КРЪЖОЧНИК ПО КВАНТОВА ХИМИЯ
Един предиобед през есента на 1963 година пред 130 аудитория на Химическия факултет на СУ разглеждах със смесени чувства на интерес и изненада много икономично произведен сандвич от бюфетчията Сашо.
Заниманието ми беше прекъснато от Веселин Велинов, брат на моя колега и приятел Жоро, който, злорадо ухилен, изнесе моментално кратка лекция на новобранеца от втори курс.
Оказа се, че постиженията на бюфетчията са забелязани отдавна от катедрата по колоидна химия - водел се неофициално към професор Шелудко като аспирант по тънки слоеве.
Веселин беше също студент по химия, два курса преди мене. След разясненията ме попита дали не искам да стана кръжочник по квантова химия.
Тази неизвестна химия той характеризира по малко сложен за мене начин, оставяйки ме с мъглявото общо впечатление за “теории без експерименти”.
След няколко дни бях представен на професор Николай Тютюлков в Института по органична химия на 4-ти километър.
Той изглеждаше много зает човек, което аз отдадох изцяло на неизвестната за мене квантова химия. Бяха ми отделени 2-3 минути, каза ми се, че се очаква да се появявам веднъж седмично, още по-добре два пъти, след което се намерих пред вратата с един лист хартия, на който имаше написана на ръка таблица с числа, всяко с пет знака след десетичната точка.
Някои започваха с нула. Задачата ми беше да я препиша “на чисто” с молив. Нищо повече. Нито дума повече.
В казармата бях нещо като ординарец на командира на батареята и пишех “на чисто” всяка седмица разписанието за занятията.
Моят голям приятел Иван Банков вършеше същата работа за командира на артилерийския дивизион. Той беше завършил механотехникум и аз останах вцепенен от великолепния вид на неговото разписание написано “със шрифт”.
Загложди ме черна завист. След около месец усилия моите гимназиални криволици се преобразиха до нивото на втори курс техникум, а след година почти се се изравниха по качество с неговия “шрифт”.
Та в случая с поставената ми задача от професор Тютюлков реших да блесна. Разчертах изящно таблицата и просто надминах себе си в изписването на числата. Само дето не я поставих в рамка.
На аудиенцията гордо му представих резултата, а той, ухилен и неимоверно възбуден, се юрна да я показва на секретарката си: “Гледай какво е направил тоя студент с матрицата!” Изстинах!
Ужасно засуканата му секретарка, красивата Платинка, получила неофициално ново име от цвета на косата си, мило се усмихна и ми обясни, че напразно съм си губил времето да “рисувам” матрицата и че се е очаквало просто да препиша без поправки числата, за да няма грешки, когато се “перфорират за компютъра”. И още, че това ме чакало тука, при Тютюлков. Матрици.
После започнах да свиквам с матриците, с “алфите” и “бетите”, с индексите, с Хюкел, в приятелското обкръжение на Румен Воденичаров, Филип Фратев, математика Кирето (Кирил Даскалов) и Георги (Гого) Хибаум.
Когато бях в четвърти курс се развихри бийтълманията и с мои приятели сформирахме китарен състав. Аз, относително най-зле с китарата, се заех с барабаните.
Това си беше голяма одисея: със студентски доходи да се плати ръчна направа на три електрически китари и да се купят части за усилватели, които Ники, басистът, студент по електротехника, успя да конструира за най-голямо изумление на останалите.
Комплект барабани бяха голям финасов проблем и трябваше да се задоволим само с едно малко основно барабанче, на което трябваше да се опъват нови кожи. На него тренирах много усилено солото от фамозното буги на състава “Шадоус”.
Парите не стигаха даже за купони за студентския стол и два подбутвани провинциални буркана сладко се оказаха за известно време дар божи.
За квантова химия не можеше и дума да става месеци наред - бийтъл съставът си беше сериозна работа, изискваща много по-големи усилия, пълно отдаване.
Накрая всичко беше окомплектовано, започнаха репетиции и бяхме много горди, че само “Бандараците” (впоследствие “Щурците”) ни бяха конкуренция, отстъпвайки ни, по наше мнение, в областта на соло китарата.
Нашият солист, математикът Николай Будаков, бивш цигулар, беше направо факир, възпроизвеждайки репертоара на “Суингъл сингърс” и особено с бугито на “Шадоус”, което “Бандараците” не свиреха (ние си мислехме, че не могат да измайсторят соло китарата).
Та точно в този крайно напрегнат креативен период се сблъсквам аз из факултета с професор Тютюлков, останал за мене на втора глуха заедно с цялата квантова химия.
Спря ме и имах чувството, че ме дръпна за яката:
- Ти защо не идваш? Къде изчезна?
- Ами такова, много съм зает. Нямам време. Сформирахме бийтъл състав.
- Каквооо? Бийтъл състав? Какви са тия глупости?! Още утре да си в института! И никакви извинения!
Това беше всичко. Обърна се и си тръгна, както винаги сякаш закъснял за някъде. На другия ден блудният син се завърна в лоното на квантовата химия.
Както разбрах доста по-късно, в този начален период на установяване на квантовата химия в България, професор Тютюлков не можеше да си позволи лукса да губи време със студенти кръжочноци.
Траекторията му беше доста по-висока - и тактическа, и стратегическа. А стратегията беше елементарна - едно бъдеще на теоретичната химия без квантова механика миришеше на средновековие.
Мярвах го от време на време, получавах кратки нареждания и това беше всичко. Когато позакъсвах с реализацията на поредната сравнително елементарна задача, подпитвах старшите в общата стая и горе-долу се справях до степен, че към края на четвърти курс ми се подхвърли идеята за дипломна работа, идея, която изглеждаше доста мъгляво, но съблазнително престижно.
По това време професор Тютюлков вече беше успял да вземе страха и на най-големите отличници в нашия курс, доколкото си спомням, главно с метода на Хюкел, комбиниран с елементарни трикове от теория на групите особено с молекулата на бензола.
Самодоволната ми усмивка пред колегите съпровождаща заявленията ми, че ще правя дипломна работа по квантова химия, изчезваше моментално, когато ми се подмяташе от всички по-старши в Института по органична химия, че е крайно време да спра да се мотая и да започвам да пиша теоретичната част на полуемпиричния метод на Паризер Пар и Попъл.
За беля, нямаше откъде да се прочете нещо що-годе по-системно. По това време излезе в превод на руски книгата на Джон Слейтер “Електронна структура на молекулите”.
Купих я и веднага я подхванах от увода. Много скоро надеждите ми за спасение бяха жестоко подкосени от заявлението на Слейтер, че той няма намерение да се занимава с полуемпирични методи. Мама миа!
В главата ми каша, не зная откъде да почвам, но пък от друга страна - нямах алтернатива. Бях веднага привлечен от прецизните му и изключително ясни обяснения на физиката зад формулите, изводът на които за мене си оставаше енигма.
Особено ми светна пред очите когато прочетох каква беше идеята, доста проста и очевидна, зад т. нар. самосъгласувано поле (SCF).
Предполагам, че първите стотина страници съм ги чел поне двадесетина пъти. Морална подкрепа ми беше доцент Пепи Райчев, който на лекции по атомна физика беше казал да четем и ако не разбираме да продължаваме най-упорито да четем (ходех редовно на лекции с курса по физика, където бяха двама от най-добрите ми приятели). Та и аз така, чета значи, та пушек се вдига.
В Института по органична химия и Филип Фратев и Румен Воденичаров и Гого Хибаум продължаваха да ме натискат час по-скоро да започвам да пиша теоретичната част.
Един ден събрах смелост и им заявих най-твърдо, че самото написване ще трае не повече от 2-3 дни. Първо да си изясня какво трябва да пиша.
Предполагам, че млъкнаха изненадани не толкова от грандоманския характер на изявлението, колкото от тона, който еднозначно показваше, че аз си вярвам. Не ми казаха дума повече. Сега ги разбирам напълно, а тогава ми направи впечатление главно колко са възпитани.
Накрая Пепи Райчев се оказа прав. В книгата се набиваше на очи как винаги се започва от хамилтониана и от уравнението на Шрьодингер, след което започваше изреждането на разните приближения.
И до днес си спомням ясно откритието, което направих, за мене като откриване на Америка, че всеки квантовохимичен метод се дефинира с приближенията си. Откритие от едно изречение. От просто по-просто!
Първо Борн-Опенхаймер, разцепване на уравнението на Шрьодингер на две уравнения, приближения за вълновата функция, и … тръгна та се не видя. То всичко си е било там, в книгата на Слейтер, но да има кой да ти отвори очите.
Направих списък на всички приближения, за всяко по нещо, и теоретичната част беше готова за 2-3 дни. Аз им казвах, а те си играят на вежливост и мълчат!
На защитата се заформи лек скандал Шелудко-Тютюлков, по моя вина, за което си признавам чак сега, след половин век. Един от най-трудните изпити в пети курс беше по колоидна химия по знаменитата монография на професор Шелудко.
Бях чел доста за редовната сесия, но материята не беше никак елементарна. На изпита ми се падна въпрос, който аз развих, но поради объркване примесих към него част от друг.
Шелудко веднага ме прекъсна и ми каза, че повече от 4 не може да ми пише. Аз веднага се съгласих. Той обаче поиска студентската ми книжка, прегледа оценките ми по другите предмети и твърдо ми заяви, че няма намерение да ми разваля общия успех.
- Заминавай и идвай наесен!
Аз не го познавах добре, както се оказа, и се опитах да настоявам на мойта. До лицето ми се доближи свирепа физиономия и лявата му ръка светкавично посочи вратата.
Нямаше и нужда от думи, всичко и така беше повече от ясно.
За есенната сесия се готвих много сериозно и само по колоидна химия. Бях убеден, че ще се представя много по-добре от лятото. Развих си всичко по темата и започнах да говоря демонстрирайки самоувереност и даже увереност.
Прекъсна ме почти веднага и ми каза, че ако му отговоря на един въпрос ще ми пише шестица, ако не - пет. Резултатът беше 5.
Стана ми жал за усилията, бях уверен, че 5 е ниско. Реших да изхитрувам и му казах, че и аз имам един въпрос. Попитах го дали метода на т. нар. “душещ” електрод може да се използва да се измери скока на потенциала на границата между формиращ се и вече формиран филм върху течна повърхност.
Отговори ми, че може и ме попита дали искам да правя дипломна работа по колоидна химия. Каза ми да си помисля и да му се обадя. Писа ми 6 и ме пусна да си ходя. И дума не обелих за квантова химия.
На защитата на дипломната ми работа професор Шелудко беше председател на комисията, а Тютюлков беше само член.
Преди мене се падна да говори моят състудент Иван Николов, който се появи в групата по квантова химия преди около половин година и минаваше за новак в сравнение със стара служба като мене.
Иван имаше много добри резултати от сметките, но бях сигурен, че ще си има сериозни проблеми с теоретичната част особено с Шелудко, който не търпеше никакви увъртания.
Предложих му да си сменим местата и му казах, че аз ще изложа подробно теорията и ще запърпам малко резултатите от моите сметки за феноли, които съвсем не бяха умопомрачително перфектни като неговите.
Обясних му, че Шелудко няма да иска да слуша два пъти една и съща теоретична песен и, значи, може да се мине само с репликата “както вече говори предишният дипломант” като фокусира вниманието на комисията върху чудесното съвпадение на теория с експеримент в неговия случай.
След дълги размисли Иван се съгласи и аз започнах първи. Още щом споменах “самосъгласувано поле” и Шелудко подскочи.
- Я да видим сега! Никой не можа да ми обясни, семинар след семинар (Фиксира строго Тютюлков) какво е това самосъгласувано поле! До тук! Сега вече няма отърване! (Поглед към Тютюлков). Хайде давай! (Към мене).
Разбира се, Шелудко си нямаше и представа, че всъщност предизвиква Джон Слейтер, когото можех да цитирам мотамо даже ако ме вдигнат от сън и, разбира се, почти веднага се предаде напълно.
- То било много проста работа! Ама се оказа, че само един дипломант може да го обясни човешки! (Това към Тютюлков). И как става така, че обираш най-добрите студенти да правят дисертации при тебе?! Безобразие!
Безобразието беше на подлия Сашо, който изкара незаслужено 6 по колоидна химия, без да си признае, че няма и намерение да прави дисертация при Шелудко.
Нататък мина гладко - 6 на защита и 6 за дисертацията с не особено добро съвпадение теория - експеримент, което Шелудко намери за приемливо, за разлика от великолепното съвпадение с експеримента на сметките на Иван, което пак той, вездесъщият, обяви за крайно съмнително.
След един-два месеца почивка започнах работа по рапределение в Шумен - шеф на лаборатория към фабриката за емайлирани съдове “Победа”.
По това време квантовата химия вече беше станала модерна област с известно влияние даже извън химията. Полъхът й беше стигнал и до новосъздадената Централна лаборатория по биофизика към БАН с директор проф. Георги Дечев, както разбрах по-късно, учредена персонално за него от Тодор Живков.
Амбициите му бяха даже по-големи от тези на Тютюлков - той беше решил, че не може да има модерна биофизика без динамика и без кванти. Говорил с Тютюлков да му намери човек и някъде през април 1968 телефонен звън ме изкара от летаргията ми в “цукалената” фабрика, както я бях кръстил.
Летаргията ми, според мнението на директора на фабриката Забунов, бивш партиен агитатор, се дължеше на факта, че постоянно ме виждал да седя с крака на бюрото, “като американски бизнесмен”, а се надявал, че с появата на един млад специалист “ще закипи истинска работа и, така, изобщо, ще има голямо движение в лабораторията”.
Тъй като аз си бях пълен невежа по отношение на емайлите, бях наредил на подчинените ми две лаборантки да продължават да правят, каквото са правили до моята поява с едно единствено ограничение - никой няма право да им нарежда или да им “чете конско” освен мене.
А на партийния агитатор заявих най-арогантно, че в една химическа лаборатория с много апаратура и стъклария не може да има “голямо движение”, защото може да се счупи нещо.
Той трясна вратата и повече не се появи до напускането ми. Сметките ми, между другото, бяха много точни - не можеше да уволни първия вишист химик попаднал там и то по разпределение.
Та един ден, мирната и тиха обстановка, оазис на спокойствие във фабриката, се наруши от гласа на Тютюлков, който ме уведоми, че е време да пристигам в София - намерил ми бил работа при професор Дечев в Централна лаборатория по биофизика на БАН.
На въпроса ми какво ще правя там, след като не съм и чувал за биофизика ми се отговори много кратко и ясно: “Не знам. Пристигай! Дечев ще ти се обади какво да правиш.”
Е, след около месец, пристигнах в София и Дечев почти веднага ме препрати при Тютюлков да работя по “спектроскопски проблеми”, като постепенно задачата ми щяла да се уточнява.
При това положение съм бил имал най-широки възможности за изява. Нямаше кой да ми ги стесни поне малко и аз започнах с това, което единствено можех да правя - Паризер-Пар-Попъл, приложение към емисионни спектри на пи-електронни органични молекули. Заедно с Филип Фратев и Гого Хибаум.
Дечев беше много зает с главната си тематика на неравновесни процеси в биологични системи, с тяхното експериментално изследване с т. нар. “бърз спектрофотометър” , патентован в лабораторията, и с теоретичното усъвършенствуване на теорията на Онзагер за термодинамични процеси протичащи далеч от равновесие.
Каза ми, че му трябват физици и аз реших да помогна най-конструктивно като му дадох имената на двама мои най-добри приятели: Румен Русев, когото считахме за математически гений (беше изял с кориците книгите на тогава фамозните “Бурбаки”) и беше в състояние да скалъпи теория за каквото и да е просто за минути.
Румен включи направо на трета по коригирането на Онзагер, който за Дечев се беше оказал “много линеен” за едно истинско описание на неравновесни биологични процеси.
По тона му “много линеен” се превеждаше без проблеми като “много елементарен”.
Другият ми приятел, Стоил Донев, с големи интереси по теориите на относителността, играеше ролята на охладителна и заземяваща система за високолетящия Румен.
Тази двойка се оказа напълно достатъчна да ме освободи напълно от каквото и да внимание от страна на Дечев - за около година работа в групата на Тютюлков успях да публикувам няколко статии по описание на възбудени сястояния на пи-електронни системи.
После се оказа, че все пак ще трябва да се работи нещо биофизично, неравновесно, и аз си избрах кинетика на ензимни реакции по простата причина, че няма важни биореакции без ензими и няма нищо по-далеч от равновесие отколкото кинетиката.
Разбира се, при условие, че в играта трябваше да се включат и “квантите”. Така започна борбата ми с “другото” уравнение на Шрьодингер, описващо динамиката на “ядрата”, пренебрегвана при описанието на движението на електроните.
Отттук и неминуемата среща с професор Стефан Христов, всепризнатият корифей в областта на квантовата кинетика.
Така започна и раздялата ми с квантовата химия на Тютюлков, която ми даде най-сериозна основа и увереността да разбирам по-цялостно неразривната връзка между динамиките на електронната и “ядрената” подсистеми на обекти с квантови характеристики.
Последната ми среща с професор Тютюлков, моят първи “квантов” професор, беше преди около две години.
Той винаги изказваше удоволствието си, че един от неговите ученици е работил “сериозно” с професор Стефан Христов и че било закономерно това да се случи след като “никой от неговото обкръжение” не бил се заинтересувал от неговите теории.
Редовно се чувахме и по телефона, а по време на последното му заболяване ми каза, че е доста зле и че вероятно няма да можем да се видим при моето идване в София.
Съжалявам, че така и не се реализира поканата му да отидем заедно до родното му място, което за мене щеше да бъде подтвърждение, че ме приема за нещо повече от студента, който “рисува” матрици.
