Во главе Института Ландау — Игорь Колоколов о теоретической физике

В 1960-х годах в нашей стране появился Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау Академии наук. Он был основан непосредственными учениками гениального ученого — будущими академиками И.М. Халатниковым, Л.П. Горьковым, А.А. Абрикосовым (лауреат Нобелевской премии 2003 года), член-корреспондентом И.Е. Дзялошинским. Сегодня сотрудники Института по-прежнему следуют традициям Ландау и демонстрируют высочайший уровень научных исследований. Здесь работают известные во всём научном мире специалисты в области физики конденсированного состояния, квантовой теории поля, релятивистской астрофизики и космологии, физики квантовых вычислений и др.

«Научная Россия» взяла интервью у Игоря Валентиновича  КОЛОКОЛОВА — директора Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, главного научного сотрудника  Международной лаборатории физики конденсированного состояния НИУ ВШЭ, доктора физико-математических наук.

— Игорь Валентинович, когда в 2018-м году вы взяли на себя руководство Институтом, какие чувства при этом испытывали? Как справлялись с ответственностью за продолжение дела Ландау, волновались ли?

— Чтобы дела у Института шли хорошо, мне нужно общаться с начальством на разных уровнях власти: просить что-то для Института, предлагать новые проекты и так далее, то есть активно вести административную, управленческую работу. К счастью, навыки такой работы у меня на момент начала моего директорства уже были. 

Те задачи, которые решили наши отцы-основатели, классики, — это фундамент, благодаря которому мы идем дальше. Возьмем, например, физику неупорядоченных систем. Это настолько обширное поле, что хоть наши великие предшественники заложили основу этой науки, много фундаментальных вопросов по-прежнему остаются открытыми: будь то электроны в неупорядоченных системах или любимый всеми графен, за который дали Нобелевскую премию в 2010 году. Беспорядок и всякие примеси неизбежны, и они качественно меняют поведение системы.

В отличие от нас, у отцов-основателей не было, например, численного моделирования, которое, как я считаю, можно назвать отдельным видом искусства. Это направление принципиально новое.

Конечно, я чувствую ответственность за сохранение научных традиций школы Ландау. У нашего Института есть своя уникальная специфика, и руководство у нас скорее коллегиальное. Для такого маленького (по числу сотрудников) Института, как наш, демократия как стиль управления вполне естественна. Это можно сравнить с демократией в маленьком государстве, таком как Афины, например. Так вот, в Афинах демократия в свое время удалась, а в Риме, когда он разросся, не получилось — стала нужна империя. А у нас здесь, как в Афинах: все друг друга близко знают и руководство коллегиальное.

— То есть конкретной директивы касательно того, кому и чем заниматься, нет?

— Да, здесь это в принципе невозможно. В нашем Институте работают классики теоретической физики, именитые состоявшиеся ученые, как я могу диктовать им чем заниматься? Это касается не только старшего поколения, но и молодых специалистов. Главное требование к сотрудникам — так называемая самоходность: чтобы ученый, начиная с ранних этапов своей карьеры, самостоятельно находил перспективные задачи, работал над ними и получал хорошие результаты.

— Работа физика-теоретика очень специфична. Нужно придумать то, чего раньше не было и чего никто никогда не видел, и убедительно объяснить это с помощью математического аппарата. Как это происходит?

— Есть различные математические инструменты, да. Но понимание все равно формулируется не на языке результатов численного эксперимента и даже аналитической формулы, а на языке некой физической картины. Как формулируется? Даже трудно сказать. Все эти формулы, которые мы пишем, это как бы способ передачи ощущения-понимания от одного человека к другому. Образно говоря, некие полумагические иероглифы (безо всякого, впрочем, произвола), то есть способ что-либо из головы взять и положить это в голову к другому человеку. К этому нужно привыкнуть, а для этого необходимо образование и время.

Ощущение понимания и представление о том, как устроена наука, у меня все время меняется. Я думаю, что в этом смысле ученый зреет долго, и такого не бывает, что человек выпустился из института и сразу все осознал. И даже если мы вернемся к воспоминаниям Коры — супруги Льва Ландау, — то она писала, что незадолго до катастрофы Лев Давидович ей говорил что-то вроде: «Кора, я понимаю теоретическую физику уже совсем по-другому и теперь буду делать всё иначе». Что имелось в виду, никто не знает, потому что потом случилась катастрофа, в которой пострадал Ландау. Но я думаю, его слова показывают, что он постоянно эволюционировал в своем понимании того, как устроена наука. Это был настоящий гений.

— Когда Институт только создавался, в 1960-е годы, там работало всего 60 человек — совсем небольшой штат, в сравнении с другими институтами того же времени. Изменилось ли количество сотрудников? И над какими задачами вы работаете сегодня?

— Штат остался примерно таким же по количеству. Физик-теоретик — это штучный специалист (и должен быть очень высокого уровня), зреет он долго, поэтому нас не так много. Что касается задач, то они, конечно, меняются со временем, но сама природа не сильно изменилась, поэтому круг задач, который был актуален в те годы, востребован и сейчас.

Есть направление так называемой фундаментальной физики, где мы пытаемся понять, какие законы природы управляют нашим миром на самых маленьких расстояниях (физика высоких энергий). Главное, что должно заботить теоретика — это занятие физикой как наукой о природе. Только речь не той природе, которую он может в голове придумать, а той, которая есть на самом деле. Как следствие, физик-теоретик должен находиться в постоянном взаимодействии с экспериментом. Мы непрерывно находимся в контакте с физиками-экспериментаторами: из Москвы, Новосибирска, Нижнего Новгорода и других городов России и мира.

В этом году умер великий физик-теоретик Фримен Дайсон. Он прожил долгую жизнь, 96 лет, видел и знал многих выдающихся ученых. Кроме замечательных научных работ, Дайсон еще писал эссе. Одна из его работ называется по-английски «Birds and frogs» («Птицы и лягушки»). Что это имеется в виду? То, что ученые бывают двух типов: те, кто может, образно говоря, подняться и увидеть весь ландшафт науки (птицы), и лягушки, которые прыгают от одной задачи к другой. Это разделение в науке просто необходимо: и те,  и другие специалисты очень важны, ведь ученые, которые видят весь ландшафт, часто не решают конкретных прикладных задач, а те, кто переходит от задачи к задаче, часто не могут увидеть весь ландшафт целиком. В этом смысле сотрудники Института Ландау немного похожи на тех птиц, о которых говорил Дайсон. Но так называемые лягушки не менее важны, ведь они ставят эксперименты и делают конкретные математические расчеты.

Космология, которой занимаются несколько наших сотрудников, причем с прорывными, основополагающими результатами, имеет, в первую очередь, мировоззренческую ценность. Но нередко космологические астрофизические наблюдения могут приводить и к совершенно практическим выходам.

Сейчас мы также занимаемся задачами  турбулентной атмосферы. Может быть, наши результаты позволят с точки зрения практических приложений как-то улучшить разного рода предсказания, а может, и нет. Точный прикладной результат мы не можем здесь гарантировать, потому что земная атмосфера – это не то, на что можно спокойно воздействовать. Но есть и другие задачи, результаты которых вполне могут найти практическое применение в виде приборов и т.д. 

Вся электроника, как мы знаем, построена на квантовой механике — науке, для не слишком погруженного любопытствующего, весьма абстрактной. Есть и более яркие примеры. В свое время Генрих Герц — первооткрыватель электромагнитных волн — сделал утверждение, что они никогда не найдут себе практического применения. А буквально через несколько лет после его высказывания появилось радио и т.д. Или взять те же лазеры, например, это ведь тоже непосредственное приложение к представлению квантовой механики. Так что трудно сейчас что-то предсказать, в том числе и про космологию. Фундаментальные задачи часто ценны не столько своими результатами для обычного человека, сколько теми усилиями, которые прикладываются для получения этих результатов. Ведь если у ученого есть некая задача, которая его вдохновляет, то он по пути может изобрести и сотовый телефон. И такое случается довольно часто.

— А сотрудничаете ли вы как-то с сектором бизнеса?

— Сфера бизнеса, в частности и российского, нами как персонами интересуется, да. Мы часто выступаем как приглашенные эксперты: участвуем в мозговых штурмах, даем оценки тем или иным проектам и так далее. Быть умным человеком — это, на самом деле, тоже профессия. Даже простой разговор нередко может натолкнуть  на какие-то хорошие идеи. Вообще, наличие собеседника, который тебя хоть немножко понимает, очень важно. Ты сам начинаешь лучше понимать то, о чем говоришь, и можешь посмотреть на себя как бы со стороны. Поговорить с умным человеком, из какой бы то ни было сферы, всегда полезно.

— У выдающихся физиков-теоретиков XX века, например у Джона Уилера, Нильса Бора и др., была традиция тесного общения с учениками, они нередко приглашали их домой, на праздники. Есть ли что-то подобное в вашем Институте?

— Это была совсем другая эпоха и другой социальный слой  — довольно состоятельные буржуа, что к нам, конечно, не относится. У них, внутри своего сообщества, были собственные правила поведения.  Я бы сказал, что сейчас в науке всё более формализовано.

Мой учитель — Виктор Сергеевич Львов — часто приглашал учеников к себе домой, мы и Новый год отмечали вместе с его семьей. Это было в Новосибирском академгородке, и уже в другую эпоху. Сейчас же, в Институте Ландау в Черноголовке, всё немного по-другому, но теплые взаимоотношения с учениками, конечно, тоже есть.

В целом, близкий контакт с учениками может быть, а может и не быть, это всё зависит от ситуации. У Нильса Бора тесный контакт с его учениками первой генерации был, а у Ричарда Фейнмана, например, не было, хотя преподаватель он был просто блестящий, а Бор, напротив, лекции читал очень плохо. Кстати, у Альберта Эйнштейна учеников, в классическом архаичном понимании, толком тоже не было.

— Какова вообще роль преподавателя в теоретической физике и где преподают ваши сотрудники?

— Хороший научный руководитель ставит перед учеником задачу, выполнение которой вполне реально, и при этом она еще и интересна. Конечно, бывают персонажи в духе «создай-ка мне Теорию всего и можешь гулять», но грамотными учителями их явно назвать нельзя. Мы в Институте Ландау стараемся именно такие задачи нашим ученикам предлагать: решаемые и интересные. 

Что касается преподавания, то наши специалисты в первую очередь задействованы на базовых кафедрах Физтеха (МФТИ). Это система базовых институтов. В свое время она была полностью транслирована в Новосибирском Государственном Университете, который я закончил в 1983 году.

В 2016 году в Высшей школе экономике был создан физический факультет на принципах раннего Физтеха, и там наши специалисты тоже преподают: читают лекции и общие спецкурсы на базовых кафедрах, готовят молодых ребят к исследовательской деятельности.

Преподавательская деятельность важна в первую очередь для нас самих. Потому что лучший способ выучить какую-нибудь науку – это начать ее преподавать. То есть учиться надо постоянно, но заставить себя учиться просто так становится трудно с возрастом. Поэтому сейчас, если мне нужно узнать что-то новое, я беру курс, прорабатываю его от и до, включаю в свою преподавательскую программу и сам учусь. И это, кстати, одна из причин, почему я не искал позиции на Западе. Потому что там, в случае общего положения, ты либо не будешь допущен к преподаванию, либо будешь допущен, но с существенными ограничениями свободы. А здесь у меня с самого начала, как только я закончил университет, была полная свобода.

— Многие ли сотрудники уезжают за рубеж?

— Массового оттока как было, скажем, в 90-е, конечно нет. Количество тех, кто остается, превышает число уезжающих. Даже если человек получил позицию за рубежом, у нас он может оставаться на должности удаленного сотрудника. Такая практика существует, и это очень полезно для Института, если соблюдена мера, разумеется. 

У нас установились очень хорошие отношения с физиками из Израиля: они время от времени приезжают к нам на месяц и дольше, есть совместные гранты и совместные проекты, не требующие постоянного личного присутствия. Средства удаленного доступа позволяют нам общаться онлайн. В этом году из-за пандемии сорвалось много важных личных встреч. Мы очень надеемся, что вся эта ситуация скоро разрешится, и снова появится возможность общаться с иностранными коллегами лично.

Есть также совместные проекты с Италией (и не только). Например, с сотрудниками Политехнического института и университета и даже с Институтом генетики и онкологии (г. Турина), хотя мы физики-теоретики, а они — медики. В общем, у нас есть друзья, товарищи близкие, коллеги, разбросанные по всему миру, и мы все время в духовной связи и сотрудничестве с ними пребываем.

— Институт Ландау по-прежнему пользуется большим уважением у иностранных коллег?

— Конечно. Я всегда говорю, что наш Институт  — это то, что видно с Альфа Центавры! Добавлю, что про Льва Давидовича Ландау в свое время говорили, что он проводил огромную «ассенизаторскую работу» в теоретической физике. Это по-прежнему нужно, причем в многократном размере, по сравнению с временами Ландау.

Беседовала Янина Хужина.

Интервью проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук.