Кіріспе

Үнді физигі (1888–1970)

Сер Чандрасехара Венката Раман (7 қараша 1888 – 21 қараша 1970) – жарық шашырауы саласындағы еңбектерімен танымал үнді физигі. Ол өзінің студенті К. С. Кришнамен бірге өзі жасаған спектрографты қолданып, жарық түзік материалдан өткенде, шашыраған жарықтың толқын ұзындығы мен жиілігі өзгеретінін анықтады. Бұл құбылыс – жарықтың бұрын белгісіз түріндегі шашырауы, оны олар «өзгертілген шашырау» деп атады, кейіннен Раман эффектісі немесе Раман шашырауы деп аталды. Раман бұл жаңалық үшін 1930 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығын алды және ғылымның кез келген саласында Нобель сыйлығын алған алғашқы азиялық ғалым атанды. Тамил брахмандарының отбасында дүниеге келген Раман 11 және 13 жасында тиісінше Санкт-Алойзиус ағылшын-үнді мектебінде орта және жоғары білімін аяқтады. Ол 16 жасында Мадрас университетінің физикадан бакалавр емтиханында үздік нәтиже көрсетті. Оның жарық дифракциясы туралы алғашқы ғылыми еңбегі 1906 жылы, ол әлі аспирант кезінде жарияланды. Келесі жылы ол магистр дәрежесін алды. 19 жасында Калькуттадағы Үндістан қаржы қызметіне Бас есепшінің көмекшісі болып орналасты. Сол жерде ол Үндістанның алғашқы ғылыми-зерттеу институты – Ғылымды дамыту жөніндегі Үнді қауымдастығымен танысты, ол оған тәуелсіз зерттеулер жүргізуге және акустика мен оптика саласында маңызды еңбектер жасауға мүмкіндік берді. 1917 жылы Ашутош Мукерджи оны Калькутта университеті жанындағы Раджабазар ғылым колледжінде физиканың алғашқы Палит профессоры етіп тағайындады. Еуропаға алғашқы сапарында Жерорта теңізін көргенде, сол кездегі теңіздің көк түсіне қатысты түсінік, яғни аспаннан шашыраған жарықтың кері шашырауы дұрыс емес екенін анықтауға ынталанды. 1926 жылы «Үнді физика журналын» құрды. 1933 жылы Бангалорға көшіп, Үндістан ғылым институтының алғашқы директоры болды. Сол жылы ол Үндістан ғылым академиясын құрды. 1948 жылы Раман зерттеу институтын құрып, өмірінің соңына дейін сол жерде жұмыс істеді. Раман эффектісі 1928 жылдың 28 ақпанында ашылды. Үндістан үкіметі бұл күнді жыл сайын Ұлттық ғылым күні ретінде тойлайды.

Ерте өмір және білім

С. В. Раман Британдық Үндістанның Мадрас президиумындағы Тиручирапаллиде (қазіргі Тиручирапалли, Тамил Наду, Үндістан) Айер брахман ата-анасы Чандрасехар Раманатан Айер мен Парвати Аммалда дүниеге келді. Ол сегіз баланың екіншісі еді. Оның әкесі жергілікті орта мектепте мұғалім болып, аз ғана табыс табады. Ол былай деп есіне алды: "Мен аузымда мыс қасықпен туылдым. Мен дүниеге келген кезде әкем айына он рупия жалақы алып жүрді!" 1892 жылы оның отбасы Висакапатнамға (содан кейін Визагапаттам немесе Визаг) Андхра-Прадешке көшіп барды, өйткені оның әкесі А. В. Нарасимха Рао колледжінің физика факультетіне тағайындалды. Раман Вишахапатнамдағы Сент-Алойзиус ағылшын-инді орта мектебінде білім алды. Ол 11 жасында аттестатқа және 13 жасында стипендиямен гуманитарлық ғылымдар бойынша бірінші емтиханды (қазіргі орта білім беруге, университет алдындағы курсқа тең) тапсырды, Андхра-Прадеш мектеп тақтасының (қазіргі Андхра-Прадеш орта білім беру басқармасы) емтиханында екісінде де бірінші орын алды. 1904 жылы ол Мадрас университетінен "А" бағасын алды, физика және ағылшын тілінен алтын медальдар жеңіп алды. 1907 жылы ол сол университеттен ең жоғары көрсеткішпен магистр дәрежесін алды. Сол жылы сол журналда жарық көрген екінші еңбегі сұйықтықтардың беттік кернеуі туралы болды. Бұл Лорд Рейлидің құлақтың дыбысқа сезімталдығы туралы мақаласымен бірге жарияланды, одан кейін Лорд Рейли Раманмен хабарласып, оны сыпайылықпен профессор деп атады. Раманның қабілетін білген физика мұғалімі Ришард Льюэллин Джонс оның Англияда зерттеу жұмыстарын жалғастыра беруін қатыстырды. Джонс Раманның полковник (сер Джеральд) Гиффордпен медициналық тексеруін ұйымдастырды. Раманның денсаулығы нашар болғандықтан, оны "әлсіз" деп санады. Тексеру көрсетті, ол Англияның қатал ауа-райына төтеп бере алмайды.

Мансап

Раманның ағасы Чандрашехра Субрахманья Айяр Үндістанның ең беделді мемлекеттік қызметі – Үндістанның қаржы қызметіне (қазіргі Үндістанның аудит және есеп қызметі) қосылды. Шетелде оқуға жағдай болмаған Раман да соның ізімен келіп, 1907 жылғы ақпан айындағы қабылдау емтиханында бірінші орын алып, Үндістанның қаржы қызметіне қабылданды. 1907 жылғы маусымда Калькуттаға (қазіргі Колката) Бас бухгалтердің көмекшісі болып тағайындалды. Бұл жұмысы IACS-ты 1909 жылы «Индия ғылымын дамыту қауымдастығының бюллетені» атты журналды шығаруға шабылдады, онда Раман басты үлес қосты. Рангунда қызметке қайта оралғаннан кейін, 1910 жылы Махараштра штатының Нагпур қаласына қайтарылды. Нагпурда бір жыл қызмет еткеннен кейін, 1911 жылы Бас есепші болып жоғарылатылып, тағы да Калькуттаға жіберілді. Келесі жылдан бастап басқа да университеттер де соңдарынан ерді, олардың ішінде Аллахабад университеті, Рангун университеті, Индордағы Королева колледжі, Нагпурдағы Ғылым институты, Кришнатх колледжі және Мадрас университеті болды. 1919 жылға қарай Раман оннан астам студентке жетекшілік еткен еді. 1919 жылы Сырқар қайтыс болғаннан кейін Раман IACS-та екі құрметті лауазымға ие болды: Құрметті профессор және Құрметті хатшы. Раман 1913 жылы Калькутта университетінің физика профессоры болып сайланды. Университет сенаты 1914 жылғы 30 қаңтарда тағайындама жасады, бұл туралы кездесу хаттамасында жазылған: Махатма Ганди және неміс зоологы Гилберт Рахммен болған достық кездесуде әңгіме дінге бұрылды. Раман сөйледі: «Мен сіздің сұрағыңызға жауап беремін. Егер Құдай бар болса, оны ғаламнан іздеуіміз керек. Егер ол болмаса, оны іздеудің қажеті жоқ. Астрономия және физика ғылымдарының жаңа ашылымдары Құдайдың одан әрі ашылуы сияқты көрінеді». Алайда ол бірнеше күн тірі қалды және өзінің ізбасарларымен қоршалған институтының бағында болуды өтінді. Раман қайтыс болғанға екі күн бұрын өзінің бұрынғы студенттерінің біріне: «Академияның журналдарының жойылуына жол бермеңдер, өйткені олар елде жүргізіліп жатқан ғылымның сапасының және ғылымның қалыптасуының немесе қалыптаспауының сезімтал көрсеткіштері болып табылады», – деді.

Тәуелсіз зерттеу

1928 жылы Григорий Ландсберг пен Леонид Мандельштам Мәскеу мемлекеттік университетінде Раман әсерін тәуелсіз түрде ашты. Олар өздерінің зерттеулерін «Naturwissenschaften» журналының шілде айындағы санында жариялады және 5-16 тамызда Саратов қаласында өткен Ресей физиктері қауымдастығының VI съезінде таныстырды. 1930 жылы олар Раманмен бірге Нобель сыйлығына үміткер болып ұсынылды. Алайда, Нобель комитетінің мәлімдемесіне сәйкес: 1) ресейлік ғалымдар өздерінің ашылуларын тәуелсіз түсіндіре алмады, себебі олар Раманның мақаласына сілтеме жасады; 2) олар бұл әсерді тек кристаллдарда ғана байқады, ал Раман мен Кришнан оны қатты денелерде, сұйықтықтарда және газдарда байқап, әсердің жалпылама сипатын дәлелдеді; 3) спектрдегі Раман және инфрақызыл сызықтарының қарқындылығына қатысты мәселелер бұрынғы жылы шешілген; 4) Раман әдісі молекулалық физиканың түрлі салаларында сәтті қолданылды; 5) Раман эффекті молекулалардың симметриялық қасиеттерін тексеруге мүмкіндік берді, соның арқасында атомдық физикадағы ядролық спинге қатысты мәселелер де шешілді. Кейіннен, ресейлік ғалымдардың Раман мен Кришнаннан бір апта бұрын осы құбылысты тапқаны туралы деректер пайда болды. Мандельштамның (Орест Хвольсонға) хатында, орыс ғалымы 1928 жылдың 21 ақпанында спектрлік сызықты байқағаны айтылады.

Кришнанның рөлі

Кришнан Раман эффектісін ашудағы негізгі зерттеуші болғанымен, Нобель сыйлығына ұсынылмады. Кришнан өзі ешқашан бұл сыйлыққа лайық екенін мәлімдемеді. Бірақ Раман кейін Кришнанның да оны бірге ашқан екенін мойындады.

Раман Борн туралы дау

1933 жылдың қазанынан 1934 жылдың наурызына дейін Макс Борн 1933 жылдың басында Раманның шақыруымен IISc институтында теориялық физика пәнінен оқытушы болып жұмыс істеді. Ол кезде Борн нацистік Германиядан қашқан болып, Кембридж университетінің Сент-Джон колледжінде уақытша қызмет етіп жатқан еді. 20 ғасырдың басынан бастап Борн термиялық қасиеттерге негізделген кристалдық тор динамикасы туралы теорияны жасады. Ол өзінің теориясын IISc-де берген лекцияларының бірінде ұсынды. Осы кезде Раман өзгеше теорияны дамытып, Борнның теориясы тәжірибелік деректермен келіспейді деп мәлімдеді. Бұл пікір таласында Борн көптеген физиктердің қолдауын алды, себебі оның көзқарасы жақсы түсіндірме болып танылды. Олардың бәсекелестігі ғылыми пікірталастан асып, жеке және әлеуметтік деңгейлерге жетті. Кейін Борн Раманның оны "жау" деп ойлағанын айтты. Борн кристалдық тор теориясына қосқан үлесі үшін бірнеше рет Нобель сыйлығына ұсынылып, ақырында 1954 жылы кванттық механика саласындағы статистикалық еңбектері үшін осы сыйлыққа ие болды. Бұл оқиға "кешіккен Нобель сыйлығының тарихы" ретінде жазылған.

Үндістан билігі

Раман сол кездегі Үндістанның премьер-министрі Жавахарлал Неру мен Нерудің ғылымға қатысты саясатына қарсы болды. Бірде ол Нерудің бюстін еденге ұрып-соқты. Тағы бірде ол Неру үкіметінің берген «Бхарат Ратна» медальонын балғамен талқандады. 1948 жылы Неру Раман зерттеу институтына келгенде, ол оны ашық мазақтап, сынады. Сол жерде олар алтын мен мыс үлгілерін ультракүлгін сәулеге түсірді. Неру мысты, басқа металдардан гөрі жарқырап тұрған алтын деп жаңылысты. Раман: «Премьер-министр мырза, жалтырағанның бәрі алтын емес», – деп жауап берді. Сол кезде Неру Раманға институтына қаржылай көмек ұсынды, бірақ Раман: «Мен бұл тағы бір мемлекеттік зертханаға айналуын қаламаймын», – деп жауаптап, бас тартты. Ол осы мекемелермен байланысты адамдарға, соның ішінде Хоми Дж. Бабха, С. С. Бхатнагар және бір кезде сүйікті шәкірті Кришнаға қарсы болды. Ол тіпті мұндай бағдарламаларды «Неру–Бхатнагар әсері» деп атады. 1959 жылы Раман Мадраста тағы бір зерттеу институтын құруды ұсынды. Мадрас үкіметі оған орталықтан қаражат алуға кеңес берді. Бірақ Раман Мадрастағы Қаржы және білім министрі С. Субраманиамға берген жауабында Неру үкіметінің ұсынысы «қарсылыққа ұшырайды» деп алдын ала болжады. Жоспар осылай аяқталды. 1933 жылы сол кездегі ең ірі ғылыми ұйым болған Үндістан ғылым конгресі қауымдастығы (ISCA) ұлттық ғылыми орган құруды жоспарлады, ол ғылыми мәселелер бойынша үкіметке кеңес беруге құқылы болар еді. Сол кездегі «Nature» журналының редакторы Ричард Грегори Үндістанға сапары кезінде «Current Science» журналының редакторы ретінде Раманға Үндістан ғылым академиясын құруды ұсынды. Раман бұл академия мүшелерінің тек үндістерден ғана құралуы керек деп есептеді, британдық мүшелерді қосу туралы пікірге қарсы болды. Ол: «30 мүшеден тұратын академия кеңесінің 15-і британдықтар болса, Үндістан ғылымы қалай дами алады? Олардың тек екеуі немесе үшеуі ғана академияның мүшесі болуға лайық», – деп мәлімдеді. 1933 жылдың 1 сәуірінде ол Оңтүстік Үндістан ғалымдарының бөлек жиналысын өткізді. Ол және Субба Рао ресми түрде ISCA-дан кетті. Раман жаңа ұйымды 24 сәуірде «Үндістан ғылым академиясы» деп тіркеді. Ол физика саласындағы зерттеулерді батыс институттарының деңгейінде, бірақ ғылымның басқа салаларының есебінен жүргізгісі келді. 1936 жылдың қаңтарында IISc кеңесі Раманның іс-әрекетін бақылау үшін тексеру комиссиясын құрды. Сент-Эндрюс университетінің директоры және вице-канцлері Джеймс Ирвин төрағалық еткен комиссия наурыз айында Раманның қаражатты дұрыс пайдаланбағанын, зерттеулердің «ошағын» физика саласына ауыстырғанын және Борнның математикалық физика профессоры ретіндегі ұсынысының (осы ұсынысты Кеңес 1935 жылдың қарашасында мақұлдаған болатын) қаржылық тұрғыдан мүмкін еместігін хабарлады.

Корольдік қоғам

Раман Корольдік қоғамның мүшелігін жоғары бағалаған емес сияқты. Мұның бір себебі – Раманның «Британдық азаматтар» деген белгіге қарсылығы болуы мүмкін. Әсіресе Үндістан тәуелсіздік алғаннан кейін Корольдік қоғам бұл мәселеде өз дау-дамасын болды. Субрахманян Чандрасекардың айтуынша, «Лондон Таймс» газеті бір кезде Раманның аты жоқ мүшелер тізімін жариялаған. Раман қоғамның сол кездегі президенті Патрик Блэкеттке хат жазып, түсіндіру талап еткен. Блэкеттің қоғамның газетке қатысы жоқ деген жауабы оны көңілсіздікке түсірген. Кришнанның сөзіне қарағанда, тағы бір себеп – Раманның «Royal Society» журналына жіберген қолжазбасына жасалған сын. Раман өзінің отставка туралы хатында жазғандай, бұл факторлардың жиынтығы болған болуы мүмкін: «Мен барлық жағдайды мұқият қарастырғаннан кейін осы шешімге келдім. Менің отставкаға кетуімді қабылдап, атымды Қоғам мүшелерінің тізімінен алып тастауды сұраймын». Ол Бенгал Азия қоғамының (FASB) мүшесі болды, ал 1943 жылдан бастап Ғылымды дамыту жөніндегі Үндістан қауымдастығының (FIAS) негізін қалаушы мүшесі еді. 1935 жылы ол Үндістанның Ұлттық ғылым институтының (FNI, қазіргі Үндістанның Ұлттық ғылым академиясы) негізін қалаушы болып тағайындалды. Алайда Академия оны әлі де «қайтыс болған мүше» деп тіркеп отыр. Ол Мюнхеннің Deutsche Akademie, Цюрихтің Швейцариялық физикалық қоғамының, Глазгодағы Корольдік философиялық қоғамның, Корольдік Ирландия академиясының, Венгрия ғылым академиясының, КСРО ғылым академиясының, Американың оптикалық қоғамының, Американың минералогиялық қоғамының, Румыния ғылым академиясының, Американың Catgut акустикалық қоғамының және Чехословакия ғылым академиясының мүшесі болды. 1924 жылы ол Корольдік қоғамның мүшесі болып сайланды. 1929 жылы Үндістан ғылым конгресінің 16-шы сессиясының төрағасы болды. 1933 жылдан өмірінің соңына дейін Үндістан ғылым академиясының негізін қалаушы президенті болды. 1913 жылы ол әлі де Үндістан қаржы қызметінде жұмыс істеп жүргенде Вудберн зерттеу медалін алды. 1930 жылы «жарық шашырауы жөніндегі еңбегі және оның атымен аталатын эффектті ашқаны үшін» физика саласындағы Нобель сыйлығын жеңіп алды. 1957 жылы Лениндік бейбітшілік сыйлығымен марапатталды. Раманның суреті бар пошта маркалары 1971 және 2009 жылдары шығарылды. Үндістан астанасы Нью-Делидегі бір көше С. В. Раман Марг деп аталды. Бангалордың шығысындағы аудан CV Раман Нагар деп аталады. Бангалордағы ұлттық семинар кешенінің солтүстігіне қарай жүретін жол С. В. Раман жолы деп аталды. Бангалордағы Үндістан ғылым институтының ғимараты Раман ғимараты деп аталды. Бангалордың шығысындағы 80 фут көшесіндегі аурухана Сэр С. В. Раман атындағы аурухана деп аталады. Оның туған жері Тричиде де CV Раман Нагар бар. Ай кратері Раманның есімімен аталды. С. В. Раман атындағы ғаламдық университет 1997 жылы құрылды. 1998 жылы Америка химиялық қоғамы мен Ғылымды дамыту жөніндегі Үндістан қауымдастығы Раманның ашылуын Үндістанның Калькутта қаласындағы Джадавпурдағы Ғылымды дамыту жөніндегі Үндістан қауымдастығында Халықаралық тарихи химиялық маңызды орын деп мойындады. Еске алу тақтасында: «1928 жылы осы институтта Сэр К. В. Раман сұйықтыққа түскен түсті жарық сәулесінің шашыраған бөлігінің түсі басқаша болатынын анықтады. Раман бұл шашыраған жарықтың сипаты үлгінің түріне байланысты екенін көрсетті. Басқа ғалымдар осы құбылыстың талдау және зерттеу құралы ретіндегі маңыздылығын тез түсінді және оны Раман эффектісі деп атады. Бұл әдіс қазіргі заманғы компьютерлер мен лазерлердің пайда болуымен одан да құндырақ болды. Қазіргі қолданылуы минералдарды бұзбай анықтаудан бастап, өмірге қауіп төндіретін ауруларды ерте анықтауға дейін жетеді. Осы ашылуы үшін Раман 1930 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығын алды». Нагпурдағы Раман ғылыми орталығы Сэр К. В. Раманның есімімен аталды. 2018 жылы Бихардағы Д. С. В. Раман университеті құрылды. 2018 жылы Хандвадағы Д. С. В. Раман университеті құрылды.