Евгений Шейнман
В 1968 году ввели повышение квалификации преподавателей — каждый преподаватель обязан был раз в пять лет проходить стажировку в самых передовых вузах страны в течение четырех месяцев. Для нашей кафедры определили Московский институт стали и сплавов (МиСиС). Первым поехал преподаватель Николай Александрович Колесников. Вернулся он через четыре месяца возбужденный, очень довольный ,и сказал , что ,наконец ,он ухватил дислокацию за хвост (впоследствии я убедился, что он несколько преувеличил).
Встал вопрос — кто следующий? И тут выяснилось, что никто не хочет ехать!
Я не мог, потому что должен был завершить диссертацию, а главное — моя жена была беременна, а роды намечались в середине этого 4-х месячного периода. Меня неприятно удивило, что все яростно утверждали, что поехать должен был именно я (в том числе то, что я был самый молодой на кафедре). Даже мой учитель Александр Павлович что-то мямлил, что ,мол, я познакомлюсь с профессурой(?). Я со слезами на глазах умолял оставить меня — как жена будет рожать без меня? Однако все были неумолимы — только я! Я тогда сделал некоторые неутешительные выводы... Уезжал я с тяжелым сердцем...(Забегая вперед, скажу, что мне все таки удалось приехать на роды, причем точно, день в день!)
МиСиС оказался весьма солидным институтом, несмотря на то, что по численности студентов он был, примерно, таким же , как и мой. Но занимал первое место среди вузов страны по количеству профессоров и докторов наук на одного студента. Первое место по количеству аспирантов- заочников — 700! И т.д и т.п. Кроме того тогдашний министр высшего образования Елютин заведовал кафедрой, кажется, высокотемпературных материалов. Общался он с кафедрой через доверенного члена кафедры, остальные же его почти не видели...
Нас прикрепили к преподавателям факультета, давая, свободу выбора. Мне достался выдающийся ученый, д.т.н., профессор Илья Израилевич Новиков, автор классических учебников. Сравнительно молодой, резвый.Мог ,например, сказать, что, мол, в пятницу он не может прийти, т.к. у него лыжный день. В то же время с ним можно было запросто общаться, в общем, суперсовременный ученый. Он хотел, чтобы я познакомился с производством завода цветных металлов. Для этого он пошел со мной пешком на этот завод, чтобы заказать мне пропуск. Я спросил его , можно ли мне будет поработать с рентгеновской установкой. Он немного задумался, но согласился. Ура!Теперь я смогу получить рентгенограммы своих сплавов. Меня привели в комнату, где стояла рентгеновская установка. Ее обслуживала добрая на вид (и ,действительно, такой и оказалась) женщина средних лет. Она очень внимательно выслушала и сказала, что установка имеет четыре рабочих окна, и что я смогу работать, если будет свободно хотя бы одно окошко. Дала мне фотопленку и показала, куда её вставлять и как вставлять в окошко. И вот я стал каждый день искать свободное окошко. Вскоре дождался, зарядил пленку, вставил в свободное окошко. Надо было выбрать время экспозиции. Здесь уж никто не мог мне помочь. Поспрашивал у других, какую экспозицию они выбирают (хотя это были совершенно другие сплавы). Эх, была не была, выберу 15 минут. После этого надо было идти в проявочную и проявлять. Увы, пленка осталась белой, никаких линий не выявилось. Мне дали следующую пленку, экспозиция — 1 час. Проявил — никаких линий. Делал экспозицию 2 часа — результат тот же. Мое время закончилось, окошки заняли другие студенты. Подчеркиваю, не научные сотрудники, а студенты, большинство которых были прикреплены к аспирантам и работали на них. Ничего не поделаешь , пошел в общежитие. Не помню, сколько дней я ходил и с каким интервалом делал экспозиции. За это время произошел очень неприятный инцидент. В то время,когда я занимал окошко, если никого больше не было, то остальные три окошка должны были быть закрыты!!! С тем ,чтобы не облучать людей, которые находились в лаборатории. По-моему, я уже сходил с ума - ничего не получалось. И я решил переставить образец на другое окошко — авось повезет... Переставил образец, а то окошко ,на котором я работал, забыл закрыть...Заметила это лаборантка, лицо этой доброй женщины вмиг посуровело,и она твердым голосом сказала: «Ну ладно, мы, персонал, здесь все облученные, но почему должны страдать ни в чем не повинные люди?» Нечего и говорить, как я себя почувствовал, и какой был видок у меня... Я боялся , что отношение ко мне изменится, но ,славо Богу, меня простили. Между тем , я все наращивал время экспозиции, я нервничал и даже однажды, после уже многочасовой экспозиции, поместил пленку не в проявитель , а в закрепитель... Я довел экспозицию до 20 часов и … ура! Появилось множество линий! Честно говоря , на меня уже начали все коситься — столько времени занимать окошко рентгеновской установки. Во время доклада по результам работы, мой руководитель Илья Израилевич Новиков, когда я упомянул о двадцати часах экспозиции, встрепенулся и сказал: «И вам это разрешили?» Я боялся, как бы не попало моей добрейшей лаборантке. Правда , потом Новиков обыгрывал этот факт таким образом , что , мол, обеспечили человеку все условия для работы.
Итак, я получил пленку со множеством линий. И в этом был весь вопрос. Расшифровать
каким фазам они соответствуют было чрезвычайно трудно, почти невозможно, Мои сплавы были необычны, фаз много, что и дало столько загадочных линий. Это одно. А другое -я первый раз столкнулся с расшифровкой рентгенограмм... Набрал учебников и стал учиться.Перебирал линии и так и этак. Наконец -то сумел выделить линии, которые я мог расшифровать. Результатом всей кропотливой работы явилась идентификация только одной фазы. Кто-то может сказать, что игра не стоила свеч. Но это не так. Идентифицированная фаза была важна для меня, и, пожалуй, другими методами я не мог бы определить её. И может быть, самое главное - я показал в диссертации, что могу пользоваться современными средствами исследования.
Однако, мне выпал случай показать такие, не современные, а наисовременнейшие методы исследования, перед которыми меркнут все остальные. Просто настоящий счастливый случай.
Это случилось в этот же период ФПК . По - моему, это было воскресенье, занятий не было. В этот день мы обычно ходили по магазинам, выставкам, музеям, театрам и т.д.
Подходит ко мне наша слушательница и спрашивает, знаю ли я, что в «Сокольниках» открыта выставка металловедческой аппаратуры, а также во французском павильоне выставлена так называемая «Комека», наисовременнейший прибор, которых в Советском Союзе было всего 4 штуки ( в том числе, в Академии бронетанковых войск).Я засуетился. Как же такое пропустить! И тут, эта добрая женщина посоветовала мне , если у меня есть образец, захватить его и сказать, что наше, мол, учреждение собирается аппарат купить, а для этого я должен убедиться в его необходимых для меня возможностях.
Конечно, я схватил в охапку несколько своих образцов и помчался в «Сокольники». Нашел нужный мне отдел выставки. Возле него — ни души(этот факт имеет значение, и вы поймете, почему). Зашел в выгородку, где стоял прибор. Там два человека — мужчина и молодой парень. Я делаю вопросительное выражение лица, мол, к кому обращаться? Походит парень и представляется как студент- переводчик с французского. Начинаем разговор. Мужчина спрашивает, какая у меня проблема(разумеется, по- французски). Я собираю в кулак всю свою волю и проговариваю то, что повторял про себя всю дорогу: мол, учреждение, где я работаю, заинтересовано в покупке прибора ,и я должен знать его возможности. Чувствую, что я смешон — какой-то сопливый и неважно одетый паренек говорит о миллионной сделке. Француз усмехнулся, окинул меня оценивающим взглядом и сказал(через переводчика), что сегодня воскресенье ,и он не собирался работать, ну, да ладно, что я хочу? Дрожащим голосом я говорю, что у меня есть образец, на котором хотел бы проверить все возможности прибора, и передал ему образец. Я выдал французу первое задание. И тут начались чудеса. Что такое,собственно, «Камека»? Это рентгеновский микроанализатор, который может, например, определить наличие и количество заданного химического элемента в микрообъеме. Мы оживленно обсуждаем, в какой точке производить анализ и т.д. Я не оговорился в том, что «оживленно обсуждаем». Каким- то образом, мы задвинули переводчика куда-то в сторону и общались без него. Как это произошло, я до сих пор не понимаю. По-видимому, общая терминология, жесты способствовали этому, он угощал меня сигаретами (какими-то особенными, французскими), курили мы много, видно было , что он сам не на шутку увлекся (причину этого я понял потом). Апофеозом первого задания явились тут же изготовленные прекрасные фотографии.
В какой-то момент я передохнул и оглянулся вокруг. Помните, я подчеркнул, что, когда я только подошел, вокруг не было ни души. Теперь же я ахнул — вокруг нас толпилось множество людей, по-видимому, все металловеды, вроде меня. Отовсюду неслись возгласы восхищения, и... завистливые возгласы, что ,мол ,это почти диссертация, как мне это удалось и т.д. Так мы работали три часа ,и я собирался уходить в приятном изнеможении. Тут произошел инцидент, который испортил мне настроение на долгое время. Дело в том, что структура моих сплавов была необыкновенно красива и незнакома большинству металловедов. И вот, когда мы уже прощались, вдруг француз сказал (уже, конечно, через переводчика), что структура моего сплава очень четкая, и не мог бы я подарить ему образец, якобы для настройки прибора. И тут же в моей голове пронеслось - образец опытный, исследовательский, а вдруг КГБ узнает о передаче образца... И я стеснительно сказал, что ,мол ,этот образец мне нужен , я сбегаю домой и принесу другой. Француз сразу все понял и потерял ко мне всякий интерес... Несмотря на великолепный, успешный день, я возвращался в прескверном настроении. А как бы Вы поступили?
Кстати, на то, что роптавшая толпа вслух завидовала , что у меня из этого может получиться целая диссертация, могу сказать, что в моей будущей диссертации материал , который я получил, занял примерно полторы страницы — страница с фотографиями и полстраницы текста. При трезвой оценке я, в основном, получил красивейший иллюстративный материал.
За всеми этими красивыми событиями стояла серьезная проблема, что без износостойких испытаний мне не обойтись. Я подошел к Александру Павловичу и прямо поставил перед ним этот вопрос. Он ответил , что он этого от меня не требует, и , если я хочу(!) , то я могу этим заняться. И на том спасибо! В одном журнале я обнаружил метод испытания на износ, который мне очень понравился и соответствовал моим условиям чисто образивного износа при эксплуатации. Метод назывался «метод Бринелля -Хауорта». Основным рабочим элементом здесь является резиновый диск, который истирал образец песком, сыпавшимся в рабочую зону истирания.
С чего начать? Прежде всего нужен редуктор с двигателем. Где это я все возьму? И тут неоценимую помощь оказал мне Александр Павлович. Он отдал мне свой редуктор с двигателем. Теперь мне нужно было спроектировать крепление резинового диска (не помню, где я нашёл резину нужной толщины, из которой и вытачивались диски), рычаг, крепление груза , крепление образца. И возможность регулирования основных параметров. Нашел загрузочный контейнер для песка. Наш высококвалифицированный лаборант изготовил мне аккуратненькую вороночку с калиброванным выходным отверстием. Все это заняло много времени. Наконец , как-будто все сделано и надо было приступать к испытанию установки. На образце я стачиваю на наждачном круге плоскость , на которой может уместиться отпечаток износа от резинового круга (примерно 10х20 мм). Образец закрепляется на вертикальной стойке рычага. Я придумал, можно сказать, гениальный способ крепления, очень простой, но весьма надежный. Открываю бункер с песком, наполняется вороночка, и через калиброванное отверстие начинает истекать постоянный объем песка в зазор между поверхностью образца и резиновым кругом. Вешаю на рычаг груз (кажется, 2 кг). И … с замиранием сердца включаю электродвигатель.
Пошло-поехало, удивительно, но сразу безо всяких заклиниваний и прочих гадостей. По- моему, я начал искать оптимальную продолжительность испытаний. Более-менее заметный след износа определился при продолжительности в 1 час. Теперь надо было взвесить образцы, чтобы узнать потерю веса. Образец довольно большой, а потеря веса - миллиграммы. Такую чувствительность могут обеспечить только аналитические весы ( они были у химички), на них не так -то просто было работать. Пришлось научиться. И испытания пошли своим чередом и без особых осложнений. В общем, эпопея с износостойкими испытаниями прошла удивительно удачно.
Теперь у меня были все данные, чтобы связать их друг с другом. Но как это сделать? Удивительно, но я никогда не изучал (в том числе и в институте) математическую статистику (может только на уровне кривой Гаусса). Однажды от кого-то из нашей лаборатории я услышал слово «корреляция». Это удивительно, но сейчас термин корреляция встречается очень широко и отнюдь не только как математическое, не менее часто используется в нематематической речи как соответствие чего -то чему-то. А тогда... я уже написал об этом. Я начал вгрызаться в литературные источники. Наконец ,я натолкнулся на книгу Я.И.Лукомского «Теория корреляции и ее применение к анализу производства»,1958. Название мне показалось многообещающим, и я принялся усиленно ее изучать. И что вы думаете? За какое-то время (не помню ,сколько времени на это ушло) я стал специалистом по корреляции. Это мне дало возможность связать мои данные в десятки новых зависимостей и проиллюстрировать это множеством новых графиков. Их было настолько много, что я большинство из них поместил не в основной текст диссертации, а в приложение. Правда, пока я научился определять только парные зависимости.
Настоящей удачей было для меня обнаружение переводной книги - Мордэкэй Езекизл, Карл Фокс «Методы анализа корреляций и регрессий», 1966. Эта книга начинается с того, что объясняет , как строятся обыкновенные графики(!), а заканчивается сложнейшими методами математической статистики. Я уже говорил, что довольно легко освоил парную корреляцию, где оперируют одной переменной, мне же надо было связать несколько переменных. А в этой книге рассматривались методы множественной корреляции, где связываются несколько переменных. Я так понял, что это в основном для ЭВМ (напоминаю, что в те годы ЭВМ занимали большую комнату, а данные набивались на перфокарты), но в этой книге очень доходчиво объяснялось , как это сделать вручную.
Например, я взял 30 образцов , для которых я определил величину износа и хотел определить связь износостойкости с переменными параметрами — твердостью, количеством карбидов, содержанием углерода, хрома и марганца. Все эти параметры выписываются в виде колонок; числа из первой колонки перемножаем на числа следующих колонок; затем возводим в квадрат числа из всех колонок. После этого числа из всех колонок надо сложить. Как я перемножал? Так же ,как делали все инженеры и научные работники — использовал логарифмическую линейку (помнит ли мой читатель сей чудодейственный инструмент?) Я даже привез мою линейку и иногда смотрю на нее, поглаживаю, и вспоминаю молодость. Линейка считает с точностью до одного знака после запятой. Об этом я пока не задумывался. Сложение я осуществлял с помощью … канцелярских счет. Пока на этой стадии не начались мои мучения.
Я считал сегодня, а назавтра пересчитывал и … получал разный результат. Голова моя гудела целыми днями. Наконец, я все пересчитал правильно (как оказалось напрасно...)
После этого надо было делать некоторые манипуляции (не буду их описывать). Затем надо было от этих результатов вычитать другие, при этом должно было получиться положительное число. К моему горестному удивлению многие результаты получались именно отрицательными, а те, которые получались положительными , представляли собой некую абракадабру. Я не понимал, в чем дело, пока не прочитал в этой же книге, что при статистических расчетах надо считать до третьего, а лучше до четвертого знака после запятой !Дело в том, что разность чисел получается очень маленькая, часто тысячная, а то и десятитысячная доля от единицы. Это ввергло меня в уныние — что использовать для расчетов? Неужели вручную? Это немыслимо!
Я узнал, что на кафедре «Вычислительная техника» осваивают некие ЭВМ. Побежал туда. Подтвердили, но нужно записываться в очередь! Записался. Не помню, сколько надо было ждать — в пределах одного дня или несколько дней. Дождался. ЭВМ оказались элементарными калькуляторами величиной, примерно, как современные персональные компьютеры. Может ли представить кто-нибудь сейчас, что обычные копеечные современные калькуляторы были таких размеров? Попросил соседей, работающих рядом, показать, как работать на них и пошло-поехало, теперь я мог считать с какой угодно точностью (в разумных пределах). Нечего и говорить, что мне пришлось пересчитать всё! Но теперь все получилось. Получил множественные зависимости, то есть, например, зависимость величины износа от твердости и количества первичных карбидов, от трех факторов +содержание углерода и т.д.(парные зависимости я посчитал ранее). Вершиной явилась зависимость от шести факторов. Шесть факторов — это шесть переменных. Чтобы решить, надо было составить и решить шесть уравнений. Это выглядело настолько внушительно, что я полностью привел это в приложении диссертации. В общем, я стал лучшим знатоком множественной корреляции среди членов нащей кафедры (вернее говоря, их знания по этому вопросу были равны нулю). Но, если говорить серьезно, я ни в одной журнальной статье не встречал даже упоминания об использовании этого метода, в то время как парные корреляции я встречал довольно часто. Я использовал и более сложные методы корреляции, например, так называемый «латинский квадрат».
На ФПК в Москве мне посчастливилось прослушать лекции по новой методике экспериментов «Математическое планирование экспериментов» и даже преобрести брошюру с изложением этого метода. Суть его заключается в том, чтобы получить оптимальный результат при минимальном количестве самих экспериментов. При этом какое -то количество экспериментов заменяются так называемыми мысленными шагами. К сожалению, большинство эксприментов я уже сделал по традиционной методике. Но у меня остался один сплав с карбидом кремния, который показал самый высокий результат по износостойкости. Чтобы определить оптимальный состав сплава, я и использовал метод математического планирования экспериментов и получил отличный результат. Кстати, эту брошюру я давал нескольким соискателям на нашем факультете с объяснениями, они использовали это, но ни один не сказал мне «спасибо», наоборот, стали как бы меня немножко избегать...
К слову, хотел бы отметить благородство некоторых преподавателей МиСиС.По результатом химанализа шлаковой корки после наплавки не получался баланс по кислороду. Чтобы баланс соблюдался, вместо двуокиси кремния должна получаться моноокись кремния. В одной из книг по металлургии я нашел, что при определенных условиях возможно образование моноокиси кремния. Я решил пойти на кафедру химию проконсультироваться. Вижу :в коридорчике сидит маленький старичок. Мы разговорились ,и я рассказал ему о своей проблеме. Он подумал и предложил пойти к Дымову (автор классической книги по химанализу, в общем ,живой классик!) Я заробел, но старичок решительно пошел в кабинет Дымова, которого, к сожалению, не было на месте. Старичок был сильно раздосадован и смущенно развел руками. Каково же было мое изумление, когда я узнал, что этот старичок оказался знаменитым профессором Ойксом!
Оставалась еще одна крепкая забота — авторское свидетельство по материалам диссертации. Новый сплав с карбидом кремния! Вот вполне реальный объект для авторского свидетельства. Начал поиски прототипа и аналогов. Провел серию износостойких испытаний, организовал комиссию, подтвердившую подлинность испытаний. Почитал несколько чужих описаний авторских свидетельств, с огорчением увидел, что для авторских свидетельств существует свой какой-то «деревянный» язык... Я узнал, что с первого раза одобряют описание исключительно редко, чаще всего автор получает замечания, которые исправляет и отсылает вновь. Финальной стадией этого процесса является необходимость поехать в Москву защищать свое изобретение. И там окончательно решается его судьба.
Начал все оформлять, «деревянный» язык мне не давался, и я написал обычным научным языком.(Как вы помните, этот сплав я рассчитал с помощью математического планирования экспериментов, этот язык я и использовал ). Пошел к женщине , отвечающей за изобретения. Она прочитала и сразу отметила, что я сделал описание, как обычную научную статью, и вряд ли в таком виде примут мое описание. Но однажды раздается звонок от этой женщины, и она взахлеб рассказывает, что пришел ответ и... мое изобретение принято с первого раза! После этого она всем рассказывала про этот случай, как про какую-то легенду!
Собственно, теперь у меня было все для окончательного оформления диссертации.
Продолжение следует