Знание-сила, 2004 № 06 924)

Где они — новые технологии?

Весной в моем НИИ было, как в армии. Встречаешь в коридоре товарища из соседнего отдела, а он, даже забыв поздороваться, кричит; «Ну все, обходной на руках! Сматываюсь! Оттрубил свое». Да я и сам вскоре уже облетал с подобным листком все нужные кабинеты. Три года распределения прошло. «Сверхсрочником» стать не тянуло.

Весна. Перестройка. Будущие капитаны жизни бегут с тонущего корабля. И дела нам не было до того, что начальники лабораторий и отделений, замы по производству и науке выйдут после очередного совещания, а в комнатах, где прежде сидеть бы десяткам сотрудников — молодых эмэнэсов, лишь стопки перфокарт, листы распечаток и — ни шороха, ни тени. Исчезли все. Разлетелись «посланиями в никуда» обитатели «почтовых ящиков».

Вот так в одно десятилетие страна осталась без немалой части научных кадров. Как выразился в интервью «Известиям» член-корреспондент РАН Евгений Каблов, «для научных организаций „оборонки“ характерно бимодальное распределение по возрастам с максимумом в возрастах 24- 26 и 58-60 лет. И не найти ученых в возрасте 30-35 лет. Мы потеряли целое поколение».

И нет пока причин ожидать чего- то другого. Уже к тридцати большинство молодых ученых поймут, что нельзя так жить, когда оклад в 300 долларов остается пределом мечтаний. Разлетятся и они, сохраняя любопытное для социолога «бимодальное распределение».

Стране нужны масштабные научные проекты. И лучший кандидат — полупроводниковая техника, которая привела к крупнейшей социальной революции века.

А ведь от науки многого ожидают и наши, и зарубежные власти, и сами молодые ученые. Недаром президент США Джордж Буш фактически начал свою предвыборную кампанию с обещания покорить Марс. Недаром так тревожно слышать, что наша страна по-прежнему зависит от нефти и газа: на эти продукты приходится 20 процентов всего ВВП и 55 процентов экспорта. По замечанию «Известий», «такой зависимости нет даже у Арабских Эмиратов, которые поворачиваются к высоким технологиям».

Недаром сами молодые ученые готовы подписаться под словами тридцатилетнего физика Максима Чернодуба. специально приглашенного на заседание Совета по науке и высоким технологиям при президенте РФ: «Российской науке необходима масштабная задача. Как раньше — космос или атомный проект. Лично я мечтаю о большой задаче. И многие ученые истосковались по крупным задачам, которые может поставить перед наукой только государство. США и Китай это понимают. Большая задача обеспечивает стране технологический прорыв и консолидирует общество вокруг позитивной цели».

Цели уже предлагаются. Например, как знакомо звучит: «Догоним и перегоним Америку... на пути к Марсу». Если президент Буш декларировал, что первые люди на Марсе появятся в 2030 году, то Российское космическое агентство утверждает, что «Россия была бы готова высадить людей на Марсе в 2015 году». Если американцы подсчитали, что марсианская программа обойдется в 100—150 миллиардов долларов, то российская ракетно-космическая корпорация «Энергия» предложила отправить на Марс людей всего за 10 —12 миллиардов долларов, но эти цифры вызывают, скорее, удивление. Так, академик РАН Николай Анфимов не исключил, что общие расходы могут в итоге достичь триллиона долларов.

Какую же пользу принесут подобные полеты? Ответа нет. Директор НАСА Шон О'Кифи заявил лишь: «Такие проекты — специфика великих держав». Зато красноречив был американский публицист Марк Уиттингтон: «Я бы с радостью воспитывал детей на Марсе. В марсианском поселении не может быть преступлений, наркотиков и плохих школ». Упаси Бог хотя бы нашего президента от таких советников! Впрочем, по словам первого заместителя главы Росавиакосмоса Николая Моисеева, российские ученые выдвигают «много инициатив по организации экспедиций на Луну и Марс, однако пока не известно, какая из них будет включена в федеральную программу». Хотелось бы знать, как составляют эту программу, кто и чьи интересы лоббирует.

Прислушаются ли при ее состаазении к мнению нобелевского лауреата Жореса Алферова? «Стране нужны масштабные научные проекты. И лучший кандидат — полупроводниковая техника, которая привела к крупнейшей социальной революции века. Это развитие и информационных технологий, и много смежных наук и дисциплин. Полупроводники могли бы стать локомотивом для подъема всей российской науки».

На этом мини-диске уместится 1 гигабайт информации

Защитная пленка и фильтр из нанокерамики

Руководители крупнейшего в Германии научного общества — Фрсунгоферовского общества — опубликовали е начале 2004 года перечень важнейших технологий, развитие которых позволит Германии остаться одной из ведущих держав мира. Вот некоторые из них.

Постепенно нас окружат сотни крохотных компьютеров. Они будут встроены в автомобили, мебель, книги, настольные лампы и даже одежду. Люди XXI века не поймут, как мы обходились без помощи электронных слуг.

В будущем многие дома и коттеджи будут сами вырабатывать ток, чтобы не зависеть от диктата крупных энергетических концернов. Подробнее о перспективах создания «домашних электростанций» смотрите «Знание — сила» (2004, № 2; 2003, № 5; 2002, № 9).

«Персональные лекарства» Достижения молекулярной биологии позволят подбирать пациентам лекарства рассчитанные именно на их организм, на их ДНК.

Наступивший век уже называют «веком фотонов». Свет легко модулировать, фокусировать, сжимать. Световыми лучами можно резать, сваривать, сверлить любые материалы. Открываются все новые возможности применения оптических технологий в информатике, микроэлектронике и обработке материалов. «Использование ультрафиолетовой светотехники»

Современные методы оптической литографии почти исчерпали свой потенциал. Используя ультрафиолетовые приборы, можно изготавливать элементы микросхем размером менее 35 нанометров.

На очереди также практическое применение сверхпроводников (см. «Знание — сила», 2004, № 3). По словам академика Юрия Третьякова, «физика сверхпроводников переживает период бурного расцвета... В физике до сих пор не существует теории, которая имела бы прогностическую ценность и могла предсказать, где искать сверхпроводники с нужными свойствами. Наука лишь объясняет свойства уже синтезированных материалов. Но универсальной теории сверхпроводников нет».

А будет ли расслышано мнение другого нобелевского лауреата, Виталия Гинзбурга? «В физике конденсированных сред в последние годы сделано несколько ярких открытий». Особое внимание вызывает конденсат Эйнштейна — Бозе. Все его атомы находятся в одном квантовом состоянии. Они маршируют строем, как армия, образно пояснил нобелевский лауреат Вольфганг Кеттерле: «Разница почти такая же, как между электрической лампочкой и лазером: у лампочки все частицы света мчатся в разные стороны, а у лазера маршируют. Вот мы и сумели построить лазер, который излучает не свет, а материю».

Так исследуют наноструктуры - крохотные атомарные структуры

С помощью атомного лазера можно создавать самые крохотные структуры. Это открытие приведет к заметному прогрессу в нанотехнологии. «Конденсат Бозе-Эйнштейна, — отмечает Кеттерле, — открывает путь к созданию и исследованию новых форм материи». Области его применения: от квантовых компьютеров до микроскопов, от гравитационных сенсоров до приборов, позволяюших манипулировать атомами. Эксперименты в этой области в России не ведутся, а крупнейшие наши специалисты работают за границей: академик Владимир Захаров — в США, академик Лев Питаевский — в Италии.

Прозвучало еще одно ключевое слово: «нанотехнология» — создание материалов и объектов размером в нанометры, то есть миллиардные доли метра (см. «Знание - сила», 2002, № 5). Без нанотехнологии невозможно развитие микроэлектроники, биотехнологии, энергетики, робототехники, оптики, фармацевтики. Европейский союз выделяет на ее развитие больше денег, чем наши власти на всю российскую науку: 2,1 миллиарда евро, или двенадцать процентов от общего финансирования научных работ.

Нанопродукты — огромный технологический рынок будущего.

Возможно, уже лет через десять появятся работающие механизмы атомарных размеров. Лет через 50 — 100 начнется «новая промышленная революция», тогда, может быть, войдут в обиход наномашины, изготавливающие различную продукцию.

Химическая нанотехнология уже сейчас созрела для промышленного применения. Поверхности различных материалов можно покрывать наночастицами, содержащими всего несколько сотен атомов или молекул. Эти частицы в тысячи раз меньше живой клетки. Их нельзя удалить; их сила сцепления слишком велика. Они меняют свойства подложки, придавая необычайную прочность и стойкость обычным материалам; те могут стать, например, пуленепробиваемыми.

Вот другие примеры применения наноматериалов: оконные стекла, которые нельзя разрисовать краской; стекла очков, которые не поцарапать; противопожарные стекла, которые при сильном нагревании превращаются в изоляционный материал, выдерживая даже залп огнемета. Число возможных наноматериалов невероятно велико. Они тверды, жестки, стойки и обладают особыми оптическими свойствами.

Если наше правительство с упорством, достойным лучшего применения, будет финансировать ФСБ и другие силовые структуры и не будет финансировать фундаментальную науку, медицину, образование, то о развитии науки в России можно забыть.

«Новые материалы для электроники» На основе органических светодиодов, например, разрабатываются тонкие, гибкие дисплеи. Их можно сгибать, складывать пополам, сворачивать в трубку.

Медики возлагают большие надежды на намагниченные наночастицы. С их помощью можно точечно выжигать раковые опухоли, разогревая их ткань до 45-47 градусов. Из наночастиц, например диоксида титана, можно изготавливать идеальные покрытия и кремы, защищающие от ультрафиолетового света, — в отличие от органического крема, наночастицы не проникают сквозь нашу кожу.

«Эволюции потребовались миллиарды лет, чтобы от мельчайших структур перейти к сотворению таких макроскопических систем, как человек, — пишет Фриц Принц из Стэнфордского университета. — Нам потребуются всего десятилетия, чтобы вернуться к мельчайшим объектам».

«По своей сути нанотехнологии являются междисциплинарной областью, — отметил в интервью „Известиям“ ученый секретарь Совета при президенте РФ по науке и высоким технологиям Михаил Ковальчук. — Многие специалисты считают, что развивать масштабные междисциплинарные исследования сейчас способны только США и Россия».

Вот только, «если наше правительство с упорством, достойным лучшего применения, будет финансировать ФСБ и другие силовые структуры и не будет финансировать фундаментальную науку, медицину, образование», — говорит Лев Мухин, заместитель директора Института земного магнетизма, то о развитии науки в России можно забыть.

Перспективы есть и без полета на Марс. Хватало бы рук. Разлетаются выпускники вузов «посланиями на Запад». По оценке ректора МГУ Виктора Садовничего, «с 1989 по 2002 годы за границу уехали более 20 тысяч ученых. И еще около 30 тысяч работают за границей по контрактам. Всего наука потеряла более одного миллиона исследователей, или 54 процента кадрового состава». Наибольшим спросом за границей пользуются ученые таких специальностей, как математика, информационные технологии, физика, биоорганическая химия. 60 процентов россиян — победителей международных олимпиад — уезжают за границу. Половина российских призеров международных олимпиад по информатике уже работают в «Майкрософте» в США.

В итоге российская наука стремительно стареет. Средний возраст кандидата наук — 53 года, а доктора наук — 61 год, в то время как главные открытия в науке делаются в основном в 25-40 лет. (Как известно, Нобелевские премии присуждаются обычно за давно достигнутые результаты, за идеи, осенившие человека еще «на заре туманной юности».)

Рост численности людей с высшим образованием в нашей стране обманчив. Сейчас в России уже 3200 вузов, которые готовят в основном юристов и экономистов, причем многие из выпускников остаются невостребованными. Какое отношение имеет этот поток обладателей свежих дипломов к развитию отечественной науки?

Обозреватель «Известий» Сергей Лесков как-то заметил: «Все юноши, которые при Борисе Годунове и Шуйском посылались на учебу за границу, там и остались. При Петре все студенты уже возвращались в Россию. Причина одна: стране они были нужны, востребованы. А сегодня — как при Годунове».

А я позволю себе завершить этот материал «псевдонаучным замечанием». Ничего в этом странного нет, ведь в отсутствие Науки самой желанной гостьей становится псевдонаука. Итак, в одной из статей Велимира Хлебникова, «Учитель и ученик» (1912), говорится: «Я искал правила, которому подчинялись народные судьбы. И вот я утверждаю, что года между началами государств кратны 413».

В таком случае, если довериться этому великому визионеру, мы в ближайшие десятилетия обречены жить, «как при Годунове», «как при Лжедмитрии I», «как при Лжедмитрии II»? И говорить серьезно о подъеме российской науки и экономики, о становлении нового Российского государства можно будет лишь после 1613+ 413 = 2026 года?

Но это, конечно, псевдонаучный вывод. На науку же у нас в последние годы никак не находится средств!

P.S. Поживем — проверим справедливость математического подхода Велимира Хлебникова к описанию истории.