Интервью 14 Мая 2020

«Вы свободны выбрать методы, но несвободны в выборе цели»

Академик Владислав Пустовойт — о фундаментальной и прикладной науке, высшей точности измерений, фильме Ромма и государственном подходе к решению научно-технических проблем
«Вы свободны выбрать методы, но несвободны в выборе цели»
Руководитель Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН и советник генерального директора по научным связям ВНИИФТРИ академик Владислав Пустовойт
Дмитрий Лыков

В этом году Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) отмечает свое 65-летие. Формально институт существует с 1955 года, но его история началась еще до войны. В 1947 году было организовано Центральное научно-исследовательское бюро службы времени, позднее — Центральный научно-исследовательский институт радиоизмерений и ЦНИИ физико-технических измерений. Создание предшественников института в подмосковном Менделеево было связано с атомным проектом, и одним из тех, кто его организовывал, был Лаврентий Берия. Эти организации, необходимые, в частности, для измерения различных параметров ядерного взрыва и разработки технологий таких измерений, и составили впоследствии структурный костяк ВНИИФТРИ.

Сейчас ВНИИФТРИ — один из ведущих национальных метрологических институтов России, ключевое звено в управлении национальной системой, которая обеспечивает единство измерений в стране, главный метрологический центр Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли, опорный институт системы ГЛОНАСС. Он выполняет задачи научно-технического обеспечения и развития метрологии как научной основы измерительной техники. Благодаря деятельности института Россия традиционно находится в тройке стран — лидеров в сфере определения времени и частоты. Еще одно важное направление работы ВНИИФТРИ — поддержание и совершенствование Государственных первичных эталонов радиотехнических величин, без которых невозможно обеспечить функционирование существующих коммуникационных систем, а также развитие сетей связи нового поколения — промышленного интернета, сетей 5G.

magnifier.png Тогда изучались различные типы неустойчивости в плазме, особенно пучковой, когда механизм неустойчивости сводился как раз к черенковскому механизму генерации волн. Под влиянием тех семинаров, которые проходили в ФИАНе, естественно возникла идея-вопрос: а возможно ли подобное и для более медленных волн, например звуковых?

ВНИИФТРИ делает заметные успехи мирового уровня и в области координатно-временных и навигационных измерений. За разработку высокоточного комплекса квантовых эталонов времени и частоты для перспективных навигационных, геодезических и цифровых технологий группа ученых института в декабре 2019 года была удостоена премии правительства РФ. А за несколько месяцев до этого события научный руководитель Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН и советник генерального директора по научным связям ВНИИФТРИ академик Владислав Пустовойт с коллегами получил Государственную премию по науке и технике за создание фундаментальных основ и инструментальных решений проблем регистрации гравитационных волн.

Еще две Госпремии в области науки ученый получил в 1974 и 1984 годах (за создание теоретических основ акустоэлектроники и за работы в области радиоэлектроники), также занимаясь НИОКР во ВНИИФТРИ. Академик определил одно из направлений деятельности института — акустоэлектронику, что привело к созданию научно-исследовательского отделения, научной школы и к появлению практически новой отрасли приборостроения. Сотрудником ВНИИФТРИ Госстандарта СССР Владислав Пустовойт стал в 1963 году, еще учась в аспирантуре знаменитого Физического института имени П. Н. Лебедева АН СССР. К 1989 году, когда Пустовойта назначили заместителем председателя Госстандарта СССР, где он отвечал за всю метрологию в стране, ученый прошел путь до руководителя крупного научно-исследовательского отделения лазерной техники и акустооптики. Не разрывал он связи с институтом и все последующие годы.

 

— Владислав Иванович, до ВНИИФТРИ вы работали в фундаментальной науке. Как вы попали в институт, который, по сути, занимается конкретными разработками?

— Открою секрет, который нигде пока не раскрывал. Это и о влиянии быта на науку. В 1963 году я учился в знаменитейшем Физическом институте Академии наук (ФИАН) и опубликовал некоторое количество работ, получивших определенную известность. Тогда я жил в аспирантском общежитии, и передо мной предстало мое темное будущее. Прописки в Москве у меня нет. В то время я уже женился, у меня было уже двое детей, а у меня ни прописки, ни квартиры. И что мне делать? Рассказал все своему научному руководителю Виталию Лазаревичу Гинзбургу. Сначала он пошел к Прохорову: «Александр Михайлович, у меня есть неплохой парень, возьми его к себе». У Прохорова были возможности и были деньги: они занимались лазерной тематикой, а лазер был тогда на высоте. Но когда Прохоров узнал, что у меня прописки нет, то сказал: «Какой ты дурак — женился не на москвичке». В общем, Прохоров вынужден был мне отказать. Не удалась и попытка Гинзбурга устроить меня в Троицк, где работает филиал ФИАНа.

magnifier.png И вот это Ромм заметил, именно это качество, что вот эти молодые физики ходят в узких брюках, носят модные галстуки, на них ругаются, что так советские люди не одеваются, но тем не менее они делают правильное и нужное для своей страны дело: находят поток нейтронов, измеряют, изучают, создавая при этом совершенно конкретные вещи

Тогда Виталий Лазаревич сказал дословно следующее: «Ну ладно, мы тогда пойдем по родственным каналам». И позвонил своей жене Нине Ивановне Ермаковой: «Дай мне телефон Володи». Я узнал потом, что Володя, Ермаков Владимир Иванович, шурин Гинзбурга, — директор ВНИИФТРИ. Он сидел в этом здании, где мы сейчас с вами беседуем (в административном здании института в поселке Менделеево, близ Зеленограда. — «Стимул»). «Только дай ему квартиру», — попросил Ермакова Гинзбург. А институт как раз сдавал дом. Вы представляете, какое было счастье — своя квартира?

— В ФИАНе вы занимались вопросами, связанными с общей теорией относительности, еще в 1962 году написали прорывную работу о возможности детектировании гравитационных волн лазерными интерферометрами. Как получилось, что вы изменили направление своей научной деятельности и стали заниматься акустооптикой и акустоэлектроникой?

— Ничему я не изменял. Когда я устраивался во ВНИИФТРИ, у меня заканчивался срок учебы в аспирантуре, а мне так нравилось в ФИАНе и хотелось продолжить здесь учебу. Поэтому я пришел к Гинзбургу и попросил поменять тему кандидатской работы, тогда можно было бы продлить время пребывания в аспирантуре. Он согласился. Так я перешел от общей теории относительности к твердому телу. И этим же стал заниматься в Менделеево. Но это же было очень интересно. Тут нужно привязываться к историческим событиям. Вот смотрите. Конец пятидесятых, шестидесятые. Первые транзисторы. Начали уходить от ламп, и появились транзисторы переносные. Хвастались тем, что у кого-то в приемнике десять транзисторов, а у другого еще лучше — двенадцать. Потом была некая классификация по количеству транзисторов в одном каскаде. Шел настоящий полупроводниковый бум. Еще микросхем не было, но Зеленоград уже начинали строить, понимая, что за микроэлектроникой будущее. И на фоне этого бума искали альтернативные пути усиления сигналов для радиолокации, для связи, для многих-многих применений.

— А какая все-таки связь между теорией относительности, гравитацией и акустикой?

— Все это, как и в случае с гравитационными волнами, было связано с поиском способов усиления волн, только других — акустических. В 1960–1961 годах я ходил на общемосковский физический семинар, которым руководил Гинзбург, и там часто обсуждались работы по особенностям черенковского излучения (академик Павел Алексеевич Черенков, советский физик, лауреат Нобелевской премии, открыл эффект, названный его именем и легший в основу созданных позднее детекторов быстрых частиц. — «Стимул») в различных средах, прежде всего в плазме. Это свечение возникает, когда заряженная частица летит со скоростью выше скорости света в определенной среде. Интерес к этой теме подогревался недавним тогда награждением (1958 год) советских ученых Павла Черенкова, Игоря Тамма и Ильи Франка Нобелевской премией по физике как раз за открытие и объяснение эффекта излучения, которое вызывается прохождением сверхсветового электрона.



— А особый интерес к плазме был вызван модной тогда темой управляемого термояда? Это недалеко от акустики?

— Все это связано, как в нашей с вами жизни. Тогда изучались и обсуждались различные типы неустойчивости в плазме, особенно пучковой, когда механизм неустойчивости сводился как раз к черенковскому механизму генерации волн. Под влиянием тех семинаров, которые проходили в ФИАНе, естественно возникла идея-вопрос: а возможно ли подобное и для более медленных волн, например звуковых? Акустические волны, как вы понимаете, это не только то, что возникает, когда мы с вами общаемся, возбуждая звук в воздухе, — они образуются с разными частотами, например, на поверхности твердого тела. Я пришел к Мише, Михаилу Герценштейну (физик, соавтор статьи «К вопросу об обнаружении гравитационных волн малых частот». — «Стимул») после одного семинара и говорю: «А фононный Черенков есть?» Есть фотонный, когда излучаются фотоны, а фононы имеют скорость на пять порядков меньше, и их проще заставить излучаться. Фононный Черенков. Достаточно было сказать вот несколько слов, как Миша сразу предположил, что фононное излучение может быть источником шумов полупроводников транзистора, а тогда все искали способ объяснения этих шумов. Пришли к выводу: сейчас не будем уж совсем уходить в физику — что при определенных условиях в среде скорость волны будет не поглощаться, а наоборот, возможно ее усиление или генерация. То есть если к твердому телу, полупроводнику приложить электрическое поле, то сигнал, проходящий по этому телу, можно усилить. Эта идея и легла в основу нашей работы с ним.

— Ее сразу посчитали значительной?

— Тогда — нет. Мы написали статью по этому поводу. Пришли к Гинзбургу, он посмотрел и говорит: это не ко мне, раз касается твердого тела, это к Лёне — Леониду Вениаминовичу Келдышу (академик, крупный физик-теоретик, специалист по физике конденсированных состояний, описывающей свойства твердых тел. — «Стимул»). Тот, посмотрев нашу работу, ошибок не нашел. Но если это так, почему это открытие не было сделано двадцать лет назад? Конечно, на это не было ответа. Уже когда эта статья лежала в редакции журнала «Радиотехника и электроника», вышла работа, в которой усиление акустических волн в полупроводниках было экспериментально обнаружено в кристалле сульфида кадмия. Тогда нашу статью сразу напечатали. Потом мы написали статью с Гуляевым, с ним я познакомился на семинарах у Гинзбурга в 1964 году (академик Юрий Васильевич Гуляев — научный руководитель Института радиотехники и электроники РАН, директор Института нанотехнологий микроэлектроники РАН. — «Стимул»). В ней мы рассказывали, что нужно преобразовать электрический сигнал в звуковую волну, там на пять порядков скорость меньше вдоль поверхности, потом обратно, и она выполняет роль фильтра. Было понятно, что можно на основе преобразований электрического сигнала в поверхностную волну и обратно получить задержку сигнала на поверхности на границе полупроводника — пьезоэлектрика — во времени и создать вместо LC-катушек такой колебательный контур, какой используется в наших с вами телефонах. Замечу, что со временем, например, фильтры на поверхностных акустических волнах практически полностью вытеснили из радиотехнической аппаратуры колебательные контуры на основе катушек и емкостей.

magnifier.png У вас есть конечная цель: создать эталон, то есть устройство, которое воспроизводит физическую величину с наивысшей точностью. Вы свободны выбрать методы, но вы несвободны в выборе конечной цели. Поэтому вся ваша деятельность должна быть направлена на то, чтобы вы достигли наивысшей точности. И это большое дело

Так вот, это была наша первая идея с Гуляевым, и это стало основой акустоэлектроники. Это легло в основу всей этой промышленности. Это отдельная история, как она образовалась. Но вот у истоков ее была наша идея: возможность использования поверхностных акустических волн в электронике, в частности на их усиление в слоистой системе «пьезодиэлектрик — полупроводник». И поверхностные волны сегодня широко используются в технике в качестве различных функциональных устройств обработки электрических сигналов — фильтров, систем кодирования и декодирования, специальных фильтров сжатия сигналов во времени и много еще чего.

— Темы-то не пытались закрыть для публикаций?

— Мы об этом беспокоились. В начале шестидесятых годов, когда только появились транзисторы, поиск новых методов усиления электрических сигналов был весьма актуальным, и мы как соавторы этой работы опасались, что ее и все это направление закроют, и тогда ничего публиковать будет нельзя. Поэтому мы с Герценштейном придумали такое скромное название: «О распространении акустических волн объемов заряда в полупроводниках». Это же было время такое. Помните фильм Михаил Ромма «Девять дней одного года»? Он решил поставить фильм об ученом. А среди ученых он выбрал физиков. Это так рассказывал сам Ромм, а я был свидетелем этого рассказа, он рассказывал Игорю Евгеньевичу Тамму.

В шестидесятых годах какое было самое яркое направление в физике? Ядерщики. Ядерные испытания еще не запретили, все говорили об этих сверхмощных бомбах и так далее. Но где-то же надо посмотреть, как они живут и работают, а как это сделать? В газетах напечатали, что приезжал индийский руководитель Неру, посетил Институт атомной энергии имени Курчатова, и тогдашний директор института Анатолий Петрович Александров подарил ему вентилятор, работающий от солнечной батареи. Представляете, это уже в то время. Как рассказывал сам Ромм, пришел он в справочное бюро и спрашивает адрес Института атомной энергии имени Курчатова. «Не значится». И как-то режиссер пошел в Третьяковку и невдалеке от музея увидел дом с вывеской «Комитет по мирному использованию атомной энергии» (сейчас здание «Росатома» на Ордынке). Его провели к начальнику охраны. Ромм опять изложил свою просьбу, говорит: «Я хочу попасть в Институт атомной энергии, посмотреть, как живут и работают физики», и получает ответ: «Не могу вам помочь, у меня таких данных нет». В конце концов все устроилось через академика Тамма.

magnifier.png Что делает Басов? Он принимает такое решение. У него есть лаборатория. Во главе ее Виктор Михайлович Татаренко. Она со всем оборудованием, приборами, с людьми, с отбором тех, которые нужны, договаривается, чтобы в Зеленограде этим людям дали квартиры, — и передает их из ФИАНа во ВНИИФТРИ

Вышла картина — на нее разгромная рецензия в «Правде». И конечно, Ромм очень расстроился, потому что он-то вкладывал душу в этот фильм. Как он сам говорил, «мне хотелось показать человека, физика — ученого, нашего современника». А многие современники носили узкие брюки, а этого тогда нельзя было делать, и если джинсы и длинный галстук — то ты стиляга и вообще чуть ли не враг народа. И вот это Ромм заметил, именно это качество, что вот эти молодые физики ходят в узких брюках, носят модные галстуки, на них ругаются, что так советские люди не одеваются, но тем не менее они делают правильное и нужное для своей страны дело: находят поток нейтронов, измеряют, изучают, создавая при этом совершенно конкретные вещи. И режиссер хотел эту черту отметить. А в рецензии было, например, написано: «Директор не может быть лысым», — а Ромм брал пробу с Александрова (академик Анатолий Петрович Александров, один из основателей советской ядерной энергетики), а тот действительно лысый. Рецензент еще не подметил некоторые детали, там, например, висели соцобязательства на стене, и на одной из них написано: «Откроем частицу в следующем квартале». Или в одной сцене свадьба, а перед этим главный герой провел удачный эксперимент, и предлагает тост — выпить за некую деталь. Встает мрачный человек и говорит: «Вы о детали больше не говорите». Но это физики понимали, что на свадьбу приходили некоторые люди и без приглашения.

А как получилось, что при внимании оборонки к науке, американцы, японцы и корейцы перехватили впервые появившуюся у нас идею и на практике первыми воплотили все эти приборы?

— Было некое непонимание со стороны чиновников. Их очень трудно в чем-то убедить. У них всегда был и есть некий элемент недоверия к нам, ученым. Они следили за тем, что было там, на Западе, и играли в догонялки, потом это привело страну к разрухе, когда начались космические войны, хотя мы американцев и там опережали — уж по науке точно. Это сейчас у нас появился высокий интерес и хотят играть на опережение.

— Мне казалось, что в оборонке более восприимчивые к научным идеям люди.

— Тогда, когда есть аналог за рубежом. Тогда и оборонкой подхватывается. Но мы много приборов создавали, в том числе во ВНИИФТРИ. Работы по акустоэлектронике начались здесь в еще в 1966 году. Создали специальную лабораторию, меня назначили ее начальником. Мы стали исследовать явления, связанные с взаимодействием оптического излучения и высокочастотных ультразвуковых волн. Это направление получило название акустооптика. Позже в институте создали на основе всего этого различные приборы — акустооптические дефлекторы, фильтры, модуляторы. Лаборатория позже превратилась в научно-исследовательское отделение акустооптики и лазерной оптоэлектроники. Работали здесь, разумеется, и над метрологическим обеспечением, лазерного излучения, к примеру. Разрабатывали спектроскопические приборы различного применения, высокотемпературные акустические приемники для атомных станций на быстрых нейтронах, к примеру.

ПУСТ ТЕКСТ.png
Академик Владислав Пустовойт
Дмитрий Лыков

— На быстрых нейтронах работали и реакторы некоторых подводных лодок.

— Туда это тоже шло, разумеется. Делались приборы различного применения. Спектрометры на акустооптических фильтрах для космического, авиационного и морского применения. Вообще, вопросы измерений — это вопрос большой науки. Опять-таки Виталий Лазаревич Гинзбург часто высказывал такую мысль: как найти предельную точность любого измерителя, любого измерения? Вот, скажем, с какой точностью мы можем измерить расстояние? Есть квантовые ошибки. В электронике другие причины, ограничивающие точность. И я стал думать над этим, публиковать какие-то статьи по этому поводу. Это было воспринято здесь. Но и работая во ВНИИФТРИ, я продолжал думать и работать над гравитационными экспериментами. У меня была такая планида: я всегда пытался найти ответ на вопрос, который был поставлен Гинзбургом, — найти эксперименты, которые отличали бы либо подтверждали общую теорию относительности и которые нельзя было бы опровергнуть. И, работая здесь, я написал несколько статей по общей теории относительности, которые и сегодня еще привлекают к себе внимание. Я приезжал на семинары и рассказывал, и он следил за этими всем. И вот я сейчас вижу, что эта работа велась не просто так, все это где-нибудь выстрелит. Например, в поисках искусственных способов генерации гравитационных волн.

— Ну это же через сто лет еще…

— А может, через пятьдесят. Было бы хорошо. Недаром ученые во всем мире работают над этой темой. Во ВНИИФТРИ гравитационная тема объединилась с умением создавать сверхточные часы, и в институте совместно с другими научными организациями страны обязательно будут заниматься этим направлением. Что касается самого ВНИИФТРИ, это прекраснейший институт, но понятно, что здесь совсем другая постановка вопросов, чем в академической науке. Вы тоже свободны, но у вас есть конечная цель: создать эталон, то есть устройство, которое воспроизводит физическую величину с наивысшей точностью. Вы свободны выбрать методы, но вы несвободны в выборе конечной цели. Поэтому вся ваша деятельность должна быть направлена на то, чтобы конечная цель была достигнута, чтобы вы получили наивысшую точность. И это большое дело.

— Цель тоже кем-то ставится.

— Вы знаете, в 1964 году Николай Басов и Александр Прохоров получили Нобелевскую премию с Чарльзом Таунсом. Они, разрабатывая квантовые стандарты частоты, не только создали мазер на аммиаке, но и просчитали аммиачные стандарты для точных измерений. И поняв, что применение вот этим сверхточным «часам» на этих стандартах можно найти только в метрологии, что делает Басов? Он принимает такое решение. У него есть лаборатория. Во главе ее Виктор Михайлович Татаренко. Она со всем оборудованием, приборами, с людьми, с отбором тех, которые нужны, договаривается, чтобы в Зеленограде этим людям дали квартиры, и передает их из ФИАНа во ВНИИФТРИ — для развития сверхточных измерителей времени. Это и было как раз то время, когда искали кандидатов наук, ученых, институт нуждался именно в кадрах такой квалификации — и я, к счастью, попал в эту категорию. То есть основы закладывались в ФИАНе, а потом были переданы с людьми и с приборами, со всем оборудованием, перенесены сюда во ВНИИФТРИ.

Вот такой государственный подход к этой задаче, который действительно дал мощнейший рывок не только для развития института, но всей этой области нашей науки и техники. Конечно, подобный же подход с созданием специальной госпрограммы должен быть проявлен и в развитии гравитационной науки в России.

Темы: Интервью

Еще по теме:
21.09.2020
Ведущий российский специалист по теории принятия решений Фуад Алескеров рассказывает о парадоксах этой теории, об эффект...
24.04.2020
Известный российский психолог Сергей Ениколопов — о причинах появления «безумных теорий», объясняющих причины распростра...
11.03.2020
Биг фарма ищет все новые и новые интерфейсы для работы со стартапами и небольшими компаниями. Вице-президент компании Ba...
05.03.2020
Так считает главный исполнительный директор компании SolidWorks — Dassault Systèmes Жан Паоло Басси, а рутинную работу, ...
Наверх