Наука и образование

Сергей Овчинников: «Только физики в принципе понимают, как устроена Вселенная»

Профессор о прорывах в энергетике, школьном образовании, частице Бога и антигравитации.

Сергей Овчинников: «Только физики в принципе понимают, как устроена Вселенная»

Дмитрий Шабалин

Телепортация и тем более путешествия во времени, по мнению физиков, — не более чем пустые фантазии. Однако есть множество других, уже вполне реальных проектов, способных в обозримом будущем качественно улучшить жизнь человечества. О них, а также о надеждах и разочарованиях, достижениях и тревогах, напрямую связанных с одной из самых фундаментальных научных дисциплин, мы поговорили с профессором, доктором физико-математических наук, руководителем научного направления Института физики СО РАН Сергеем Овчинниковым.

Угрозы нет

image description

— Предлагаю начать наш разговор с такой нерадужной темы, как угрозы и тревоги, которые могут нести эксперименты физиков. Например, перед запуском большого адронного коллайдера сомнения в его безопасности высказывал Стивен Хокинг. Была версия, что эксперимент породит чёрные дыры, которые поглотят Солнечную систему… А сейчас Китай строит новый коллайдер, и он ещё больше!

— Я хорошо понимаю все опасения, но хочу успокоить: экспериментальные возможности современных учёных не настолько мощны, чтобы нанести значительный ущерб даже в масштабах планеты, а не то, что Солнечной системы или Вселенной в целом.

В настоящий момент самая большая мощность, которой располагает человечество, это водородная бомба, применение которой в качестве оружия, безусловно, недопустимо. Но во время испытаний в 1961 году на Новой Земле взрывная волна, обежав вокруг земли несколько раз, никаких планетарных катаклизмов за собой не повлекла. Всё устояло. Да, была радиоактивная пыль, но потом и она рассеялась. Вреда всей планете деятельность человека пока принести не может. Если только не начнётся глобальная ядерная война, одним из последствий которой может стать ядерная зима. А опыты учёных-физиков опасности точно не представляют.

— Но каждый новый громкий проект всё равно вызывает подчас неоднозначную реакцию. Интересно, в какой сфере в настоящее время проводятся самые передовые исследования?

— Сейчас самый крупный проект в области физики — это международный ядерный реактор ИТЭР, который станет прототипом электростанции будущего. Сооружают его во Франции уже на протяжении десяти лет. Запустить планируют в следующем году. И это опять же не несёт никаких угроз, но зато открывает перед человечеством новые возможности.

Сейчас все говорят про зелёную энергетику, про вредные выхлопы от угля, мазута и даже газа, про переход на экологически чистые источники. Всё правильно, вот только одними ветряками, солнечными батареями и биотопливом не обогреешься, и нынешней зимой это наглядно подтвердила Европа. К тому же современная зелёная энергетика на поверку не такая уж экологичная. Например, чтобы установить солнечные батареи, нужно сделать полупроводниковые пластины. Их производство (далеко не безвредное) размещается в Индии и других неевропейских странах. То есть солнечная энергия тоже грязная, просто не для Европы.

А вот термоядерный синтез действительно настоящий прорыв. Фактически учёные пытаются в земных условиях воспроизвести Солнце или любую другую звезду, которая будет гореть в реакторе электростанции. При этом в отличие от атомной энергетики, в которой исходным топливом являются радиоактивные вещества, здесь будет использоваться… обычная вода. Потому что для реакции нужен только водород.

Безусловно, это большой шаг в будущее. Ведь, во-первых, не будет никаких проблем с топливом, потому что запасы воды у нас не ограничены. Во-вторых — отсутствие радиации, даже при авариях. И в-третьих — огромное количество энергии, способное удовлетворить потребности всей планеты.

— Об отсутствии проблем с топливом я бы поспорила. Да, у нас в Сибири достаточно пресной воды, но на всей планете уже чувствуется её дефицит. Это крайне ценный ресурс.

— Согласен, но дело в том, что этот реактор работает как раз на солёной морской воде, недостатка в которой у нас нет. Поэтому процесс управляемого термоядерного синтеза — это глобальное решение проблемы энергетики. Для всего человечества.

Есть чем гордиться

image description

— Вы так увлечённо говорите о проекте ИТЭР, будто сами участвуете в нём.

— Напрямую нет, однако косвенно имею к нему отношение. Ведь та наука, которой я занимаюсь, — сверхпроводники, магнетизм — является принципиальным компонентом всей этой системы.

Дело в том, что водородная плазма, которая и даёт энергию при термоядерном синтезе, имеет огромную температуру, несколько миллионов градусов. И, соприкасаясь со стенками любой камеры — бетонной, стальной, да какой угодно, — она просто сожжёт их. Никакой реактор не выдержит. Однако советские физики ещё в пятидесятые годы прошлого века предложили создавать устройства, которые используют мощное магнитное поле для удержания плазмы, — токамаки.

— О чём-то подобном я читала в научной фантастике…

— На самом деле это реальность. Ещё начиная с пятидесятых годов в СССР и США велись работы по созданию таких устройств. Тогда поля были недостаточно сильные, поэтому плазма, которую они пытались удержать, тут же гасла. Сейчас мы подобрались вплотную к тому, чтобы реакция длилась достаточно долго и чтобы мы получали больше энергии, чем отдаём. Для этого нужны более сильные магниты нового типа. Создать их позволяют как раз те сверхпроводники, изучением которых мы занимаемся. Россия, к счастью, является в этой области одним из мировых лидеров. И именно наша страна выиграла конкурс на поставку сверхпроводящих магнитов для международного ядерного реактора ИТЭР. В тендере участвовали все ведущие государства мира, при этом российские технологии оказались лучшими. Тут есть чем гордиться!

Ломоносова не трогать!

— Знаете, немного обидно. Почему реактор будущего строят где-то во Франции, а не у нас?

— Проект ИТЭР — это ещё не электростанция. Промышленного производства энергии на этом реакторе не планируется, там будет вестись только отработка режима, а также оценка вероятных рисков. Скорее всего, эксперименты продлятся не менее 20 лет. А сами станции, основанные на термоядерном синтезе, начнут строить ориентировочно в 2050 году. Надеюсь, что мои внуки будут уже этим пользоваться.

— Вы сказали, что проект международный. А не влияет ли на его реализацию политика: санкции, ограничения? Или в научной среде нет такого?

— К счастью, ничего такого нет. Мы хорошо работаем друг с другом.

— Однако в интернете примерно с 2014 года чего только не говорят о российской и советской науке. Добрались даже до Ломоносова с Менделеевым, чьи достижения пытаются нивелировать. А в качестве гвоздевого аргумента приводят список нобелевских лауреатов, в котором наших соотечественников практически нет.

— Выдумки об учёных, на мой взгляд, сочиняют просто неумные люди. А что до нобелевских лауреатов… Неправда, что у нас их нет. В XXI веке премию по физике получили два россиянина: в 2000 году Жорес Алфёров, в 2003-м Виталий Гинзбург. А в 2010-м её присудили выходцам из России — Константину Новосёлову и Андрею Гейму. Правда, работают они в Великобритании. И данный факт как раз является одним из ответов на вопрос, почему лауреатов из нашей страны не так много. В девяностые на протяжении нескольких лет нам зарплату практически не платили. Было тяжелейшее время, когда многие учёные уехали за границу, где их принимали с распростёртыми объятиями.

Да и сегодня финансирование науки у нас в десятки раз меньше, чем в целом ряде стран.

— И тем не менее всё уже не так грустно, как в девяностые. Есть гранты, проекты, вот 2021-й был объявлен Годом науки. Интересно, на таком фоне появились желающие заниматься физикой?

— К сожалению, таких немного. Вот печальный факт: когда я поступал в вуз, у нас набор на первый курс физфака составлял 150 человек. А сейчас в СФУ норма — 26 студентов на поток, и то мы с трудом набираем.

Одна из главных причин такой ситуации — ЕГЭ. Математика является обязательной дисциплиной, а физика нет, и поэтому экзамен сдают единицы. Да и к преподаванию нашей науки в школах нередко относятся по остаточному принципу. А ведь от учителя очень многое зависит.

Могу привести свой собственный пример: как я увлёкся физикой. Мой папа был военным, и наша семья жила в ГДР. Однако учился я не в немецкой, а в советской школе, где по контракту работали учителя из СССР. Преподаватель физики была из Ленинграда. С первого урока она стала показывать нам, шестиклассникам, красивейшие опыты. У неё были колбы причудливой формы: в виде креста, звезды. В них она зажигала различные газы. Всё светилось, переливалось. Это настолько увлекало! И в итоге эти уроки определили мой жизненный выбор. Поэтому я считаю самыми важными первые годы обучения детей в школе.

Да, физика очень сложная наука, сложнее даже, чем математика или химия. Просто зубрёжкой или на одной логике её не постичь. Нужно, чтобы кто-то тебе помог понимать её интуитивно. И если учитель этого не сделает, то не увлечёт никто.

Коварный бозон Хиггса

image description

— Но как же не увлечься физикой? Это же наука о мироздании!

— Вот в том-то и интерес. Я ощущаю себя творцом, демиургом. Потому что только физики в принципе понимают, как устроена Вселенная.

— Тогда вы сможете ответить, почему бозон Хиггса называют частицей Бога?

— Да это название журналисты придумали, ничего там такого нет…Она была давно предсказана, и её обнаружение подтвердило бы правильность современной единой теории поля. Собственно, физики уже приняли эту теорию и не особо в ней сомневались, но вот обнаружить бозон Хиггса никак не получалось. Поэтому его открытие вызвало некий ажиотаж.

Кстати, с бозоном Хиггса у меня произошёл один примечательный случай. Как-то я участвовал в передаче на краевом телеканале. Это цикл бесед с учёными. На одной из них как раз обсуждали бозон Хиггса. В студию пригласили меня и моего коллегу, профессора, доктора наук Садреева. Мы всё подробно обсудили, постарались рассказать доступно и интересно. А потом месяца через два Садрееву стал настойчиво звонить какой-то очень рассерженный мужчина. Оказалось, что это довольно преуспевающий предприниматель. Его сын как раз заканчивал школу, и папа был уверен, что юноша поступит на юридический, продолжит семейное дело, будет его преемником. А тот послушал нас и заявил: я пойду в физику. И папа был очень недоволен, что и высказал нам. Вот так бозоном Хиггса мы мальчика и увлекли!

— Да, ситуация с одной стороны анекдотичная, а с другой — печальная. Вот в моём детстве перед кино показывали киножурнал “Хочу всё знать”, было много книг об учёных, фильмов. А как ждали очередной выпуск передачи “Очевидное — невероятное”!

— Теперь, безусловно, нам этого не хватает. И чтобы как-то повысить интерес школьников к физике, я и сам давно участвую в агитации, и своих молодых коллег приглашаю. Да, понимаю, что не решу проблему в масштабах страны и даже в масштабах города Красноярска. Но надо же хоть что-то делать!

У нас в СФУ есть физматшкола для одарённых детей, в которой учатся ребята из разных регионов. Там я читаю курс лекций, посвящённый современным проблемам физики: и сверхпроводникам, и термояду. Иногда мы проводим для них демонстрации. Например, магнитной антигравитации, которую, кстати, уже применяют на практике. Есть опытные поезда, буквально висящие над рельсами на магнитной подушке. Они могут развивать скорость до 700 километров в час. На таких за полтора часа реально добраться до Новосибирска. То есть антигравитация уже не фантастика.

Будем в космосе

— Выходит, физика — основа современного прогресса. Хотя есть мнение, что сегодня нет мононауки, все направления смешиваются.

— Если говорить о той же медицине или биологии, то прогресс в этих науках в XX и XXI веках в немалой степени связан с теми приборами, что поставила именно физика. МРТ, КТ, УЗИ — все эти новые методы исследования стали доступны благодаря нам. Я такое проникновение физики в самые разные сферы деятельности наблюдаю в течение последних 30 лет.

— Но ваша наука помогает не только жизнь спасать, но и отнимать её. Причём в катастрофических масштабах. Например, атомные бомбы, которые военные сбрасывали на мирные города.

— Сбрасывали бомбы военные, а приказы отдавали политики. А на города кидали и не атомные бомбы, причём с тем же результатом. Пример — тот же Дрезден, который разрушили до основания обычными зарядами. Жертв среди мирного населения там было огромное количество.

— Ну а каково же учёному, который стал создателем жуткого оружия? Я читала, что Эйнштейн страшно переживал после атомных бомбардировок.

— И не только он. Сахаров, создатель водородной бомбы, когда увидел её испытания, пришёл в ужас. Не случайно он стал заниматься правозащитной деятельностью. К сожалению, так устроен наш мир, что государства финансируют в первую очередь военные разработки. Но потом, постепенно, эти технологии начинают внедряться в мирную жизнь, принося пользу людям. Как ракеты, которые изначально были частью оборонных заказов. А потом человек полетел в космос. Сейчас же готовится полёт на Марс.

— И вы верите в то, что человечество шагнёт в космос, начнёт осваивать другие планеты?

— Конечно, верю. Космос мы обязательно освоим, пусть и не скоро.

Досье

Сергей Геннадьевич ОВЧИННИКОВ

Доктор физико-математических наук, профессор, руководитель научного направления “Магнетизм”, заведующий лабораторией Института физики СО РАН, завкафедрой СФУ, председатель наблюдательного совета Красноярского краевого фонда науки.

Год и место рождения: 1950 год, Петропавловск-Камчатский.

Карьера: 1972 — окончил физический факультет Красноярского государственного университета, специальность “физика”, квалификация “физик”.

1978 — кандидат физико-математических наук, физика твёрдого тела, “Электронные фазовые переходы в соединениях переходных металлов”, Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН.

1984 — доктор физико-математических наук, физика твёрдого тела, “Теория перехода металл-диэлектрик в магнитоупорядоченных веществах”, Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН.

1990 — присвоено учёное звание профессора по кафедре теоретической физики.

2007 — присвоено почётное звание “Заслуженный деятель науки РФ” (это почётное звание получают граждане Российской Федерации за высокое профессиональное мастерство и многолетний добросовестный труд).

2009 — лауреат премии оргкомитета международной конференции по сверхпроводимости в Пекине за лучшую работу, доложенную на конференции.

2021 — лауреат общенациональной премии Российского профессорского собрания “Профессор года”.

Преподаваемые дисциплины: “Современные проблемы квантовой теории магнетизма”, “Избранные главы теории конденсированного состояния”.Научные интересы: высокотемпературная сверхпроводимость, экспериментальные и теоретические исследования электронных и магнитных свойств систем с сильными электронными корреляциями, структура и свойства магнитных наноматериалов, электронная структура биомолекул.

Ирина Голубович
Опубликовано 4 месяца, 1 неделя назад,   11 февраля 2022 г. 17:00
Опубликовано 4 месяца, 1 неделя назад,   11 февраля 2022 г. 17:00
Пример HTML-страницы

Обзор материалов