Профессор Владимир ФОМИН: „Особенно очевидной стала роль фундаментальных наук, когда мир столкнулся с климатическим кризисом и – в последние два года – пандемией COVID-19”

Интервью с профессором Владимиром ФОМИНЫМ, почетным членом АНМ, Институт Лейбница - Исследовательский институт твердого тела и материаловедения,  Дрезден, Германия

Eugenia TOFAN,

пресс-служба АНМ

Профессор Владимир ФОМИН: „В Республике Молдова нyжно всемерно поддерживать научно-исследовательские учреждения и кластеры, которые объединяют людей любознательных, талантливых, с нестандартным мышлением, инициативных и, конечно, трудолюбивых”.

Уважаемый профессор Владимир Фомин, прежде чем перейти к тематическому диалогу, посвященному фундаментальным наукам, благодарим Вас за интервью, проведенное с международным ученым, родом из Республики Молдова, почетным членом АНМ, который уже несколько лет успешно работает в Германии, в престижном институте, о котором мы расскажем в продолжении диалога.

Как уже упоминалось, Организация Объединенных Наций объявила 2022 Международным годом фундаментальных наук в интересах устойчивого развития. Для начала, не могли бы вы рассказать нам, какая была необходимость для учреждения года, посвященного фундаментальным наукам? Чего на самом деле преследует учреждение этого года? Или, что должен подчеркнуть этот Год-событие?

- 2 декабря 2021 года Генеральная Ассамблея ООН по предложению ЮНЕСКО  провозгласила 2022 год Международным годом фундаментальных наук в интересах устойчивого развития (International Year of Basic Sciences for Sustainable Development – IYBSSD-2022). Проведение Международного года имеет своей целью подчеркнуть решающую роль фундаментальных научных исследований в устойчивом развитии всего мира, подчеркнуть их вклад в реализацию Повестки на период до 2030 года и реализацию Целей устойчивого развития ООН, принятых для всех стран мира на 2016‑2030 годы. Несколько из этих Целей: Здоровье и благополучие; Чистая вода и санитария; Доступная и чистая энергия; Действия по борьбе с изменением климата; Жизнь под водой; Жизнь на суше - напрямую связаны с научными достижениями. К актуальнейшим для жизни человечества направлениям научных исследований ЮНЕСКО относит: Воздействие науки на будущие поколения; Взаимосвязи, существующие между различными формами жизни; Роль и ответственность человека в деле защиты окружающей среды, биосферы и биоразнообразия. Добиться прогресса в этих исследованиях невозможно без достижений фундаментальной науки.

Проведение Международного года призвано повысить осведомленность о значимости фундаментальных наук в среде политиков, бизнеса, промышленности, международных организаций, благотворительных фондов, университетов, преподавателей и студентов, средств массовой информации и широкой общественности. Предложение о проведении Международного года было при содействии ЮНЕСКО разработано Международным союзом чистой и прикладной физики (IUPAP) при содействии и поддержке Международного научного совета (ISC), его многочисленных членов и партнерских учреждений. Международный научный совет – это неправительственная организация с уникальным глобальным членством, объединяющая более 200 международных научных союзов и ассоциаций, а также национальные и региональные научные организации, включая академии и исследовательские советы. Академия Наук Республики Молдова выступает в качестве одной из организаций – приверженцев Международного года.

Чтобы быть более точным и чтобы больше людей поняли нас, какие именно науки мы называем фундаментальными?

- Статус фундаментальных ЮНЕСКО присвоила исследованиям, которые способствуют открытию законов природы, пониманию взаимодействий между явлениями и объектами реальной действительности. Фундаментальные науки – область познания, подразумевающая теоретические и экспериментальные научные исследования основополагающих явлений и поиск руководящих ими закономерностей. Они формируют базовые принципы естественнонаучных и гуманитарных дисциплин и расширяют теоретические, концептуальные представления о мироздании во всех его проявлениях. Фундаментальные науки являются основой для понимания происхождения и эволюции, взаимодействий и законов Вселенной, которые дают возможность исследователям понять структуру и функционирование механических и энергетических, геофизических и экологических, биологических и экономических систем.

Традиционно фундаментальные исследования были соотносимы с естествознанием, с такими дисциплинами, как физика, математика, химия и биология. Это – устоявшееся классическое понимание фундаментальных наук. Однако все формы научного познания опираются на системы обобщений. Гуманитарные науки также обладают или стремятся обладать аппаратом, способным охватить и сформулировать общие фундаментальные принципы исследований. Это соответствует все более распространяющемуся современному пониманию фундаментальных наук. Хотя в задачи фундаментальной науки не входит скорая и непременная практическая реализация, в процессе решения фундаментальных проблем открываются новые возможности и методы решения практических задач. В частности, фундаментальные науки предлагают возможности для решения актуальных проблем, связанных с доступом к продуктам питания и чистой воде, энергии, услугам здравоохранения, коммуникационным технологиям. Особенно очевидной стала роль фундаментальных наук, когда мир столкнулся с климатическим кризисом и – в последние два года – пандемией COVID-19.

Резюмирую вышеприведенные ответы: Фундаментальные науки создают основу для технологических инноваций, которые помогут обеспечить устойчивое развитие планеты и решить самые насущные проблемы мира.

Какова реальная роль фундаментальных наук в обеспечении прогресса и благополучия человека? Каким образом достижения фундаментальных наук укрепят веру в то, что у человечества есть шанс достойно ответить на существующие вызовы и обеспечить устойчивое развитие планеты в XXI веке?

- Впечатляющие достижения фундаментальных наук, которые прочно вошли в повседневную жизнь, представляют внушительный список. Фундаментальные достижения в области физики твердого тела привели к изобретению полупроводниковых транзисторов, способных действовать подобно выключателям с электронным управлением с практически мгновенным переключением, на базе которых созданы и действуют современные персональные компьютеры, смартфоны, автомобили, серверы для центров обработки данных, игровые приставки. Всемирная паутина (WEB) была изобретена в 1980 году в CERN из-за необходимости глобального сотрудничества для экспериментов в фундаментальной физике и получила всемирное распространение благодаря разработке мощных алгоритмов. Прогресс в секвенировании ДНК, достигнутый благодаря фундаментальным разработкам в биологии, математике, химии и физике, в настоящее время ведет медицину к более эффективным методам индивидуального лечения. Производство и хранение возобновляемой энергии зависит от достижений в области фундаментальной физики и химии в содружестве с материаловедением. Открытие Квантового эффекта Холла, сделанное в лоне фундаментальной физики, было катализатором реформы системы единиц СИ, которая была введена в силу с 2019 года и определяет современные стандарты единиц не только в науке, но и в технике на всей Земле.

Среди более чем 100 научных учреждений, учреждений ООН, ассоциированных организаций, учреждений-партнеров по всему миру, которые поддерживают и поощряют инициативы провозглашения 2022 года Международным годом фундаментальных наук в интересах устойчивого развития, является Академия наук Молдовы. В этом контексте в АНМ была создана новая научная коммуникационная платформа в области фундаментальных наук, и честь координировать эту платформу досталась вам, кстати, впервые. Недавно состоялась инаугурация платформы в АНМ. Какие следующие шаги и действия, будут выполняться в рамках платформы, и какие научные новости будут освещаться?

- Я искренне признателен за приглашение стать координатором Платформы АН Республики Молдова "Фундаментальные науки для устойчивого развития общества", которая была официально открыта 25 января 2022 года. Цели этой Платформы двуедины. Во-первых, она призвана привлечь внимание политиков, бизнес-сообщества, международных организаций и благотворительных организаций, действующих в Республике Молдова, университетов, средств массовой информации и широкой общественности к ключевой важности фундаментальных наук для разработки новых концепций и технологий, которые необходимы человечеству для решения задач 21 века. Во-вторых, Платформа даст возможность ученым Республики Молдова, работающим в области фундаментальных наук, внимательно и в реальном масштабе времени оценить, как они продвигают результаты своих исследований и науку в целом, и стать более прозрачными в общении с широкой общественностью, расширить понимание, авторитет и поддержку фундаментальной науки со стороны все более широких кругов общества. Уместно напомнить, что, согласно данным Ecole des Hautes Etudes Commerciales in Paris за 2020 год (https://science.orf.at/stories/3208924/), деятельность ученых в 12 странах получила в среднем 84 процента одобрения, что значительно выше, чем соответствующих правительств (49 процентов).  

В Республике Молдова нyжно всемерно поддерживать научно-исследовательские учреждения и кластеры, которые объединяют людей любознательных, талантливых, с нестандартным мышлением, инициативных и, конечно, трудолюбивых. В этом контексте важной является неутомимая деятельность Президента АН Республики Молдова И. Тигиняну ради сохранения и дальнейшего развития фундаментальной науки в Республике Молдова.

Формы деятельности Платформы – не застывшие и скучные, а живые и подвижные. Это и публичные лекции видных ученых, действительных членов, членов-корреспондентов, почетных членов АН Республики Молдова и всего мира, и информационные встречи с представителями правительства, бизнес-менеджмента, финансовых кругов, и публикации в средствах массовой информации, и лекции перед студентами и старшеклассниками. Подготавливаемая в настоящее время под руководством доктора Т. Браниште веб-страница дискуссионного форума нашей Платформы позволит представить и осмыслить – и тем самым поможет реализовать задачи Международного года в рамках более широкого общественного дискурса в Республике Молдова.

Уважаемый Профессор, как мы указывали ранее, вы уже много лет работаете в Германии в Институте Лейбница, Исследовательском институте твердого тела и материаловедения в Дрездене. И если мы все-таки говорим о годе, посвященном фундаментальным наукам, поскольку вы входите в состав европейских исследовательских центров, у вас есть и другие возможности увидеть новое в этой области. Каковы на Ваш взгляд будущие тенденции фундаментальных наук, поскольку хорошо известно, что их основная роль заключаться все-таки в поддержке практических приложений?

-Определяющая тенденция в этой области: Широкий спектр новых применений на базе всемерного расширения и углубления фундаментальных исследований. Остановлюсь на одной области, в которой лежат мои научные интересы. Расширение наноструктур в третье измерение стало основным направлением исследований в физике конденсированных сред в последние два десятилетия. Революционный метод самосворачивания сверхтонких многослойных мембран, управляемого напряжениями, позволил создать геометрически и топологически нетривиальные многообразия на наноуровне с адаптированными и контролируемыми человеком электронными, оптическими, магнитными и транспортными свойствами и беспрецедентными новыми возможностями наноустройств благодаря их сложной геометрии и уникальной топологии. Активно изучаются свойства таких удивительно разнообразных систем, как сверхпроводниковые, полупроводниковые и намагниченные микро- и наноархитектуры, многослойные радиальные сверхрешетки, каталитические трубчатые микромоторы и оптические микрорезонаторы. Этот анализ имеет огромное значение для продвижения фундаментальных исследований на переднем крае нанонаук и ускоренного развития электроники, магнетизма, оптики, оптоэлектроники, термоэлектрических материалов, робототехники и квантовых вычислений. В частности, разработаны предложения для решения самых насущных и амбициозных задач, в том числе эффективной очистки загрязненных вод и создания элементной базы самодвижущихся микромоторов для биомедицины.

Через несколько дней вы выступите с публичной лекцией в Академии наук Молдовы. Представители научного сообщества, занимающиеся фундаментальными науками, и не только, безусловно, с нетерпением ждут вашей лекции, в надежде, что вы принесете новую информацию и поделитесь европейским опытом с нами. О чем именно пойдет речь?

-Будет идти речь о захватывающих фундаментальных открытиях нанофизики как пусковой площадке для нанотехнологий. В нашем Лейбниц-Институте Твердого Тела и Материаловедения в Дрездене эта деятельность сфокусирована вокруг четырех основных тематических направлений. 1. Функциональные квантовые материалы: новые материалы, которые обещают новые функции благодаря новым, нетрадиционным электронным свойствам, например, топологические изоляторы и топологические сверхпроводники. 2. Функция через наномасштаб, то есть свойства и функции, возникающие в структурах на наноуровне: наномембраны, термоэлектрики, сплавы. 3. Квантовые явления на наноуровне, например, манипуляции с квантовыми материалами, новые концепции электронных, фононных и фотонных компонентов. 4. От материала к продукту - целевые прикладные исследования: поверхностные акустические волны, биомедицина, сверхпроводимость, гибкие магниты, хранение энергии... В качестве конкретных примеров остановлюсь на фундаментальных исследованиях инновационных самосвернутых наноархитектур, о которых говорил в ответе на предыдущий вопрос.

Какие научные решения предлагают ученые в контексте снижения негативного влияния на окружающую среду, глобального потепления, изменения климата, возникающих вызовов, которые приводят к жизненно важным потребностям, доступу населения к продуктам питания, энергетике, услугам здравоохранения, технологиям, и т.д.?

-Остановлюсь только на четырех жизненно важных для человечества вопросах:

a) Само осознание опасности глобальных изменений климата и экологии было связано с выводами фундаментальных наук о последствиях ускоряющегося роста средней температуры, разрушения озонового слоя и других явлений на Земле. Сопутствующее таяние ледников и начало опаснейших процессов в вечной мерзлоте по механизму обратной связи приводят к дальнейшему подъему температуры. Хищническая вырубка тропических лесов привела к уменьшению их важнейшей регулирующей климат роли и к вымиранию целых видов флоры и фауны. Требуется широкая пропаганда и скорейшая реализация фундаментальной экологической концепции спасения планеты (в первую очередь, в рамках Парижского соглашения по климату, вступившего в силу в 2016 году), которая создана и развивается на основе интердисциплинарных фундаментальных достижений геофизики и метеорологии, экологии и биологии и других наук.

b)Энергетический кризис связан с постепенным прекращением использования привычных горючих ископаемых и ядерных материалов, он все больше ощущается через рост тарифов на электроэнергию и тепло. Его преодоление требует решения фундаментальных задач: создания новых, еще более экономичных, способов получения дешевой энергии из возобновляемых, экологически чистых видов энергии с высоким к.п.д., ее надежного хранения (например, экологичные аккумуляторы и батареи) и транспортировки (например, сверхпроводниковые линии электропередач или генерация водорода, который можно перевозить на большие расстояния в качестве нового экологически чистого топлива), разработка экологически чистого транспорта (например, самолеты на электрической энергии).

c) Стагфляция - невиданная ранее в истории ситуация, в которой экономический спад и депрессивное состояние экономики (стагнация и рост безработицы) сочетаются с ростом цен - инфляцией, возникла в конце 1960-х годов, воспроизводится в разных проявлениях, в последние два года отягощенных пандемией COVID-19. Человеческая цивилизация утрачивает инструменты ускорения своего экономического развития. Требуется фундаментальное понимание этих процессов и разработка эффективной экономической стратегии.

d) Комплексный и стремительно развивающийся характер перечисленных процессов требуют качественно новых принципов мониторинга, анализа и принятия решений, которые создаются в рамках триады взаимосвязанных фундаментальных исследований по созданию искусственного интеллекта, обработке больших массивов данных и квантовых вычислений.

Если говорить о главной роли фундаментальных наук в обеспечении прогресса в важнейших областях, то как проявляется их важность или влияние в условиях нынешней, казалось бы, бесконечной пандемии?

-Пандемия COVID-19, по состоянию на 08.02.2022 унесла 5.753.698 жизней (https://coronavirus.jhu.edu/map.html) и нарушила еще больше. Долговременные последствия болезни для выздоровевших непонятны. Она стала вызовом практической медицине и организации здравоохранения. Без результатов фундаментальных научных исследований, движимых любопытством, на протяжении столетий нынешняя ситуация с COVID-19 была бы намного хуже. Ведь именно фундаментальные науки позволили человечеству в короткие сроки узнать, что инфекция вызвана вирусом, как выглядит этот вирус, какова его генетическая последовательность и мутации! Тестирование, лечение, вакцины, эпидемиологическое моделирование и высокоскоростная связь на большие расстояния, которые помогают нам сегодня бороться с пандемией и ее последствиями, - все это основано на достижениях фундаментальных наук. Пандемия COVID-19 является жестким напоминанием о нашей зависимости от фундаментальной науки для обеспечения сбалансированного, устойчивого и инклюзивного развития планеты. Международный год фундаментальных наук в интересах устойчивого развития привлечет внимание к связям между фундаментальными науками и Целями ООН в области устойчивого развития. Это будет ключевой момент мобилизации, чтобы убедить как экономических и политических лидеров, так и широкую общественность в их важности.

И наконец, как ученый, посвятивший всю свою жизнь исследованиям в этой области, что бы вы предложили для осознания роли фундаментальных наук в развитии общества?

-Только на базе достижений фундаментальных наук человечество имеет шансы достойно справиться с существующими вызовами и войти в новую реальность XXI века. Поэтому в общественном сознании следует на всех уровнях укоренять идею важности и незаменимости фундаментальных наук в нашу эпоху. В этой связи сердечно приглашаю Вас активно участвовать в деятельности Платформы АН Республики Молдова "Фундаментальные науки для устойчивого развития общества", направленной на реализацию целей и задач Международного года.

Спасибо за любезное приглашение поделиться мыслями по актуальной тематике Международного года фундаментальных наук в интересах устойчивого развития 2022.

Спасибо Вам.