В то время я проводил летние месяцы, работая в Москве, и регулярно посещал огромное здание «Дома книги». Там, на первом этаже с правой стороны, был отдел, где продавались русские научные книжки в переводах на иностранные языки. Возможно, самым ярким проявлением советской плановой экономики было чрезвычайно нерациональное использование ресурсов в сфере образования. На практике это означало, что происходил перевод сотен научных книг на десятки странных языков, причем продавались они по смешным, я бы даже сказал, абсурдно низким ценам. Оборотной стороной плановой экономики было то, что конкретная книга могла утром появиться на прилавке в большом количестве, а к вечеру полностью исчезнуть из продажи. Мой друг математик Эдуард Ерамян дал мне четкое указание скупать все. Так я и делал, периодически отправляя ему большие посылки, облепленные почтовыми марками, заодно пополняя и собственную коллекцию.
Так у меня появилась возможность проверить, как я это называю, «правило абзаца». Почти в каждой научной книжке есть место, обычно как раз длиной в один абзац, где манера автора точно совпадает с манерой понимания читающим, и именно этот абзац воспринимается правильно и запоминается надолго[79]
. Сложность заключается в том, что надо прочитать сотни книг, чтобы отдельные абзацы постепенно сложились в картину, охватывающую все области интересов – как флаеры, разбросанные по футбольному полю. Именно этим на протяжении десяти лет я и занимался, осваивая физику твердого тела на студенческом уровне.Из этого интеллектуального коллажа я извлек долгосрочную пользу рудиментарного понимания поведения электронов в металлах и полупроводниках, что и попробовал применить для решения проблемы максимума. Я чувствовал, что она каким-то образом должна иметь отношение к электронам в металлах. Как мы видели раньше, электроны в металлах располагаются на своих энергетических уровнях как жидкость в сосуде, заполняя каждый из них определенной энергией. Но при любой температуре выше абсолютного нуля начинают возникать осложнения: у этой жидкости есть, так сказать, шапка пены, в которой электроны под влиянием теплового возбуждения перепрыгивают с одного уровня на другой. Чем теплее металл, тем выше шапка этой электронной пены. Пена размывает границу между пустыми и заполненными уровнями в металле, и это объясняет, почему Яклевич и Ламбе занимались туннельной спектроскопией в жидком гелии.
Я решил, что неплохо опубликовать результаты, а поскольку большая часть того, что я узнал про физику, пришла из России, я направил статью в московский журнал «Электрохимия», где ее приняли в качестве краткой заметки.
И однажды вечером в 1989 г. меня осенило: электроны прыгают в этой шапке вверх-вниз потому, что уносят с собой квант тепла от металла. Предположим, один такой электрон прыгает в раствор сразу же после того, как набрал тепло. Он уносит с собой квант тепловой энергии металла, поэтому ртуть остывает. И наоборот: если такой прыжок совершит электрон в глубине металла, он не унесет с собой ни кванта тепла, а потому его переход в раствор не понизит температуру металла. Помнится, я встал в три часа ночи, чтобы записать эту мысль. Это объясняет все характеристики полярографического максимума: если увеличивать напряжение в отрицательном направлении, первыми в кислород будут прыгать горячие электроны, а это является причиной разницы температур в ртутной капле, что, в свою очередь, вызывает изменения в поверхностном натяжении[80]
, а они и вызывают вращение. При увеличении отрицательного напряжения вы проходите сквозь электронную пену в жидкое вещество, и охлаждающий эффект, вращение и ток прекращаются. Пользуясь авторитетом Пастеровского института, в котором мне полагалось заниматься совсем иной тематикой, я обратился в фирму Roucaire Instruments, французского поставщика полярографов, с просьбой одолжить мне прибор, чтобы проверить свою гипотезу. Пару недель я потратил на эксперименты, которые заключались в том, что я обматывал несколькими витками реостатного провода стеклянную трубку у того места, откуда выпадали капли, и постепенно нагревал ее: максимум исчез.Я решил, что неплохо опубликовать результаты, а поскольку большая часть того, что я узнал про физику, пришла из России, я направил статью в московский журнал «Электрохимия», где ее приняли в качестве краткой заметки. Статью я написал, разумеется, по-английски, и ее перевели на русский язык. Обратился я в русский журнал еще и потому, что знал, что у них выходит англоязычная версия, и мне было любопытно, как два последовательных перевода (русскими учеными, работавшими за копейки) повлияют на мою статью. Они значительно ее улучшили.
Белковые полупроводники