Повелитель Х-лучей

В октябре 2025 года Южный федеральный университет отметит 110-летие с момента основания. Проект «Люди ЮФУ» посвящен выдающимся личностям, педагогам и исследователям, внесшим неоценимый вклад в развитие университета. Именно их труд и преданность делу создали прочную основу, которая позволяет ЮФУ и сегодня оставаться лидером российского высшего образования и науки. 

Герой нашей новой публикации — ученый Михаил Блохин, заложивший в стране школу рентгеновской спектроскопии.

Рентгеновское излучение давно уже стало обыденностью — привычным кабинетом в поликлинике. И мало кто задумывается, что удивительному открытию только 130 лет и что Рентген — это фамилия.
Свое самое главное открытие немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген совершил, как это часто бывает, случайно. Поздно вечером, экспериментируя с электрическими разрядами, он включил ток в катодной трубке Ленарда (стеклянном сосуде, закрытом темной бумагой) и вдруг с удивлением заметил свечение на столе. Светился лабораторный экран, покрытый кристаллами тетрацианоплатината бария. Выключил ток, свет исчез. Включил — появился. Понятное дело, с найденным волновым потоком ученый экспериментировал до утра.

Это явление Рентген позже назвал Икс-лучами (X-rays). Невидимые человеческому глазу, они, как оказалось, могут вызывать флюоресценцию разных веществ. Но что еще интереснее, могут проникать сквозь непрозрачные материалы. А еще лучи оставляли след на фотопластине. Это натолкнуло ученого на идею сделать снимок человеческого тела.

По легенде, первой увидела свой скелет — вернее, кости своей руки — жена Рентгена и, испугавшись, воскликнула: «Я видела Смерть!» Но видела она вовсе не смерть, а новые потрясающие шансы живых.В конце XIX века открытие излучения и опыты с ним взбудоражили не только обывателей по всему миру, но и заставили ученых пересмотреть ряд положений классической физики.
Да и первая в истории Нобелевская премия по физике была в 1901 году присуждена Рентгену.

Это открытие трудно переоценить. С января 1896 года, когда была сделана первая рентгенограмма перелома кости, X-лучи по-прежнему остаются самым надежным способом заглянуть внутрь человека. И не только человека.
Рентгеном можно просвечивать металлы и находить дефекты сварных швов мостов, к примеру. Он используется в геологии, минералогии, горном деле. Рентгеновским излучением лечат раковые опухоли. Исследуют структуру веществ вплоть до молекул. Летающие в космосе рентгеновские телескопы позволяют увидеть черные дыры и ядра галактик. Даже наши чемоданы на вокзальном контроле проходят через него.

Любопытна связь поколений исследователей X-лучей. Одним из лучших воспитанников Рентгена был Абрам Федорович Иоффе, выдающийся русский и советский ученый, который учился у него в Мюнхенском университете. А учеником Иоффе в свое время стал Михаил Блохин, пытливый студент Ленинградского физико-механического института, который тоже был заворожен неисчерпаемыми возможностями рентгеновских лучей.
Правда, пришел он к этому не сразу. В мемуарах сына Михаила Арнольдовича, Александра Блохина, есть интересные факты. Оказывается, первой страстью будущего физика была астрономия.Родился Михаил Блохин в Одессе в 1908 году. После окончания гимназии всерьез увлекся изучением небесных тел, наблюдая за переменными звездами — теми, что меняют со временем свой видимый блеск. Работал в обсерватории под Одессой, которая после революции называлась «Красные маяки», и даже сам мастерил телескопы. «У нас в семье долгие десятилетия хранилась самодельная труба от созданного им самостоятельно телескопа и коробка с линзами», — вспоминал Александр Блохин.
Он же рассказывал, что в молодости отец был одним из лидеров одесского филиала Русского общества любителей мироведения, созданного знаменитым революционером Николаем Морозовым.
Среди прочих целей Общества значилось: «распространять в широких слоях населения естественные и физико-математические знания». Одесский кружок состоял в переписке с самим Циолковским, и под его влиянием один из мироведов и друзей Блохина, Валентин Глушко, решил заняться инженерией ракетно-космической техники, тогда только зарождавшейся (впоследствии он станет дважды Героем Социалистического Труда).

Сам Блохин уехал учиться в Ленинград, тогда он еще звался Петроградом. «С астрономии на физику и более того именно на рентгеновское приборостроение его переключил Абрам Федорович Иоффе, за что отец был ему всю жизнь благодарен. Но любовь к астрономии отец сохранил на всю жизнь, и под его влиянием я тоже», — пишет Александр.

Физмех Блохин окончил в 1932 году, два года проработал в Ленинградском институте геологических наук АН СССР, а уже с 1934 года переключился на работы по рентгено-спектральному анализу и, как он сам пишет в биографии, «с этого момента целиком посвятил себя освоению, развитию этого метода и распространению его в нашем Союзе».

Блохин переезжает в Москву и под руководством ученика Вернадского, академика Александра Ферсмана, вместе с Игорем Боровским участвует в создании специальной лаборатории при Ломоносовском институте АН СССР. В Швеции по заказу советских физиков изготавливают два рентгеновских спектрографа, привозят в Москву, монтируют и запускают.
Как пишет в своей статье доктор физико-математических наук Константин Нарбутт, в это время «Боровский и Блохин развернули бурную деятельность по рентгеноспектральному анализу минерального сырья. Этот вид анализа, отличающийся исключительной быстротой и универсальностью, сразу же завоевал признание минералогов и геологов».

Уже в 1939-м Боровский и Блохин выпускают первую отечественную монографию по рентгеноспектральному анализу.
В том же году Михаил Арнольдович защитился, в 31 год став кандидатом физико-математических наук и преподавателем физфака МГУ. Там он готовил первых специалистов в новой области науки.

Невероятный подъем и планы энтузиастов прервала Великая Отечественная война. Блохина эвакуировали в Свердловск. Он и там продолжал преподавать — уже в Уральском индустриальном институте. А в 1943-м организовал в Свердловске лабораторию и за два года сумел сделать ее самостоятельным звеном с профессиональными кадрами. В 1945-м Блохин вернулся в Москву.Шесть с лишним лет, с 1945 по 1951-й, Михаил Арнольдович руководил специальной лабораторией во Всесоюзном институте минерального сырья. В это время он начал работать над уникальными для своего времени рентгеновскими спектрометрами, а уже в конце 1940-х организовал выпуск этих приборов, постоянно их совершенствуя.
Приборы делали на опытных заводах двух институтов Академии наук СССР (в 50-х Блохин наладит производство и в экспериментальных мастерских Ростовского университета), а один из спектрометров установили в спецпрактикуме физфака МГУ: чтобы студенты старших курсов могли сами раскладывать X-лучи в спектр.

Александр Блохин рассказывал: «Отца пригласил в Ростов-на-Дону ректор РГУ Юрий Андреевич Жданов. Выпускники физфака знают, что отец организовал на физмате свою кафедру, защитил докторскую диссертацию, под него был построен Институт физики, он стал его первым директором и также стал главой мировой научной школы рентгеноспектрального анализа. В общем, отец не без основания считал, что у него в Ростове жизнь сложилась, и не жалел, что когда-то покинул Москву».

Кстати, любопытна этимология фамилии Блохин. Об этом тоже пишет Александр Михайлович: «Ранее наша фамилия была Блох. Вполне еврейская фамилия. Один мой знакомый, по фамилии тоже Блох, утверждал, что все Блоки, Блохи, Блохины между собой в той или иной мере родственники».
Александр вспоминает об одном из своих предков, служившем в царской армии, который однажды отличился перед царем. Тот предложил выбрать награду: деньги, орден, что пожелаешь. Блох, отказавшись от монет и наград, попросил только две буквы — приставку «ин» к своей фамилии.
«Можно понять моего предка, евреям всегда на Руси жилось несладко. Что, кстати, и помогло, век спустя, моему отцу вернуться из эвакуации в конце войны — как человеку с русскоподобной фамилией».

На годы работы в Ростове приходится самый плодотворный период жизни Михаила Арнольдовича. В 1954-м он получил звание профессора, защитив докторскую диссертацию. Было это, вероятно, не так просто. В ГАРО хранится справка от 1952 года с печатью Министерства геологии СССР: «Дана Блохину М. А. в том, что его работа «Методы рентгеноспектрального анализа» не содержит секретных сведений, при написании не использованы секретные материалы и работа может быть представлена к открытой защите».

В Ростове Блохину с радостью идут навстречу: в 1956 году при РГУ открыта кафедра физики твердого тела, бессменным руководителем которой он оставался почти 30 лет.
Нарбутт пишет, что «работа в Ростовском университете обеспечивала постоянный приток
молодых кадров, а также позволяла вести исследования широким фронтом», и добавляет: «Уже через несколько лет после организации кафедры вокруг Михаила Арнольдовича сложился костяк из ближайших учеников, ставшими позже профессорами и доцентами». Сложилась не в последнюю очередь благодаря человеческим качествам Блохина.

В 1950-х годах в Ростовском университете были разработаны новые конструкции нескольких рентгеновских спектрометров и налажено их производство. Десятки этих приборов широко разошлись по стране. Как одно из достижений советской науки варианты приборов в разные годы демонстрировались и на ВДНХ СССР. Главный комитет выставки наградил автора — профессора Блохина Большой серебряной медалью.В 60–70-е годы ростовская научная школа Блохина стала центром рентгеноспектрального анализа. Михаил Арнольдович в биографии небезосновательно упоминал, что к нему постоянно обращаются за руководством и консультациями из институтов Москвы, Ленинграда, Киева, Алма-Аты, Одессы, Свердловска, и других городов. Ростовская кафедра была единственной в СССР, где официально готовили специалистов по рентгеновской спектроскопии. На ежегодные курсы обучения работы на рентгеновской аппаратуре в Ростов приезжали не только со всего Советского Союза, но и из-за рубежа.

Будучи отцом трех детей, учителем, изобретателем, профессор Блохин умудрялся находить время для организации всесоюзных и международных конференций и для публикаций — в том числе для Большой советской энциклопедии и Физического энциклопедического словаря.
Многие годы Михаил Арнольдович был научным редактором ленинградских периодических сборников «Аппаратура и методы рентгеновского анализа». Приложил все силы, содействуя созданию в Ленинграде специального конструкторского бюро рентгеновской аппаратуры. Передал туда часть собственных разработок.

В его фундаментальной монографии «Физика рентгеновских лучей», изданной кроме СССР в Польше, Германии и США (сам он, кстати, хорошо владел немецким и французским), виден креативный подход мыслителя.
В предисловии Блохин замечает: «Математический аппарат современной квантовой механики позволяет решать многие вопросы почти автоматически, без уяснения смысла вывода и природы явления. Поэтому автор считал полезным в ряде случаев применить принцип соответствия между классической теорией и квантовой механикой даже в ущерб строгости самих выводов. Такой подход является несомненно лучшим для физика-экспериментатора».

Воспитывать физиков-экспериментаторов Михаил Арнольдович продолжал до конца жизни, вплоть до 1995 года, каждый год выпуская специалистов самой высокой квалификации. Студенты его любили, как настоящий интеллигент он не позволял себе снисходительного отношения, всегда обращаясь к ним подчеркнуто вежливо, на «вы».

Его ученики и сейчас успешно работают в этой сложной сфере. Один из последних аспирантов Блохина, профессор, доктор физико-математических наук Александр Владимирович Солдатов, возглавивший после своего учителя кафедру, сегодня руководит созданным в ЮФУ Международным исследовательским институтом интеллектуальных материалов.
О своем наставнике Солдатов вспоминает с искренним чувством: «В области рентгена он знал буквально все. Некоторые его монографии и сегодня являются настольными книгами для специалистов в области рентгеновской спектроскопии.
Ничто человеческое было ему не чуждо. Интеллигентный человек с широким кругом интересов. Помню, у него была большая коллекция пластинок с классической музыкой (больше 2,5 тысяч. — Авт.). Я пополнял ее редкими экземплярами, которые привозил из зарубежных командировок».Кафедра физики твердого тела с 2012 года носит название кафедры физики наносистем и спектроскопии, и студенты с 3-го курса начинают обучение этим наукам. Ее выпускники становятся специалистами по физике конденсированного состояния, кристаллических, неупорядоченных структур, биологических и наноматериалов.

И кафедра физики наносистем и спектроскопии, и Международный исследовательский институт интеллектуальных материалов ЮФУ продолжают дело Михаила Блохина, активно развивая исследования в области нанодиагностики материалов и используя анализ спектров уже на новейшем оборудовании: установках мега-сайенс (синхротронах и рентгеновских лазерах на свободных электронах), — и с применением технологий искусственного интеллекта. В области рентгеновской спектроскопии поглощения (международный термин XANES) ростовские физики занимают в настоящее время лидирующие позиции в мире.

«Нанотехнологии — алхимия XXI века, — говорит Александр Солдатов. — Мы разрабатываем новые функциональные материалы для биомедицинского применения, химической промышленности, участвуем в экологических проектах. Свою миссию мы видим в разработке превосходящих мировой уровень методик прецизионной неразрушающей диагностики параметров локальной атомной и электронной структур материалов, в том числе в ходе процессов при реальных технологических условиях. Точность определения расстояний между атомами в исследуемых материалах доходит до 1 пикометра, а это тысячная доля нанометра! Развитие подобных методик крайне важно для решения задач обеспечения технологического лидерства страны».Память о выдающемся физике Михаиле Блохине, основателе Ростовской рентгеноспектральной школы, бережно сохраняется в Южном федеральном университете. В Международном исследовательском институте интеллектуальных материалов ЮФУ действует постоянная мемориальная экспозиция, посвященная ученому. В вузе учреждена именная стипендия для молодых исследователей, также действует суперкомпьютер «Блохин», который ориентирован на решение трудоемких задач, требующих высокой процессорной вычислительной мощности и больших объемов оперативной памяти. Наследие Блохина остается живым вкладом в развитие науки и образование.