Эффект академика Рубакова

Премии

Лауреат Демидовской премии 2016 года Валерий Рубаков: «Наука не может стагнировать — иначе отставание неизбежно. После распада СССР мы уже утратили многие позиции, по которым были первыми в мире. Теперь в запале реструктуризации и жажды “порядка” в бюрократической отчетности рискуем потерять оставшееся»

На прошлой неделе в Екатеринбурге прошло вручение самой престижной неправительственной общенациональной научной награды по итогам 2016 года — Демидовской премии. Особая ценность награды в том, что присуждают ее коллеги-ученые — академическое сообщество.

Академик Вячеслав Молодин получил признание за достижения в области изучения первобытной истории народов Сибири, его сенсационные открытия — комплекс могильников пазырыкской культуры на плато Укок, протогородское поселение Чича в Здвинском районе Новосибирской области, уже названное «новосибирской Троей», пазырыкское захоронение в северо-западной части Монгольского Алтая.

Академик Юрий Золотов известен в мире как выдающийся специалист в области химического анализа. Он в частности развил теорию и практику экстракции, методологию и новые способы концентрирования микрокомпонентов для определения их содержания в объекте, развернул работы по ионной хроматографии, дал импульс разработкам тест-методов. Спектр прикладного применения разработок — от радиохимии и гидрометаллургии до анализа воды, пищевых продуктов и медицинских объектов.

Академик Валерий Рубаков награжден за основополагающий теоретический вклад в фундаментальные направления физики: квантовую теорию поля, физику элементарных частиц, теорию гравитации, теорию ранней Вселенной. В «реформенном» для академической науки 2013 году ученый с мировым именем стал широко известен и как один из участников клуба «1 июля»: он в числе первых заявил об отказе признать ликвидацию РАН и вступать в новую академию наук, учреждаемую вместо нее по предлагаемому законопроекту. Ученые сочли эту идею разрушительной для российской науки. Протесты привели к тому, что положения о ликвидации РАН и об учреждении новой академии из окончательного текста закона были исключены.

О пути в науку и о путях науки в России мы говорим с Валерием Рубаковым, главным научным сотрудником Института ядерных исследований РАН, заведующим кафедрой физики частиц и космологии физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова сразу после официального объявления имен лауреатов Демидовской премии 2016 года.

Физика элементарных частиц…

— Валерий Анатольевич, престижными наградами вас не удивишь: вы начали получать их очень рано, начиная с «молодежной» академической премии 1984 года. Какие чувства испытали, узнав о присуждении Демидовской?

— Самые позитивные. Для меня огромная честь оказаться в ряду выдающихся людей, ею награжденных.

— Вы с ранних лет проявили блестящие способности к науке. Но вундеркинда надо «разбудить», дать его способностям развиться. Как это произошло в вашем случае?

— Мои родители фундаментальной наукой не занимались, они были инженерами: отец работал проектировщиком подземных сооружений Москвы, мама — в оборонном НИИ. Кстати, ее девичья фамилия — Демидова, и не исключено, что ее предки приходились дальними родственниками заводчиков и меценатов, учредивших премию. Мои бабушка с дедушкой по материнской линии происходили из-под Тулы, первой «демидовской» вотчины, потом жили в селе Семеновском под Москвой, откуда переехали в столицу. В этом селе и сейчас много Демидовых. Но отдавать меня конкретно «в ученые» родители не планировали. Решающее влияние оказали учителя и хорошие научно-популярные книжки. Одну из них, которую взахлеб прочитал в седьмом классе, помню до сих пор — «Силы в природе» Григорьева и Мякишева. Там очень интересно и доступно рассказывалось об элементарных частицах, и эта тема меня по-настоящему увлекла. А что такое физика, я начал понимать, когда после участия в городской олимпиаде (призового места на ней не занял, но получил похвальный отзыв), выдержав большой конкурс, перешел из обычной школы в физико-математическую № 57, где попал к замечательному учителю Владимиру Владимировичу Бронфману. Это был уникальный педагог и человек. Думаю, по числу выпускников, ставших классными физиками, он вполне достоин книги рекордов Гиннесса. Его питомцы, среди которых академики, члены-корреспонденты, доктора и кандидаты наук, работают в ведущих институтах и университетах страны и планеты. Бронфман буквально зажигал идеями, ставил вопросы, на которые порой сам не мог ответить, заставлял не просто вести разговоры вокруг каких-то тем, но решать конкретные задачи. Это была удивительная атмосфера. Между прочим, поначалу отец с матерью были не очень довольны тем, что я перешел в эту школу: они хотели, чтобы я получил золотую медаль, а там это было гораздо трудней, чем в обычной. И медаль я не получил. Зато обрел дело жизни. И потом родители очень поддерживали меня и в непростые студенческие, и в трудные аспирантские годы — и морально, и материально.

— Мировую известность вы тоже обрели очень рано — благодаря эффекту Рубакова, описанному вами в 26 лет. Когда начали формироваться ваши научные интересы?

— Уже в пятьдесят седьмой школе, когда я понял, что меня привлекает скорее теоретическая физика, чем экспериментальная, и при этом не оставляет интерес к физике элементарных частиц. Поэтому когда поступил на физфак МГУ, примерно представлял, чем буду заниматься. Так оно и получилось. Должен сказать, что мне всегда везло на учителей. Со второго курса я начал взаимодействовать с серьезными учеными. И самая большая удача — то, что попал в Институт ядерных исследований Академии наук, где делал диплом, учился в аспирантуре и где тружусь по сей день. В молодом институте, отпочковавшемся от знаменитого ФИАНа, под руководством Альберта Никифоровича Тавхелидзе (впоследствии академика, возглавившего Академию наук Грузии) формировался теоротдел с очень сильной командой, куда взяли и меня. Тавхелидзе, оказавший на меня огромное влияние, и Николай Валерьевич Красников стали моими научными руководителями.

А что касается «эффекта Рубакова», то в свое время статья на эту тему действительно наделала много шума, хотя была уже не первой моей значимой публикацией. Речь идет о монопольном катализе распада протона. Дело в том, что теоретически предсказано существование так называемых магнитных монополей — элементарных частиц с магнитным зарядом: возможность их наличия рассматривал еще британский физик середины прошлого века Поль Дирак. Я же показал, что если взять довольно широкий класс моделей элементарных частиц, то при взаимодействии с такими монополями протоны должны превращаться в другие частицы с большим энерговыделением, и что самое главное — вероятность этого процесса очень высока. Этого не ожидал никто. Не ожидали до такой степени, что авторитетный европейский журнал Physics Letters отфутболил первый вариант статьи с вердиктом «этого не может быть никогда». Но вскоре мою статью напечатали в «Письмах в журнал экспериментальной и теоретической физики» (ЖЭТФ), а год спустя к сходным выводам пришел американский физик Куртис Каллан, и работа получила большой резонанс.

Фундаментальная наука вносит вклад в интеллектуальную копилку человечества, открывает новые горизонты познания, закладывает базу для создания новых технологий. Эту базу нужно постоянно пополнять, для чего необходимы школы, традиции. И если такие традиции есть, как у нас в России, их надо беречь и поддерживать

С этой публикацией связаны две любопытные истории. После отправки статьи в «Письма в ЖЭТФ» я должен был делать доклад в Дубне по моей кандидатской диссертации. Еду туда и думаю: «Если не примут — защищаться не буду, вообще уйду из физики. Значит, я чего-то не понимаю». И только после того, как позвонил в редакцию и узнал, что статья принята, пошел на доклад. А вторая история случилась лет двадцать пять спустя на Британских островах в Кембридже, где меня неожиданно пригласил на торжественный ужин один малознакомый мне человек. Отказаться было неудобно, а после ужина он вдруг говорит мне: «Наложите на меня епитимью (вид церковного наказания. — Ред.), я перед вами грешен». Я растерялся, не понял, в чем дело, да и слова такого по-английски не знал. А оказалось — это тот самый человек, который зарубил мою статью в Physics Letters.

— Наложили епитимью? И подтвержден ли экспериментально эффект Рубакова?

— Это была, конечно, шутка. Но мы говорили о книге, которую британский коллега собирался написать на тему названного эффекта. Насколько я знаю, книги до сих пор нет. Нет и экспериментального подтверждения моего результата. Магнитные монополи до сих пор не обнаружены. Проблема в том, что они должны быть очень тяжелые, и чтобы их образовать, мощности существующих ускорителей не хватает. Их ищут в естественных потоках космических лучей, и есть очень разные оценки, сколько их может быть во Вселенной. А может, нет ни одного.

— Отсюда вопрос, то и дело всплывающий в СМИ, а в последнее время — у чиновников, берущих на себя управление наукой: зачем в принципе нужно теоретизирование, не приносящее конкретного результата, стоит ли его финансировать? А если финансировать, то почему бы не совершать открытия по плану, чтобы вовремя отчитаться: к такому-то году, месяцу? Подобные планы уже спускаются…

— Вопрос не новый и, мягко говоря, не очень умный. В данном случае теоретическая состоятельность результата подтверждена, и это само по себе ценность. Могу добавить, что из всей этой истории с монополями вырос целый набор теоретических идей и результатов, часть из которых имеют прямое отношение, например, к ранней Вселенной. Если же очень сильно пофантазировать и представить, что монополи научились рождать на ускорителях, то они могли бы быть катализаторами процесса громадного выделения энергии, а их накопление способствовало бы решению энергетической проблемы человечества. Но такое может случиться через тысячу лет, а может никогда не случиться.

Теоретическая физика, как и вся фундаментальная наука, как и живопись, музыка, литература, — это часть общечеловеческой культуры, загонять ее достижения в конкретные планы бессмысленно.

Человечеству вообще не вредно знать, как устроен мир, в котором оно живет. Одно из главных открытий 2016 года — экспериментальное подтверждение наличия гравитационных волн, предсказанных Эйнштейном сто лет назад (подробнее см. «Рябь пространства-времени»). Но если бы их не обнаружили — значение Эйнштейна не стало бы меньше. Его наследие — это прежде всего бесценный вклад в интеллектуальную копилку человечества, открывший перед ним новые горизонты познания и заложивший базу для создания новых технологий. Эту базу нужно постоянно пополнять, для чего необходимы школы, традиции. И если такие традиции есть, как у нас в России, чем могут похвастать далеко не все страны, их надо беречь и поддерживать, а не заваливать бесконечными формами отчетности.

…Космология…

— Ваши коллеги пишут, что физики планеты знают вас прежде всего как автора идеи «мира на бране». Как от физики элементарных частиц вы перешли к космологии?

— На ранних стадиях развития Вселенной работали те же законы, что и в физике микромира, поэтому моя «диффузия» очень естественна. Одна из моих «космологических» работ связана с вопросом: если есть материя, значит, должна быть и антиматерия, но ее нет — почему? Вопрос этот, поставленный еще академиком Сахаровым в 1967 году, очень глубокий и правильный. Ведь на ранних стадиях эволюции Вселенной при гигантских температурах того и другого было почти поровну. И после аннигиляции (взаимного уничтожения) остались частицы, из которых все мы «сделаны». Как все это происходило? В нашей работе с Вадимом Кузьминым и Михаилом Шапошниковым, ныне живущим в Швейцарии, мы попытались с этим разобраться. Специалистам понятно: разница между материей и антиматерией определяется нарушением так называемого барионного числа (приблизительно сохраняющегося квантового числа системы. — Ред.). И чтобы такая асимметрия между материей и антиматерией получилась, необходимо, чтобы образование протонов шло без образования антипротонов (обычно на ускорителях они рождаются парами либо аннигилируют), или, другими словами, чтобы кварков получалось больше, чем антикварков. Сахаров это понимал, сформулировал это как необходимое условие. Так вот оказалось, что при очень высоких температурах такие процессы «вписываются» уже в ту теорию, которую мы сегодня понимаем, — в Стандартную модель элементарных частиц, описывающую все экспериментальные данные. Что опять же вызвало противоречивую реакцию, потому что прежде вероятность таких процессов считалась чрезвычайно малой. Вообще генерация барионного числа по сей день остается одной из главных космологических загадок, разрешение которой зависит от понимания физики за пределами Стандартной модели. Но аномальные электрослабые процессы с несохранением этого числа в ранней Вселенной, большую вероятность которых мы с коллегами обнаружили, учитываются практически во всех исследованиях механизмов генерации асимметрии между материей и антиматерией.

Что касается идеи «мира на бране», то это, если можно так выразиться, более спекулятивная идея. Ведь если в работах об антиматерии речь идет о вещах, которые наверняка происходили, то здесь — гипотеза, требующая гораздо большего фактического подкрепления. Это предположение о том, что наш мир может иметь не три пространственных измерения, а больше, а наша материя состоит из частиц, локализованных вблизи трехмерного многообразия, или доменной стенки, которую теперь называют браной. Кстати, сейчас эта идея, родившаяся применительно ко всей Вселенной, активно используется в физике конденсированного состояния, во многих фундаментальных теориях, но пока тоже остается теоретической, поскольку эти новые измерения пространства, если они вообще есть, ничем себя не проявили. Такие вещи полезны еще и тем, что помогают экспериментаторам сориентироваться, понять, где искать, в какую сторону смотреть. И в ЦЕРНе, на Большом адронном коллайдере в эту сторону смотрят, пытаются найти скрытые измерения.

Но это работы довольно давние, если же говорить о моих современных интересах — среди них в том числе и такая тема. Известно, что в истории Вселенной была горячая стадия с гигантскими температурами и очень быстрой скоростью расширения, но сегодня мы знаем, что она не была первой. Есть понятие космологической инфляции, введенное нашим физиком Алексеем Старобинским и развитое другими исследователями, определяющее основную гипотезу того, что было до горячей стадии. Инфляция — это вздутие, раздувание, когда что-то очень быстро растет, в данном случае все пространственные расстояния. Но можно пытаться искать и другие варианты развития событий. Например, что когда-то Вселенная была очень большая и разреженная, почти как наша сегодня, потом сжималась, потом была остановка сжатия, нагрев и переход к расширению. Дальше надо выяснить, возможно ли такое теоретически, и если возможно, то как это доказать практически, что называется, глядя на современные небеса? Вопросы очень нетривиальные, и самое интересное — рано или поздно на них будет получен ответ. Ведь речь идет о самых первых секундах формирования нашего мира, оставивших след на всем, что нас окружает.

…Вопреки обстоятельствам

— Но чтобы отвечать на такие вопросы, надо уметь масштабно думать, а для этого нужна определенная среда, об опасности нарушения которой в России периодически говорят члены клуба «1 июля». Что представляет собой этот клуб организационно? И как вы оцениваете академическую реформу сегодня?

— «1 июля» — именно клуб по интересам: никакой структуры, организации, членства, а тем более юридического лица за ним нет. Участие абсолютно добровольное, мы общаемся в основном по электронной почте, иногда встречаемся, иногда выступаем по каким-то вопросам вместе. Общий интерес у нас, объединившихся против «исторического» решения полностью ликвидировать прежнюю Академию и создать вместо нее новую, один — защитить академическую науку от деградации. Решение в исходном виде не прошло, что уже хорошо. Однако затеянная реформа производит странное впечатление. Три прошедших с ее начала года ничего позитивного не дали и по существу упущены. Конечно, люди писали статьи, ставили эксперименты, но скорее вопреки, чем благодаря обстоятельствам. Никакого кардинального развития академической сферы, если на него кто-то рассчитывал, не произошло, и что самое печальное, неясно, начнется ли движение вперед. Но наука не может топтаться на месте, стагнировать — иначе отставание неизбежно. За четверть века после распада СССР мы и так уже утратили многие позиции, по которым были первыми в мире, в физике в частности. И теперь в запале реструктуризации и жажды «порядка» в бюрократической отчетности рискуем потерять оставшееся.

— Вы — профессор МГУ, завкафедрой физики частиц и космологии физфака ведущего университета страны. Какое впечатление производят современные студенты, не падает ли уровень и не растет ли желание найти себе место в других странах?
 
— Студенты очень хорошие, по крайней мере, у меня. То есть кадровая перспектива есть, и это радует. Сложнее с перспективой организационной и финансовой. Когда молодой ученый не знает, сохранится ли лаборатория и даже институт, в которой работают его учителя, — естественно, он начинает думать о другом месте работы. Кроме того, в физике элементарных частиц огромное значение имеет уровень оборудования для экспериментов, оно дорого стоит, и конечно, классному специалисту интересней там, где оно есть. Что касается уезжающих за границу — из моих студентов примерно половина ищет себе место там и, как правило, находит. Вторая половина, при всех минусах, остается здесь. Это пропорция держится приблизительно на одном уровне — за исключением, пожалуй, 90-х годов, когда уехавших было больше.

— Были у вас мысли уехать? И предложения?

— Были и мысли, и предложения, и еще какие. Не вдаваясь в подробности, скажу, что когда я сообщил об одном из них Тахвелидзе, он решил, что я уезжаю, — от таких предложений не отказываются. А когда узнал, что остаюсь, — очень, очень удивился. Я много думал на эту тему, анализировал все «за» и «против» и в конце концов пришел к выводу, что мне комфортней работать здесь. И о своем решении не жалею. В конце концов, здесь у меня выросли отличные ученики, которые теперь растят своих…

— Сколько их?

— Точно сказать не могу, но две футбольных команды наберется, не считая «запасных». Что для серьезной науки совсем не мало. И это создает положительный настрой, вселяет оптимизм. Несмотря ни на что.                  

Дополнительные материалы:

Авторы: Андрей Понизовкин, Вера Фигнер