Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества

Наша конструкция появилась вовремя, поскольку к весне 1985 года открытие квазикристаллов породило новое поле интенсивных исследований. Сообщения о новых экспериментах, новых потенциально квазикристаллических сплавах и новых теоретических идеях от различных групп по всему миру появлялись практически каждую неделю. Ажиотаж привел к непрерывной череде конференций, семинаров, приглашенных докладов, включая выступление в Калтехе, которое привело к столь ценной для меня встрече с Ричардом Фейнманом.

И как раз в этот период Дэн Шехтман пригласил меня приехать в Израиль, чтобы посетить его лабораторию в Технионе. Мы встречались ранее на конференции, но тогда времени хватило лишь на короткий разговор. Визит в Хайфу стал для нас первой возможностью потратить существенное количество времени на обмен идеями.

Дэн оказался гостеприимным хозяином. Он гордился своей работой и своей страной. Он показал мне лабораторию и свежие данные исследований, а затем устроил мне поездку по всему хайфскому региону вплоть до Голанских высот.

Я восхищался смелостью и независимостью мысли, которые привели Дэна к его замечательному открытию. Однако я не был удовлетворен нашей научной дискуссией. Дэн специализировался на электронной микроскопии и дифракции и не проявлял большого интереса к теории. Вскоре мне стало ясно, что он по-прежнему увлечен идеей, которую Илан Блех первоначально предложил для объяснения сплава Al₆Mn. Она сводилась к тому, что вещество состоит из икосаэдрических кластеров, которые по какой-то неясной причине ориентированы одинаковым образом, несмотря на случайное расположение в пространстве. Похоже, Дэн почему-то считал идею Блеха эквивалентной нашей квазикристаллической теории.

Я пытался объяснить ему ключевые различия: модель Блеха неполна, поскольку между кластерами в ней есть большие зазоры, которых она не учитывает; по этой причине она не представляет собой новой фазы вещества, а также не дает дифракционной картины, состоящей из четких точек, выровненных вдоль прямых линий.

Однако было очевидно, что мои доводы не произвели на Дэна впечатления. Видимо, он считал, что модель Шехтмана – Блеха, состоящую из случайно разбросанных икосаэдрических кластеров, проще представить, и не склонен был рассматривать важные различия, на которые я указывал. Я сильно переживал, что не сумел убедить его изменить свое мнение. В результате он еще много лет продолжал использовать в своих презентациях модель Шехтмана – Блеха вместо квазикристаллической.

Шехтман был не единственным, кто сопротивлялся квазикристаллической концепции. В следующие несколько месяцев начали появляться и другие правдоподобные альтернативные объяснения странного алюмомарганцевого сплава. И что еще тревожнее, стали намечаться серьезные проблемы с самой идеей квазикристаллов.

Альтернативные теории. Концептуальные проблемы. К огромному моему разочарованию, все это вскоре привело к укреплению в научном сообществе консенсуса относительно того, что квазикристаллы, как все мне твердили с самого начала, невозможны.

Глава 6 Идеальная невозможность

Филадельфия, 1987 год

Прошло более двух лет с момента публикации нашей с Довом статьи, вводящей концепцию квазикристаллов. За это время отношение к ней в научном сообществе уже успело несколько раз поменяться.

В течение первого года после публикации нашей статьи квазикристаллическая теория воспринималась как единственное жизнеспособное научное объяснение новооткрытого сплава с икосаэдрической симметрией. Создавалось впечатление, что эта идея охватила научный мир как ураган и спровоцировала целую серию интересных открытий.

Исследователи комбинировали алюминий с другими элементами, не только с марганцем, который использовался в первоначальном эксперименте, и открывали все больше квазикристаллических сплавов с симметрией икосаэдра. Попутно был обнаружен материал с симметрией восьмого порядка, потом – десятого, а затем и двенадцатого. Тем самым было твердо установлено существование материалов с различными симметриями, которые прежде считались запрещенными.

Я восхищался достижениями других ученых. И пока что все они вписывались в представленную нами квазикристаллическую теорию. Но счастье оказалось недолгим. Маятник начал обратный ход – и стали появляться конкурирующие объяснения, а также серьезная критика.

Первым и самым громогласным критиком нашей теории стал дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг. Для научного сообщества Полинг был величественной фигурой. Как одного из основателей квантовой химии и молекулярной биологии его считали одним из самых значительных химиков XX века.

“Нет такой вещи, как квазикристаллы, – любил издевательски пошутить Полинг. – Есть только квазиученые”.