(1916-2002)
Лауреат Нобелівської премії, Двічі Герой Соціалістичної Праці, лауреат Ленінської і Державних премій, академік РАН
Народився 11 липня 1916 року в місті Атортон в Австралії. Батько, Прохоров Михайло Іванович (1880-1942). Мати - Прохорова Марія Іванівна (1887-1943). Дружина - Прохорова Галина Олексіївна (1913-1993). Син - Прохоров Кирило Олександрович (1945 г.рожд.), Кандидат фізико-математичних наук. Онук - Прохоров Олександр Кирилович (1975 г.рожд.), Аспірант МДУ. Внучка, Прохорова Дарина Кирилівна (1986 р. нар.), Учениця середньої школи.
Батько Олександра Михайловича був людиною непересічною, з сильним незалежним характером революціонера-бунтаря. До цих пір в колишньому музеї Революції зберігається його фотографія анфас і в профіль з архіву ташкентської охранки. Михайло Іванович Прохоров народився на Україні в сім'ї заводського робітника. Закінчив церковно-приходську школу і почав працювати на виробництві модельником - створював моделі для відливання деталей. У 1902 році вступив в організацію РСДРП в місті Маріуполі. Згодом перебрався до міста Балашов Саратовської губернії. Вів активну підпільну роботу - поширював секретну літературу, зберігав друкарню, вів організаційну роботу. У 1904 - 1905 роках працював в Оренбурзі під політичною кличкою "Михайло 1-й". У 1906 році був заарештований і звільнений до суду. Так опинився в Ташкенті і протягом двох років був членом комітету Туркестанської організації РСДРП і членом "Червоного Хреста". Тут у нього була партійна кличка "Хмара", що абсолютно не відповідало його життєрадісною, доброю вдачею.
На станції Туркестан, в поїзді, Михайло Іванович був арештований і доставлений в Ташкент, де 25 жовтня 1910 року був засуджений окружним судом за статтею 102-ою за приналежність до РСДРП (б). Вирок суду в 1911 році - посилання на вічне поселення в Сибір, в Енисейская губернію.
Мама Олександра Михайловича - Марія Іванівна - теж з родини робітника з Оренбурга. Жінка, що отримала тільки початкову освіту, але від природи розумна, енергійна, вона справляла враження освіченої, цікавого людини з широким кругозором. В Оренбурзі їх і звела доля. Будучи нареченою Михайла Івановича, після його заслання в Сибір Марія Іванівна з допомогою товаришів-підпільників дістає для майбутнього чоловіка паспорт на чуже ім'я і відправляється до нареченого в Енисейская губернію.
У 1912 році Михайло Іванович уже з дружиною біжать із заслання на Далекий Схід, а звідти - в Австралію. Там, на північному сході в штаті Квінсленд влаштувалася колонія росіян. До них і долучилася молода пара Прохорових, що почала на перших порах займатися сільським господарством.
Троє дочок народилися в чисто російській родині в далекій від Росії Австралії: старша дочка Клавдія, потім - Валентина і Євгенія. У місті Атортон народився перший і єдиний син в сім'ї Прохорових, якого назвали Олександром.
Спогади Олександра Михайловича про його перших роках життя короткі і уривчасті - дуже тепло, колом густі ліси з безліччю яскравих птахів і метеликів. Товаришів не було. Четверо дітей Прохорових розважали одне одного. Улюбленою їх грою було влазити на тонке дерево і чекати там, коли інші підрубати його. Деревце падало разом з сидячим на ньому. Дуже добре запам'ятався похід за лісовими горіхами. Найяскравіший спогад тих років носить, однак, трагічний характер. Шурі було близько п'яти років, коли одного разу батьки разом зі старшими дітьми пішли, залишивши хлопчика вдома одного. Батьки довго не поверталися. Нудно одному. Маленький Шура вирішив їх зустріти. Пішов по лісовій дорозі і заблукав.
Настала темрява. Хлопчик метався по лісі. Рослини палили і дряпали. Він плутався в ліанах. Врешті-решт втомився, сіл і всю ніч просидів не рухаючись, прислухаючись до нічних шелесту лісу. А тим часом всі мешканці колонії металися по лісу у пошуках дитини. Знайшла його вранці старша сестра Клава. Шура був подряпав, зранений, обпалений. Батьки плакали, сміялися, цілували його. І хлопчик відчув себе героєм. Капрізнічая, він почав вимагати, щоб йому волосся зав'язували бантами. Мабуть, привілей сестер ходити з бантами викликала у нього таємну заздрість.
В еміграції в сім'ї Прохорових сталося велике нещастя. Їхня старша донька Клава, яка вже вчилася в пансіоні, була здібною ученицею і загальної улюбленицею педагогів і подруг, захворіла на запалення легенів і через кілька днів померла. Це горе на всіх залишило незгладимий слід.
Почувши про революцію в Росії, сім'я Прохорових стала збиратися на Батьківщину. Повернення було нелегким і тривалим. Спочатку в 1923 році, перепливши океан, родина влаштувалася в Шанхаї. Потім через Владивосток попрямували далі на захід і приїхала в рідне місто Марії Іванівни - до Оренбурга. Однак незабаром вирішили перебратися в Ташкент: хворіли діти, погано переносили сувору зиму після спекотної Австралії. Життя на Батьківщині починалася непросто. Ще одне нещастя спіткало сім'ю Прохорових. Вмирає від правця дочка Валя.
У Ташкенті Олександр вперше переступив поріг російської школи. Вчився добре. З 5-го класу почалися математика і фізика. Із цих предметів у нього виявилися найбільші успіхи. Але особливої захопленості поки ні в чому не було. Більше його залучали гри на вулиці з іншими дітьми. Грали в лапту, бігали купатися на річку Салар. Іноді траплялися бійки між "корінними" хлопцями з різних вулиць. Якщо ватаги хлопців зустрічали незнайомого хлопчика, задавали питання: "З якої вулиці?" І незалежно від відповіді йому діставалося. Але Шура ніколи не був призвідником бійок. Навпаки, іноді йому доводилося обходити небезпечну вулицю.
У 1930 році родина Прохорових переїхала до Ленінграда. Тут Саша Прохоров успішно закінчив семирічку і без іспитів був прийнятий на робітфак при Ленінградському електротехнічному інституті імені Ульянова-Леніна. В цей же час у нього почалося захоплення радіосправою. У цей же період в літні канікули улюбленим його заняттям було рішення задач з математики та фізики.
Ленінград зіграв у долі Олександра Михайловича визначальну роль.
У ті роки північна столиця, безсумнівно, була науковим центром країни. Тут у 1920-ті роки відкрився перший в Радянському Союзі Фізико-технічний інститут. Тут А.Ф. Іоффе створив свою знамениту школу експериментальної фізики. Тут панувала особлива наукова обстановка.
Подальший шлях Олександра Прохорова був уже визначений. У 1934 році, успішно закінчивши робітфак, він без вагань подає документи на фізичний факультет Ленінградського університету і в тому ж році без іспитів надходить туди. Ще навчаючись на робітфаку, він вступив на Вищі курси англійської мови. Навчання на англійській мові в Австралії і заняття на цих курсах дуже допомогли йому в майбутньому, коли він став науковим працівником.
Починається нова цікава життя студента-першокурсника. Це була пора захопленості навчанням, знайомства з новими товаришами, захоплення альпінізмом, радості від відчуття молодості, здоров'я, сил.
На фізичному факультеті в ті роки підібрався сильний викладацький склад - колір радянської і світової науки. Член-кореспондент Сергій Едуардович Фріш чудово читав курс загальної фізики. Електродинаміку читав професор Бронштейн. На старших курсах викладали академік Володимир Олександрович Фок, член-кореспондент Євген Федорович Гросс, професора крутку, Лукирський, Ельяшевіч. Семінари вів Борис Сергійович Джелепов. Йому сподобався 190-сантиметровий здоровань, готовий цілодобово не відходити від приладів, і він взяв Олександра під час практики на посаду лаборанта.
У сім'ї Олександр Прохоров також відчував радість і легкість. У вільний час захоплювався велосипедом.
У зимовий час було захоплення лижами. На два курси старше, теж на фізичному факультеті університету, вчилася його сестра Женя, яка вже встигла закінчити вищі курси англійської мови.
У 1939 році Олександр Прохоров з відзнакою захищає диплом, і йому пропонують місце асистента на фізичному факультеті. Але доля повернулася інакше. Як одного з кращих випускників його запрошують до Москви, в аспірантуру Фізичного інституту Академії наук СРСР імені П. М. Лебедєва.
У вересні 1939 року А.М. Прохоров вперше переступив поріг інституту, в якому пропрацював згодом майже 40 років.
Спочатку йому запропонували займатися акустикою. Але Олександр Михайлович був вірний радіофізиці. У ФІАН була лабораторія коливань, очолювана академіком Н.Д. Папалексі. Це як раз було те, до чого тягло аспіранта Прохорова. Він був прийнятий в цю лабораторію, і його робота як експериментатора почалася. Крім Миколи Дмитровича Папалексі, наукове керівництво здійснював академік Леонід Ісаакович Мандельштам, який вніс багато цінного у тематику лабораторії. Заняття ще більше захопили і вселили впевненість у правильності обраної спеціальності молодого аспіранта. Безпосереднім його керівником був кандидат наук, згодом академік АН СРСР Володимир Васильович Мігулін.
Дуже скоро Олександр Михайлович захопився проблемою поширення радіохвиль уздовж земної поверхні і використання їх для вимірювання відстаней з великою точністю. До цього часу академіки Мандельштам і Папалексі вже досягли важливих результатів у цьому напрямку. На основі їх теоретичних розробок був створений перший зразок фазового радіоприймача, який давав на ті часи незвичайну точність. Доводити до кондиції цей прилад доручили Прохорову. З цього приводу інститутські дотепники склали вірші:
Ось Прохоров-крихта
Іншим в приклад
Катає в колисці далекомір.
І кричить: "Панове і дамочки,
Дивіться на наші гаммочкі! "
Влітку 1941 року ці дослідження тривали в експедиції під Москвою в Павлівській Слободі. Підсумком спільної з В.В. Мігуліним роботою став новий оригінальний спосіб спостереження іоносфери за допомогою радіоінтерференціонного методу.
Передвоєнної взимку у вільний від навчання та роботи час друзі-аспіранти по неділях виїжджали за місто на лижах. До їх компанії іноді приєднувався Віталій Лазаревич Гінзбург, їхній ровесник, який згодом став академіком. В один з листопадових неділь він запросив на лижну прогулянку свою знайому, а та запросила свою подругу - майбутню дружину Олександра Михайловича - Галину Олексіївну, випускницю географічного факультету МДУ. Їхня зустріч відбулася на Ленінградському вокзалі ...
Початок війни 22 червня 1941 відсунуло всі плани. Прохоров разом з іншими аспірантами пішов записуватися в народне ополчення. Ще в Ленінграді він пройшов вищу позавійськової підготовку в зенітної артилерії і мав звання молодшого лейтенанта запасу. Однак йому наказали чекати повістки з військкомату. Військкомат ж замість зенітної артилерії направив його на курси розвідників.
Наближалася осінь. Ворожі війська рвалися до Москви. Курси перевели спочатку до Володимира, потім до Казані. Перший випуск, в числі якого був і Олександр Прохоров, в кінці жовтня 1941 року відправили на фронт. На початку зими Прохоров був під Тулою, в штабі армії, де близько місяця обробляв відомості, отримані від осіб, що вийшли з оточення. Потім його перевели в 26-у курсантську окрему стрілецьку бригаду на посаду помічника начальника штабу з розвідки. У грудні 1941 року бригада була перекинута на Північно-Західний фронт. Тут він брав участь у знищенні оточеного Демянском угруповання ворожих військ. А в березні 1942 року, під час бомбардування, був важко поранений.
Після лікування, незважаючи на покалічену руку, А.М. Прохоров був направлений в розпорядження штабу Західного фронту, а звідти - тимчасово до Західного штаб партизанського руху. Восени він був переведений у 94-й гвардійський стрілецький полк 30-ї стрілецької дивізії Північно-Західного фронту на посаду помічника начальника штабу полку з розвідки.
На ділянці фронту, куди прибув Прохоров, настання гітлерівців не передбачалося. Однак противник весь час робив вогневі нальоти на позиції радянських військ. Обстріл був постійним. Олександр Прохоров не раз вирушав у складі розвідувальної групи в нічні рейди по тилах гітлерівців. В одній з таких розвідок боєм 18 лютого 1943 його групу накрив сильний мінометний вогонь. А. М. Прохоров був поранений осколком, на цей раз у ліве стегно. Йому "пощастило", як казали лікарі, - нерв і кістка залишилися цілими, ногу вдалося зберегти. Поранення виявилося важким. Пішли госпіталі - Волоколамський, потім Московський, та операції - одна за одною ...
У 1944 році, коли вже відчутно віяло перемогою і все частіше спалахували салюти на честь визволення міста, медична комісія визнала Прохорова непридатним до стройової служби, і в лютому він був демобілізований. Мужність, проявлену лейтенантом Прохоровим на фронті, було відзначено найпочеснішою солдатської медаллю - "За відвагу".
У лютому 1944 року відразу ж після демобілізації з піднесеним настроєм Олександр Михайлович помчав у Фізичний інститут імені Лебедєва, звідки аспірантом пішов на фронт. Там його зустріли мало не як прибульця з того світу. Ніхто ще не повернувся в ФІАН з фронту. Прийшло тільки декілька повідомлень про загибель фіановцев, а інші фронтовики повернулися пізніше.
Лабораторією коливань як і раніше керував Н.Д. Папалексі.
В.В. Мігулін там вже не працював. Керівником Прохорова став доктор наук (згодом став членом-кореспондентом Академії наук) Сергій Михайлович Ритов. У лабораторії Олександр Михайлович Прохоров відчув себе як риба у воді, активно включившись у важливі з того часу дослідження.
Одним з найбільш плідних наукових напрямів у той час було дослідження нелінійних коливань. Почалися теоретичні розрахунки за темою "Стабілізація частоти лампового генератора в теорії малого параметра". Звернення до задачі про стабілізацію частоти не було випадковим, так як диктувалося абсолютно певним "соціальним замовленням" того часу: радіолокація, радіозв'язок та телебачення вимагали все більше і більш стабільних за частотою генераторів. Досягнутий раніше дуже високий науковий рівень робіт з коливанням дозволив швидко домогтися видатних результатів і в іншій області, а саме, у вивченні руху частинок в синхротроні. Були теоретично вивчено процеси взаємодії радіальних і фазових коливань у синхротроні, а потім поставлена й успішно виконана задача по спостереженням і дослідженням когерентного синхротронного випромінювання.
В області цих нових напрямів активно працював А.М. Прохоров. Щодня о дев'ятій годині ранку він ішов з дому і повертався завжди усміхнений, радісний, о восьмій годині вечора. Працював з підйомом і плідно. Ці роботи лягли в основу його кандидатської дисертації, яку він успішно захистив у 1946 році. Попутно він здав останній аспірантський іспит з спецпредмету, мова та філософія були здані до фронту.
З 1948 року Олександр Михайлович вперше в нашій країні зайнявся дослідженнями в зовсім новому напрямку - радіоспектроскопії. Основними цілями цієї роботи були, по-перше, точне визначення структури молекул і, по-друге, використання виключно стабільних і вузьких ліній поглинання різних речовин для цілей стабілізації частоти в радіодіапазоні.
Дослідження в галузі радіо йшли паралельно з роботами з фізики прискорювачів. Дослідженням прискорювачів Олександр Михайлович почав займатися відразу після захисту кандидатської дисертації. Його науковий керівник, тоді член-кореспондент, а потім академік Володимир Йосипович Векслер доручив Прохорову експериментальну перевірку ідеї про можливість використання прискорювача типу синхротрона для генерації сантиметрових і міліметрових хвиль. Іншими словами, мова йшла про вивчення когерентного випромінювання в синхротроні.
Для цього Олександру Михайловичу був переданий бетатрон - перший бетатрон, побудований у Радянському Союзі доктором наук (що згодом став академіком) Павлом Олексійовичем Черенкова.
Спочатку цей прискорювач електронів був випробуваний у різних режимах. Надалі А.М. Прохоров спільно з співробітниками перевів бетатрон в режим синхротронного прискорення для вивчення синхротронного випромінювання в області сантиметрових радіохвиль. Потім їм була проведена велика серія складних і тонких експериментів з вивчення когерентних властивостей магніто-гальмівного випромінювання релятивістських електронів, що рухаються в однорідному магнітному полі в синхротроні - синхротронного випромінювання. Синхротронне випромінювання обумовлено прискоренням часток при викривленні їх траєкторії в магнітному полі і залежить від неоднорідності розподілу електронів по круговій орбіті.
У результаті проведених досліджень Олександр Михайлович довів, що синхротронне випромінювання може бути використано як джерело когерентного випромінювання в сантиметровому діапазоні довжин хвиль, визначив основні характеристики джерела, рівень потужності і запропонував метод визначення розмірів електронних згустків.
За загальним визнанням, ця класична робота відкрила цілий напрям досліджень, яке досить плідно розвивається і до теперішнього часу. Сьогодні втрати на синхронне випромінювання та пов'язані з ним ефекти в русі частинок враховуються при конструюванні циклічних прискорювачів електронів високих енергій. Синхронне випромінювання циклічних прискорювачів з довжинами хвиль від м'якого рентгенівського до ультрафіолетового використовується в рентгеноструктурному аналізі, для рентгенівської та УФ-літографії і в ряді інших галузей науки і техніки.
У січні 1948 року робота невеликого колективу лабораторії була відзначена президією Академії наук СРСР присудженням премії імені Л. І. Мандельштама. Премію отримали: доктор фізико-математичних наук Сергій Михайлович Ритов, кандидат фізико-математичних наук Олександр Михайлович Прохоров, кандидат фізико-математичних наук Марк Єфремович Жаботинський за роботи: "До теорії стабілізації частоти лампових генераторів", "Про один розширенні області застосування методу малого параметра "," Про один спеціальному випадку систем з двома ступенями свободи "," Стабілізація частоти в теорії малого параметра "та" Про теорії стабілізації частоти ". Диплом премії був підписаний президентом Академії наук СРСР академіком Сергієм Івановичем Вавілов і секретарем Академії наук СРСР академіком Бруєвичем.
Вже в ці роки в повній мірі проявився творчий почерк А.М. Прохорова як вченого і організатора - постійний пошук, безпомилкове визначення найбільш актуальних галузей досліджень, широке використання останніх досягнень експериментальних методик і теоретичної думки, в тому числі й у суміжних областях, і в результаті - швидке просування у вирішенні найбільш ключових питань фундаментальних досліджень. Зайнявши передові позиції в радіоспектроскопії, лабораторія забезпечила собі фронт робіт з отримання актуальної інформації, настільки необхідної фізикам, хімікам і в ряді інших областей. Але тут знову яскраво проявився характер Олександра Михайловича як вченого.
Не обмежуючись отриманням суто наукових результатів, він шукає області практичних додатків нових фундаментальних знань. Поряд з впровадженням радіоспектроскопії як методу спектрального аналізу речовини в різні галузі науки він звертається до задачі використання вузьких резонансних ліній спектрів поглинання молекул для стабілізації частоти джерел випромінювання НВЧ-діапазону, тобто до задачі створення на новій основі високоточних стандартів частоти і часу.
Саме при вирішенні цієї важкої прикладної задачі згодом і будуть сформульовані головні принципи і закладені фізичні основи квантової електроніки.
12 листопада 1951 Олександр Михайлович Прохоров захистив докторську дисертацію. Тема дисертації була пов'язана з вивченням когерентного випромінювання синхротрона в області сантиметрових радіохвиль. Найбільш істотне в ній - метод визначення розмірів у згустках електронів. Але ще до її захисту Прохоров почав працювати асистентом на фізико-технічному факультеті (фізтех на Долгопрудному). Через рухливості, жвавості, простоти Олександра Михайловича часто брали за студента. Фізтеховци ж його любили і тяглися до нього. Багато хто з них захистили дипломи в лабораторії коливань у Прохорова і, будучи здатними хлопцями, захопленими наукою, там же залишалися працювати. Так що лабораторія росла, розмах робіт збільшувався, ентузіазм - теж. Дипломниками Олександра Михайловича починаючи з 1951 року були: Н.Г. Басов, А.І. Варчуків, В.Г. Веселаго, Б.Д. Осипов, П.П. Пашинін, В.К. Конюхов, В. Б. Федоров, В.М. Марченко. Фізтеховци проникали й в інші сектори лабораторії, але деякі з них згодом переходили до Олександра Михайловича. Це Ф.В. Бункин і Н.В. Карлов. Трохи пізніше у Прохорова з'явилися нові дипломники, які закінчили різні навчальні заклади: Т.М. Муріна, Г.П. Шипуля. Прийшли молоді фахівці: А.А. Маненков, Л.А. Кулевскій, хімік Г.Я. Взенкова, пізніше - Зуєва. Всі вони з прибулими ще пізніше успішно працюють у лабораторії з цього дня, ставши відомими вченими.
До цього часу лабораторія мала широку тематику дослідження. Основною темою була радіоастрономія, біля витоків якої стояли Н.Д. Папалексі і С.І. Хайкін, а в подальшому - В.В. Віткевич. Вивчення поширення радіохвиль і статистичну радіофізику очолював С.М. Ритов.
Після захисту докторської Олександр Михайлович Прохоров повністю переключився на радіоспектроскопії. Крім згаданих осіб, роботу в лабораторії очолювали такі видатні вчені, як А.Б. Мелікян, Б.М. Чихачов, А.Є. Соломонович, А.Д. Кузьмін, Р.Л. Сороченко. Беззмінним помічником у створенні експериментальних установок великої складності ще з довоєнного до теперішнього часу є прецизійний механік Д.К. Бардін. У повоєнний час до нього приєднався умілець, майстер на всі руки, який повернувся з фронту інвалідом, технік В.М. Колосов. Він пропрацював у Олександра Михайловича до кінця 1960-х років і пішов, так як втрата очі на фронті заважала йому працювати.
У 1954 році керівник лабораторії академік М.А. Леонтович перейшов в Інститут атомної енергії, очолюваний у той час академіком І.В. Курчатовим. Завідувачем лабораторії коливань імені Л. І. Мандельштама та М. Д. Папалексі ФІАН СРСР став А.М. Прохоров. Своїм ентузіазмом він захоплював не тільки свій в основному молодий колектив, але і фізиків, що працюють в інших місцях. Той, хто прагнув до серйозної, цікаву роботу, намагався потрапити в лабораторію Прохорова.
У цей час одночасно з роботами в галузі фізики синхротронного випромінювання А.М. Прохоров за пропозицією академіка Д. В. Скобельцина проводить цикл досліджень з радіоспектроскопії молекул, доповнених потім дослідженнями з радіоспектроскопії кристалів з використанням методу електронного парамагнітного резонансу. Вже в ті далекі роки закладаються основи нової наукової школи і формується науковий стиль А.М. Прохорова, в основі якого лежить глибоке розуміння фізики, вміння виділити головне і найбільш цікаве, здатність швидко і ефективно концентрувати зусилля на найбільш перспективних наукових напрямах.
У науковій творчості Олександра Михайловича Прохорова десятиліття 1955-1965 років стало одним з найбільш плідних. Отримані ним в цей час класичні результати лягли в основу лазерної фізики.
Зараз ще рано розставляти пріоритети у величезному числі наукових досягнень А.М. Прохорова. Однак, напевно, ми не погрішимо проти істини, стверджуючи, що головним науковим подвигом Олександра Михайловича (у всякому разі, до теперішнього часу) є створення лазера - одного з двох-трьох найбільших наукових відкриттів XX століття. Історія створення лазера сповнена захоплюючих поворотів і драматичних подій, і А.М. Прохоров відноситься до числа головних персонажів і творців цієї історії.
Ще в 1905 році А. Ейнштейн висловив гіпотезу, згідно з якою енергія світла складається з дискретних порцій енергії - квантів, які випускаються (або поглинаються) атомами і атомними системами при їх переходах з одного дискретного енергетичного стану в інший. Через кілька років, в 1916 році, А. Ейнштейном ж було введено поняття індукованого випромінювання. Було постульовано, що переходи з більш високого енергетичного стану в більш низьке можуть відбуватися не лише спонтанно, тобто мимоволі, але і вимушено під впливом прийшов ззовні іншого кванта, що має енергію в точності дорівнює енергії переходу. У результаті з місця події йдуть вже два кванти випромінювання - змушує і вимушений. Важливо, що обидва вони поширюються в напрямку, в якому поширювалося індукуюча випромінювання, і при цьому мають однакову енергію, або довжину хвилі випромінювання. Пізніше Ш. Бозе і А. Ейнштейном (1924), а потім П.А.М. Діраком (1927) були розроблені теоретичні уявлення про процеси випромінювання і поглинання світла.
У результаті були строго обгрунтовані існування індукованого випромінювання і повна тотожність (нерозрізненість) квантів цього випромінювання, включаючи фазу електромагнітних хвиль (так звана, когерентність випромінювання).
Подання про індукований випромінюванні є одним з наріжних каменів квантової електроніки та фізики лазерів.
Знадобилося близько трьох десятків років з моменту завершення побудови теорії випромінювання і поглинання світла до створення першого лазера. Однак нічого дивного в цьому немає. Треба було зробити ще кілька воістину гігантських кроків, щоб завершити будівництво фундаменту лазерної фізики. Справа в тому, що А. Ейнштейн і П.А.М. Дірак, розвиваючи уявлення про індукований випромінюванні, мали на увазі перш за все оптику, де в той час вже панували квантові уявлення. Однак в арсеналі оптики були відсутні ідеї та методи, доповнили згодом уявлення про індукований випромінюванні і призвели до створення лазера. Зараз вже очевидно, що в оптичному співтоваристві лазер з'явитися принципово не міг. Вершиною розвитку уявлень про індукований випромінюванні в середовищі оптиків стали роботи професора В.А. Фабриканта про оптичні середовищах з негативним поглинанням (з посиленням у квантово-електронної термінології). Поняття про генерування монохроматичного когерентного і вузько-направленого випромінювання, що, власне, і характеризує лазер, в оптиці не виникало і не могло в той час виникнути. Ці ідеї і поняття прийшли з радіофізики та радіоспектроскопії разом з поняттями про монохроматичному випромінюванні, інверсної населеності, резонаторах, посилення і генерації радіовипромінювань в середині 50-х років XX століття. У середовищі радіофізиків, оперують, на відміну від оптиків, в основному хвильовими уявленнями, ці поняття вже давно і міцно вкоренились і широко використовувалися в роботі. Саме в цих областях успішно працювали А.М. Прохоров і його молоді співробітники. Маючи багатий досвід і знання в області радіофізики і чудово володіючи апаратом теорії коливань, з одного боку, і глибоко проникнувши в область радіоспектроскопії - з іншого, Олександр Михайлович вперше синтезував основні ідеї і методи радіофізики з квантовими уявленнями оптики.
У 1954 році А.М. Прохоровим (спільно з Н. Г. Басовим) були запропоновані методи формування молекулярних пучків з подальшим сортуванням порушених і збудженому молекул і пропусканням пучка збуджених молекул через об'ємний резонатор. Тут вперше вдалося поєднати в одне ціле уявлення про індукований випромінюванні та інверсної населеності з уявленнями про резонаторах, зворотного зв'язку і генерації когерентного електромагнітного випромінювання. Всього цього було вже достатньо для створення квантового генератора, що працює на енергетичних переходах в радіодіапазоні в молекулярних пучках (тобто мазера). Першим таким генератором став аміачний мазер, що випромінює в радіодіапазоні. У той же період часу була створена вичерпна теорія молекулярного генератора і підсилювача радіовипромінювання (1955, А. М. Прохоров спільно з Н. Г. Басовим).
Цілком природно, що після тріумфального завершення робіт з мазерами виникло питання про рух у бік видимої ділянки спектру електромагнітних коливань, тобто про створення лазерів оптичного діапазону.
Описуючи історію створення лазера, часто відзначають, що основними труднощами просування з радіо-в оптичний діапазон є різке зростання ймовірності спонтанних переходів, у зв'язку з чим виникають проблеми в досягненні інверсної населеності. Сам А. М. Прохоров в своїй Нобелівській лекції в 1964 році зауважив, що основними перешкодами на шляху створення лазера оптичного діапазону в той час були: відсутність резонаторів, здатних працювати в оптичному діапазоні довжин хвиль, і відсутність конкретних методів досягнення інверсної населеності в оптичному діапазоні . Вже незабаром після появи радіохвильового мазера обидва ці перешкоди були блискучим чином усунуті.
У 1955 році А.М. Прохоровим (спільно з Н. Г. Басовим) була опублікована ідея створення інверсної населеності не шляхом селекції порушених і збудженому молекул в молекулярних пучках, а за рахунок впливу на молекули зовнішнього електромагнітного випромінювання резонансної частоти. Цей метод, що отримав згодом назву методу трьох рівнів, дозволяє досягати інверсної населеності в будь-яких багаторівневих системах, незалежно від величини енергії кванта. Метод трьох рівнів лежить зараз в основі роботи всіх лазерів з так званої оптичним накачуванням. Настільки ж успішно було подолано і друге з перешкод - відсутність відповідних резонаторів для оптичного діапазону. Проблема полягала в тому, що об'ємні резонатори, широко використовувалися в радіофізиці, не могли бути застосовані в оптиці з тієї причини, що розміри об'ємного резонатора повинні бути співмірні з довжиною хвилі генерованої ним випромінювання. Як відомо, довжини хвиль оптичного діапазону становлять величини порядку 1 мікрометра, що робить застосування об'ємних резонаторів абсолютно безглуздим. У 1958 році А. М. Прохоров вперше запропонував використовувати в якості резонатора пару плоских паралельних пластин-дзеркал, так званий відкритий резонатор. Така пара дзеркал використовувалася раніше в оптиці в якості дуже поширеного інструменту, так званого інтерферометра Фабрі-Перо, а зовсім для інших цілей. Створення відкритого резонатора знімало останнє обмеження для просування в оптичну область спектра і, по суті, завершувало собою побудова фундаменту лазерної фізики. Тим не менш лазери оптичного діапазону з'явилися лише кілька років потому, причому перший лазер на кристалах рубіна був створений у США (1960).
Пропозиція використовувати відкриті резонатори для оптичних генераторів (лазерів) було пов'язане з тим, що існуючі в радіодіапазоні резонатори мають розміри, порівнянні з довжиною хвилі. Це не підходить для лазерів, так як довжина хвилі світла на кілька порядків менше, ніж довжина радіохвилі. Відкритий резонатор вирішив цю проблему, так як розміри цього резонатора значно більше, ніж довжина хвилі, випромінюваної лазером. Тому відкритий резонатор використовується у всіх лазерних системах.
Нині залишається дивуватися тому, що лазери були створені в такі короткі терміни. Дійсно, для створення генератора радіодіапазону - мазера - необхідні були блискучі знання в області радіофізики, теорії коливань, радіоспектроскопії і оптики, помножені на настільки ж блискучі талант і наукову інтуїцію, а для його технічного втілення - праця талановитих механіків, тобто всі роботи могли бути виконані в межах одного наукового колективу. Для прориву ж в область оптичного діапазону, крім усього перерахованого вище, необхідно було ще одне: був потрібний перехід на абсолютно нові технології, які не існували тоді ні в СРСР, ні в інших країнах, включаючи і США.
Необхідно було організувати пошук нових матеріалів, причому у всіх мислимих агрегатних станах: твердому (кристали і скла), рідкому, газоподібному і в стані плазми, що володіють необхідними для генерації схемами енергетичних рівнів; необхідно було розробити методи одержання цих матеріалів. При цьому висувалися дуже високі вимоги до хімічної чистоті та структурної однорідності матеріалів, значно вищі, ніж існували раніше. Крім того, необхідно було розробити і впровадити в практику методи прецизійної механічної обробки нових матеріалів, наприклад, розробити методи полірування оптичних поверхонь з небувало високим класом точності, суворої паралельністю і високої площинності. Потрібно було створити нові джерела випромінювання для оптичного накачування, нові методи напилення прецизійних дзеркал. За цими ланками технології тяглися інші: створення нового технологічного обладнання, особливо чистих реактивів, методик і приладів для контролю якості та фізичних параметрів матеріалів та багато інших абсолютно необхідних "дрібниць", з яких складаються так звані високі технології. По-суті, необхідно було створити розгалужену дослідну та промислову інфраструктуру, без якої створення лазерів та їх просування в практику були б неможливі. Мало що з перерахованого існувало в готовому вигляді до моменту початку розгортання робіт зі створення лазерів. Саме А.М. Прохоров першим усвідомив необхідність і масштаби майбутньої роботи і включився в неї з усім запалом свого темпераменту, талантом вченого і організатора і глибокими і різнобічними знаннями. У рекордно короткі терміни, в межах одного десятиліття, в СРСР була створена мережа нових інститутів, конструкторських бюро і виробництв, підготовлені кадри фахівців-лазерника і фахівців суміжних напрямів. У результаті за короткий термін СРСР перетворився, поряд з США, в одну з двох лазерних наддержав. Роль А.М. Прохорова в цьому процесі важко переоцінити. Вона цілком порівнянна з роллю І.В. Курчатова у розвитку атомної фізики та енергетики і С.П. Корольова в розвитку космічної техніки та космонавтики.
Під керівництвом А. М. Прохорова виконаний широке коло робіт, з яких у подальшому складаються цілі наукові напрямки як лазерної фізики, так і інших галузей сучасної науки. Серед них - потужні твердотільні лазери на кристалах і стеклах, потужні лазери на вуглекислому газі безперервної дії, в тому числі газодинамічні, взаємодія оптичного випромінювання з речовиною, в тому числі поширення потужних світлових пучків в нелінійних середовищах. Потім у коло його інтересів увійшли рентгенівські лазери, лазери з прямою ядерної накачуванням, фізика поверхні, мікроелектроніка, високотемпературна надпровідність.
Створення лазерів стало справжньою революцією в оптиці, оскільки до цього не існували генератори в оптичному діапазоні хвиль. З тих пір історія лазерів збагатилася багатьма чудовими звершеннями. Створено нові типи лазерів, обгрунтовано та розроблено деякі напрямки їх практичного використання в медицині, технології матеріалів, обробці та передачі інформації, приладобудуванні, екології та в багатьох інших областях.
Сьогодні лазери складають основу фотоніки - сучасної області технології генерації та перетворення світу та інших електромагнітних випромінювань. Розвиток цієї галузі набуло в останні роки вибуховий характер і становить предмет змагання найбільш розвинених країн світу. У воістину тріумфальному ході лазерів в сучасному світі яскраво відбивається особистість видатного вченого-енциклопедиста Олександра Михайловича Прохорова.
Неоціненний внесок Олександра Михайловича у розвиток таких галузей фізики, як нелінійна оптика, волоконна та інтегральна оптика, фізика магнітних явищ, субміліметровому спектроскопія. Велика увага Олександр Михайлович приділяє і численним застосуванням лазерів, особливо волоконно-оптичного зв'язку, лазерним технологіям і використання лазерів в медицині та екології.
Найважливіші, видатні результати, якими так багатий творчий шлях Олександра Михайловича Прохорова, визнані світовою науковою громадськістю. У 1964 році основоположники квантової фізики радянські вчені А.М. Прохоров, Н.Г. Басов і американський учений Ч. Таунс відзначені найпрестижнішою міжнародною премією - Нобелівською премією з фізики. За спогадами дружини Олександра Михайловича Галини Олексіївни, коли вченому подзвонили з шведського посольства з повідомленням і привітанням з нагоди присудження йому і його колегам Н.Г. Басову і Ч. Таунсу Нобелівської премії, він в першу хвилину цього не міг повірити. Коли ж до нього дійшла реальність того, що відбувається, нахлинула велика радість.
А ось як описує Галина Олексіївна Прохорова саму процедуру вручення премії:
У Концертний зал треба було прибути точно в 16.20, і хоча відстань від нашого готелю до нього не більше трьох кілометрів, виїжджати довелося майже за годину. Вулиці були так загачені машинами, що йдуть до концертного залу, що ми пересувалися майже зі швидкістю пішохода. Не доїжджаючи кварталу до мети, багато хто від нетерпіння виходили з машин, і тротуари були вже заповнені поспішають дамами, витончено підтримують ручками у білих рукавичках незвично довгі сукні, та чоловіками в фраках, білих рукавичках, а іноді і в циліндрах. Кожен лауреат з дружиною та аташе їде в окремій машині. В дорозі ми опиняємося то поряд з Басовим, то - з Таунс і з посмішкою махає один одному.
Увійшовши до залу для глядачів вже без лауреатів (їх провели в окреме приміщення) і поглянувши насамперед на сцену, прикрашену вінками і букетами, ми були засліплені блиском орденів, медалей та зірок на фраках щільно і суворо сидять видатних учених і членів Нобелівського комітету. Партер і балкони рясніли ошатними сукнями, коштовностями, хутрами і усмішками святкових осіб. Перші два ряди в центрі партеру були порожні: вони призначені для королівської сім'ї та їх наближених. На спинці кожного крісла - ім'я того, хто повинен сидіти в ньому. Волею випадку в нас, двох російських жінок, виявилися найкращі місця для гостей. Біля дверей і по кутах залу - студенти у фраках, формених білих кашкетах з чорними околишкамі і з національною блакитною стрічкою через плече. Ось вони одночасно підняли фанфари, і в дверях з'явилася королева Луїза, король Густав VI Адольф, принцеса Сибілла і принцеса Христина (мати і дочка). Корольова та принцеси - у світлих довгих відкритих сукнях з широкою блакитною стрічкою через плече і маленькою короною на голові.
Почалася церемонія. На сцені студенти знов підкинули фанфари. Королівська родина і все присутнє встали. Повільно з'являються Нобелівські лауреати. Входять вони парами: лауреат у супроводі члена Нобелівського комітету. Їх зустрічають оплесками. Лунають гімни. Після уклону лауреати сідають, сідають і всі присутні. Офіційну частину відкриває президент Нобелівського фонду професор Тіселіус (лауреат Нобелівської премії з хімії 1948 року). Його промова була присвячена цілям та завданням Нобелівських премій. Далі представляють кожного Нобелівського лауреата. Починають з фізиків, зі старшого за віком: професор Чарльз X. Таунс (США), професор Олександр Михайлович Прохоров (СРСР), професор Микола Геннадійович Басов (СРСР). Кожен на них постає і розкланюється. Представляє їх професор Шведської академії наук Бенгт Едлен. Він урочисто починає: "Премія присуджена за основоположні роботи в галузі квантової електроніки, які привели до створення генераторів і підсилювачів, заснованих на принципі лазерів-мазерів ..." І докладний виклад історії та змісту робіт. Мова закінчується словами: "Відкриття лазера дало в руки дослідників новий чудовий інструмент, експлуатаційні можливості якого знаходяться поки що в зародковій стадії розвитку. Потенційні можливості лазерів широко відомі і визнані як в області техніки, так і не в меншій мірі в галузі зв'язку. Коли мова йде про спеціальне використання цього величезного згустку енергії, то необхідно дуже чітко уявити собі, що така енергія, дуже обмежена в часі і в просторі, має особливе значення при роботах на Мікрошкали, як, наприклад, при мікрохірургічних операціях. Необхідно при цьому спеціально відзначити, що випромінювання лазера не може заподіяти ніякої шкоди, якщо дотримуватися дуже обережним. Міф про "смертоносному промені" можна тому остаточно і безповоротно спростувати ...
Але ось до короля підкочують столик з нагородами. Три фізика в тому ж порядку, в якому вони були представлені, по черзі спускаються зі сцени за спеціальною парадних сходах і підходять до короля. Король кожному вручає диплом лауреата і велику Золоту медаль. Нагороджені розкланюються і піднімаються на своє місце. При церемонії вручення нагород всі присутні стоять. Варто навіть королева, незважаючи на свій похилий вік і тяжку хворобу. Ми стоїмо так близько, що чуємо побажання короля кожному нагородженому. Усі доповіді і розмови ведуться англійською мовою.
Урочиста церемонія супроводжується симфонічним оркестром. Між поданням лауреатів, їх нагородженням оркестр дуже тихо виконує твори Моцарта, Бетховена, Баха.
А в цей час у столиці Норвегії місті Осло отримує Нобелівську премію Миру негритянський громадський діяч Мартін Лютер Кінг.
Урочиста частина закінчена. Лауреати з сім'ями виходять на вулицю, заповнену людьми, які тільки що дивилися всю церемонію по телевізору. До речі, телевізійна передача велася по всіх містах Західної Європи, крім Радянського Союзу ...
А до цієї події, ще в 1959 році, А.М. Прохоров і Н.Г. Басов були удостоєні найвищої наукової нагороди СРСР - Ленінської премії. У наступні роки А.М. Прохорову присуджуються звання лауреата Державної премії СРСР та премії Ради Міністрів СРСР, а також вища нагорода Академії наук - Золота медаль імені М. В. Ломоносова. У 1966 році А.М. Прохоров обраний дійсним членом Академії наук СРСР.
У всьому світі відома наукова школа, пов'язана з його ім'ям. Ця школа, яка почала складатися ще в "долазерний" період з числа студентів та молодих співробітників лабораторії коливань ФІАНа, продовжувала формуватися навколо Олександра Михайловича і в наступні роки. До початку 1980-х років вона вже була великим, органічно сформований колектив фахівців вищої кваліфікації, вчених, широко відомих не тільки в Росії, але і за кордоном, членів Академії наук, професорів, докторів і кандидатів наук - у переважній більшості учнів Олександра Михайловича .
Інститут загальної фізики Академії наук СРСР (нині РАН), створений в 1983 році, - дітище Олександра Михайловича Прохорова - був названий так не випадково і в повній мірі виправдовує свою назву широтою напрямів наукових досліджень. Висока наукова репутація Иофана визнана у всьому світі. Дослідження, виконані під спільним науковим керівництвом Олександра Михайловича спочатку в лабораторії коливань ФІАНа, а потім і в ІОФАНе, відзначені 4 Ленінськими і 13 Державними преміями СРСР.
1990-і роки були часом драматичних подій в країні, що зробили великий вплив на багато сфер діяльності суспільства, зокрема, на науку. Це не могло не позначитися і на Інституті загальної фізики РАН, і на долі його співробітників.
Необхідність наукового виживання в нових умовах призвела до реорганізації Інституту загальної фізики. В інституті був утворений ряд наукових центрів зі статусом юридичної особи: Центр природно-наукових досліджень (цінуй, директор - академік А. М. Прохоров), Науковий центр волоконної оптики при ІОФ РАН (НЦВО при ІОФ РАН, директор - академік Є.М. Діанов), Науковий центр лазерних матеріалів і технологій (НЦЛМіТ, директор - академік В. В. Осика), Науковий центр хвильових досліджень (НЦВІ, директор - академік Ф. В. Бункин).
Не так давно Олександр Михайлович залишив посаду директора створеного ним інституту і залишався почесним директором ІОФ РАН і директором цінуй. Новим директором обраний член-кореспондент РАН Іван Олександрович Щербаков. Відділ коливань ІОФ РАН очолює в даний час професор В. Б. Федоров.
Незважаючи на великі труднощі з фінансуванням, Інститут загальної фізики, що завоював за короткий термін свого існування високий авторитет в Росії і за кордоном, продовжує успішно працювати. І центром наукового життя, як і завжди, залишався Олександр Михайлович Прохоров. Його хвилювали великі проблеми, такі як екологія, лазерна медицина, нанотехнологія, нові матеріали, волоконно-оптична зв'язок. І як завжди при обговоренні наукових проблем, у Олександра Михайловича загорялися очі і народжувалися нові ідеї та підходи до вирішення цих проблем.
Тих, хто працював з Олександром Михайловичем, завжди вражала його здатність переключатися з однієї наукової області на інші, здавалося б абсолютно не пов'язані один з одним. І лише значно пізніше, коли відбувався синтез ідей і результатів різних наукових напрямків і з'являлися абсолютно нові напрямки, не існували раніше, ставала зрозумілою логіка в розвитку його наукових уподобань.
Поширення радіохвиль, генератори радіочастот, теорія коливань, електромагнітні випромінювання прискорювачів заряджених частинок, радіоспектра-склав, молекулярні стандарти частоти, молекулярні квантові генератори та підсилювачі (мазери), квантові парамагнітні підсилювачі, фізика і хімія твердого тіла, ріст і технологія кристалів, технологія скла, космічний зв'язок і радіоастрономія, лазери та їх застосування, фізика плазми, отримання та методи обробки надміцних матеріалів, технологія, фізика і хімія напівпровідників, мікро-та наноелектроніка, штучний алмаз і ювелірні камені. Цей список наукових інтересів А.М. Прохорова можна було б продовжити й далі. Саме тому в робочому кабінеті А. М. Прохорова можна було зустріти фізика і хіміка, медика і космонавта, астронома і конструктора нової техніки. Всі вони знаходили в особі господаря кабінету зацікавленого співрозмовника і отримували від нього цілком конкретні і професійні поради та рекомендації.
Його лідерство яскраво проявлялося і в науковому керівництві, і в організації досліджень. Його високий науковий і моральний авторитет протягом багатьох років був центром тяжіння як наукової молоді, так і вже сформованих вчених. Він у високому сенсі слова - Учитель.
Крім роботи в інституті, Олександр Михайлович був Головним редактором Великої Російської енциклопедії і радником президії РАН. Він - член багатьох зарубіжних академій і наукових товариств. В останні роки - президент Академії інженерних наук РФ.
У 1998 році Олександру Михайловичу присуджено Державну премію Росії за роботи зі створення інфрачервоних волоконних світловодів (у складі авторського колективу). У 2000 році за видатні роботи в галузі оптики він відзначений медаллю Фредеріка Айвеса (Frederic Ives Medal) - вищої нагороди Американського оптичного товариства.
А.М. Прохоров - двічі Герой Соціалістичної Праці, кавалер п'яти орденів Леніна, ордена Вітчизняної війни I ступеня, ордена "За заслуги перед Вітчизною" II ступеня, багатьох інших нагород.
Останнім часом у зв'язку з тяжким становищем науки в Росії, Олександр Михайлович опублікував ряд статей (газета "Известия", Вісник РАН, препринт ІОФ РАН), присвячених ролі фундаментальних досліджень і науки взагалі в розвитку сучасного суспільства. Ці статті та інші виступу Олександра Михайловича глибокі за змістом і оптимістичні за духом.
Час, здається, не мало влади над А.М. Прохоровим. Як завжди щоранку він приїжджав до інституту і працював до пізнього вечора. У приймальні його кабінету завжди було людно. Тут можна було зустріти академіків і представників промисловості, іноземців та журналістів, співробітників багатьох наукових установ. Олександр Михайлович зустрічався з співробітниками, проводив вчені ради, семінари, будував плани і обговорював роботи, жартував і сердився, але ніколи не бував байдужим. Він працював, працював на повну силу, тому що весь його величезний життєвий заряд належав і належить науці.