Алексей Кавокин

Алексей Ковакин: Исследования в области суперпамяти создадут новую реальность

Дата Июн 19, 14 • Нет комментариев

Есть ли жизнь после гранта Программа мегагрантов позволила создать десятки современных лабораторий в России. Но что дальше? Российские ученые сохраняют лидерство в...
Pin It

Главная » Журнал "Управление Бизнесом" №14, Наши спикеры, Образование » Алексей Ковакин: Исследования в области суперпамяти создадут новую реальность

Есть ли жизнь после гранта

Программа мегагрантов позволила создать десятки современных лабораторий в России. Но что дальше?

Российские ученые сохраняют лидерство в некоторых областях физики полупроводников, в частности, в таком перспективном направлении, как использование терагерцового излучения в оптоэлектронике. Однако для закрепления научных успехов требуется поддержка со стороны отечественной промышленности.

– Хотелось бы, чтобы деньги, выделенные на разработку в этом направлении, не пропали впустую и мы завершили ее здесь, в России, – говорит руководитель лаборатории оптики спина СПбГУ, профессор Университета Саутгемптона (Великобритания) Алексей Кавокин.

Более десяти лет ученые многих стран работают над совершенствованием лазера, работающего в спектре терагерцового излучения (1011–1012 Гц). Это очень востребованные частоты, которые позволят решать задачи в области астрономии, биологии, медицины, информационных технологий, связи, послужат созданию прорывных технологий.

На заседании клуба «Матрица науки», организованном при участии Санкт-Петербургского государственного университета, прошла презентация концепции бозонного каскадного лазера, разработанной учеными Лаборатории оптики спина СПбГУ. Исследования проводились в рамках мегагранта, выделенного правительством России.

Алексей Кавокин рассказал журналу «Управление бизнесом» о перспективах лазеров нового поколения, высказал свою точку зрения на ситуацию в российской науке и образовании.

– Алексей, терагерцовый лазер существует и работает, но пока не имеет широкого применения…

– Да, такой лазер существует – это квантовый каскадный лазер. Проблема в том, что физика, на которой он основан, не позволяет создать компактный, надежный и достаточно дешевый для широкого применения прибор. На сегодня это огромный агрегат, работающий при температурах, близких к абсолютному нулю. Отсюда его высокая стоимость и капризность. Этот прибор в основном используется в лабораториях, для научных исследований.

Бозонного каскадного лазера, концепцию которого мы разработали, еще нет «в железе». Это теоретическая разработка, которая пока тестируется в экспериментальном режиме, но со временем позволит изготовить надежный и недорогой (по цене лазерной указки) прибор, размером с булавочную головку, работающий при комнатной температуре.

– Российские исследования как-то защищаются патентами?

– Мы подали две заявки на авторское свидетельство – нас попросили это сделать в министерстве образования и науки. Правда, они не будут играть большой роли, потому что это российские авторские свидетельства. Американских или европейских патентов у нас нет. Да нам это и не нужно. Патентуют потенциально перспективные результаты прикладных исследований. Мы же работаем в области фундаментальной науки, где результаты публикуются в открытой печати.

Идею лазера Эйнштейн предложил еще в 1917 году, но первый лазер был создан лишь спустя 50 лет. Конденсация Бозе-Эйнштейна (КБЭ) – агрегатное состояние вещества, основу которого составляют элементарные частицы – бозоны, охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю. Это фундаментальное явление, в значительной степени определившее развитие физики в XX веке. Более десятка ученых стали лауреатами Нобелевской премии за исследования в области сверхпроводимости и сверхтекучести, которые связаны с КБЭ. В их числе российские физики – Лев Ландау, Петр Капица, Виталий Гинзбург, Алексей Абрикосов.

Сверхпроводники могут передавать электрический ток практически без потерь. Человечество могло бы получить колоссальный экономический эффект, если бы удалось это использовать. До последнего времени все эти явления были из области низких температур. И вот появилась возможность перенести испытания в комнатные температуры, значительно облегчить экспериментальный процесс, а также использовать приборы в реальной жизни.

– И как же можно использовать явление КБЭ в нашей жизни?

Терагерцовые частоты – интересный диапазон для коммуникации, если от одного компьютера нужно передать другому большой объем информации

– Терагерцовые частоты – это волны длиной чуть меньше 1 мм. Они легко проникают в подкожные слои эпителия, поэтому перспективны в борьбе с раком кожи – могут распознавать и уничтожать поврежденные клетки. Кроме того, медики говорят о возможных перспективах использования этих частот в косметологии, где крутятся большие деньги, а значит, и повышаются шансы на дальнейшие научные исследования.

Терагерцовый свет невидим для глаза, а врачу хотелось бы контролировать, куда он посылает пучок. В этом плане наш прибор тоже может быть удобен, потому что вместе с терагерцовым излучением он посылает лучик синего цвета.

Терагерцовые сканеры уже начинают использовать в сфере безопасности. Они, например, способны обнаружить керамические ножи, пластиковую взрывчатку террористов (современные рентгеновские сканеры и металлоискатели в этом смысле бессильны), а также распознавать известные яды. Яд, как и любое вещество, состоит из молекул и характеризуется серией молекулярных переходов, частоты которых укладываются в терагерцовый диапазон. Если мы настроим наш сканер на частоты, соответствующие заданным молекулярным переходам, он сможет обнаружить искомое вещество.

Кроме того, терагерцовые частоты – единственный диапазон, который пока не освоен для передачи информации на расстоянии, нет надежных приемников и передатчиков. Это потенциально интересный диапазон для коммуникации – конечно, не из Европы в Америку, а, скажем, в пределах помещения, если от одного компьютера нужно передать другому большой объем информации. Можно будет скачивать в десятки тысяч раз больше, чем по кабелю.

На эту тему проводится много международных форумов, к ней проявляют большой интерес японская и американская промышленность. И это область, в которой мы реально лидируем. Хотелось бы, чтобы наша промышленность тоже ею заинтересовалась, чтобы деньги, выделенные на научную разработку, не пропали впустую и мы завершили бы ее здесь, в России.

– Какой вам представляется судьба ваших исследований?

– Их нужно продолжать, чтобы выйти на конкретные варианты возможного применения. А дальше это должно перейти в руки промышленников. В России электронная и микроэлектронная промышленность пока очень слабы. Поэтому самый вероятный вариант – разработкой прибора займется одна из зарубежных фирм: IBM, Toshiba или Hitachi. В этом случае на промышленное освоение уйдет лет пять.

– Какие нужны деньги, чтобы бозонный каскадный лазер появился «в железе»?

– Это относительно дешевая наука, не ядерный проект. Требуется провести серию тестовых экспериментов, которую мы уже проводим, но в Петербурге нет всего необходимого оборудования – мы ездим в Париж. Оборудование не слишком дорогое, был бы интерес.

Следующий этап – индустриальный дизайн, собственно разработка прибора. Этим должны заняться инженеры, придумать, как сделать лазер удобным в использовании и оптимальным по цене. И тут требуется инициатива со стороны промышленников. Думаю, в компании IBM на это ушло бы года 2–3. –

Наука следует в том числе и моде. Какие «модные» идеи пытаются материализовать ученые?

– Одна из очень модных идей, в которую вкладываются миллиарды долларов, – квантовый компьютер. Даже если его удастся создать, он будет существенно лучше решать задачи, имеющие отношение только к вскрыванию кодов, то есть большей части людей он, в общем-то, не нужен, а значит, для промышленности вряд ли будет представлять интерес. Это, по сути, игрушка для секретных служб. Тем не менее мир этим одержим, и это интереснейшая область фундаментальных исследований.

Единственная в мире канадская фирма D-Wave Systems incorporated (там работают два русских физика) продает под вывеской квантового компьютера некие аппараты по цене 10 млн долларов за штуку. И их активно покупают лаборатории, чтобы потом вскрыть и посмотреть, что внутри. Я знаю, что там внутри. Это не квантовый компьютер, а квантовый симулятор, основанный на решетке сверхпроводящих кубитов (квантовых разрядов). Он работает только при сверхнизкой температуре, отсюда и высокая цена. На основе решетки наших бозонных лазеров можно сделать процессор квантового симулятора и решать те же самые задачи, но это будет стоить гораздо дешевле.

– Похоже, вы считаете квантовый компьютер авантюрной идеей?

Квантовый компьютер будет существенно лучше решать задачи, имеющие отношение только к вскрыванию кодов. Большей части людей он не нужен

– Точнее сказать – для ее реализации должна произойти революция в физике. Чтобы создать квантовый компьютер, нужно собрать вместе большое количество кубитов – не десятки, а сотни тысяч. Пока по фундаментальным причинам это невозможно, и физики не видят реального пути это сделать.

Тем не менее исследования в области суперпамяти чрезвычайно интересны. Они могут создать новую реальность. Ведь появится возможность хранить бездонный объем информации, и хранить вечно – оптические диски устойчивы к температурам до 1000 °С, они способны пережить даже ядерную катастрофу.

– А революция на уровне нано готовится?

– Сейчас все зашло в тупик. Вы же знаете, как нагреваются компьютеры – есть даже такая картинка: на компьютере яичница жарится… Миниатюризировать их дальше уже нельзя, потому что на каждом маленьком элементе и без того выделяется слишком много энергии. Если чип еще уплотнить раз в десять, компьютер попросту сгорит. Нужен технологический прорыв, способный решить проблему нагрева: либо надо найти способ отводить тепло, либо сделать так, чтобы элементы при работе не нагревались. Например, использовать сверхпроводимость материалов. Мы над этим тоже работаем.

– Ваши ближайшие перспективы и будущее лаборатории…

– Передо мной ставилась задача построить в СПбГУ лабораторию европейского уровня – мы с этим справились. Оборудование позволяет решать многие интересные задачи современной физики кристаллов, сотрудники лаборатории – специалисты высокого уровня. После окончания срока мегагранта (2011–2013 годы) министерство образования и науки еще на два года продлило нам финансирование, правда, урезав его в три раза, что драматически сказывается на новой лаборатории. Потом программа грантов вообще закроется.

Университет ставит нам условие: ищите внебюджетные источники финансирования. До 2015 года меня еще держат здесь, а после, говорят, ищите преемника. Если так дело пойдет и дальше, через два года я уеду, как и большая часть моих сотрудников. Это полный авантюризм – создавать лабораторию на два года. Лаборатория – как большой корабль: если строишь, значит, должен долго плавать.

С одной стороны, программа мегагрантов – первая ласточка возрождения российской науки, которая позволила создать десятки современных лабораторий. Многие молодые ученые получили возможность заниматься наукой. Кроме того, в рамках программы в страну приехали зарубежные ученые, усилилась интеграция российской науки в мировую. С другой, не продумано, что же будет после реализации программы – жизнь после мегагранта. Университеты не горят желанием взять на свой баланс дорогостоящие лаборатории и платить их сотрудникам европейские зарплаты. Я периодически общаюсь с чиновниками министерства, но до сих пор не вижу у них желания даже ответить на этот вопрос, не то что решить его.

В России выделение грантов – это вопрос жизни и смерти, потому что зарплаты ученых ничтожны, а с грантов они получают надбавки. За рубежом не так – зарплаты приличные и гарантированные, и из грантов никто надбавок не платит, они идут на продолжение исследований. Нет грантов – западные ученые не умирают, они продолжают свою работу, но в меньших масштабах. Российские же ученые в такой ситуации влачат жалкое существование или уезжают на Запад.

Надо понимать, что даже самые талантливые ученые-фундаменталисты не создадут прибора – для этого нужен промышленник. У нас связь науки и промышленности очень слаба. Да и самой промышленности осталось мало. Если стоит задача создать новый революционный прибор, надо гарантировать финансирование фундаментальным ученым хотя бы в течение пяти лет, а затем результаты исследований должны подхватить промышленники.

– Сколько, по-вашему, должен получать профессор?

– В России профессор получает от 500 до 10 000 долларов в месяц – это зависит от грантов, дополнительного финансирования. Базовые зарплаты в РФ позорно низкие. Кроме, конечно, нескольких вновь созданных вузов, вроде Сколковского технологического института и Русского квантового центра – там профессор получает порядка 20 000 долларов в месяц.

Если говорить о конкурентоспособности российских вузов, их интеграции в мировую науку, то надо здесь предлагать зарплаты выше среднеевропейских, то есть 5000 евро и больше. На такие зарплаты люди могли бы возвращаться из-за границы на работу в Россию.

Конечно, дело не в одной только зарплате: нужны деньги на поездки, оборудование, нужна уверенность в завтрашнем дне. Наконец, совершенно необходимо избавить ученых от занятия административной, бумажной работой. Это отнимает очень много драгоценного времени.

– А зачем вы вернулись в Россию, зная ситуацию с фундаментальной наукой?

– Всегда приятно вернуться в родной город, поэтому я использую все возможности, чтобы здесь поработать. Я с большим удовольствием работал эти три года в России.

У нас до сих пор много сильных ученых-физиков, хотя среднее поколение практически все уехало. Советскую школу поддерживают ученые, которым за 60. Есть много перспективных студентов, вышедших из физикоматематических школ – там до сих пор хорошо учат.

На постоянной основе я работаю в Англии, профессором Саутгемптонского университета. Рассматриваю предложение возглавить там же, в Англии, крупный проект, ориентированный, в частности, на квантовые симуляции. Но если в России какие-то перспективы появятся, то я свои планы сориентирую. В течение какого-то времени я сотрудничал со Сколковским институтом науки и технологий и разочаровался – там пока одни заседания в американском стиле. Если появится нечто, имеющее отношение к науке, с удовольствием возобновлю сотрудничество.

– Вы космополит?

Нормальная работа невозможна без поездок, общения с коллегами в разных странах

– Нет, я вполне патриотически настроенный гражданин России. Но надо понимать, что профессиональный учены– это еще и член международного научного сообщества. Нормальная работа невозможна без поездок, общения с колй легами в разных странах. Ученые друг друга знают, постоянно встречаются на конференциях. Кто где работает – роли не играет. Физики, как спортсмены – могут играть за любую команду. Это касается всех ученых-фундаменталистов, не связанных с конкретными промышленными предприятиями.

– При каких условиях вы вернулись бы в Россию насовсем?

– Если ученый не находится в поисках случайной работы, а имеет постоянную позицию за рубежом, перевез туда семью, детей, то вернуть его очень сложно. Жизнь в России после Запада некомфортна, климат тяжелый, проблемы с безопасностью. Бюрократия буквально свирепствует, что не имеет никакого разумного объяснения. В Европе, правда, тоже всех пугает брюссельская бюрократия, Европейская комиссия – это очень тяжелая система, по сравнению, скажем, с Англией. Но в России – на порядок хуже! Невозможно купить коробку скрепок без согласования с проректором по экономике, который должен получить отзыв главного инженера, который должен получить три предложения по тендеру с визой экспертов. И потом все это должно пойти на подпись первому проректору. И даже после этого коробку нельзя будет купить, потому что не определили источник финансирования!

В этом безумии могут выжить только энтузиасты. Но на одном энтузиазме отечественную науку не создать. В таких условиях вряд ли можно ожидать массового возвращения ученых. Тем более что и постоянных трудовых отношений в России нет. Вузы перешли на контрактную систему – нас всех в конце года увольняют, а потом принимают опять. И я не могу, например, брать аспирантов на три года, потому что не уверен, что будет через год. По этой же причине не могу заключать европейский контракт на четыре года…

Государство в последнее время стало финансировать науку, вкладывать в нее довольно много средств. Наверное, поняли, что невозможно быть крупной державой и не инвестировать в науку, которая по всем показателям уже опустилась ниже Турции и Ирака. Но нужно как-то нейтрализовать безумную российскую бюрократию.

– Почему, на ваш взгляд, наши физматшколы не имеют аналогов?

– Думаю, это связано с тем, что в советских школах не запрещалось отбирать талантливых детей на ранних этапах обучения. Такой отбор во многих странах запрещен. Скажем, во Франции, пока ребенок не достиг 17–18 лет, его нельзя переутомлять экзаменами, тестированием – это считается аморальным. В результате французские школы не готовят детей с углубленным изучением той же физики и математики. У нас до такой политкорректности не дошли – как олимпийский резерв, так и интеллектуальную элиту готовили с самого юного возраста.

Сейчас университетская компонента этой системы рассыпалась, потому что в 1990–2000-е годы зарплаты были очень низкими, и у преподавателей вузов появилась возможность уехать. А школьные учителя, у которых было меньше шансов найти работу за рубежом, остались, несмотря на ничтожные зарплаты. И в ФМШ дети до сих пор получают образование высочайшего уровня. Они побеждают на международных олимпиадах. Многие российские лауреаты Нобелевской премии закончили такие школы.

А вот в российских вузах уровень обучения серьезно снизился. Все разговоры о том, что пять российских вузов должны попасть в международный топ-100, это просто лозунг, а в реальности профессорскопреподавательский состав в вузах катастрофически стареет, работают в основном те, кому за 65–70. Молодежь и преподаватели среднего возраста либо уехали, либо собираются это сделать. Поэтому качество образования в вузах стремительно падает.

Чем дольше ты остаешься в российской системе после хорошей ФМШ, тем ниже шансы на успех. Выпускники ФМШ, которые сразу уехали куда-нибудь в Гарвард, становятся звездами мировой науки. Те, кто отучился даже в относительно сильном российском вузе, вроде МФТИ, имеют шансы ниже, а если выпускник вуза остался еще и в аспирантуре в России, ему будет очень трудно выйти на первые позиции в мировой науке. Аспирантура, первые годы после защиты – это самое активное время для ученого, а в России оно тратится на борьбу за существование, на написание проектов и отчетов по ним.

– Где учатся ваши дети? И где, по-вашему, можно дать детям лучшее образование?

– У меня четверо детей. Старший сын учится в лицее в Париже и собирается поступать в Ecole normale. Дочь и сын – восемь и пять лет – учатся в частных школах Англии: в школе для девочек и школе для мальчиков соответственно. Самой младшей 7 месяцев.

Качественное школьное образование в России, как я говорил, можно получить в физматшколах. В Англии есть очень хорошие частные школы – там учится много детей состоятельных родителей из России, и там действительно внимательно относятся к детям, развивают их творчески.

Самое лучшее высшее образование в Англии дают Кембридж и Оксфорд. В Швейцарии есть знаменитая Цюрихская политехническая школа. Во Франции – система Гранд Эколь. Ecole normale – одно из самых престижных учебных заведений в области фундаментальных наук. Чтобы попасть туда, надо пройти сложный многоступенчатый конкурс. Это общенациональный конкурс, у нас аналога ему нет.

Я говорю об элитном образовании в точных и естественных науках, хотя Оксфорд и Кембридж дают высококачественное образование и в гуманитарных областях. Университеты во Франции – на уровень ниже, там нет вступительных экзаменов. Есть хорошие университеты в Германии (Мюнхен), Италии (Скуола Нормале Супериоре в Пизе). Кроме того, есть американская система высшего образования, которая гораздо дороже, – в Европе обучение в вузах почти бесплатно, платное только школьное. В США есть университеты очень высокого уровня, но я своим детям все равно не рекомендую там учиться.

– Почему?

– Потому что, как правило, человек, уезжающий в Америку, пропадает там, как в черной дыре, и уже не возвращается. Американская система засасывает. Мне бы этого для детей не хотелось. Я туда время от времени езжу на конференции, но жить в США мне не хотелось бы.

– Вы пишите книги. Какой жанр вам близок?

– Я много пишу сказок – исторических и не очень. Есть фантазийно-мемуарная литература из жизни физиков. Изданы в печатном виде только сказки.

Я стал писать для своих детей. В моих книгах подразумевается, что читатель знает историю Средневековья, Священной Римской империи, Иерусалимского королевства, взаимоотношения Римского Папы с европейскими императорами и т. д. Сегодня не все школьники это знают, а уж дошкольники тем более… Мои книги – для детей, которым интересна история. В свое время я разрывался в выборе между историей и физикой.

– Многие ученые «упражняются» именно в жанре сказок. Почему, как вы думаете?

Чтобы добиться каких-то успехов в науке, нужно немножко хулиганить, не бояться идти против правил

– Ученые – люди творческие. Писать сказки – это возможность отдохнуть на чем-то не очень серьезном. Да и чтобы добиться каких-то успехов в науке, нужно немножко хулиганить, не бояться идти против устоявшихся правил, иначе ничего нового не изобретешь. Это все, в каком-то смысле, близко к сказочной реальности.

– Вы и рисовать любите? У вас часто мелькает кот – на визитке, на презентации…

У вас часто мелькает кот – на визитке, на презентации… – У меня мама архитектор, она часто водила меня в Русский музей и Эрмитаж. Мои вкусы сформировались под ее влиянием. Мне нравятся импрессионисты, русские художники начала XX века, нравится Обри Бердслей – его иллюстрации к книге «Смерть Артура», короля Артура. Я сам иллюстрировал свои книжки, в том числе и сказки.

Мне приходится часто сидеть на скучных заседаниях. Чтобы себя как-то занять, упражняюсь в рисовании. Кот появился сам собой, никакого тайного смысла в этом нет. В результате я его рисую везде – на эмблемах конференций, в книжках по физике. И главный персонаж в моих книжках – вальяжный кот: такой сибарит, любитель поиграть в шахматы, выпить портвейна, порассуждать об истории.

– На какие исторические темы любит рассуждать ваш кот? – Его занимают загадки Средневековья. Например, куда делся крест, на котором распяли Иисуса Христа? Согласно историческим данным, в IV веке его нашла святая Елена – мать императора Константина. Также известно, где и в какой день он исчез – во время битвы при Хаттине, когда султан Саладин разбил войско Иерусалимского короля (1187 год). Такие святыни бесследно не пропадают. Крест не мог быть сожжен или изрублен на куски. Какое-то время он был предметом торга при переговорах: его хотела купить грузинская царица Тамара, выменять – французский король Людовик Святой. Но каждый раз переговоры заходили в тупик. Ясно, что Крест был, но сегодня о нем ничего неизвестно – почему? История оставила много таких загадок.

– Как вы понимаете нынешнее противостояние России с ЕС, США?

– Ничего нового с точки зрения глобальной истории – великие державы всегда отстаивали свои государственные интересы. В данный конкретный отрезок времени Российская держава находится на подъеме и заявила о своих правах.

Беседовала Ирина Кравцова

Алексей Кавокин

Родился в 1970 году в Ленинграде.

Окончил физико-математическую школу № 239, Санкт-Петербургский политехнический институт.

В 1992 году – стажер-исследователь в Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе.

В 1993–1998 годах – занимался научной работой в университетах Монпелье (Франция), Регенсбурга (Германия), Рима (Италия).

В 1998 году – профессор Университета Блеза Паскаля в Клермон-Ферране (Франция).

С 2005 года – профессор Университета Саутгемптона (Великобритания).

Похожие сообщения

Добавить комментарий

Наверх
X