К СОЛНЕЧНОМУ ВЕКУ

Алферов Жорес Иванович — выдающийся физик ХХ века, вице-президент Российской Академии наук, председатель президиума Санкт-Петербургского научного центра РАН, директор Физико-технического института им. Йоффе, депутат Государственной думы России, лауреат Нобелевской премии — отвечает на вопросы нашего корреспондента.
"Проблему преобразования солнечной энергии необходимо решать сегодня, чтобы использовать ее завтра". Это — точка зрения академика Алферова. Если ученые мира эту мечту превратят в реальность — жизнь на планете Земля будет значительно приятней. И, быть может, обретет новый смысл...
Author: Жорес Алферов
К СОЛНЕЧНОМУ ВЕКУ
16(385)
Date: 17-04-2001
— Жорес Иванович, закончился ХХ век. Что, на ваш взгляд, определило технический, технологический и социальный прогресс ушедшего века?
— ХХ век был веком социальных потрясений — войн и революций. С другой стороны, ХХ век был веком бурного развития науки. И прежде всего — физики. На мой взгляд, технический, технологический и в какой-то степени социальный прогресс века определили три очень крупных открытия в области физики. Это — деление урана, открытое немецкими учеными Ганом и Штрасманом в 1938 году, что привело к открытию атомного оружия и атомной энергетики.
Второе — это изобретение транзисторов в 1947 году Д. Бардиным и В. Браттэйном. В результате изобретения транзисторов произошла компьютерная революция. Развитие микроэлектроники создало реальную основу для того, что мы называем постиндустривальным и информационным обществом.
И третье — это открытие советскими учеными Н. Басовым и А. Прохоровым и американцем Ч. Таунсом лазерно-мазерного принципа, которое дало огромный толчок развитию многих технологий — и военных, и мирных. Оно примыкает к изобретению транзистора, поскольку явилось основой оптоэлектронных технологий в информационной технике в целом. Это прежде всего полупроводниковые лазеры и оптоволоконная связь. Вот эти три открытия определили технический, технологический и, в определенной степени, социальный прогресс ХХ века.
— Вы — выдающийся ученый. Расскажите, пожалуйста, о собственных открытиях и изобретениях...
— Моя научная карьера связана, прежде всего, с исследованием так называемых полупроводниковых гетероструктур. Это определенный класс полупроводниковых материалов, в которых вы получаете возможность менять химический состав и все основные свойства веществ в процессе выращивания этих структур, и при этом на расстояниях, измеряемых единицами постоянных решетки кристалла.
Создание идеальных полупроводниковых гетероструктур, в которых можно реализовать огромные преимущества этих материалов по сравнению с обычными — гомогенными материалами — такими, как германий, кремний, полупроводниковые соединения — это то, что нам удалось сделать в конце 60-х годов. На основе этого открытия сегодня развилась огромная область физики — физики полупроводниковых гетероструктур.
Последние три десятилетия развивается так называемая физика квантоворазмерных структур. Потому что когда все эти изменения происходят на расстояниях, сравнимых по величине с длиной волны электрона в кристалле, то вы получаете еще массу новых дополнительных возможностей. И, как иногда я шучу, вы можете делать рукотворные искусственные атомы... Так называемые "квантовые точки". Можно менять энергетический спектр электрона и создавать низкоразмерные системы, в которых электронный газ ограничен в своем движении плоскостью по одной координате или является даже, как мы иногда говорим, нульмерным. Именно это направление в физике полупроводников дало возможность получать совершенно уникальные свойства для целого ряда приборов. И прежде всего — полупроводниковых лазеров.
Созданные на основе гетероструктур полупроводниковые лазеры, непрерывно работающие при комнатной температуре, стали основной волоконно-оптической линии связи.
Благодаря созданию стеклянно-кварцевых волокон с малыми оптическими потерями и открытию наших лазеров на гетероструктурах возникла волоконнооптическая связь. Сегодня — это восемьдесят миллионов километров линий связи в мире...
Затем такие широко известные вещи, как лазерные диски и лазерные проигрыватели, где иголка, снимающая информацию, является полупроводниковым лазером. Полупроводниковые лазеры широко применяются и в медицине, и в других отраслях.
Кроме лазеров, удалось улучшить широкий класс полупроводниковых приборов. Сейчас, например, появились светофоры из полупроводниковых светодиодов. Это тоже гетероструктуры... Усилитель в мобильном телефоне сделан на основе так называемых хемт-транзисторов, а это также гетероструктуры.
Солнечные элементы на основе гетероструктуры — самые эффективные, широко используются в космосе, космическая станция "Мир" уже 15 лет использует созданные нами солнечные батареи, уверен, они найдут широкое применение и в наземной энергетике.
В основе их лежит целый ряд физических явлений, изученных и открытых нами более тридцати лет тому назад. В результате — новая гамма уникальных материалов, которые мы научились получать.
— Жорес Иванович, в 1994 году вы сказали следующее: "Бессмысленно говорить о модели развития науки, если у нас нет модели развития экономики, развития государства. Трагедия, что мы теряем сегодня наши научные школы, что фундаментальные науки, достижения которых ценят во всем мире, находятся в состоянии, близком к коллапсу..." В контексте последнего десятилетия — это вполне понятно. Сегодня у вас появился повод для оптимизма?
— Повод появился такого сорта — какой замечательный у нас народ... И каким долготерпением он обладает! А по существу, проводится политика, которая направлена если не на уничтожение, то на полное отсутствие поддержки науки и технологии...
— И все-таки, какие идеи вы собираетесь реализовать?
— Если говорить об идеях сугубо "физических" — их много. Но главной нашей задачей сегодня является восстановление наукоемких отраслей промышленности и последующее их развитие. Чтобы Россия перестала продавать свои природные ресурсы. И наладилась нормальная работа.
— Как объяснить странный отечественный феномен: при высочайшем уровне науки у нас убогие производственные технологии? Мы активно бороздим космос, а внизу — неухоженная земля и некомфортный быт?
— Я бы сказал так, что при высоком уровне науки у нас было развито очень много высоких технологий... Но эти технологии часто применялись для военных целей. И, к сожалению, имели весьма ограниченное применение. Хотя то, что называлось военно-промышленным комплексом, в подавляющем большинстве, производило и предметы быта — телевизоры, радиоприемники, холодильники, стиральные машины и прочее... А потом нельзя забывать то, что в советское время мы вынуждены были в военном деле соревноваться со всеми миром. В результате этого нас ограничивали в получении и использовании технологий, которые были изобретены на Западе.
Была такая комиссия КОКОМ, которая ограничивала покупки любых технологий, любых новых приборов Советским Союзом. Поэтому во многих вещах нам приходилось изобретать велосипед. Конечно, у нас был большой военный флюс: так называемая "десятка" министерств сосредотачивала в себе около 60 % нашей экономической мощи. Все это так. И это вполне понятно — мы вынуждены были противостоять другому миру.
Сегодня со всей очевидностью понимаешь, что в 80-е годы нам нужен был ленинский НЭП, но на совершенно другом уровне, поскольку очень многое мы уже сделали. Нам нужно было допустить частную собственность там, где собственник действительно мог быть эффективным производителем и руководителем. Это сфера обслуживания, торговли, мелкого бизнеса. И, конечно, нельзя было приватизировать крупную промышленность. Особенно военно-промышленный комплекс. Его нужно было структурно перестраивать.
Что касается Запада, то он, на мой взгляд, совершил колоссальную стратегическую ошибку — ведя против нас "холодную войну", поддерживая и инспирируя разрушение Советского Союза. Движитель прогресса — соревнование. Должны быть разные формы развития — в том числе и нормальная плановая экономика. Не та, что доведена до абсурда, а внятная и эффективная. Уничтожение Советского Союза в значительной степени нанесло удар по стабильности во всем мире.
В 1986 году, когда мы вместе с американскими коллегами боролись против так называемых "звездных войн", я имел довольно долгую беседу с Робертом Макнамарой — министром обороны в правительстве Кеннеди. И он мне сказал: "Жорес, одну вещь нужно понимать четко. В 1962 году, когда разразился Карибский кризис, соотношение ядерных боеголовок Соединенных Штатов и Советского Союза было 17:1. И я считал, что это уже паритет, потому что вашей 1/17 части было совершенно достаточно для того, чтобы от Соединенных Штатов и от нашей планеты не осталось "мокрого места". Вы захотели иметь полный численный паритет (мы вас втягивали в это) и в результате подорвали свою экономику".
Конечно, нужно было развивать новые технологии. Бремя военного соревнования со всем западным миром было тяжелым и изматывающим.
— Колоссальная затрата энергоресурсов обеспечивает комфорт техногенной цивилизации. Грязная среда и парниковый эффект для нас, пока, — не катастрофа...
— Я вообще-то не эколог. Но, как мне известно, по масштабам сохранения природных ресурсов мы находимся на одном из лучших мест в мире. Когда едешь по Европе — лесов почти нет. К счастью, в России они пока есть. Леса надо оберегать строжайшим образом. Это наши легкие. Люди загадили промышленными отходами красивейшие места земли. Но нужно заметить, что порочная философия начала ХХ века: "Нам не нужно ждать милостей от природы. Взять их — наша задача" — привела к выводу, что с природой надо жить в мире и согласии.
— Солнце — мощный источник энергии. Вы полагаете, что при разработке высокоэффективных методов преобразования солнечной энергии Солнце может обеспечить бурнорастущие потребности энергии в течение многих сотен лет... Люди способны приручить Солнце?
— Конечно. Способны, безусловно. Просто здесь есть несколько сугубо технических задач, которые очень сложно решить сегодня. Но то, что они будут решены, я абсолютно уверен.
Солнце — это термоядерный реактор, который работает миллионы лет надежно и безопасно. И задача преобразования солнечной энергии в электрическую будет решена. Может быть, даже в нашем, XXI веке...
— Да, но как мне известно, ваше оптимистическое предположение венчает грустное заключение: "...преобразование солнечной энергии очень дорого и требует практически нереальных материальных и трудовых затрат..." Зачем тогда мечтать? На что надеяться?
— По этому поводу я скажу следующее: академик Йоффе мечтал о солнечной энергетике и ее широком применении, когда КПД солнечных преобразователей равнялось 0,1 %. Один процент являлся мировым рекордом. Сегодня КПД солнечных преобразователей на гетероструктурах достиг 35 %... Да, это по-прежнему дороже, чем атомная энергетика. Но! Дороже не на порядки, а лишь в несколько раз... Пока она дороже в несколько раз — использовать ее экономически бессмысленно. Поэтому поиски новых материалов продолжаются. И хочется верить, что лет через пятнадцать-двадцать солнечная энергетика будет сравнима или даже обойдет другие виды.
Другое дело, что там есть еще несколько очень сложных технических задач. Например, аккумуляция энергии... Солнце — это распределенный источник энергии, когда на единицу площади приходится довольно мало. Есть много технических задач, но потенциально — применение солнечной энергетики безусловно.
— Жорес Иванович, я понимаю, что нельзя винить мифического Прометея за костры инквизиции. Беккереля — за открытие радиации. Резерфорда — за открытие атомного ядра...
Научную мысль не остановить. Но где гарантия, что очередное научное открытие не станет началом конца, если попадет в "грязные" руки?
— Таких гарантий нет. Сегодня одна из бурно развивающихся естественных наук — биология. Генная инженерия и генные технологии — ее плоды. В "грязных" руках она может принести человечеству непоправимый вред.
— Есть мнение, что от колоссального потока информации у простых смертных может "поехать крыша". Именно это опасение недавно озвучил один известный режиссер...
— Она уже давно съехала! Включите телевизор — и вы убедитесь...
— Однажды на вопрос: правда ли, что мы навсегда отстали от США в развитии электроники, вы ответили достаточно оптимистично: "Это абсолютно превратное мнение, но, к сожалению, оно распространено. Навсегда мы можем отстать только тогда, когда покончим с классом инженеров и людей науки, работающих в этой области. Говоря об электронике, я могу назвать десятки примеров, когда не только открытие, но и начало промышленного производства происходило сначала в Советском Союзе, а потом в Японии и США..." И далее: "...электроника, микроэлектроника, их развитие — это стратегические приоритеты для страны. Можно покупать всю бытовую, электронную технику в Японии, что, например, США и делают. Но США не продают японцам ни современных лазерных технологий, в том числе полупроводниковых, ни современных технологий суперкомпьютеров!
Развивая и строя заводы в Японии, Корее и других странах, США по стратегическим направлениям, что называется, сами держат руку на пульсе. Повторяю, это принципиально. Развитие именно этих областей физики сыграло огромную роль в ХХ веке, и по крайней мере, первую половину XXI века прогресс человечества в значительной степени будет определяться тем же самым. Отказавшись от этого направления, мы еще одним способом переводим себя в разряд "третьих стран". Мой вопрос: не разбазариваем ли мы, с присущей нам щедростью, национальные научные разработки?
— Сегодня, безусловно, да. Мы разбазариваем самое ценное — человеческий потенциал. Десятки тысяч наших высококвалифицированных научных работников уехали работать за рубеж, потому что им не под силу прокормить семью.
Наши лаборатории — и академические, и отраслевые — для того, чтобы выжить, вынуждены продавать свои разработки и заключать контракты с западным миром. К сожалению, это так.
— Тем не менее, это не помешало вам жизнеутверждающе заметить, что мы — страна оптимистов, потому что пессимисты давно уехали. При этом вы верите, что и пессимисты вернутся.
— Вернутся не все, поскольку процесс зашел достаточно далеко. Но многие, думаю, вернутся. Ученые вынуждены были уезжать не только из-за низкого уровня жизни. Другой чрезвычайно важный момент состоит в том, что на протяжении последних десяти лет мы не обновляем экспериментальный парк в науке. А наука — вещь дорогая. Чтобы ставить эксперименты и двигать науку дальше — нужны новые научные приборы, экспериментальные установки. И если мы лишаем ученого возможности заниматься научным поиском, он, конечно, уезжает.
— Но вы же не уехали...
— При любых обстоятельствах я не уеду никогда. Россия — моя страна.
— Канта удивляли две вещи — звездное небо и нравственный закон внутри человека. Что в этом мире удивляет вас?
— А меня удивляет то, как мы своими руками пустили под откос собственную страну. Конечно, это сделал и кто-то другой. Но мы-то не протестовали! Мы не сопротивлялись!
— Физика проникла в сердце атома. Можно ли полагать, что мощная формообразующая материя мироздания для человека уже не загадка?
— Мироздание будет загадкой всегда. Понять все до конца мы не сможем. Никогда.
— Жорес Иванович, как вы отдыхаете? Что читаете?
— Я очень люблю читать хорошие научно-популярные издания... Люблю читать воспоминания. Книги по истории страны. Особенно по истории Второй мировой войны. Для этого есть и личные причины. На войне погибли много моих родственников. Погиб мой родной брат, которого я очень любил.
Когда читаю — размышляю. Очень люблю плавать. Живу я постоянно на даче в Комарове, поэтому отдых и работа совмещаются.
— Какая страна мира или город вам нравятся особенно?
— Город — Петербург. Страна — Россия, а еще больше — Советский Союз.
— А за рубежом?
— Моя родная Белоруссия. Очень люблю Минск. Долгое время одной из любимых мною стран была Америка. Это очень интересная, разнообразная страна. Там могучая наука, и физика в особенности. Но, как мне кажется, за последние десять-двадцать лет США тоже изменились в худшую сторону. Мне очень нравились черты американского характера — предельная точность и сила данного слова. При этом не надо было подписывать бумаги. Устное слово было равноценно подписанному договору. Сегодня, к сожалению, эти качества исчезли...
— Какие черты вам ненравятся в русском народе?
— Наивность и безалаберность. Отсутствие практичности. Но в каждом народе есть свои плюс и минусы.
— Жорес Иванович, когда вам хорошо, какие песни вы поете?
— Последнее время, как только встаю, пою лишь одну песню:
"Вихри враждебные веют над нами,
Темные силы нас злобно гнетут..."
— Но ведь вы — оптимист…
— Да, и пока в России живут оптимисты — у страны есть будущее.
Вопросы задавала Нина МЕТЕЛЬСКАЯ