Новые открытия изменят индустриальную реальность в ЕАЭС - ученый Кембриджского университета

Исследователь Центра изучения наук о развитии Кембриджского университета (Великобритания) Чокан Лаумулин о том, какие открытия изменят индустриальную картину мира, какую роль здесь играют страны Евразийского союза, почему в ЕАЭС следует делать ставку на фундаментальные исследования и, прежде всего, физику, а также о том, как в закрытых советских НИИ изобретали интернет.

- Для начала хочется понять, чем в современном мире измеряется состояние науки в разных странах? Обычно в публицистике начинают сравнивать число Нобелевских лауреатов, ссылок в реферируемых журналах, позиции вузов в мировых рейтингах.

- Лишь Нобелевскими премиями состояние науки нельзя измерить. Это достаточно условный показатель. Ни аль-Хорезми, ни Исаак Ньютон, к примеру, не были и не могли бы стать Нобелевскими лауреатами по понятным причинам, но вклад этих личностей в развитие нынешней науки переоценить невозможно. Без алгоритма и алгебры, названных в честь аль-Хорезми, или формулы Ньютона-Лейбница невозможен сегодняшний цифровой мир. 

Абсолютно объективных критериев при присуждении Нобелевской премии не существует. Равно как и в оценке успешности того или иного вуза, говоря об образовании. Приведу простой пример: чуть ли не единственный российский вуз, попадающий в мировые рейтинги – это МГУ. При этом, на деле выпускники естественно-научных факультетов МГУ и многих других российских вузов легко находят работу в ведущих мировых научных центрах уже на последнем году обучения.

- На Ваш взгляд, какие главные научные задачи стоят перед государствами ЕАЭС?

- Один из самых первых и главных вопросов в ЕАЭС – воссоздание благоприятной среды для развития ученого и науки. Как это сделать сейчас? Во-первых, повторить принципы, с помощью которых удалось достичь успехов в Советском Союзе, только в новых условиях. Нужно сохранять открытость системы, поскольку для развития научной среды крайне важны универсализм и связи с другими научными центрами. Также надо создавать более привлекательные условия для развития молодежи и ее мышления. 

Здесь, конечно, ключевыми странами выступает ядро ЕАЭС – Россия, Беларусь и Казахстан. Пример Беларуси, на мой взгляд, очень актуален, так как там удалось сохранить лучшее из советского наследия. Пример Казахстана немножко, к сожалению, обескураживает – Академия наук была фактически закрыта более 10 лет назад. Наличие нескольких институтов, выживающих в составе коммерческих организаций, пускай и государственных – не самый хороший подход к обращению с наукой. 

В этом плане я всем рекомендую прочесть письма физика Петра Капицы, собранные в книге «Письма в Кремль». Она содержит лучшие из 300 писем, написанных Капицей руководству СССР, от Сталина до Брежнева. Петр Леонидович очень подробно, детально и доступным языком делится тем, на каких принципах функционирует наука, как она организовывается, как взаимодействует с производством. Капица хорошо расписал приоритет науки над формами материального производства, примат мысли над реальностью. Также позволю себе порекомендовать книгу Капицы «Эксперимент, теория, практика».

Советский физик и организатор науки Петр Капица. Источник: ria.ru

Если посмотреть на те же Нобелевские премии, то из полутора десятка премий, полученных СССР-Россией, большинство – в области физики. Так что

даже используя такой несовершенный критерий как Нобелевские премии, ясно, что концентрация усилий на физике и смежных дисциплинах для России и других членов ЕАЭС будет важным приложением и способом создания новой индустриальной реальности.

Речь идет о создании научного ядра промышленности для появления и развития новых индустриальных направлений. Я считаю, что происходящая сейчас коммуникационная IT-революция – предтеча и составная часть начавшейся революции.

В чем смысл подобных сдвигов в человеческом развитии? Если в порядке ретроспективы посмотрим на 200 лет назад, лишь одно открытие – создание парового двигателя – изменило геополитику, международные отношения, социум, экономику всего XIX века и определило его ход. 

Паровая машина. Источник: betanews.com

И, к примеру, три открытия, среди прочих, предопределили историю XX века – открытие электрона Джозефом Джоном Томсоном, внедрение двигателя внутреннего сгорания и внедрение электричества в повседневную и индустриальную жизнь. Это вместило в себя исследование космоса, развитие нефтедобычи, борьбу за сырье, ядерное противостояние, расцвет электронной промышленности и так далее, вплоть до развития новых глобально-доминантных форм культуры, таких кинематограф, телевидение и музыка. Сейчас десятки новых открытий, происходящих на наших глазах, вновь полностью изменят индустриальную картину мира.

К примеру, только следующие три направления могли бы полностью изменить ландшафт Евразийского союза. Первое: развитие некремниевой электроники. Второе: сверхпроводимость. Третье: развитие криогеники.

Проведение опытов в сфере криогеники. Источник: bspu.ru.

Сегодня электронная промышленность подошла к пределу кремниевой проводимости в 1 электрон/вольт. В качестве основного элемента, обеспечивающего проводимость, используется монокристаллический кремний. Поэтому самый крупный высокотехнологический кластер США в данной области именуется Кремниевой (Силиконовой) долиной. Ведущие физики мира, включая профессора Гила Лонзарича, бывшего руководителя группы квантовой материи Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, имеют предположение о том, что, создав благоприятную среду в Евразии и продолжая эксперименты с полимерами и редкоземельными металлами, можно добиться замены кремниевых полупроводников более эффективными. То есть увеличить проводимость, что в корне меняет всю мировую электронную промышленность. Это и будет одним из направлений революции, подобно тому, как двигатель сделал ненужными миллионы лошадей.

- Кто ближе всех приблизился к этому?

- Пока особо никто. В Манчестерском университете нашли замену кремнию в виде одного из видов графена, однако она еще далека от внедрения. Можно и нужно продолжать исследования в этом направлении.

- В научных кругах ЕАЭС есть понимание перспективы подобных исследований?

- Да! Научное сообщество полностью едино в этом мнении. Хочу остановиться по этому поводу на другом открытии – сверхпроводимости. Сверхпроводимость – достаточно старое явление, ему уже больше 100 лет. Но до сих пор нет никакой теории, объясняющей, почему некоторые материалы, не являющиеся проводниками при нормальных условиях, становятся сверхпроводниками в результате различного воздействия сверхнизких температур или давления. В условиях сверхпроводимости энергия может фактически передаваться совершенно без каких-либо потерь на огромные расстояния.

Исследования в сфере сверхпроводимости. Источник: ytimg.com.

В декабре 2014 года в журнале Nature двое выходцев из Советского Союза Михаил Еремец и Александр Дроздов опубликовали статью, открывающую новую страницу в мире сверхпроводимости.

Ими открыт сероводородный сверхпроводник, проявляющий это свойство при температуре -70 градусов Цельсия. Они в шутку назвали это «уличной температурой», потому речь уже идет о температуре, реально существующей в некоторых уголках Земли. До этого сверхпроводимость достигалась в особых ограниченных условиях и при других температурах, самой высокой из которых была -130 градусов Цельсия. Продолжение исследований в этом направлении способно полностью изменить энергетическую картину мира. Сегодня до 30-40% потерь энергетики приходится на транспортировку - центры генерации энергетики крайне удалены от центров потребления.

- На слуху также история Андрея Гейма и Константина Новоселова, которые уехали из России работать в Британию и Нидерланды, после чего получили Нобелевскую премию в 2010 году. Получается, в ЕАЭС сейчас не хватает мощностей для подобного рода эпохальных исследований? Дело в лабораториях, материальной базе?

- Еремец и Дроздов тоже завершили открытие в Институте химии общества Макса Планка в Германии. Проблема в ЕАЭС комплексная. Пока еще есть научно-образовательная и социальная среда. Доказательством ее существования служит то, что она воспроизводит человеческий капитал. Выпускники уезжают, но среда-то есть. Значит, не так все плохо. 

Но организация и развитие существующих конкретных исследований - уже политико-экономический вопрос. Должна быть соответствующая государственная политика. Никакое частно-рыночное предприятие, никакой собственник без помощи государства не решится на довольно затратные мероприятия. Ведь наука – сплошные эксперименты. Девять из десяти экспериментов, а то и больше – неудачи. Поэтому только государство способно помочь в организации исследований. Правда, мне представляется, что для ЕАЭС суммы на строительство лабораторий и лабораторных комплексов и затраты на их работу будут не настолько большими, в особенности, в сравнении с тем, сколько наши страны и отдельные акторы тратят на самопиар, бесполезные мероприятия и предметы роскоши. 

Гораздо труднее сформировать эту политику и найти самый редкий вид деятелей – организаторов науки. Ситуация, когда наукой управляют бюрократы, в корне неверна. 

Просто потому, что бюрократ не понимает, о чем идет речь в научных исследованиях. Объяснить это ему в двух словах невозможно. Мне довелось несколько дней беседовать с Владимиром Ивановичем Некрасовым, до 1997 года – бессменным главой юридического отдела Совмина СССР и правительства РФ. Он начинал карьеру референтом Сталина в 1952 году. 

Среди прочего, было интересно услышать его свидетельство того, как Мстислав Келдыш, будучи главой Академии наук СССР, в 60-е годы осуществлял подачу заявок на финансирование науки председателю Совмина Алексею Косыгину. В 1965 году СССР по отчислению доли ВВП на фундаментальную науку  – 3,5% – обогнал США. Эта цифра росла до распада Союза, достигнув 5,6% при Горбачеве. Массивное, огромное вливание средств происходило на основании заявки на одном-двух листках, написанной от руки Келдышем раз в год. На вопрос Косыгина, нельзя ли расписать поподробнее, Келдыш отвечал: «Это бесполезно, вы все равно не поймете».

- В России в дискуссиях можно услышать мнение, что на науку в бюджете закладывается мало средств по сравнению с оборонными расходами. Высказывается и противоположный вывод, дескать, ВПК, «оборонка» всю науку в итоге и вытянет. Кто прав?

- Это несколько упрощенная дискуссия. ВПК в СССР и США зачастую выступал локомотивом развития науки. Но здесь

надо очень четко понимать функциональную цепочку взаимодействия: «фундаментальная наука - прикладная наука - технологии и инновации - экономика и финансы». Цепочка выстраивается в основном именно в такой последовательности.

Организация фундаментальных исследований представляется мне ключевой. Наука в подавляющем большинстве случаев не действует по запросу. Наука – это доказательства экспериментов, при которых ученый должен отказаться и быть свободным от всех своих предыдущих воззрений и предположений.

- Существуют обратная точка зрения. Обычно приводятся два примера. Создание интернета в США, который якобы делался по заказу для нужд армии и спецслужб. И советская ядерная программа с ракетостроением, которые инициировали чуть ли не по прямому приказу Сталина.

- Не совсем так. Прототипы интернета были созданы в 60-е годы именно учеными, которые решали прикладную задачу обмена информацией и огромными объемами данных. Так был придуман сетевой файловый обмен. Прототипы существовали и в Советском Союзе, в закрытых НИИ. С идеей интернета тесно смыкалась программа академика Виктора Глушкова по созданию автоматизированной системы учета и обработки информации. Это был упущенный шанс СССР опять революционизировать действительность. В то же время множество технологий родились внутри ВПК. Иногда эти технологии даже давали рождение и новым направлениям науки, как это произошло в случае с сейсмологией.

Что было самым главным в создании атомной бомбы? «Отец атомной бомбы» Роберт Оппенгеймер не мог вернуться назад во времени к Эрнесту Резерфорду, Дж. Дж. Томпсону и Джеймсу Чедвику (кстати, все они – кембриджские ученые) и сказать: «Откройте мне структуры атома, электрон и нейтрон, чтобы я создал атомную бомбу». В том-то и дело, что организация исследований приводит к результатам, которые сам ученый предвидеть не может.

Американский физик Роберт Оппенгеймер (слева) изучает результаты испытаний «Тринити» в 1945 году. Источник: wikimedia.org. 

Теоретическое движение мысли открывает поле, огромную дорогу, проспект для мириадов новых направлений, на которых уже подключается прикладная наука. О прикладной науке в СМИ говорится больше, но именно фундаментальная наука создает поле для развития науки прикладной (инжиниринга), и от нее – развитию технологий и инноваций, которые, свою очередь, создают экономику и финансы.

- Вы упоминали, что бюрократизация мешает развитию науки. Бюрократические барьеры на Западе и в России отличаются друг от друга?

- В каждой стране наука организована своим способом, исходя из конкретных условий, в том числе, исторических. Самый главный принцип – нет универсального способа. При этом всегда, и Капица об этом тоже писал, надо максимально ограничить вмешательство бюрократии в научное пространство. Для этого очень важно понимание значимости науки. И понимание необходимости ее финансирования и развития. Излишняя бюрократизация убивает творческий процесс.

- Как Вы относитесь к научным инкубаторам вроде «Сколково»?

- В России есть 13 до сих пор действующих наукоградов. Это великолепные примеры того, как должны организовываться наука и инновации. В Средние века существовала теория, что где есть грязь, обязательно заведутся мыши. К сожалению, на просторах бывшего СССР сильно укоренилась мысль, что если построить большие красивые здания, в них автоматически заведутся инновации. Инновации рождают люди, то есть соответствующая социальная среда. Инновации всегда привязаны к развитию именно научной мысли. Привлекая извне другой технический центр для трансферта технологий, трудно добиться инноваций. Хотя в развитых странах в нынешних условиях информационно-коммуникационной революции цепочка взаимодействия науки и частного бизнеса может сжиматься до уровня одного коллектива.

- Что Вы подразумеваете под средой, которую надо развивать? Сохранилась научная школа, человеческий капитал. Чего не хватает?

- Если пойдете в МГУ и те же 13 наукоградов, увидите практически «мини-кембриджи». Среда, благоприятная для мышления, обмена идеями и развития – научно-образовательная инфраструктура, лаборатории для экспериментов, места организации общения между учеными. Спокойная атмосфера, располагающая к раздумьям, соответствующему диалогу и обучению. По сути, создание атмосферы и есть необходимое условие для научно-технологического развития. Остается сформировать соответствующую научную политику и привлечь государственные инвестиции в научный сектор. Сделать среду привлекательной для привлечения и развития талантливой молодежи. Также невероятно важен и фактор популяризации значимости и престижа науки.

- Тогда как вышло, что вузы ЕАЭС редко попадают в рейтинги?

- Жорес Алферов недавно в программе Познера правильно заметил, что в мировых рейтингах и европейских вузов в целом не так-то много. В основном британские и американские. Но европейцы не заморачивают себе голову по этому поводу.

Советская наука тоже получила гораздо меньше Нобелевских премий, чем остальные развитые страны, но посмотрите на реальность: уберите советскую науку из существующей научно-технологической картины мира, и последняя рассыпется.

- В каких сферах научные исследования стран ЕАЭС сегодня котируются в мире, а в каких наоборот наблюдается провал, который надо восстановить?

- Пора уходить от зависимости от чужого мнения, устранять ее в себе. Необходимо формировать усилия по развитию областей, в которых могут произойти прорывы. Инвестировать в физику неклассической проводимости, некремниевую электронику, криогенику, фотонику, астрофизику, физику медицины, биологию, химию, нефтехимию и дальше по обширному списку.

Скажем, Россия позиционирует себя как энергетическая супердержава. Я говорил про разрешение проблемы производительности чипов – это на порядки поменяет производительность солнечных батарей. Сегодня в чем проблема этого направления «зеленой энергетики»? Не в малом количестве солнечных панелей, а в низкой проводимости сегодняшних транзисторов. 

Панели не могут генерировать достаточно энергии, при этом затраты на их производство и транспортировку большие. Сама панель уже сейчас может быть напечатана 3D-принтером, в ближайшем будущем эта технология будет дешеветь и станет доступной в любой деревне. Повышение эффективности чипов будет зависеть от научных открытий, результатов экспериментов с полимерами и редкоземельными металлами.

Россия и Казахстан – богатые по запасам редкоземельных металлов в мире страны. И по их разнообразию – тоже. В случае успеха это позволит обеспечить дешевой энергией всю Азию, где очень много солнечной энергии, много солнца.

Крупнейшая в России сетевая солнечная электростанция в селе Кош-Агач (Республика Алтай). Источник: gov.cap.ru.

В Северной Европе мало солнечных дней, потому эксперименты и не продолжаются, и редкоземельной базы там нет. Только задумайтесь, какие глобальные возможности это открывает перед политической и бизнес-средой ЕАЭС.

- Звучит амбициозно. На уровне политического руководства наблюдается интерес к таким проектам? Об альтернативной энергетике мало говорят, больше - о новых нефте- и газопроводах.

- Увы, мы слишком увязли в классической технологической картине мира полувековой и более давности. Интерес политиков периодически вспыхивает, но дальше создания центров из новых зданий по освоению трансфертных технологий и выделенных средств дело не идет. Хотя Россия остается передовой технологической державой, и на скрытом от публики уровне полным ходом продолжаются научно-технологическое сотрудничество и определенное развитие, последнее не выходит на уровень общественной политики. Видимо, следует вести речь о гуманитарно-политических аспектах развития, то есть о восстановлении в новых современных условиях единства общества, унии государства и человека.  

- А западные санкции мешают? Подрывают научный потенциал?

- И да, и нет. Ученые продолжают работать, как делали и в период Холодной войны. Обмен знаниями никогда не прекращался. Что касается создаваемых технологий, то тут надо смотреть конкретные сектора и рассматривать конкретные случаи и проекты.

Расскажу одну историю. 1934 год. «Эпоха непримиримого противостояния социализма и капитализма», как тогда газеты писали. Сегодняшние санкции – детский лепет по сравнению с идеологической борьбой, происходившей в то время. Капица летом приехал из Кембриджа в Москву, как он делал регулярно, и был якобы насильно оставлен на родине. Параллельно Валерий Межлаук, глава Государственной плановой комиссии при СНК, начал переговоры с кембриджским наставником Капицы Эрнестом Резерфордом о покупке советским правительством Мондовской лаборатории, с помпой открытой в Кембридже годом раньше. 

Кстати, сегодня ее наследницей в Кембридже является группа квантовой материи Кавендишской лаборатории, которая одновременно есть и департамент физики университета. Нынче невозможно представить даже гипотетическую ситуацию, при которой хай-тек-лабораторию из научного центра вроде Кембриджа передали бы даже союзнику. А тогда лаборатория была куплена по не самой дорогой цене, за 30 тысяч фунтов, затем демонтирована, перевезена, установлена и запущена в Москве всего за два года. Сегодня – это Институт физических проблем РАН.

Реальность всегда многомерна и более сложна, чем политические разногласия и связанная с ними пропаганда или идеология. Более того, именно научно-технологические исследования создают платформу для рождения новых гуманитарных идей и позволяют преодолевать идеологические противоречия.

Потребность в запуске комплексных научно-технологических исследований на территории ЕАЭС – это глобальный запрос эпохи, который непременно будет видоизменять и нашу жизнь, и существующие политические, экономические, социальные и прочие отношения.

Думается, что через десяток лет все человечество уже будет развиваться в новой реальности, переход к которой, во многом болезненный, уже начался чуть ли не во всех областях нашей жизни. Этот переход по качеству изменений должен превзойти все, с чем люди сталкивались в своей истории, и этот же переход открывает невиданные возможности для стран, обладающих ресурсной, интеллектуальной и исследовательской базой.