Имя академика Фортова сегодня на слуху не только у физиков-ядерщиков, в чьей среде ему сулят Нобелевскую премию за опыты по заморозке плазмы. Глава научного центра в Черноголовке активно участвует в реформировании прикладной науки. Накануне осенних выборов главы РАН его мнение о ее состоянии выслушала Изабелла Савичева
Личное дело
Владимир Фортов – член многих международных и национальных научных организаций: Королевской инженерной академии наук Великобритании, Швеции, Америки, Европейской академии наук, Германского научного общества Макса Планка. Недавно награжден орденом Почетного легиона Франции.
Выполнил пионерские работы в области физики мощных ударных волн, экстремальных состояний вещества, ультравысоких давлений и температур. Автор 20 книг и 300 научных работ, во многом определивших современное состояние этих областей науки. Создал Российский фонд фундаментальных исследований. В 90-е годы был вице-премьером правительства РФ, председателем Госкомитета России по науке и технике, министром науки и технологий Российской Федерации, вице-президентом Российской академии наук.
Изабелла Савичева. В чем суть эксперимента по формированию квазикристаллических упорядоченных структур в плазме?
Владимир Фортов. Все мы знаем со школы, что существует четыре агрегатных состояния вещества. В твердом теле есть кристаллическая решетка: атом находится в определенном порядке, это упорядоченное состояние вещества. Если твердое тело греть, молекулы будут колебаться все сильнее и в итоге наступит жидкое состояние. Оно менее упорядоченное, так как каждая частичка не привязана к решетке и движется, но в среднем бывает около соседней частицы, поэтому физики говорят, что это ближний порядок. Если греть дальше, скорость будет расти все больше и больше и получится пар – третье состояние. При дальнейшем нагреве оно переходит в четвертое состояние – плазму, в этой иерархии самое неупорядоченное и наиболее хаотичное.
При этом плазма – самое распространенное состояние в природе (95 процентов), потому что подавляющая часть материи во Вселенной находится именно в нем. Классический пример – Солнце и звезды.
Так вот, оказывается, что плазменное состояние можно заморозить снова.
То есть вы привели этот природный хаос в порядок?
Именно это и сделали. Нам удалось «заморозить» плазму.
Самый простой пример: берем плазму газового разряда и туда сыплем пылинки микронного размера, очень маленькие. И на эти частички налипает электрический заряд – большое количество электронов, порядка миллиона электрических зарядов, и частичка становится сильно заряженной.
И вот тогда она начинает с соседними, тоже сильно заряженными, активно взаимодействовать. Так возникает кристалл, пылевая плазма «замораживается» и снова становится упорядоченной. В лаборатории мы можем создавать ее в форме жидкости, твердого тела, можем устроить так, что кристаллы будут плавиться, переходить из одного кристаллического состояния в другое.
Как давно вы проделываете все это с плазмой?
В лабораторных условиях пылевая плазма была впервые обнаружена Лэнгмюром еще в 1920-х годах. Однако активное исследование началось лишь в последнее десятилетие в связи с рядом приложений, таких как электрофизика и электродинамика продуктов сгорания ракетных топлив, электрофизика рабочего тела магнитогидродинамических генераторов на твердом топливе, физика пылегазовых облаков в атмосфере, а также микроэлектроника.
В чем именно уникальность эксперимента?
Когда мы смотрим на твердое тело и на жидкость, мы не видим молекул и атомов, так как их размер – стомиллионная часть сантиметра, глаз этого не воспринимает. А у пылевого кристалла расстояние между частицами – доли миллиметра. То есть фактически вы своими глазами видите кристаллическую решетку вещества.
И в этом есть уникальность, ведь, глядя на любой твердый предмет, мы не видим атомной структуры, видим только интегральные характеристики: что он прочный, прозрачный, ломается так или по-другому, что он может расплавиться. Но вы не увидите, как двигаются его отдельные частички.
Теперь мы имеем возможность своими глазами увидеть то, что в обычном веществе творится на атомарном или молекулярном уровне. И это очень многое дает для понимания – все свойства твердого тела, его структура, симметрия, разрушение, движение, гидродинамика становятся доступны для прямого наблюдения. Это основное.
Чем продиктована необходимость проводить подобные эксперименты в космосе?
На Земле гравитация сдавливает вещество и приводит к тому, что эти кристаллы вырастают в виде плоских лепешек. Поэтому мы пошли в невесомость – в космос. На орбитальной станции «Мир», а затем на международной космической станции мы проводим свои эксперименты, поскольку там нет гравитации. И в невесомости выращиваются кристаллы гораздо больших объемов.
Их свойства более разнообразны и интересны. Сегодня бум этих плазменных кристаллов. Практически каждый день в мире публикуется по одной научной работе на эту тему, исследования ведутся широким фронтом.
Чьи достижения лидируют?
Двух стран – России и Германии.
В Германии есть Институт внеземной физики научного общества Макса Планка, аналог нашей Академии наук. Раньше (до войны) оно называлось Обществом кайзера Вильгельма, а Макс Планк был его президентом.
В нашем Институте теплофизики экстремальных состояний РАН (ИТЭС РАН) есть совместный Российско-германский институт по физике плазмы. Участвуют в эксперименте и французы, и американцы, но они не являются здесь лидерами. Хотя космическая станция, на которой ведутся работы, – российско-американская, и здесь есть даже элемент ревности.
Расскажите подробнее о практическом применении, или, как вы говорите, о приложениях.
Их довольно много. Одно состоит в том, что пыль в плазме всегда мешает. Когда делают микросхемы, напыляют на подложку металл, появление частичек губительно.
В ТОКАМАКах – устройствах управляемого термоядерного синтеза – очень мощные энергетические потоки попадают на стенку, и стенка начинает разрушаться и выделять пыль – значит, ее надо как-то удалять.
Пылевая плазма имеет очень серьезные последствия при ядерных авариях. Когда взрывается реактор (как в Чернобыле), мелкие радиоактивные частички начинают улетать. Из-за радиоактивности они заряжаются, и этим можно пользоваться для их улавливания и удаления, прикладывая внешние электрические поля. Пыль мешает радиосвязи в космосе. И процессом тоже надо управлять.
С Институтом атомной энергии имени Курчатова и Троицким институтом термоядерных исследований мы делаем ядерную батарею. Если все будет так, как планируется, ее коэффициент полезного действия составит около 20 процентов, то есть будет очень высоким. Батарея размером с тумбочку должна давать 10 киловатт, а это довольно много.
На заряженные частички очень хорошо наносятся слои металла, например на алмаз. Этот алмазный порошок становится сверху металлизированным, он хорошо спекается, можно делать из него резцы, каталитические вещи.
Еще один из проектов – выращивание искусственных алмазов в космосе. Кроме того, в медицине это тоже находит свое применение: при производстве порошков получаются частицы разного размера, а часто нужно, чтобы лекарства были монодисперсными, и оказывается, что в пылевой плазме маленькие и большие частички очень хорошо расслаиваются – сепарируются.
Программа стоит один миллион евро в год. Кто дает эти деньги?
У нас несколько источников: международные программы, РАН – поскольку это фундаментальная работа, и платит еще Международный научно-технический центр, созданный для того, чтобы оборонных специалистов переориентировать на гражданские применения. На самом деле один миллион евро в год – это недорого, так как эксперимент у нас достаточно дешевый.
Я специалист по взрыву, могу сказать, что эксперименты, которые мы ведем в Академии наук, в ядерных центрах Арзамаса, Челябинска, стоят куда дороже. В нашем институте стоит крупнейшая в мире взрывная камера, которая весит 900 тонн. Она сделана в Северодвинске из корпусов атомных подводных лодок. Раньше программа «Время» примерно месяц показывала, как везут реактор с «Атоммаша» на Курскую станцию. Тот реактор весил всего 300 тонн, а наша камера в три раза больше. Там можно взорвать тонну взрывчатки. И этого взрыва (в самой Москве!) никто не почувствует.
В этих экспериментах мы используем мощные ударные волны – чтобы сжать и разогреть вещество, чтобы получить ту плазму, которая находится в центре Солнца, в центре звезд, Юпитера, Сатурна и так далее. Эти опыты в тысячи раз дороже, чем плазменно-кристаллический эксперимент. Он лабораторный, и в этом его прелесть, не надо строить больших стендов и тратить миллионы долларов.
Можно ли в отношении таких работ говорить о планировании и перспективах?
У нас есть планы работ, мы понимаем, что нужно делать. Мы должны получить высокую температуру электронов, должны научиться пропускать мощный электрический ток через пылевую плазму, так как у нас есть соображения, что когда мощный ток течет через плазменный шнур, возникают очень высокие температуры и давления, а это имеет очень большое значение для термояда. Но, конечно, основные исследования – это исследования фундаментальных свойств вещества. Это главное. Вот и сейчас на орбите работают космонавты, они ведут наши эксперименты, которые все время продолжаются.
РЕАЛЬНАЯ БЛИЗОСТЬ КОЛЛАПСА
Сегодня все чаще говорят о кризисе в энергетике. Вы знаете, что надо делать с энергетикой?
Институт высоких температур РАН – институт энергетический, насчитывает полторы тысячи человек (было около пяти тысяч), которые заняты проблемами современной энергетики. С энергетикой сложилась вот какая ситуация. У нас есть национальные проекты, есть всякие идеи на тему – создаем ли мы общество, основанное на знании или на сырье, мы говорим о демократии, о судебной системе, и все с удовольствием этим занимаются. Но подо всем этим лежит очень простой базис. Каждая страна должна иметь достаточно энергетических возможностей.
Человек – одна десятая лошадиной силы. Бегущий спринтер развивает одну лошадиную силу, но это чемпион мира. Мощность, которой располагает человек с доступными ему техническими средствами, в 50 раз больше, 5 киловатт в среднем на каждого российского жителя, у американцев – 10.
Вся цивилизация построена на энергетике. И как только мы теряем это, то все наши планы, все четыре национальных проекта, другие планы и проекты остановятся немедленно.
В этом – главное, в этом – интрига. Поэтому когда Чубайс говорит, что РАО ЕЭС не сможет дать той мощности, которая нужна, – это очень серьезное дело.
Мы привыкли, что наши предшественники сделали хорошую энергетическую систему страны. Нам кажется, что напряжение в сети будет все время. Так вот: не будет. Уже сегодня ситуация в Москве такая, что потребности превышают наши возможности. Для того чтобы большая энергетическая система была устойчива, нужно иметь на 15–20 процентов мощности больше, чем нужно, чтобы в случае аварии перебрасывать источники питания электроэнергии.
Сегодня уже ровно, а когда была зима и стояли морозы, потребности были выше возможностей, поэтому кое-где электричество отключали. Это серьезная техническая вещь, которую надо очень ясно понимать. Ее хорошо понимает Путин, когда говорит, что мы не можем удвоить ВВП, если не решим энергетическую проблему страны. Надо строить тепловые и атомные станции, линии электропередач, заниматься энергоэффективностью и энергосбережением. Это все очень дорогие проекты, но именно от них зависит жизнь страны. Ну не будет, например, построено 20 торговых центров – мало кто это почувствует. А если у нас накроется электрическая система, мы просто не выживем, в этом есть серьезная проблема. И Академия наук шесть лет назад ясно про все это говорила. Если не начать опережающий ввод мощностей, будет коллапс. Вот год назад Москва на ровном месте с ним встретилась!
ПИК ФОРТОВА
Два года вы были вице-премьером и министром, в это время финансирование РАН увеличилось в 2,2 раза, а всей науки – в 1,8 раза, это даже называли «пик Фортова». Почему ушли?
Заменили Черномырдина, что не было продиктовано какими-то его ошибками или какой-то катастрофой. Его заменили по политическим соображениям, а по нашим правилам, если уходит премьер, то уходит весь кабинет. И тогда передо мной возникла проблема: дальше остаюсь в правительстве или возвращаюсь в академию? Я абсолютно сознательно предпочел творческую научную работу и сделал, я убежден, правильный выбор. Здесь мне нравится больше.
Наука, если она, конечно, настоящая, требует полной отдачи, хорошей профессиональной формы. Ферми говорил, что «физикой нельзя заниматься по телефону». Ты должен следить за литературой, заниматься студентами, аспиранты должны приходить, и ты им должен говорить что-то новое. Как пианист должен играть гаммы с абсолютно закрытыми глазами. А когда находишься во власти, это уходит. Кто-то из известных современников сказал, что когда человек попадает в правительство, то дальше он только теряет. Он учится чему-то другому, но его профессиональный уровень неизбежно падает.
Что важного произошло в науке за последние пятнадцать лет?
Не очень многое, к сожалению. Я бы назвал РФФИ, Российский фонд фундаментальных исследований, я был его председателем. Это новая для России внеконкурсная система финансирования и очень важный элемент поддержки фундаментальных природных исследований, когда государство дает деньги, а сами ученые их распределяют.
Но система должна быть очень четко и правильно построена, не должно быть коррупции. Такую систему тогда удалось создать, поскольку были введены довольно жесткие правила. Например, директор института не может принимать участие в распределении. Хотя все они доктора и, как правило, еще и академики. И было жуткое давление. У нас к этому не привыкли: как, я начальник и я не буду деньги делить? В результате борьбы удалось отдать право голоса настоящим, активным, работающим ученым. Вот так до сих пор и существует. И это во многом определяет успех РФФИ.
Чем это подтверждается?
Половина статей по фундаментальной науке (а именно статьи и есть основной показатель научных работ) делается при поддержке РФФИ. Это очень высокий коэффициент.
У РФФИ только шесть процентов всех денег, которые идут на науку, а статей – половина. И я попал в министерство с этой позиции, меня рано выбрали в академики и членкоры, так что о карьерной части я мог тогда не думать. Но я понимал, как делается на Западе, и понимал, как надо сделать у нас.
Важно, что наука стала более открытой и демократичной. Ушли в прошлое нелепые ограничения в международном научном сотрудничестве. Поездки ученых за границу стали обычным делом, а не чем-то вроде награды. Свобода научного творчества – это жизненно важный элемент науки. Этот принцип реализован в уставе РАН. Но беспокоят постоянные попытки научных «начальников» ограничить эту свободу путем утверждения выбранного учеными президента РАН либо отделением фундаментальной науки от прикладной. Это опасное и малопродуктивное дело. И не зря ученые это не приемлют.
ТВОРЧЕСКИЙ АЛЬЯНС
Существует сопоставление, а иногда и противопоставление прикладной науки и фундаментальной. Как вы к этому относитесь?
Я учился у академика Зельдовича, который внес огромный вклад в фундаментальную науку и одновременно был конструктором атомного и водородного оружия. И у академика Семенова, который был нобелевским лауреатом и получил премию за абсолютно абстрактную работу о цепных реакциях, из этого вышла вся атомная техника. Эти люди меня учили, что на самом деле нельзя разделить прикладную и фундаментальную науку.
Ученый, который получает фундаментальный результат, как правило, и находит ему применение. В сегодняшнем мире организация науки выглядит так: если вы рубль тратите на фундаментальные исследования, на прикладные вы должны в 10 раз больше потратить, на инновационные (сделать продукт и положить его на полку в магазин) – в 100 раз больше. Но при продаже конечный продукт должен дать как минимум на 20 процентов больше средств, чем вы потратили.
Обычно из ста фундаментальных идей до прилавка доходит одна. Это закон природы. Такая цепочка была худо-бедно выстроена в СССР. РАН имела 10 процентов от всего научного финансирования, было колоссальное количество прикладных институтов – около 5,5 тысячи, было 120 министерств. Поручать фундаментальным ученым весь цикл прикладных и инновационных работ невозможно, это их угробит. Это жестко принятая во всем мире система.
Основная задача РАН – фундаментальные работы, генерирование научных знаний. Без этого вся цепочка будет бессмысленна. Но разделять ученых на фундаментальных и прикладных (что пытаются сделать) – большая глупость и очень опасное дело.
Сахаров был гениальный физик, но он был и абсолютно гениальный инженер. Конструкции водородных зарядов, которые он придумал, – это до сих пор просто шедевр. Это очень сложная вещь, и называется она научным творчеством.
Можно ли его стимулировать?
В науке, с моей точки зрения, есть мощный побудительный мотив, который невозможно стимулировать извне. Учеными движет интерес. Мне интересно заниматься плазмой. Коль скоро человек начал заниматься фундаментальной наукой, он сам найдет тематику, выберет адекватный метод, который приведет его к конечному результату. Ведь у ученых цель одна: сделать лучше, раньше, быстрее конкурента. И навязывать ему бюрократические схемы – абсолютно бесполезное дело. Единственное, что надо сделать, – дать ему свободу научного творчества. Надо его защитить от бюрократов, которых сейчас в науке развелось великое множество. Оптимальное регулирование – дать свободу Академии наук, верить в ее профессионализм, не лезть в ее дела и доверять ученым. Ученые сами внутри своего сообщества найдут правильный путь.
Но ведь не зря говорят, что настоящий ученый немного не от мира сего?
Классики неоднократно отмечали, что если вы реально подходите совсем близко к разгадке чего-то нового, то у вас появляется ощущение отрешенности и легкой эйфории. Это важное качество сознания, в состояниях такого типа делаются открытия и находятся нетривиальные решения. Это чувство близко многим, кто добился чего-то нового, неизвестного. Человек науки должен быть одержимым в хорошем смысле этого слова.
СТАТУС И ВОЛЯ
Кто те люди, с которыми вы работаете? Писали о том, что один ученый поменял заграницу на Черноголовку, успел поработать в США и Германии, но принял решение продолжать свои исследования в Институте теоретической физики РАН. Таких много?
Тенденции к тому, чтобы ученые из-за границы возвращались в Россию, нет. Есть отдельные примеры. За границу из России ученых гонит нужда и невозможность вести полноценную работу: нет приборов, научной литературы, научных установок и многого другого, без чего не может быть передовых исследований.
Из моих знакомых за границей нет ни одного, кто ездит на «Мерседесе». Это средний класс, но это не нищие. А у нас молодые ученые подобны монахам – они не могут жениться, потому что не в состоянии содержать жену и детей.
Уехавших людей я не осуждаю, у них мало выбора. В высшей школе такая же ситуация. Вспоминается невеселый анекдот. «Папа, а зачем ты носишь университетский значок?» – «Это чтобы нищие милостыню не просили». Должны быть нормальные условия для работы и жизни. Граница зарплаты – на уровне тысячи долларов в месяц. Это и записано в реформе Академии наук. И эту реформу надо энергично продолжать. Нужно поднять престиж и положение ученых в стране.
Так, как раньше?
Надо сказать, что раньше наука у нас была организована своеобразно, можно сказать, иезуитски. И помог Сталину в этом Капица, который говорил (в переписке): «Создайте атмосферу уважения, создайте атмосферу престижности». И ведь так и было. Человеческий фактор сыграл в нашей науке роль значительно большую, чем прямые инвестиции. В Советском Союзе на одного ученого тратили в десять раз меньше средств, чем на Западе. Мы тратим примерно 20 тысяч рублей в год, а они – 200 тысяч долларов. У нас всегда были хуже приборы и оборудование. Но мы имели сопоставимый с Западом научный результат, а по многим направлениям и превосходили их.
Фактически именно «статусом» мы обыгрывали американцев. Сняли фильм «Девять дней одного года». Он был совершенно фантастический. Я, например, пошел в науку из-за этого фильма. Интересно! Умные люди острят, подтрунивают над режимом, великолепие приборов!
А сейчас надо хотя бы поднимать зарплату до достаточного уровня, чтобы человек мог жить и содержать семью.
В научном центре Черноголовки трудятся порядка полутора тысяч кандидатов наук, около двухсот докторов наук, свыше 20 членов Российской академии наук. Центру также принесли славу две Нобелевские, четыре Ленинские и около 40 государственных премий, завоеванные учеными черноголовского научного центра...
Черноголовка – результат старого задела. Знаете, почему возникли Новосибирск, Дубна, Черноголовка? Квартиры давали. И была перспектива роста. Я попал в Черноголовку потому, что у меня не было московской прописки. Зельдович заметил мою научную работу, а у меня лежал в кармане билет на Дальний Восток в Институт автоматики (никаких ударных волн, никакой плазмы), но я готов был туда ехать из-за жилья. Зельдович просто начал мне задавать вопросы из зала во время симпозиума по горению и взрыву, я начал отвечать, завязался разговор, он предложил сделать еще это и это. Я говорю: «Нет, я уезжаю». – «А вы хотели бы продолжать?» – «Хотел бы». – «Сейчас сделаем». И мне предоставили двухкомнатную квартиру. Вот почему они возникли.
Я доктором стал, когда был младшим научным сотрудником, но у меня была интересная работа, квартира, была дочка, она в Крым ездила за 27 рублей. Условия были созданы нормальные для всех ученых, а не для единиц.
В Подмосковье пять городов – Дубна, Королев, Реутов, Фрязино и Пущино – получили официальный статус российских наукоградов. Наукограды возникали на очень здоровой основе. Туда ехали, потому что могли быстро вырасти: новые масштабные задачи, новая аппаратура, новые институты, квартиры. Поэтому назовите вы это наукоградом, не назовите – если государство не примет ответственные мужские решения, а именно: если оно не создаст совершенно ясные и четкие преференции занятия новым бизнесом и наукой, проблему не решить.
Есть примеры таких решений?
«Азиатские тигры», например. Что такое Южная Корея? «Самсунг», «Голдстар», автомашины… А ведь 30 лет назад это была отсталая аграрная страна. Рис не могли выращивать, с голоду умирали. Потом государство решило: если вы доллар вложили в науку – у вас три доллара с налога спишут. И текут в науку и деньги, и новые технологии – рекой.
У нас, как вы хорошо видите, ничего подобного нет. Мы пошли в рынок, но рынок – это очень жесткая и детерминированная система. Если вы мне даете ясные преференции, а я, бизнесмен, ясно вижу их, то я в науку вложу много. Сейчас у нас это просто бессмысленно. Есть многочисленные примеры, когда страны (Сингапур – маленький остров, Тайвань), не имея ни сильных научных школ, ни достойного образования, ни природных ресурсов, ну просто ни-че-го, кроме 30-градусной жары, встали на ноги и стали индустриальными гигантами.
Почему это произошло? Не стали бегать за инфляцией и давиться из-за каждой льготы, а просто приняли решение: 300 процентов списать с налогооблагаемой базы. И всему миру стало интересно вкладывать деньги в эти страны.
Другой хрестоматийный пример: Индия делает сегодня 11 миллиардов долларов на программном продукте. Почему? Потому что создали выгодные экономические условия, преференции, а не потому, что понарожали детей, которые стали восьмизначные числа в уме складывать.
Сейчас китайцы делают то же самое. Вы организовали хай-тек – пять лет вообще никаких налогов не платите. Тридцать тысяч китайцев учатся в западных университетах. Работает программа «Сто талантов». Если руководители видят, что человек состоявшийся, берут его из Силиконовой долины и платят ему пять тысяч долларов в месяц (для Китая это большие деньги). И он, современный парень с прекрасным английским, с прекрасными связями, умеющий работать с промышленностью, умеющий пробить грант, купить приборы, работает с полной отдачей. У них наука пошла вверх как на дрожжах. По публикациям, по внедрению, по всему.
Что нужно сделать у нас?
Нужна пассионарная жесткая сознательная политика: да, мы отказываемся от налогов, но мы даем дорогу науке и образованию и становимся на деле великой индустриальной державой.
