Физик-теоретик Тлеккабул Рамазанов сегодня самый цитируемый отечественный ученый в мире. В отличие от Абая, его имя упоминают в связи с тонкой материей – неидеальной плазмой. Однако парадокс состоит в том, что во Вселенной 95% массы вещества находится в состоянии плазмы. И подобно реальному человеку, плазма тоже неидеальна. Так что теоретические и компьютерные модели Рамазанова, можно сказать, описывают свойства практически всей материи, передает Azattyq Rýhy.
Подавляющее большинство ученых остаются в истории науки благодаря всего одному уравнению или теории. Например, Вернер Гейзенберг известен созданием принципа неопределенностей, Эрвин Шредингер – стационарным уравнением. Уравнение Рамазанова, модели Рамазанова также стали частью мировой науки.
Академик НАН РК Тлеккабул Рамазанов является автором метода компьютерного моделирования неравновесной неизотермической плазмы. Разработанные Рамазановым и его сотрудниками псевдопотенциальные модели неидеальной плазмы широко используются учеными ведущих научных центров мира.
Крупные ученые делятся на два типа – гении-одиночки и создатели научных школ. Что же это такое? Научная школа – система научных взглядов и принципов, а также сообщество ученых, придерживающихся их. Лидер школы обычно генерирует новые идеи, способствует творческому развитию своих последователей. В хорошем коллективе ученых непременно рождается синергия – когда результат выше простой суммы усилий.
Академик Рамазанов – основатель научной школы по физике неидеальной плазмы. Немного статистики: под его руководством защищена одна докторская, 20 кандидатских и 12 PhD диссертаций, опубликовано более 500 научных работ, треть из которых в ведущих рецензируемых научных журналах с высоким импакт-фактором (показатель цитируемости).
Список его различных научных заслуг и званий долог как Млечный путь. Ограничимся тем, что он доктор физико-математических наук, академик НАН РК, член президиума Национальной академии наук РК, лауреат Госпремии РК в области науки и техники.
– Тлеккабул Сабитович, давайте начнем с главной темы ваших исследований. Из курса школьной физики мы знаем, что плазма – ионизированный газ, состоящий из заряженных частиц. А что такое неидеальная плазма и в чем суть вашего открытия, которое широко используется в научном мире?
– Идеальную плазму упрощенно можно представить, как идеальный газ, в котором существует электрическое поле и пространственный заряд, но отдельные частицы не взаимодействуют между собой. Однако, в реальности все заряженные частицы имеют разную температуру, что приводит к ее нестабильности. В неидеальной плазме (НП) потенциальная энергия взаимодействия частиц сопоставима с их кинетической энергией или превышает ее.
В этом случае плазма может приобретать качественно новые свойства. Например, при сильном сжатии слабопроводящей плазмы паров металлов ее электропроводность возрастает до электропроводности жидких металлов.
Такие плазмы живут короткое время. Например, это всем известная шаровая молния. Предмет моего изучения – неизотермическая, неидеальная плазма.
Второй важный момент – чтобы исследовать плазму, к примеру, измерить ее температуру, нужно оказывать внешнее воздействие, скажем, ввести зонд для измерения температуры. Но неизотермические НП очень неустойчивы к внешнему воздействию. Поэтому мной был разработан способ описания этой системы с помощью математических уравнений, точнее метод компьютерного моделирования неравновесной неизотермической плазмы.
– Математическая модель – это теория, и то, насколько она адекватно описывает реальную систему, можно проверить только по предсказанию свойств. Что в итоге она дает для науки и техники?
– Самая важная сфера применения плазмы – управляемый термоядерный синтез. Существуют две принципиальные схемы: в первой – нагрев и удержание плазмы осуществляются магнитным полем при относительно низком давлении и высокой температуре.
Во втором случае (импульсные системы) плазма создается сверхмощными лазерными лучами. И в обоих случаях наш метод компьютерного моделирования используется экспериментаторами.
Нами также разработаны оригинальные экспериментальные установки, на которых в 2005 году впервые в Казахстане был получен плазменный кристалл – пятое состояние вещества. Эти исследования проводятся совместно с ведущими иностранными учеными, в том числе и на борту Международной космической станции (Эксперимент «Плазменный кристалл»).
При определенных условиях сильное электростатическое поле побеждает броуновское движение и выстраивает заряженные частицы в пространстве. Образуется упорядоченная структура, которая получила название кулоновского или плазменного кристалла.
Как разбогатела Южная Корея
– Лауреат Нобелевской премии Петр Капица пошутил, что наука – это способ удовлетворить собственное любопытство за счет государства. Фундаментальные науки требуют больших финансовых затрат и многие страны занимаются обычно трансфером технологий и добиваются при этом больших успехов. К примеру, Южная Корея и КНР технологически сильно выросли за счет использования чужих изобретений. А теперь важный вопрос: можно ли Казахстану обойтись без фундаментальных исследований на пути развития своей новой промышленности за счет трансфера технологий?
– Трансфер передовых технологий, безусловно, дело нужное, но только на начальном этапе. Ни одна страна не продает новейшие технологии, а стремится сама использовать их, чтобы получить максимальное конкурентное преимущество. Кстати, в этом состоит суть инновации. Поэтому без собственных ноу-хау РК не сможет войти в число ведущих стран. А прикладные технологии должны опираться на собственные фундаментальные исследования. Это аксиома.
Взять ту же Южную Корею, успех которой начался с 50-х годов. Ему способствовали два фактора – трансфер технологий, в основном, японских, и американское финансирование – план Маршалла. И это дало возможность стране бурно развиваться, производя достаточно хорошую электронику, став лидером в среднем сегменте на азиатском рынке. Но к началу 90-ых заимствованные технологии сильно устарели, а новейшие никто Южной Корее как серьезному конкуренту не хотел продавать. И тогда Сеулу пришлось срочно заняться собственными фундаментальными исследованиями.
В частности, был привлечен к сотрудничеству этнический кореец, академик РАН Эдуард Сон, очень сильный физик из МФТИ. В дальнейшем, через 10-15 лет фундаментальные исследования корейцев окупились сторицей, сегодня у этой страны много собственных передовых технологий, что позволяют ей конкурировать в ряде отраслей с ведущими державами. Например, главный конкурент Apple – Samsung.
То же самое можно сказать и про Китай, который долгое время занимался копированием и заимствованием. Сейчас там появился ряд высокотехнологичных компаний, например, в сфере 5G Huawei даже идет первым.
Эйнштейн и смартфон
– Кстати, Япония после второй мировой войны начал с того же. Скажем, Sony скопировала немецкий Grundig и создала первые переносные радиоприемники, и уже затем стала лидером в бытовой электронике.
– Да, так и есть. Словом, если мы хотим быть в числе 30-ти лучших, необходимо развивать фундаментальные исследования, даже если они кажутся пока отвлеченными. Например, 100 лет назад, когда была создана квантовая механика, описывающая основные свойства микромира, ее тогда мало кто понимал. Даже великий Эйнштейн считал, что «квантовая механика дает многое, но вряд ли она приближает нас к разгадке тайны всевышнего. Во всяком случае, я убежден, что Он не играет в кости».
Эйнштейн был убежден, что физика дает точные знания о внешнем мире. А Борн и его соратники считали наши знания о мире приближенными, и далее с помощью вероятностных законов квантовой механики, предсказывали свойства систем.
Собственно, на вероятностном подходе основана и моя теория неидеальной плазмы. А сегодня каждый из нас использует смартфоны и прочие гаджеты – реализация законов квантовой механики.
Вообще, нужно сказать, что инвестиции страны в фундаментальные исследования с лихвой окупятся в будущем. Развитые страны мира не раз подтверждали эту простую истину. Конечно, деление науки на вузовскую и академическую условное. Но в то же время, опыт высокоразвитых стран показывает, что именно университеты являются той средой, где на основе генерации новых знаний, полученных в результате фундаментальных и прикладных исследований, осуществляется как подготовка кадрового потенциала страны, так и создание высокотехнологичного инновационного ареала. Таким образом, университеты, точнее, исследовательские университеты становятся драйверами, точками роста новой инновационной экономики. В тех же высокоразвитых странах больше половины фундаментальных исследований приходятся на университеты.
Долина умников
– Как выпускнику КазГУ, мне особенно приятно новость, что наша алма-матер намерена стать исследовательским университетом. Заявлено о создании «Научно-технологической долины Аль-Фараби», где на площади 100 га будут расположены высокотехнологичные кластеры, научно-испытательные лаборатории. Будучи проректором по науке и инновациям, как вы оцениваете перспективы в этой сфере?
– Высокая наука является первой и обязательной стадией «инновационного коридора», за которой следуют НИОКР (Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы) и коммерциализация научно-инновационных результатов. Сначала о науке – сегодня КазНУ является лидером по количеству публикаций в международных рейтинговых изданиях, единственным вузом РК, достигшим отметки в 1 000 публикаций в рейтинговых изданиях Scopus в год. Каждая пятая статья в рейтинговых журналах принадлежит перу ученых КазНУ. В минувшем году учеными университета выполнялось 460 научных проектов.
Продолжается реализация масштабного проекта по созданию «Научно-технологической долины Аль-Фараби». Кроме ряда исследовательских центров, созданы инновационные предприятия и спин-оф компании, запущены мелкосерийные производства по выпуску высокотехнологичной продукции.
Реализуется более 90 инновационных проектов в рамках студенческих бизнес-инкубаторов. В КазНУ работает около 20 студенческих стартап-компаний.
Если вкратце, такой комплексный подход – «Наука-Образование-Инновационное производство» – дает возможность развивать серьезную науку, получать прибыль и повышать уровень подготовки наших специалистов.
– В таком случае назовите научные разработки КазНУ мирового уровня за последние годы?
– Как известно, Эйнштейн разработал теорию гравитационного поля и предсказал существование гравитационных волн. Нобелевская премия 2017 года по физике присуждена создателям международной коллаборации LIGO, благодаря которым были обнаружены первые гравитационные волны – от слияния двух «черных дыр». Одним из тех, кому удалось это доказать, был астрофизик из КазНУ, ныне, увы, покойный, Кенес Куратов.
Также я бы назвал проект «Подготовка потенциальной формы нутрицевтиков против COVID-19» под руководством Жанар Женыс. Этой работой заинтересовались другие страны, есть намерение производить эффективные лекарственные препараты против КВИ на его основе.
Деньги для интеллекта
– Деньги – это кровь не только экономки, но и науки. Как обстоит дело с финансированием науки в стране?
– Сегодня экономические возможности нашей молодой республики, будем честны, ограничены. К примеру, прикладные исследования, в основном, должны финансироваться частным сектором и крупными квазигосударcтвенными компаниями, недропользователями. На мой взгляд, необходимо эффективно использовать средства от отчислений в объеме 1% от расходов на добычу недропользователей. Опыт последних лет показал, что недропользователи не используют честные, открытые конкурсы и заказывают НИОКР (Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы) у своих аффилированных организаций, порой выдавая стандартные инжиниринговые работы или работы по цифровизации за НИОКР. Этот процесс зашел так далеко, что Президент страны в своем Послании дал важное поручение по централизации и обеспечению прозрачности исполнения обязательств недропользователей по финансированию НИОКР.
Главная проблема – нет финансирования научной инфраструктуры, современные приборы и оборудование стоят очень дорого. Гранты Минобразования и науки идут на повышение зарплат ученых и редких зарубежных командировок. То же самое можно сказать и про хозяйственные договоры и международное финансирование проектов.
Замечу, что в ведущих странах мира научную инфраструктуру массово развивают в своих интересах также и крупные корпорации. У нас таких желающих почему-то нет. К примеру, современная установка ЯМР (ядерный магнитный резонанс) есть у нас только в одном месте – в Кокшетауском госуниверситете. А в бедном Пакистане, в городе Карачи, только в одном научном центре я видел 8 таких установок…
Единственный случай бюджетной щедрости: когда в 2006-2008 годах было выделено на эти цели порядка 8 млрд тенге, что по тому курсу около $50 млн. И на эти, в общем-то, небольшие деньги были созданы 5 национальных лабораторий и 15 инжиниринговых центров. Именно они дали возможность заметному подъему фундаментальных исследований в Казахстане. Но этого уже сегодня недостаточно.
Резюмируя ситуация с наукой в нашей стране, конечно, надо исходить из ее ограниченных финансовых возможностей. Я бы сказал так: потенциал наших ученых и подрастающего поколения довольно высок, об этом говорят призовые места на ежегодных международных предметных олимпиадах и все возрастающее количество «постдоков» в странах Западной Европы, Америки, в Австралии. Это научное исследование, выполняемое ученым, недавно получившим степень PhD в ведущих мировых научных центрах из числа наших молодых соотечественников. Но без достаточного финансирования фундаментальных исследований и научной инфраструктуры, трудно ожидать серьезных достижений науки и инновационных технологий.
– С этим не поспоришь. Тем не менее, желаю успехов Вам!
