ТОЛЬКО ТЕОРЕТИК, ЖИВУЩИЙ В НАНОМИРЕ, СОЗДАСТ "ФИЛОСОФСКИЙ КАМЕНЬ" БУДУЩЕГО

Само слово -- материаловедение -- скучное, а если учесть, что одну из основных ролей в этой науке играют теоретики, вообще тоска берет зеленая. И тем ни менее XXI век -- их время. Это они "сошьют" космическим кораблям такие "платья", в которых те прилунятся, примарсятся или даже привенерятся, не боясь расплавиться или превратиться в пыль. Страна должна знать этих героев в лицо! Сегодня наш гость -- настоящий теоретик, заместитель директора института проблем материаловедения НАН Украины академик Валерий Скороход.

ЖИВОЕ НЕ МОГЛО ВОЗНИКНУТЬ ИЗ НЕЖИВОГО

Разговаривать с ним легко. Он спокоен, как сфинкс, и добродушен, как мишка-коала. Только его ближайшие коллеги могут разобрать, когда он просто подшучивает над ошибкой, а когда уже сердится. Однажды Валерий Владимирович тихо-тихо сказал сотруднику: "Вы невозможный человек". В переводе с интеллигентного на русский это означало ну очень крепкое выражение. Короче, обругал на чем свет стоит.

-- Валерий Владимирович, так на чем свет стоит? Создавая новые материалы, которых никогда не было в природе, вы должны понимать глубинные процессы сотворения мира.

-- Сам хотел бы получить ответ на ваш вопрос. Биология бьется над ним все свое существование. Раньше казалось, что ученые поняли наконец, как появилась жизнь на Земле, мол, сама собой живая клетка возникла из неживой. Все списывалось на миллиарды лет эволюции. Но сейчас теоретики в замешательстве: не могут биологические системы возникнуть в процессе эволюции, нельзя построить цепочку от неживой природы к живой.
Теория возникновения и существования мира помогла бы узнать, что происходит внутри живого и неживого объекта. И вообще -- чем они отличаются друг от друга?

-- Чем же?

-- И там и там действуют одни законы физики и химии. Но в биологических объектах совершенно четко можно проследить функцию каждой клетки. Все процессы в ней происходят как бы сами собой. Идет непрерывное создание новых структур взамен старых. Материаловед же был бы счастлив найти такие процессы в неживой природе, которые бы противостояли разрушению, старению, деструкции. Но увы! Мы вынуждены создавать их, то есть вмешиваться в сокровенное -- в структуру материала.

-- Чтобы придать функцию, нужно изменить структуру? Это очень сложно. Но еще древние скифы владели порошковой металлургией, и им было достаточно веры в своего Бога.

-- Многое, что было недоступно ученым прошлого, сейчас уже проходят в школе. Помните, всякие там молекулярные "кубики", кристаллические "решетки"? Генетики оперируют гены, чтобы придать новые качества растениям. Точно так же мы "ломаем" эти "кубики", создаем в них иные связи и моделируем материалы с желаемыми свойствами. Только вместо микроскопа и скальпеля используем высокие или низкие температуры, давление. Хотя, осваивая новые нанотехнологии сборки микросхем из атомов и атомных кластеров, мы тоже пользуемся силовым атомным микроскопом и микроманипулятором. Как здесь не вспомнить Левшу и Сядристого!


СПРАВКА "СЕГОДНЯ"
ПЕРВЫМ БЫЛ ГЕФЕСТ

Во все времена арсенал материалов, которыми владело человечество, определял уровень его культуры. Целые эпохи получали название по этому признаку -- каменный век, бронзовый. Железный, а точнее металлический, длился до 50-х годов нашего столетия. И лишь тогда появилось материаловедение как наука.

Хотя материаловеды и материалолюбы были всегда. Это, к примеру, жрецы Древней Греции и Египта, бог огня Гефест, который изобрел горн, процесс ковки и кузнечную сварку. А еще -- гончары. В Шанхае в I веке н.э. они создали знаменитый китайский фарфор. Метод его изготовления раскрыли средневековые алхимики, но никто не сумел улучшить его до сих пор.

Вообще над алхимиками, которые пытались любой материал превратить в золото, зря так много смеялись. Многими открытиями мы обязаны им. Это они непрозрачный песок сделали прозрачным стеклом и добавили к шести известным с давних пор металлам пять новых элементов -- мышьяк, сурьму, висмут, цинк, фосфор.


"ГИГАНТСКИЙ" МИР СТРАННОЙ НАУКИ

-- Мне трудно представить структуры веществ и их изменения под действием структур других материалов, да еще в разогретом или охлажденном виде. По-моему, жить в вашем мире можно лишь во сне. Только там воочию увидишь движение молекул...

-- Атомы и молекулы -- это дело химиков. Частицы, из которых состоят атомы, -- парафия физиков. Мы же имеем дело с нанокристаллами. Приставка "нано" означает одну миллиардную часть чего-то, как сантиметр -- одну сотую метра. Наш мир просто гигантский по сравнению с мирами, в которых "живут" другие ученые.

-- И как же вы попали в свой наномир? Ведь не с детства же мечтали о науке, которой в то время как бы и не существовало!

-- Я чистый материаловед. Хотя по диплому -- специалист по металловедению и термической обработке металлов. Но ведь именно из металловедения вышла наука о материалах. В школе я увлекался физикой, особенно теорией ядерного распада -- тогда это было модно. Однажды мне попалось популярное изложение теории металлов. Оказывается, металл -- это гигантская молекула, в которой электроны находятся в особом -- "живом" состоянии. Позже меня увлекла идея перекинуть мост между металлом и керамикой, и я с головою влез в порошковую металлургию.

Вот вы говорите -- скифы. А почему они пришли к порошковому методу? Им не удавалось расплавить металл, а потому чисто эмпирическим путем они нашли такую технологию: делали его в виде "губки", из которой потом ковали золотые украшения. Как те скифы поступили и мы: не умея расплавить вольфрам при 3400 градусах, нашли способ уменьшить температуру спекания до 1000 градусов, убрав из него кислород и получив таким образом порошок. Правда, для этого пришлось добавить к вольфраму немножко никеля. Спирали в лампах накаливания нужны были именно из такого материала. Так или иначе, но я подошел к процессу спекания.

-- Что за процесс диковинный?

-- Вы его прекрасно знаете. Печется хлеб, обжигается глина. Идея такая: из порошковых частиц, которые как-то объединяются, получается монолитное тело. Мы понимаем, как соединяются частицы при спекании в жидкой фазе, то есть два расплавленных материала. Но процесс спекания порошка долгое время был загадкой -- никто не понимал, что проиходит. Первую теоретическую статью по спеканию написал Яков Ильич Френкель в 1945 году. Он занимался теорией и твердого тела, и жидкости. Этот ученый представил процесс спекания подобно слиянию мелких капелек ртути. В его теории были неточности и даже ошибки. Поэтому возникали другие, и они тоже были несовершенны. Я начал работать над этой проблемой еще в 1955 году, когда учился. Пытался объединить достоинства теорий и предложил свою.

-- А зачем чуть что -- и сразу теорию подводить? Ну, спеклись два вещества в единое целое и спасибо им.

-- Не скажите. Раньше все задачи по спеканию рассматривали на моделях двух частичек. Это удобно теоретикам, но на практике результата можно не добиться. Вот я и предложил свою методологию, по которой, собственно, и работают наши "спекальщики".

-- Сколько вам тогда было лет?

-- Двадцать пять. А в 1960 году на семинаре по прессованию и спеканию я впервые доложил свою теорию. В числе видных ученых там был физик, популяризатор науки и чудесный человек Яков Евсеевич Гегузин. Он меня не знал, но ничего подобного в ученых кругах не слышал, поэтому ходил и у всех спрашивал: "Кто этот молодой теоретик, как его найти?" Так мы познакомились и дружили до самой его смерти.


СПРАВКА "СЕГОДНЯ"
ИССЛЕДОВАТЕЛЯ ПОВЕСИЛИ НА ПОЗОЛОЧЕННОЙ ВИСЕЛИЦЕ

Свои открытия алхимики совершали методом тыка. Впрочем, и генетики "есть пошли" из селекционеров-эмпириков. Но в древности ошибок ученым не прощали. В XVII веке герцог Вюртембергский истратил 60 тысяч ливров, чтобы алхимик Генадер по своей теории превратил железо в золото. Когда терпение герцога лопнуло, он повесил умника на позолоченной виселице.

В те далекие времена выдающиеся материаловеды были известны широким народным массам. Почему же теперь о них мало кто знает? Во-первых, создание любого суперматериала -- это тайна. Если для космоса и оборонки -- государственная. Во-вторых, та же генетика с ее клонированием впечатляет "чайников" больше, чем "скрещивание" ужа и ежа из мира материалов.


ДИЛЕТАНТЫ И ПОКЛОННИКИ

-- Валерий Владимирович, ваша наука, как никая другая, связана с волшебством. И поведение людей, которые ею увлечены, в быту бывает неадекватным. Можно ли отличить настоящего ученого от, мягко говоря, шизофреника?

-- Открытие всегда перечеркивает старую логику и создает новую. Но всегда теория ученого сохраняет объективную научную основу. Даже парадоксальная теория относительности Эйнштейна не отрицала известных законов физики -- она их уточняла! Хотя человек увлеченный может выглядеть странно. Не зря же о них говорят -- не от мира сего.

-- Вы тоже -- "не от мира"?

-- Не знаю, -- Валерий Владимирович смеется как-то с укоризной, мол, зачем вы из меня лепите "штамп ученого". -- А вообще, что можно вообразить о человеке, работа которого -- думать, и который может долгие часы просидеть за столом, не написав ни строчки?

-- У нас его обозвали бы лентяем и уволили за несвоевременную подачу материала.

-- А вот теоретик обязан продумать все до конца. И не важно, сколько часов или десятилетий на это уйдет.

-- Валерий Владимирович, а может ли сегодня дилетант создать новый материал?

-- Думаю, все, что можно было взять на поверхности, уже взято. Да, знаменитый бессемеровский процесс -- конверторный способ превращения чугуна в сталь -- открыл аптекарь Генри Бессемер. Способ полировки стекла на расплавленном олове предложил кулинар после наблюдений за жирными пятнами на поверхности воды. Говорят, и великий Эдисон ничего не понимал в материалах, а когда ему нужен был какой-то определенный, испытывал все, что попадалось под руку. Но уже тогда изобретателям приходилось перебирать тысячи объектов. Сейчас комбинаций могут быть миллионы. Поэтому нужно строить теорию.

-- Ну, а если человек получил образование и пришел работать, допустим, в ваш институт. Звезд с неба не хватает, публикаций не имеет. Кто он -- ремесленник, дилетант?

-- Мы говорим о таких -- профессионал. Ведь сегодня в науке нужны не только ученые, но и "золотые руки". Вспомните хотя бы Гошу из фильма "Москва слезам не верит".


СПРАВКА "СЕГОДНЯ"
НЕ ПЕРЕВЕЛИСЬ ЕЩЕ ЭМПИРИКИ!

В сущности вклад алхимиков в материаловедение невелик -- число химических соединений они увеличили только в 10 раз. Мизер по современным меркам. XX век стал золотым веком материаловедения. Ежегодно ученые и изобретатели предлагают тысячи новых составов и технологий их получения.

Хотя не перевелись еще и выдающиеся эмпирики. Однажды харьковским ученым нужно было проверить теорию спекания Френкеля относительно стекла. Они пошли к знаменитому стеклодуву харьковского университета Петушкову с просьбой выдуть трубки-капилляры для эксперимента. Мастер расспросил их о том, что они хотят выяснить, а потом... рассказал, как будет проходить весь процесс спекания. Он четко знал, на какой минуте и что произойдет со стеклом, причем при разных условиях -- температуре, диаметре трубок для дутья и скорости работы!


ДАЙТЕ МНЕ ПАРАДИГМУ -- И Я ПОСТАВЛЮ МИР НА УШИ

-- Недавно к нам в редакцию пришел физик, доказывающий, что на Земле не существует энергии. Никакой. Вообще. Как реагировать на таких "поведенных профессионалов"?

-- Спокойно. А тот, кто утверждает подобное -- пусть доказывает. Знаете, можно ошибаться, можно пойти ложным путем. Но все же любое открытие должно быть связано с необходимостью. Вот нужны были обществу твердые сплавы и их изобрели. Слушайте, может ваш ученый просто хотел, чтобы его имя напечатали в газете?

-- По-моему, он искренне уверен, что совершил открытие.

-- Значит, он претендовал на создание парадигмы -- нового понимания природы вещей. Но и в ней должна быть объективная основа. Если есть, то открытие дождется своего часа. Вот недавно открыта высокотемпературная сверхпроводимость. Это впечатляет, но пока ничего нам не дает. А в теории с ее помощью можно создавать очень мощные токи в контуре. Ток течет, не выделяя тепла, и электрическую энергию можно оттуда черпать. Физики даже считают, что возможно получить сверхпроводимость при комнатной температуре. Это было бы чудо, но, как утверждает известный физик-теоретик академик Виталий Гинзбург, не противоречащее современной науке. Не исключено, что в следующем тысячелетии этому открытию найдется применение.

-- Все-таки жаль, что сегодня материаловеды уже не колдуют над ретортами, как средневековые алхимики.

-- А у нас есть раздел новой технологии -- плазмохимия. Ученые работают над синтезом тугоплавких веществ при температуре 5000 и более градусов. У них есть огромные реторты. Не тоскуйте за романтикой! Помните, что в уходящем веке именно "сухие" теоретики сделали в материаловедении все великие открытия, которые потрясли мир.

Но об этом с академиком Скороходом мы поговорим в следующий раз.