Верхний баннер
23:56 | ВТОРНИК | 15 ОКТЯБРЯ 2019

$ 64.25 € 70.85

Сетка вещания

??лее ????ов??ое ве??ние

Список программ
12+

отдел продаж:

214-47-70


Программы / Ни дня без науки

26.11.2014 | 01:43
«Корни физики - в необходимости осмыслить наблюдаемые явления и подобрать язык, на котором их можно описать», - профессор Юрий Райхер

Гости: Юрий Райхер, профессор, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией кинетики анизотропных жидкостей Института механики сплошных сред УрО РАН; Валерий Матвеенко, председатель Пермского научного центра УрО РАН.

Ведущий: Роман Попов

Юрий Райхер – профессор, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией кинетики анизотропных жидкостей Института механики сплошных сред УрО РАН. В 1966 году поступил в Пермский государственный университет на физический факультет, обучался по специальности «Теоретическая физика». Затем поступил в аспирантуру Уральского филиала Академии наук СССР в отдел физики полимеров. После окончания остался там работать и в 1991 возглавил лабораторию кинетики анизотропных жидкостей Института механики сплошных сред УрО РАН. Научные интересы: теоретические исследования динамики суспензий ферромагнитных наночастиц, более известных как магнитные жидкости или феррожидкости.

Физика наночастиц и наносистем – это уже не совсем физика. Эти системы с самого начала были задуманы как вещества особые: текучие магниты. Впервые созданные человеческими руками около сорока лет назад, они продолжают привлекать теоретиков и практиков множеством необычных свойств. Можно сказать, что магнитные жидкости заняли свое место в классе “интеллектуальных” или “смарт-материалов” еще до того, как родился сам этот термин. Пермские ученые занимаются физикой сложных магнитных жидкостей, таких, где матрицами являются жидкие кристаллы, растворы полимеров, гели. После насыщения наночастицами свойства этих материалов — их текучесть, вязкость, упругость — приобретают уникальные черты, становясь магнито-управляемыми.

Перспективами применения и поддерживается интерес к фундаментальной стороне дела. Наука о сложных магнитных средах междисциплинарная. Нужно хорошо знать механику, гидродинамику, теорию броуновского движения. С другой стороны, поскольку “начинку” уникальных сред составляют магнитные наночастицы, то требуется глубокое знание физики магнитных явлений. Одно из ее направлений — микромагнетизм. В микромагнетизме, принято разделять наночастицы и частицы микронного размера. Первые имеют размер порядка десяти нанометров и подвержены тепловому размагничиванию. Их свойства мы как раз и изучаем, поскольку именно такие частицы входят в состав магнитных жидкостей. Частицы другого диапазона — микронного — отличаются от наночастиц тем, что устойчивы к тепловым флуктуациям. Их важнейшее предназначение — создавать рабочий слой в носителях магнитной записи — лентах и дисках. По понятным причинам это направление микромагнетизма — оно еще называется физикой магнитной записи. Магнетизм наночастиц становится предметом всеобщего интереса, причем вполне практического. Дело в том, что магнитное броуновское движение устанавливает фундаментальный предел миниатюризации частиц записывающего слоя. Иными словами, если магнитное зернышко сделать слишком малым, оно просто не сможет удержать записанный на нем бит информации, и запись на ленте исчезнет сама собой. Чтобы этого не случилось, технологи должны точно знать минимально допустимый размер частиц. Так возник всеобщий интерес к проблемам суперпарамагнетизма.

- Зачем нужна физика?

Юрий Райхер: Это наука о всей неживой природе, в окружении которой мы существуем. Если ее не изучать, человечество не поднимется выше каменного века. Нужно знать, нужно развиваться. Хотя, последнее - вопрос дискуссионный. Нужно понимать, как это устроено. Когда-то был термин "натурфилософия". Сюда входят все естественные науки. Человечеством всегда двигало любопытство. Если мы будем разбираться почему, дойдем до кантовских имманентных категорий. Всегда есть люди, которые хотят знать больше, чем знают другие. Физика, наверное, одна из самых старых наук.

- У нас на философском факультете ряд наук преподавался на курсе ФМН - философия междисциплинарных наук. Еще была пара похожих курсов. На них рассматривалась философская составляющая науки. На них всегда все начиналось с физики как с науки, наиболее близкой к философии.

Юрий Райхер
Юрий Райхер
Юрий Райхер: Плюс к этому, надо бы добавить, что уже давно языком физики стала математика. Это наука самая абстрактная, с одной стороны, но корни идут из необходимости осмыслить явления и подобрать язык, на котором можно об этом говорить. Гуманитарные науки сейчас находятся в стадии поиска языка, чтобы компактно и емко выражать понятия, которыми они оперируют и, самое главное - устанавливать связи. Стремление понять и ответить на вопрос "почему" - это ответы на вопросы "что и откуда берется", установление связей. Как вывести из небольшого числа фундаментальных законов все разнообразие тех явлений, которые существуют вокруг нас? Физика до сих пор сильно развивается, потому что до сих пор существует множество явлений, которые полностью объяснить не удается. Это есть и в большой физике или в космологии, астрофизике, это ест и в микроскопике, наноскопике.

Мы занимаемся изучением физики магнитных наночастиц. Это объекты, которые абсолютно невозможно увидеть ни в какой микроскоп, кроме электронного. Изучение поведения одной единственной частицы - это очень сложная штука. Как правило, поведение частиц выводится из поведения ансамблей этих частиц. Чтобы установить причинно-следственные связи, нужна математика. Формализация физики привела к тому, что, с одной стороны, это наука наблюдательная, экспериментальная и люди, которые ставят эксперименты, моделируют и повторяют процессы, существующие в природе. Они регистрируют информацию, осмысление которой требует языка. Этот язык - математика. А люди, которые занимаются осмыслением, систематизацией  и аксиоматизацией всего этого - это физики - теоретики. Эта профессия не отделена от физиков - экспериментаторов. Это специализация. Есть довольно много экспериментаторов, которые вышли из теоретиков, но мало теоретиков, которые вышли из экспериментаторов. Ремесло разное. Есть различия в специфике работы, а вот в сути различий нет.

- Вы теоретик?

Юрий Райхер: Я теоретик.

У меня был единственный опыт в жизни, когда я ставил эксперимент - мне нужно было определить магнитную восприимчивость жидкости. Я потратил две недели на это дело. Кончилось все тем, что мне объяснили, что я измеряю характеристики провода, который подводит сигнал к моему образцу, а вовсе не образца. 

- Валерий Павлович, можете дать определение физиков - теоретиков и физиков - экспериментаторов?

Валерий Матвеенко: Я бы не взял на себя смелость давать им определения. Мне кажется, противопоставление может уйти в область разделения науки на фундаментальную и прикладную. Все достаточно тесно переплетено. Нужны ли такие определения?

Юрий Райхер: Они существуют. У меня был единственный опыт в жизни, когда я ставил эксперимент - мне нужно было определить магнитную восприимчивость жидкости. Я потратил две недели на это дело. Кончилось все тем, что мне объяснили, что я измеряю характеристики провода, который подводит сигнал к моему образцу, а вовсе не образца. Чем больше я работаю, тем больше понимаю, что профессиональный физик-экспериментатор - это нечто такое, чему учатся всю жизнь. Это профессия. Есть такие смешные наблюдения, вот, физики теоретики - у них много математики, они занимаются описанием уравнений, решают их, получают какие-то результаты.

Валерий Матвеенко: Вы сказали, что физики - экспериментаторы учатся этому всю жизнь и тогда становятся экспериментаторами. Значит, теоретики просто рождаются теоретиками. (смеются)

Юрий Райхер: Нет, конечно он учатся. Любое определение немного хромает, и если его понимать буквально, оно заведет нас далеко.

- Главное, что это не деление на фундаментальную и прикладную науку.

Юрий Райхер: Нет, конечно. Такое деление не имеет смысла.

- Но мы говорим сегодня о физике как о фундаментальной науке?

Юрий Райхер: Безусловно. Но физика в той же мере и экспериментальная. Есть условное деление физики на прикладную и фундаментальную. Любое серьезное занятие можно представить и как прикладное, и как фундаментальное, и как теорию, и как эксперимент. Желательно, чтобы установка была построена, но прежде сосчитана и померяна.

Нобелевские премии чаще присуждаются экспериментаторам. Если даже теоретиками сделано открытие, нобелевская премия не присуждается сразу. Как правило, ждут экспериментального подтверждения. У теоретической физики одна функция объяснительная, вторая - предсказательная.

- Не так давно к нам в программу приходил господин Смородин. Он представляет классический университет. Он в своем рассказе затрагивал это разделение. Из того рассказа я понял, что это лишь очень сильно напоминает изощренную интеллектуальную игру. Сидим мы в этой студии и все, что нас окружает, является производным от физики, но в реальности физики занимаются большой философской игрой. Только одни свои построения делают в уме, а другие - на практике. И потом они спорят, кто из них был точнее.

Валерий Матвеенко: Юрий Львович, а вы не замечали такую вещь, что о разделении в большей степени говорят теоретике, нежели экспериментаторы? А экспериментаторы как-то живут сами по себе.

Юрий Райхер: Может быть. Не могу сказать. Хотя, недавно в Дубне на конференции были нейтронщики-экспериментаторы. Так они и говорят о себе как об экспериментаторах. Им нужны теоретики, потому что вся нейтронная спектроскопия основана на моделях. Если модель не рассчитана, то все, что зарегистрировали счетчики в рассеянном излучении нейтронов, невозможно объяснить. Естественно, каждый считает свою профессию очень важной, но одни без других просто не могут.

Валерий Матвеенко: Но плоды больше достаются экспериментаторам.

Юрий Райхер: Да. Нобелевские премии чаще присуждаются экспериментаторам. Если даже теоретиками сделано открытие, нобелевская премия не присуждается сразу. Как правило, ждут экспериментального подтверждения. У теоретической физики одна функция объяснительная и вторая - предсказательная. Примеров много и тому и другому.

- Что из последнего "крутого" предсказали теоретики, чтобы весь мир ахнул и в глянцевых журналах напечатали?

Юрий Райхер: Бозон Хиггса.

Валерий Матвеенко: Я бы еще добавил. Мне кажется важно, чтобы Юрий Львович рассказал о том, что он сам делает.

Адронный коллайдер построили для того, чтобы найти бозон Хиггса. Но на нём сделают еще много полезных открытий, которые, может быть, не будут такими громкими. Важно то, сколько денег закачано в PR. Любое серьезное открытие можно сделать эпохальным, если закачать какую-то сумму в СМИ. 

- Подождите, у меня план. (смеются) Бозон Хиггса - я прочитал о том, что это круто. Адронный коллайдер - это тоже круто?

Юрий Райхер: Так его и построили для того, чтобы найти бозон Хиггса. Но на этом коллайдере сделают еще много полезных исследований и открытий, которые, может быть, не будут такими громкими. Хотя, важно то, сколько денег закачано в PR. Любое серьезное открытие можно сделать эпохальным, если закачать какую-то сумму в СМИ. Я могу привести пример того, что не очень хорошо известно - это магнитная гипертермия. Это перегрев. Речь идет о медицине, об онкологии. Известно, что "плохие" клетки к повышению температуры чувствительнее, чем хорошие. Можно создать такие температурные условия, при которых здоровые клетки будут угнетены, а опухолевые погибнут. Это локальная гипертермия. В онкологии есть глобальная гипертермия, когда человека перегревают полностью Это очень тяжелая вещь и малоэффективная.

Представьте себе малюсенькие магнитные частицы. Это наносуспензия, она впрыскивается в то место, которое нужно перегревать. У магнитного поля есть свойства проникать через немагнитные вещества. Магнитное поле действует на магниты бесконтактно. Включается переменное поле, и частицы начинают двигаться, что вызывает нагрев. Это очень простая схема, но, когда имеешь дело с живыми тканями, ситуация усложняется. Частицы не всегда одинакового размера. Реакция окружающей среды довольно сложная. Еще вопрос - как накопить частицы в нужном месте? Они сразу начинают разноситься по различным каналам, кроме того, они антигены и организм начинает с ними бороться. Каждый из этих вопросов - это целое междисциплинарное направление. Представьте себе, что нужно это сделать работающим. Это очень любопытно для теоретиков. Важно сделать правильные расчеты, потому что все это должно работать на практике. Это очень важно - когда ты рассчитал что-то на бумажке, а потом тебе принесли кривую с точками и оказалось, что все это так и есть.

- Условно, физик, пишущий на бумажке, решает проблему лечения рака.

Юрий Райхер: Помогает решить.

- Нет никакой высокоинтеллектуальной игры высокоорганизованных существ.

Юрий Райхер: Есть высокоинтеллектуальная игра. Уравнения, описывающие поведение магнитных частиц зверски сложные и для того, чтобы решить их, нужна высокоинтеллектуальная игра. С бухты-барахты, после 5 курса университета не решишь эти уравнения. Нужно быть достаточно профессионально.

- Получается, что физик-теоретик может всю жизнь заниматься интеллектуальной игрой, самосовершенствоваться, но реального выхлопа от этого не увидит. Пройдет 15  -30 лет и окажется, что часть его выкладок необходимы для решения какой-то проблемы.

Юрий Райхер: Одна из историй с этими частицами - первая работа, которая потом присоединилась к работе с гипертермией, была сделана в 1974 году. Ее сделал мой научный руководитель Марк Шлёмис и я. Тогда это была чистая игра разума, предсказательная штука, в то время не имеющая практического применения. Лет 20 это просто лежало на полке. Тут очень важно, чтобы продукт фундаментального исследования был опубликован на открытых площадках. Существует много форм публикации. Там засталбливается приоритет. После этого, на этой площадке ты можешь кому-то понадобится.

Есть направления модные. Сейчас в науке один из критериев - цитируемость. Если ты "на колесах" сделал хоть чуть-чуть, но в популярном направлении, на тебя начнут ссылаться непрерывно. Есть вещи, которые забрасываются как удочка - далеко вперед. Это не спрогнозировать, к этому тебя приводит направление твоих исследований. Это не делается под что-то конкретное. Потом может оказаться, что это сработает.

- Нужно обладать непоколебимой уверенностью в себе, чтобы учти в теоретическую физику.

Юрий Райхер: Теоретическая физика существует давно, и она дала примеры разных результатов. Как говорил Мигдал, даже если ты решаешь маленькую задачу, ты должен довести решение до конца.

Действительно, у физиков-теоретиков большая свобода в выборе задач. Может быть, я не получу грант, не заработаю денег, но условия моего существования позволяет мне посвятить время решению этой красивой задачи.

- Я так понимаю, что физики-теоретики - это такие люди, сидящие в лохмотьях. Они же думают абсолютно о другом. (смеются)

Валерий Матвеенко: Я вот думаю, а может набрать в институт одних теоретиков? (смеются)

- Аспиранты должны ходить в лохмотьях. За рубежом, если ты аспирант, ты беден, но выход у тебя только впереди.

- В России все несколько иначе. У нас аспиранты богаче, чем младшие научные сотрудники. Я говорил о том, что мы можем себе позволить заниматься работой, которая не оплачивается. Гранты нам не чужды.

- Насколько востребована у нас работа пермских физиков теоретиков, насколько финансируется, как часто оказывается, что именно пермская школа дает что-то важное, полезное в современных исследованиях?

Валерий Матвеенко: Я бы за всю пермскую школу не говорил, но что касается работы Юрия Львовича и его группы, реально-то они востребованы. Он говорил лишь о гипертермии. На самом деле, это не одна проблема, которой они занимаются. Интерес к работам большой. Юрия часто приглашают за рубеж, где он проводит экспериментальные исследования.

- В лохмотьях должны ходить начинающие физики-теоретики.

Валерий Матвеенко: Аспиранты должны ходить в лохмотьях. За рубежом этот градиент гораздо больше - если ты аспирант, ты беден, но выход у тебя только впереди.

Юрий Райхер: В России все несколько иначе. У нас аспиранты богаче, чем младшие научные сотрудники. На самом деле я говорил о том, что мы можем себе позволить заниматься работой, которая не оплачивается. Гранты нам не чужды.

Валерий Матвеенко: Экспериментатору для того, чтобы реализовать свои фантазии, требуется серьезная финансовая поддержка. Теоретик в этом плане более свободен.

Юрий Райхер: Нам легче сменить тему работы. Мы менее специализированны, чем экспериментаторы.

- Сколько на планете человек, с которыми вам интересно разговаривать.

Юрий Райхер: Пара сотен... больше. Многих я знаю по именам. не со всеми я общался. Достаточно много людей из разных стран я знаю хорошо, мы встречаемся. Когда я работал за границей, я смотрел на своих ровесников, на молодых, на аспирантов и понимал, что dream team у меня дома.

Валерий Матвеенко: Наверное, ответ на ваш вопрос легко вычислить. Юрий Львович один из наиболее цитируемых ученых Перми. Он входит в первую десятку цитируемости сотрудников Уральского отделения.

Юрий Райхер: Если тебя процитировали, это значит, что в своей статье люди не могли не сослаться на то, что они взяли из твоих исследований.

- Это напоминает эксклюзив в журналистике.

Юрий Райхер: Есть еще такой показатель как "число соавторов". У меня их около 150. Из них около 40% зарубежных.

- Dream team у нас - это что значит?

Юрий Райхер: Когда я работал во Франции, Бразилии, Ирландии, смотрел на тех ребят, сравнивал со своими и думал о том, с кем я хоте бы работать. Отдельных людей из тех команд я включил бы в свою команду, но большинство таких здесь. У нас хорошая команда. Мы закрываем отдельное направление в науке, но оно совершенно необъятное. У нас нет никакого комплекса неполноценности по отношению к любой команде на свете, за исключением, может быть, каких-то сверхзвезд со сверхфинансированием.

Обсуждение
4066
0
В соответствии с требованиями российского законодательства, мы не публикуем комментарии, содержащие ненормативную лексику, даже в случае замены букв точками, тире и любыми иными символами. Недопустима публикация комментариев: содержащих оскорбления участников диалога или третьих лиц; разжигающих межнациональную, религиозную или иную рознь; призывающие к совершению противоправных действий; не имеющих отношения к публикации; содержащих информацию рекламного характера.