25 декабря президент Владимир Путин подписал указ «О проведении в Российской Федерации Года науки и технологий». Для Твери с ее ВУЗами, научными институтами, инновационными предприятиями это, несомненно, хорошая новость. Со своей стороны, РИА «Верхневолжье» тоже занимается популяризацией научных знаний посредством спецпроекта «На пальцах». И сегодня мы говорим о том, почему наука сегодня правит бал. Собеседник «МК в Твери» – заведующий кафедрой прикладной физики Тверского государственного университета, доктор технических наук, почетный профессор ТвГУ Иван Каплунов.
Нешуточная мотивация
- Иван Александрович, начнем с новогодней задачки. Если предположить, что сани Санта-Клауса летают по небу в соответствии с законами аэродинамики, причем масса саней 50 кг, масса самого Санты (с подарками) – 100 кг, а несущая плоскость саней составляет 2 кв.м, то с какой скоростью волшебные олени должны тащить эти санки с Санта-Клаусом, чтобы данная несущая плоскость обеспечивала достаточную подъемную силу? Грубо говоря, чтобы санки не падали с неба на землю?
- Общая физика, вообще-то, не мой профиль, но попробуем прикинуть... В шутку могу оценить скорость как 10 оленей в секунду. Но расчет должен быть сложный, так как не дано многих начальных параметров.
- Расскажите, почему вы выбрали делом своей жизни физику и почему именно прикладную?
- В школе мне нравились физика, химия. У нас была хорошая учительница химии, увлеченно преподавала предмет. Поэтому я решил поступать в Московский химико-технологический институт имени Менделеева (сейчас – РХТУ) на самый интересный факультет, связанный с выращиванием кристаллов – инженерный физико-химический. И так в дальнейшем сложилось, что вся моя деятельность связана с прикладными задачами, а именно с материалами, с кристаллами. Сначала по распределению я поехал в академический институт в Черноголовке (там растил и исследовал кристаллы из газовой фазы), затем приехал в Тверь (тогда еще Калинин) работать в университете в лаборатории Юрия Мстиславовича Смирнова, который эту лабораторию и создал, основал научную школу, занимался разработкой технологий выращивания кристаллов. И темами диссертаций – сначала кандидатской, затем докторской – стало получение и исследование кристаллов германия для инфракрасной оптики. Мне всегда нравились кристаллы. Очень захватывающее зрелище, когда он выращивается из расплава, формируется его структура, и можно это видеть, можно на это влиять.
Кто платит за науку
- Есть расхожий софизм, что наука – средство удовлетворить личное любопытство за государственный счет. С годами ваше отношение к этому тезису менялось?
- Мне кажется, это уже немного в прошлом. Отношение к науке стало более рациональным. Те работники, у которых наука – основное средство заработка, так не считают. Государство так просто средства не выделяет. Кто может планировать, выполнять научную работу, имея большие средства, – это уже опытные ученые, зачастую с мировым именем; таких немного.
- А кто, как вам кажется, победил в давнем споре физиков и лириков? И кто из них более в почете сегодня?
- В науке важны все направления. Однако, если судить по тому, что говорит правительство, что можно почерпнуть из новостей, информации в Интернете и по телевизору – ставки делаются на разработки, на новые технологии, на новые программные продукты. Запускаются ракеты, проектируются и строятся самолеты, автомобили. Очевидно, востребованы физики, химики, инженеры, программисты. Но для развития общественной жизни, для всех процессов, которые нас окружают в повседневности, требуются именно «лирики» – экономисты, юристы, политики.
Что плохо, стало почти правилом назначать руководителей-менеджеров, мало имеющих отношение к данному направлению науки. Примеры – прошлый министр образования Котюков, или когда бывшего доктора экономических наук Николаенко, у которого отозвали диссертацию по за плагиат, назначают директором Института теоретической и экспериментальной физики.
- Неужели инженер сегодня становится ценнее менеджера? Отразилось ли это на вашей деятельности, работе вашей кафедры?
- Инженеры нужны. Нужны были всегда, в том числе и в 90-е годы. То, что происходит сейчас, больше связано с увеличением рабочих мест на производстве. Как бы ни развивалась у нас экономика – быстро или медленно, есть тенденция к увеличению производств разного уровня, связанных с переработкой продукции, производством новой продукции, конструированием, развитием электроники и т.д. Там везде нужны квалифицированные кадры. А называть их можно как угодно: инженер, оператор, технолог, специалист…
Но! Нужны не просто инженеры – обладатели высшего технического образования, а специалисты, знающие работу, производство; умеющие определить направление, поставить задачу, объединить людей для достижения конечной цели, получения конечного конкретного продукта, разработки. Требуются и всегда требовались именно такие инженеры. Остальные – люди с техническим образованием, которые могут на технологической линии, например, по производству электроники, конструировать или распаивать отдельные платы, производить диагностику производимого на предприятии прибора.
Что касается кафедры, выпускники стали больше контактировать во время учебы с действующими предприятиями; часть их именно туда и идет работать.
Две физики
- Кстати, давайте сделаем отступление и специально поясним для законченных гуманитариев, чем прикладная физика принципиально отличается от теоретической.
- Тем, что прикладная физика больше ориентирована на конечные разработки, на конечную продукцию, которую можно внедрять, продавать. Это работа с оборудованием, в том числе технологическим, с приборами. Наша кафедра прикладной физики занимается разработкой выращивания кристаллов парателлурита (двуокись теллура), кристаллов германия. Из них изготавливаются оптические, акустооптические элементы, в ряде случаев – достаточно уникальные, на основе которых в свою очередь изготавливаются другие приборы. В том числе те, которые сейчас используются в космосе, на спутниках.
А теоретическая физика рассматривает процессы, явления с использованием математического аппарата, моделирования, основываясь на физических законах. Экспериментальные результаты используются для подтверждения подходов, теорий. Плюсы и достоинства таких подходов – предсказание, прогнозирования явлений, эффектов, свойств материалов, которые в настоящее время еще не известны, не обнаружены. Граничное между теоретической и прикладной физикой направление – моделирование разнообразных систем. Это развивающееся направление, позволяющее без проведения сложных, дорогих, труднореализуемых экспериментальных работ предсказать основные параметры процесса, конструкцию изделия, механизма, свойства материала.
Учёные маленькие и большие
- В Твери нашли способ заинтересовать юное поколение наукой и создали детский технопарк «Кванториум». Как вы оцениваете эту идею? Это действительно инкубатор для будущих гениев, который даст весомую отдачу через несколько лет?
- Кванториум – отличная идея. Нравится детям, родители заинтересованы, так как дети занимаются полезным, развивающим делом. Насколько я знаю, попасть туда не так просто. Не знаю, как насчет гениев, но однозначно, интерес к технике, техническому творчеству, науке, конечно же, будет расти у тех детей, кто принимает участие в работе «Кванториума».
- А как оцениваете премии молодым ученым, учрежденные по инициативе губернатора?
- Региональные премии – правильное решение областного правительства. Область обращает внимание на молодежь, которая хочет заниматься наукой.
А мест в Твери для этого немало – государственные образовательные и научные учреждения, лаборатории промышленных предприятий.
- По-моему, если вы попробуете рассказать о достижениях вашей кафедры широкой публике, большинство вас попросту не поймет и не оценит. Это нормально? Ваша научная дисциплина так и обречена оставаться уделом немногих избранных?
- Не совсем. Тема про кристаллы – она популярная. Красивые кристаллы, интересное применение. Недавно вышла передача на местном телевидении в рубрике «На пальцах».
- Кстати, над чем сейчас работает ваша кафедра прикладной физики?
- Кристаллы для оптики и электроники, их свойства, применение. Сегнетоэлектрическая керамика и кристаллы для широкого спектра назначений.
- Насколько знаю, молодые ученые из ТвГУ работают по приглашению в зарубежных лабораториях. Но те же немцы, вроде бы, не особо рвутся в Тверской университет. Эта ситуация вызывает сожаление или гордость за российские таланты, находящие признание на Западе?
- Причин несколько. Ребята имеют интерес к конкретным исследованиям, задачам. В зарубежных лабораториях есть оборудование. Приглашают на работу – на исследования, а это тоже интересные задачи. Знакомство, формирование научных связей в зарубежных лабораториях – это очень важно для молодого ученого. Кроме того, за эту исследовательскую работу выплачивают заработную плату, тоже не последний довод. Да и мир посмотреть – важно, полезно и, конечно, интересно.
- Вопрос на ту же тему. Как бы вы сравнили уровень вузовской подготовки у нас и у них?
- Трудно досконально ответить. Материальная база совершеннее. Также образование более практико-ориентированное. Предприятия и организации активно принимают участие в организации учебного процесса. Большинство студентов европейских ВУЗов имеют более веские мотивы получить хорошее образование, чем их российские собратья, и прилагают к этому максимум усилий. Причины – в большинстве стран образование платное, дороже общежитский быт, но главное – более понятные перспективы, есть возможность найти хорошо оплачиваемую работу.
- Наука по природе интернациональна и не признает границ? Или же ей присуще понятие национальной гордости? Когда Гейм и Новоселов получали Нобелевку за открытие графена (если я ничего не путаю), лично вам не было обидно, что они добились этого, работая в Англии?
- Наука интернациональна. Научные школы зачастую относят к имени ученого, их возглавляющего. Конечно, обидно, что Россия находится не на первых ролях во многих направлениях исследований. Но для этого как раз и существует национальный проект «Наука», в качестве целевого показателя которого ставится задача обеспечить присутствие Российской Федерации в числе пяти ведущих стран мира, осуществляющих научные исследования и разработки в областях, определяемых приоритетами научно-технологического развития. Сейчас мы несколько дальше.
Новые Ньютоны и путешествия во времени
- Вообще, оставляет ли наш век интернета место для появления гения уровня Ньютона или Ломоносова?
- И да, и нет. Ньютон и Ломоносов строили основы науки – физики и химии. Новых направлений совсем не так много и они не так значимы. Основные прорывные направления находятся на стыке наук, именно там и стоит искать новые, ранее не исследованные закономерности, объекты, эффекты.
- Шесть лет назад довелось готовить статью о кристаллах парателлурита, которые выращивают талантливые ученые ТвГУ. Но когда они показали мне свое доисторическое оборудование, стало обидно за них. Плюс к тому у них периодически отключалось электричество, питающее муфельную печь, в которой должен 6 недель созревать кристалл. Эти перебои сводили многодневную работу насмарку. Сегодня ситуация изменилась?
- Лаборатория есть, кристаллы растут. Обзавелись современным оборудованием – новой печью. Пришел новый руководитель направления. Обидно за инфраструктуру. Университет, к сожалению, никогда не имел технологических площадок; этого не видно и в ближайшей перспективе – помещений с бетонными полами, оснащенными всеми коммуникациями, бесперебойным электричеством, чтобы можно было поставить станки, оборудование. Нет возможности развиваться в этом направлении. И, к сожалению, в развитии что-то уже упущено из-за этого.
- Что вас как ученого сегодня по-настоящему интригует в физической науке? Какие загадки природы будоражат воображение?
- Человек до сих пор не может предсказать погоду, смоделировать процесс изменения климата. А землетрясения, цунами, ураганы? Серьезными задачами является поиск источников энергии; надо понимать, что запасы газа, нефти, угля не безграничны.
- Как вы считаете, человечество в целом постигло законы Мироздания? Та информация о далеких мирах, которую доносят радиотелескопы, укладывается в стройную общепринятую теорию?
- Конечно, нет. Представьте себе, на каком расстоянии находятся объекты во Вселенной. Как развиваются, движутся, взаимодействуют. Все это пока теории. Да, результаты исследований такого рода анализируются, что-то подтверждается, что-то нет. Непочатый край исследований.
- Те же общепринятые законы физики допускают существование иных цивилизаций, или все эти светящиеся шары и тарелки в небе – проделки военных?
- Конечно, другие цивилизации должны существовать. Но тарелки-шары и цивилизации – это разные вещи. Существует большое разнообразие природных оптических и климатических явлений, которые вызывают артефакты и позволяют предположить что-то внеземное. Вряд ли кто-то за нами следит или нами управляет. С другой стороны, без фантастики жить неинтересно, тем более что мы знаем, что фантастика иногда сбывается.
- Чтобы человек смог идентифицировать инопланетное существо, в родном мире пришельца должны действовать знакомые нам «земные» законы физики, которые определят его внешний трехмерный облик?
- Я может быть, конечно, консервативен, но конечно, должны. Миллиарды звезд, еще больше планет. Вполне реально, что где-то могут повторяться условия формирования и развития солнечных систем. Да, может несколько отличаться температура, давление, сила тяжести, немного (но не принципиально) быть иной атмосфера. Органические молекулы, основа – углерод, кислород, водород. На Земле есть расы, которые отличаются и цветом кожи, разрезом глаз, сложением. Почему бы предположить что-то подобное?
- Чтобы закончить с «мистикой», известны ли сегодня физические принципы, которые подтверждают или отрицают возможность путешествий во времени?
- Вот это как раз задача физиков-теоретиков. Теория относительности Эйнштейна допускает возможность искривления пространства-времени. Гравитация вызывает деформацию, искривляет пространственно-временную среду, а где есть искривление, возможно и пересечение. Вопрос – как это доказать и, самое главное, получить, реализовать? Пока не решенная задача, но интересующая физиков.
- Если математика – царица наук, то какого титула достойна физика?
- Физика – царица мироздания. Все, что происходит в природе, основано, прежде всего, на физических законах. Анализ и закономерности химических превращений, строения вещества, химических связей можно проводить на основе физики.
- В завершение: как бы вы поагитировали за нее перед «юношей, обдумывающим житье»?
- Это очень интересно – заниматься наукой.
