Ученый Марк Ширченко: «Фундаментальной науки в пределах одной страны быть не может»

В чем принципиальная разница между фундаментальными и прикладными исследованиями, почему без Эйнштейна не было бы GPS и кто платит ученым? Об этом в декабре 2022 года на Конгрессе молодых ученых в Сочи рассказал старший научный сотрудник Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований Марк Ширченко. Приводим выдержки из его выступления.

Рентген, GPS и ускорители

Почти все, что нас окружает, — ​следствие открытий фундаментальной науки XX века. Возьмем работы физика Вильгельма Рентгена. Без рентгеновских лучей немыслима современная медицина. Но ученый проводил исследования не для того, чтобы создать рентгеновские аппараты, а чтобы больше узнать о законах Вселенной. Тем не менее во время Первой мировой войны рентгеновское излучение быстро внедрили в медицину, что спасло тысячи жизней.

Другой пример — ​GPS, в основе которой лежат атомные часы, самый точный прибор для измерения времени. Часы были созданы для проверки теории относительности Эйнштейна, но оказались востребованы в промышленности и системе глобального позиционирования.

Можно вспомнить и об ускорителях частиц. В мире порядка 10 тыс. ускорителей, из них лишь около 100 используют в научных целях. Остальные применяют в промышленности: в материаловедении, дефектоскопии, для стерилизации изделий и т. д. При этом создан ускоритель был исключительно для фундаментальных исследований.

Революция и эволюция

Английский физик Джордж Томсон говорил: «Под исследованием в фундаментальной науке я понимаю исследование не с целью применения его результатов в промышленности, а только для умножения знаний о законах природы». Прикладные исследования, при всем моем преклонении перед людьми, которые ими занимаются, — ​это все-таки применение уже открытых законов на пользу человечеству. Атомная энергетика, полупроводники для микроэлектроники, рентгеновские аппараты — ​все создано после революционных фундаментальных открытий. Прикладные же исследования — ​это эволюция, постепенное, поступательное развитие.

Фундаментальная наука возможна только в стране, которая находится на достаточно высокой ступени развития. Во-первых, у государства должны быть деньги на науку. Во-вторых, должны быть институты, которые занимаются фундаментальными исследованиями, научные школы. На самом деле в мире не так много стран, которые могут себе позволить фундаментальную науку.

Заказ от сообщества

У фундаментальных и прикладных исследований довольно много отличий.

Во-первых, цели. Цель фундаментальной науки — ​понимание законов Вселенной и открытие новых закономерностей, а прикладной — ​улучшение уже существующих технологий.

Во-вторых, финансирование. Практически никакие частные корпорации не финансируют фундаментальную науку. Есть редкие примеры, скорее на уровне благотворительности. Во всем мире фундаментальная наука финансируется государством. Что касается прикладных исследований, ситуации бывают разные: в Европе достаточно большое государственное финансирование, в Штатах поменьше. Но в основном в развитии фундаментальной науки заинтересован бизнес, ведь именно корпорации в итоге будут извлекать прибыль из новых разработок.

В-третьих, заказчики. В фундаментальной науке условным заказчиком выступает научное сообщество. Не бывает такого, что ученому что-то интересно, он под это получает грант и идет исследовать. Сперва нужно презентовать идею научному сообществу, убедить коллег в том, что работа важна. Прикладные исследования — ​всегда в интересах заказчика, корпорации, которая их спонсирует.

В-четвертых, открытость. Фундаментальная наука прекрасна тем, что она открыта. В нашем институте нет никакой секретности. Все, что мы открываем, производим, исследуем, мы потом полностью публикуем в научных журналах: я читаю статьи западных ученых, они читают мои статьи, мы с ними находимся в постоянном контакте. С прикладной наукой ситуация сложнее: часто разработки защищены патентами или имеют гриф секретности. Поэтому прикладная наука более локальная и может существовать в пределах одной страны. Фундаментальной науки в пределах одной страны быть не может: нет национальной науки, как нет национальной таблицы умножения.

Ну и в‑пятых, горизонт планирования. Часто фундаментальные открытия находят применение в промышленности через очень большой промежуток времени. Прикладные исследования всегда внедряются на горизонте нескольких лет.

Государство и ученые

Зачем государства тратят огромные суммы на фундаментальные исследования? Помимо очевидных выгод от создания перспективных технологий, которые через ­какое-то время найдут применение в промышленности, таким образом можно увеличить количество высококвалифицированных специалистов в прикладной науке, повысить технологический уровень страны. На Западе совершенно нормально, когда в институт приходит студент, защищает кандидатскую и после этого уходит в промышленность, где у него зарплата будет в три-четыре раза выше. Поэтому на Западе в фундаментальной науке остаются только фанатики. С ними приятно работать, но их очень мало. У нас перетекание кадров из фундаментальных исследований в прикладные тоже есть, но не такое активное.

Еще важна пропаганда фундаментальных научных знаний. Мы передаем детям информацию о том, как устроен мир. И это важно. Потому что в обществе есть много заблуждений. Какие-то, вроде веры в плоскую Землю, невинны и никому не мешают, другие, например отрицание прививок и лекарств, могут нанести серьезный урон. Мы это увидели, когда столкнулись с коронавирусом. Отсутствие коллективного иммунитета, в том числе из-за людей, которые говорили, что прививка — ​зло, стоило многих жизней. Поэтому государству важно поддерживать ученых, а ученым важно популярным языком рассказывать людям о том, как устроен мир, о своих исследованиях и открытиях.