Алла Астахова. Нано домини (интервью с Михаилом КОВАЛЬЧУКОМ)
Плач о недофинансировании российской науки, судя по всему, скоро стихнет. Многомиллиардный государственный транш, отпущенный на развитие нанотехнологий, зримое подтверждение тому. Он вполне сравним с суммами, выделенными на подобные цели в США и Евросоюзе. Грандиозный проект, который по значимости обещает сравняться с космическим и атомным, сейчас только набирает скорость. О том, с каким багажом войдет Россия в наноэпоху, "Итогам" рассказал один из ее идеологов, директор Российского научного центра (РНЦ) "Курчатовский институт", член-корреспондент РАН Михаил Ковальчук.
- Михаил Валентинович, и все-таки почему именно нанотехнологии?
- Вопрос о глобальном научном проекте уже давно назрел. Как сказано в Библии: есть время разбрасывать камни, есть время их собирать. Сегодня пришло такое время, наука стала востребованной. Государство окрепло. Основные сектора экономики возродились. Наконец дошли руки и до науки. Почему нанотехнологии? Во всем мире пришел век нано - это объективно так. Как были устроены все производства до сегодняшнего дня? Берем дерево, обрубаем лишнее и делаем бревно. Из бревна - брус, из бруса - доски, из досок - вагонку... Как получаем металл? Добываем руду, выплавляем, затем делаем слиток, ставим его на станок, отрезаем лишнее, делаем деталь. Получается, что большая часть наших усилий, затрат материалов, природной энергии идет на производство отходов и загрязнение окружающей среды.
- А природные ресурсы истощаются...
- Конечно. Поэтому такая расточительность сегодня кажется уже непозволительной роскошью. У человечества появилась альтернатива, по сути, "безотходного" производства - мы видим атомы, можем ими манипулировать и конструировать то, что нам необходимо, создать новый материал с заданными свойствами. Это сложный, долгий путь, всех возможностей такого конструирования сегодня не представляет никто. Кроме того, нанотехнологии изменят экономический уклад мира. И те страны, которые понимают эти вызовы и обладают соответствующим потенциалом, попадут в круг ведущих держав XXI века.
- Смогут ли российские исследователи составить конкуренцию западным коллегам? Есть мнение, что нанопроект у нас "не пойдет": исход ученых из страны продолжался все минувшее десятилетие.
- В научном отношении мы по-прежнему остаемся великой страной. В первую очередь благодаря тому заделу, который был создан в прошлые годы. В СССР сложилось исключительное положение: научная сфера, Академия наук оказались резервуаром - там сконцентрировался интеллект нации. Где еще в условиях советской несвободы человек мог творчески самореализоваться? Только в научной лаборатории, поэтому у нас и была такая сильная наука. Что произошло, когда началась перестройка? В науку перестали идти деньги, некоторые ученые уехали - это был их выбор. В самой России ученые тоже покидали научную сферу, многие яркие, сильные личности ушли в бизнес, политику. Но осталась еще и существенная часть ученых, которая билась, боролась, двигала свою науку. Я не раз сравнивал то, что произошло в этой сфере, с импрессионистским "зеленым шумом". Была советская наука - сплошная масса зеленой поросли. Подул ветер, пришла осень, листья опали. И оказалось, что среди этой стены растительности мощных стволов не так уж много. Их не может быть много по определению. Этот фундамент нам удалось сохранить.
- Нанотехнологии - вещь, которую многие пока еще не могут осознать или "потрогать руками". Что это - отрасль науки, инновационное направление?
- Я бы сказал, что слово "нано" отражает наше понимание мира, которое, как горизонт, отодвигается по мере того, как мы изучаем действительность. Наша Вселенная существует около 14 миллиардов лет. Известно суммарное количество энергии и материи, возникшее во время Большого взрыва. Но в реальности мы с вами сегодня оперируем менее чем пятью процентами этой материи. Наука в современном понимании существует несколько сотен лет. Как она развивалась? По мере роста наших представлений о мире и расширения экспериментальных возможностей ученые вычленяли из единой и неделимой природы отдельные сегменты, доступные для изучения. Писали формулы - получили математику. Смотрели в лупу или подзорную трубу - появилась физика. Сливали жидкости - вышла химия, и так далее. В результате цивилизация построила узкоспециализированную систему науки и образования, которая диалектически сегодня зашла в тупик. Почему? Углубившись в детали, пусть даже крайне важные, мы потеряли некую общую цель.
- Это было ошибкой или все-таки неизбежным этапом развития?
- Узкоспециальная система науки и образования предопределила и структуру экономики. Даже когда появились интегрированные межотраслевые технологии, узкая специализация сохранялась: кто-то производил металл, кто-то провода, кто-то стекла, а потом все это собирали и делали, например, космическую ракету. Все изменилось с появлением информационных технологий. Сначала многие не поняли их истинного места и значимости - считалось, что это еще одна отрасль, как, например, материаловедение. На самом деле информационные технологии имели принципиально иной смысл. Ведь они пронизывают, накрывают все отрасли без исключения. Без информатики невозможно ни управлять станками, ни лечить, ни учить детей. Она во всем. Такое же надотраслевое значение имеют и нанотехнологии. Мы начинаем складывать из атомов новые материалы с заданными свойствами. Потом из них получаются принципиально новые изделия, системы, приборы, то есть нанотехнологии представляют собой базу, единую для всех отраслей науки, производства - "атомные кирпичики". Они изменят и саму информатику, подход к ней. Например, в человеческом организме есть белок рибосома, который миллиарды лет воспроизводит наш с вами генетический код. Изучая на нанобиологическом уровне эти процессы, мы найдем более совершенный способ хранения и передачи информации. Кстати, сейчас уже возможно "потрогать руками" целый ряд нанотехнологических изделий. Многие развитые страны, включая Россию, давно выпускают различные нанотехнологические продукты.
- Все эти светодиоды, сенсоры...
- А также нанодисперсные материалы, композиты и керамику, разные полимеры и катализаторы. Они уже есть на рынке в разном объеме. Вопрос в том, как нам перейти к наукоемкой экономике от нефтяной трубы. В России есть производители нанопродукции, но в большинстве случаев она производится в небольших объемах. Почему? Бытует мнение, что рынок все отрегулирует. И многие очень активно, но не по делу используют сейчас инновационные лозунги, схемы, богатое слово "венчур". Это важнейший инструмент, но он может действовать в хорошо налаженном механизме стабильного рыночного общества. Мы же пока находимся в начале этого пути. Поэтому тут без воли государства, без протекционистских мер не обойтись.
- Что вы имеете в виду?
- Еще совсем недавно, когда в мире начались процессы глобализации, наша страна была изолирована. Америка имела торговый баланс с Китаем на десятки и сотни миллиардов долларов, а Россия на порядки меньше. Мы абсолютно не были интегрированы в мировое хозяйство, не были встроены ни в какие технологические цепочки. В результате остальной мир в нашей экономике не нуждался. Допустим, сейчас мы решили наладить производство инновационного продукта в больших масштабах. Только на мировом рынке нас никто не ждет - он же живет без нас десятилетия. Мы можем встроиться в этот рынок, если предложим что-то очень дешевое, но эту нишу уже занял Китай. Или если мы будем в чем-то уникальны. А это палка о двух концах: ведь когда нет внутреннего рынка, иностранным инвесторам проще "выкупить" наших разработчиков, а потом нам же их продукт предложить.
- И где выход?
- Первое - это работа с субъектами нашего внутреннего рынка. Нужно выбрать приоритетные направления, компании, работающие на этих направлениях. Второй шаг заключается в том, чтобы передать этим компаниям права на интеллектуальную собственность, поскольку практически все исследования и разработки в нашей стране сделаны на бюджетные деньги и принадлежат государству. Предположим, вы решили развивать бизнес и масштабировать небольшое по объему производство. Сразу же появляется необходимость формализовать все отношения, связанные с использованием интеллектуальной собственности. Что еще необходимо для развития? Прямые инвестиции и материальные вложения, а также создание гарантированного спроса, госзаказа на формирование внутреннего рынка высоких технологий.
Есть очевидные вещи, которые достаточно просто и быстро можно сделать на внутреннем рынке. Возьмем один пример: ЖКХ. Все знают, что переход к светодиодному освещению очень выгоден по всем параметрам. Это и значительная экономия электроэнергии, и долговечность новых светильников, и улучшение качества освещения. Так что мешает ввести, допустим, с нового года новые нормативы по оснащению новостроек светодиодным освещением? А почему бы не ввести требование, чтобы новые дома оснащались наномембранными фильтрами для очистки воды питьевого качества или аналогичными системами очистки канализационных стоков?
- Думаю, жители таких домов будут только за.
- А государство создаст нормативные условия для развития наукоемкого бизнеса. И пусть компании потом конкурируют между собой. Очевидно, что если мы хотим иметь значимый рынок наукоемкой продукции, чтобы наша страна получила пропуск в клуб мировых супердержав-XXI, надо выработать адекватный комплекс протекционистских мер. Наглядный пример - автомобильная продукция Кореи, столь популярная сегодня в нашей стране. С помощью протекционистских мер за короткие сроки с нуля была создана новая, конкурентоспособная на мировом уровне отрасль.
Значит, если мы хотим создавать свои светодиоды, мембраны, биочипы и выйти с ними на мировой рынок, то сначала должны создать мощный внутренний рынок, поставить на ноги отечественные компании. Тогда мы станем равноправными игроками.
- В этом случае важно предложить на мировом рынке что-то принципиально новое...
- Верно, мы ни в коем случае не должны остаться на обочине прогресса, а стараться быть законодателями мод или, по крайней мере, не выпасть из обоймы. И с этой точки зрения очень важно понять, на каком этапе сейчас находится наука. А происходит следующее: мы вступаем в постиндустриальную эру. Одной из целей развития науки и техники индустриального общества, того, в котором мы жили до сих пор, было изучение "устройства" человека и его возможностей. Создавая какие-то технические системы, мы постоянно копировали себя, пытались усовершенствовать то, что дано нам природой. Например, подъемный кран - это фактическая имитация руки. В оптических приборах мы имитируем человеческое зрение, в акустических - слух. Когда началось создание интегральных схем полупроводниковой микроэлектроники, создатели компьютеров принимали за образец человеческий мозг. Но ведь тогда никто не стал делать биокомпьютер. Почему? Сложные белковые молекулы состоят из сотен и тысяч атомов. Поэтому проще было взять модель молекул из неживой природы - использовали кристаллы кремния, в элементарной ячейке которого всего 8 атомов. И вот с этими восемью атомами человечество "играло" полвека, затратив триллионы долларов. Надо сказать, поиграло неплохо - результат налицо.
- "Неорганическая" копия оказалась хуже белкового оригинала?
- Несопоставимо. Сегодня мы пришли к новому этапу, разобравшись со строением белков, определив их сложную трехмерную пространственную структуру, изучив механизмы функционирования этих биологических молекул. Мы начинаем жить в постиндустриальном обществе, в котором иная цель развития науки и технологий. Это означает переход от технического копирования "устройства человека" на основе относительно простых неорганических материалов к воспроизведению систем живой природы на основе нанобиотехнологий и самоорганизации. Иначе говоря, сначала мы будем соединять возможности твердотельной микроэлектроники с достижениями в области познания живой природы. О чем идет речь? Например, основой искусственного глаза должен стать светочувствительный белок родопсин, соединенный, грубо говоря, со специальной интегральной схемой. Но это лишь первый этап. Качественно новый шаг мы сделаем, когда начнем использовать принцип самоорганизации, в результате мы сможем создать биоробототехнические системы, когда на выходе из устройства будут находиться уже не провода, а, например, нейроны.
- Гомункулуса создать не захотите? Весь Интернет полон слухами об этом...
- Как же, знаю. Люди вовсю обсуждают эту проблему применительно к нанотехнологиям. Звучит, конечно, красиво: биоробот - атомная бомба нанопроекта.
- Эти слова имеют отношение к действительности?
- На самом деле речь идет совсем о другом. Конечно, мы изучаем человека и пытаемся скопировать некоторые его свойства, уже сегодня пытаясь создавать детекторы на основе биологической самоорганизации. Но это всего лишь способ адаптировать нашу цивилизацию к живому миру, как он был задуман изначально. Почему это важно? Сегодня уже совершенно очевидно, что возможности экономического роста на основе существующей модели индустриального мира полностью исчерпаны, потому что ресурс конечен. Всем ясно: мир так дальше развиваться не может. У человечества не хватит прежде всего энергетических ресурсов. Но ведь природа живет иначе, более экономично и гармонично. Живет за счет солнечной энергии, не истребляет нефть, газ. Не создает после себя "свалки технологических отходов". Копируя биологические системы, человек тоже будет к этому стремиться.
- У наших современников есть шанс воспользоваться результатами нанопроекта?
- Безусловно, да, но его конечные цели будут достигнуты через десятки лет. Нельзя в огромной стране взять и изменить что-то мгновенно. С другой стороны, нанопроект в корне отличается от других масштабных проектов прошлого - атомного и космического - тем, что он, пожалуй, впервые в истории нашего государства не направлен изначально на военные цели. Конечно, существование нанотехнологий будет учитываться любой страной при создании новой военной доктрины. Но нанопроект по своей сути имеет изначально социальную направленность, ориентирован на нас с вами. Он нужен, чтобы создавать новые лекарства, способы диагностики и методы связи, строить качественное жилье, создавать "умную" одежду и многое другое. Все это в ближайшее время повысит уровень, качество, продолжительность жизни у нас в России.
- Это тоже в своем роде конкурентоспособность страны.
- Есть еще один аспект, связанный с нанотехнологиями. Переход к ним означает существенную интеллектуализацию производства. Доля исследований и разработок в конечном рыночном продукте становится существенно больше. В индустриальном обществе эта доля составляет порядка 15 процентов, а в постиндустриальном - не менее 60. Таким образом, добавленная стоимость продукта начинает определяться не стоимостью затраченной электроэнергии, металла и физического труда, а, скажем так, складывается из творческой, созидательной, интеллектуальной части, в которой мы, россияне, всегда были сильны.
- В общем, из русской смекалки.
- В каком-то смысле. Скажу так: сейчас очень немногие государства рассматриваются как возможные кандидаты в клуб держав XXI века. Кто-то идет по простому пути копирования чужих наработок, закупает готовые производства. По сути, только Россия и США, да еще объединенная Европа имеют мощный потенциал для междисциплинарных исследований, охватывающий огромное количество разных научных направлений. Мы должны научиться эффективно использовать наши фундаментальные достижения, практические возможности для быстрого развития наукоемкой экономики России. Я глубоко убежден, что реализация намеченных шагов по развитию нанотехнологий у нас в стране позволит России занять в XXI веке достойное место среди развитых технологических держав.
