Смакула Олександр Теодорович

Смакула Олександр Теодорович
Вчений, фізик

Біографія

Олександр Теодорович Смакула увійшов у історію науки як один із найвидатніших українських фізиків ХХ ст. Він є гордістю не лише українського народу, а й світової науки. Понад 40 років свого життя Олександр Смакула віддав науці за межами України. “Але своєї Батьківщини не забув і повік не забуду”, – писав він у 1964 році.

Український учений Олександр Теодорович Смакула народився 9 вересня 1900 року в селі Доброводи неподалік від Збаража на Тернопільщині в селянській родині.

Теплого осіннього недільного дня 9 вересня далекого 1900 року селянка Марія Смакула поверталася з сусіднього села Опрілівці після служби Божої до рідних Доброводів. Ніхто не міг подумати, а вона тим паче, що пологи її застануть під полуденним сонцем на околиці лісу, який звуть Пожарницею. Як і те, що народжений хлопчик з Божого благословення матиме славу вченого–фізика, який зробить справжню революцію у світовій технічній думці. Олександр, саме так назвали дитятко. Мати чотирьох дітей Марія відзначалася своїм розумом і добротою. Своїх чад вона виховувала чесними. Мав суто чоловічі принципи батько Теодор Смакула: бачив майбутнє дітей у щоденній важкій праці, тож привчав до роботи кожного змалечку. Категорично забороняв діткам „нишпорити” по чужих садках. Як і в кожній багатодітній сім’ї, старші піклувалися за молодших. Смакули завжди жили дружно. Олекса (так звали його рідні та односельці) дуже любив своїх менших сестричку і братика, захищав від кривдників, піклувався про них, шанував і „вчився життя” у старшого Степанка. Після закінчення початкової школи у своєму рідному селі, вчився в Збаразькій гімназії. Проте війна перервала навчання. Від 1912 по 1914 роки вдалося закінчити лише два класи гімназії. Уже в юнацькі роки Олександр виявив успадковану від батьків любов до рідного краю і до його історичного минулого. Він поширює у рідному селі твори Шевченка й Франка, організовує вистави за п’єсами Карпенка-Карого та Старицького, за що не раз зазнає утисків від польської влади. Війна 1914 р. та події 1918 р. спонукали його до безпосередньої участі у встановленні національної влади у Доброводах. Як свідомий юнак-гімназист, Олександр Смакула вступив до лав Української галицької армії.

Згодом, у 1922 р., О. Смакула з відзнакою закінчив навчання в Тернопільській гімназії і того ж року склав іспити до Геттінгенського університету — відомого європейського наукового центру в Німеччині. Коли він навчався в Тернопільській класичній гімназії, то професором математики і фізики в нього був Мирон Зарицький. Саме Зарицький був опікуном випускного гімназіального класу Смакули і порадив юнакові продовжити навчання у Ґетінґенському університеті. На той час там працювали видатні вчені Вернер Гейзенберг, Макс Борн, Роберт Поль та ін. У 1927 році Олександр Смакула склав докторський іспит і успішно захистив дисертацію, здобув науковий ступінь доктора філософії та став працювати асистентом у фізичному інституті під керівництвом професора Роберта Поля.

Геттінгенський університет в Німеччині

Олександр Смакула мав добру наукову перспективу в Німеччині, та все-таки прагнув повернутися на рідну землю. 1928 року він, на запрошення колишнього вчителя і земляка професора А. Музички, приїхав до Одеси працювати в університеті. Проте, беручи до уваги винятково тяжкі часи для України й особисто для О. Смакули, професор Поль відкликав його до Німеччини. Кінець 20-х років минулого століття проходив у науці під знаком становлення фундаментальної фізичної теорії – квантової механіки. Будучи у вирі таких епохальних подій, О.Смакула один з перших застосував поняття цієї науки для з’ясування механізмів взаємодії електромагнітного випромінювання з твердими тілами.

Carl Zeiss у місті Єна (Німеччина)

Олександр Смакула мав добру наукову перспективу в Німеччині, та все-таки прагнув повернутися на рідну землю. У 1928 році він, на запрошення колишнього вчителя і земляка професора А. Музички, приїхав до Одеси працювати в університеті. Проте, беручи до уваги винятково тяжкі часи для України й особисто для О. Смакули, професор Поль відкликав його до Німеччини. І вже 1930 року молодий учений почав працювати у Гайдельберзі і Інституті медичних досліджень керівником оптичної лабораторії, а з 1934року - керівником дослідної лабораторії всесвітньо відомої фірми Кпрла Цайса в Єні.

Тут, досліджуючи стероїди, вітаміни, органічні кристали, він стає фактично фундатором квантової органічної хімії. Його праці створили передумови для синтезу вітамінів А, В2 та ін. Процес трансформації кристалічного вуглецю електричними збудженнями р-електронів називають тепер «інверсією Смакули».

Використавши поняття квантових осциляторів, Олександр Смакула зміг пояснити радіаційне забарвлення кристалів і вивести кількісне математичне співвідношення, відоме в науці як «формула Смакули». Цю працю було надруковано 1930 року в журналі «Zeitschrift fur Physik», що зробило ім’я автора відомим у науковому світі.

У 1934 р. О. Смакула став керівником дослідної лабораторії всесвітньо відомої фірми Карла Цайсса в Єні. Він створює такі оптичні кристали, як фтористий літій та натрій, а також оригінальні мастила, придатні до використання за високих і низьких температур. Винаходить також унікальну сполуку — бромйодид талію, яка і сьогодні широко використовується в приладах нічного бачення.

У 30-40-х роках інтереси О.Смакули були зосереджені навколо проблеми оптики і спектроскопії кристалів. У 1935 році він робить відкриття, на яке отримав патент Німеччини: спосіб поліпшення оптичних приладів, що отримав назву «просвітлення оптики» і увійшов у історію науки під номером 6885767. Суть відкриття в тому, що поверхню скляної лінзи покривають спеціальним шаром плівки з певного матеріалу, товщиною 1/4 довжини падаючої хвилі, який значно зменшує відбивання світла від поверхні лінзи й одночасно збільшує контрастність зображення.

Оскільки оптичні лінзи є основним елементом різних приладів — мікроскопів, фотоапаратів, телескопів, перископів, стереотруб, біноклів, різних оптичних пристроїв до стрілецької зброї тощо — це відкриття стало великим здобутком, яким користується все людство до сьогодні, як на Землі, так і в космосі для фотографування Землі та інших планет. Попри те, що Олександр Смакула був далеко від батьківщини, він завжди залишався патріотом України, підтримував тісні зв'язки з українцями американської діаспори, був дійсним членом наукового товариства Тараса Шевченка, почесним членом товариства українських інженерів Америки та інших наукових товариств. Він багато допомагав своїм землякам-науковцям. Протягом довгих років життя за кордоном учений мріяв побачити Україну.

Працюючи в Німеччині, Олександр Смакула писав у листі до свого колеги — вченого-математика Олександра Левицького: «Звертаєте мені увагу аби я не загубився для української науки, про се і сам я часто думаю. Друкувати свої праці мушу в німецьких журналах, бо вони доступні для наукових робітників і то не тільки німецьких, але і всяких других. Не беріть мені, будь ласка, сього за зле, буду поміщувати свої праці і в Записках Наукового Шевченківського Товариства».

Наприкінці війни учений разом з іншими видатними фізиками й інженерами переїхав до США, де працював у військовому форті-лабораторії (штат Вірджинія) і досліджував матеріали для інфрачервоної техніки.

1951 року Смакулу запрошують на посаду професора Массачусеттського технологічного інституту, при якому згодом він заснував і очолив лабораторію фізики кристалів. Цей науковий заклад вважається найкращою вищою технічною науковою інституцією в Америці. Тут він почав займатися найактуальнішими проблемами твердотільної електроніки, дослідженням технології і властивостей електрооптичних матеріалів і пристроїв, феромагнітних і п’єзоелектричних матеріалів, лазерів на рідкоземельних елементах, тонких плівок, нових нелінійних напівпровідникових кристалів, органічних та надпровідних структур. У цьому ж інституті тоді працювали науковці світової слави, такі як творець кібернетики Норберт Вінер, творець математичної теорії пересилання інформації Клод Шеннон, визначні фахівці: з квантової механіки Джон Слейтер, з теорії інформації Джеральд Віснер, з комп’ютерної лінгвістики Ноа Хомський та багато інших.

І поряд з ними працював Олександр Смакула, експерт у використанні оптичних приладів у різних системах. Ця багаторічна праця вченого над вивченням фізики монокристалів була згодом оформлена як монографія „Монокристали: вирощування, виготовлення і застосування», обсягом більше 500 сторінок, яка вийшла 1962 року в Берліні у видавництві Шпрінґера. Цінність цієї книги як посібника для студентів та молодих науковців не втрачена й на сьогодні.

Можна послатися на висловлювання вчених, які працювали на той час у цьому інституті, щодо оцінки талановитості нашого земляка. Професор Роберт Фано писав: «Олександр Смакула — це геній, людина, яка знає все, що стосується таких матеріалів, як напівпровідники, матеріали, що використовуються в електроніці». Зокрема, він перший почав займатися органічними напівпровідниками, проблемою створення лазерів та мазерів. Його авторитет у цьому інституті був надзвичайно великим. Як результат — Олександра Смакулу обирають повним професором цього найвизначнішого у світі технологічного інституту. Лише він один серед українців був визнаний повним професором цього закладу.

За цей період наукової праці Олександр Смакула опублікував понад 80 робіт, в яких проаналізував не лише традиційні методи вирощування монокристалів, а й нові на той час методики вирощування, розробив методи рекристалізації, очищення кремнію для застосувань у напівпровідникових транзисторах та інтегральних схемах, досліджував властивості кристалів під впливом радіаційного променювання. Слід зазначити, що Олександр Смакула опікувався молодими вченими-українцями, які працювали в цьому технічному закладі. Таке спілкування з молодими співвітчизниками підносило дух вченого. Згодом він стає почесним головою Товариства українських інженерів Америки, дійсним членом НТШ та інших наукових товариств, членом Нью-Йоркської Академії наук, стає добре знаним вченим у всьому світі.

Впродовж довгих років життя за кордоном учений мріяв побачити Україну. Його мрія здійснилася у 1971 році, коли О.Смакула приїхав на наукову конференцію, що відбувалася у у вірменському місті Цахкадзорі. На особисте прохання та за сприяння Президента Академії наук тодішнього Радянського Союзу академіка Мстислава Келдиша, Олександрові Смакулі дозволили (єдиний раз) побувати в Україні, в Києві й у себе вдома у Доброводах.

«Коли Смакулу на Київському летовищі зустріла офіційна компартійна „кадебістська” та наукова делегація і запропонувала сісти в „чорну» „Волгу”, вчений сказав: „Хлопці, дайте мені по своїй землі пройтися ногами! А найбільше хочу скуштувати українського борщу, якого варила моя мама..».

У Київському аеропорту Олександр Смакула пішки йшов від літака до приміщення аеропорту. В своєму селі побував у всіх своїх родичів, відвідав всі з дитинства знайомі місця, гору, яку сьогодні називають Смакуловою. То був єдиний приїзд на свою Батьківщину, бо цьому не сприяли ідеологічні перепони того часу. Проживши більшість свого життя за межами України, Олександр Смакула мав почуття великої любові до своєї землі, яке не згасло з роками. Своє земне життя Смакула завершив на чужій землі 17 травня 1983 року у місті Обурн, штат Массачусетс, США.

Смакула - автор понад 100 наукових праць.

Професор О. Смакула написав фундаментальну монографію «Монокристали: вирощування, виготовлення і застосування», яка вийшла у 1962 році.

Олександр Смакула в своїй лабораторії МТІ, 1966 рік

У пам’ять про свого видатного краянина науковці-земляки 1996 року заснували Тернопільський обласний Фонд Олександра Смакули, який має за мету пошук і повернення до активного наукового й культурного обігу спадщини О. Смакули та інших українських учених. До 100-річного ювілею вченого видано перший том «Наукових праць» О. Смакули. До цієї дати випущено художній конверт «Олександр Смакула», встановлено величний пам’ятник ученому в селі Доброводи, відкрито його меморіальний музей у природничому ліцеї імені Олександра Смакули в рідному селі. А рішенням ХХХ сесії Генеральної конференції ЮНЕСКО 2000 рік було проголошено роком Олександра Смакули. Ім’я нашого великого співвітчизника і надалі буде сонячним ореолом сяяти у плеяді славетних світових наукових імен!

Освіта

• Після закінчення початкової школи у своєму рідному селі, вчився в Збаразькій гімназії.

• У 1922 році Смакула з відзнакою закінчив навчання в Тернопільській гімназії і того ж року склав іспити до Геттінгенського університету — відомого європейського наукового центру в Німеччині.

• 1927 році Олександр здобув науковий ступінь доктора філософії, успішно склавши іспит, та став працювати асистентом у фізичному інституті під керівництвом професора Роберта Поля.

Сім'я

Олександр Смакула народився на Тернопільщині в родині Теодора і Марії Смакул. Він був у сім’ї другим сином. Крім нього в сім'ї були ще старший брат Степан, та молодші сестра Антоніна та брат Андрій).

Олександр Смакула, український фізик, був одружений та мав п'ятеро дітей. Один із них, Петер, був відомим музикантом, який грав на банджо, та помер у 2008 році.

Цікаві факти

• Під час навчання в Геттінгенському університеті цей талановитий студент заробляв на життя, працюючи на соляних шахтах і фермах, а також займаючись репетиторством.

• З листа Олександра Смакули до вченого-математика Олександра Левицького: «Я змушений друкувати свої роботи в німецьких журналах, бо так вони доступні дослідникам не тільки з Німеччини, а й з інших країн. Не гнівайтесь на мене за це, будь ласка, я опублікую свої роботи в «Записках Наукового товариства імені Шевченка».

• У дипломі доктора філософії місцем народження Смакули вказано «Доброводи, Галичина».
• Племінниця вченого Анна Дмитришина розповідала: «Він дуже часто ходив до лісу, щоб просто поговорити з ним».

• Монографія Смакули «Монокристали: вирощування, виготовлення та застосування» (1962 р.) досі використовується в університетах багатьох країн як підручник з практичної кристалографії.

• Смакула брав активну участь у діяльності української діаспори в США. У себе вдома в Америці він облаштував окрему кімнату, присвячену Україні: зберігав там колекцію українських книжок, вишиванок, сувенірів.

• З листа Смакули до рідних: «Понад сорок років блукав я по чужині, але не забув і не забуду своєї України. Часто гортаю «Кобзар».

• Мрія Смакули знову побачити Україну здійснилася в 1972 році. Він брав участь у міжнародній конференції з кристалографії в Єревані (Вірменія), а потім відвідав Київ, Тернопіль і рідні Доброводи. Це був його перший і останній візит в Україну після Другої світової війни.

• ЮНЕСКО оголосило 2000 роком Смакули.

• Пітер – один із п’ятьох дітей Смакули – став відомим американським музикантом, віртуозно грав на банджо (помер у 2008 році). Його син Боб (онук вченого) також грає на банджо і має бізнес із ремонту скрипок, гітар та мандолін.

• Олександр Теодорович Смакула був фізиком, який зробив значний внесок у вивчення й створення п'єзоелектричних матеріалів, напівпровідникових структур, унікальних всепогодних моторних олив, приладів нічного бачення і лазерів, автором головного оптичного винаходу ХХ століття – методу, відомого як «підсвітка оптики».

• Смакула зробив десятки світових винаходів. Є навіть наукові терміни, що носять ім'я цього вченого з Тернополя: «Інверсія Смакули» – трансформація кристалічного вуглеводню електричним збудженням p-електронів;

• «Формула Смакули» – математичний зв'язок між концентрацією дефектів у кристалі, довжиною хвилі його опромінення і його кольором після опромінення. Прилади нічного бачення (в тому числі тепловізори) не могли би працювати без монокристалів броміду йоду – ще одного винаходу Смакули. А ще не забуваймо про фторид літію і фторид натрію, про мастила, що можна ефективно використовувати як за високих, так і за низьких температур, і про лазери – Смакула працював з усіма цими критичними технологіями.

• Але найголовнішим досягненням цього вченого було створення підсвіченої оптики, і тут мова не лише про захисні окуляри, а й про біноклі, оптичні приціли, мікроскопи, телескопи, перископи, камери, оптичні прилади для різних видів зброї.

Мабуть, багато хто чув про досягнення в галузі оптики, піонером якої був Карл Цейсс (Carl Zeiss), але майже ніхто, за винятком вузького кола спеціалістів, не знає, що на початку 1930-х років розвиток цієї технології сповільнився. Навіть найкращі інженери вважали, що в цій галузі досягнуто максимуму, адже через закони хімії та фізики винайдені лінзи неможливо вдосконалити.

Джерела

1. Олександр Смакула – винахідник антирефлексійного покриття лінз

2. Смакула Олександр /Тернопільщина. Регіональний та інформаціний портал

3. (Не)уславлені українці, які змінили хід історії: Олександр Смакула / Київ пост