— И выдержали?
— Это же физика!
— А как вы пришли к алмазам?
— Не я пришел, а меня привели.
— То есть?
— Когда появилось первое сообщение «Дженерал электрик» об успешном синтезе искусственных алмазов… Вы знаете, сколько дало фирме одно это сообщение за один только день? 257 тысяч долларов!
— Курс акций?
— Да, да. Сообщение тут же подхватили все газеты, радио. Услышали и у нас и сразу же написали письмо в Совмин. Академия наук обманывает правительство.
— Каким образом?
— Одиннадцать лет топчется на месте.
— Кто же конкретно топтался?
— Синтез алмазов был записан за шубниковским Институтом кристаллографии. Под эту проблему они даже новое здание получили.
— На Ленинском проспекте?
— Да, да.
— Но почему же они за одиннадцать лет…
— А почему один человек играет на рояле, а другой не играет? Назначили комиссию, проверили — а у них ничего нет, надо начинать с нуля. Собрали большое совещание. Приехавшие товарищи, президент Академии Несмеянов, физики, химики. Очень ругали Шубникова. А я выступил в его защиту.
— Что же вы сказали?
Я сказал, что ученый всегда все делает впервые.
6
Признаться, я не сразу понял, что означает последняя верещагинская фраза. Не понял, но не переспросил. Если, беседуя с человеком другой профессии, каждый раз выяснять смысл непонятной фразы, то никакой разговор с ним о его работе не получится. Это как чтение английского детектива. Если каждую минуту заглядывать в словарь, потеряешь нить. А в конце концов и без словаря, само собой, возникает представление о сути интриги.
Лишь потом, изрядно поварившись в алмазной кухне, я как-то незаметно для самого себя добрался до смысла того, что сказал Верещагин в защиту Шубникова, не сумевшего сделать искусственный алмаз.
Когда ученый приступает к новому делу, он не может, принципиально не может еще знать, какая из дорог приведет его к успеху.
Верещагин мог судить об этом по собственному опыту: как раз в это время академик Михаил Александрович Леонтович скрупулезно точными расчетами разрушил все надежды на осуществление управляемой термоядерной реакции с помощью классической техники высоких давлений. Попросту говоря — в прессе.
Точно так же теперь американцы разрушили надежды кристаллографов на получение алмазов без высоких давлений. Разрушили успешным синтезом алмаза в прессе.
Но до тех пор пока синтез не стал совершившимся фактом, у Алексея Васильевича Шубникова были достаточно веские основания к выбору иного пути, чем тот, который привел к успеху шведов и американцев. Путь этот предусмотрел еще Овсей Ильич Лейпунский в своей довоенной работе.
Нет, нет, вычисленная Лейпунским диаграмма состояний углерода в зависимости от давлений и температур была совершенно верна. И во всем диапазоне давлений до примерно полусотни тысяч атмосфер и во всем диапазоне температур до примерно полутора тысяч градусов более выгодным энергетически действительно оказывается графит, а не алмаз.
Однако же есть во всем этом тонком деле одна дополнительная тонкость. Любое строительство небезразлично к окружающей среде. Например, одно дело — строить дом на песке, и совсем другое — на граните. Так вот: согласно законам природы, алмазный дом легче всего строить на алмазном же фундаменте.
Алмазный дом на алмазном фундаменте — это красиво.
Природа вообще любит красивое.
Право на существование в этом мире предоставлено лишь тем конструкциям, которые наиболее экономичны. Для молекул это означает наименьший запас энергии из всех возможных в данных условиях. Например, молекула ржавчины обладает меньшим запасом энергии, чем порознь два атома железа и три атома кислорода. И если не приложить специальных усилий, то вся выплавленная сталь самопроизвольно превратится в ржавчину.
Железо — это еще ничего, был бы опять бронзовый век, каменный век, и ладно. Но точно так же самопроизвольно кислород воздуха соединяется не с одним железом, а, скажем, и с азотом воздуха. Азота же в воздухе вчетверо больше, чем кислорода. Как прикажете дышать?
Если сжечь грамм-молекулу алмаза, то выделится 900 калорий тепла. Если сжечь грамм-молекулу графита — то всего 800. Значит, графит содержит меньший запас энергии, чем алмаз. Значит, в обычных условиях мы вообще вроде бы не должны были встречаться с алмазом.
К счастью, есть причины, по которым энергетически выгодные процессы иногда идут очень медленно и даже не идут совсем.
Самоперестройке алмазного кристалла в графит препятствует высокая прочность его кристаллической решетки. Составляющие алмазный кристалл атомы углерода держатся за руки, можно сказать, изо всех сил. Чтоб углеродные кирпичики алмазного дома покинули свои насиженные места, надо уж очень сильно расшатать этот дом, устроить нечто вроде землетрясения баллов в семь или восемь.
Вообще-то сделать это можно: надо нагреть алмаз до температуры выше 1200 градусов. Но при менее высоких температурах, то есть если не совать палец в вольтову дугу или в пламя гремучего газа, алмазный перстенек так алмазным и останется.
Все так. Однако одно дело чем-то оставаться и совсем другое — чем-то становиться. Сталь ведь тоже сама собой в нормальных условиях не становится — мы получаем ее из руды (той же ржавчины), создавая особые условия в особых печах. Такие условия, в которых ржавчина энергетически не выгодна, а выгодна именно сталь. Соответственно и алмаз разумно было попытаться получить прежде всего в тех условиях, в которых он термодинамически выгодней, стабильней графита. Вот Лейпунский и написал в «Успехах химии»: «Само собой разумеется, что наиболее прямым и естественным методом получения алмаза явилась бы кристаллизация углерода в таких условиях, когда алмаз представляет собой более устойчивую фазу, то есть кристаллизация при высоких давлениях».
Однако же — заметили? — почему-то Лейпунский не счел нужным написать «единственным методом», а написал — «наиболее прямым и естественным». Значит ли это, что он знал о существовании других методов — менее прямых и естественных? Безусловно! Знал и не скрывал. «Если образование зародыша алмаза менее вероятно, чем образование зародыша графита, — утверждал Овсей Ильич в той же статье, — то очень существенно наличие готовой алмазной затравки».
То есть алмазного фундамента.
«Трудность такого опыта, — писал он далее, — заключается в надлежащем подборе температуры кристаллизации».
Хотя здравый смысл далеко не всегда способен осваивать новейшие веяния науки, диапазон условий, в котором он с достаточной для практики точностью, безо всяких формул, обобщает явления окружающего нас мира, все же довольно широк. К таким обобщениям можно, вероятно, отнести и понятие инерции. Не только то понятие, что выражено известным законом Ньютона, но и гораздо более широкое, в соответствии с которым подобное лечится подобным, клин вышибают клином и большие города становятся еще большими, несмотря на ограничения в прописке. В общем, то самое обобщение, согласно которому легче продолжить начатый процесс, чем заменить его каким-то другим. В политике это именуется консерватизмом, в истории традицией, в быту привычкой.
В соответствии с этим общим принципом, на упомянутой Лейпунским алмазной затравке, а попросту — на грани уже существующего алмазного кристаллика легче расти алмазу, чем граниту. Ну, совершенно так же, как на выкладываемой каменщиком стенке легче приладить кирпич, чем неправильной формы булыжник или круглое бревно.
Роль каменщика на грани алмаза играют так называемые поверхностные силы.
Все поверхности, отграничивающие одно тело от другого тела, одну среду от другой среды, обладают особыми свойствами, обусловленными особыми силами. Разумеется, у разных поверхностей и силы разные. Но во всех случаях они проявляют себя решительным обогащением нашего мира новыми явлениями. На поверхности планеты — жизнью, разумом, наукой. А силы, присущие молекулам, расположенным на поверхности мыла, позволяют нам мыться и стирать. А силы, присущие атомам, расположенным на поверхности алмазного кристаллика, — не прибегая к высокому давлению, строить на алмазных фундаментах алмазные дома.