Future Progressive. Дмитрий Побединский

О суперсиле Физтеха, Нобеле как индикаторе научного прогресса, науке в стиле фьюжн, коте Шредингера, квантовом шифровании и «теории всего»

Все интервью выпуска #2(28) 2022, опубликованные под рубрикой «Будущее», перепечатаны из книги Future Progressive, которую выпустил в 2021 году ВТБ Private Banking. Печатается с сокращениями

Вы выпускник Московского физико-технического института. Знаменитого Физтеха, имя которого окружено ореолом заслуженной славы. Как получилось в вашей жизни, что Физтех оказался в поле вашего зрения из Коврова, где вы родились?

Я поступил в Физтех в 2006 году. Не знаю, как сейчас, но тогда существовала многоуровневая система хантинга – поиска и отбора талантливых, умных ребят со всей страны. Я попал под все эти опции. Во-первых, учился в заочной физико-технической школе (ЗФТШ) – когда тебе присылают небольшие методички, не очень много, но очень сложные задачи. Их нужно прорешать, записать и отправить в институт. Там их проверяют, присылают следующие. В таком режиме я провел последние четыре класса в кировской школе.

У нас очень много говорили о Физтехе – каждый год кто-то туда поступал. И что самое прекрасное – это то, что вот эти поступившие ребята раз в год приезжали в свою школу и проводили выездную олимпиаду. Они были студентами, выглядели очень круто – в пальто, физтехи. Производили очень сильное впечатление на всех школьников.

Создали вам такой образ волшебного Изумрудного города?

Да. Образ чего-то такого очень красивого, блестящего впереди. И учителя об этом постоянно говорили. Поэтому, когда дошло до вопроса, куда поступать, у меня не было сомнений – только в Физтех. Написал олимпиаду и без проблем поступил.

То, что вы увидели в Физтехе, совпало с тем, каким его себе представляли из Кирова?

Знаете, у физтеховцев есть некое правило хорошего тона: все время бурчать по поводу происходящего в институте. Нужно сделать максимально недовольную гримасу, фыркнуть, как-то поворотить носом, сказать протяжно: «А Физтех-то уже не тот».

Не тот?

Здесь нужно читать между строк. В действительности эта фраза – знак одобрения. Сила, даже суперсила Физтеха в том, что под влиянием веяний времени, современных тенденций, каких-то глобальных задач он подстраивается, постоянно меняется сам. И всегда делает крутую науку.

Кроме крутой науки Физтех всегда умел производить очень крутых людей, способных добиваться успехов в любой области. Даже если речь идет не о науке. Как вы объясняете этот феномен? Что такое есть «на Физтехе», как у вас выражаются, чего нет у других?

На Физтехе очень крутая среда. Туда поступают ребята, которым что-то надо, – кто болеет наукой, имеет исследовательский дух. Даже у условных троечников там голова на месте. И это целое гигантское сообщество. Когда ты в этом оказываешься, начинаешь вариться среди людей тоже очень умных, то начинаешь подтягиваться, подстраиваться, чтобы соответствовать этой планке. Проживая в этой питательной, воспитательной среде, быстро взрослеешь и умнеешь.

Преподаватели?

Конечно, тоже очень крутые. Я помню, как на занятии по механике сплошных сред (МСС) с подачи преподавателя стали придумывать механизм для подъема яхт на зиму, чтобы они не вмерзали в лед, – мы же в Долгопрудном. Он не сказал: «Открываем учебники на параграфе номер три и считаем по формуле». Он сказал по-другому: «Сейчас мы будем чертить одну штуку, которую мы делаем и продаем по 1,5 млн рублей». После этого никого не надо было подгонять. Мы все исчертили свои карандаши.

Другой преподаватель приезжал на занятия на гигантском, очень крутом байке с габаритными огнями, музыкой и климат-контролем. Выглядело очень дорого и очень впечатляло, мотивировало, заряжало.

Среди преподавателей есть и медийные лица, популяризаторы науки. Например, заведующий кафедрой генной инженерии Павел Волчков – настоящая телевизионная звезда научпопа. И это тоже вдохновляет.

Раз уж мы затронули эту тему, на ваш взгляд, наука нуждается в популяризаторстве? И почему вы сами этим занялись?

Науку, конечно, нужно популяризировать. Хотя бы потому, что без этого – без романтических рассказов о чем-то недоступном, вроде адронных коллайдеров, черных дыр, квантовой криптографии и даже вакцинах на злобу дня – сложно представить себе развитие какой-то серьезной, фундаментальной науки. Конечно, чтобы человек сделал, захотел сделать науку делом своей жизни, его нужно увлечь этим в первую очередь.

Ну, едва ли в середине 1950-х кто-то знал Петра Капицу, других великих, создававших МФТИ. Их работы не нужно было, невозможно было популяризировать. Но это не помешало сделать им то, что они сделали. Что скажете?

Тут все не так просто. Потому что популяризация науки – это необязательно что-то в духе «сегодня у нас будет научпоп-лекция, где мы простыми словами расскажем о сложных вещах». Она может появляться и в школьной программе, и в какой-то пропаганде. В СССР действительно не было научпопа в современном представлении, притом что советская наука развивалась хорошо. Почему так? Думаю, что один из ответов: потому что сами достижения советских ученых и инженеров были для них лучшей пропагандой. И фильмы о науке тоже снимали.

Вот у нас тоже полетели актеры популяризировать науку на МКС. Но мне кажется, что фильм, который там снимут, будет сильно отличаться от фильмов 1970-х, когда наука переживала настоящий подъем.

И это прекрасно, что они будут не такими. Потому что у нас уже есть фильмы 1970-х. Давайте что-нибудь другое. На самом деле по этому поводу я говорил со многими, обсуждал, как они относятся к идее полета, о котором вы говорите. Большинство сходится на том, что это действительно выглядит очень круто. Единственное, по-человечески обидно за космонавтов, которым пришлось сдвинуться в очереди.

Если уж мы заговорили о космосе, как вам кажется, такие фигуры, как Илон Маск, важны для популяризации науки? Чтобы молодые люди почему-то захотели пойти в технический вуз, а не в журналистику, например?

Думаю, Илон Маск сделал для этого больше, чем все научпоперы, вместе взятые. Конечно, помимо создания успешных компаний в плане бизнеса, он еще и успешен в плане популяризации и пропаганды науки и техники.

И здесь еще один ответ на вопрос, зачем надо популяризировать науку, – для ее практического пользования. Чтобы люди разбирались в физике хотя бы на уровне школьной программы. И, например, знали, что микроволновки безопасны, а вышки 5G не сжигают нам мозг. Что Земля не плоская.

Современное общество подвержено таким вбросам, которые расшатывают нашу веру в мир. Базовое техническое знание не дает впадать в панику. Даже если человек просто более или менее знает, как работает техника, то меньше ее ломает. И всем от этого хорошо.

Давайте поговорим о серьезной фундаментальной науке, фундаментальной физике как частном ее случае. Она есть? Где в современном мире она живет? Какие направления вы бы отметили?

Одно из таких направлений – физика элементарных частиц, физика высоких энергий. Фундаментальные исследования по этой теме идут по всему миру. Все они так или иначе связаны с экспериментами на ускорителях, которых сейчас тоже довольно много. Самая крупная установка такого рода – большой адронный коллайдер в Церне, на границе Франции и Швейцарии. Большие ускорители есть в Японии, в США, в России. Прямо сейчас в Дубне строится новый ускоритель «Ника». В целом установок большей или меньшей мощности много.

Это национальные программы?

Эксперименты ставятся в коллаборации учеными из разных стран. Также на основе международного научного сотрудничества происходит и обработка полученных данных. Вообще, без международного сотрудничества сегодня невозможно представить себе нормальное развитие науки. И санкции, о которых мы периодически слышим, конечно, очень сильно мешают ее развитию в целом и развитию российской науки в частности.

Второе направление?

Астрофизика. В последнее время она развивается очень динамично.

Сейчас в мире строится достаточно много новых телескопов. Но есть две основные точки на карте, где это строительство локализуется. Первая – Чили, вторая – Гавайи.

Почему именно эти две точки?

Там лучшие условия – горы над облаками, а значит, всегда чистое небо. Близость к экватору, что дает возможность наблюдать из одного места сразу за южным и северным полушариями.

Возглавляют постройку новых телескопов японцы, американцы и европейцы. Остальные страны, включая Россию, тоже участвуют в этих проектах, но не на первых ролях. Так же как и в случае с коллайдерами, данные с телескопов могут сниматься, обрабатываться и изучаться исследователями в удаленном режиме.

Что именно интересует здесь ученых? Что они изучают с помощью этих телескопов?

Например, эволюцию Вселенной: как она появилась, как она превратилась в то, что мы имеем сейчас, как формировались галактики, звезды.

Еще одно очень большое направление – поиск и изучение экзопланет. То есть планет, вращающихся вокруг других звезд. Это очень интересно по нескольким причинам. Во-первых, есть шанс обнаружить там какую-то внеземную жизнь. Во-вторых, это хорошая возможность понаблюдать за эволюцией планетарных систем со стороны. Понять, как развивалась, эволюционировала наша собственная планетарная система, больше узнать о Земле, ее строении, недрах.

И третье направление?

Биофизика. Это направление только зарождается. Например, физическое моделирование биологических систем. Скажем, в прошлом году в системе распределенных вычислений Folding@home моделировали свертывание белков коронавируса прямо по отдельным молекулам. Выясняли, как этот белок эволюционирует, собирается, сворачивается, становится вирусом определенной формы. Это помогло лучше понять коронавирус. Есть генная инженерия, с помощью которой разрабатываются многие современные вакцины.

Бурно развивается микробиология – когда мы имеем дело с бактериями, вирусами, отдельными генами. Там уже настолько мелкие масштабы, что невозможно обходиться без знания физики процесса. То есть происходит синергия разных отраслей науки – физики, химии, биологии. Иногда это называют модным словом «фьюжн». То есть это слияние или сплав разных научных направлений.

Давайте два слова скажем про Нобелевскую премию. Насколько она сегодня является объективным индикатором прогресса, научных достижений, скажем, в физической науке? Насколько решения Нобелевского комитета свободны от влияния конъюнктуры, в чем его время от времени упрекают?

Сложно сказать. Чаще всего Нобелевскую премию вручают не сразу после какого-то фундаментального открытия или достижения, но уже после того, как становится ясно, что это фундаментальное открытие или достижение реально оказалось полезным человечеству, всей науке.

Соответственно, по определению Нобелевка – это отражение научных достижений, но с некоторым запозданием по времени. Хотя бывают и исключения. Например, когда в Церне смогли обнаружить бозон Хиггса, то сразу же, в 2013-м, дали Нобелевку. Фишка в том, что эта элементарная частица была постулирована Питером Хиггсом еще в 1964 году. То есть ровно полвека ученые занимались тем, чтобы экспериментально подтвердить то, что было предсказано теорией.

Нобелевская премия по физике за 2021 год была разделена между тремя учеными, двое из которых получили ее, цитирую, «за физическое моделирование климата Земли, количественные оценки изменчивости». Вам не кажется, если судить просто по формулировке, что без конъюнктурных влияний все же не обошлось – экологическая тема сейчас слишком разогрета?

У меня тоже достаточно субъективное мнение. Этим летом я был в Арктике и собственными глазами видел, как интенсивно тают льды. Так что климатическая повестка – это не что-то надуманное.

Но к физической науке, к Нобелевке по физике это имеет объективное отношение?

Например, в 2015 году Нобелевскую премию дали за изобретение синих светодиодов. С их помощью можно получать полноцветные изображения. Это наука или какая-то прикладная, потребительская история? Важно, что это полезно для человечества, для фундаментального понимания устройства мира. То же самое с климатическими исследованиями. Они несут пользу науке и человечеству, следовательно, должны или могут поощряться Нобелевским комитетом.

Наука обязана иметь какой-то практический вектор, некое прикладное измерение?

Наука должна иметь и фундаментальное, и практическое измерения. И разграничивать их сложно. Но дело в том, что если насильно заставлять науку двигаться в прикладном русле, то, скорее всего, она будет чахнуть. Потому что если мы будем ставить именно прикладные задачи: выращивать больше кукурузы, делать более мощные ракеты, выпускать более яркие телевизоры и т. д., то науки не останется. Все меньше сил и направлений будет нацелено на открытие новых фундаментальных принципов. Притом что как раз фундаментальные открытия становятся базой для появления новых технологий спустя годы или десятилетия.

Например?

Около века назад появилась квантовая физика, которая смогла описать, как работают лазеры, как устроены полупроводники и много чего еще. То, что 100 лет назад было просто формулами на грифельной доске, сегодня есть в каждом мобильном телефоне. Или 150 лет назад открыли электромагнитные волны. Что с ними делать, тогда никто не понимал. Сейчас они используются абсолютно везде. Скажем, с их помощью миллиарды людей на планете ежедневно общаются друг с другом, имеют доступ практически к неограниченной информации.

Такое общее мнение сейчас, что мы на пороге новой технологической революции. Если угодно – технологического фазового перехода. Вы разделяете мнение, что человечество вот-вот задвинет в чулан технологическую базу, наработанную за предыдущее столетие, и перейдет к чему-то принципиально новому?

Нам всегда, наверное, хочется думать, что мы живем в какое-то особенное время. Но с колокольни человека, долго и глубоко интересующегося технологиями, их развитием, дерзну сказать, что никакой революции нет. Есть такая очень хорошая технологическая эволюция. Сейчас все развивается очень плавно, но при этом очень быстро. Думаю, что и в дальнейшем будет то же самое: мы будем видеть последовательное развитие технологий, которые у нас уже есть.

Знаете, есть два таких мировоззренческих подхода к технологиям. Большинство (и я в том числе) привыкли считать, что технический и технологический прогресс – это скорее благо. Что он принесет больше счастья, свободного времени, радости, возможностей отдельному человеку и человечеству в целом. Но есть и другой, говорящий об угрозах, связанных с развитием новейших технологий. Искусственного интеллекта в первую очередь. Что, де, сначала роботы у всех у нас заберут работу, а потом станут умнее нас, и тогда уж человеку совсем не поздоровится. Вы к какой точке зрения тяготеете?

Тут двусоставный ответ. Технологии в целом для развития человечества – это благо, но для каких-то конкретных людей может стать и бедой. Условно говоря, развитие беспилотного транспорта для человечества – хорошо, но для водителей грузовиков и таксистов – плохо. Но это старая как мир история. Вспомните, когда в Англии началась промышленная революция, явились луддиты.

То есть сейчас мы наблюдаем вечную историю луддитов, которая повторяется на новом витке технологической спирали?

Что-то в этом роде. Просто сейчас технологии, которые отбирают у людей их рабочие места, – это не прядильный станок, а робот с искусственным интеллектом. Но отбирая работу у одних, новые технологии, те же роботы, повышают спрос на других. На программистов, например.

Слово «робот» мы узнали ровно 100 лет назад из фантастической новеллы Карела Чапека. Впоследствии Айзек Азимов сформулировал три знаменитых правила поведения робота. Одно из них – робот не может нанести вред человеку – в этом году было впервые нарушено, когда турецкий беспилотник расстрелял людей в соответствии со своим алгоритмом. Как вам кажется, вообще фантасты способны заглянуть в будущее, предсказать его более-менее достоверно? Или не стоит нагружать фантастику такими свойствами и смыслами, а следует просто воспринимать ее как увлекательную литературу, развлечение?

Люди, которые пишут какие-то фантастические романы, отталкиваются не только от своего умозрительного представления о будущем. Они, безусловно, должны хорошо разбираться в современных технологиях, их возможностях, в трендах. Понимать, в каком состоянии находится общество, какой есть запрос у людей в технологиях. Что они хотят в своей жизни поменять, улучшить. Соответственно, тут включается фантазия, смешиваются все эти ингредиенты, и что-то получается. Ложится на бумагу в виде фантастической новеллы. В принципе, если это грамотно сделать, то действительно можно предсказать вектор, куда будут двигаться плюс-минус наука и технологии.

За какими же направлениями развития физической науки стоит особенно пристально следить? Каких открытий или прорывов ждать?

Например, в конце этого года должны запустить космический телескоп имени Джеймса Уэбба. Это крупнейший астрономический проект НАСА за последние десятилетия – орбитальная инфракрасная обсерватория, которая должна заменить знаменитый Хаббл. Находясь в полутора миллионах километров от Земли, Уэбб будет изучать экзопланеты. Наверняка с его помощью мы многое узнаем о других планетарных системах. Кроме того, он сможет заглянуть очень-очень далеко в космос на расстояния или на время в прошлое, практически вплотную к Большому взрыву. Соответственно, мы узнаем достаточно много фундаментальной информации об эволюции нашей Вселенной, как она возникла, развивалась.

Почему это важно? С практической точки зрения.

Конечно, быстро практического применения этой информации мы не найдем. Но как минимум мы будем точно знать, в каких рамках находимся. Почему Вселенная именно такая, а не другая. То есть получим ответы на фундаментальные вопросы. В числе прочего это позволит сузить границы, где идет поиск. То есть не будем тратить силы, время и ресурсы на сбор доказательств, подтверждение теорий, которые не подтвердятся. Это вполне себе прикладная польза от фундаментальной науки.

Хорошо, второе направление?

Физика высоких энергий. Сейчас большой адронный коллайдер претерпевает очередную модернизацию по повышению мощности энергии пучков и светимости. Новый этап его жизни должен начаться уже в следующем году. Что-то мы там наверняка тоже найдем.

Что именно?

Это все касается физики элементарных частиц – как устроены частицы, из которых мы состоим, они такие или такие и т.п. На этот счет есть очень много гипотез, очень много предположений. По многим вопросам мы на перепутье. Все это тоже надо проверить, отбросить тупиковые или ошибочные теории, не тратить больше на них время. Узнав лучше, как работают эти частицы, может быть, в перспективе сможем использовать для каких-то прикладных вещей.

И третье?

Я назвал бы квантовые компьютеры, квантовые вычисления как таковые. Изыскания здесь на довольно продвинутом уровне, так что это ближе не к фундаментальной физике, а к технологиям. Скажем, мы уже научились управлять какими-то микроскопическими системами на таком уровне, что там проявляются всякие квантовые эффекты.

Помните знаменитый мысленный эксперимент о коте Шредингера? По сути, он говорит о возможности объекта квантовой физики одновременно занимать два состояния. То есть когда частицы «живы» и «мертвы» в один и тот же момент времени. Вот мы уже умеем этим управлять. Собственно, на таких элементарных ячейках – кубитах – строится квантовый компьютер.

Насколько мы приблизились к созданию такой машины?

Чтобы создать достаточно мощный квантовый компьютер, по разным оценкам, нужно около 300 кубитов, способных работать одновременно.

Сейчас уже есть машины, где таких ячеек около 70 штук. Это очень много. И такие компьютеры могут быть быстрее, чем обычные компьютеры, в некоторых задачах примерно в миллиарды раз. Где-то рядышком с этим лежит квантовая криптография – шифрование данных.

Почему вы ее выделяете? Чем квантовая криптография отличается от того, чем мы пользуемся сейчас?

Сейчас все данные, начиная с сообщений в мессенджерах и заканчивая банковскими транзакциями, шифруются математически. Основывается это на том, что есть математические операции, которые в одну сторону производить очень легко, а в обратную – очень сложно. Потому что мы просто не знаем соответствующих алгоритмов для расшифровки. На этом основывается вся безопасность в киберпространстве.

Квантовые компьютеры благодаря своему быстродействию и мощности будут взламывать все это очень быстро и легко. Так что нам потребуется квантовая криптография, которая шифрует данные, используя фундаментальное состо­яние частиц. То есть шифрование будет происходить уже на физическом, а не на математическом, логическом уровне.

Последний, традиционный вопрос: что бы вас сильно удивило или порадовало в физической науке, если бы это произошло на горизонте 20–30 лет?

Меня бы очень обрадовало, если бы у человечества получилось создать «теорию всего» – какую-то огромную, гигантскую формулу, которая описывала бы абсолютно все в природе.

Сейчас в современной физике царит некое двоевластие. С одной стороны, есть квантовая теория поля, которая описывает физику элементарных частиц. С другой – теория относительности, описывающая гравитацию. В принципе, если их объединить, то получится теория, которая описывает абсолютно все явления в природе, которые мы видим.

Есть предпосылки, что через 30 лет такая теория может возникнуть?

В целом такое может произойти. Сейчас это все как-то подвешено в воздухе. Все работают как бы над разными вещами, над какими-то разными частями этого процесса. Это такой сложный процесс, долгий. Если это получится, то я очень обрадуюсь.

Это Нобелевка?

Без всяких сомнений. И, скорее всего, не одна.

Официальные партнеры

Logo nkibrics Logo dm arct Logo fond gh Logo palata Logo palatarb Logo rc Logo mkr Logo mp Logo rdb