Волна науки сносит барьеры. "В мире науки" №8-9, 2019

В начале июля этого года состоялась VII международная конференция «Рубежи нелинейной физики», организованная Институтом прикладной физики РАН (Нижний Новгород). Такая научная конференция проводится раз в три года на протяжении последних 18 лет, и за это время в ней приняли участие многие мировые звезды науки и лауреаты Нобелевской премии.

Нынешняя конференция была посвящена обзору достижений современной физики нелинейных волн и проходила на борту теплохода «Константин Коротков» во время круиза по Волге. Тематика была обширной: нелинейная оптика, акустика,  нелинейная физика конденсированных сред, взаимодействие лазерного излучения с плазмой, нелинейная динамика квантовых систем и квантовый хаос, волновая динамика океана и атмосферы, нелинейная физика астрофизической плазмы  и многое другое.

В конференции, которая стала научным событием поистине мирового масштаба, приняли участие более 150 ученых из 18 стран, в том числе действующие и будущие номинанты Нобелевской премии в области квантовой физики. Особенно хочется отметить большое количество молодых ученых, прибывших из разных уголков нашей страны.

Сочетание рабочей обстановки с возможностью отдохнуть, насладиться изумительными видами создало продуктивную атмосферу, которую отметили все участники конференции, с кем довелось беседовать. И вполне закономерно, что именно события такого уровня отчетливо демонстрируют мощь мировой науки, которая продолжает не просто размывать, а сносить все барьеры идеологических, политических и любых других разногласий.

Беседуем о конференции с президентом РАН, академиком Александром Сергеевым.

Александр Михайлович, на международных научных конференциях есть некая обязательная программа, однако бывают темы, которые не входят в регламент, но о которых хочется рассказать. Есть ли у вас такие темы?

На подобных конференциях, помимо официальных программных выступлений, всегда есть кулуарное общение, роль которого очень велика. Ведь на такие мероприятия едут получать не только информацию, которая официально звучит с трибуны, но и какие-то сведения по конкретному вопросу, когда можно один на один пообщаться с другим участником конференции. И это «вытягивание» дополнительной, уточняющей информации очень важно для ученых. После лекций выступающих обычно сразу обступают и задают вопросы. Когда вы плывете на теплоходе, лектору никуда не деться, особенно от молодежи, которая добивается от него ответов на свои вопросы. Очень существенно, что на этих конференциях крайне демократичная атмосфера и молодежь имеет возможность общаться со светилами из своей области. А для ученых не столько важны аплодисменты после лекции или доклада, сколько важна неформальная, кулуарная часть, когда к ним подходят и задают вопросы. Это свидетельство того, что вы задели определенную струну.

Насколько имеет значение эта обратная связь?

Самое главное — что она есть. Как ученые себя оценивают? Можно говорить об индексе Хирша, о цитированиях, но для ученого основное — это признание в среде профессионалов, которые могут даже занимать конкурентные или дискуссионные позиции. В науке, как правило, все объективно. И если ты получил результат, рассказал о нем и дальше получаешь обратную связь — это и есть момент счастья для ученого. Это означает признание.

Что для вас важнее— признание профессионалов или обратная связь со стороны молодежи, которая проявляет интерес?

Нужно и то, и другое. Когда вы получаете признание профессионалов, вы понимаете, что работаете на рубеже науки. Ведь наша конференция так и называется: «Рубежи нелинейной физики». Можно очень быстро отстать, если не общаться постоянно и не получать новую информацию, связанную с развитием науки в твоей области. Когда ты говоришь и тебя слушают — это значит, что ты произносишь что-то новое. Многие ученые уходят из серьезной науки именно потому, что теряют темп и им самим уже неинтересно, потому что они не могут вызывать интерес у других. Так и наступает конец научной карьеры.

Если взять выступление перед коллегами или перед заинтересованной молодежью, есть ли разница в языке общения?

Конечно есть! Чтобы быть реально полезным, наибольшее число слушателей должно быть максимально долго сосредоточено на вас. Аудитории достаточно большие — до 500 человек, и в них всегда присутствует некий шум. И этот уровень шума предельно точно свидетельствует о том, насколько аудитория вам внимает. Если в помещении абсолютная тишина, значит вы достигли максимального эффекта, потому что никто ничего не делает, только слушают вас. Но чтобы слушала молодежь и чтобы слушали профессионалы, нужны совершенно разные подходы.

Когда вы общаетесь с молодежью, вам важно рассказать то, что вы до них доносите, просто и понятно. У молодежи нет опыта, глубоких знаний, но есть большое желание узнать. В принципе, вы можете их заинтересовать просто тем, что умело и красиво объясните известные вещи. Старшим коллегам, которые работают в вашей области, вы обязательно должны рассказывать о чем-то новом. Они профессионалы, много знают, и вы их можете заинтересовать только тем, что они пока точно не представляют. Тогда они настораживаются. Здесь иногда важна парадоксальность. Вы вбрасываете какой-то парадокс и говорите то, что воспринимается даже с недоверием.

Здесь, на конференции, аудитория разновозрастная. Но молодежь в основном — кандидаты и доктора наук. Они серьезно выстраивают свою карьеру, им важно получить индивидуальное внимание. На этой конференции многие из них знакомятся с действительно выдающимися людьми, такими как Марлан Скалли и Пол Коркум. И если им удастся запечатлеть себя в их сознании, это окажется очень полезным для их научной карьеры.

Может такое случиться, что ученый вбрасывает настолько парадоксальную, невероятную мысль, что половина аудитории ее сразу отметает как антинаучную и теряет интерес?

Я, пожалуй, не соглашусь с тем, что если слишком парадоксально, то аудитория теряет интерес. Наоборот, мне кажется, что слушают даже с большим интересом. Иногда кажется, что человек говорит какую-то чушь, вроде совершенно очевидно, что это неправильно. Но когда дальше дело доходит до реального объяснения, начинаешь понимать смысл. Ведь все новое, интересное должно в конце концов объясняться достаточно просто. Парадоксальность становится понимаемой, когда находится объяснение. Когда начинают излагать какой-то парадокс и докладчик доносит до тебя, как он его разрешает, понимаешь, что все гениальное просто. Ведь еще Пушкин говорил: «И гений, парадоксов друг...»

Александр Литвак, академик, научный руководитель Института прикладной физики.

Александр Григорьевич, кому принадлежит идея такого формата проведения научной конференции — на пароходе?

Думаю, что установить имя автора этой идеи не удастся: такие конференции приобрели популярность еще в советские времена. Каков основной плюс такого формата? Все участники на протяжении недели оказываются в замкнутом пространстве теплохода и кроме официальных научных заседаний имеют широкие возможности для дополнительных неформальных научных дискуссий и персональных научных контактов. Всем предлагаются комфортные условия на лучшем из доступных нам пароходе. Можно привезти с собой жену или мужа, кто-то берет даже детей. Предлагаются интересные экскурсии в исторических городах России. Вечером — концертные программы с участием талантливых музыкантов. На конференции приглашается много молодых ученых, аспирантов и даже студентов, для них это возможность контактов с крупными учеными.

Инициатива по проведению таких конференций связана с опытом работы Института прикладной физики РАН — одного из признанных лидеров в области исследования колебательных и волновых процессов. В советской науке эта область получила название «радиофизика». В радиофизике исследуются колебания и волны любой природы, в любых средах и во всех диапазонах частот и длин волн (от очень низкочастотных акустических процессов до излучения микроволнового, оптического и рентгеновского диапазонов), при любом уровне интенсивности, вплоть до взаимодействия экстремально интенсивного излучения с веществом. Несмотря на большое разнообразие физических (и не только) систем, существует общность в постановке проблем и методах их исследования, дающая уникальную возможность для эффективного сотрудничества специалистов в области генерации и распространения электромагнитных и акустических волн, динамики атмосферы и океана, физики плазмы и лазерной физики, астрофизики, квантовых процессов, нейродинамики и др. Находить общий язык в этих разных областях чрезвычайно полезно для успеха в науке.

Опираясь на имеющийся опыт работы, еще в 2001 г. мы решили организовать представительную конференцию «Рубежи нелинейной физики» со значительным числом лидеров мировой науки. Первая конференция была посвящена столетию со дня рождения академика А. А. Андронова, одного из основателей радиофизики, в том числе теории нелинейных колебаний; ее мы провели на суше, в Нижнем Новгороде. В ней участвовали многие известные ученые. Именно на этой конференции мы установили контакты с будущим нобелевским лауреатом Жераром Муру и с тех пор много лет работаем вместе. В 2004 г. решили перебраться на пароход, и нынешняя конференция — уже седьмая.

В чем ее отличие от предыдущих?

Отличие и в выбранных тематических разделах физики, и в составе ученых. Хотя немало тех, кого можно назвать постоянными участниками. В каждой конференции принимают участие выдающиеся ученые. Например, в 2004 г. участвовали два нобелевских лауреата: академик В. Л. Гинзбург. которому тогда было 86 лет, представивший два 40-минутных доклада, и французский ученый Клод Коэн-Таннуджи. который тоже выступал с пленарным докладом. В этот раз пленарные доклады представили два иностранных члена РАН, они же члены Американской национальной академии наук: профессор Марлан Скалли (США) и профессор Пол Коркум (Канада).

Были ли выдвинуты на этой конференции новые интересные идеи?

Мы получили много важной и интересной информации. К сожалению, не всякая информация может радовать. Почему? Потому что у нас есть собственные идеи, планы для их реализации и попытки получить поддержку. А когда мы слышим, как наши коллеги, которые от нас отставали, рассказывают, что им уже частично удалось реализовать то, что мы задумывали и на что надеялись, это, с одной стороны, вызывает радость за науку в целом, с другой — огорчает непосредственно нас.

Приведу пример. Руководитель научного центра из Южной Кореи рассказал об экспериментах с использованием недавно созданного мультипетаваттного лазерного комплекса, при сооружении которого использовались некоторые подходы, впервые примененные в нашем институте при создании несколько менее мощного субпетаваттного лазера. Есть известная идея: при фокусировке сверхмощного лазерного излучения в плазме можно получить такие сильные электрические поля, которые обеспечат рекордно высокие темпы ускорения заряженных частиц по сравнению с современными ускорителями. Так, самый длинный в мире линейный ускоритель SLAC в Стэнфордском университете (США) длиной 3 км ускоряет электроны до энергии 50 ГэВ. В Корее в экспериментах с новым лазером ускорили электроны на длине всего 7 см до энергии 5,5 ГэВ. Можете оценить возможные перспективы. Обидно, что нами был предложен проект создания на основе российских технологий лазерного комплекса с мощностью, в десятки раз превышающей мощность корейского лазера. Если бы нам открыли финансирование проекта, формально поддержанного руководством страны, мы уже на начальной стадии давным-давно создали бы лазер-прототип и заняли лидирующие позиции в мире.

Бывает, что из разных докладов на конференции складывается что-то совершенно новое?

Бывает, и довольно часто. Есть ученые, которые очень цепко воспринимают новое (даже не в профессионально близкой им области) и вырабатывают предложения по применению новых подходов в других областях науки. Наши конференции способствуют такой междисциплинарной активности.

Есть ли эффект от подобных конференций для развития российской науки?

Эта конференция значима и по содержанию, и по составу участников. Всего в ней принял участие 151 ученый из 22 стран, в том числе 80 человек из России, 20 из Германии, 12 из США, по четыре из Франции и Великобритании, по три из Австралии, Израиля, Италии, Китая и Южной Кореи. Общее число сотрудников зарубежных лабораторий и университетов— 71, среди них 20— российского происхождения.

В числе российских ученых — пять академиков и девять членов-корреспондентов РАН. На конференцию было представлено 158 докладов, в том числе 30 пленарных докладов, ориентированных на междисциплинарную аудиторию.

Такое тесное взаимодействие с иностранными учеными поможет и нам продвигаться вперед?

Приятно, что множество докладов иностранных ученых делаются в соавторстве с российскими, в том числе с сотрудниками нашего института. Это тоже привлекательный фактор для иностранных ученых, чтобы продолжать сотрудничество. В конференции приняли участие около 30 молодых ученых. Мне очень нравится, что наша молодежь, делая доклады, показывает отличное владение английским языком. И сами результаты интересны — видно, что они вполне интегрированы в мировую науку. С другой стороны, это и опасно, потому что кого-то из молодых мы через некоторое время недосчитаемся — их с удовольствием приглашают работать за границу. Надо создавать у нас в стране приемлемые условия для занятий наукой. Я говорю даже не столько про экономическую сторону и социальные условия, сколько про возможность вести исследования на современном уровне. По-моему, неправильно говорить— «утечка мозгов», просто всякий человек ищет, где он сможет достойно себя реализовать. Наша конференция — в том числе и вклад в создание таких условий для научной работы.

Владимир Фортов, академик, научный руководитель Объединенного института высоких температур

Владимир Евгеньевич, насколько оправдывает себя проведение такой масштабной конференции в сегодняшнее довольно непростое время?

То, что в такое сложное время, Институт прикладной физики РАН проводит эту конференцию, очень дорогого стоит. Вы наверняка обратили внимание на то. что здесь очень много молодежи и что эта молодежь говорит на великолепном английском языке. Эта молодежь пишет, публикует и докладывает свои работы без соавторства. В науке, чего греха таить, есть такой эффект, когда имя начальника зачастую вписывают в работу исполнителя. А здесь этого нет, здесь очень высокая культура, которая идет от организаторов этого мероприятия— академиков А.В. Гапонова-Грехова и А.Г. Литвака. А сегодня в этой цепочке очень ярким и важнейшим элементом стал академик А.М. Сергеев.

Обратите внимание: здесь очень много людей из- за границы, и они едут сюда не только смотреть красоты, но и, главное, заниматься наукой. Поэтому и доклады здесь самого высокого уровня.

Что для вас важнее — присутствие мировых звезд физики или большое количество молодежи?

Все важно. Если вас интересует наука и вы приехали за новыми знаниями, контактами, то вы не смотрите в паспорт, вам неважно, сколько человеку лет.

Но есть еще один элемент, который я бы отметил. Конференция проходит в закрытом пространстве — на плывущем по реке теплоходе. Физики говорят, что это «адиабатическое приближение»: все находятся в одном месте. Поэтому научные и человеческие контакты происходят не только на лекциях. Очень большую роль играют индивидуальные контакты. Всегда можно подойти и задать вопрос уже не в зале, где вы неизбежно получите короткий ответ, но обсудить его в режиме диалога. Мы только что с одним специалистом за 15 минут неформального разговора фактически придумали новую задачу, связанную с турбулентностью.

Я сам провожу такие конференции в Кабардино-Балкарии, на Эльбрусе. Там ситуация похожая — замкнутая гостиница, и есть гора, с которой можно спускаться на лыжах. Остальное время мы взаимодействуем по науке так же, как и здесь, — fасе to face, лицом к лицу.

А кого бы вам особенно хотелось видеть на такой конференции, кого очень хотелось бы пригласить?

Мне много кого хотелось бы пригласить, но я понимаю, что не все возможно. Того же А.В. Гапонова-Грехова. Если бы он сюда приехал, он бы создал особую атмосферу— это замечательный, талантливый. многогранный, предельно честный человек. Очень интересно было бы пригласить академика В.Е. Захарова — это выдающийся ученый, который был на прошлой конференции. Я бы хотел, чтобы А.М. Сергеев больше времени проводил здесь, а не среди чиновников. И он тоже, по-моему, этого очень хочет.

А из зарубежных ученых кого бы вам хотелось видеть?

Это люди типа профессора Грегора Морфилла, известного немецкого физика Вернера Эбелинга, многие другие коллеги и друзья. Есть достаточно причин, по которым люди хотели бы, но не приезжают на те или иные конференции. Я, например, на многие конференции не могу поехать— либо временные накладки, либо другие мероприятия. Но я убежден, что нужно большое количество времени, чтобы самому заниматься наукой, а потом уже докладывать, а не просто ездить на конференции.

Планируется ли в будущем расширение состава участников?

Я бы не расширял — все-таки важна возможность контакта. Если будет тысяча человек, это превратится в парадное мероприятие. А прелесть такого рода конференции состоит в том. что тут собираются профессионалы. На больших конференциях важная роль неизбежно отводится «организаторам науки», а это уже приводит к потере научной атмосферы. Мне кажется, что оптимальное количество— 150-200 человек. Это то, что делает научную конференцию рабочей, а не парадной.

Атмосфера действительно прекрасная.

Атмосфера рабочая, доброжелательная, но и очень профессиональная и продуктивная. Если здесь человек говорит что-то не то, ему на это укажут коллеги. В этом можно не сомневаться — среди профессионалов так принято и идет на пользу всем.

Есть ли у этой конференции поддержка за пределами научных сообществ?

Она организована не для того, чтобы получать поддержку, а для науки. И здесь как раз научные результаты самого высшего класса. Люди рассказывают о работах, которые еще не опубликованы, а только отправлены в печать. И такой формат, я убежден, — самый продуктивный. Если вы хотите получать содействие, вы должны сначала представить хороший результат, а потом ожидать поддержки этого хорошего результата.

Ольга Кочаровская, профессор Техасского университета

Ольга Анатольевна, на этой конференции ваше имя постоянно на слуху, а большие ученые говорят о вас с восхищением. Как вам это удается?

Началось все с Института прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде, где я работала в отделе, руководимом Я.И. Ханиным— выдающимся ученым, автором широко известной монографии по квантовой радиофизике. Мы опубликовали работы, которые привлекли внимание зарубежных ученых.

Что это были за работы?

Это были две статьи. В одной мы предсказали явление электромагнитно-индуцированной прозрачности, суть которого состоит в том, что две электромагнитные волны, резонансные смежным атомным переходам, могут проходить сквозь такую атомную среду практически без поглощения, тогда как каждая из них в отдельности полностью бы в ней поглотилась. Во второй статье мы фактически предложили одно из применений этого явления — это лазер без инверсии населенностей, то есть возможность лазерного излучения в среде с частично заселенным верхним уровнем в условиях, когда его населенность не превосходит населенность нижнего рабочего уровня.

Поначалу казалось, что это конкретное применение даже более интересно и важно, чем само явление электромагнитно-индуцированной прозрачности, поскольку оно выглядело обещающе для развития рентгеновских и гамма-лазеров, то есть лазеров в высокочастотном диапазоне частот. Но реализовать это применение в высокочастотном диапазоне оказалось непросто, хотя остаются группы, которые продолжают над этим работать. Зато электромагнитно-индуцированная прозрачность действительно пошла в дело и нашла много других применений, таких как высокочувствительные магнитометры (приборы для измерения величины и направления магнитного поля), быстрые переключатели электромагнитного поля, контролируемые линии оптической задержки и квантовой памяти, эффективные преобразователи частоты электромагнитного излучения, системы оптической бистабильности, многие другие полезные приборы.

Вы ведь стояли у истоков организации «плавучих» конференций?

Да, я участвовала в организации всех этих конференций. Но сама идея принадлежит академику А.Г. Литваку. Я бы сказала, что это исключительно его конференция, хотя многие ему помогают, как и я. Это прекрасная конференция, и я всегда рада пригласить сюда своих друзей, потому что уверена, что им это очень понравится.

В чем, на ваш взгляд, преимущество такого формата проведения конференции?

По-моему, здесь два основных преимущества. Во-первых, это конференция очень широкого плана, сюда приезжают ученые, представляющие разные направления: оптику, астрофизику, гидрофизику, общую теорию нелинейных волн. И нас объединяет то, что у нас общий базис, а именно— нелинейная динамика, более широко— то, что в нашей Нижегородской школе называется радиофизикой, то есть взаимодействие волн различной природы с веществом. Это, по сути, основа всей физики. Очень полезно пообщаться с коллегами, которые работают не только в твоей области, но и с близкими задачами в другой области, это стимулирует, появляются новые идеи. Второе преимущество состоит в том, что мы все здесь «варимся в одном котле»: все время— от завтрака и до ужина — мы проводим вместе, и это стимулирует обсуждение наших тем друг с другом. Я очень люблю эту конференцию.

Ваша непосредственная направленность — это лазеры?

Лазеры и их взаимодействие с веществом. Мы занимаемся взаимодействием лазерного излучения с атомными и ионными переходами в газах, твердых телах и плазме и даже резонансным взаимодействием с ядерными переходами.

В рамках сотрудничества с Институтом прикладной физики РАН мы совсем недавно закончили интересную работу, которую отправили в Physical Review Letters — один из самых престижных журналов США в области физики. В ней мы предложили возможность усиления высоких гармоник и получения интенсивных аттосекундных импульсов в мягком рентгеновском диапазоне. Метод получения аттосекундых импульсов за счет генерации гармоник в свое время был предложен и развит известным ученым Полом Коркумом (также участвующим в настоящей конференции). Однако этот метод хорошо работает для относительно низких частот, то есть для вакуумной ультрафиолетовой области спектра, а в более высоком диапазоне частот, то есть для энергии фотонов больше сотни электронвольт, энергии импульсов уже исключительно низкие.

В прошлом году Жерар Муру и Донна Стрикленд получили Нобелевскую премию за развитие метода усиления чирпированных фемтосекундных импульсов в широкополосной активной среде. Но фемтосекундный импульс — это длительность 10 ¹⁵ с, а я говорю об аттосекундных импульсах, которые еще на три порядка короче. Спектральная ширина импульса обратно пропорциональна его длительности. Таких широкополосных сред, которые бы позволили усиливать аттосекундные импульсы, в настоящее время просто нет. По-видимому, их нет вообще, поэтому техника усиления чирпированных импульсов не может быть применена для усиления аттосекундных импульсов. И вот мы с научным сотрудником ИПФ РАН В. А. Антоновым и его аспирантом И.Р. Хайрулиным предложили метод усиления таких импульсов, который основан на модуляции частоты резонансного перехода усиливающей плазменной среды в рентгеновской области инфракрасным полем. Замечательно, что для модуляции активной плазменной среды может быть использован тот же самый инфракрасный лазер, который применяется для генерации гармоник. В этом случае исходное резонансное усиление равномерно перераспределяется между всеми гармониками без изменения фазовых соотношений между ними и, следовательно, без изменения формы усиливаемых импульсов. Нам кажется, это очень перспективно, и по крайней мере две экспериментальные группы заинтересованы в реализации этой техники.

Какое практическое значение это может иметь?

Техника усиления фемтосекундных импульсов получила огромное применение. В том числе она позволила генерировать лазерную плазму и привела к созданию компактных плазменных лазеров в мягком рентгеновском диапазоне. Кроме того, вся так называемая физика сверхсильных полей фактически основана на этой технике, благодаря которой она и развилась. Одно из наиболее важных применений — это ускорение заряженных частиц: электронов, позитронов, ионов (широко используемых, в частности, для лечения раковых заболеваний). Если раньше для этих целей требовались ускорители, — а это очень дорогостоящая техника огромных масштабов (-100 м — 1 км), — то с помощью новой лазерной технологии сейчас уже получают ускорение электронов до нескольких гигаэлектронвольт на масштабе -1 см. По-видимому, в будущем крупномасштабные современные ускорители будут заменены настольными лазерными установками. Что касается интенсивных аттосекундных импульсов в мягком рентгеновском диапазоне, включая так называемое окно прозрачности воды (диапазон длин волн между 2,3 и 4,4 нм, в котором вода остается практически прозрачной, тогда как углерод и, следовательно белки, хорошо поглощают), то одно из их потенциальных применений— визуализация динамики белков в живой клетке.

То есть тенденция остается актуальной: оборудование становится компактнее и дешевле?

Абсолютно верно. И это касается всех областей науки. Громоздкие и дорогие установки постепенно будут заменяться гораздо более дешевыми и компактными лазерными аппаратами, которые приведут к их несравненно более широкому применению. 

Пол Коркум, профессор университета Оттавы

Доктор Коркум, как вы оцениваете такой формат встреч — конференция на пароходе?

Я давно слышал о подобных конференциях, но это моя первая поездка. Идея провести встречу на теплоходе прекрасна, поскольку мы здесь все вместе, в одной лодке, причем в буквальном смысле. Это отличный формат для проведения встреч.

У вас была возможность осмотреться, полюбоваться видами? Или вы целиком погружены в науку?

Организаторы устроили для нас экскурсии в каждом из городов, где мы останавливались, и это было очень интересно и познавательно.

Я был в России много раз, но в Поволжье впервые. Мне доводилось много читать о России, и у меня сложилось впечатление, что перемены, которые в ней происходят последние 25 лет, в основном касаются Москвы и Санкт-Петербурга, где я бывал неоднократно. Но оказалось, что перемены гораздо шире. Нижний Новгород мне очень понравился, как и Казань и другие города, где мы останавливались. Каждый из них выглядит очень по- европейски. Я впечатлен.

У вас должны быть давние связи с нашей страной. С чего все началось?

После получения докторской степени я присоединился к Национальному научно-исследовательскому совету. Советские ученые были у нас частыми гостями, и это происходило на более или менее постоянной основе. Они приезжали на сроки от шести месяцев и работали в области лазерной физики. Это направление всегда было очень сильным и в России, и в Канаде. Кроме того, советскому ученому было сложно в те годы приехать в США, а у Канады и СССР была программа обмена. Так что я знал многих советских ученых того периода. Со временем ситуация в СССР стала меняться и меня стали приглашать на встречи за железный занавес. Первая моя поездка состоялась в 1985 г.

Что произвело на вас наибольшее впечатление во время той поездки? Вы обнаружили что- то, чего не ожидали увидеть в этой стране?

Поездка была очень эмоциональной, я никогда ее не забуду — я снова повидался со своими друзьями. Я приехал в Москву, где у нас проходила конференция. Со многими участниками я был знаком лично, с другими — по их научным трудам. Но последний день моей поездки стоит выделить особо. Это была годовщина Бородинской битвы. И в тот год на Бородинском поле проводилась реконструкция сражения. Прекрасный день и замечательная поездка. На обратном пути нас сопровождал салют в Москве. Это было поистине завораживающее зрелище!

Удалось ли во время тех визитов наладить научные связи?

К моменту моей первой поездки у меня уже были достаточно глубокие научные связи. После распада СССР к нам из России стали приезжать молодые ученые, которых я до этого не видел. Многие приезжали в нашу лабораторию на короткие сроки— от трех до шести месяцев. Один из них в итоге устроился в Национальный научно-исследовательский совет и работал со мной много лет над аттосекундными проектами, которые принесли известность и ему, и мне.

О чем вы говорили на нынешней конференции?

Это очень открытое мероприятие, и я могу выбрать практически любую тему, которую хочу обсудить. Я решил рассказать об исключительно интересном проекте, которым сейчас занимаюсь. Не думайте, что я оставил работы по аттосекундным импульсам или считаю их менее важными. Наоборот, основные идеи аттосекундной науки сейчас развиваются в сторону физики твердого тела, аттосекундные импульсы теперь применяются гораздо шире. А на конференции я выступал с новой идеей. Она заключается в том, чтобы генерировать очень короткие и интенсивные магнитные импульсы. Сейчас это сделать невозможно, но, мне кажется, я знаю, как этого достичь. Более того, я знаю, как сделать эти импульсы очень интенсивными. Я сейчас крайне увлечен этой идеей и решил воспользоваться шансом, который мне предоставили, чтобы рассказать о ней.

А нам расскажете?

Сначала я объясню, что это такое. Сейчас мы генерируем магнитные поля, пропуская ток через провод, закрученный в виток или множественные витки— катушки. Электрический ток создается подаваемым на контакты напряжением. Это накладывает ограничения на скорость и силу магнитного поля, которые мы можем создать.

Первый вопрос: зачем подавать напряжение на контакты? Можно ведь создать электрический ток оптическим методом в полупроводнике, используя идеи квантового управления — процесса, в котором световое излучение двух разных цветов создает движение электронов и дырок в заданном направлении. Второй вопрос: зачем нам нужен виток провода? Мы можем сгенерировать такой оптический импульс, чтобы электроны и дырки, которые мы создаем, закручивались в виток без всяких проводов.

Если пустить ток через провод, это накладывает ограничения по силе тока и жесткие ограничения по скорости включения. Но если мы создадим ток в таком виртуальном витке, ограничения становятся совершенно другими. Однако и здесь они есть — и по силе тока, и, соответственно, по силе магнитного поля, которое мы можем сгенерировать.

Но, оказывается, этот же процесс может происходить при пробое газа, при этом нет никакого повреждения материала. Более того, мы как раз и используем плазму (по сути, поврежденный материал) для движения электронов. Пробой газа позволяет нам включать магнитное поле очень быстро и, возможно, делать магнитные импульсы весьма интенсивными. Я думаю, теперь это станет новым способом генерации крайне интенсивных магнитных импульсов и единственным способом сделать их одновременно очень быстрыми и интенсивными.

А зачем это нужно?

Самое очевидное применение— управление магнитным материалом. В компьютерах информация хранится на магнитных носителях. И скорость, с которой мы сможем переключать направление магнитных доменов, определяет скорость записи в память компьютера. Это большой вопрос. Существует ли ограничение скорости чтения и записи? Есть некоторые признаки, указывающие на существование такого лимита, но его трудно измерить. Я в своем докладе здесь предложил кардинально новый способ измерения скорости чтения и записи на магнитные носители. Разве не здорово было бы увеличить быстродействие компьютерной памяти в сотни, а то и в тысячи раз?

Это было бы прекрасно!

Есть и другие применения, помимо магнитных доменов, где эти импульсы могли бы сыграть важнейшую роль, но самое очевидное я только что рассказал. Можно также подумать об ускорении вашего смартфона. Но никогда заранее не предскажешь, куда новые технологии могут привести. В этом и красота фундаментальной науки — в мире столько умных людей, и очень сложно предугадать долгосрочный эффект какого-то открытия в фундаментальной науке. Мы можем лишь открыть новый путь. Именно это мы и сделали в аттосекундной науке примерно 25 лет назад.

Марлан Скалли, профессор Техасского и Принстонского университетов

Доктор Скалли, как вы оцениваете формат проведения конференции на корабле?

Превосходно! Это очень стимулирует. Первый раз на такой конференции я был много лет назад, и она оказалась настолько продуктивной, что я написал статью «Квантовая оптика на Волге». С тех пор я много раз бывал в России.

Здесь мы общаемся с друзьями и коллегами, знакомимся с интересными городами, а главное, имеем прекрасную возможность говорить о физике. Как это может не нравиться?

Когда вы приехали в Россию в первый раз?

Я вырос в штате Вайоминг, это американский аналог Сибири. Впервые я приехал в Россию примерно в 1970 г., как раз в Новосибирск, самое сердце Сибири. Я был восхищен советской наукой. Мне довелось общаться с блестящим физиком Владиленом Летоховым, которому принадлежит идея охлаждения атомов лазерным излучением, с другими выдающимися учеными — Николаем Басовым, Александром Прохоровым, Леонидом Келдышем. Его мне даже посчастливилось принять на работу в Техас. Вообще, нашу команду Техасского университета пополнило такое количество замечательных российских коллег, что наш городок в шутку называли Москвой на реке Бразос. На протяжении XX в. Советский Союз уделял огромное внимание образованию, и. безусловно, мы должны расценивать вклад СССР в мировую науку как очень серьезный. Ваша страна произвела несколько поколений блестящих ученых.

В своем вступительном слове вы продемонстрировали завидное чувство юмора. Оно помогает в вашей научной жизни?

Наука — это отличная возможность заниматься тем, что доставляет удовольствие и в то же время представляет собой важное дело. Все наши открытия могут улучшить качество нашей жизни. А еще наука привносит в нашу жизнь радость. В коридорах моего института постоянно слышен смех. Великий физик Нильс Бор всегда говорил, что квантовая механика — очень странная наука: если ты в ней не запутался, значит ты ее не понимаешь. Нильс Бор и Альберт Эйнштейн обладали превосходным чувством юмора. Бору приписывают авторство знаменитой фразы: «Очень сложно делать прогнозы, особенно в отношении будущего». Эйнштейну категорически не нравилась вероятностная природа квантовой механики, и он говорил по этому поводу: «Я не могу поверить, что Бог играет в кости со Вселенной», на что Бор ему однажды заметил: «Альберт, не указывай Богу, что делать!»

Умение видеть абсурдную сторону вещей очень важно, и в этом есть определенный талант. Я уверен, что даже в серьезных открытиях нужно уметь видеть юмор и получать от этого удовольствие. Как говорил Нильс Бор, квантовая механика—это такой предмет, где присутствует глубокая правда, а полная противоположность глубокой правде — еще одна глубокая правда. Подобные высказывания помогают нам лучше понимать природу многих вещей.

Над чем вы работаете в настоящий момент?

Сейчас я работаю над проблемой физики черных дыр и квантовой оптики. Оказывается, многие идеи касательно излучения Стивена Хокинга и физики черных дыр имеют непосредственное отношение к квантовой электродинамике, если рассматривать излучение как нечто, испускаемое атомами, подверженными огромным ускорениям. И на самом деле это проблема квантовой оптики. Знаменитый физик Билл Унру, впервые высказавший эту мысль, приезжает к нам в Техас для совместной работы над этой темой. Атомы ускоряются. попадая в черную дыру, и в результате этого ускорения возникает излучение. А где есть свет, там вступает в дело квантовая оптика. Получается такой интерфейс с физикой черных дыр. Это лишь один пример того, над чем мы работаем.

С другой стороны, мы работаем над методами исследования болезней. Мы ищем способы пропускания света сквозь размытую среду типа ткани человеческого организма. То есть лазерные технологии теперь используются в новых направлениях биофизики и биофотоники.

Подготовил Виктор Фридман