ЛИТВАК Александр Григорьевич

Директор Института прикладной физики РАН, лауреат Государственной премии СССР, академик Российской академии наук, доктор физико-математических наук, профессор, почётный гражданин Нижегородской области

Родился 17 ноября 1940 года в Москве. Отец – Литвак Григорий Соломонович (1915–2001), инженер. Мать – Бубель Софья Ефимовна (1918–2007), инженер. Супруга – Семёнова Валерия Ивановна (1940 г. рожд.), кандидат физико-математических наук. Сыновья: Литвак Сергей Александрович (1967 г. рожд.), специалист в области информатики; Литвак Андрей Александрович (1975 г. рожд.), физик. Внуки: Наталия (1993 г. рожд.), Даниил (1997 г. рожд.), Александра (2002 г. рожд.), Григорий (2003 г. рожд.).
Когда после войны семья Литваков вернулась в Москву из эвакуации, жилье (когда-то купленное, но юридически не оформленное) оказалось занятым. Литваки переехали в Горький в 7-метровую комнату бабушки на улице Октябрьской, затем была комната на улице Дзержинского с печкой и удобствами во дворе. Там и жили до 1955 года, пока отцу не дали новую квартиру, хотя и с печным отоплением, но с канализацией и водопроводом.
Александр учился в школе № 4 Свердловского (ныне Нижегородского) района города Горького. Эта школа была классической для 1950-х годов: среди учителей еще встречались педагоги с дореволюционным образованием. Так, английский язык вела О.Н. Преображенская, дворянка по происхождению, ей Саша обязан знанием языка. В школе были отличные преподаватели физики и математики: физику преподавала Э.И. Курис, принадлежавшая к числу лучших в городе учителей-физиков, математику –
С.И. Бутенина, очень требовательный и квалифицированный педагог.
Физика и математика стали любимыми предметами Саши. Возможно сказались гены – в его роду были люди с такой профессией. В 10-м классе Александр получил первую премию на областной физико-математической олимпиаде. Оказалось, что первых премий вручили две. Другую такую премию получила ученица школы № 14 Валерия Семёнова, девочка, которую тогда Александр Литвак не знал, – его будущая супруга. Она тоже стала физиком, училась вместе с Александром в университете и потом работала в Институте прикладной физики.
В 1957 году, окончив школу с золотой медалью, А.Г. Литвак поступил на радиофизический факультет Горьковского государственного университета (ГГУ). Уже будучи первокурсником, он становится победителем чемпионата города Горького по шахматам среди юношей, причем с уникальным стопроцентным результатом – 13 побед в 13 партиях.
Научной работой Александр начал заниматься еще на студенческой скамье. К студенческим годам относятся и его первые публикации. Курсовую и дипломную работы он делал под руководством профессора Михаила Адольфовича Миллера, к нему же поступил в аспирантуру после окончания университета в 1962 году.
М.А. Миллер – крупный ученый-радиофизик и очень яркий и самобытный человек, воспитавший немало известных ученых. Одним из основных принципов его работы с аспирантами было предоставление им свободы научного поиска после определения общего направления исследований. Он, как правило, не указывал какие конкретно задачи надо решить, ограничиваясь необходимыми консультациями и обсуждениями. Такой подход обеспечивал очень хорошие возможности для научного роста и развития самостоятельности талантливых и работоспособных, увлеченных наукой молодых людей. Особенно эффективной эта система была в 1960-е годы, во время стремительного, экстенсивного развития науки. Только что появились лазеры, делались первые шаги в нелинейной оптике и СВЧ-электронике больших мощностей, физике плазмы и управляемом термоядерном синтезе. А.Г. Литвак активно включился в теоретические исследования нелинейных электромагнитных явлений в плазме и уже в 1967году защитил кандидатскую диссертацию по этой тематике, написанную на основе более десятка опубликованных работ. Часть из них и до настоящего времени имеет достаточно высокий индекс цитируемости.
Говоря о своих учителях, Александр Григорьевич считает, что кроме непосредственного научного руководителя М.А. Миллера, еще два наставника сыграли важную роль в его становлении как ученого и человека. Это академик А.В. Гапонов-Грехов и профессор М.Л. Левин. А.В.Гапонов-Грехов – выдающийся ученый-физик, один из наиболее авторитетных российских ученых, руководитель знаменитой Нижегородской научной школы в области радиофизики, основатель и многолетний директор Института прикладной физики РАН. В непосредственном научном контакте с ним
А.Г. Литвак работает многие годы, а в последнее время является его преемником на посту директора института. Михаил Львович Левин был учителем А.В. Гапонова-Грехова и
М.А. Миллера. Во второй половине 1940-х годов он жил в Горьком, будучи сосланным после ареста и осуждения по сфабрикованному, но распавшемуся делу о московской террористической организации, готовившей покушение на Сталина. В течение нескольких лет он преподавал на радиофизическом факультете ГГУ, затем был выслан в Тюмень, а после официальной реабилитации жил и работал в Москве. Постоянному общению (начиная с аспирантуры) и дружбе с этим необыкновенно одаренным и широко эрудированным человеком Александр Григорьевич обязан знакомством со многими яркими личностями из интеллектуальной элиты – не только учеными, но и литераторами, художниками, деятелями кино.
«Карьерная» история А.Г. Литвака достаточно традиционна. После окончания аспирантуры он поступил на работу в Научно-исследовательский радиофизический институт (НИРФИ), последовательно занимая должности младшего и старшего научного сотрудников. В 1977 году в составе коллектива научных работников, руководимого академиком А.В. Гапоновым-Греховым, он перешел в созданный в Горьком Институт прикладной физики АН СССР на должность заведующего сектором теории плазмы. Постепенно от индивидуальных занятий наукой, «научного рукоделия» (по выражению Александра Григорьевича), пришлось перейти к руководству коллективами: заведующий отделом физики плазмы, с 1989 года – руководитель отделения физики плазмы и электроники больших мощностей и заместитель директора по научной работе ИПФ РАН.
Уже на первом этапе своей научной деятельности (1961–1977) А.Г. Литвак выполнил основополагающие работы по нелинейной электродинамике плазмы и конденсированных сред. Им сформулированы усредненные динамические уравнения для плазмы и поля, позволившие с единых позиций исследовать процессы самофокусировки и вынужденного рассеяния электромагнитных волн в изотропной и магнитоактивной плазме, построена теория самоканалирования интенсивных электромагнитных волн в непрозрачной закритической плазме, впервые исследованы эффекты самовоздействия релятивистски сильных волн, связанные с зависимостью массы электрона от энергии колебаний в поле волны. Эти эффекты определяют характер взаимодействия сверхмощных (мультитераваттных) лазерных импульсов с плазмой в современных экспериментах, направленных на разработку новых методов ускорения частиц и исследование экстремальных состояний вещества. Однако многие из этих нелинейных явлений и, в частности, эффекты самофокусировки волновых пучков в плазме и нелинейного «просветления» плазмы впервые наблюдались в экспериментах по взаимодействию мощного СВЧ-излучения, выполненных А.Г. Литваком с сотрудниками еще в 1970-е годы и предвосхитивших лазерные эксперименты. На основе построенной теории А.Г. Литваком предсказан эффект филаментации пучка мощных радиоволн при их распространении в ионосфере, который позднее был обнаружен в американских и советских экспериментах по модификации ионосферы мощными радиоволнами.
В эти же годы Александром Григорьевичем исследован ряд важных явлений в области нелинейной оптики. Им предсказан эффект тепловой самофокусировки и построена его теория, сформулировано (совместно с В.И.Талановым) уравнение типа нелинейного уравнения Шредингера для описания самовоздействия трехмерных волновых пакетов в нелинейных средах и на его основе развита теория модуляционной неустойчивости неодномерных волновых пакетов, показано существование нелинейных поверхностных поляритонов – электромагнитных поверхностных волн, не имеющих линейного аналога.
Естественным итогом части этих работ явилась защита докторской диссертации на тему «Самовоздействие и взаимодействие электромагнитных волн в плазме» на Ученом совете Физического института имени П.Н. Лебедева. Членами этого совета были такие знаменитые физики, как академики В.Л. Гинзбург, Б.Б. Кадомцев и
П.А. Черенков. Косвенной характеристикой уровня диссертации может явиться тот факт, что президиум ВАК утвердил решение совета о присуждении
А.Г. Литваку ученой степени доктора физико-математических наук всего через 36 дней после поступления материалов защиты в ВАК.
За разработку основ нелинейной динамики высокочастотных волновых процессов в полностью ионизированной плазме в 1987 году Александр Григорьевич Литвак в составе авторского коллектива удостоен Государственной премии СССР.
Уже в начале 1970-х годов под руководством А.Г. Литвака формируется коллектив высококвалифицированных теоретиков и экспериментаторов, способный к постоянному расширению тематики и эффективному отклику на появление новых проблем и задач. В области эксперимента центральным становится использование созданных в ИПФ под руководством А.В. Гапонова-Грехова мощных источников излучения диапазона миллиметровых длин волн – мазеров на циклотронном резонансе (гиротронов). Одними из первых приложений гиротронов явились эксперименты по изучению свободно локализованного разряда, создаваемого в газах сфокусированными квазиоптическими пучками электромагнитных волн, приведшие к созданию нового научного направления в физике низкотемпературной плазмы.
Принципы эффективного взаимодействия теории и эксперимента получили дальнейшее развитие в исследованиях, стимулированных идеей применения гиротронов для нагрева плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза.
Эти установки предназначены для реализации управляемой термоядерной реакции синтеза легких элементов – дейтерия и трития, изотопов водорода. В XXI веке, когда запасы невозобновляемых углеводородных источников энергии на Земле подходят к концу, на смену им может прийти термоядерная энергия, обладающая практически неограниченным ресурсом. Для осуществления термоядерного синтеза вещество должно быть нагрето до чрезвычайно высоких температур – в сотни миллионов градусов. Возникающий при этом ионизованный газ – плазма – не может быть в контакте ни с какими стенками, и его теплоизолируют с помощью сильных магнитных полей. Схема электронно-циклотронного (ЭЦ) нагрева тороидальной плазмы и геометрооптический подход, позволяющий на базе компьютерных кодов локализовать энерговклад СВЧ-излучения в плазме в магнитной ловушке, были предложены в 1977 году А.Г. Литваком с сотрудниками. Именно этот подход, обосновавший перспективность ЭЦ нагрева плазмы в крупномасштабных термоядерных установках, стимулировал применение ЭЦ нагрева в советских и зарубежных термоядерных лабораториях, а следовательно, и потребность в гиротронах. Разработкой гиротронов занялись такие крупные зарубежные фирмы, как «Thomson CSF» (Франция), «Varian Ass. и Hughes» (США), «ABB» (Швейцария), «Toshiba» (Япония), но советские гиротроны по своим параметрам продолжали занимать лидирующие позиции.
В конце 1980-х годов А.Г. Литвак становится руководителем комплексной программы работ по созданию мощных источников микроволнового излучения (гирорезонансных приборов и генераторов излучения на базе сильноточных релятивистских электронных пучков) и разработке их приложений в радиолокации, физике плазмы и ядерной физике, в технологиях получения новых материалов. Реализация этой программы достаточно быстро (1992.) встретилась с практически непреодолимой трудностью катастрофического (в десятки раз) снижения государственного финансирования российской науки. Единственным выходом для брошенной фактически на самообеспечение науки было найти кратчайший путь до рынка для своей продукции. ИПФ РАН вместе с кооперацией ряда ведущих научных учреждений страны обладал таким наукоемким продуктом – гиротронами.
А.Г. Литвак организует фирму ЗАО НПП «Гиком» (аббревиатура от «гиротронные комплексы») для производства и поставки за рубеж гиротронов. Фирма сумела объединить десятки ученых и инженеров нескольких крупнейших институтов страны, создать собственное высокотехнологичное производство, развить современные технологии в вакуумной электронике. Используемые в плазменных установках термоядерного синтеза (токамаках и стеллараторах) гиротроны поставляются «Гикомом» в ведущие термоядерные центры США, Германии, Японии, Италии, Швейцарии, Китая. Таким поставкам предшествуют международные тендеры, которые «Гиком» успешно выигрывает, обходя знаменитых конкурентов – фирмы «Thompson» и «Toshiba», имеющих в этих конкурсах государственную поддержку в качестве национальных производителей.
Важно, что довольно быстро выросший до уровня оборотов «родительских» организаций «Гиком» регулярно помогает им в реализации новых научных идей, не обязательно напрямую связанных с собственными интересами фирмы. Особенно существенно такая поддержка сказывается на работах в области электроники больших мощностей. Среди наиболее важных результатов, полученных в этой области под руководством А.Г. Литвака в последние годы следует отметить разработку и внедрение в производство гиротронов с мегаваттным уровнем мощности и, в частности, создание квазинепрерывного мегаваттного гиротрона на частоте 170 ГГц для международного проекта экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, сооружение которого начато во Франции, а также создание мегаваттного гиротрона со ступенчатой перестройкой частоты излучения. Заметные успехи достигнуты в разработке на базе гиротронов источников плотной неравновесной плазмы, микроволновых технологий спекания нанокерамических материалов, высокоскоростного выращивания поликристаллических алмазных пленок и пластин, что открывает возможности создания новой перспективной области электроники – алмазной наноэлектроники.
С 2003 года А.Г. Литвак – директор Института прикладной физики РАН, одного из ведущих институтов физического профиля Российской академии наук. Это большой коллектив (свыше тысячи человек), занимающийся электроникой больших мощностей, физикой плазмы, физикой атмосферы и гидросферы, астрофизикой и радиоастрономией, физикой и электроникой наноструктур, гидроакустикой, нелинейной динамикой и лазерной физикой, дистанционной диагностикой естественных сред и лабораторных объектов.
Институт является одним из наиболее активных участников программ фундаментальных исследований РАН, ведет около сотни проектов, поддерживаемых Российским фондом фундаментальных исследований, участвует в выполнении госконтрактов по федеральным целевым программам Роснауки, имеет заказы из Росатома, Роспрома, Росавиакосмоса, Министерства обороны РФ, а также контрактных работ с отечественными и зарубежными фирмами, имеет широкую программу международного сотрудничества.
Успешное руководство таким сложным коллективом Александр Григорьевич продолжает сочетать с индивидуальными занятиями в области теории нелинейных волн. Близкие к нему сотрудники и ученики так оценивают его стиль работы: «В руководстве наукой А.Г. удивительно сочетает черты демократического научного общения и авторитарный стиль руководителя, построив свою вертикаль власти при минимальном выражении неудовольствия среди подчиненных. Может быть, только так и можно было в наше время сохранить работоспособный коллектив, уверенно смотрящий в будущее…»
Одной из важных особенностей работы Нижегородской научной школы радиофизики является тесная связь науки с образованием. Унаследовав этот подход, А.Г. Литвак постоянно уделяет большой внимание образовательной деятельности. В начале 1980-х годов все вузовские вакансии были заняты своими кафедральными преподавателями, и педагогический потенциал академической науки оказался в значительной мере не востребован. Выход был найден в создании базовой кафедры ИПФ в Горьковском политехническом институте. Это позволило А.Г. Литваку заложить идею «базовой» подготовки студентов – выращивание с самого начала молодежи, ориентированной на академическую науку. В 1991 году базовая кафедра превратилась в факультет «Высшая школа общей и прикладной физики» (ВШОПФ) Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского, уникальность которого заключается, в частности, в том, что все его преподаватели являются специально приглашенными совместителями – ведущими сотрудниками научных учреждений города. Александр Григорьевич был организатором этого факультета и его деканом в течение 15 лет, все эти годы он читал старшекурсникам двухсеместровый курс лекций по физике плазмы. Казавшийся сначала только инструментом подготовки молодежи для науки, ВШОПФ в 1990-е годы продемонстрировал свою исключительную необходимость. В то время как растерявшиеся от грядущей невостребованности выпускники традиционных специальностей разбрелись кто по банкам, кто по коммерческим структурам, вшопфовцы, помещенные с первого года в научную среду, чувствовали заботу и заинтересованность в себе, и пусть не все, но многие остались в науке. Более трети сотрудников ИПФ РАН имеют возраст менее 35 лет, а в распределении научных сотрудников по возрастам практически отсутствуют провалы. За последние годы 11 работ молодых ученых института и 16 их авторов удостоены медалей Российской академии наук.
Образовательная программа ИПФ РАН постоянно развивается. На базе лицея № 40 в Нижнем Новгороде возникла школьная ступень Научно-образовательного центра ИПФ РАН, куда по конкурсу в 10-й и 11-й классы поступают одаренные школьники города. Как учащиеся факультета ВШОПФ, они учатся в помещениях отдельного корпуса НОЦ ИПФ РАН, строительство которого институту удалось недавно завершить. Среди преподавателей есть доктора и кандидаты наук, причем не только по физике и математике, но и по другим дисциплинам, включая литературу. По окончании школы часть выпускников поступает во ВШОПФ и на радиофизический факультет Нижегородского государственного университета ННГУ имени Н.И. Лобачевского.
Александр Григорьевич Литвак – доктор физико-математических наук, профессор, автор более 250 научных работ. Он возглавляет научную школу «Взаимодействие интенсивных электромагнитных полей с плазмой», неоднократно отмеченную государственной программой поддержки ведущих научных школ России. Среди его непосредственных учеников один член-корреспондент РАН, пять докторов и 14 кандидатов физико-математических наук.
В 2000 году А.Г. Литвак был избран членом-корреспондентом РАН, в 2006 году – действительным членом (академиком) РАН. В 2007 году награжден международным призом имени Кеннета Баттона за выдающийся вклад в науку об электромагнитных волнах. Он – член бюро Отделения физических наук РАН, заместитель председателя Научного совета РАН «Релятивистская сильноточная электроника и пучки заряженных частиц», член бюро Научного совета РАН по проблеме «Физика плазмы», член Международного научного комитета фонда «Глобальная энергия», член Американского физического общества, член редколлегий российского журнала «Физика плазмы» и международного журнала «International Journal of Infrared and Millimeter Waves».
Лауреат Государственной премии СССР (1987), награжден орденом Дружбы (2004), удостоен звания «Почётный гражданин Нижегородской области» (2006).
Александр Григорьевич – книгочей и собиратель книг, интересуется музыкой, живописью и театром.
Живет и работает в Нижнем Новгороде.