Степанов, Борис Иванович (физик)

Родился 15 (28 апреля) 1913 года в Санкт-Петербурге. После окончания девятилетки учился в ФЗУ, а в 1930 году поступил в Ленинградский университет. С 1934 году одновременно работал в ГОИ. После окончания университета в 1936 году поступил в аспирантуру ГОИ, а через три года защитил кандидатскую диссертацию на тему «Исследование резонансных возмущений в спектрах двухатомных молекул». В июле 1941 году ушёл добровольцем на фронт, воевал в составе 162-го партизанского отряда Ленинградского фронта, а затем и на Сталинградском фронте.

В январе 1943 года отозван из армии для научной работы в ГОИ, находившемся тогда в эвакуации в Йошкар-Оле. В 1948 году защитил докторскую диссертацию по теме «Расчет частот колебаний сложных органических молекул». До 1953 года работал в ГОИ, с 1951 начальник лаборатории.

Преподавал в ЛИТМО, являлся одним из создателей инженерно-физического факультета. Доцент, затем профессор кафедры теоретической физики (1946—51).

В 1953 году приглашён в Институт физики АН БССР, в 1955—1973 годах заведовал лабораторией, в 1957—1985 годах — директор института. Одновременно с 1953 года — профессор БГУ имени В. И. Ленина, до 1963 года возглавлял кафедру спектрального анализа. В 1985—1987 годах являлся членом и советником Президиума АН БССР. С 1964 года и до конца жизни — главный редактор выходящего в Минске всесоюзного «Журнала прикладной спектроскопии».

Член ВКП(б) с 1939 года, в 1971—86 годах депутат Верховного Совета БССР.

Создал в Беларуси крупную научную школу, среди его учеников — 11 докторов и 45 кандидатов наук. Его именем назван Институт физики Национальной академии наук Беларуси.

Работы Степанова посвящены спектроскопии, люминесценции, квантовой электронике, а также нелинейной оптике, лазерной спектроскопии, оптической голографии, вопросам истории оптики.

Первая работа Степанова, опубликованная в 1935 году, была посвящена теоретическому объяснению тонкого расщепления метастабильных уровней азота, наблюдавшемуся в экспериментах. В 1939 году им была развита теория аномалий в спектрах двухатомных молекул на основе методов численного определения матричных элементов взаимодействия уровней из экспериментальных данных. В 1940-е годы основным направлением деятельности стала разработка теории колебательных спектров многоатомных молекул и её применение для конкретных расчётов. В частности, в 1945 году Степанов исследовал влияние водородных связей на спектры поглощения, а в 1948 году предложил удобные приближённые методы расчёта колебательных спектров сложных органических молекул. Стройная теория спектров многоатомных молекул была изложена в классической монографии «Колебания молекул» (соавторы — М. В. Волькенштейн и М. А. Ельяшевич).

В 1950-е годы Степанов, отталкиваясь от основополагающих работ С. И. Вавилова, развил квантовомеханическую теорию люминесценции и поглощения света, позволяющую единым образом описать характеристики этих процессов и основные экспериментальные факты. На основе этой теории был получен ряд важных результатов. Так, в 1955 году было впервые показано, что энергетический выход люминесценции системы с тремя уровнями энергии может превышать единицу. В 1956 году Степанов предсказал существование явления отрицательной люминесценции, которая проявляет себя как спектральный провал на фоне широкополосного равновесного теплового излучения. В последующие годы учёный систематически разработал теоретические основы спектроскопии отрицательных световых потоков, в рамках которой получили своё описание новые оптические явления — отрицательная люминесценция и отрицательный фотоэффект. В 1957 году он показал, что спектры поглощения и люминесценции сложных молекул связаны между собой соотношением, не зависящим от индивидуальных свойств молекул (универсальное соотношение Степанова). Обратившись к проблеме классификации вторичного свечения, в 1959 году Степанов совместно со своим учеником П. А. Апанасевичем обосновали в качестве принципиального отличия между люминесценцией и рассеянием наличие промежуточных процессов, происходящих в промежутке между моментами поглощения первичных и испускания вторичных фотонов.

С начала 1960-х годов основной сферой деятельности Степанова становится лазерная физика и нелинейная оптика. Так, уже в 1960 году совместно с В. П. Грибковским он провёл расчёт зависимости поглощения и люминесценции в трёхуровневой системе от интенсивности возбуждающего излучения. В последующие годы Степановым вместе с учениками были заложены основы инженерных методов расчёта лазерных систем, в частности в 1964 году были предложены простые вероятностные методы расчета энергетических и временных характеристик оптических квантовых генераторов. В этом цикле работ с единых физических позиций были рассмотрены все стороны процесса генерации света (соавторы — В. П. Грибковский, А. С. Рубанов, А. М. Самсон). В статье, написанной в 1965 году совместно с П. А. Апанасевичем, была построена теория внутрирезонаторного вынужденного комбинационного рассеяния; в дальнейшем эта тематика успешно развивалась в институте, возглавлявшемся Степановым.

Широкое признание получили работы Степанова, связанные с открытием нового класса лазерных сред — органических красителей. Сначала в 1964 году им совместно с А. Н. Рубиновым и В. А. Мостовниковым была предсказана теоретически возможность генерации на растворах ряда красителей, а спустя три года (одновременно с учеными США и ФРГ) они осуществили её экспериментально. В Институте физики АН БССР была создана серия соответствующих лазеров с плавно перестраиваемой частотой излучения в широкой области спектра. В 1972 году эта деятельность была отмечена Государственной премией СССР.

В работах Степанова и его учеников были заложены основы динамической голографии, разработаны новые методы преобразования световых пучков. В частности, в 1970 году он совместно с А. С. Рубановым и Е. В. Ивакиным обнаружил явление обращения волнового фронта при четырёхволновом взаимодействии.

• Сталинская премия второй степени (1950) — за 2-томную монографию «Колебания молекул» (1949)
• Государственная премия СССР (1972) — за цикл работ по исследованию явления оптической генерации в растворах сложных органических соединений и созданию на их основе нового типа лазеров с плавно переключаемой частотой излучения в широкой области спектра (1964 — 1971, совместно с соавторами)
• Государственная премия СССР (1982) — за цикл работ «Физические основы динамической голографии и новые методы преобразования пространственной структуры световых пучков» (1969 — 1980, совместно с соавторами)
• орден «Знак Почета» (1952)
• орден Трудового Красного Знамени (1961, 1983)
• Золотая медаль имени С. И. Вавилова АН СССР (1967)
• орден Октябрьской революции (1971)
• орден Ленина (1973)
• Герой Социалистического Труда (1973)
• Государственная премия БССР (1976) — за цикл работ по генерации света
• орден Дружбы народов (1979)
• орден Отечественной войны II степени (6.4.1985)
• медали

• Ельяшевич М. А., Федоров Ф. И. Борис Иванович Степанов (К пятидесятилетию со дня рождения) // УФН. — 1963. — Т. 81. — С. 401—402.
• Бонч-Бруевич А. М., Феофилов П.П., Федоров Ф. И., Денисюк Ю.Н. Борис Иванович Степанов (К шестидесятилетию со дня рождения) // УФН. — 1973. — Т. 110. — С. 401—402.
• Биобиблиографический указатель научных трудов академика АН БССР Б. И. Степанова. — Минск: Наука и техника, 1983.
• Храмов Ю. А. Степанов Борис Иванович // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 254. — 400 с. — 200 000 экз.
• Борис Иванович Степанов (К 90-летию со дня рождения) // Изв. НАН Беларуси: Сер. физ.-матем. наук. — 2003. — № 2. — С. 121—123.
• Академик Б. И. Степанов: Воспоминания учеников и современников (к 90-летию со дня рождения). — Минск: Институт физики имени Б. И. Степанова, 2003. (Серия "Люди белорусской науки").
• Академик Б. И. Степанов: Воспоминания учеников и современников, избранные статьи. — Минск: Беларуская навука, 2013.

• Борис Иванович Степанов: Историческая справка на сайте НАН Белоруссии
• Борис Иванович Степанов в базе данных «История белорусской науки в лицах» Центральной научной библиотеки им. Я.Коласа НАН Беларуси
• Борис Иванович Степанов на сайте Института физики НАН Беларуси
• Персональная страница Б. И.Степанова в Виртуальном музее СПбГУ ИТМО.