Кто и зачем перевёл советскую науку с уникальных электронно-счётных машин на бухгалтерские компьютеры IBM? Какой вред Чубайс нанёс российской оборонной промышленности и отечественной микроэлектронике? Почему горят американские гаубицы «Три топора»? В чём опасность адронного коллайдера и не создадут ли учёные искусственную чёрную дыру, которая поглотит человечество? Чем университет хуже института? Почему механики живут дольше, чем математики? На эти и другие вопросы главному редактору «Аргументов недели» Андрею УГЛАНОВУ отвечает член-корреспондент РАН, учёный-механик в области теоретической и прикладной механики Валерий КАЛИНЧУК.
Нановредительство
– Валерий Владимирович, вы заведующий лабораторией динамики неоднородных структур и отделом механики, математики и нанотехнологий. После бегства Чубайса слово «нанотехнологии» имеет некий негативный оттенок. Прикрываясь этим словом, Чубайс через фирмы в Швейцарии отмыл миллиарды бюджетных денег. Какой вред он нанёс науке и какие на самом деле перспективы в России у нанотехнологий?
– Нанотехнологии определяют культуру производства, культуру технологий в области познаний нашего мира. Нанотехнологии по принятому у нас определению – это совокупность методов и приёмов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нанометров, хотя бы в одном измерении, и в результате этого имеющие принципиально новые качества. Нанометр – это уровень 10 в минус девятой степени метра, то есть одна миллиардная метра. Если мы достигаем этого уровня, то можем смело говорить, что находимся на переднем крае развития науки и технологии. Сейчас много говорится о цифровизации нашей жизни, о массовом внедрении цифровых технологий, начиная от экономики и заканчивая управлением. Как пример – те же самые «Госуслуги». Сайт, посредством которого можно решить огромное количество бытовых проблем, не выходя из дома, для решения которых раньше требовалось терять по несколько дней в очередях различных госучреждений. Но все эти цифровые технологии без микропроцессоров невозможны. А уровень создания цифровой техники как раз и определяется уровнем развития нанотехнологий.
– И как тут отметился Чубайс?
– Ходили анекдоты, что при нём разводили нанокоров и наноовец, и прочие шуточки. Но главный его вред в том, что благодаря его деятельности мы отстали в некоторых областях. В Советском Союзе в своё время был очень высокий уровень цифровой техники. У нас был создан ряд замечательных машин. В 60–70-е годы у нас была БЭСМ-6 – Большая электронно-счётная машина, которая считалась лучшей вычислительной машиной в мире. (В электронных схемах БЭСМ-6 использовалось 60 тысяч транзисторов, 180 тысяч полупроводников-диодов, её быстродействие достигало миллиона операций в секунду. – Прим. ред.). В 1980-е годы кто-то «умный» сделал так, что мы стали использовать серию IBM. На самом деле это была тупиковая серия, потому что IBM – это бухгалтерские машины, 8-разрядная система. Когда мы пошли по этому пути, мы ослабили наши собственные технологии, уничтожили наши транзисторы, наши элементные базы. Вред Чубайса в том, что если бы те деньги, которые съедались его корпорацией, были направлены на развитие нашей элементной базы, мы были бы совсем на другом уровне. Сейчас это особенно актуально, потому что высокоточные системы, высокоточное оружие, которые нам сейчас нужны как воздух, без собственной элементной базы высочайшего уровня существовать не могут.
– То есть Чубайс нанёс урон и оборонной промышленности.
– Конечно.
Лёд и пламень
– Вы специалист по контактному взаимодействию неоднородных структур. В чём заключается эта неоднородность? Могут ли контактно взаимодействовать такие взаимоисключающие вещи, как вода и огонь.
– Развитие производства идёт не только в направлении нанотехнологий, но и в направлении создания новых материалов. Причём не просто материалов, а материалов с заранее заданными свойствами. Тех же самых специальных покрытий, специальных структур. Особенно большую роль это играет в микроэлектронике. Мы изучаем, как структура вещества на микроуровне влияет на интегральные характеристики на макроуровне, на способность всей структуры проводить те или иные волны, на способность возбуждать те или иные волны, на эффективность этого возбуждения. Если мы в этой системе закладываем какие-то определённые возможности, то выигрываем заранее за счёт оптимизации самой структуры. Что касается воды и огня, то вода существует сама по себе в нескольких фазах своего агрегатного состояния – пар, жидкость, лёд. А огонь сам по себе не существует. И здесь надо говорить о взаимодействии не воды и огня, а воды и того вещества, которое создаёт огонь. Огонь – это следствие. Если это вещество дерево или уголь, то проблем нет, вода этот огонь загасит. А если нефть или газ, то эффект будет совершенно другим. А есть химические вещества, которые при контакте с водой усиливают экзотермическую реакцию. В этом случае огонь будет становиться только сильнее.
– Титан, хоть и металл, с огнём взаимодействует. Знаменитые американские пушки «Три топора» при попадании в них пылают, как факел, потому что при их производстве применяется титан. Но оставим пушки в стороне. Кроме всего прочего вы занимаетесь теорией упругости. В фантастических фильмах часто показывают, как вокруг космических кораблей, в основном инопланетных, возникает некая упругая сфера, через которую невозможно проникнуть, и она защищает их от метеоров и вражеских снарядов. Ваша работа может помочь создать такие защитные экраны?
– На сегодняшний день такое невозможно. Потому что это разные состояния вещества. Одно дело – воздух и электромагнитное поле. И другое дело – кристаллическая решётка, твёрдое тело. Там каждый атом чётко стоит на своём месте. Огромную энергию надо потратить только на то, чтобы сдвинуть его с места, растянуть или сжать. А приведённые вами примеры вряд ли имеют отношение к упругости. Это силовое поле. Попробуйте соединить одинаковыми полюсами два магнита. Вы не сможете это сделать, как ни старайтесь. Вопрос заключается в том, на каких принципах может работать отталкивающее материю силовое поле. Как пример – магнитное поле, проявляющее эффект левитации. В Китае есть уже поезда на магнитной подушке. Другое дело, что к упругости всё это отношения не имеет.
– Говоря о взаимодействии тел, не могу не спросить о взаимодействии тёмной и светлой материи, или материи и антиматерии. Я ещё с детства помню про аннигиляцию – взаимное уничтожение при соприкосновении материи и антиматерии. Сегодня существование тёмной материи доказали и физики, и механики. Более того, Вселенная в основном из тёмной материи и состоит. Где её можно посмотреть?
– В Швейцарии в городе Церн расположен адронный коллайдер. Там учёные и получают антивещество. Но в объёмах, которые измеряются нанограммами. Вы даже не представляете, какое огромное количество энергии необходимо потратить, чтобы в коллайдере разогнать пучок электронов для получения нанограмма антивещества! Это очень дорогое удовольствие. Но при взаимодействии вещества и антивещества, при их аннигиляции можно получать невероятное количество энергии. Жаль, что на сегодняшний день об этом можно только мечтать.
– Если честно, то я вздохнул с облегчением, когда узнал, что коллайдер в Церне остановлен из-за нехватки энергии, которая сейчас случилась в Европе по всем известным причинам. Когда его только строили, во всём мире поднялся шум, что в результате его запуска на этом месте возникнет чёрная дыра и поглотит Землю вместе с нами. Самое интересное, что нечто подобное в конце 80-х предсказал американский фантаст Дэн Симмонс в книге «Гиперион». Только там чёрную дыру создали учёные в Киеве, куда их всех и засосало. Существует ли такая опасность в реальности?
– Не очень понимаю связи коллайдера с чёрной дырой. Чёрная дыра – это гравитационная ловушка. Она возникает, когда масса вещества в ограниченном объёме достигает критической величины. Грубо говоря, это огромная масса при маленьком объёме. И за счёт сил гравитации пространство как бы «схлопывается», и объект начинает в себя втягивать окружающее вещество. Коллайдер же делает совершенно другие вещи. Он разгоняет электроны, протоны и другие частицы и позволяет изучать процессы, происходящие при их столкновении. В этом есть опасность, но совершенно другого рода. Потому что мы не знаем, что может возникнуть при столкновении этих частиц. Важно понимать, не станет ли коллайдер тем спусковым крючком, который запустит процесс, о котором мы даже не догадываемся. А понимания этого нет. Вот это реально страшно.
– Вы уроженец Винницы. У нас чуть ли не половина академиков – уроженцы Украины.
– Уроженцы Советского Союза.
– Тем не менее украинцы пугают нас то «грязной», то настоящей ядерной бомбой. Реакторы у них есть. Ракеты-носители для Советского Союза делали в Днепропетровске на «Южмаше». Вы знаете украинских учёных. Могут они создать что-то подобное на имеющихся у них мощностях?
– Для создания ядерной бомбы нужно прежде всего обладать веществом – обогащённым ураном или плутонием, а также специальными технологиями. Это очень непросто. А склепать «грязную» бомбу можно на коленке. Взять из отвалов отработанное топливо с АЭС, положить в ящик с обычной мощной взрывчаткой – и вот вам «грязная» бомба. Её задача – просто загрязнить территорию, что видно из самого названия. Тут не нужны особые технологии, и даже особого ума не требуется. Для этого нужны не учёные, а политики без мозгов в голове.
Жертвы ЕГЭ
– Два слова о сути Болонской системы в высшем образовании. Когда её у нас внедряли, не критиковал её только ленивый. Но внедрили, несмотря ни на что. И вот пришло время, когда нас начали ущемлять со всех сторон и международные организации стали объявлять о прекращении взаимодействия с нами. И вдруг руководство страны прозрело и поняло, что Болонская система плоха и её надо сворачивать. Ликвидировали у нас эту систему? И что её заменило?
– Я не вижу никаких особых сдвигов. Сохранились и бакалавриат, и магистратура. И процессы в обучении те же самые. А ведь не просто так Запад был шокирован, когда Советский Союз запустил первый спутник Земли. Это доказало преимущества нашей системы образования и подготовки специалистов. И они это оценили и переняли у нас эту систему. Их учебный процесс сегодня, по сути, во многом повторяет наш. А мы, наоборот, взяли себе за образец их систему, которая нам проиграла. В Советском Союзе существовала цельная система подготовки специалистов. После восьмого класса можно было поступить в техникум и после четырёх лет учёбы получить среднее специальное образование. А можно было продолжить обучение в школе, после её окончания поступить в вуз и получить высшее образование. Так вот техникум по сути – это то, что сейчас называют бакалавриатом. Но в СССР техникум выпускал специалиста со средним техническим образованием, уже готового идти непосредственно на производство. Нынешний бакалавр является полуфабрикатом. Он проучился четыре года и, чтобы что-то собой представлять, должен учиться дальше в магистратуре. Но там большинство учебных мест являются платными. В СССР после техникума молодой человек мог идти либо на предприятие, либо в специализированный институт повышать уровень образования по выбранной специальности. Были же Институт инженеров железнодорожного транспорта, Институт сельхозмашиностроения, медицинский, народного хозяйства, политехнический, архитектурный, педагогический. Сейчас все переименованы в университеты.
– А в чём разница?
– Можно судить даже по названию. «Университет» означает «универсальное образование». Не специализированное, а именно универсальное. Зачем специалисту – профессионалу универсальное образование? В этот вуз человек шёл за специальным образованием, а не за образованием «вообще». В этом была сила советской системы. Вместо этого мы пошли по пути универсализации образования, теряя специалистов. И что изменилось после того, как руководство страны назвало этот путь порочным, я не знаю. Во всяком случае я никаких изменений не заметил. Похоже на то, как милицию в полицию переименовали.
– Ладно, бог с ней, с Болонской системой. Но сколько ругались на систему ЕГЭ! Её презентовали как систему, которая позволит умным детям из самых далёких уголков страны поступать в лучшие вузы на равных со столичными детьми, у которых до того было явное преимущество.
– ЕГЭ не учит детей понимать суть, они не узнают «как». Они просто ищут готовый подходящий ответ на заданный вопрос, куда «птичку» поставить.
– Чем вообще нынешние дети отличаются от нас, детей Советского Союза? К чему они тянутся?
– Они совершенно другие. Я сын военнослужащего. Мы приехали в Винницу из Германии. В школу я пошёл в обыкновенном привезённом из-за границы костюмчике. Уже на следующий день я плакал – не пойду в школу, меня там стилягой обзывают. Мы стеснялись выглядеть лучше, чем остальные. А сейчас – наоборот. Причём хвастаются не тем, у кого какой костюмчик, а тем, кого на какой машине привезли. Что же относительно ЕГЭ, то меня недавно попросили помочь одному школьнику подготовиться к ЕГЭ по математике. У меня осталось в памяти одно задание – вычислить формулу, представляющую собой смесь экспонент, логарифмов, степеней и т.д. Мне, со всеми своими научными степенями, пришлось затратить несколько минут на то, чтобы вникнуть в смысл формулы и определить последовательность её вычисления. То есть от школьника требуется достаточно высокий уровень знаний по сложным разделам математики. Зато элементарная операция сложения 1/2+1/2 у него равно 2/4. То есть базовый уровень просто нулевой. Чему человека в начальной школе учили – абсолютно непонятно. Нас учили считать в уме, таблица квадратов до 20 у любого школьника была выбита в голове, как в камне.
– Вы выпускник мехмата. Даже для нас, студентов МАИ, это было пристанище каких-то запредельных умников и «головастиков», выше уже просто некуда. Что вы можете сказать сегодняшним выпускникам школ, чтобы они ворочались всю ночь и утром встали с одной мыслью – я должен поступать на мехмат или, на худой конец, в МГУ? Замотивируйте их!
– Общеизвестно, что степень научности той или иной дисциплины измеряется тем, насколько в ней применяется математика. С начала XX века математика проникает во все области человеческих знаний, подтверждая слова К. Маркса: «Наука только тогда достигает совершенства, когда ей удаётся пользоваться математикой». Так вот, мехмат – это место, где человек имеет возможность впитать в себя все достижения математики и информатики. Механика – это область науки, превращающая в реальные конструкции и объекты самые последние достижения других областей науки: физики, химии, математики, информатики и многих других. Это касается оптимизации конструкций самолётов, ракет, разработки систем их навигации и управления, принципов движения бесшумных подводных лодок и многого другого, представляющего непосредственный интерес для повышения обороноспособности нашей страны. Недаром в СССР студенты-механики получали повышенную стипендию. Сегодня механике, конечно, трудно конкурировать с информационными технологиями – криптография, защита информации и другие цифровые направления. Но есть такие задачи, которые может решать только механика. Выдающийся учёный-механик академик Иосиф Израилевич Ворович говорил: «Почему математики живут дольше, чем механики? Потому что математики решают то, что можно решить, а механики то, что нужно решить».