– Михаил Валентинович, Вы директор двух научных учреждений, и это, видимо, не случайно. То, что в Институте кристаллографии изучают кристаллы, не удивительно, но зачем Вам еще и синхротронные исследования?
– Институт кристаллографии был создан в 1943 году. Его цель – помочь фронту наладить выпуск кварцевых стабилизаторов для радиостанций, с помощью пьезокристаллов усовершенствовать радиосвязь и радиолокацию. Ученым тогда пришлось не только налаживать выпуск необходимых материалов на спецзаводах, но и самим стоять у станков. За 60 лет наш Институт сумел создать промышленность по выращиванию синтетических кристаллов, одну из мощнейших в мире. Кварц, другие пьезокристаллы, лазерные кристаллы – все это разработки Института кристаллографии, все это сегодня пользуется спросом на внутреннем и внешнем рынке. Доля России на мировом рынке кристаллов составляет порядка 40% от общего оборота. А успешны мы потому, что наши предшественники, прежде всего, академики А.В. Шубников, Б.К. Вайнштейн и их сотрудники искали закономерности во всей цепочке: получение (рост) кристаллов – их структура – физические свойства материалов. И тут очень полезными оказались методы рентгеновской диагностики кристаллов.
Впервые с их помощью глазу человека стало доступно трехмерное внутреннее строение окружающих объектов. Мы научились создавать материалы с заданными свойствами и понимать, как работает тот или иной кристалл. Существуют методы изучения структуры материалов, в первую очередь, это электронная микроскопия, но основа всего, наиболее универсальный метод – это рентгеновское излучение. К сожалению, даже оно имеет ряд ограничений. И здесь на помощь приходит новое средство – синхротронное излучение.
Четыре года назад по предложению академика Е.П. Велихова я возглавил синхротронный центр в Курчатовском институте в качестве директора-координатора по нанотехнологии и использованию синхротронного излучения. А организация стала называться Центром синхротронных излучений и нанотехнологий. Сотрудники академических институтов получили доступ к источнику с уникальными возможностями.
– Синхротронное излучение – побочный продукт работы ускорителей. Это как бы неизбежное зло, с которым надо было бороться.
– На первых порах синхротронное излучение называли и вовсе «паразитным». Было важно на ускорителе разогнать электроны или протоны и поразить ими какую-то мишень, а затем, например, в камере Вильсона анализировать результаты ядерных реакций. Это был инструмент ядерной физики. А «паразитное» излучение возникает, когда специальные магниты искривляют движение заряженных частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света. Как капли воды, летящие из-под автомобильного колеса во время дождя, синхротронное излучение направлено вперед по касательной к окружности движения электронов. Это излучение вызывает энергетические потери движущихся частиц, оно ограничивает пределы ускорения частиц, это несомненное зло, и с ним пытались бороться. Не сразу обнаружилось, что излучение это обладает уникальными свойствами.
Отметим, что идея существования синхротронного излучения была предложена несколько десятилетий назад советскими теоретиками Д.Д. Иваненко, И.Я. Померанчуком и А.А. Соколовым. Позднее стали очевидны достоинства этого нового типа излучений и стали строить специализированные синхротронные центры. И «паразитное», «тормозное» излучение превратилось в крайне перспективный исследовательский инструмент.
Здесь уместно привести пример того, как важна фундаментальная наука. В конце 40-х годов академик В.Л. Гинзбург опубликовал с соавторами статью о возможности спонтанного излучения при движении релятивистского электрона в периодическом внешнем поле. Сугубо теоретическая, абсолютно абстрактная работа, но сегодня на ее основе производят особые магнитные системы – вигглеры и ондуляторы. Их используют в современных синхротронах в качестве встроенных устройств, генерирующих синхротронное излучение с особыми свойствами, и такие устройства имеют обширный рынок сбыта.
– Какова география центров синхротронного излучения? Источников не хватает или уже достаточно?
– В мире существует порядка сотни таких центров. И они теперь не обязательно привязаны к исследовательским ускорителям. Есть проекты (в Новосибирске, в Институте ядерной физики СО РАН) более совершенные: они дешевле и дают более яркое излучение. Стандартные машины, которые сегодня широко используются во всем мире – это источники с энергией порядка от 1,5 до 2,5 ГэВ, с токами от 100 до 300 мА и достаточно разумные по габаритам, с окружностью порядка сотни метров.
Вы спрашиваете, достаточно ли источников? Нет. На хорошо отлаженные, работающие в режиме пользования источники очереди, потоки желающих, все расписано на месяцы вперед. Поэтому постоянно возникают новые центры синхротронного излучения. Несколько лет назад в Карлсруэ (Германия) – бывшем ядерном центре, был открыт новый синхротронный Центр «ANKA». Потом построили новый источник и в Берлине «BESSY II», кстати, на его базе несколько лет назад мы создали совместную российско-немецкую лабораторию. Очень активны французы, под Парижем они уже имеют источник и возводят еще один. А самый дорогостоящий европейский проект реализуется в Оксфорде, и это притом, что в Англии уже есть и другие источники. Швейцария построила свой источник, Испания планирует это сделать. В Японии их несколько десятков, Австралия завершает строительство своего источника.
– Как на этом блистательном фоне выглядят Россия?
– Это одно из направлений, в которых мы выглядим исключительно хорошо. Но масса разработок – в ускорительной технике, в самой генерации синхротронного излучения – начиналась в России. Нам удалось сохранить наработанное в 90-е годы, а на рубеже XX-XXI веков началась «разморозка». Когда 1 октября 1999 года был произведен запуск, В.В.Путин открыл Центр синхротронных исследований.
Источник представляет собой сложный инженерный комплекс, в его состав входят линейный ускоритель электронов, малое накопительное кольцо Сибирь-1 с энергией электронов 450 МэВ и большое накопительное кольцо Сибирь-2 с энергией электронов 2,5 ГэВ и током до 300 мА. Последние 3-4 года мы занимались освоением этих установок, насыщением экспериментального зала исследовательской аппаратурой. Удалось успешно разобраться с комплексом сложнейших проблем. И теперь российские ученые имеют в своем распоряжении источник мирового класса.
Многие наши сотрудники занимают ключевые должности в ведущих синхротронных центрах мира, мы не теряем с ними связь. И уже начинается обратный процесс. Потому что кроме денег есть и иные мотивации. Людей интересует хорошая работа на современных установках и достойное позиционирование. Если они хотят большего, то это можно сделать только тогда, когда за тобой стоит страна, которой ты нужен и которая тебя поддерживает. Поэтому есть люди, которые, даже теряя в зарплате, готовы вернуться, потому что у нас реальные перспективы развития.
– На какие исследования ориентирован Курчатовский источник? Что синхротронные лучи дают практике?
– Мы находимся на стадии выхода на режим работы с пользователем. Важная характеристика – время жизни пучка. Так вот оно на энергии 2,5 Гэв и токе больше 100 мА достигло 8 часов. Уже создана серия «окон» для выхода пучков излучения, работают 8 станций, специализированных под определенные исследования. Станция белковой кристаллографии «Белок», станция прецизионной оптики «ПРО», комплексной медицинской диагностики «Медиана» и другие. В стадии завершения и установки «Рентгеновское кино», «Ленгмюр» – всего 17 станций. И уже на каждой станции есть молодые люди из МИФИ, из МФТИ, из МГУ, из других учебных заведений, есть 40-45-летние доктора наук, и в этом году мы перейдем к стационарной работе.
Сегодня в мире биотехнологический бум. Много говорят о геноме, молекулярной биологии, но этот бум связан в значительной мере с успехами белковой кристаллографии, с расшифровкой тонкой структуры биологических объектов. Все это было сделано с помощью рентгеновского излучения, но сегодня с приходом синхротронного излучения прежние работы кажутся уже во многом делом рутинным. Можно изучать электронные свойства материалов, диффузное рассеяние, состав, пористость, структуру, флуоресценцию – и все это не порознь, а одновременно! Это и есть «физическое материаловедение». Можно вести неразрушающую диагностику, контроль материалов и изделий машиностроения – лопастей лопаток самолетов и кораблей, колесных дисков для автомашин. И мы с нашими машиностроительными корпорациями такую работу налаживаем.
Микромеханика, миниатюризация механических изделий сейчас – это горячие точки. Хотите сконструировать электродвигатель размером с кофейное зерно? Или двигатель внутреннего сгорания в сотни микрон? Или «землеройную» машину для очистки кровеносных сосудов? Все это уже не какие-то там мечты, а быстро растущий рынок. По сути, это те же технологии микроэлектроники – литография, проявление, совмещение, но с использованием синхротронного излучения, только оно способно проникать в глубь образца. Только оно позволяет добиться миниатюризации изделий машиностроения.
В медицинской диагностике мы используем рефракционный контраст, тогда можно видеть объекты, которые близки по плотности. Кстати, эти методы могут помочь и в борьбе с терроризмом.
– На таможне, в аэровокзалах ставить синхротроны размером в сотни метров?
– Кажется утопией, но уже есть проекты компактного синхротрона, способного разместиться в комнате. В эти идеи вложены большие деньги, дело идет.
– Вы ученый секретарь Совета при Президенте РФ по науке и высоким технологиям. Как отделить «высокую» технологию от «низкой»? Сколько всего высоких технологий, кто их регистрирует?
– Слова «высокие» технологии, может быть, и не совсем правильны, но имеется некая устоявшаяся терминология, во всем мире ходит слово хайтек, оно прижилось. Реально «высокое» от «низкого» отличается тем, что оно возникло недавно и быстро развивается. Наноэлектроника, скажем, или мобильная связь – ведь совсем недавно никто и помыслить не мог, что обычный телефон будет так потеснен.
Задача академической науки – интегрировать всё, чтобы иметь эффективную систему, и этот процесс приобрел поступательное направление. Но чтобы интегрированные коллективы начали действовать правильно, надо сфокусировать их потенциал на выбранных приоритетах, должен быть проведен некий мониторинг хайтека, учет того, что имеется в потенциале, потому что мы часто не знаем, что делают наши соседи. Подобные службы очень высокого уровня были в Советском Союзе – они занимались информационным сбором, регистрацией, учетом. И вот сейчас шаг за шагом в соответствии с основами политики РФ в области науки начинает развиваться мониторинг, прогноз, учет.
– Как президент относится к физике, химии, точным наукам, ведь он выпускник юрфака, гуманитарий?
– Думаю, как всякий образованный человек, президент к любому виду интеллектуального труда должен относиться с уважением и интересом. А, будучи руководителем государства, в котором научно-техническая сфера исключительно продвинута, составляет по сути один из важнейших ресурсов развития страны на перспективу. Он хорошо понимает важность развития этой сферы, исключительно деликатно подходит к ней и высоко ценит. Иначе бы не был создан наш Совет. Это инициатива президента, указ о создании Совета подписан им.
– Совет вырабатывает для России научно-техническую политику. Какие же у нас ресурсы? Нефть, газ, космос, атомная энергетика, на что делать главную ставку?
– Тут все и просто, и сложно. Мы – уникальная страна. В мире есть страны развитые и развивающиеся. Вторые в худшем случае живут на какой-то аграрной экономике, в лучшем – на сырьевой. А развитые страны уже от сырья не зависят, основной доход они получают от высоких технологий.
Почему Россия уникальна? Мы обладаем, в сравнении с другими странами, громадными натуральными ресурсами. И в этом смысле мы, так сказать, худо-бедно жили до сегодняшнего дня, и еще какое-то время можем протянуть. Страны, которые развиваются и хотят уйти от сырьевой экономики, стараются развивать хайтек.
Мы уникальны в том, что у нас научно-технологическая сфера одна из самых развитых в мире. Пожалуй, только США, по масштабам, по разветвленности, по междисциплинарности науки, сопоставимы с нами. Даже объединенная Европа нам в чем-то уступает. Мы сейчас можем найти в России специалиста из любой области, будь то молекулярная биология или химический синтез.
Но у России одна серьезная проблема – научно-технологическая область не материализована, мы производим знания, но ими не пользуемся. И раньше во времена СССР мы ими не пользовались, лишь малая часть знаний вводилась в военную сферу. А сегодня, когда открыты границы, получается, что мы просто поставляем свои знания миру, который на них делает деньги. Спрашивается, зачем же мы безо всякой для себя выгоды даем возможность богатым странам стать еще богаче? Вот проблема, и президент говорил о ней во многих своих последних выступлениях.
– Год назад был опубликован список из 53-х технологий и 9 приоритетных направлений.
– А теперь из этого списка следует выбрать суперприоритеты. Понятно, надо поддерживать то, без чего страна не может жить, существует набор «критических» технологий, но нужны и технологические прорывы. Этот выбор и должен обеспечить России прорыв на триллионный рынок высокотехнологической продукции, который сейчас делят между собой другие страны. Сегодня мы имеем чуть ли не наибольшее количество научных работников в мире –12%, а наша доля на рынке составляет менее 1%. Американцы с Европой тут далеко впереди. Мириться с этим нельзя.
Вторая наша забота – обеспечить законодательную базу использования ресурсов науки и, в первую очередь, интеллектуальной собственности, чтобы знания можно было легко и легально вводить в хозяйственный оборот. И третье – государство должно создать и поддержать соответствующую инфраструктуру, то, что в советское время называлось «внедрением». Раньше внедряли в военно-промышленный комплекс, а сегодня мерило – рынок. Это для всех нас ново, сложно, и тут также нужны дополнительные усилия.
И четвертое, надо формировать в сознании россиян важность знаний, науки для его же личного благополучия. В этом сегодня ключевая роль средств массовой информации. Я бы тут даже пошел на крайние меры. Человек покупает мобильный телефон, так надо прикладывать листочек, в котором должно быть написано нечто вроде: «только труд наших ученых, технологов, разработчиков дал возможность из кремния создать интегральную схему, из песка и кварцевого стекла, чтоб вы могли этим пользоваться – звонить любимым, родственникам, знакомым». Важно формировать у новых поколений уважение к интеллектуальному труду. Внушать: хочешь хорошо жить – люби науку! Но при этом и наука, оставаясь по своей сути фундаментальной, должна повернуться лицом к человеку.
И последнее. Ни в коем случае нельзя противопоставлять сырьевую экономику инновационной. Сегодня мы живем за счет сырьевой экономики, за счет экспорта. Поэтому первые инновации должны быть сделаны как раз в сырьевом секторе, где получаются реальные деньги. Удешевление добычи нефти и газа, усиление эффективности переработки руд, степени передела ресурсов, извлечения ценных компонент. Нефтехимия, металлургия, то, что дает сегодня главный доход страны – здесь должны быть инновации в первую очередь, потому что тут сразу заработает огромный возвратный денежный насос. Это сегодня и есть наш первый круг развития инновационной экономики.
Вел беседу Юрий Чирков, обозреватель медиагруппы «Хранитель», доктор химических наук.