Каждый день оренбургские учёные стараются заглянуть в будущее. Иногда мысль шагает настолько далеко вперёд, что пока не придумано оборудования, на котором можно было бы подтвердить их расчёты экспериментально.
Вычисляют и предсказывают
8 февраля – День российской науки. Однако для Михаила Кучеренко и его научной группы это вовсе не повод оторваться от текущих дел и скоротать часок-другой за праздной застольной беседой с тостами. Михаил Геннадьевич – профессор кафедры радиофизики и электроники Оренбургского государственного университета, доктор физико-математических наук. Под его началом группа учёных-физиков занимается исследованиями кинетики нелинейных фотопроцессов, спин-селективной фотоники молекулярных систем и лазероиндуцированных транспортных явлений в наноструктурах.
– Работаем на стыке физики и химии. Смотрим, как развиваются химические реакции, инициированные лазерным возбуждением. Мощный лазер инициирует молекулярную систему, а наша задача – зафиксировать развитие различных молекулярных процессов во времени с очень маленьким временным шагом, – поясняет Михаил Геннадьевич. – Это миллиардные доли секунды. Есть выражение «глазом не успел моргнуть», такие интервалы времени человек даже представить себе не может.
Если вникнуть, процесс примерно такой: берётся раствор органических молекул, достаточно сложных, которые являются прототипом молекул белков. На эти молекулы учёные высаживают более мелкие, которые возбуждаются лазерным светом. И они, как люминесцентные метки на банкнотах, дают информацию о том, что происходит со сложной биологической молекулой белка. Как он разворачивается во времени и пространстве, сворачивается в клубок, в функциональную глобулу, которая может что-то выполнять – разрезать молекулу, соединять.
Такого рода молекулярные процессы физики изучают двумя способами – в натурном физическом эксперименте и путём математического моделирования. Записывают специальные уравнения, с помощью которых предсказывают, как должно выполняться движение фрагментов молекул. Анализируют информацию и делают предсказание, чего следует ожидать от такой молекулы белка, а чего с ней точно не произойдёт. Однако научные предсказания требуют доказательности. Любое заявление нужно подтвердить экспериментально. Но иногда это просто невозможно на том уровне развития экспериментальной техники, которая имеется в распоряжении человечества на текущий момент. Это дело будущего.
– Предсказания в научном мире дело обычное, – рассказывает Михаил Кучеренко. – В своё время Эйнштейн, а он был физик-теоретик, экспериментов не проводил, предсказал появление лазера. Точнее, предсказал процессы, на которые следует обратить внимание и которые явились основными для появления такого устройства, как лазер.
Ревнивые до открытий
Более 20 лет Михаил Кучеренко руководит центром лазерной и информационной биофизики ОГУ. Слово «информационный» в названии центра означает применение вычислительной техники для обработки информации. В лаборатории есть вычислительный кластер, очень мощный. Ему нет равных в Оренбуржье и, пожалуй, даже на всём Южном Урале. Он позволяет производить вычисления с огромной скоростью.
Сложное современное оборудование – необходимая база для работы физиков.
– Наше направление требует вложения средств. Мы не филологи и не философы. Приходит оборудование – появляются результаты, – продолжает Михаил Геннадьевич.
Что же это за результаты и какова сфера их применения?
Прежде всего это биоэлектроника, молекулярная электроника, современная или даже завтрашнего дня. В резюме учёного об этом говорится так: «Установлены основные закономерности в кинетике бимолекулярных фотоинициированных реакций в конденсированных молекулярных системах и наноструктурах. Разработана методика лазерного управления молекулярными фотопроцессами в конденсированной фазе посредством локального термоинициирования реакций и селективного изменения населённости возбуждённых состояний. Полученные результаты использованы при разработке и синтезе оптических сенсоров, материалов для записи информации и функциональных систем с лазерным управлением их характеристиками».
Для неподготовленного уха эти слова звучат как песня на иностранном языке, а в узком кругу знатоков такие достижения кому-то наверняка испортили бы настроение. Учёные – люди самолюбивые, ревнивые до открытий, а ну как кто-то из коллег тебя обгонит!
Михаил Геннадьевич улыбается такому обобщению, пожимает плечами. По его мнению, понятие «учёный» включает в себя очень разных людей. Есть учёные с хорошим критическим умом: они сразу видят ошибки в рассуждениях других, но сами ничего создать не способны, даже неправильного. Есть профессионалы, у которых больше развита ремесленническая сторона. Они что-то делают хорошо технически, но как творцы преуспели в меньшей степени. А есть генераторы идей. Технически они слабее, зато придумывают такое, чего другим и в голову бы не пришло. Их очень ценят в профессиональном сообществе. А для науки важны и первые, и вторые, и третьи.
В числе главных качеств, необходимых для учёного, Михаил Кучеренко выделяет самодисциплину и работоспособность. Вместе с тем необходим бунтарский дух и синдром почемучки – почти детское любопытство, желание самому попробовать, копнуть поглубже, узнать, каковы причины, механизм, закономерности. Важный момент – развитое воображение и творческие задатки.
Осознанный выбор
Откуда берётся склонность к науке?
– В моём случае, думаю, от отца, – говорит Михаил Геннадьевич. – Он работал инженером по технике безопасности, окончил электротехнический техникум, затем политехнический институт. Его интересовала радиоэлектроника. Это было начало 60-х годов. Отец самостоятельно собирал транзисторные радиоприёмники, которых тогда ещё не было в продаже. Выписывал журналы «Радио», «Наука и жизнь», «Вокруг света».
Покупал и штудировал вузовские учебники по тем специальностям, которые прежде никогда не изучал. Даже во взрослом возрасте его не оставляли вопросы, которые возникают у ребёнка. Из него мог бы получиться настоящий учёный. Когда я уже стал профессиональным физиком, защитил в МГУ кандидатскую диссертацию, отец любил расспрашивать меня о физике. А до моей докторский, увы, не дожил. Я чувствовал, что он мной гордится, хотя вслух он этого не говорил, наверное, чтобы я нос не задирал.
Докторскую диссертацию Михаил Кучеренко тоже защищал в МГУ, притом сразу по двум специальностям – лазерная физика и оптика. Это было в 1998 году. К тому моменту он уже вместе с семьёй перебрался в Оренбург из Караганды. В этом году исполняется 30 лет, как Михаил Геннадьевич преподаёт в Оренбургском государственном университете. Он один из организаторов научной школы университета в области лазерной физики и молекулярной оптики. Под его руководством защищено десять кандидатских и две докторские диссертации.
Круг общения учёного в основном профессиональный. Михаил Геннадьевич признаётся, что даже вне стен университета постоянно думает о работе. Наука съедает всё время, но это его осознанный добровольный выбор.
– Нужно ездить на научные конференции, общаться с коллегами, в том числе чтобы критично взглянуть на то, чем мы занимаемся, – размышляет Кучеренко. – Не каждый способен принимать критику с благодарностью, но если замечания аргументированы и помогают сделать нашу работу лучше, это только в плюс.
Кучеренко уверен: не так опасно тщеславие, в нём есть заряд мотивации для новых достижений, как самоизоляция учёного. Самоизоляция – это конец развития.
– Прихожу из университета домой и пишу, читаю, иногда до ночи, – делится он. – Монографии, научные статьи, в основном на английском. Жена относится с пониманием. Она тоже физик, работает у нас в университете на кафедре физики и методики преподавания физики, возглавляет физико-математическую школу вуза. Мы вместе 41 год.
Марина Анатольевна здорово разбирается в художественной литературе, много читает и супруга держит в хорошем литературном тонусе. В конце концов наука наукой, а жизнь к одной физике не сводится.
– Люблю фантастику, особенно книги братьев Стругацких, – говорит он. – Серия книг о «мире Полудня» мне нравится, это научная часть фантастики. Ещё Станислав Лем. Он предвосхитил создание виртуальной реальности, искусственного интеллекта. Про него говорят, что за маской фантаста скрывается крупный учёный. И отчётливую грань здесь не всегда проведёшь. Любой серьёзный учёный всегда немножко фантазёр, по крайней мере, так может казаться со стороны, ведь он обгоняет время. В конце концов то, что ещё вчера было научной фантастикой и считалось невероятным, сегодня уже реальность. Причём реальность шагает гораздо дальше, чем вчерашняя фантастика могла представить.
Марина Васильева
Фото: Евгений Булгаков
