Он был физиком от Бога. Слова "выдающийся", "талантливый" являются лишь бледным отражением того дара, каким его наделила природа. Казалось, генерирование новых идей и открытие новых явлений было естественной функцией его организма. И никакие превратности судьбы не могли помешать этому процессу...
Давид Николаевич родился 21 мая 1929 года. В 1947 окончил знаменитую 110-ю московскую школу и поступил на физический факультет МГУ, откуда, однако, он вынужден был уйти: эхо репрессий 30-х годов, в которых пострадали его родители, докатилось и до него. Но дипломированным физиком Давид Николаевич все же стал, окончив физический факультет университета в Горьком, куда он переехал вместе с семьей Пешковых, в которой воспитывался после ареста родителей. Окончив университет, Давид Николаевич вернулся в Москву и начал работать в ИРЭ. С первых шагов научной деятельности и до конца своей жизни Давид Николаевич связал свою судьбу с квантовой радиофизикой. Сначала это были мазеры, затем лазеры, лазерная физика и квантовая оптика.
Правда, в 55-56 годах он всерьез увлекся океаном, поступил на работу на кафедру физики моря физического факультета МГУ, пытался попасть в экспедицию в Антарктиду. Но это был эпизод, хотя тяга к океану осталась и все-таки реализовалась через 20 лет. А в 1958 году Давид Николаевич возвращается в квантовую радиофизику и возглавляет экспериментальные исследования в только что созданной С. Д. Гвоздовером лаборатории квантовой радиофизики на кафедре радиофизики СВЧ. Здесь стоит отметить, что Д. Н. Клышко был в то время действующим экспериментатором высокого класса. Он продолжал считать себя экспериментатором и когда стал теоретиком мирового уровня. Все свои теории он завершал рассмотрением конкретных экспериментов, которые реализовывались его учениками.
В 1964 году Д. Н. Клышко защитил диссертацию на тему "Многоквантовые и многочастичные переходы в радиоспектроскопии и квантовой радиофизике". И оппоненты, и оппонирующая организация оценили эту работу как докторскую. Однако процедурные сложности не позволили присудить Д. Н. Клышко степень доктора наук. Докторскую диссертацию на тему "Многофотонные процессы в оптическом и радиодиапазоне" он защитил в 1972 году. В этой диссертации Д.Н.Клышко не только подвел итог своих исследований в области многофотонных процессов, но сделал первый, решающий шаг в создании нового направления в молодой тогда науке - квантовой оптике. Речь идет о спонтанном параметрическом рассеянии света (СПР), которое было предсказано Д.Н.Клышко в 1966 году. Это был звездный час Давида Николаевича, когда проявился не только его огромный творческий потенциал , но и могучая воля и выдержка, ибо события тогда развивались по весьма драматическому сценарию. Вот как скупо описывает это сам Давид Николаевич в своей книге "Фотоны и нелинейная оптика", вышедшей в 1980 году и остающейся до сих пор непревзойденной по широте охвата и глубине анализа квантовой природы света: "Первая численная оценка интенсивности трехфотонного ПР в пьезокристаллах, сделанная в 1967 году (на самом деле - 1966 году, когда Д. Н. Клышко доложил этот результат на семинаре в ИФТТ в Черноголовке и на семинаре Р. В. Хохлова, а в 1967 году вышла статья Д.Н.Клышко в "Письмах в ЖЭТФ") дала неожиданно большую величину с эффективной температурой ~ 103 K даже при накачке мощностью 1 Вт, и было непонятно, почему эффект не был замечен раньше в экспериментах по вычитанию частоты и по параметрическому усилению. В результате экспериментаторы, к которым обращался автор, не верили в реальность этих таинственных квантовых шумов, и они были обнаружены в Московском университете случайно в ходе экспериментов с параметрическим генератором света." Драматизм ситуации состоял в том, что если бы не настойчивость Д.Н.Клышко, российская наука лишилась бы приоритета в открытии явления СПР, поскольку в марте 1967 года на симпозиуме по современной оптике в США одновременно с нашим докладом (его соавторами были как Д.Н.Клышко, так и В.В.Фадеев и О.Н.Чунаев, действительно случайно обнаружившие загадочное свечение, но не случайно, благодаря Д.Н.Клышко, интерпретировавшие его как СПР), были сделаны доклады двух американских групп, независимо обнаруживших это явление. В 1974 году предсказание и обнаружение СПР было признано открытием. В 1984 году Д.Н. Клышко (совместно с А.Н.Пениным и В.В.Фадеевым) присуждена Государственная премия "за открытие и исследование явления спонтанного параметрического рассеяния света и его применение в спектроскопии и метрологии". Безусловно, ведущая роль в открытии СПР как нового вида рассеяния света принадлежит Д.Н.Клышко, и в истории науки его имя должно стоять в одном ряду с учеными, открывшими другие виды рассеяния света: Рэлеем, Ми, Мандельштамом, Бриллюэном, Раманом. Было бы логично и справедливо именовать СПР как "рассеяние Клышко".
Сам Давид Николаевич отвергал эту идею. Он всячески противился любым кампаниям, направленных на получение им званий и титулов. Например, он мог бы стать автоматически (как автор открытия) академиком РАЕН в тот момент, когда она создавалась, но не захотел выдвигать свою кандидатуру. Выдвижение его в члены-корреспонденты РАН было предпринято его коллегами и учениками, по существу, вопреки его желанию. Давид Николаевич старался быть в стороне от околонаучной суеты, которая могла бы помешать его творчеству, нарушить то комфортное состояние, в котором он пребывал, занимаясь наукой, а точнее сказать - живя наукой.
Более 30 лет - с 1967 г. по день его безвременной кончины - это период в жизни Давида Николаевича, когда он на одном дыхании, в состоянии непрерывного творческого вдохновения создавал фундамент квантовой оптики и решал ее конкретные задачи. Есть целый пласт в этой науке, который поднят именно им. Идеи и предсказания новых эффектов сыпались из его творческой лаборатории с такой скоростью, что экспериментаторы не поспевали за этим потоком, им еще долго предстоит осваивать наследие Давида Николаевича.
Д.Н.Клышко создал школу квантовой оптики в России. Из этой школы вышло 6 докторов наук и большое число кандидатов. Его педагогический стиль был столь же своеобразным, как и стиль научный. Его ученики получали от него не только знания, но и то, трудновыразимое в словах, что отличает настоящего ученого от ремесленника в науке. Они получали это от Давида Николаевича в общении с ним - на его лекциях, семинарах, на "посиделках" за чашкой чая в лаборатории. Он очень любил эти "посиделки" и часто был их инициатором, где бы ни находился. Участники знаменитой экспедиции в Тихий океан (в 1977 году) на научно- исследовательском судне "Дмитрий Менделеев" наверняка запомнили Д.Н.Клышко не только как ученого, но и как "хозяина салона", в котором собирались на переходах близкие к нему по духу люди. Этот внешне очень сдержанный, может быть, в чем-то суровый человек мгновенно притягивал к себе окружавших его людей и становился центром компании, не прикладывая к этому никаких усилий.
Не только кафедра, не только физический факультет и университет, но и мировое сообщество потеряли одного из самых ярких ученых и педагогов, одного из "последних могикан" уходящего племени высокоинтеллектуальных российских интеллигентов. Им на смену приходят их ученики, тоже талантливые, но во многом другие. Хотелось бы верить, что они впитали в себя то ценное, чему их ненавязчиво учил Давид Николаевич.
Аннотация основных работ Д.Н.Клышко в области квантовой оптики.
Говоря о вкладе Д.Н.Клышко в квантовую и нелинейную оптику, следует прежде всего упомянуть развитую им в 1967 году теорию спонтанного параметрического рассеяния (СПР). Эффект СПР был предсказан в работе D.N.Klyshko, "Coherent Photon Decay in a Nonlinear Medium", Sov.Phys.JETP Lett., 6, 23 (1967) и в том же году наблюдался экспериментально. Спонтанное параметрическое рассеяние занимает центральное место в современной квантовой оптике, т.к. на сегодняшний день это наиболее простой и эффективный способ генерации коррелированных (перепутанных) состояний фотонов, или бифотонов, как назвал их Д.Н.Клышко. Уникальная статистика полей, излучаемых при СПР, впервые обсуждалась в работе D.N.Klyshko and B.Ya.Zel'dovich, "Statistics of Field in Parametric Luminescence", Sov.Phys.JETP Lett.,9, 40 (1969) . Эффект СПР пришел на смену двухфотонному распаду возбужденных атомов, использовавшемуся прежде для демонстрации парадокса ЭПР и экспериментальной проверки неравенств Белла, и тем самым дал мощный толчок развитию квантовой оптики. Совсем недавно эта быстро развивающаяся область науки привела к таким неожиданным и красивым эффектам, как антикорреляция, квантовая криптография и квантовая телепортация, - и все они существенно опираются на СПР. Вскоре после теории СПР Д.Н.Клышко в работе D.N.Klyshko and N.I.Nazarova, "Scattering of Light by Light in a Noncentrally Symmetrical Medium", Sov.Phys.JETP, 31, 472 (1970) развил теорию гиперкомбинационного рассеяния.
Д.Н.Клышко первым осознал, что спонтанное параметрическое рассеяние и комбинационное рассеяние на поляритонах (эффект, известный еще до открытия СПР) имеют общую природу и являются предельными случаями одного и того же эффекта (D.N.Klyshko, "Scattering of Light in a Medium With Nonlinear Polarizability", Sov.Phys.JETP, 28, 522 (1968)). Он предложил для них единое описание, основанное на модели эффективной кубичной восприимчивости. Новая теория стимулировала работы по спектроскопическому применению СПР. Теория Д.Н.Клышко также включала описание активной спектроскопии поляритонов (Д.Н.Клышко, "Активная спектроскопия поляритонов", Квантовая электроника, т.2, №2, (1975)).
Важным вкладом Д.Н.Клышко в современную оптику явились развитые им на основе СПР методы квантовой метрологии: абсолютное измерение спектральной яркости излучения (D.N.Klyshko, "Utilization of Vacuum Fluctuations as an Optical Brightness Standard", Sov.J.Quantum Electronics, 7, 591 (1977)) и абсолютная калибровка фотодетекторов (D.N.Klyshko, "On the Use of Two-Photon Light for Absolute Calibration of Photodetectors", Sov.J.Quantum Electronics, 10, 1112 (1980)). Первый метод основан на существовании универсального уровня яркости, который можно назвать "яркостью вакуума" и который, после умножения на коэффициент параметрического преобразования, определяет яркость СПР в отсутствие холостого излучения на входе в нелинейный кристалл. Если добавить на вход холостое излучение, его яркость можно определить путем сравнения выходного сигнала СПР в обоих случаях. Второй метод, абсолютная калибровка фотодетекторов, основан на корреляции между сигнальным и холостым фотонами, излучаемыми в процессе СПР, и позволяет измерять квантовую эффективность фотодетекторов без использования каких-либо эталонных источников или приемников излучения. Оба метода квантовой метрологии были экспериментально реализованы в начале 80-х гг..
Во всех работах Д.Н.Клышко просматривается тесная связь с экспериментом. У него было замечательное, невероятное для теоретика понимание эксперимента - поэтому так точны были его экспериментальные предсказания, дававшие почти стопроцентную гарантию успеха экспериментаторам. А его работы, посвященные анализу уже проведенных экспериментов, всегда вносили ясность в самые запутанные вопросы. Некоторые красивые эксперименты, в свое время предложенные Д.Н.Клышко, все еще ждут своей реализации, как, например, исследование корреляции между стоксовой и антистоксовой компонентами в комбинационном рассеянии (Д.Н.Клышко, "Корреляция стоксовых и антистоксовых компонент при неупругом рассеянии света", Квантовая электроника, 4, 6 (1977)) и измерение нечетных моментов поля в тепловом излучении (Д.Н.Клышко, "О некоторых особенностях теплового излучения", Доклады Академии наук СССР, 244, 3 (1979)).
Д.Н.Клышко развил несколько новых теоретических подходов в квантовой и нелинейной оптике: обобщение закона Кирхгоффа на негеометрическую и нелинейную оптику ("Д.Н.Клышко, "Обобщенные законы Кирхгофа и абсолютная квантовая фотометрия", Известия Академии наук СССР, 46, 8 (1982)), теория неунитарных преобразований в оптике (D.N.Klyshko, "Nonunitary Transformations in Quantum Optics", Phys.Lett. A, 137, 334 (1989)), модель опережающей волны для описания корреляционных и интерференционных экспериментов в квантовой оптике (D.N.Klyshko, Combined EPR and Two-Slit Experiments: Interference of Advanced Waves", Phys.Lett. A, 132, 299 (1988)).
Характерно, что эффект интерференции неклассических полей, излучаемых при СПР, во втором порядке по полю отмечался еще в ранних работах Д.Н.Клышко (например, D.N.Klyshko, "Scattering of Light in a Medium With Nonlinear Polarizability",Sov.Phys.JETP, 28, 522 (1968)) - именно он определяет форму линии СПР в пространственно-ограниченном кристалле. Почти незамеченный вначале, этот эффект замечателен тем, что интерференция здесь проявляется в спонтанном излучении, "затравкой" которого служат вакуумные шумы. Позже интерференция второго и четвертого порядка при СПР была подробно проанализирована Д.Н.Клышко и обобщена на случай рассеяния в нескольких пространственно разделенных кристаллах (A.V.Burlakov et.al., "Interference effects in spontaneous two-photon parametric scattering from two macroscopic regions", Phys. Rev.A, 56, 3214 (1997)).
Все области современной квантовой оптики были предметом постоянного пристального внимания Д.Н.Клышко. Его работы внесли неоценимый вклад в рассмотрение таких вопросов, как фаза Берри, сжатие, квантовая криптография, квантовая телепортация. В своих последних работах Д.Н.Клышко много внимания уделял проблемам методологии и интерпретации квантовой механики и квантовой оптики, как, например, парадокс ЭПР, который он трактовал как нарушение в квантовой механике аксиом Колмогорова, обоснование постулата о редукции волновой функции, для которого он предлагал экспериментальную проверку, операциональные критерии неклассичности света и многое другое. Замечательны его фундаментальные параллели и классические аналогии, привлекаемые при обсуждении экспериментов и всегда служившие одной цели: внесение максимальной ясности в формулировку и решение физических проблем.