«Чтобы благополучно выживать в науке, нужно очень быстро бежать»

Нобелевский лауреат, первооткрыватель графена и выпускник Московского Физтеха Андрей Гейм в интервью журналу «За науку» и порталу ITMO.NEWS рассказал о своих взглядах на фундаментальную физику, будущее двумерных материалов, Физтех, популяризацию науки, левитацию лягушек и графеновые презервативы.

— Вы пионер исследований графена. Что привело вас в ту сферу исследований, в которой работаете сейчас, почему выбрали именно эту область?

— То, чем я сейчас занимаюсь, я называю «Графен 3.0». Графен — первый вестник из нового класса материалов, у которых нет толщины. Ничего тоньше, чем один атом, не сделаешь. Графен был снежком, который впоследствии превратился в лавину научных исследований. Область развивалась шаг за шагом, на сегодня люди занимаются двумерными материалами уже больше 10 лет. Мы здесь были первопроходцами.

После нам стало интересно, как эти материалы складывать друг на друга, то есть собирать многослойные структуры. Я назвал это «Графен 2.0», поскольку это было разумным развитием идеи, этим занимались те же самые люди, а экспериментальная и теоретическая работы очень схожи.

Мы по-прежнему занимаемся тонкими материалами, но за последние несколько лет я немного «отпрыгнул» в сторону от своей специальности — квантовой физики, особенно электрических свойств твердых веществ, — и занимаюсь молекулярным транспортом. Мне интересно, как меняются свойства воды, свойства потока гелия или чего угодно, если их пустить не в обычные трубы, а в трубы толщиной в несколько атомов. Мы научились вместо графена делать пустое место, антиграфен. Свойства полостей, как они разрешают молекулам течь, — новая экспериментальная система, никто этого не делал. Существует куча интересных явлений, которые мы опубликовали, но нужно развивать эту область, посмотреть, как свойства воды меняются, если ее так ограничивать.

Это вопросы не праздные, поскольку вся жизнь состоит из воды. Всегда считалось, что вода — самый поляризуемый из всех известных материалов. В одной из последних работ мы нашли, что у поверхности вода совсем теряет свою поляризованность. Это один пример того, что имеет множество приложений для всевозможных областей исследований не только в физике, но и в биологии.

Большое видно издалека. Что графен вырастет в такую большую область, стало очевидно только через несколько лет. Мы делаем первые шаги в области молекулярного транспорта, но знать, как ведет себя вода у поверхности, важно для катализа. Работа батареи в вашем компьютере во многом основана на присутствии воды, на том, как происходит ее транспорт, как работают конденсаторы. Во многих случаях там есть вода, а расстояния, на которых все это работает, — 1–2 слоя воды. Это маленький элемент в большой картине, который мы поправили в нашем мировоззрении. У некоторых это вызовет большое удивление, другим даст идеи, куда дальше двигаться.

 

— Возможен ли сегодня прямой квантово-механический расчет свойств графена с разными примесями, выращенного на разных подложках?

— Я всегда говорю: не бывает плохой теории, но очень часто бывают плохие приближения. Все теории строятся на конкретных приближениях, которые зачастую упрощаются. Вы можете посчитать свойства идеального графена. Однако жизнь двумерных материалов не такая простая, как теория, поэтому дело экспериментаторов — находить новые явления. Потом на основании этих явлений можно уже обсуждать: верны ли были те приближения, которые закладывались в теорию.

Что-то теория недооценивает. Например, как в графене работает электрическая проводимость? Казалось бы, уже сотни теоретиков по этому поводу все возможные вычисления сделали. Но в графене электроны двигаются не как бильярдные шарики — они, оказывается, двигаются, как вязкий мед. Еще пару лет назад люди даже не догадывались, что нужно такого типа эффекты учитывать в квантово-механических расчетах. Эксперимент всегда очень важен, всегда даёт идею, что правильно, что можно отбросить, а что нужно взять во внимание.

 

— В одном из интервью вы сказали, что история ХХ века свидетельствует о том, что путь новых материалов или новых лекарств от академической лаборатории до своего запуска в массовое производство обычно занимает 20–40 лет. Справедливо ли это утверждение для графена?

— Не нужно быть ученым, мыслителем, чтобы увидеть: все материалы, которые мы использовали до недавнего времени, были трехмерными. И спустя 10 тысяч лет существования цивилизации мы вдруг нашли десятки материалов, которые кардинально отличаются от материалов каменного, железного, бронзового, кремниевого веков. Это новый класс материалов. Не software: написал программку — и через несколько лет стал миллионером, как было с Facebook. Люди скоро будут думать, что телефон изобрел Стив Джобс, а компьютер — Билл Гейтс. На самом деле эта работа длилась 70 лет: изучали физику конденсированного состояния, сначала разобрались, как работают кремний и германий, потом свитчи начали делать.

Если вернуться к графену, в Китае несколько сотен компаний уже получают прибыль. Там он внедряется где угодно: даже в производстве презервативов. Они уже продаются в магазинах. У меня есть три разных экземпляра. Делают подошвы для ботинок, есть большое производство защитного покрытия в красках. Медленно, но раскручивается. Не так давно люди научились делать графен в больших количествах, не как мы — только под микроскопом. Дайте время, и через 10 лет вы увидите не только лыжи и теннисные ракетки, на которых написано «графен», а что-то действительно революционное и уникальное.

— Существующая оценка науки — цитируемость, количество публикаций — это правильный, на ваш взгляд, подход? Насколько давит на ученых грантовая система финансирования исследований?

— Как сказал Грибоедов, а судьи кто? В науке тот же самый вопрос: «А судьи кто?» Кроме нас, других судей нет. Все основывается на консенсусе. Примерно 7–8 млн человек в мире занимаются наукой. Они смотрят: область новая, интересная или уже устарела и загнивает? Эти люди голосуют ногами — переходят в новую область и начинают ей заниматься.

Деньги на науку дают налогоплательщики. Это 2–3%, но все равно свои кровные деньги. А то, какие исследования финансировать, решают peers, которые также являются учеными. Им нужно доказывать важность твоей работы, это порождает конкуренцию. Денег никогда на всех не хватит, поэтому это неизбежная составляющая науки: нужно писать заявки на гранты и хорошие статьи. Неважно, в каком журнале статью опубликовать: если на нее будут ссылаться, значит, это хорошая статья.

Число ссылок на статью говорит, насколько ты успешный, насколько коллеги уважают твой результат. Как в Олимпийских играх, всегда будут те, кто не прошел отбор. Им нужно находить, в чем они сильны. Конкуренция в науке высока, как и в спорте.

В Европе это не так сильно проявляется, а в Америке люди в моей позиции — полные профессора — все свое время тратят на написание заявок на гранты. И лишь раз в неделю или в месяц — разговоры со студентами. Не могу похвастаться: большая часть моего времени уходит на написание статей для моих студентов и аспирантов. Когда хорошие результаты представлены плохо, сердце кровью обливается. Лучше ли это, чем писать гранты, или хуже, не знаю, но тоже много бюрократии.

 

— Как вы относитесь к популяризации науки? Ведь уважение и признание в научном сообществе безусловно важны, но как обстоят дела с донесением результатов научных исследований до широкой аудитории — тех самых налогоплательщиков. И нужно ли это?

— А как иначе? Сначала налогоплательщики не понимают, потом правители перестают. Люди по-прежнему к науке относятся с уважением, особенно люди с образованием. Если бы этого не было, все деньги шли бы на хлеб с маслом, и было бы так же, как в Африке, где на науку ничего не тратится. Как известно, эта спираль приводит к крушению экономики.

Поэтому к людям, которые умеют и любят представлять научные результаты, я отношусь с большим уважением. Среди моих знакомых профессоров многие с ухмылочкой смотрят на тех, кто выступает по телевидению. В нашем департаменте работает Брайан Кокс (английский физик, профессор Манчестерского университета и известный популяризатор науки — прим. ред.). Большинство ученых относятся к нему со скепсисом: «Он не настоящий профессор, ничего в науке не сделал». Но очень важно кому-то этим делом заниматься, если такие косноязычные, как я, не могут представить свои результаты людям.

 

— Стремятся ли молодые ученые сейчас заниматься фундаментальными исследованиями?

— Люди пробуют свои силы, кому-то не нравится. Жизнь в науке, особенно фундаментальной, несладкая. Когда вы аспирант, вам кажется, что приходите на работу наукой заниматься. Когда получаете постоянную работу, на вас и учеба наваливается, и нужно заявки на гранты писать, статьи пропихивать в журналы. Сплошная нервотрепка, от которой люди седеют. Выжить всегда, конечно, можно, но, чтобы благополучно выживать, нужно очень быстро бежать. Это не стометровка — это марафон на всю жизнь, поэтому нужно всю жизнь учиться.

Кому-то это нравится, как мне. У меня столько адреналина каждый раз, когда открываю referee report на свою статью. Я так и не привык. Быть нобелевским лауреатом не помогает при этом. «А, нобелевский лауреат? Давайте поучим, как науку по-настоящему делать». Вечером, чтобы спокойно спать, я не открываю комментарии рецензентов никогда.

Адреналина хватает, что-то новое узнаешь всю жизнь. Некоторые молодые люди из того же теста слеплены и хотят пробивать дорогу в науке. Однако среди тех ученых, кто трудился под моим началом, наиболее успешными стали те, кто приходил PhD-студентами, когда немножко расслабуха и можно о душе подумать. В аспирантуре достаточно несложно выучить верный стиль работы. Меняться же на постдоке часто бывает тяжело, уже существует внешнее давление: нужно публиковаться, искать гранты. Если у вас был не слишком удачный научный руководитель, потом очень тяжело перестроиться, если вообще возможно.

 

— Работаете ли вы с кем-то с Физтеха? Видите ли перемены в подготовке российских ученых?

— Когда я переехал за границу и появились деньги, чтобы нанимать кого-то на работу, из любви к альма-матер я, конечно, никого, кроме физтехов, брать не хотел. И то ли физтехи изменились, то ли что-то со всей системой стало, но все попытки, кроме Кости Новосёлова, были очень неудачными. Костю мне посоветовал мой хороший друг из Черноголовки.

В какой-то момент я просто махнул рукой не только на физтехов, но и на всех российских ученых, поскольку решил, что у них нет времени на то, чтобы наукой заниматься — ведь им нужно семьи кормить. Так, наверное, складывалась ситуация у многих, кто заканчивал институт в конце 90-х — начале 2000-х годов.

Четыре года назад ко мне пришел первый за долгое время молодой ученый из России — Денис Бандурин, выпускник МГУ, — и оказался хорошим. Еще через три года пришел Алексей Бердюгин, физтех. От них обоих просто замечательное впечатление.

Еще ко мне год назад приехали люди с Физтеха, AFM-щики (AFM — atomic-force microscope — прим. ред.). Причем одному из них за 60, Славик Дрёмов (Вячеслав Дрёмов — старший научный сотрудник лаборатории топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах, к.ф.-м.н. — прим. ред.) приехал с относительно молодым парнем, у которого своя лаборатория в МФТИ (Василий Столяров — заместитель заведующего лабораторией топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах, к.ф.-м.н. — прим. ред.). Они работают на очень высоком уровне. Техника и квалификация совершенно замечательная.

В какой-то момент произошел bottom out — и ситуация переломилась к лучшему, и сейчас что-то происходит, особенно на Физтехе, в Сколково что-то происходит. Физтех твердо становится на обе ноги. Может быть, я раньше не замечал, но это случилось только лет пять назад.

— Как изменилась работа в вашей группе после получения Нобелевской премии? Проводите ли вы пятничные эксперименты?

— Пятничных экспериментов никогда не было — их придумали журналисты. Я когда-то рассказал, как, напившись в пятницу вечером, левитировал лягушку. И они решили, что мы каждую пятницу напиваемся и идем в лабораторию.

Впрочем, это в некотором смысле хороший стиль работы — не замыкаться на одном направлении. Как я обычно говорю, с научной колыбели до научного гроба по одним и тем же рельсам шпарить. Везде такое есть. В Советском Союзе это была очень популярная история. Люди начинают делать свою кандидатскую, докторскую работу — и делают одно и то же до пенсии, сорок лет. Профессионализм нужен в любом деле, но в то же время нужно смотреть, что есть и в стороне.

Прыгать, как лягушка, с одной области на другую. Даже если никакого знания нет, но есть научный бэкграунд, можно прыгнуть в другую область и посмотреть со своей точки зрения, что ты там можешь сделать. Особенно хорошо это делать со студентами. Они твоему слову верят, у них три или четыре года впереди, поэтому они работают с большим энтузиазмом.