Плод веры. Главный научный сотрудник Объединенного института ядерных исследований Владимир Алексеевич Никитин

Владимир Никитин, главный научный сотрудник Объединенного института ядерных исследований, рассказывает о том, как в начале 90-х по инициативе сотрудников института в Дубне стала ежегодно проводиться конференция "Наука. Философия. Религия", о том, какие фундаментальные вопросы обсуждали все эти годы ученые, философы, богословы.

– Мы находимся сейчас на конференции «Наука. Философия. Религия», которая ведет свою историю с 1991 года, и, если я правильно помню, Вы стояли у ее истоков Как физикам-ядерщикам пришла идея провести такое мероприятие?

– Может быть, это странно, но физики-ядерщики всегда старались быть включенными в общекультурную среду. 60–70-е годы характеризовались, в Дубне в частности, тем, что к нам приезжали поэты, писатели, здесь снимался фильм «Девять дней одного года». Так что нам все это не чуждо, мы были заинтересованы всем этим. Философы говорят, что между наукой и культурой нет такой грани, что ученый сидит только в своем кабинете, а философ – только в своем. Нет, мы проявляем интерес друг к другу, и в частности это реализовалось в том, что Блохинцев, наш первый директор, ежегодно или раз в два года проводил здесь философские конференции, так что мы уже приняли традицию. А когда в 90-е годы общество стало подчеркнуто интересоваться религией, тем, каково место религии в нашей жизни, то мы, естественно, откликнулись на это. Более того, наш директор Николай Николаевич Боголюбов поддержал письмом, по-моему, в правительство идею воссоздания церкви у нас в Дубне. И она была восстановлена. В то время в ней был склад, потом были предложения превратить церковь в спортивно-культурный центр, но директор сказал, что ее нужно вернуть тем, кому она принадлежала, потому что это часть нашей культуры и истории. И поэтому в наши конференции мы включили еще один компонент, который раньше присутствовал, но был на втором-третьем плане, а теперь зазвучал в полный голос.

– Каждый год конференция имеет свою определенную тему, это такая традиция? Если да, то какими были первые темы, что вы обсуждали?

– Нас интересует природа творчества: как человек мыслит, как у него появляются идеи? Говорят, Менделеев прикорнул в обед, и ему пришла идея, как расположить элементы. Другие люди рассказывают иные истории, но в этом действительно есть тайна, мы не знаем, каким образом наступает тот интеллектуальный, интимный акт творчества,  который дает идею, после чего начинается ее формальное развитие.

– Расскажите об истории института, как он создавался и, если возможно, приведите примеры подобных прорывных решений, которых мы, наверное, не можем объяснить рационально.

– После создания синхрофазотрона в 1956 году наш институт стал буквально меккой для ученых всего мира. Сюда приезжали политики, премьер-министры и, конечно, ведущие ученые. Были совместные работы. Пока синхрофазотрон был самым крупным ускорителем в мире, мы пользовались привилегией интегрировать мировую мысль здесь. После этого вперед вышел ЦЕРН (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), потом, в 1968 году, снова вырвался вперед Советский Союз, построив ускоритель близ Серпухова, энергия которого была в 2–3 раза больше, чем в ЦЕРНе, и опять все потянулись к нам. Французы привезли сюда свою большую пузырьковую камеру, из ЦЕРНа люди приехали со своей аппаратурой. То есть в 60-70-е  годы институт периодически получал эстафетную палочку передовой мировой науки и держал ее, неся высоко и с большой скоростью. Но в 1972 году американцы запустили самый большой в мире ускоритель, и Дубна перестала быть меккой, но не перестала быть интеллектуальным научным центром, и конференции мы проводили каждый год. Опять-таки в центре было происхождение феномена творчества, сейчас эта идея формулируется по-разному, но всегда находится на первом плане.

– Знаете, может быть, не все наши зрители знают, с какой целью создавался Объединенный институт, из каких структур он состоит, каковы его самые известные результаты и где они применяются.

– Институт создавался в 1946 году, конечно, под влиянием атомной проблемы. В то время атомная бомба уже была испытана американцами, проект в Советском Союзе тоже находился в хорошем состоянии, но созревало мнение, что для понимания ядерных процессов нужно развивать фундаментальную науку. Не просто эмпирически понять, какие ядра в каком сочетании и при какой технологии могут выделять энергию, но нужно было понять, как это ядро устроено, какие силы в нем доминируют и почему. И для этого нужны были ускорители.

Как я сказал в своем докладе, ускоритель – это микроскоп. Известно соотношение длины волны и энергии частицы. Частицы так же, как и фотоны, обладают волновыми свойствами, и всем известно, что чем меньше длина волны, тем меньшие объекты позволяет видеть микроскоп. Преемником оптического микроскопа стал электронный, где играет роль электронный луч, а преемниками электронного микроскопа стали ускорители. Они давали частицу большой энергии, и по известной формуле это соответствовало все меньшей и меньшей длине волны. Облучая этим пучком искомые объекты, мы можем ответить, какова их структура и свойства.

– Как это применяется в обычной жизни? Смотря на что, мы можем понять, что это связано с Вашими исследованиями?

– Под влиянием ощущений ученых, что надо не просто заниматься эмпирикой и технологиями, а стоит продвигаться в фундаментальную область, в 1946 году началось строительство первого ускорителя в Дубне. В 1949 году он был запущен. Фантастическое время. Всего за три года была построена первая подобная машина в мире. Про фундаментальную часть я в целом сказал: это микроскоп, прибор для исследования микромиров, а в качестве примера, какую это дает пользу и как применяется на практике можно привести наши дубнинские ускорители.

Один из них в основном работает на медицину. Пучком протонов и ядер можно уничтожать раковые опухоли. Особенно это важно, когда опухоли недоступны для хирургов, а именно находятся в мозге. В нашей лаборатории ядерных проблем такую терапию ежегодно проходят 140 пациентов, и, как докладывают на наших семинарах медики, которые вместе с физиками ведут эту работу, частота метастаз падает с 16% до 6%. Это довольно существенная вещь. В России сейчас таких центров только три. Это очень мало, как говорят эксперты, нужно пятьдесят.

Также материаловедение. Чтобы сделать хороший транзистор для нашего сотового телефона, нужно иметь технологии обращения с кристаллами. Нужно имплантировать в чистый кремний некоторые добавки, которые модифицируют его свойства и делают его усилителем электрических сигналов. Как оказалось, исследовать структуру кристаллов, удобнее и эффективнее на ускорителях. И наш реактор в лаборатории ядерных проблем в значительной мере ориентирован на прикладные работы: исследования твердых тел, кристаллов, наночастиц. И что еще интересно, лаборатория разработала специальный ускоритель для промышленной зоны в Дубне, который будет производить так называемые ядерные фильтры.  То есть пучком ионов облучают органическую пленку, нарушается структура полимера, потом ее протравливают в определенных химических растворах, после чего образуются калиброванные отверстия точно заданного диаметра, с точно заданным распределением. Это идеальные фильтры для биологии, производства разных чистых веществ. У нас организована такая компания, но инициаторами были фундаментальные науки.

– Институт международный, давайте поясним, что это значит, кто участвует в исследованиях?

– В 1956 году, когда было объявлено о создании международного института, в него вошли 12 стран социалистического лагеря. Сейчас у нас 18 стран и еще 5 ассоциированных стран. Наша притягательность явно заметна, и это хорошо, потому что бюджет института наполняется из взносов стран участниц.

– Я знаю, что недавняя нобелевская премия была присуждена в том числе за исследования, так или иначе связанные с разработками ваших ученых.

– Да, нобелевские премии связаны, их нельзя оторвать: всегда есть вершина пирамиды и кому-то на ней повезло. Но мы должны понимать, что это длинная история. В достижениях, которые нам удалось сделать, я это ясно ощущаю, например, мы создали струйную газовую мишень, которая сейчас разошлась по всему миру и в фундаментальных, и в прикладных исследованиях. В камере ускорителя или в какой-то другой вакуумной среде мы научились создавать локализованное течение водорода и других веществ. Откуда взялась эта идея?

Сначала мы работали на ядерных эмульсиях, облучали их, видели, что это очень трудоемкий процесс. Был ряд предложений, как это усовершенствовать. Потом мы поняли, что ядерная эмульсия плоха тем, что в ней много разных веществ, это смесь, а нам бы хотелось заниматься чистыми. В частности водород, более всего протон, в большей степени востребован в науке как самый простой объект, который сперва надо понять, а потом переходить к более сложным. Нужно было сделать чистую мишень. Мы заинтересовались тем, что в термоядерных установках нечто подобное есть, но совсем для другой цели, чтобы создать разогретую плазму в которой потом якобы будет проходить термоядерная реакция. Туда тоже впрыскивают пучок высокотемпературного водорода, то есть уже разогнанного в ускорителе или в каком-то другом устройстве, и он разогревает эту среду – плазму. И мы подумали, что уже есть прецедент, как можно создать течение быстрых атомов водорода, и в частности сверхзвуковое течение.

Я ездил в Харьков, где в то время активно занимались этой технологией, привез эту идею сюда, мы ее обсудили с нашими криогенщиками, потому что можно запустить туда этот газ, но он быстро испортит вакуум. Нам бы не разрешили использовать такую мишень, потому что она была бы разового действия. Впрыснули – и ускоритель бы перестал работать, потому что вакуум испорчен. Поэтому криогенщики предложили идею, как вымораживать водород. Если поместить ловушку при температуре жидкого гелия, то водород, попав в нее, конденсируется, сублимируется в ней и не портит вакуум во всей камере. Кстати, когда мы в 1972 году предложили эту идею американским физикам (потому что у них появился самый большой ускоритель), они отреагировали очень положительно, приезжали сюда, мы заключили договор, написали проект и начали создавать совместную аппаратуру.

В 1971 году, за несколько месяцев до начала эксперимента по плану я приехал в лабораторию имени Ферми в Оттаве, близ Чикаго, чтобы утрясти окончательные вопросы. Со своим американским коллегой пошел на прием к директору, а директор, Роберт Вилсон, мне и говорит: «Мистер Никитин, мы сожалеем, что Вы приехали, потому что наш программный комитет не рекомендовал нам использовать вашу технологию: она может остановить ускоритель. На первых порах все будут хотеть получить результаты, а вы все испортите, так что извините, но дело не состоится. У меня был портфель с фотографиями нашей аппаратуры и нашей жизни. Эти фотографии сделал наш прекрасный институтский фотограф Юрий Туманов (к сожалению, он уже ушел из жизни). Я сказал, что мы подождем, может, что-нибудь изменится, взял портфель и стал уходить. Вильсон спросил: «А что это у Вас в портфеле». «Фотографии», – ответил я. Он попросил дать посмотреть. А он был не столько физиком, сколько архитектором и художником, все здания в лаборатории были созданы по его проекту. И вот он листает фотографии, и вдруг ему попадается фотография, где мы стоим у нашей установки все в пальто и шапках. Человек пять, все стоим и смотрим. Вильсон спросил, неужели в России так холодно, что мы вынуждены работать в шапках. А я ничего не могу ответить, потому что сам раньше не обращал внимания на эту фотографию. Видимо, Туманов поймал какой-то момент, когда мы пришли с мороза в зал, наши конструкторы спешили сообщить последние новости, и мы, не раздеваясь, вот так облокотились. И Вильсон сказал: «Мы сделаем эту работу!» Руководствуясь своей интуицией не ученого, а художника, ему импонировал эмоциональный фон того, как все это происходило.

На конференции часто звучат вопросы о том, как работают физики, технари, и когда у них получается результат? А получается, когда есть общекультурная среда, из которой таинственным образом и прорастают эти ростки.

– В своем выступлении Вы говорили о необходимости единства противоположностей. В чем это проявляется в науке и, может быть, в творческой среде?

– Это очень тяжелый вопрос. Я говорил о принципе дополнительности – когда  в явлениях и объектах природы сочетаются несочетаемые качества. Самый знаменитый пример – это волна и частица. С одной стороны, частица – это волна, и мы пользуемся пучками ускорителя как микроскопом, а с другой стороны, наши приборы всегда регистрируют не волну, не нечто расплывчатое, а частицу, попавшую в данную точку. Мой счетчик как раз регистрирует каждое такое попадание: загорелась лампочка, значит в компьютер поступил бит. Так что это, с одной точки зрения, это нечто есть частица, а с другой – волна. Нильс Бор впервые назвал это принципом дополнительности – сочетание несочетаемых черт, но которые присущи данному объекту.

Квантовая механика, которая все это описывает, разработана очень детально, и ученые, владеющие  этим аппаратом, вычисляют, сравнивают с экспериментом, возвращаются к объектам, восстанавливают структуру объекта. Но в институте Бора есть такой лозунг: «Заткнись и вычисляй!». То есть когда ученые начинают спрашивать: «А как это – и волна и частица?»,  «Как это – принцип дополнительности? Какая-то ерунда: «сочетание несочетаемого», ему говорят: «Заткнись и занимайся своим делом». И люди, которые заткнулись и молча работают, оказываются более эффективными. Поэтому эта диалектика природы, с одной стороны, позволяет выдвигать новые идеи, а с другой – ею нужно пользоваться очень осторожно. Потому что если я приду утром на работу и буду думать о философии: как это, с одной стороны, волна, а с другой, частица, как сочетать несочетаемое, то просижу весь день и ничего не сделаю. Поэтому здесь важна золотая середина.

–  В завершение программы скажите, как Вы оцениваете ту среду, которая сформирована в России в отношении науки, культуры, образования? Насколько она способствует прорывным технологиям, которые были  свойственны институту в XX веке?

–  Наши ускорители работают, мы чувствуем себя более-менее на мировом уровне: нас принимают в зарубежных лабораториях, к нам приезжают. С этой точки зрения наука находится на хорошем уровне, но, с другой стороны, технологически мы отстаем. В моей работе это чрезвычайно хорошо видно. Чтобы сделать электронный блок, мы должны обязательно заказать заграничные детали. У нас таких микросхем нет. Мы заказываем компоненты электроники почти на 100% за рубежом. Здесь сейчас философы говорят: давайте развивать философские идеи. Мы их разовьем, построим интеллектуальную среду в нашем обществе – и все будет хорошо, мы выйдем в лидеры. Неправильно. Маркс был прав, говоря, что человек думает так, как он работает. Если он работает на высоком технологическом уровне, то и думает он передовым образом. Вот то, что материальное впереди интеллектуального, здесь совершенно забыто и не звучит.  Я об этом говорю н каждой конференции, но Осипов меня за это страшно осуждает.  Посмотрите, какая трагедия с болгарами, нашими духовными братьями, с которыми мы обнимались, говорили, что навеки вместе. Показали им с Запада морковку, дали десять долларов – и где они? В НАТО. Если им сейчас скажут послать войска в Сталинград, они пошлют. Вот в чем трагедия. Почему? Потому что Россия не могла предложить им той технической культуры. Но на этой конференции нет понимания этой проблемы.

– Надеюсь, что перспективы все-таки будут более радужными.

– Мы идем к этому. Нам говорят, что уже научились делать банковские карты, где стоят чипы уже русского производства. Движение в эту сторону есть, но мы все-таки еще далеки. Особенно в научной области, где мы работаем на самом высшем техническом уровне, нам этого обеспечения катастрофически не хватает.

Автор и ведущий Александр Гатилин
Записала Ксения Сосновская