Формула Смакули

Чи чули ви про Олександра Смакулу? Якщо ні, то зараз ви маєте гарну нагоду дізнатися про його життя та науковий шлях. Адже він цього вартий – це людина, яка зробила справжню революцію в науці свого часу, людина всебічно обдарована, людина, якою пишається не лише українська, але й світова наука.

Олександр Смакула – один з найвидатніших українських фізиків ХХ століття. А народився він на Галичині у селі Добриводи 9 вересня 1900 року. Його батьки Теодор та Марія Смакули з раннього дитинства заклали в Олексу любов до природи та праці, а особливо до рідного краю, пісні, українського слова. Після занять у школі майбутній фізик всотував знання, які формували його наукову свідомість, у батьковому саду. Саме там заклалися основи для майбутніх відкриттів Олександра.

Його здібності проявилися ще в початковій школі. На жаль, навчання перервала Перша світова війна. В ці роки Смакула брав активну участь у встановленні влади Західноукраїнської народної республіки (ЗУНР) у Збаражі, упродовж двох років був у лавах Української галицької армії. Лише у 1920 році він знову зміг продовжити навчання. Для цього Олекса вирушив до Тернополя. Як згадувала його племінниця, він був весь у книжках. «Часто в неділю і святкові дні він піднімався на гору під Чумалями і, коли сходило сонце, спостерігав за золотими хрестами Почаївської лаври. Дуже часто ходив поговорити з лісом...»

1922 року він блискуче закінчив Тернопільську гімназію і від професора Зарицького отримав рекомендацію на вступ до Геттінгенського університету, відомого європейського наукового центру в Німеччині, де він опановував математично-природничі науки. Втім, повністю віддати себе навчанню не мав можливості. Матеріальна скрута змушували підробляти репетиторством. Незважаючи на це, вчився Смакула відмінно і за п’ять років захистив дисертацію, отримавши ступінь доктора філософії. Став працювати асистентом у фізичному інституті під керівництвом професора Роберта Поля. Але залишатися за кордоном він не хотів. Втім, склалося не так, як бажалося. Приїхавши працювати до Одеського університету на запрошення колишнього вчителя А. Музички, він досить швидко зрозумів, що нормальних умов у тоталітарній державі годі чекати, тому повернувся до Німеччини. Вже в 1930 році він розпочав роботу в Інституті медичних досліджень Гейдельберга на посаді керівника оптичної лабораторії.

Зв’язку з рідним краєм Олександр Теодорович не поривав. У львівській пресі Смакула надрукував деякі свої праці – «Земля і радіоактивність», «Відшукування металевих руд при помочі коротких електричних хвиль», «Антирахітний вітамін» та інші. 1 грудня 1930 року він став дійсним членом Наукового товариства ім. Т.Г. Шевченка у Львові, проживаючи тим часом на чужині. Власне, на чужій землі він знайшов і своє особисте щастя. Олександр Смакула одружився в Німеччині з Ерікою Бунде. Вони прожили у злагоді 51 рік і виховали четверо дітей – двох дочок і двох синів.

Саме в Німеччині він відкрив метод підрахунку електронів, пійманих у пастку під час взаємодії радіації з кристалами, і виразив його відомим у всьому світі рівнянням, яке називають формулою Смакули. Науковці всього світу визнали це відкриттям сторіччя в галузі оптики.

Син української землі увійшов і в історію німецької фірми «Цейс». З 1934 до 1945 року він був керівником однієї з дослідних лабораторій фірми Карла Цейса в Єні. Там у 1935 році він продемонстрував технологію просвітлення фотографічних об’єктивів. Це було справді надзвичайно. Винайшовши спосіб підвищення прозорості оптичних об’єктів, призм та вікон за рахунок зменшення відбивної здатності оптичних поверхонь, Олександр Смакула дійшов висновку, що можна наносити тонкі просвітлючі противідбивні шари товщиною чверть довжини хвилі. Адже, якщо оптична система складається з елементів з високими показниками заломлення або ж кількість елементів велика, то втрати світла через відбивання можуть досягати понад 80 відсотків. З іншого боку, фотооб’єктиви теж розсіюють світло. В результаті багатократних відбивань на фотоприймач потрапляє дифузний світловий потік (дифузне тло), що призводить до зменшення контрасту та чіткості зображення. Майже століття по винайденні фотографії на ці обставини в науковому світі не зважали. А просвітляючий шар, або «шар Смакули», та метод одержання цих покриттів дали можливість істотно зменшити втрати світла та зробити фотозображення чіткішими. Це відкриття стало великим здобутком, плодами якого все людство користується й досі і на Землі, і в космосі при фотографуванні нашої планети та інших об’єктів.

Українець з Добриводів отримав перший у світі патент на просвітлення оптики. На документі поставлено дату – 1 листопада 1935 року. Попри те, що патент більше року залишався засекреченим, оскільки такі дослідження мали важливе значення для військових розробок, пріоритет Олександра Смакули не викликає сумнівів. Окрім того, український учений відкрив ще кілька важливих способів зміни відбивної здатності світла.

Друга світова війна була для Олександра Смакули важкою. Голод і холод були постійними супутниками у праці. Але не це було найгіршим: Смакула втратив сина.

Відразу по війні, у 1945 році, американська розвідка забирає Олександра Смакулу разом з іншими видатними інженерами та фізиками до США, щоб використати їхній непересічний науковий потенціал для досліджень у військово-промисловому комплексі.

1951 року Смакулу запрошують працювати до Массачусетського технологічного інституту, який донині вважається найкращою вищою технічною школою на Американському континенті. В цьому науковому-дослідницькому закладі тоді працювали перші величини світової технічної думки – творець кібернетики Норберт Вінер, засновник математичної теорії пересилання інформації Клод Шеннон, фахівець з теорії інформації Джеральд Віснер та багато інших. Серед цієї наукової еліти Смакулу вважали одним з кращих. Він здобув пошану за енциклопедичні знання з різних технічних галузей науки, зареєстрував багато патентів, написав десятки наукових праць.

Спочатку Олександр Смакула працював там заступником директора лабораторії дослідів над діелектричними матеріалами, яку тоді очолював всесвітньо відомий професор Артур ван Гіппель. Вони часто ставали співавторами статей і книжок з кристалографії. А в 1964 році уже професор МТІ Олександр Смакула організував та очолив лабораторію фізики кристалів, де працювало близько 20 вчених.

У роки праці в США Олександр Смакула досліджував здебільшого зміни властивостей кристалів під впливом «чутливих» атомів, які там є, радіації та дефектів у кристалах. Він налагодив синтез монокристалів для оптики, рентгенології, електроніки. За своїми властивостями деякі кристали, синтезовані Олександром Смакулою, набагато перевищують золото і платину.

У німецькомовній монографії «Монокристали: вирощування, виготовлення і застосування» (1962), яка стала популярним підручником з практичної кристалографії, вчений обґрунтував не лише традиційні методи вирощування кристалів – з розчинів чи з розплавлених солей, а й зовсім нові на той час: вирощування з газового стану (нині цей метод застосовується навіть для вирощування штучних алмазів), з полум’я тощо. Він узагальнив методи рекристалізації, які стали основою очищення силікону (кремнію) для напівпровідникових застосувань – транзисторів чи інтегральних схем. І це зроблено тоді, коли монокристали ще не вважалися «електронним» матеріалом! Відтоді вони стали базовим елементом для всієї електроніки, отримали широке застосування як напівпровідники, лазери і мазери, електрооптичні елементи. Сьогодні без них важко уявити технологію й індустрію напівпровідників та інтегральних схем. Кристалографічні виміри Олександра Смакули та дослідження органічних кристалів допомогли також у синтезі вітамінів А, В2 та D.

Доктор Любомир-Степан Онишкевич, який мав нагоду бути знайомим зі Смакулою наприкінці 50-х – на початку 60-х років в Массачусетському технологічному інституті, відзначав: «Професор володів широкими енциклопедичними знаннями, і то не лише у своїй вузькій спеціальності (оптиці та монокристалах), а й у різних технічних сферах. Він мав живе зацікавлення у всіляких наукових деталях і абсорбував, як губка, всілякі факти і знання, які йому траплялися, був наділений великими здібностями синтезу знань у нові теорії, нові абстрактні побудови, а найголовніше – в нове практичне застосування теорії» («Вісник Фонду Олександра Смакули». – 1998. – Червень).
Програмовані, тонкоплівкові технології, гетеролазери, надчисті («космічні») кристали, однокристальні мікропроцесори, радіаційна фізика твердотільних матеріалів, модерна сенсорика – всі ці сучасні, актуальні й перспективні напрями охоплювала одна людина – Олександр Смакула. Крім того, він мав чимало ідей про багаторівневість структури навчального процесу у вузах, про гуманізацію та екологізацію освіти, про наукову термінологію, про гармонію фундаментальних і прикладних досліджень, теорії й експерименту.

Та ні зайнятість, ні широкі наукові інтереси, ні щаслива родина не змогли витіснити тугу емігранта за батьківщиною. В одному з листів до рідні у село Добриводи він висловив напластований біль: «Я от уже понад сорок літ скитаюсь на чужині, але своєї України не забув і повік не забуду. Частенько заглядаю до Кобзаря, щоби тугу розігнати». Його племінниця Ганна Дмитришина розповіла, що у своєму будинку в Бостоні він обладнав окрему українську кімнату, де були зібрані колекції українських вишивок, сувенірів, сформована бібліотека літератури з української історії. «Це була міцна ниточка, що з’єднувала його з рідним краєм».

Олександр Смакула був небайдужий до професійних інтересів українців у США. Він став почесним членом Товариства українських інженерів, дійсним членом Наукового товариства ім. Т.Шевченка, виступав з доповідями на українських наукових імпрезах. Вперше і востаннє після Другої світової війни він зміг приїхати до рідного села в 1972 році. Тоді він взяв участь у Міжнародній конференції з кристалографії, що відбулася у Вірменії, після якої йому дозволили відвідати Україну.

17 травня 1983 року Олександра Смакули не стало. На батьківщині вченого, у селі Добриводи Збаразького району, встановлено погруддя Олександра Смакули і вже четвертий рік на базі середньої школи діє технічний ліцей його імені. Довгий час на батьківщині вченого його ім’я замовчували. Тільки зараз почало воно свій шлях в Україну. Великий вчений повертається в рідний край...

Підготувала Світлана КУШНІР