Квазикристаллы Дана Шехтмана: еще одно научное открытие, основанное на «золотом сечении», удостоено Нобелевской Премии. Нобелевский лауреат Дан Шехтман: «Вы все ошибаетесь, а я прав! В результате такого рассеивания на фотопластине обычно проступает набор

ШЕ́ХТМАН Дан (родился в 1941 г., Тель-Авив), выдающийся израильский физик и химик. Родился в семье выходцев из России. Его дед по материнской линии, Зеев Ашур (Вольф Зейликович Побережкин; 1882–1956), из семьи садгорских хасидов (см. хасидизм), был активистом еврейской социал-демократической партии По‘алей Цион , редактором партийной газеты на идише «Дер онфанг» (с 1908 г.), основателем (совместно с Ицхаком Бен-Цви и его супругой Рахель Янаит) первого социалистического журнала на иврите «Ахдут» («Единство», 1910); в 1920-е - 1940-е годы он руководил тель-авивской типографией, носившей его имя.

После окончания средней школы в Петах-Тикве и службы в армии Шехтман в 1962 г. поступил в Технион (Хайфа), в 1966 г. получил степень бакалавра в области механики, в 1968 г. - степень магистра в области технологии материалов, в 1972 г. - степень доктора. В 1972–75 гг. занимался в лаборатории военно-воздушных сил США (около города Дайтон, штат Охайо) научными исследованиями (структурные дефекты и свойства алюминидов титана).

В 1975–77 гг. Шехтман - преподаватель в Технионе, а в 1977–84 гг. - доцент факультета технологии материалов, в 1984–98 гг. - профессор, с 1998 г. - ведущий профессор. В 1981–89 гг. Шехтман в должности приглашенного профессора работал в Университете Джонса Хопкинса (Балтимор, штат Мэриленд, США) на факультете технологии материалов, в 1989–97 гг. - на факультете физики и астрономии, с 1997 г. - в Мэрилендском университете (Балтимор). В 2004 г. Шехтман начал работать в лаборатории Эймса Университета штата Айова, где ежегодно проводит несколько месяцев. Кроме этого, в 2014 г. возглавил международный научно-консультативный совет Томского политехнического университета.

Шехтман - один из ведущих ученых в области физики твердого тела, технологии материалов, кристаллографии. Основные научные исследования Шехтмана посвящены микроструктуре и свойствам быстро затвердевающих металлических сплавов и другим проблемам. Научные достижения Шехтмана были отмечены многочисленными наградами, в том числе международной премией Американского физического общества за исследования в области новых материалов (1987), премией Ротшильда по инженерии (1990), премией Х. Вейцмана за достижения в области науки (1993), Государственной премией Израиля по физике (1998), премией Вольфа по физике (1999), премией за заслуги в области искусства, науки и культуры (2002) и др. наградами. В 2011 г. был удостоен Нобелевской премии по химии за открытие квазикристаллов (первый открытый им в 1982 г. квазикристаллический сплав получил название «шехтманит»). Шехтман - автор сотен научных работ (некоторые в соавторстве).

В 1996 г. он был избран в Академию наук Израиля , в 2000 г. - в Национальную академию инженерных наук США, в 2004 г. - в Европейскую академию наук.

В январе 2014 г. объявил о выдвижении своей кандидатуры на пост президента Государства Израиль, обосновав это желанием содействовать развитию системы образования и расширению возможностей трудоустройства для ее выпускников. Шехтман построил свою предвыборную кампанию на том, что не связан ни с одной из партий и не имеет никаких обязательств перед ними. Однако в день выборов за него был отдан всего один голос.

На досуге Шехтман занимается изготовлением ювелирных украшений, выставка которых прошла в 2012 г. в хайфском Музее науки.

А.П. Стахов

Квазикристаллы Дана Шехтмана: еще одно научное открытие, основанное на «золотом сечении», удостоено Нобелевской Премии

В Стокгольме объявлен лауреат Нобелевской премии по химии 2011 года

Награда досталась израильскому ученому Даниэлю Шехтману из технологического института Хайфы. Премия присуждена за открытие квазикристаллов (1982 г.). Статью о них Шехтман впервые опубликовал еще в 1984 году.

Открытие квазикристаллов является революционным открытием в области химии и кристаллографии, потому что оно экспериментально показало существование кристаллических структур, в которых проявляется икосаэдрическая или пентагональная симметрия, основанная на «золотом сечении». Это опровергает законы классической кристаллографии, согласно которым пентагональная симметрия запрещена в неживой природе.

Известный физик Д. Гратиа следующим образом оценивает значение этого открытия для современной науки: «Это понятие привело к расширению кристаллографии, вновь открытые богатства которой мы только начинаем изучать. Его значение в мире минералов можно поставить в один ряд с добавлением понятия иррациональных чисел к рациональным в математике».

Как подчеркивает Гратиа, «механическая прочность квазикристаллических сплавов резко возрастает; отсутствие периодичности приводит к замедлению распространения дислокаций по сравнению с обычными металлами … Это свойство имеет большое прикладное значение: применение икосаэдрической фазы позволит получить легкие и очень прочные сплавы внедрением мелких частиц квазикристаллов в алюминиевую матрицу». Именно поэтому к квазикристаллам в настоящее время привлечено внимание инженеров и технологов.

Кто такой Даниэль Шехтман? Шехтман родился в Тель-Авиве в 1941году, окончил Израильский технологический институт в Хайфе в 1972 году и с тех пор работает там исследователем. Ученый открыл квазикристаллы - уникальные химические конфигурации с неповторимым рисунком - в 1982году, опровергнув привычное представление о строении кристаллов.

«согласно прежним химическим канонам, кристаллы всегда "упакованы" в симметричные узоры. Однако исследования Шехтмана показали, что атомы в некоторых кристаллах расположены в неповторимой конфигурации, причем расположение атомов подчиняется закону золотого сечения. Создание материалов с квазикристалльной конфигурацией позволяет получить удивительные свойства предмета, в частности потрясающую твердость. Квазикристаллы получили свое название из-за того, что их кристаллическая решетка имеет не только периодическое строение, но и обладает осями симметрии разных порядков, существование которых ранее противоречило представлениям кристаллографов. В настоящее время существует около сотни разновидностей квазикристаллов».

Впервые о Дане Шехтмане и квазикристаллах я написал на сайте «Музей Гармонии и Золотого Сечения», созданным мною совместно с Анной Слученковой в 2001 г. И Шехтман оказался одним из первых, кто очень тепло отозвался о нашем Музее. Его письмо было очень кратким: «Алексей! Ваш сайт замечательный! Большое спасибо. Дан Шехтман». Но оно многого стоит, потому что получено от будущего Нобелевского Лауреата.

Кстати, эта Нобелевская Премия является не первой, выданная за научное открытие, основанное на «золотом сечении». В 1996 Нобелевская Премия в области химии была присуждена группе американских ученых за открытие «фуллеренов». Что такое «фуллерены»? Термином «фуллерены» называют замкнутые молекулы углерода типа С 60 , С 70 , С 76 , С 84 , в которых все атомы находятся на сферической или сфероидальной поверхности. Центральное место среди фуллеренов занимает молекула С 60 , которая характеризуется наибольшей симметрией и как следствие наибольшей стабильностью. В этой молекуле, напоминающей покрышку футбольного мяча и имеющей структуру правильного усеченного икосаэдра (см. рисунок), атомы углерода располагаются на сферической поверхности в вершинах 20 правильных шестиугольников и 12 правильных пятиугольников, так что каждый шестиугольник граничит с тремя шестиугольниками и тремя пятиугольниками, а каждый пятиугольник граничит с шестиугольниками.

Усеченный икосаэдр (а) и структура молекулы С 60 (б)

Впервые они были синтезированы в 1985 учеными Робертом Керлом, Харолдом Крото, Ричардом Смолли. Фуллерены обладают необычными химическими и физическими свойствами. Так, при высоком давлении С 60 становится твердым, как алмаз. Его молекулы образуют кристаллическую структуру, как бы состоящую из идеально гладких шаров, свободно вращающихся в гранецентрированной кубической решетке. Благодаря этому свойству углерод C 60 можно использовать в качестве твердой смазки. Фуллерены обладают также магнитными и сверхпроводящими свойствами.

Российские ученые А.В. Елецкий и Б.М. Смирнов в своей статье «Фуллерены» отмечают, что «фуллерены, существование которых было установлено в середине 80-х, а эффективная технология выделения которых была разработана в 1990 г., в настоящее время стали предметом интенсивных исследований десятков научных групп. За результатами этих исследований пристально наблюдают прикладные фирмы. Поскольку эта модификация углерода преподнесла ученым целый ряд сюрпризов, было бы неразумным обсуждать прогнозы и возможные последствия изучения фуллеренов в ближайшее десятилетие, но следует быть готовым к новым неожиданностям».

С точки зрения «математики гармонии», восходящей к Пифагору, Платону и Евклиду и основанной Платоновых телах, «золотом сечении» и числах Фибоначчи (Alexey Stakhov. The Mathematics of Harmony. From Euclid to Contemporary Mathematics and Computer Science, World Scientific, 2009), эти два открытия являются официальным признанием того неоспоримого факта, что современное теоретическое естествознание переживает сложный этап перехода к новой научной парадигме, которая может быть названа «Гармонизацией теоретического естествознания», то есть, к возрождению «гармонических идей Пифагора, Платона и Евклида» в современной науке. Стоит только удивляться гениальной прозорливости Пифагора, Платона и Евклида, которые свыше двух тысячелетий тому назад предсказали роль, которую Платоновы тела и «золотое сечение» могут сыграть в современной науке.

Но ведь подобный процесс, который может быть назван «Гармонизацией Математики», происходит и в математической науке. В области математики Нобелевские премии не присуждаются. Но в этой области с помощью чисел Фибоначчи и "золотого сечения" были решены 2 важнейшие математические проблемы, поставленные Гильбертом, в 1900 г. – 10-я и 4-я проблемы Гильберта.
Полный текст доступен в

А.П. Стахов, Квазикристаллы Дана Шехтмана: еще одно научное открытие, основанное на «золотом сечении», удостоено Нобелевской Премии // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.16874, 07.10.2011

Научный руководитель: Известные ученики: