Facebook |  ВКонтакте | Город Алматы 
Выберите город
А
  • Актау
  • Актобе
  • Алматы
  • Аральск
  • Аркалык
  • Астана
  • Атбасар
  • Атырау
Б
  • Байконыр
Ж
  • Жезказган
  • Житикара
З
  • Зыряновск
К
  • Капчагай
  • Караганда
  • Кокшетау
  • Костанай
  • Кызылорда
Л
  • Лисаковск
П
  • Павлодар
  • Петропавловск
Р
  • Риддер
С
  • Семей
Т
  • Талдыкорган
  • Тараз
  • Темиртау
  • Туркестан
У
  • Урал
  • Уральск
  • Усть-Каменогорск
Ф
  • Форт Шевченко
Ч
  • Чимбулак
Ш
  • Шымкент
Щ
  • Щучинск
Э
  • Экибастуз

Программу приходится упрощать

Дата: 01 февраля 2011 в 17:00

Программу приходится упрощать

О развитии нового метода исследования наноструктур, уровне современных студентов и проблемах российской науки в интервью «Газете.Ru» рассказал доцент кафедры теоретической ядерной физики Московского инженерно-физического института, к.ф.-м.н. Сергей Попруженко.

– Сергей, вы преподаете в МИФИ. Расскажите, пожалуйста, какое у вас мнение о современных студентах?
– В МИФИ (ныне НИЯУ МИФИ) преподаю больше 10 лет. Ощущения от общения с нынешними студентами, конечно, разнообразные. Радует их значительно большая, по сравнению с временами 10-20 летней давности, мобильность, отсутствие страха при встрече с новой обширной информацией, умение быстро ориентироваться в информационном пространстве. Там, где прежний студент оказывался бессилен перед сложной задачей, разобранной в учебнике, который нигде не достать, нынешний может в несколько минут отыскать решение в интернете, не выходя за пределы аудитории. Очень хорошо, что, приходя в ВУЗ, практически все хорошо владеют компьютером – здесь их не нужно почти ничему учить, напротив, есть чему у них научиться. Главных бед у нынешних студентов две: очень слабая, за редкими исключениями, школьная физико-математическая подготовка и отсутствие мотивации.

Второе вытекает из первого: если в школе физика и математика теперь часто рассматриваются как второстепенные дисциплины (что-то вроде обществоведения или экономической географии в наше время), то выбрать их в качестве своей будущей профессии школьник может разве что по настоянию родителей или по остаточному принципу, но в таких случаях серьезная мотивация возникает крайне редко.

Поэтому студенты большей частью приходят в вуз, в том числе к нам в НИЯУ МИФИ, не затем, чтобы стать профессионалами в предмете, который им интересен, а потому что вуз, тем более элитный, в любом случае помогает человеку успешно встроиться в социум. В результате профессиональный уровень наших выпускников за последние 20 лет упал очень заметно. Но при этом они продолжают быть востребованными и вполне успешно поступают на хорошо оплачиваемую службу. Противоречия здесь нет: для работы в экономике и управлении глубоких знаний физики и математики в любом случае не нужно, а наши профессиональные работодатели – институты РАН и научно-исследовательские центры пребывают в безвыходной ситуации: других студентов у нас для них нет, а обновлять штат сотрудников все равно нужно.

Официально это редко озвучивается, но нынешний студент уже не способен освоить тот объем физико-математических курсов, по которому мы готовили специалистов десятилетиями, и программу приходится постепенно упрощать.

В среднесрочной перспективе – уже сейчас – Россия утрачивает статус державы, готовившей специалистов экстра-класса в области теоретической и математической физики. Переломить негативную динамику пока не удается. Ясно, что создать оазис высокой науки и образования в отдельно взятом образовательном центре (даже таком мощном, как НИЯУ МИФИ) на фоне общей деградации невозможно – нужно решать проблему в целом, в масштабе страны, начиная с восстановления надлежащего уровня подготовки в средней школе.

– В МИФИ вы не только преподаете, но и ведете активную научную работу. Недавно в журнале Science была опубликована ваша статья «Пространственно-временная голография с фотоэлектронами». В чем заключается суть работы и насколько она актуальна?
– В последние годы в физике интенсивно развиваются несколько новых направлений, которые можно объединить общим названием Nanoscience. Повторять аргументы о пользе «нанонауки», думаю, излишне – сейчас о нанотехнологиях много говорят и пишут, в том числе в России. Чтобы сделать возможным широкое использование наноструктур в фундаментальной и прикладной физике и технологиях, нужно сначала научиться работать с объектами нанометрового (10-9 м) масштаба, управлять их свойствами. Но это значит, на самом деле, что физики должны также уметь работать и на сверхкоротких временах, порядка одной фемтосекунды (1фс=10-15 с) – именно таковы характерные времена, за которые развиваются процессы в наноструктурах, каковыми могут быть, например, органические молекулы. Возможность изучать процессы, происходящие на столь коротких временах (которые сравнимы с периодом обращения электрона по боровской орбите в атоме), появилась, в том числе, благодаря использованию в эксперименте мощных фемтосекундных лазеров.

Лазерные установки, генерирующие импульсы электромагнитного излучения длительностью всего в несколько фемтосекунд, сейчас используются очень широко; есть они и в российских лабораториях.

При воздействии таких импульсов на вещество мощная лазерная волна высвобождает связанные электроны и разгоняет их до больших энергий, то есть происходит то, что называется нелинейной ионизацией. В отличие от столкновительной ионизации, которая обычно имеет место в плазме, ионизация лазерным полем – когерентный эффект (без классический пример двух когерентных колебаний – это два синусоидальных колебания одинаковой частоты – примечание «Газеты.Ru»), поэтому спектры фотоэлектронов несут гораздо более полную информацию о строении и динамике облучаемой лазером системы, чем при иных способах воздействия. Эту четырехмерную пространственно-временную информацию можно «считать», анализируя интерференционную картину спектра.

Принципиальная возможность такой «фотоэлектронной голографии» и была продемонстрирована экспериментально в нашей работе.

Там мы показали, как из анализа интерференции (интерференция – взаимное усиление или ослабление амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве – примечание «Газеты.Ru») в спектрах фотоэлектронов можно получить сведения о микроструктуре мишени.

Конечно, в случае атомарной мишени, использованной в нашем эксперименте, такой опыт не дает нового знания – строение атомов и простых молекул в настоящее время хорошо известно и может изучаться многими другими методами. Но для сложных, в том числе органических, молекул, а также нанокластеров, фуллеренов и т.п. такая методика «распутывания» их динамики может оказаться перспективной. Наша работа – один из первых шагов в разработке пространственно-временной голографии нанообъектов, не более пока, чем экспериментальная демонстрация того, что такое возможно в принципе. Следует также отметить, что наша работа – далеко не единственная, развивающая это направление, ставшее сейчас весьма популярным.

– В чем состоит ваш вклад в данную работу?
– Мой вклад состоит в разработке подходящей теории. Важно не только с высокой точностью измерить интерференционную картину в эксперименте, но и располагать методом, позволяющим извлечь информацию из голографической картинки – наподобие того, как врач узнает о состоянии пациента, изучая его кардиограмму. Такой метод был сформулирован в теоретической работе, опубликованной два года назад профессором Бауэром из института им. М. Планка в Гейдельберге и мною.

Эксперимент, сообщение о котором опубликовано в Science, стал одним из первых подтверждений того, что наша теория действительно работает, позволяя понять и описать происходящее на количественном уровне и, конечно, предсказать результаты новых измерений.

Особо хочется отметить, что развиваемый нами подход базируется на работах известных российский физиков-теоретиков Л.В. Келдыша (ФИАН, в настоящее время – главный редактор журнала «Успехи физических наук») и В.С. Попова (ИТЭФ), сделанных ими еще в 60-е годы, на заре лазерной эпохи. На основе сформулированных тогда в основном отечественными физиками идей был, в частности, развит «Метод мнимого времени», при помощи которого квантовая система описывается как классическая, но движущаяся в комплексном пространстве и времени. Этот весьма эффективный подход, который мы слегка усовершенствовали, помог разобраться и в нашей конкретной задаче.

– Какое практическое применение можно найти результатам вашей работы?
– О практическом применении результатов, представленных в работе, говорить пока рано. Как я объяснял выше, настоящая работа представляет собой тестирование нового подхода к пространственно-временному сканированию наносистем. Как всякое тестирование, оно выполнялось на системе, чьи свойства и так хорошо известны. В нашем случае эксперимент показал, что новый метод работает, что и стало основанием для публикации в престижном журнале. Теперь предстоит длительная работа над тем, чтобы научиться применять этот подход для извлечения новой информации о динамике сложных наносистем в лазерном поле. В случае успеха появятся возможности для приложений.

В качестве возможных кандидатов можно указать лазерный катализ сложных химических реакций и вообще фемтохимию (за работы по фемтосекундной химии Ахмед Зевейл получил в 1999г Нобелевскую премию).

Другая возможная область приложения – медицинская диагностика.

В последние годы была предложена и апробирована на эксперименте идея о том, что некоторые виды онкологических образований можно детектировать, используя анизотропное рассеяние света на внедренных в них нанокластерах золота.

Сейчас исследования в этих направлениях ведутся в значительной мере «вслепую» и поэтому велика потребность в таких теоретических методах, которые позволяли бы надежно реконструировать механические и оптические свойства наночастиц.

Предлагаемый нами подход может здесь оказаться полезным, но для этого его еще предстоит серьезно развивать.

– Расскажите, пожалуйста, подробнее о международном коллективе ученых, который работал над статьей.
– Эксперимент был сделан в Голландии, в институте FOM (Fundamental Research of Matter – «Фундаментальные исследования вещества»), на уникальной установке FELICE (Free ELectron Laser for IntraCavity Experiments – «Лазер на свободных электронах для внутрирезонаторных экспериментов»), в которой короткие и интенсивные электромагнитные импульсы высокого качества создаются при помощи лазера на свободных электронах. Кстати, лазеры на свободных электронах успешно развивались и в нашей стране, в частности, в Новосибирске. В 60-80 годы Советский Союз был в числе мировых лидеров в этом направлении.

Наш же коллектив, как это сейчас бывает почти всегда – вполне интернациональный, среди экспериментаторов есть и россияне.

Когда были получены первые результаты, и стало ясно, что они высокого качества, руководитель экспериментальной группы профессор Враккинг (в настоящее время он – один из директоров института им. М.Борна в Берлине) занялся поисками подходящей теории. О нашей работе он к тому времени уже знал – мы встречались на конференциях – и в итоге оказалось, что она действительно помогает интерпретировать данные эксперимента. Примечательно, что все необходимые расчеты экспериментаторы сделали самостоятельно, пользуясь предложенным нами подходом. В процессе нескольких совместных обсуждений в институте М.Борна в начале прошлого года нашими соотечественниками, теоретиками М. Ивановым (Имперский колледж в Лондоне) и О. Смирновой (Институт Макса Борна в Берлине) была предложена идея об использовании разработанной в эксперименте схемы и нашей теории для пространственно-временной голографии нанообъектов.

– Согласны ли вы с утверждением, что в российской науке сейчас настали трудные времена?
– Трудные времена, а проще говоря, времена упадка, наступили сейчас не только в российской науке, а и в мировой тоже. По крайней мере, в физике.

Для того, чтобы в этом убедиться, достаточно сравнить уровень тех, кто работал в физике 100 или 50 лет назад, класс их работ, с тем, что есть сейчас даже в самых передовых научных центрах мира, и это при том, что уровень финансирования науки за последнее столетие возрос на порядки.

Но общие проблемы не отменяют частных. Кризис российской науки начался еще в 70-е, вместе с кризисом всей советской системы. Период 90-х оказался абсолютно катастрофическим: была разрушена одна из самых сильных в мире школ фундаментальной науки. В последние лет 10 ситуация начала улучшилась, делается немало, чтобы восстановить разрушенное и создать условия для роста. Появилось заметное финансирование. Сейчас молодые ученые, сразу после аспирантуры или даже во время обучения в ней, могут получать вполне достойную финансовую поддержку в виде грантов и специальных программ. Лично знаю немало таких примеров. У нас в НИЯУ МИФИ существует и реально работает программа поддержки молодых преподавателей. Помимо этого, по числу выигранных грантов разного уровня мы занимаем лидирующие позиции среди вузов, находятся средства и на существенное обновление материальной и лабораторной базы, на проведение научно-образовательных мероприятий. Так, в частности, нам удалось возродить Школу МИФИ по теоретической физике, ведущую свою историю с 1970 года. На последней сессии Школы в сентябре 2010г. собрался выдающийся состав лекторов, включая нескольких академиков и членкоров РАН, а также известных соотечественников, работающих в настоящее время в западных университетах.

– Насколько успешно Вам удается заниматься наукой именно в России, не думая о возможности уехать за границу?
– Остаются очень серьезные проблемы, без быстрого решения которых долгосрочной перспективы у российской науки, по моему мнению, нет. Во-первых, нужно постараться вернуть наших коллег, переехавших за рубеж или ушедших работать в другие отрасли. Речь идет в основном о тех, кому сейчас от 30 до 50 лет – возраст в современной науке наиболее продуктивный.

Это не невозможно. Есть пример очень успешно работающей в Китае программы по возвращению соотечественников.

Более того, в китайские университеты едут сейчас на позиции приглашенных профессоров и известные европейские ученые. Не в последнюю очередь благодаря этому уровень и конкурентоспособность китайской фундаментальной науки растут на глазах. Аналогичную программу хотят запустить и у нас, в России, но реальных результатов пока немного. Для привлечения активно работающих исследователей мало высокой зарплаты – нужны условия для работы, а это включает и возможности быстро приобретать и устанавливать необходимое оборудование, и минимум бюрократических процедур на всех уровнях, и дружественное отношение администрации, и многое другое. Пока этого нет, никто к нам работать и учить не приедет – ни соотечественники, ни иностранцы. Здесь мы естественным образом переходим ко второй тяжелейшей проблеме – современные российские наука и образование крайне бюрократизированы.

Вузы и НИИ – это зачастую уже и не храмы науки вовсе, а скорее подразделения министерств, где принимают решения люди, ничего кроме бумажной работы в своей жизни не знавшие.

В результате создается атмосфера, далекая от творческой, стимулирующая не столько реальную работу, сколько ее имитацию. Если в ближайшие 5-10 лет не удастся справиться с этими проблемами, сделав так, чтобы наши НИИ и университеты стали привлекательными для сильных и активно работающих, наука и образование в России угаснут уже окончательно. Думаю, что возможности для борьбы за создание в нашей стране атмосферы, благоприятной для научного творчества, не исчерпаны. Поэтому переезжать на Запад (или на Восток) пока не собираюсь. Иное дело – кратковременные поездки на конференции, для установления научных контактов и обсуждения результатов – это вещь безусловно полезная. Я, например, провожу в Германии суммарно два-три месяца в году, посещая несколько университетов и исследовательских институтов, с которыми у нас развивается сотрудничество.

Новая волна массового отъезда ученых из страны означала бы, что наши образование и наука окончательно отдаются на откуп российской бюрократии.

Совсем не хочется делать ей этот подарок.

По сообщению сайта Газета.ru