИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ им. С. И. ВАВИЛОВА РАН ПО РАЗРАБОТКЕ НАУЧНЫХ БИОГРАФИЙ ДЕЯТЕЛЕЙ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ:

академик РАН Н. П. Лаверов (председатель редколлегии), академик РАН Б. Ф. Мясоедов (зам. председателя редколлегии), канд. ист. наук Л. А Жидкова (ученый секретарь комиссии), докт. техн, наук В.П. Борисов, докт. физ. – мат. наук В.П. Визгин, канд. техн, наук В. Л. Гвоздецкий, докт. физ. – мат. наук С. С. Демидов, академик РАН А. А Дынкин, академик РАН Ю. А. Золотов, докт. ист. наук С. С. Илизаров, докт. фило с. наук Э.И. Колчинский, академик РАН М.Я. Маров, докт. техн, наук А.В. Постников, докт. геол. – минерал, наук Ю. Я. Соловьёв

Ответственный редактор член-корреспондент РАН

В. Г. Куличихин

Рецензенты:

доктор физико-математических наук Е.И. Кац

доктор физико-математических наук А. Ф. Смык

© Российская академия наук и издательство «Наука», серия «Научно-биографическая литература» (разработка, оформление), 1959 (год основания), 2018

© Сонин А.А., 2018

© ФГУП Издательство «Наука», редакционно-издательское оформление, 2019

Предисловие

В книге рассказывается о жизни и научном творчестве выдающегося французского физика-теоретика Пьера-Жиля де Жена. Своими работами он внес важный вклад практически во все разделы физики конденсированного состояния, или «мягкой материи», являясь одним из пионеров этой новой области современной физики – «мягких веществ», как он их называл [см., например, I][1]. Это – магнетики, сверхпроводники, жидкие кристаллы, полимеры, явления перколяции, смачивания, адгезии и трения, гранулированные вещества, биофизика…

Де Жен был не только авторитетным ученым, но и крупным организатором науки. Например, он создал знаменитую группу по исследованию жидких кристаллов в Университете Орсе, долгие годы успешно работал на посту директора парижской Высшей школы инженерной физики и химии.

Его лекции воспринимались слушателями с неизменным интересом. Большая аудитория в Коллеже де Франс, в которой де Жен обычно выступал в бытность профессором этого заведения, всегда была полна студентами и коллегами, жаждущими услышать его.

Де Жен прекрасно писал. Многие из его научных трудов, в которых он доступно рассуждал о нетривиальных вещах, стали хрестоматийными и переведены на иностранные языки. Немало сил отдавал он и популяризации науки: публиковал научно-популярные книги, проводил занятия с учащимися школ страны.

Ученый всегда занимал активную жизненную позицию и никогда не боялся публично высказывать свою точку зрения по самым разным вопросам: организация науки, система образования, политика…

Многогранность личности де Жена доказывает и прошедший через всю его жизнь интерес к изобразительному искусству. Он хорошо рисовал и оставил после себя многочисленные графические работы, а в последние годы жизни пробовал свои силы в живописи.

Несмотря на все свои титулы и регалии, де Жен был чрезвычайно прост в общении и доступен для молодежи. Ученый очень любил своих детей (их у него – семеро) и многочисленных внуков.

Я признателен представительнице семьи де Жен М.-К. Пикар де Жен (дочери П.-Ж. де Жена), Ф. Брошар-Вьяр и Л. Плевер за их любезную помощь в подборе иллюстраций.

Я благодарю А.С. Сонина за полезные советы, послужившие улучшению качества книги; Д. Бечхофера, Д. Ланжевен и Ж. Проста – за проявленные интерес и внимание к моей работе; Е.А. Каца, А.Г. Петрова, Д. Пресса и Э. Эррота – за личные воспоминания об их контактах с П.-Ж. де Женом.

Я также признателен ответственному редактору книги В.Г. Куличихину и рецензентам Е.И. Кацу и А.Ф. Смык за конструктивную критику и ценные замечания.

Глава I

Семья. Детские и юношеские годы

История фамилии де Жен прослеживается вплоть до X в. В это время предки ученого – семья из графства Анжу – владела замком, носящим название «де Жен». Он был расположен на берегах Луары, между городами Анжером и Сомюром. Де Жены принадлежали к так называемым «дворянам мантии», т. е. людям, получившим дворянство за примерную гражданскую службу. Предки П.-Ж. де Жена занимали различные административные посты в области Пуату. Например, они заседали в местных парламенте и суде.

Ученый вспоминал [76, с. 351][2], что в XIX в. его родственники безуспешно пытались доказать, что род де Женов происходит от Оливье де Жена, упоминавшегося в «Песне о Роланде»[3]. По-видимому, этот Оливье был выходцем из швейцарского города Женевы и не имел никакого отношения к семье П.-Ж. де Жена.

Ученому удалось собрать обширную информацию, касающуюся своего генеалогического дерева. Де Жен проследил за развитием его ветвей в Пуату, Бретани и Анжу начиная с XV в. и обнаружил немало интересных фактов. Например, в эпоху Возрождения были написаны поэмы, посвященные юным госпожам де Жен. Или – во времена правления Людовика XIV некие де Жены занимали ответственные должности при королевском дворе.

Наиболее знаменитым предком П.-Ж. де Жена был адмирал Жан-Батист де Жен. Предпринятая им морская экспедиция описана в книге «Рассказ о путешествии, совершенном в 1695, 1696 и 1697 гг. к берегам Африки, по Магелланову проливу, к Бразилии, Кайенне и Антильским островам, осуществленным эскадрой королевских судов под командованием господина де Жена». Труд этот был составлен одним из членов экипажа, неким Франсуа Форже.

В то время Франция боролась с Англией и Голландией за морское господство, дававшее преимущество в развитии колоний. Магелланов пролив был стратегическим путем к золотым и серебряным копям Перу. Поэтому намерение Ж.-Б. де Жена создать французскую колонию по берегам пролива было вполне объяснимо.

Во главе эскадры из шести кораблей адмирал покинул Ла-Рошель 3 июня 1695 г. и направился сначала к берегам Африки, где захватил принадлежавший англичанам форт Джеймс в Гамбии. Затем он пересек Атлантический океан и достиг берегов современных Бразилии и Аргентины. Адмирал вошел в Магелланов пролив в феврале 1696 г. (теперь в его честь названа одна из рек в районе пролива).

Однако неблагоприятные погодные условия и недостаток продовольствия заставили Ж.-Б. де Жена повернуть обратно. Возвращаясь, он закрепил французское присутствие в одной из колоний – нынешней Французской Гвиане. В результате 12 июля 1698 г. королевским декретом Ж.-Б. де Жену был дарован титул графа, и он был назначен губернатором Гвианы.

Адмирал поселился в Гвиане, на берегу р. Ойак. Однако в 1700 г. его рабы восстали и разграбили имение своего хозяина… Ж.-Б. де Жен был также губернатором одного из Антильских островов – Сен-Кристоф, но остров у него отобрали англичане в 1704 г. Адмирал был обвинен в государственной измене и трусости, проявленной перед лицом врага. Его отправили во Францию, для того чтобы там казнить, но во время путешествия ему удалось бежать в Англию, где он вскоре умер. Впоследствии король реабилитировал Ж.-Б. де Жена посмертно.

Естественно, что во время французской революции предки П.-Ж. де Жена были на стороне шуанов[4]. Один из них участвовал в высадке иммигрантов-роялистов, организованной при помощи англичан, на полуострове Киброн на южном побережье Бретани в 1795 г. Вследствие этого семья де Женов лишилась всего накопленного состояния, и предки ученого влачили жалкое существование в течение почти всего XIX в.

Благосостояние семье де Женов вернул дед ученого, Поль, который стал известным врачом и был одним из основателей парижской больницы Бусико (hôpital Boucicaut)[5]. Он женился на бразильянке Женни Барбозе Тиноко. Их дети: старший, Робер, и младший, Люсьен, также получили медицинское образование. Став врачом, Робер, отец П.-Ж. де Жена, отправился в 1911 г. на военную службу (которая в то время длилась три года). Из-за начавшейся Первой мировой войны он оставался военным врачом целых семь лет. Медицинская карьера Люсьена, дяди ученого, развивалась в более благоприятных условиях. Он приобрел репутацию тонкого диагноста и стал очень известным эндокринологом.

Де Жены придерживались католической веры, тогда как семья матери ученого, Ивонны Морен-Пон, была протестантской. Ивонна изучала историю своего рода, и ей удалось проследить за своими предками начиная с XVII в.

Самые древние представители ее семейства происходили из французского департамента Дром. Оставив все нажитое добро во Франции, они были вынуждены иммигрировать в швейцарскую Женеву после отмены Нантского эдикта[6].

Вначале члены семьи Морен-Пон были в Швейцарии цирюльниками. Однако в 1805 г. молодой человек по фамилии Пон убедил женевских банкиров помочь ему создать в экономически бурно развивающемся Лионе ссудную кассу. Это событие положило начало целой династии банкиров, которые основали известный лионский банк «Вдова Морен-Пон» («Veure Morin-Pons»), названный так в честь одной из представительниц рода. В конце XIX в. ей удалось спасти банк, когда его кассир сбежал со всеми деньгами. Банк «Вдова Морен-Пон» просуществовал вплоть до 1996 г., когда был приобретен банком Санпаоло.

Среди примечательных предков Ивонны был, например, Жак Бернар (1795–1890), происходивший из протестантской семьи из горного массива Севенн. Он разводил шелковичных червей, преуспел в торговле шелком и стал заметной фигурой в Лионе и мэром городского квартала Бротто (Les Brotteaux), в котором осушил болота во времена правления Луи-Филиппа. Ж. Бернар любил живопись и собрал неплохую коллекцию картин, экспонирующуюся теперь в музее Лиона.

Прадед ученого Анри Морен-Пон выполнял обязанности банкира только по долгу службы. Его увлечениями были нумизматика и опера. Он составил хрестоматийный труд «Нумизматика феодального периода области Дофине» и написал несколько романтических опер, либретто которых сохранились у П.-Ж. де Жена.

Сын Анри, дед ученого, Поль Морен-Пон[7], пошел еще дальше в развитии этой логики. Он никогда не ходил на службу в банк, жил за счет ренты, а затем занимал пост консула Австро-Венгрии в Лионе. Его первой женой была красивая англичанка Мери Лиф. В этом браке и родилась Ивонна, мать П.-Ж. де Жена. Однако сразу после ее появления на свет родители расстались и практически не занимались воспитанием девочки. Ее мать снова вышла замуж за статного офицера кавалерии, с которым переезжала из гарнизона в гарнизон. А ее отец часто уезжал за границу. В 1900-х годах он путешествовал на лошади по Балканам. Затем вместе со своей второй женой, молодой итальянкой Антуанеттой, которую все звали Ньетта, каждое лето проводил либо в Венгрии, на берегах оз. Балатон, либо в Венеции. У П.-Ж. де Жена сохранились их старые кожаные чемоданы, с наклейками отелей, в которых они останавливались. По словам ученого, «они вели жизнь, которую трудно представить себе сегодня» [76, с. 12]. Будучи ребенком, а потом подростком, П.-Ж. де Жен неоднократно гостил в этой семье, которая, по его выражению, «ни в чем не нуждалась».

Ученый вспоминал: «У моей тети Мадлен (сводная сестра матери Пьера-Жиля. – А.С.) был великолепный дом с большим парком недалеко от Лиона. Она была отчаянной бонапартистской, и все комнаты ее жилища были украшены сувенирами, относящимися к императору. В детстве я сильно интересовался военными компаниями времен Империи, поэтому хорошо ладил с тетей» [76, с. 12].

В детские годы де Жен посещал Швейцарию. «Мы также ездили в Швейцарию, – пишет он, – где нас принимали в роскошных домах. Я мог бы составить обширный список моих кузенов и кузин, живших на берегах Женевского озера. Дом, в котором проходили переговоры между правительством де Голля и участниками алжирского сопротивления, кстати, раньше тоже принадлежал нашей семье» [76, с. 12].

Маленького де Жена также иногда приглашали принять участие в охоте, устраиваемой по выходным в регионе Солонь его дядями: «Они мчались на старом черном автомобиле с казавшейся мне головокружительной скоростью. Мне очень нравились эти выезды на охоту, когда мы брели с собаками по берегам ручьев» [76, с. 12–13].

Юный де Жен вынес из семейного окружения умение держаться и скромную элегантность молодых людей из дворянско-буржуазной среды. С этими качествами он не расставался на протяжении всей своей жизни (ведь от отца он унаследовал титул графа!) Однако, став взрослым, он отдалился от светского общества и появлялся в нем лишь по редким поводам.

Маленькая Ивонна, будущая мать де Жена, провела свое детство в большой семье Морен-Пон, где была окружена заботой, но чувствовала себя несчастной без общения с родителями, покинувшими ее. В мае 1913 г. она в первый раз вышла замуж, но ее брак быстро распался, и это нанесло ей душевную рану.

Когда началась Первая мировая война, Ивонна решила стать военной медсестрой и после шестимесячного обучения была отправлена на фронт. Ухаживая за ранеными, она никогда не опускала руки и проявляла завидную силу духа и преданность своему делу, чем заслужила уважение коллег-врачей. Ей пришлось увидеть самые страшные сражения войны: битву при Вердене[8], наступление Нивеля[9].

В 1917 г. в одном из прифронтовых сельских госпиталей она встретила Робера де Жена, молодого военного врача, мобилизованного сразу же по окончании учебы в университете. Робер обладал представительной внешностью. От отца он унаследовал благородную осанку и манеру держаться, а от матери – смуглую кожу и темные глаза. Ивонна поддалась чарам Робера, и все свободное время молодые люди проводили вместе, строя проекты своей жизни в послевоенное время. Но война, казалось, не кончится никогда. Каждый день они видели смерть вокруг себя.

После того когда, наконец, в ноябре 1918 г. было подписано перемирие, они смогли поселиться в престижном XVI[10]округе Парижа в красивых апартаментах на авеню Камоэнс (avenue Camoëns), рядом с современным дворцом Шайо (Palais de Chaillot). В этой квартире Робер открыл свой медицинский кабинет, пользовавшийся большим успехом у англичан и американцев. Этому способствовало то, что Ивонна, выполнявшая там роль секретарши, свободно владела английским (родным языком ее матери).

Родители П.-Ж. де Жена поженились 18 декабря 1919 г. Первые десять лет их супружеской жизни были счастливыми, но затем (примерно с 1930 г.) отношения стали постепенно разлаживаться, в основном из-за тяжелого характера Ивонны. Нередко она была жесткой и неудержимо своевольной, и с ней было трудно находиться под одной крышей. Порой она осыпала своего собеседника потоком слов, в котором он просто захлебывался и тонул.

Покладистому и терпеливому по натуре Роберу все труднее было с ней уживаться. Он все более отдалялся от жены, предаваясь разным случайным увлечениям. Постепенно жизнь с Ивонной стала для него абсолютно невыносимой, Робер уже не мог терпеть ее бесконечных упреков и думал о том, чтобы положить конец их браку.

Именно в это трудное для семьи де Женов время и появился на свет Пьер-Жиль. Это случилось 24 октября 1932 г. в Париже.

Однако рождение малыша уже не смогло спасти отношения его родителей. Когда мальчику было всего лишь несколько месяцев, Ивонна, понимая, что ее брак потерпел фиаско, с неожиданной решимостью покинула сына и мужа и отправилась в странствия по Европе, в ходе которых добралась аж до Турции! Это путешествие помогло ей преодолеть боль, вызванную неудачным замужеством. Впоследствии она говорила в свое оправдание: «У меня не было никакого желания заниматься с ребенком, который не умел еще говорить» [76, с. 14].

Пока мать отсутствовала, маленький Пьер-Жиль жил с отцом и гувернанткой Марией, ставшей его кормилицей. Ивонна вернулась лишь через три года и сразу же забрала маленького Пьера-Жиля от отца. Отныне она больше не расставалась с сыном. Сначала они жили в Версале, а затем перебрались в Париж, на улицу Фантен-Латур (rue Fantin-Latour), опять же в XVI округе, поблизости от берега Сены. Теперь Пьер-Жиль видел отца только по выходным и во время каникул.

Впоследствии, как писал ученый, он не страдал от того, что его родители жили отдельно друг от друга, так как, по-видимому, привык к этому с самого раннего детства. Тем более, что между Ивонной и Робером сохранились уважительные отношения, даже несмотря на то что отец снова (и опять неудачно) женился в 1936 г. на красивой, но скандальной американке Элис Конвей. Маленький де Жен с легкостью и радостью перемещался из жилища матери к отцу и обратно. Обладавший спокойным и уравновешенным характером, Робер никогда не повышал на сына голос и очень баловал его. Ивонна, не смотря на свою эмоциональность, старалась быть с мальчиком построже и редко выказывала внешние проявления любви к нему. С очевидностью давало знать о себе ее протестантское воспитание.

Начавшаяся Вторая мировая война резко изменила жизнь Пьера-Жиля. 3 сентября 1939 г., после вторжения Гитлера в Польшу, Франция объявила Германии войну. Уже весной 1940 г. немецкие войска вторглись во Францию, и появилась угроза оккупации Парижа.

В дополнение ко всем бедствиям военного времени в 1939 г. у семилетнего Пьера-Жиля обнаружились проблемы с легкими. Мальчик постоянно кашлял, задыхался и испытывал боли в груди. Робер диагностировал плеврит и опасался дальнейшего развития у сына туберкулеза. Он настоял на том, чтобы Пьер-Жиль вместе с мамой уехал из столицы в горную местность, где свежий воздух был бы целительным для ребенка.

В начале 1940 г. Пьер-Жиль и Ивонна провели некоторое время в Аркашоне, на атлантическом побережье Франции. Но город был вскоре оккупирован немцами, и они были вынуждены вернуться в Париж. Но и там смогли оставаться недолго. Враг приближался[11], город уже покинули три четверти его жителей.

В последний раз Пьер-Жиль видел отца на перроне Лионского вокзала, когда Робер провожал их с матерью в Гренобль, откуда они затем должны были отправиться в Альпы, в городок Виллар-де-Ланс.

Потом Пьер-Жиль регулярно получал от отца почтовые открытки. Робер чувствовал себя одиноко. С началом войны его супруга Алис предусмотрительно уехала в Америку, и он целиком посвящал себя работе в военном госпитале, куда был мобилизован с самых первых дней боевых действий. Как вспоминал потом де Жен, тон этих открыток был деланно бодрым – отец описывал свою жизнь в радужных тонах. Например, он рассказывал, как приютил большую бездомную собаку, и как гувернантка Мария ругала его, потому что ей нечем было ее кормить. Он убеждал сына в том, что их вынужденное расставание необходимо, для того чтобы подлечить его легкие. В конце каждого послания он крепко обнимал своего «малыша» [76, с. 18].

Робер де Жен внезапно умер в 1941 г. в возрасте 51 года от сердечного приступа – точно так же как и его отец, Поль де Жен, в 1918 г. Ивонна не взяла Пьера-Жиля с собой на похороны, на парижское кладбище Монруж, не решившись въезжать вместе с сыном в оккупированную немцами часть страны.

Де Жен впоследствии вспоминал, что смерть отца, несомненно, была для него ударом. Однако его переживания смягчала привычка к разлуке с отцом, которого он не видел более полутора лет [76, с. 18].

Несмотря на это, общение с ним значило для мальчика очень многое. Он был сильно привязан к папе и подсознательно чувствовал, что тот был несчастлив в последние годы. Отец представлялся Пьеру-Жилю «вызывающим робость господином с воспитанием прошлого (XIX. – А.С.) века» [76, с. 18]. Робер был человеком с благородными манерами истинного дворянина, убежденным роялистом и вывешивал французский флаг в день памяти Жанны д’Арк[12]. Однажды, увидев, что Пьер-Жиль что-то насвистывает, отец сделал ему замечание, сказав, что свистят только мужланы. По воспоминаниям де Жена «это был спокойный и мягкий человек. Он никогда не выходил из себя. Он обладал своего рода бразильским хладнокровием, которое и я, возможно, унаследовал от него. Меня трудно втянуть в какие-либо дискуссии, за исключением тех случаев, когда дело идет о науке» [76, с. 15].

Де Жен был очарован горами – сначала в окрестностях Виллар-де-Ланса, а затем вблизи города Барселоннеты, недалеко от итальянской границы, куда они впоследствии переселились вместе с матерью и где Пьер-Жиль провел все военные годы. Эту любовь к снегу, лежащему на вершинах, к горному воздуху особой чистоты и глубокому звездному небу на высоте он пронес через всю жизнь…

Ивонна, прошедшая Первую мировую войну, и во время Второй вела себя очень мужественно. Так, в захваченной немцами Барселоннете она много помогала преследуемым евреям.

Она неоднократно ездила в Париж по семейным делам и была даже однажды арестована немецким патрулем при нелегальном въезде в оккупированную зону страны. Во время своих регулярных отъездов она оставляла сына либо в пансионе для детей, либо на попечении знакомых, а иногда он оставался дома и один.

В одном из интервью де Жен вспоминал, что во время войны Барселоннета была сначала оккупирована итальянцами, а потом, после их капитуляции, пришли немцы. Когда войска союзников высадились в Нормандии, город был на короткое время освобожден силами французского сопротивления, а затем снова оккупирован немцами, которые начали беспощадные репрессии среди мирных жителей – каждый день расстреливали по пять человек, выбранных наугад.

В то время Пьеру-Жилю было двенадцать лет; его мама уехала по делам на некоторое время, и он остался дома совершенно один. «Я спал дома, а по утрам и вечерам ходил в занятую немцами школу, чтобы там поесть. Однажды я был схвачен четырьмя немецкими часовыми, охранявшими вход в школу. Они прижали меня к стене, направив на меня дула винтовок. Я подумал, что настал мой последний час. Но немцы, оказывается, только хотели помешать мальчишке, которым я тогда был, увидеть, как за стеной расстреливают арестованных» [78].

Ивонна была сторонницей домашнего обучения. Вдобавок опасалась за слабое здоровье сына и в результате не отдавала его в школу вплоть до одиннадцати лет. Пьер-Жиль впервые пошел только в пятый класс, а до этого учился дома. Мальчик появился на свет, когда его родителям было уже за сорок. Их друзья имели детей, которые были значительно старше него. Поэтому в детстве он мало общался со сверстниками. Де Жен впоследствии плохо переносил одиночество и всегда испытывал необходимость быть окруженным людьми.

Ивонна была убеждена, что ее сын обладает исключительными способностями и не уставала повторять ему, что он – лучший. Действительно, Пьер-Жиль очень рано научился читать и уже в детстве был чрезвычайно любопытным и легко все запоминал. Неудивительно, что Ивонна хотела, чтобы ее сын получил блестящее образование.

Домашним образованием ребенка целиком занималась мама. В частности, она обучала Пьера-Жиля английскому языку (которому выучилась от своей матери англичанки), читая ему книги англоязычных авторов, например, «Трое в лодке, не считая собаки» Джерома Клапки Джерома. Еще она учила его рисованию, к которому у мальчика рано проявились способности. А нанятый репетитор преподавал Пьеру-Жилю математику, в которой Ивонна ничего не понимала.

Ивонна также читала сыну мемуары наполеоновских генералов. А юный де Жен, впечатленный услышанным, рисовал цветными мелками на паркетном полу их маленькой двухкомнатной квартиры планы наполеоновских баталий.

В августе 1944 г. Барселоннета была освобождена американцами. А уже в сентябре де Жен с матерью покинули этот городок и отправились в столицу, дорога в которую, идущая через Лион, была только что расчищена от немцев.

В Париже де Жен учился в лицее Клода Бернара (lycée Claude Bernard) в XVI округе, где вначале в равной степени проявлял интерес и к гуманитарным, и к точным наукам. Тяга к последним стала со временем преобладать, в частности, благодаря многократным посещениям парижского Дворца открытий (Palais de la découverte), – музея науки, открытий и изобретений – и встречам со знакомым Ивонны, известным французским физиком Эдмоном Боэром. Боэр был академиком и профессором Коллежа де Франс (Collège de France)[13], учеником Жана Перрена и Поля Ланжевена и одним из первых физиков во Франции, понявшим квантовую механику. Де Жен не знал, каким образом его мать познакомилась с Боэром, но тот вскоре стал другом их семьи и первым наставником юного Пьера-Жиля на его пути постижения науки.

Сам де Жен вспоминал, что «впервые встретился с прекрасной наукой» в возрасте пятнадцати лет именно с помощью Боэра. Благодаря ему произошло также знакомство мальчика со знаменитым итальянским физиком-ядерщиком Джузеппе Оккиалини, одним из открывателей π-мезона. Это случилось в Англии, в Бристоле, куда мама отправила Пьера-Жиля во время каникул совершенствоваться в английском языке. Де Жен рассказывал: «Знакомый моей мамы (Э. Боэр. – А.С.) рекомендовал меня одному профессору. Я помню, как поднялся в верхнее помещение большой башни ложно-готического стиля. Там я обнаружил человека, который в полумраке рассматривал фотографии, длиной примерно метров в десять. Это был итальянский физик Оккиалини. Он объяснил мне, что на фото представлены траектории элементарных частиц. Я снова встретился с ним через много лет. Он полностью забыл мальчугана, для которого когда-то открыл физику высоких энергий» [79, с. 7].

Несмотря на то что уже в лицейские годы Пьер-Жиль много занимался, ему были не чужды и обыкновенные увлечения юности. Он научился кататься на коньках и часто ходил на каток, ездил по Парижу на роликах, играл в теннис… Но главным его хобби в это время был джаз. С друзьями он любил посещать знаменитый парижский джазовый клуб Сен-Жермен (Club Saint-Germain). Пьер-Жиль самостоятельно неплохо научился играть на гитаре и даже создал в 1949 г. вместе с двумя своими товарищами джазовую группу. Де Жен также полюбил и начал понимать классическую музыку. В это же время зарождается развившаяся затем его любовь к изобразительному искусству и рисованию.

На каникулы мать всегда отправляла его в горы к своим знакомым в разные протестантские семьи. Там де Жен научился кататься на горных и равнинных лыжах. Общаясь с членами этих семей, он заинтересовался протестантской верой и постепенно принял ее.

В 1948 г. Ивонна купила старую ферму с домом в Альпах, около г. Орсьера. Вначале там было трудно жить из-за отсутствия элементарных удобств, но со временем дом был приведен в порядок и стал комфортабельным. Эта ферма в течение многих лет служила пристанищем семейства де Жен. Пьер-Жиль любил отдыхать там с детьми и друзьями.

В том же году де Жен перешел в лицей Сен-Луи (lycée Saint-Louis) в VI округе Парижа, известный высоким уровнем преподавания и многочисленными окончившими его знаменитостями. Получив степень бакалавра по окончании лицея, Пьер-Жиль решил готовиться к конкурсным экзаменам в Высшую нормальную школу (École normale supérieure – ENS). Он посещал исчезнувший сегодня подготовительный класс. Там по усиленным программам в течение двух лет юный де Жен изучал математику, физику и биологию.

Глава II

Высшая нормальная школа

Высшая нормальная школа расположена в V округе Парижа, в так называемом Латинском квартале (Quartier latin)[14]. Она была основана во времена Французской революции, в 1794 г., и является самым престижным высшим учебным заведением Франции, воспитывающим будущую элиту страны.

В 1951 г. де Жен с блеском сдал вступительные экзамены в Нормальную школу. По этому случаю дядя Люсьен купил ему в подарок небольшой мотоцикл, на котором счастливый Пьер-Жиль летом пересек всю Францию от Парижа до средиземноморского побережья, а потом до Альп, останавливаясь на ночлег в молодежных хосписах.

Ивонна была очень довольна успехом сына, но считала его закономерным. Своим знакомым она сообщала, несколько преувеличивая, что он сдал экзамены в Нормальную школу «с самым лучшим результатом за всю ее историю…» [76, с. 53]. На самом деле де Жен был самым лучшим только из всех выпускников подготовительного класса…

Для всех французских высших школ был характерен обряд посвящения новичков в студенты. В Нормальной школе он состоял из трех частей. Сначала новички, выстроившиеся в ряд, должны были по очереди поклониться «Mère» – массивному скелету мегатерия, ископаемого млекопитающего, вымершего 10 тыс. лет назад. Этот скелет хранился в библиотеке школы, а во время обряда «Мега» обозначался парой носков.

Затем каждому новичку давалось какое-нибудь задание. Так, Пьеру-Жилю было поручено переодеться в форму бойскаута и вместе с другим новичком (будущим историком), одетым в костюм кюре, пойти в таком виде попить чаю в одной из самых шикарных парижских кондитерских на улице Риволи. В качестве доказательства выполненной миссии товарищи принесли сделанные в кондитерской фото друг друга.

И, наконец, вечером того же дня все новички должны были пробежать вокруг Пантеона с головами, закрытыми одеялами, завывая, словно призраки. Обряд посвящения в студенты заканчивался ужином всеобщего примирения.

Впоследствии де Жен выступал против обычно довольно жестоких обрядов посвящения в студенты высших школ. Однако при этом отмечал, что такой обряд в Нормальной школе «был одним из самых симпатичных, и ни у кого не осталось о нем травмирующих воспоминаний» [76, с. 57].

Став студентом Нормальной школы, Пьер-Жиль с удовольствием переселился в общежитие, так как это позволило ему избавиться от постоянной воспитательской опеки матери, которая уже начала тяготить его.

Все студенты школы много времени проводили вместе: и на занятиях, и в общежитии, а также устраивали совместные развлечения. Де Жен старался не отрываться от коллектива, однако нередко уезжал куда-нибудь один на своем мотоцикле. Его сокурсники видели иногда разных женщин, выходящих из комнаты Пьера-Жиля в общежитии, и это давало им повод приписывать ему многочисленные любовные приключения. Естественно, что представительницы слабого пола занимали воображение юного де Жена, но он старался не распространяться о своих похождениях в кругу товарищей.

Основное время будущий ученый все же посвящал занятиям. Студенты Нормальной школы были более или менее свободны в выборе курсов лекций для посещения. Следуя этому правилу, Пьер-Жиль не особенно жаловал занятия по математике, считая, что будущему физику скорее нужно получить навыки практического применения этой науки, чем изучать теорию. Он также исключил из своей учебной программы все занятия, начинавшиеся рано утром (в восемь часов), однако не пропускал ни одной лекции по физике, читаемой в стенах Нормальной школы.

В 50-е годы прошлого века во Франции наметилось некоторое отставание в физической науке от передового международного уровня (главным образом американского), что было в основном последствием двух мировых войн. Поэтому лекции по физике, читаемые в это время в различных французских университетах, не всегда соответствовали самым последним достижениям естествознания. Например, по мнению де Жена, курсы физики, преподаваемые в Сорбонне в 1950-е годы, отражали эту науку такой, какой она была в XIX в. (во времена формулировки уравнений Максвелла), а статистическая физика и квантовая механика вообще не освещались [76, с. 59]. Нормальная школа, собравшая многих лучших французских физиков, закономерно была счастливым исключением – эта наука там преподавалась на достойном уровне.

В Нормальной школе де Жен слушал курс физики Альфреда Кастлера, ведущего специалиста в области оптики и спектроскопии, нобелевского лауреата 1966 г. Посещал он и лекции Ива Рокара, директора лаборатории физики Нормальной школы, участника французского Сопротивления, исследователя, интересующегося в равной степени астрофизикой, механикой и физикой атмосферы[15].

Однако Пьеру-Жилю не очень нравились лекции по квантовой механике. Их в Нормальной школе читал уже немолодой знаменитый ученый Луи де Бройль по конспектам и очень тихим голосом, так что ему практически не удавалось удерживать внимание студентов.

Де Жен слушал и некоторые лекционные курсы по физике, преподаваемые вне стен Нормальной школы. Так, например, он ходил на лекции научного наставника своей юности, Эдмона Боэра, который читал в Институте Кюри (Institut Curie)[16] небольшой вводный курс по статистической и квантовой физике.

В Нормальной школе Пьер-Жиль научился самостоятельно работать с книгами. Например, он восполнил недостаток знания по квантовой механике, глубоко изучив ее по уже имевшимся тогда нескольким хорошим книгам. Так, монографию знаменитого английского физика Поля Дирака он прочел в своей комнате за одну ночь наедине с бутылкой коньяка и пачкой сигарет [76, с. 62]. Примеру де Жена последовали и некоторые из его товарищей.

Будучи студентом (в 1953 г.), Пьер-Жиль начал читать и первые научные статьи. Среди них были работы по жидкому гелию американца Ричарда Фейнмана, нобелевского лауреата 1965 г., которые существенно повлияли на формирующийся научный стиль де Жена. Эти статьи заставили его отказаться от повсеместного применения математического формализма при решении физических задач, а искать в исследуемой проблеме прежде всего физический смысл.

В эти же годы проявились и политические взгляды де Жена. Он был ярым антикоммунистом, и, в частности, это была одна из причин, по которой он мало общался со студентами гуманитарных специальностей школы – многие из них слишком увлекались марксизмом.

В Нормальной школе Пьер-Жиль приобщился не только к физике, но и к другим естественным наукам, например, к биологии и геологии. В июле 1952 г. де Жен вместе со своими однокашниками-натуралистами – Максимом Гинбо, Пьером Фаваром, Жаком Синьоре и Жаном-Полем Блохом (первые трое из них впоследствии преуспели в науке) – предпринял физически очень трудную экспедицию в Исландию для изучения флоры и полезных ископаемых острова. Результатом этого путешествия стал снятый ими любительский фильм.

В 1953 г. Пьер Эгрен, сотрудник лаборатории физики Нормальной школы, отобрал Пьера-Жиля (из большого числа студентов) для участия в летней школе по теоретической физике в местечке Лез-Уш во французских Альпах. Среди других троих избранных был и однокашник де Жена, друг и в какой-то степени соперник, Филипп Нозьер, впоследствии известный физик-теоретик.

Эта школа для начинающих исследователей и студентов была организована молодой исследовательницей Сесиль Моретт-де Витт, которая была замужем за американцем Брайсом де Виттом, работала в США и понимала отставание французской физической науки от американской. Целью школы и было способствовать уменьшению этого разрыва.

По просьбе Сесиль известный архитектор Альбер Лапрад предоставил для участников школы несколько шале с чудесным видом на массив Монблана. Она также смогла организовать финансирование мероприятия, продолжавшегося целых два месяца, и пригласила в школу в качестве лекторов многих известных физиков. Среди них были один из изобретателей транзистора Уильям Шокли, известный специалист в области квантовой теории твердого тела Рудольф Пайерлс, а также один из пионеров квантовой физики Вольфганг Паули. Школа позволила молодежи не только многое почерпнуть из лекций известных физиков, но и пообщаться с ними в неформальной обстановке.

Мероприятие произвело на Пьера-Жиля и его друга глубокое впечатление. Де Жен вспоминал: «С этой летней школы я вернулся преображенным: именно там родилось мое призвание к физике» [76, с. 71].

В конце работы школы по предложению Пайерлса студенты должны были написать небольшой доклад на одну из заданных тем. На эту работу отводилось всего 24 часа. Де Жен подготовил доклад на тему «Адиабатичность в термодинамике и квантовой механике», очень понравившийся Пайерлсу.

В течение всего третьего года обучения в Нормальной школе студентам полагалось пройти стажировку в одной из научных лабораторий. До поездки в Лез-Уш Пьер-Жиль решил стажироваться в лаборатории Э. Боэра в Институте Кюри, но после школы в Лез-Уше он счел тематику, которой занимался в то время Боэр (определение состава газов спектроскопическими методами), несколько устаревшей. Тактично отказавшись от стажировки в Институте Кюри, он вместе с Ф. Нозьером провел год в группе по исследованию полупроводников, возглавляемой уже упоминавшимся П. Эгреном, в Нормальной школе. Именно здесь де Жен впервые начал заниматься наукой.

Пьеру-Жилю повезло с научным наставником. П. Эгрен впоследствии стал одним из главных представителей французской школы полупроводников, а также выдающимся администратором, занимая в 1978–1981 гг. пост министра науки Франции.

В начале 1950-х годов молодой, энергичный и полный идей доцент, а затем профессор Эгрен создал в Нормальной школе по поручению директора лаборатории физики И. Рокара группу по исследованию полупроводников. Эгрен только что вернулся во Францию из Соединенных Штатов, где в послевоенные годы занимался исследованиями в области электроники в Питтсбургском Университете Карнеги-Меллон и в 1948 г. получил там степень доктора философии (PhD).

Сначала Эгрен (будучи сам теоретиком) предполагал использовать Пьера-Жиля в качестве экспериментатора. Однако первые шаги юного де Жена на этом поприще были неудачными. Например, он без успеха пытался изготовить тонкие пленки германия с помощью предложенного Эгреном электрохимического метода. Не получалось у Пьера-Жиля и синтезировать необходимые ему для исследования кристаллы окиси магния, используя методику Вернейля[17]. Не преуспел на ниве эксперимента и его друг Ф. Нозьер.

Затем, увидев в молодом де Жене способности к теоретической деятельности, Эгрен поручил ему разобраться в только что опубликованной теории возникновения динамической ядерной поляризации в парамагнетиках, приводящей к резкому усилению спектров ядерного магнитного резонанса (ЯМР), так называемом эффекте Оверхаузера[18], и сделать доклад на эту тему на лабораторном семинаре.

Пьер-Жиль успешно справился с заданием. На семинаре присутствовало много ученых и студентов из парижского региона, включая известного физика русского происхождения, специалиста в области физики твердого тела и, в частности, ЯМР Анатоля Абрагама, задававшего докладчику немало «каверзных» вопросов. Де Жен уверенно держался перед большой аудиторией и грамотно отвечал на все вопросы. После семинара Абрагам сказал Эгрену про Пьера-Жиля: «Этот увалень далеко пойдет» [76, с. 75].

Сам де Жен впоследствии признавал, что стажировка в группе Эгрена немало дала ему и его однокурсникам, а про Эгрена говорил: «Мы очень многим ему обязаны» [76, с. 76]. Эгрен был по-настоящему увлеченным наукой человеком, очень скромным и простым в общении. Он относился к своим студентам как к коллегам и щедро делился с ними многочисленными идеями, далеко не всегда утруждая себя публиковать их. Например, как вспоминал Ф. Нозьер [76, с. 75], Эгрен первым изобрел полупроводниковый лазер, но не запатентовал его. Он давал возможность своим студентам участвовать в конференциях (что было редкостью в то время). Так, благодаря своему шефу Пьер-Жиль поехал на первый в своей жизни международный конгресс по полупроводникам в Амстердаме. Эгрен не был только абстрактным теоретиком, но и активно сотрудничал с промышленными фирмами, чему научился у него и де Жен.

Именно работа в группе Эгрена позволила Пьеру-Жилю сделать окончательный выбор для своей дальнейшей деятельности между физикой элементарных частиц (которой увлекались тогда многие молодые теоретики) и физикой твердого тела в пользу последней.

В отличие от Ф. Нозьера, практически все время проводившего в лаборатории, молодой де Жен дозировал свою рабочую нагрузку. Дело в том, что как раз в это время он встретил свою будущую жену Анн-Мари Руэ, или просто Анни.

Однажды товарищи по Нормальной школе пригласили Пьера-Жиля на вечеринку. Он согласился и добавил: «Я приду вместе с Анни» [76, с. 76–77]. Его друзья сразу поняли, что это серьезно, так как до этого у де Жена было немало подруг, но он никому их не показывал.

Знакомство Пьера-Жиля и Анни произошло случайно. Однажды он с двумя своими товарищами по Нормальной школе, уже упомянутыми выше биологами Фаваром и Гинбо, катался на лодке на озере в Булонском лесу. Неожиданно с берега Пьера Фавара окликнула девушка. Она узнала Пьера, так как тот дружил с ее братом. Это и была Анни, которая прогуливалась у озера с двумя подругами. Молодые люди подгребли к берегу и посадили девушек в свою лодку, продолжив дальнейшую прогулку уже вместе.

Между Пьером-Жилем и Анни сразу возникла симпатия, и они стали встречаться. Анни происходила из мелкобуржуазной католической семьи, ее отец был судьей. Она жила вместе с родителями в парижском пригороде Нейи.

Вначале родители Анни были настроены против встреч дочери, которой в ту пору было лишь семнадцать лет, с Пьером-Жилем. Подлило масло в огонь и то, что Фавар предупредил старшего брата Анни: «Не оставляй твою сестру с большим Женом (так друзья называли Пьера-Жиля из-за высокого роста —1 м 93 см [76, с. 194]. – Л.С.), он – несерьезный» [76, с. 77]. Против их контактов была и мама де Жена, которая считала, что ее сын достоин гораздо лучшей партии, чем дочь «какого-то» судьи. Поэтому вначале влюбленные встречались тайно. Однако Пьеру-Жилю удалось со временем расположить к себе родителей Анни. Постепенно улучшилось и взаимопонимание между Анни и Ивонной.

Во время пасхальных каникул Пьер-Жиль и Анни были официально помолвлены. На приеме, устроенном по этому случаю теткой де Жена (Ивонна в то время еще плохо относилась к идее женитьбы своего сына), присутствовали многие однокашники де Жена. Он неожиданно стал первым женихом среди своих товарищей!

Церемония бракосочетания Пьера-Жиля и Анни прошла в узком кругу семьи и нескольких близких друзей 2 июня 1954 г. в церкви Нейи. Анни с неохотой, но согласилась венчаться в церкви, чтобы угодить своей будущей теще. После венчания был обед дома у родителей Анни. Медовый месяц молодые провели на юге Франции, в Провансе.

Вернувшись в Париж, они поселились в комнате бонны над квартирой родителей Анни в Нейи.

Анни была беременна и из-за угрозы преждевременных родов оставалась дома на постельном режиме. Пьер-Жиль почти все время проводил с ней, работая над дипломной работой по результатам научной стажировки у Эгрена. Успешно защитив диплом, он решил поехать на каникулы в Югославию вместе с уже упомянутыми Ж. Синьоре и Р. Омне (впоследствии известным физиком-теоретиком, президентом Парижского университета XI). Анни, привыкшая с детства к доверительным и уважительным отношениям между своими родителями, не обиделась на него. И в дальнейшем она всегда предоставляла своему мужу полную свободу.

Друзья отправились в путешествие на Ситроене 2CV[19], который Ж. Синьоре одолжил у своей тетки. Выезжая из Цюриха, они сбились с пути и вместо Австрии проехали через север Италии и Словении, а затем через Хорватию, Боснию и Герцеговину.

Тогдашняя Югославия, управляемая Тито, мало посещалась туристами, и асфальтированные дороги встречались там не часто. Когда их автомобиль ехал по одной из покрытых мелкими камнями дорог, кусок булыжника пробил бензобак. Дыру не удавалось заделать. И тогда де Жен проявил смекалку. Он взял бидон с машинным маслом, вылил оттуда содержимое, а затем наполнил эту емкость бензином и прикрепил ее к заднему амортизатору, соединив со шлангом подачи топлива. Так им удалось доехать до автомастерской, в которой их авто привели в порядок.

В один из дней, когда друзья катались на лодке по реке, Пьер-Жиль поймал щуку. Она плавала на поверхности воды и не могла передвигаться потому что, свернувшись в кольцо, ухватила зубами свой хвост. Биолог Синьоре объяснил, что подобное поведение может наблюдаться в период спаривания. Увиденное необычное явление напомнило друзьям о древней мифической змее уроборос, пожирающей свой хвост, которая, в частности, упоминалась во многих алхимических трактатах. Они вспомнили, что образ уробороса вдохновил Кекуле[20]на создание структурной формулы бензола.

Вернувшись с каникул, Пьер-Жиль со свежими силами погрузился в занятия. Наступил последний год его обучения в Нормальной школе – время подготовки к выпускным экзаменам.

В декабре 1954 г. в семействе де Женов появился первенец – Кристьян. Молодые супруги срочно переехали в новую, более просторную квартиру на улице Май (rue du Mail) около площади Побед (place des Victoires). Анни взяла на себя почти все хлопоты по хозяйству и уходу за ребенком и даже оборудовала для мужа уютный кабинет, где он мог спокойно заниматься.

Готовясь к экзаменам, де Жен проштудировал многие «базовые» книги по физике. Среди них был знаменитый многотомный курс теоретической физики Ландау и Лифшица, ставший настольной книгой Пьера-Жиля. В течение всей своей жизни он возвращался к разным разделам этого курса для того, чтобы «прояснить мысли», и всегда рекомендовал своим ученикам делать то же самое.

Вообще стиль работы Л.Д. Ландау, его манера упрощать сложные физические проблемы являлись образцом для де Жена. Другим его кумиром был уже упомянутый Р. Фейнман. Впоследствии Пьер-Жиль часто сожалел о том, что ему не удалось лично встретиться с этими двумя великими физиками. Сам де Жен ощущал в своем характере больше сходства с Фейнманом – фантазером и оригиналом.

На выпускных экзаменах в 1955 г. Пьер-Жиль занял третье место среди всех сдающих, набрав 402 очка из пятисот возможных. Ф. Нозьер опередил товарища на одно очко, заняв второе место (четвертое место досталось студенту с 350 очками). Оба они отстали, однако, от своего очень талантливого товарища Жана-Пьера Барра, набравшего 450 очков и впоследствии также ставшего крупным физиком.

Впрочем, это распределение очков на выпускных экзаменах носило скорее формальный характер и не играло слишком большой роли для будущей карьеры выпускников Нормальной школы. Практически всем им предоставлялись большие возможности для дальнейшего продолжения карьеры. Ф. Нозьер вспоминал: «Будущее было широко открыто для нас. Нам предлагали работу повсюду…» [76, с. 83].

Глава III

Центр ядерных исследований в Сакле. Работы по магнетизму и перколяции

П. Эгрен рекомендовал де Жену и Нозьеру делать диссертацию в США. Последовав этому совету, Нозьер с энтузиазмом отправился в лабораторию Давида Пайнса в Принстонском университете для работы над теорией электронного газа при низких температурах. Де Жен получил приглашение от известного американского специалиста в области физики полупроводников (будущего нобелевского лауреата (1998 г.)) Вальтера Кона для занятия в его группе зонной теорией, однако отказался, решив пока остаться во Франции. Некоторые из знакомых Пьера-Жиля думали, что причиной его отказа послужило то, что он был уже женат и имел ребенка, что, естественно, затрудняло переселение за океан. Но последующие события (постдокторская стажировка де Жена в Калифорнии, см. главу IV) показали, что это было не так. В действительности Пьер-Жиль посчитал научную тематику Кона недостаточно пер спективной.

Де Жен ответственно подошел к выбору места для начала своей научной карьеры. Он посетил немало французских лабораторий, находящихся на переднем крае исследований в области физики твердого тела. Самым важным критерием выбора для него была интересная и перспективная тема для будущих научных изысканий. В то же время он стремился найти такую работу, которая бы позволила нормально содержать семью.

В конце своих поисков Пьер-Жиль колебался в выборе между тремя темами для диссертации: электронная структура металлов (у Жака Фриделя), ЯМР (у Анатоля Абрагама), изучение структуры магнетиков методом рассеяния нейтронов (у Андре Эрпена). В то время Фридель работал в парижской школе горных инженеров (École de mines), Абрагам и Эрпен – в Центре ядерных исследований (Centre d’études nucléaires – CEN) при Комиссариате атомной энергетики (Commisariat à l’énergie atomique – CEA).

Научно-исследовательский центр CEN был открыт в 1952 г. в парижском пригороде Сакле, в районе Шеврезской долины. Эта сельская местность с прекрасными пейзажами была выбрана правительством генерала де Голля для создания в ней французского технополиса (его иногда называют «Французской силиконовой долиной»), который конструировался так, чтобы по возможности сохранить сельский ландшафт, вписав в него научные институты и комфортабельные дома для их сотрудников. По соседству с CEN расположились: Южный парижский университет XI (Université Paris-Sud XI), Высшая школа электричества (École Supérieure d’Électricité – Supélec), Политехническая школа (École polytechnique), Высшая школа оптики (École supérieure d’optique), Университетский институт технологии (Institut universitaire de technologie – ШТ), исследовательский центр компании «Alcatel» и другие научные и учебные заведения.

Перед Центром Сакле была поставлена задача изучения различных возможностей применения атомной энергии, как мирных, так и военных. В 1950-е годы он бурно развивался. Там имелась прекрасная аппаратура, в частности, второй запущенный во Франции и существенно усовершенствованный ядерный реактор EL2. Он был в 100 раз мощнее первого французского реактора Zoé, запущенного в 1948 г. [80, с. 34], работал на плутонии и давал мощные пучки нейтронов, использовавшиеся в структурных исследованиях вещества.

В Центре Сакле работали недавно вернувшиеся из США (и приобщившиеся там к «новой физике») молодые талантливые исследователи, такие, как уже упомянутые Абрагам и Эрпен, а также Жюль Горовиц, Альбер Мессиа, Клод Блох и др.

Как писал де Жен о Центре Сакле, ему казалось, что «будущее науки закладывается именно там», и надеялся, что научное сотрудничество с его перечисленными выше незаурядными сотрудниками могло бы быть действительно плодотворным. Он вспоминал: «Я позвонил Жаку Ивону (директор отдела теоретической физики Центра Сакле, ставший в 1970 г. верховным комиссаром СЕА. – А.С.) и сказал ему, что хотел бы посмотреть Центр Сакле, но колеблюсь. Он ответил: “Я посылаю за Вами машину с шофером”. Я был ошеломлен» [76, с. 84].

На Пьера-Жиля произвело большое впечатление посещение лабораторий Центра, реактора и ускорителя. В результате он решил работать над диссертацией именно в Сакле. «Я принял решение под воздействием поверхностного впечатления, но это оказалось хорошим выбором» [76, с. 84].

В октябре 1955 г. де Жена зачислили в Центр Сакле в качестве аспиранта. Руководителями его диссертации стали Ж. Ивон и А. Эрпен, в группе которого и начал трудиться молодой исследователь.

Так стартовала научная карьера Пьера-Жиля. Он был доволен своим местом работы. С одной стороны, де Жен прекрасно ладил с Эрпеном – открытым и забавным человеком, занимавшимся в то время теорией магнитных веществ и впоследствии написавшим книгу на эту тему [81]. С другой стороны, у него установились тесные контакты с Абрагамом и Фриделем – физиками, с которыми он предполагал работать вначале.

Де Жен вспоминал, что общение с Абрагамом было для него «источником необычайного вдохновения» [76, с. 93]. Как и на первом выступлении Пьера-Жиля на семинаре в Нормальной школе (см. главу II), Абрагам и в Центре Сакле не оставлял начинающего исследователя в покое. Он часто заходил в офис к молодому ученому и озадачивал его разными вопросами – иногда, чтобы проверить его научную эрудицию, а иногда просто для забавы. Де Жен вспоминал: «Однажды он пришел и задал мне вопрос, касающийся ядерной релаксации в присутствии парамагнитной примеси. В руках у него была статья одного грузинского физика на эту тему, и он попросил меня воспроизвести приведенные в ней выкладки» [76, с. 93–94]. Молодой теоретик никак не мог вникнуть в суть принесенной статьи, но был убежден, что Абрагам в очередной раз испытывает его, поэтому упорствовал. Раздумья над этим сюжетом заставили Пьера-Жиля вспомнить о работе знаменитого Энрико Ферми, в которой тот рассматривал более общую ситуацию. С помощью статьи Ферми де Жену за несколько недель удалось глубоко вникнуть в суть статьи грузинского физика и решить анализируемую в ней задачу упрощенным способом. При этом он рассмотрел более общий случай присутствия в образце нескольких примесей. Так Пьер-Жиль окончательно завоевал уважение требовательного Абрагама и был удостоен особой чести проверять рукопись книги «Принципы ядерного магнетизма», над которой тот тогда работал [82].

Вообще Абрагам был требователен не только к де Жену. Маститый ученый наводил ужас на всех без исключения молодых исследователей. Такой уж был у него характер! «Когда он приходил на семинар и не находил его интересным, то удалялся из зала не позднее, чем через десять минут. Он делал это без злобы, но его уход выводил из строя многих докладчиков», – вспоминал Пьер-Жиль [76, с. 93].

С Ж. Фриделем де Жен впоследствии общался и плодотворно сотрудничал в течение всей своей жизни. Фридель вырос в семье ученых. Его дед Жорж был знаменитым кристаллографом, а отец Эдмон – известным специалистом в области рентгеноструктурного анализа (см. главу VI).

Вот как Ж. Фридель вспоминал о своем знакомстве с Пьером-Жилем: «Я впервые встретил де Жена, когда беседовал с Абрагамом на территории кампуса Сакле. Это было, скорее всего, в 1955 г., когда я начал работать консультантом у Гризона в отделе металлургии Центра Сакле. Де Жен недавно закончил парижскую Высшую нормальную школу и прошел небольшую стажировку в тогда быстро растущей лаборатории полупроводников Эгрена. Я познакомился с Абрагамом в Оксфорде… и тогда мы только что вернулись из наших стажировок за границей, получив британские PhD. Де Жен отвесил мне глубокий поклон и похвалил мою статью 1952 г., посвященную примесям в металлах. По его тону чувствовалось, что ему не терпится тоже что-нибудь опубликовать и достичь нашего, как ему казалось, высокого положения в жизни. На самом деле как раз в этот момент Абрагам жаловался мне на то, насколько трудно было ему организовать экспериментальную лабораторию в Сакле. А у меня тогда вообще был лишь маленький кабинет в парижской Школе горных инженеров, и я только начинал преподавать, не имея вообще в перспективе возможности обзавестись лабораторной комнатой. Казалось, что выражение “родился слишком поздно в слишком старом мире” было тогда хорошо применимо к каждому из нас троих, хотя на самом деле у нас были хорошие карты для продолжения игры» [83, т. 1, с. 1].

Большое влияние на становление Пьера-Жиля как ученого оказало и его общение с вышеупомянутым К. Блохом – теоретиком, специалистом в области ядерной физики. Вот как отзывался о нем де Жен: «Это был сильный физик с развитым воображением. К несчастью, он умер слишком молодым (в 48 лет. – А.С.), не оставив после себя тех работ, которых бы следовало ожидать от него» [76, с. 93].

Все сотрудники группы теоретика Эрпена были экспериментаторами. Эрпен не вмешивался в работу своего аспиранта и предоставлял ему полную свободу заниматься теорией. Лишь один раз он попытался предложить Пьеру-Жилю попробовать сделать экспериментальную работу, что закончилось полным фиаско.

В тот день Эрпен (как он это иногда делал) обедал со своими коллегами Бернаром Жакро, Даниэлем Крибье и де Женом в одном из их любимых небольших ресторанчиков, располагавшихся в окрестностях Сакле. Это был день, когда подавали паштет, который Пьер-Жиль обожал. Он вспоминал: «В то время Шеврёзская долина еще не была застроена. В ресторане нам приносили огромное блюдо домашнего паштета, которого мы съедали столько, сколько душе было угодно. Тогда я всегда был голоден, как волк, и ел за четверых. Однажды, к несчастью, нам подали небольшие порции паштета, разложенные по тарелкам, что нас сильно разочаровало» [76, с. 97].

На обеды часто приглашали иностранных гостей. В описываемый день вместе с французами в ресторане был Роман Смолуховский, металлург из Принстонского университета. Он жаловался, что у него нет ни одного экспериментатора, который мог бы заняться изучением разрушений, вызываемых ос-облучением в вольфрамовой проволоке. Тогда Эрпен и предложил де Жену взяться за эту проблему.

Задание оказалось не из легких. Вначале Пьеру-Жилю потребовалось собрать все необходимые для эксперимента материалы, которые ему пришлось заимствовать в нескольких соседних лабораториях. Когда, наконец, он смог поместить вольфрамовую проволоку в ускоритель Ван де Граафа, случилось несчастье. Пьер-Жиль случайно подставил свой глаз под пучок ос-частиц. В результате он получил сильный ожог, после которого даже рисковал лишиться глаза, однако ему повезло, и все в конце концов обошлось благополучно.

Подлечившись, де Жен снова, уже с гораздо большей осторожностью возобновил свои опыты, но опять без особого успеха. Он впоследствии говорил: «Из всего этого следовал вывод, что мне лучше было бы вообще не заниматься экспериментом» [76, с. 98].

После этого случая Пьер-Жиль окончательно понял, что его призвание – теория и уже больше никогда не пытался экспериментировать. Тем не менее небольшой опыт работы в области экспериментальной физики, несомненно, был для него полезен. Он показал молодому ученому всю сложность экспериментальной деятельности и позволил ему в дальнейшем (как он сам признавал) с пониманием общаться с коллегами-экспериментаторами. Более того, со временем постоянное тесное сотрудничество с экспериментаторами стало одной из главных особенностей научного стиля де Жена.

На ядерном реакторе Центра Сакле велись многочисленные исследования структуры вещества с помощью пучков нейтронов. Однако общие принципы теории рассеяния этих частиц казались де Жену уже достаточно хорошо разработанными. Его привлекли нейтронные эксперименты, проводимые на магнитных веществах (например, железе и никеле). Ими в группе Эрпена (впервые во Франции) занимались уже упомянутый тридцатилетний Бернар Жакро (в свое время закончивший престижную Политехническую школу) и его помощница Магда Эриксон (в девичестве – Галула).

Имеющие нулевой электрический заряд нейтроны обладают, тем не менее, магнитными моментами, которые могут взаимодействовать с магнитными моментами атомов вещества (связанными с круговыми токами движения электронов по орбиталям и их спинами). Таким образом, рассеяние нейтронов в магнетиках может дать информацию не только о расположении атомов в веществе, но и об ориентации в нем магнитных моментов. Так, именно с помощью рассеяния нейтронов в 1949 г. [84] было продемонстрировано существование теоретически предсказанной в начале 1930-х годов Неелем[21] и независимо от него Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшицем антиферромагнитной фазы (с антипараллельным упорядочением магнитных моментов) [см., например: 85; 86, с. 237–242].

Нейронограммы, полученные для одного и того же магнетика (оксида марганца, MnO) в антиферромагнитной (при T = 80 К) и парамагнитной (при T = 300 К) фазах [84], изображены на рис. 1.

Рис. 1

В первом случае наблюдались дополнительные пики (указаны стрелками), характерные для антипар аллельного упорядочения магнитных моментов.

Во время работы над своей диссертацией де Жен довольно редко посещал ядерный реактор, однако молодой теоретик не ограничивался только сидением в кабинете. Он регулярно обсуждал свои научные результаты с Б. Жакро, который вспоминал: «Наши офисы располагались по соседству. Мы очень часто разговаривали друг с другом. Можно было сказать, что мы образовывали настоящий бином теоретика и экспериментатора» [76, с. 87].

Итак, Пьер-Жиль стал думать над теорией рассеяния нейтронов в магнитных материалах. Все лето 1955 г., находясь на семейной ферме в Орсьере, вместо того чтобы по своему обыкновению бродить по горным тропам или охотиться на сурков, он изучал работы известного бельгийского физика-теоретика Леона ван Хова. В только что вышедшей и ставшей впоследствии классической статье по рассеянию нейтронов в магнитных материалах ван Хов показал, что поведение ферромагнетика вблизи температуры Кюри аналогично поведению жидкости вблизи критической температуры (при которой исчезает разница между жидкостью и ее паром) [87].

Это обстоятельство было подтверждено и де Женом. В своей диссертации он указывал на следующие аналогии между магнетиком и жидкостью вблизи критической точки: плотность намагниченности соответствует плотности вещества; магнитное поле – давлению; магнитная восприимчивость – сжимаемости; корреляция спинов – позиционной корреляции [2].

Итак, уже в этой ранней квалификационной работе проявилось еще одно свойство, характерное для его будущего научного стиля, – стремление к доказательству универсальности, казалось бы, совершенно разнородных физических явлений, к поиску аналогий между ними.

Опираясь на подход ван Хова, Пьер-Жиль развил теорию рассеяния нейтронов в ферромагнитной и парамагнитной фазах [см., например: 3, 4], а также теории Нееля и ван Флека[22] [см., например: 85, 88], описывающие поведение ферромагнетиков и антиферромагнетиков вблизи температуры перехода в парамагнитное состояние [см., например: 5, 6].

Подход де Жена хорошо предсказывал температурное поведение флуктуаций магнитного момента в ферромагнитной и антиферромагнитной фазе (при T < T_C (T_N), где T_C и T_N – соответственно, температуры Кюри и Нееля), а также для парамагнитной фазы (при T > T_C (T_N)), однако не давала точных результатов в непосредственной близости к критической точке. Этот пробел был впоследствии ликвидирован американцем Кеннетом Вильсоном с помощью развитого им подхода ренормализационной группы (см. также главу IX).

В своих расчетах Пьер-Жиль принимал во внимание не только взаимодействие соседних магнитных моментов, но и корреляции между пространственно удаленными моментами. Для него было удивительно то, что, например, такой маститый ученый, как ван Флек, не учитывал этого «дальнодействия».

Пьер-Жиль решил проверить на практике правомерность учета корреляции магнитных моментов на больших расстояниях. Он рассуждал так. Если суммарное намагничивание магнетика определяется только взаимодействием магнитных моментов ближайших соседей, то тогда картина рассеяния нейтронов не должна зависеть от ориентации и модуля волнового вектора падающего пучка. Проведенные Д. Крибье эксперименты показали, что так оно и есть, т. е., что прав ван Флек. Однако де Жен снова и снова проверял свои расчеты и продолжал настаивать на своей правоте. В конце концов в итоге большой работы Крибье удалось обнаружить в своих экспериментах артефакт: используемые для измерений образцы сильного ферромагнетика (фторида марганца – MnF₂) содержали протоны, которые и вносили ошибку в результаты опытов. Оказалось, что картина рассеяния нейтронов все-таки зависела от волнового вектора и что прав был Пьер-Жиль.

Де Жен впервые встретился с ван Флеком в 1958 г. Впоследствии он вспоминал: «Это был пожилой господин – доброжелательный и колоритный. У него обнаружились неожиданные увлечения. Например, он помнил наизусть расписания многих поездов. Он знал, что для того чтобы добраться из Лондона до Бирмингема, надо сесть на поезд, отправляющийся в 18.57. Он также обожал американский футбол. Когда мы снова, через несколько лет, увиделись в Гарварде, он притащил меня на матч – там была даже команда девушек чирлидинга – и объяснил мне правила игры. Тогда ему уже было за семьдесят, но он болел с таким азартом! Я всегда испытывал привязанность к нему. Близкие называли его “ван”…» [76, 89–90].

Полученные де Женом теоретические результаты по рассеянию нейтронов в парамагнитной фазе хорошо согласовывались с экспериментальными данными М. Эриксон [7], что позволило им защитить диссертации практически одновременно.

Диссертационная работа Пьера-Жиля называлась «Вклад в исследование магнитного рассеяния нейтронов». Он выполнил ее всего за два года и защитил в декабре 1957 г. на факультете науки Сорбонны. Жюри, перед которым де Жен представлял свою диссертацию, состояло из одних маститых ученых. Это были Франсис Перрен (сын Жака Перрена, см. главу I), профессор Коллежа де Франс и верховный комиссар СЕА, и уже упоминавшиеся И. Рокар, Ж. Фридель и Л. Неель.

Защита была чистой формальностью. Предварительно ознакомившиеся с рукописью де Жена члены жюри единодушно высоко оценили ее. Однако сам автор считал, что лишь следовал дорогой, проложенной ван Ховом, и только развил ряд его расчетов (осуществив работу, которую, по его мнению, мог бы сделать любой теоретик).

Диссертация де Жена состояла из пяти глав и приложений. В первой главе давался литературный обзор наиболее значимых теоретических работ по рассеянию нейтронов в магнитных материалах. Во второй – развивалась теория рассеяния нейтронов в парамагнитной фазе. В третьей главе рассматривалось поведение флуктуаций магнитных моментов вблизи температуры Кюри в ферро- и антиферромагнетиках (с использованием уже упоминавшейся аналогии с поведением жидкости вблизи критической точки). В четвертой – анализировалась динамика флуктуаций. В пятой главе описывалось коллективное возбуждение магнитных моментов в ферромагнетиках – так называемые спиновые волны, предсказанные Ф. Блохом[23] и Д. Слейтером[24] [89, 90]. В приложениях рассматривался ряд специальных вопросов, таких как: неупругое рассеяние нейтронов в магнетиках, магнитная восприимчивость в постоянном неоднородном поле, анализ корреляции флуктуаций магнитных моментов на больших расстояниях.

Диссертацию Пьер-Жиль закончил с присущей ему иронией, – на последней странице работы посередине огромными буквами было напечатано одно слово: «FIN» («КОНЕЦ»).

После защиты де Жен продолжил работать в Центре Сакле уже в должности инженера-исследователя. В 1958–1959 гг. он с успехом развил теорию рассеяния нейтронов в жидкостях [8]. Де Жен также занимался проблемой аномального поведения электрического сопротивления в редкоземельных металлах – первых спинтрониках[25]. Эксперименты показывали, что в редкоземельных магнетиках, например, таких как Gd, Dy, Er, AuMn, Au₃Mn и др., наблюдается аномальное (резкое) падение удельного сопротивления р с уменьшением температуры при T < T_C (T_N) (т. е. в ферро- или антиферромагнитных фазах). Необходимо было дать теоретическую интерпретацию этому явлению.

Интерес к этой задаче в молодом исследователе пробудил Ж. Фридель. В конце 1950-х годов Фридель практически еженедельно бывал в Центре Сакле, где у него установились прочные научные контакты с группой Эрпена. Во время таких визитов Фридель (по уже упомянутому заведенному обычаю) нередко обедал вместе с членами группы в одном из простых деревенских ресторанов в округе.

Де Жен, как правило, держался несколько отстраненно, не вступая в ведущиеся его молодыми коллегами дискуссии о физике и политике. Однако Фридель каждый раз находил возможность пообщаться с начинающим теоретиком, замечая его широкий кругозор и живой интерес к физике твердого тела. Как-то он рассказал Пьеру-Жилю о своих тогдашних работах по редкоземельным металлам. Фридель вспоминал: «Де Жен был немногословен. Однако через десять дней я встретил его у входа в Люксембургский сад на бульваре Сен-Мишель (в Париже. – А.С.). Он как раз нес ко мне в находящуюся неподалеку школу горных инженеров свою статью на эту тему (работа называлась «Аномалии сопротивления в некоторых магнитных металлах». – А.С.)… Он настоял, чтобы я также был его соавтором» [83, т. I, с. 4].

В этой чрезвычайно быстро написанной статье де Жен снова воспользовался аналогией (на которую ему указал Ж. Фридель) между рассеянием нейтронов на магнитных моментах вещества и взаимодействием электронов проводимости с магнитными моментами атомов в редкоземельных металлах [9]. Он предложил простую физическую модель, объясняющую резкое падение сопротивления в ферро- и антиферромагнитных редкоземельных веществах. Действительно, при высоких температурах, когда такое вещество находится в парамагнитной фазе, атомарные магнитные моменты в нем разупорядочены. При этом движение электронов проводимости в кристалле затруднено из-за взаимодействия с магнитными моментами, и сопротивление образца высокое. С понижением температуры и переходом вещества в ферро- или антиферромагнитное состояние наблюдается упорядочение атомарных магнитных моментов: параллельное в ферромагнетиках или анти-параллельное в антиферромагнетиках. В результате магнитные моменты теперь практически не рассеивают электроны проводимости и последние перемещаются в кристалле свободно. При этом сопротивление образца резко уменьшается.

Рис. 2

Подобное поведение удельного сопротивления хорошо согласовывалось с экспериментом. На рис. 2 приведены температурные зависимости относительного удельного сопротивления ρ/ρ₀ [см.: 9]. На нем сплошные линии – теоретические кривые, рассчитанные для различных значений 5-суммарного магнитного момента кристаллической решетки. Прерывистая кривая (–) —

экспериментальные данные для Gd, точечная (…) – для AuMn, T_C – температуры Кюри (для Gd) и Нееля (для AuMn), ρ₀ – удельное сопротивление при T > T_C.

В это же время Пьер-Жиль впервые в жизни стал «микрошефом». А. Эрпен доверил молодому теоретику научное руководство студентом – Жаком Вилленом[26].

Де Жен поручил Виллену расчеты рассеяния нейтронов вблизи критической точки на более сложных, чем те, что изучались в его диссертации, антиферромагнитных системах (некоторых магнитных сплавах). Виллен с энтузиазмом взялся за эту работу и быстро пришел к мысли, что магнитные моменты в таких веществах могут образовывать спиральные структуры[27]. Сам де Жен не додумался до этого, но мысль его подопечного показалась ему интересной. Он целиком отдал пальмы первенства своему студенту, отказавшись быть соавтором его публикации на эту тему [91].

Практически сразу же теория Виллена была с успехом применена для объяснения структуры сплавов марганца и золота, изучаемых экспериментаторами группы Эрпена.

Так, в первый раз в своей карьере Пьер-Жиль прошел мимо весомого открытия.

Уже в молодые годы де Жен старался разнообразить темы своих исследований, чтобы не топтаться на одном месте. Такой стиль работы будет свойственен ему на протяжение всей жизни. Так, в 1958 г. он увлекся теоретическим описанием тогда еще практически не изученного явления – перколяции. В физике – это распространение одной фазы в другой (например, прохождение газа или жидкости через пористую твердую среду). В то время Пьер-Жиль еще не знал об оригинальных работах Джона Хаммерсли и Саймона Бродбента и фактически независимо от них заново открыл и объяснил это явление, не используя, однако, сам термин «перколяция».

Проблема, сходная с перколяцией, описывалась известным американским инженером де Больсоном Вудом еще в 1894 г. Он поставил следующую задачу: «Равное число белых и черных шаров одинакового размера брошено в прямоугольный ящик. Какова вероятность того, что образуется непрерывная цепочка из белых шаров от одного конца ящика до другого? Для определенности предположим, что на длине ящика помещается 30 шаров, на ширине – 10, а на высоте – 5 (или 10) их слоев» [93]. Фактически здесь рассматривалась модель электрического пробоя среды.

Однако первая теория перколяции была создана в 1957 г. только что упомянутыми английскими математиками Д. Хаммерсли и С. Бродбентом [см., например: 94, 95]. Им же принадлежит и сам термин «перколяция», что в переводе с латыни значит «просачивание».

В то время Бродбент был сотрудником Британской ассоциации использования угля (British Coal Utilization Association). Он занимался разработкой противогазов и респираторов для шахтеров, моделируя процессы прохождения газа или жидкости через пористые угольные фильтры. В частности, его интересовало решение проблемы закупорки фильтров противогазов воздухом, содержащим угольную пыль.

Расчеты Бродбента показались Хаммерсли интересными и подтолкнули его к дальнейшему развитию теории перколяции. В их работах рассматривалась среда (фильтp) с многочисленными, случайным образом расположенными и соединенными друг с другом каналами (порами) [94, 95]. Часть из них (относительная доля p) была «открыта» (т. е. эти поры были достаточно широкими для прохождения по ним газа или жидкости), а часть (относительная доля 1 – p) – «закрыта» (эти поры были слишком узкими и задерживали газ или жидкость). Хаммерсли и Бродбент рассчитали функцию θ(p) – вероятность того, что газ (жидкость) пройдут через всю среду и образуют в ней газовый (жидкий) кластер макроскопических размеров (наступит так называемый «пробой» среды). Они показали, что при p < p_с  в среде возможно появление только отдельных микроскопических кластеров, а при p > p_с возникает макроскопический кластер, пронизывающий всю среду. Здесь p_с — порог перколяции, – некоторая критическая доля открытых пор. Для p > p_с происходит фазовый переход второго рода (плавная зависимость 0^) (рис. 3) [96].

Рис. 3

Идея работы, сходная по методологии с задачей о перколяции, пришла к де Жену после одной из бесед с Ж. Фриделем, где тот задавался таким вопросом. Допустим, имеется сплав двух металлов – магнитного (атомы которого имеют тенденцию к ферромагнитному упорядочению своих магнитных моментов) и немагнитного. Если доля атомов магнитного металла в сплаве увеличивается, то при какой их концентрации сплав станет ферромагнитным, т. е. у него появится температура Кюри?

В своей статье, опубликованной в 1959 г., Пьер-Жиль проанализировал две задачи [10]. Первую – о плавном переходе кристалла из состояния диэлектрика в проводник электрического тока, а вторую – об аналогичном переходе кристалла из немагнитной фазы в магнитную.

Подход к решению этих двух проблем был идентичен. Де Жен рассматривал кристаллическую решетку, в узлах которой случайным образом располагались атомы двух сортов – A (атомы проводника или магнетика) или B (атомы диэлектрика или немагнитные атомы) с относительными долями p и 1 – p, соответственно. Он рассчитал вероятность θ(p) того, что атомы сорта А образуют в решетке макроскопический (неограниченных размеров) кластер (при этом материал станет либо проводником, либо магнетиком), т. е., как Хаммерсли и Бродбент, решил задачу о перколяции.

Молодой теоретик был доволен своей работой: «Впервые мне казалось, что я открыл что-то значительное и важное» [76, с. 96].

Пьер-Жиль послал свою статью Филипу Андерсону[28]. В ответ тот прислал де Жену оттиски своих работ по сходной проблеме – системам со случайными блужданиями, в одной из которых Пьер-Жиль и обнаружил ссылку на статьи Хаммерсли и Бродбента. Прочитав их, де Жен был разочарован: «Я понял, что был не первым во всей этой истории…» [76, с. 96].

Тем не менее Пьер-Жиль решил опубликовать свою статью. Ценность этой ранней работы молодого теоретика заключалась в том, что в ней преобладал физический подход к рассмотрению явления перколяции – де Жен учитывал конкретные электрические и магнитные свойства среды. Работы же Хаммерсли и Бродбента были более формализованными и математизированными. Ж. Фридель следующим образом оценивал первые опыты де Жена в исследовании перколяции: «Это были первые работы по перколяции, которые выражали не только субъективное мнение» [76, с. 97].

Впоследствии статья де Жена о перколяции была на время забыта, но в конце 1970-х годов вновь привлекла внимание научного сообщества и была по достоинству оценена. В это время перколяция стала широко применяться в физике, а также в гуманитарных науках для объяснения многих разнородных явлений (образование гелей, прохождение газа или жидкости сквозь пористую среду, распространение лесных пожаров и т. д.).

В дальнейшем (примерно через 20 лет после выхода своей первой статьи по перколяции) де Жен снова вернулся к этому вопросу. Он использовал универсальный характер перколяции для описания ряда физических процессов (например, приливов и отливов, вулканизации каучука), а также для моделирования широкого круга других явлений (например, распространения информации и эпидемий, см. главу X).

Работа в Центре Сакле дала молодому де Жену возможность участвовать в многочисленных национальных и международных научных конференциях. Самым первым из этих мероприятий для Пьера-Жиля был национальный симпозиум по магнетизму, посвященный П.-Э. Вейсу[29]. Он проходил в Страсбурге в июле 1957 г. и собрал не только французских, но и иностранных ученых. Туда де Жен отправился на машине вместе с Ж. Фриделем. Дорога прошла незаметно в дискуссиях о сверхпроводимости – как раз в это время Пьер-Жиль начал интересоваться этой очень модной тогда темой.

Доклад де Жена был посвящен магнетизму редкоземельных металлов. Он с легкостью выступал и отвечал на вопросы на английском языке (что в то время было нетипично для французских исследователей). Тем не менее его сообщение не произвело большого эффекта на публику. Например, известный голландский физик Корнелис Гортер посчитал, что доклад Пьера-Жиля не представляет никакого интереса и даже спросил его коллег из Центра Сакле: «Почему вы привезли этого типа на конференцию с участием иностранцев?» [76, с. 100].

На своей первой международной конференции по использованию медленных нейтронов для исследования твердого тела, проходившей в Стокгольме в октябре 1957 г., де Жен смог показать насколько глубоко он разобрался в физике магнетиков. Он обнаружил ошибку в расчетах двух маститых английских теоретиков – Роджера Эллиотта и Уолтера Маршалла. Поначалу английские физики не придали большого значения критике их работы молодым французским исследователем, однако позднее признали правоту Пьера-Жиля.

Об атмосфере стокгольмской конференции де Жен вспоминал так: «Это было небольшое совещание, которое собрало не более пятидесяти участников. Оно проходило как раз в ту неделю, когда русские запустили спутник[30], и среди американцев чувствовалась определенная паника по поводу того, что русские вышли в космические лидеры» [76, с. 101].

На Международном конгрессе по магнетизму, проходившем в Гренобле в июле 1958 г., Л. Неель предложил де Жену занять должность доцента в возглавляемом им местном Центре ядерных исследований Гренобля (Centre d’études nucléaires de Grenoble). Для молодого ученого предложение маститого Нееля было лестным, поэтому он ответил на него предварительным согласием.

Однако через некоторое время Пьер-Жиль написал Неелю письмо, в котором в вежливой форме отказался от работы в Гренобле. Дело в том, что его коллеги и в особенности А. Абрагам не рекомендовали де Жену переезжать в Гренобль, справедливо считая, что там не будет такого богатого научного сообщества, как в столице. Абрагам привел немало примеров талантливых молодых исследователей, которые канули в забытье в провинции.

Для отказа у Пьера-Жиля была и еще одна причина – это характер взаимоотношений Нееля со своими подчиненными. Вот что вспоминал об этом де Жен: «…исследователи из Гренобля стояли перед ним почти на коленях и то и дело цитировали его: это было на грани культа личности» [76, с. 103].

Из-за отказа де Жена Неель на долгие годы сохранил на него обиду и даже пытался ставить молодому исследователю «палки в колеса». Так, будучи президентом национальной Комиссии университетов, Неель однажды задержал назначение Пьера-Жиля на более высокий пост, а в 1961 г. блокировал кредиты, выделяемые де Жену на создание лаборатории.

Физики помирились только по прошествии доброго десятка лет. Так, 7 декабря 1978 г. де Жен писал Неелю: «Уважаемый господин Неель, Вы одновременно оказываете мне большую честь и доставляете огромное удовольствие, посылая мне этот “итог” (серию статей. – А.С.)… Мысленно возвращаясь к прошедшим двадцати годам, я немного сожалею о том, что не мог или не умел находить возможность консультироваться с Вами» [76, с. 103–104].

В октябре 1960 г. де Жен принял участие в международном симпозиуме по неупругому рассеянию нейтронов в твердых телах и жидкостях, проходившем в Вене. Мероприятие было организовано Международным агентством по атомной энергии. Доклад Пьера-Жиля о рассеянии нейтронов в жидкостях подвергся критике со стороны американского физика Марка Нелкина, занимающегося этой же проблемой. Дело в том, что Пьер-Жиль не учел в своих расчетах квантовые эффекты, считая их пренебрежимо малыми (за исключением гелия и водорода).

Уже в этой ранней работе проявилось характерное впоследствии для его научного стиля стремление к упрощению и отсечению лишних деталей при рассмотрении сложных физических явлений. В дальнейшем (с 1970-х годов), когда де Жен занялся проблемами масштабной инвариантности (см. главу IX), фраза «Почему делать больше, когда можно сделать меньше» станет его научным девизом [76, с. 101].

Экспериментальные результаты, появившиеся позднее, подтвердили правоту де Жена. Предсказанное им в этой работе характерное уменьшение пика в спектре рассеяния нейтронов при длине волны нейтронов в пучке, порядка межмолекулярного расстояния в жидкости [8], получило в научной литературе название «сужение де Жена» («de Gennes narrowing»).

Послевоенная Вена произвела на Пьера-Жиля довольно мрачное впечатление: «Русские только не так давно покинули Австрию. На улицах еще можно было видеть следы их присутствия, а также были еще заметны и следы войны» [76, с. 100].

Занятия наукой оставляли Пьеру-Жилю не слишком много времени для семьи. Он обычно возвращался с работы поздно вечером в их с Анни квартиру на улице Май. Несмотря на заполненные домашними заботами дни, Анни встречала мужа с неизменной улыбкой.

Вслед за первенцем Кристьяном у них с Анни родились две дочери: Доминик (в мае 1956 г.) и Мари-Кристин (в январе 1958 г.). Детьми занималась исключительно Анни. Вот как она (смеясь) вспоминала о том времени: «Пьер-Жиль никогда не дал ребенку соску, никогда не сменил пеленку. Это его не интересовало: впрочем, у него было немало других занятий. Все было просто: в повседневной жизни он никогда палец о палец не ударил» [76, с. 98]. Анни была хорошей хозяйкой и мамой и воспринимала такое положение вещей как должное. Более того, она полностью освободила де Жена от домашних дел, сама решая абсолютно все бытовые вопросы – от организации починки автомобиля до покупки одежды мужу. Она говорила (имея в виду занятия Пьером-Жилем наукой): «Нельзя было выйти на тот уровень, которого он достиг, делая вещи наполовину» [76, с. 98].

Анни обожала готовить, и это неплохо у нее получалось. Иногда по вечерам она с удовольствием принимала и угощала своими кулинарными изысками друзей, чаще всего товарищей Пьера-Жиля по Нормальной школе. Ф. Нозьер так вспоминал об этих встречах однокашников: «Мы продолжали поддерживать близкие отношения и с удовольствием проводили веселые вечера у Пьера-Жиля. У него была необычная квартира, запутанная и кривая, с такой интересной планировкой, что с какого бы места в ней не запускали маленькую детскую машинку, она всегда возвращалась обратно» [76, с. 99].

Это были приятные вечера, наполненные воспоминаниями и живыми дискуссиями о науке и политике. Например, во время одной из таких встреч, друзья живо обсуждали дуэль маркиза де Куэваса с Сержем Лифарём[31], бывшую тогда в центре общественного внимания. На этом поединке дядя Пьера-Жиля, Люсьен, присутствовал в качестве врача и прервал дуэль после появления первой крови.

Де Жен так вспоминал о своем дяде: «Мы не принадлежали к одной и той же социальной среде и нечасто с ним виделись, так как он был очень занят, да и не особенно любил мою мать, находя ее слишком болтливой» [76, с. 99].

В описываемый период счастье и гармония царили в семействе де Женов. Впрочем, идиллия иногда немного омрачалась мамой Пьера-Жиля, Ивонной, которая беспрестанно вмешивалась в их хозяйственные дела и воспитание детей, чем нервировала Анни. Пьер-Жиль всегда старался сгладить углы в отношениях между этими двумя женщинами.

Каждое воскресенье молодые де Жены обедали в Нейи у родителей Анни в неизменно характерной для этого дома приятной и спокойной обстановке. Однако одержимый работой Пьер-Жиль не мог позволить себе проводить слишком много времени в гостях. Поев, он обычно оставлял жену с родителями и сразу же спешил домой, где занимался в своем кабинете до самого вечера.

Глава IV

Постдокторская стажировка в Калифорнии. Служба в армии

В 1958 г. Пьер-Жиль участвовал в школе по физике твердого тела, проходившей в Париже под эгидой НАТО. На этом мероприятии, в перерыве между лекциями, Жак Фридель обратился к известному американскому специалисту в области магнетизма Чарльзу Киттелю со словами: «Почему бы Вам не взять на постдокторскую стажировку де Жена? В его арфе много струн: магнетизм, редкие земли, перколяция. Он также узнал кое-что о магнитном резонансе от Анатоля Абрагама» [76, с. 104]. Фриделю легко удалось убедить Киттеля, и тот, по возвращении в Калифорнию, предложил Пьеру-Жилю приехать.

Это приглашение сильно обрадовало молодого исследователя. Университет Беркли, где работал Киттель, уже в то время был одним из ведущих мировых исследовательских центров. Де Жена также привлекала возможность пожить некоторое время в Калифорнии, которую он представлял по великолепным пейзажным фотографиям, виденным им в подростковом возрасте в журнале «National Geographic».

Пьер-Жиль не хотел брать с собой детей в дальнюю поездку. Ему было нелегко сообщить о своем решении жене, но он, тем не менее, сделал это без обиняков: «Я уезжаю в Беркли. Ты либо едешь со мной, либо остаешься с детьми» [76, с. 104]. После нескольких дней раздумья Анни решила отправиться в Америку вместе с мужем. Сына она оставила у Ивонны де Жен, а дочерей – у своих родителей. Впоследствии она так говорила об ультиматуме, предъявленном ей мужем: «Подобная манера типична для него: перед лицом дилеммы или затруднительного решения он режет по живому» [76, с. 104].

Де Жен отправил Ч. Киттелю письмо с указанием точной даты своего приезда. В это же время известный специалист в области физики полупроводников из лабораторий компании «Bell», Маттиас Бернс, сказал Киттелю: «Во Франции есть молодой парень, которого тебе следует пригласить сюда. Его зовут де Жен». На что Киттель ответил: «Я предусмотрел это. Он приезжает ко мне через месяц» [76, с. 104].

Супруги де Жен прибыли в Беркли 1 января 1959 г.

Пьеру-Жилю сразу же пришлось по душе его новое место работы. Залитый солнцем кампус университета утопал в зелени, и студенты прогуливались по его дорожкам на велосипедах. Повсюду здесь царила безмятежная атмосфера каникул. С холмов, на которых располагался университет, открывался панорамный вид на залив, мост Золотые Ворота (Golden Gate Bridge) и Сан-Франциско.

Кабинет де Жена располагался в шестиэтажном белом здании Бирдж Холла (Birge Hall), рядом с ЛеКонт Холлом (LeConte Hall) – физическим факультетом университета, в котором в разное время работали шесть нобелевских лауреатов.

Ученый вспоминал: «Я вел беспечную жизнь: часто пополудни отправлялся на пикник на берег бассейна каньона Стробери и рано (около 17 часов) заканчивал работать» [76, с. 105].

После работы Пьер-Жиль возвращался к Анни в их маленькую квартирку, в двух шагах от университета, и они отправлялись либо в кино, либо в ресторан, либо встречались с новыми американскими друзьями. Среди них был Фил Пинкус – аспирант лаборатории Киттеля и большой шутник, каламбуры которого, по словам де Жена, были «не всегда слишком тонкими» [76, с. 106]. Впоследствии Пинкус стал блестящим физиком-теоретиком. Они дружили и сотрудничали с Пьером-Жилем вплоть до смерти последнего. По словам Анни, «вместе они были как два вора на ярмарке» [76, с. 106].

По выходным супруги де Жен путешествовали по Калифорнии на кабриолете. Это были приятные поездки – они как бы возвращали их на пять лет назад, в медовый месяц (вернее, неделю) в Провансе. Анни говорила: «Признаюсь, что я замечательно провела время в Беркли. Я очень скучала по детям и писала им каждый день. Но с Пьером-Жилем мы чувствовали себя как юные влюбленные. Нам было по 25 лет, и у нас не было никаких забот! Этот период по-настоящему укрепил наши отношения» [76, с. 106].

Может возникнуть впечатление, что де Жен бездельничал в Калифорнии. Но это не так. На самом деле его постдокторская стажировка была весьма плодотворной.

В лаборатории Китттеля царила деловая, рабочая обстановка. Сам шеф обладал железным характером и был непоколебимым авторитетом для своих учеников. От них он получил прозвище «Бог». Пьер-Жиль вспоминал, что однажды Киттель попросил одного из своих студентов сделать доклад на лабораторном семинаре. Через двадцать минут он прервал выступающего каменным голосом: «Вы не разобрались в порученной Вам теме. Вы будете докладывать снова на следующей неделе» [76, с. 106].

Тем не менее де Жен сохранил самые теплые воспоминания об этой «мускулистой» атмосфере. Дело в том, что «Бог» был с самого начала весьма благосклонен к французскому постдоку. Киттель учитывал не только уже сложившуюся репутацию Пьера-Жиля как молодого теоретика с большим будущим, но практически сразу сам почувствовал его незаурядные способности. В результате он предоставил де Жену полную творческую свободу.

Пьер-Жиль полностью оправдал возлагаемые на него ожидания. Например, первым же своим докладом на лабораторном семинаре он завоевал уважение всех коллег, познакомив их с явлением перколяции.

Первая работа де Жена, выполненная в лаборатории Киттеля, была навеяна общением с А. Абрагамом [11]. Она была посвящена релаксации ферромагнитного резонанса в гранатах итрия – интересные магнитные свойства этих веществ были тогда только что открыты. За этой статьей последовала целая серия публикаций по ядерному магнитному резонансу [например: 12–14]. Этой темой Пьер-Жиль продолжил заниматься после своего возвращения во Францию вместе со своей первой аспиранткой Франсуазой Хартманн-Бутрон (см. главу V).

В Калифорнии де Жен также написал без соавторов и опубликовал в престижном американском журнале «Physical Review» статью [15]. В ней он развил теорию К. Зенера[32] двойного обмена электронами в слабопроводящих магнетиках (содержащих ионы Mn⁺³, Mn⁺⁴ и O^-2), так называемых манганитах (оксидах марганца с переменной валентностью) [97].

Киттель был доволен деятельностью своего французского постдока. Однажды, будучи вынужденным уехать на две недели, он поручил Пьеру-Жилю читать вместо себя курс статистической физики. Случалось, он советовался с молодым теоретиком по поводу своих собственных работ. Де Жен вспоминал: «Это может показаться нескромным, но я помогал ему в решении проблемы парамагнитного резонанса в особом случае редких земель. Я изложил ему свое видение проблемы. Поначалу он был настроен скептически, но в конце концов опубликовал статью, базирующуюся на моей интерпретации этого явления» [76, с. 107].

Де Жен окончательно закрепил свой авторитет среди американских коллег во время семинара, на котором постдок лаборатории Киттеля Кеи Ешида рассказывал о только что появившейся теории сверхпроводимости (теории БКШ)[33]. Присутствовавший на семинаре и сидевший в первом ряду корифей квантовой механики В. Паули, с которым де Жен был знаком по школе теоретической физики в Лез-Уше (1953 г., см. главу II), неожиданно задал докладчику трудный вопрос. Последний не мог дать приемлемого для Паули ответа; и в зале, заполненном не менее чем 200 слушателями, воцарилось тягостное молчание. На помощь своему молодому коллеге пришел Пьер-Жиль, и его комментарии с очевидностью удовлетворили мэтра. Всем стало ясно, что де Жен глубоко разобрался в новой теории, что в то время еще было редкостью. Ф. Пинкус так вспоминал об этом эпизоде [76, с. 107]: «Как и три четверти аудитории, я не понял ни вопроса, ни ответа. В этот день я по-настоящему почувствовал, до какой степени он (де Жен. – А. С.) был силен».

После девяти месяцев пребывания в Беркли де Жен должен был срочно возвращаться во Францию, так как заканчивалась предоставленная ему (до 27 лет) отсрочка от армии и его призывали на военную службу. Киттель хотел оставить Пьера-Жиля у себя и (за три месяца до окончания срока его стажировки) предложил молодому теоретику престижный пожизненный пост в Университете, который позволил бы де Жену быстро получить американское гражданство и, следовательно, не служить во французской армии. С точки зрения продолжения научной карьеры, это предложение выглядело очень заманчивым, однако Пьер-Жиль понимал, что ни он, ни Анни уже никогда не станут настоящими американцами. Их же дети, напротив, без труда вольются в новую страну. Такая ситуация не очень нравилось им с женой, и они, подумав, все же решили вернуться на родину.

В конце сентября 1959 г. Анни и Пьер-Жиль покинули Калифорнию и отправились домой через Восточное побережье США. Во время этой поездки де Жен выступил с докладами на семинарах во многих исследовательских центрах, например, в лабораториях компании «General Electric». Там у него завязались товарищеские отношения с молодым и так же, как и Пьер-Жиль, полным энтузиазма ученым Чарли Бином[34].

В «General Electric» де Жен познакомился и с молодым исследователем из Норвегии – А. Джайевером[35], который как раз в это время только что экспериментально обнаружил протекание туннельного тока через тонкую пленку диэлектрика, находящуюся между двумя сверхпроводящими слоями. Джайевер рассказал Пьеру-Жилю о своих работах, что вызвало гнев директора его лаборатории, который справедливо считал, что это важное открытие должно держаться в секрете. Де Жен обещал никому не говорить об услышанном, что, впрочем, было для него нетрудно, так как сразу же по приезде в Париж он окунулся в другую, армейскую жизнь.

Итак, пребывание Пьера-Жиля в Калифорнии оказалось очень коротким. Действительно, он впоследствии говорил, что с удовольствием продлил бы свою стажировку в Беркли на несколько месяцев, но это было невозможно из-за армии [76, с. 108].

Тем не менее за это небольшое время Киттель оказал существенное влияние на дальнейший стиль работы молодого француза. Киттель был, если можно так выразиться, «конкретным» теоретиком. Он не терпел никаких объяснений физических явлений, представляемых в форме математических выкладок. «Надо сделать расчеты, а затем забыть о них для того, чтобы держать в голове только физику явления», – учил он своих студентов [76, с. 108].

Умение видеть физическую суть проблемы и упрощать ее до предела (объяснять «на пальцах») стало в дальнейшем основной чертой научного стиля де Жена.

Месяцы, проведенные в Калифорнии, и заключительная поездка по Восточному побережью сделали имя де Жена известным во многих американских учебных и исследовательских центрах, а это уже означало первый шаг к мировому признанию. И, наконец, что немаловажно, Пьер-Жиль приобрел авторитет среди многих своих американских коллег, а с некоторыми из них у него завязались тесные личные контакты. Среди последних особо следует отметить Ф. Пинкуса (см. выше).

Во время пребывания де Жена в США во Франции ему была присуждена первая в его жизни научная награда – премия Луи Анселя[36] от Французского физического общества. Его мать с гордостью получила ее за Пьера-Жиля на торжественной церемонии.

По дороге домой де Жены посетили и старую гувернантку отца Пьера-Жиля Марию (см. главу I). Теперь она жила в 60 км от Нью-Йорка, в небольшом городке Гловерсвилле – традиционном центре производства кожаных перчаток[37]. После смерти отца Пьера-Жиля (Робера де Жена) его квартира была продана производителям перчаток из этого городка, на службу к которым Мария и перешла, переехав в Гловерсвилл. В конце концов она оказалась в услужении у двух старых дам – «богатых и несносных», живших в том же городке, в буржуазном доме внушительных размеров [76, с. 163].

Первые три месяца армейской службы де Жена проходили на большом линкоре «Ришелье», времен Второй мировой войны, ставшем учебной базой и стоявшем на рейде у берегов г. Бреста в Бретани.

Пьер-Жиль входил в группу научных работников, призванных на флот с целью подготовки из них офицеров запаса. Привилегией этой группы было то, что она не планировалась к отправке на идущую в то время алжирскую войну. Тем не менее условия, в которых очутился де Жен, были совсем некомфортными. Его жизнь теперь резко изменилась. Он вспоминал о первых трудных месяцах своей флотской службы в ранге матроса второго класса: «Мы спали в гамаках, подвешенных на двух уровнях, в тесноте, как анчоусы. Когда кто-нибудь двигался, вся линия качалась… Нам приходилось периодически выносить огромные корабельные помойки… Мне доводилось скоблить палубу “Ришелье” наждачной бумагой на холоде и в сырости… Но у меня не осталось плохих воспоминаний об этих трех месяцах учебы» [76, с. ПО].

Молодой физик быстро привык вставать рано утром под звуки горна, складывать свой гамак, быстро одеваться, делать гимнастику и по очереди с товарищами ходить в наряды. Он с интересом изучал флотские дисциплины: навигацию (и даже немного научился командовать военными судами), движение атомных подводных лодок, классификацию морских узлов, и т. д. Одной из немногих проблем де Жена, как, впрочем, и большинства его товарищей по службе, было полное отсутствие способностей к строевой подготовке, что не позволило его учебной группе участвовать в торжественной церемонии 11 ноября[38].

Существенным фактором, облегчавшим службу Пьера-Жиля, были сложившиеся у него добрые отношения с другими курсантами, некоторые из которых впоследствии стали известными учеными, например: физики Жан Гаворе, Робер Гутт, ЖакЖоффрен, Жульен Бок и математик Пьер Картье.

Де Жен посвящал то небольшое остававшееся у него свободное время для изучения русского языка, чем сыскал себе репутацию оригинала среди товарищей. Он всегда носил учебник русского с собой и открывал его при первой же возможности. Вскоре и ближайшие товарищи Пьера-Жиля присоединились к этому занятию. Ученый с иронией вспоминал: «Для того чтобы попрактиковаться, мы говорили друг с другом по-русски на палубе “Ришелье”, что провоцировало некоторую панику среди наших офицеров, начинавших думать, что русские шпионы проникли на борт» [76, с. 111]. За две недели де Жен расправился со своим учебником и был уже способен достаточно бегло вести диалоги на языке и петь без ошибок русскую народную песню «Эй, ухнем!». Однако все это не было главной целью его занятий. Пьер-Жиль хотел читать в оригинале советские публикации по «модной» в то время теме сверхпроводимости!

По выходным курсантам разрешалось уходить в увольнительную. Так как Париж был далеко, то де Жен с друзьями (будущими профессорами Жаком Жофреном и Жульеном Боком) в таких случаях оставался в Бресте, снимая номера в небольшой гостинице на улице Сиам (rue de Siam).

Это могло показаться странным, но Пьер-Жиль посвящал свое свободное время занятиям. Он уже довольно глубоко разобрался в теории БКШ и теперь углубился в чтение оригинальных русских статей по сверхпроводимости. Иногда он все же отрывался от штудирования науки, чтобы вечером поесть блинов (crêpes) в городе или посетить церковь.

В понедельник рано утром друзья прибывали на корабль и изо всех сил мчались по палубе, чтобы, не дай бог, не опоздать к утренней поверке.

Три месяца учебы пролетели быстро. И ставший офицером запаса де Жен был направлен к месту своей постоянной службы – в Отдел испытаний при Дирекции военных применений СЕА в Париже. Это секретное подразделение, созданное в ноябре 1957 г., возглавлялось бывшим морским офицером Кауфманом. Оно подготавливало испытания первой французской ядерной бомбы. Без всякого сомнения, молодого де Жена на эту работу порекомендовали Ж. Ивон и И. Рокар, которые сами были вовлечены во французскую военную ядерную программу [76, с. 112]. Перед тем как быть принятым в Отдел, Пьер-Жиль подвергся тщательной проверке. В частности, выяснялось, не подписывал ли он Стокгольмское воззвание[39].

Работа в Отделе испытаний, официально начавшаяся для де Жена в январе 1960 г., позволяла ему жить дома. Пьеру-Жилю было также разрешено продолжать и свои исследования в гражданском отделении СЕА – Центре Сакле, где он по-прежнему числился на должности инженера-исследователя.

Начав свою службу в Отделе, де Жен сразу же погрузился в царящую там лихорадочную атмосферу кипучей деятельности. Дело в том, что испытание первой французской ядерной бомбы должно было состояться уже через месяц.

В феврале 1960 г. Пьер-Жиль полетел на борту военного самолета в Центр военных испытаний, находящийся вблизи оазиса Регган в алжирской Сахаре. Именно здесь планировалось осуществить ядерный взрыв.

В то время в Алжире полным ходом шла война. Заметим, что де Жену повезло – как главу семейства с тремя детьми его не призвали в действующую армию (в отличие от многих его коллег-исследователей).

Центр военных испытаний у оазиса Регган находился далеко от зоны военных действий. Тем не менее он хорошо охранялся: там был размещен воинский контингент в количестве более 5 тыс. человек, которым командовал генерал Ш. Айре[40].

В пустыне стояла страшная жара – 55 °C, тем не менее в этих сложных погодных условиях там был построен целый город, в котором были трехэтажные дома из алюминия. В этих зданиях размещались научные лаборатории и жилые помещения. Имелся также и аэропорт, позволяющий доставлять из Парижа и обратно людей и грузы.

Пьер-Жиль часто работал в просторных лабораториях, вырубленных в скале. Там было прохладно. Ему нередко приходилось заниматься подготовкой к предстоящим измерениям параметров будущего атомного взрыва, настраивая на страшной жаре измерительное оборудование, установленное в 30 км от предполагаемого места взрыва. Для страдающего от перегрева де Жена облегчением был бассейн. Он вспоминал: «Для офицеров на оазисе устроили бассейн: настоящим счастьем было освежиться там время от времени» [76, с. 113].

Приближался так называемый день «J» – день взрыва атомной бомбы (13 февраля 1960 г.). Она была извлечена из подземного укрытия и отвезена со всеми предосторожностями в точку «ноль», находящуюся в 60 км от базы. Там бомба была помещена на вершину стометровой башни, а вокруг, на разных расстояниях, были расставлены манекены людей и образцы различной военной техники – потенциальные жертвы взрыва. Нужно было оценить ущерб, который будет нанесен им бомбой.

Находясь в своем убежище среди измерительных приборов в 30 км от точки «ноль», де Жен вспомнил, как в августе 1945 г. он прочитал в газете о взрыве американцами «анатомической»[41] бомбы в Хиросиме и спросил у матери, что это такое? Она объяснила ему, что это была атомная бомба. Тогда он никак не мог представить себе, что через 15 лет будет участвовать в испытаниях такой бомбы, но уже французской.

Взрыв бомбы, названной «Голубой тушканчик» («Gerboise bleue») оказался успешным. Это был самый мощный воздушный атомный взрыв в Сахаре – его мощность в 3–4 раза превосходила мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму. Пьер-Жиль наблюдал завораживающую и одновременно страшную картину взрыва из своего убежища и ощутил на себе его мощную ударную волну. По-видимому, он не был облучен. Однако этого нельзя было сказать о многих военных, принимавших участие в испытаниях. Не случайно в марте 2009 г. французским правительством было принято решение о выплате компенсаций ряду пострадавших во время ядерных испытаний в 1960–1966 гг.

Де Жен был снова командирован в район оазиса Регган как раз во время путча генералов (putsch des généraux)[42], в апреле 1961 г. Там проходила подготовка уже четвертого испытания французской атомной бомбы.

Обстановка в Алжире была напряженной – с проведением взрыва приходилось спешить, так как были опасения, что бомба может попасть в руки мятежников. Стояла страшная жара, и дул сильный песчаный ветер, что мешало правильной работе электронных и оптических измерительных приборов. Испытания были неудачными: взрыв оказался гораздо меньшей силы, чем планировалось. В дальнейшем начиная с ноября 1961 г. Франция проводила только подземные ядерные взрывы.

Вернувшись в Отдел испытаний, который теперь был переведен в местечко Брюер-ле-Шатель в 32 км к югу-западу от Парижа, Пьер-Жиль занялся расчетами параметров ядерных взрывов, в особенности влиянием воздушного взрыва на земную поверхность. Он пытался моделировать указанную ситуацию с помощью одного из самых мощных компьютеров того времени – TERA-10. В расчетах ему помогал уже упомянутый Ж. Гаворе – один из его друзей по службе на «Ришелье». Однако компьютерное моделирование давало идеализированные, далекие от реальности результаты. Этот не совсем удачный опыт компьютерных расчетов на всю жизнь сформировал скептическое отношение де Жена к компьютерному моделированию.

Как уже отмечалось, параллельно с работами военной направленности Пьер-Жиль продолжал и свои исследования в гражданском центре СЕА в Сакле. Во время военной службы ему даже удалось пару раз съездить за границу.

Первой была двухнедельная поездка в США, в апреле 1960 г., где де Жен посетил целый ряд университетов и исследовательских центров и завел новые научные контакты.

Затем Пьер-Жиль отправился в Японию. Ученый вспоминал: «В сентябре 1961 г. мне также неожиданно разрешили поехать на Международный конгресс по теоретической физике в Японию. Я прибыл в Киото, город, который тут же меня очаровал и который я обожаю до сих пор. Конгресс проходил в Институте Юкавы. Было забавно, что это заведение носило имя живого человека Хидеки Юкавы, лауреата Нобелевской премии по физике за 1949 г. Он собственной персоной встретил меня у входа в Институт. Во Франции не принято так увековечивать имена живых людей» [76, с. 116].

Во время этой поездки у де Жена установились тесные контакты с Р. Кубо[43], которого Пьер-Жиль уже встречал на школе по теоретической физике в Лез-Уше. В дальнейшем Кубо регулярно приглашал де Жена в Японию выступать на семинарах. Их научное сотрудничество стало особенно плодотворным в тот период, когда Пьер-Жиль начал заниматься физикой полимеров.

Во время военной службы де Жен начал руководить своей первой аспиранткой Франсуазой Хартманн-Бутрон в Центре Сакле. Вначале Пьер-Жиль несколько недооценивал ее, но потом понял, что это – весьма способная и упорная девушка. Он поручил ей заниматься распространением спиновых волн в ферроиттриевых гранатах.

Здесь, второй раз за свою карьеру, молодой теоретик прошел мимо важного открытия (см. главу III). Раздумывая над тем, как спиновые волны преодолевают стенки Блоха[44] (границы между доменами Вейса), де Жен и его аспирантка не пришли к идее о возникновении солитонных волн[45]. Теория таких волн в магнетиках была развита четырьмя годами позднее, в 1965 г.[46]

Время военной службы не прошло для Пьера-Жиля даром. Ученый так вспоминал об этом периоде: «Мне было действительно трудно содержать жену и трех детей на зарплату матроса второго класса, а затем – курсанта. Но я не жаловался, потому что в свободное время мог размышлять над различными темами для исследования. В конце концов эти двадцать семь месяцев не оказались бесплодными» [78]. Он занимался не только оборонной тематикой, но и подготовил немало новых статей по магнетизму, а также много думал над вопросами, связанными со сверхпроводимостью.