Артём Ромаевич Оганов — учёный с мировым именем: химик, кристаллограф, минералог и материаловед, обладатель множества наград, в том числе медали Европейского минералогического союза, а с 2017 года — действующий член Европейской академии наук. В 1997 окончил с отличием геологический факультет МГУ по специальности «Кристаллография и кристаллохимия», в 2002 получил степень PhD in Crystallography Университетского колледжа Лондона (University College London, UCL), а в 2007 — степень доктора наук в Цюрихском политехническом институте. После этого какое-то время жил и работал в США, а затем, неожиданно для многих коллег, вернулся в Россию. Здесь он возглавил лабораторию в Московском физико-техническом институте, а в 2015 году стал профессором Сколтеха, где вместе со своими учениками занимается тем, что ещё совсем недавно считалось невозможным: предсказывает новые материалы с суперсвойствами до того, как они будут получены. Нам удалось пообщаться с Артёмом Ромаевичем и узнать, как можно предсказать свойства материалов, что побудило его вернуться на родину и что можно считать высшим признанием заслуг в химии.
XX2 ВЕК. Можете объяснить в двух словах, чем именно вы занимаетесь в лаборатории?
А. Оганов Я занимаюсь дизайном новых материалов. Это, прежде всего, разработка новых методов и их применение для предсказания новых материалов с суперсвойствами. Мы занимаемся такими классами материалов, как сверхтвёрдые, магнитные материалы, сверхпроводники, термоэлектрики, последние пару лет мы даже начали заниматься такой темой, как лекарственные препараты и белки. Все эти тематики завязаны на предсказании структуры кристаллов, поверхности кристаллов, структуры наночастиц, полимеров — структурами и свойствами всех этих типов веществ мы и занимаемся. Задача предсказания структуры является центральной, потому что когда вы можете предсказывать структуру, вы получаете ключ к предсказанию и свойств материала ещё до того, как он синтезирован.
XX2 ВЕК. Как вы можете предсказать свойства материала, если самого материала у вас ещё нет?
А. О. Предсказание — это всегда перед экспериментом. Очень многие свойства можно вычислить как производные энергии, то есть, когда вы умеете рассчитывать энергию кристалла в зависимости от положения атомов, вы можете предсказать огромный диапазон свойств. Например: равновесная кристаллическая структура — соответствующая минимуму энергии — даёт плотность. Смещая атомы из положения минимума энергии, вы будете только увеличивать энергию. Если вы посмотрите на производные энергии от положений атомов, то получите силы, действующие на них. Вторая производная даёт так называемые силовые постоянные, которые напрямую связаны с колебательным спектром и упругими постоянными кристалла. Колебательный спектр определяет тепловые свойства (такие, как энтропия) и позволяет рассчитывать свободные энергии, строить фазовые диаграммы и так далее. Упругие постоянные — это важнейшие свойства, которые, в том числе, определяют скорость звука в кристалле. Как видите, зная лишь энергию в зависимости от положения атомов, мы можем рассчитать огромный диапазон свойств. Этот список можно продолжать и дальше. Затем, зная кристаллическую структуру, вы можете рассчитать электронный спектр — а из него извлечь очень много свойств, например, спектр поглощения вашего кристалла.
XX2 ВЕК. А как узнать энергию, ведь материал состоит из множества атомов?
А. О. Эта задача решена уже давно, правда, в рамках приближений. Энергию можно рассчитывать многочисленными приближёнными методами квантовой механики. Мы пользуемся теорией функционала плотности — это строгая квантово-механическая теория, за разработку которой Вальтеру Кону дали Нобелевскую премию в 1998 году. Расчёт энергии вполне стандартен, а из энергии можно извлечь множество разных свойств. При одном условии: что вам известна структура, а вот предсказывать структуру люди не могли очень долго, и эту задачу мы как раз и решили.
XX2 ВЕК. А как именно?
А. О. С помощью нашего метода, основанного на эволюционном подходе. Эволюционные алгоритмы — это очень мощный, очень популярный класс алгоритмов глобальной оптимизации, особенно полезный, когда у вас есть задача с большим числом неизвестных и вам требуется найти её глобальный минимум или максимум. Обычные методы, Монте-Карло или случайного поиска, оказываются исключительно неэффективными. Учёные стали думать, что решить эту задачу для кристаллических структур в принципе невозможно, потому что число возможных структур настолько велико, что найти решение — всё равно как иголку в стоге сена размером с Вселенную. Число возможных кристаллических структур растёт экспоненциально с числом атомов в элементарной ячейке. Когда вы приходите к системе с удвоенным числом атомов, задача не в два раза становится сложнее, а на много порядков.
XX2 ВЕК. Можете объяснить в двух словах основные принципы эволюционного метода?
А. О. Эволюционные алгоритмы — это целый класс. У вас есть популяция возможных решений, скажем, популяция кристаллических структур. Они между собой конкурируют по вашему целевому свойству, например, энергии. Чем энергия ниже, тем стабильнее структура. В этом процессе конкуренции вы отбираете наиболее интересные и оптимальные решения, у кого энергия ниже. Энергию, как мы договорились, мы рассчитать можем. Затем, наиболее перспективные решения получают право создавать «детей», «потомство». И тут одна из критических тонкостей: вы должны каким-то образом придумать, как создавать детей, чтобы от родителей передавалась значительная часть структурной информации, чтобы дети были в значительной степени похожи на родителей, при этом их не повторяя. Повторять родителей не интересно, потому, что вы будете смотреть одно и то же и ничего лучше, чем ваша начальная структура не найдёте. Поэтому должна быть и наследственность, и изменчивость, как и в природе. Ваша популяция должна быть достаточно разнообразной — только в этом случае сравнение разных членов будет осмысленным с точки зрения глобальной оптимизации. Вы отбираете тех членов популяции, которые наиболее перспективны и которые получают право создавать детей. Создают детей они благодаря механизмам наследственности и мутации. Мутация — резкое изменение небольшого числа параметров. Это позволяет вам прощупать, если хотите, окрестность тех относительно хороших структур, которые вы уже получали. Есть также механизм наследственности, когда вы берёте два уже найденных неплохих решения и смотрите, что происходит, если их скрестить. Это позволяет вам осуществлять обмен информацией между равными возможными решениями. Это тоже очень важный механизм. Он позволяет более полно исследовать энергетический ландшафт. Эта процедура повторяется из поколения в поколение: вы находите ряд структур, оцениваете их, скажем, по энергии, убиваете худшие из них, из лучших делаете «детей», потом выбираете лучшие из них, и так из поколения в поколение это идёт. Когда остановиться — строгого критерия нет и, наверное, быть и не может. Интуитивно вы должны остановить расчёт, когда по истечении достаточно большого числа поколений вы не находите решений лучше, чем те, что уже есть.
XX2 ВЕК. Как много времени может занять такой расчёт?
А. О. Это очень сильно зависит от сложности и типа задачи. Например, мы начинали с задачи, которая была ключевая, о которой люди мечтали столько лет: предсказание структуры при заданном химическом составе. Вы даёте состав, например, Mg2SiO4, и для этого состава хотите найти наилучшую структуру. Исторически первым расчётом такого типа было предсказание структуры алмаза.
XX2 ВЕК. Сколько времени занял ваш самый первый расчёт?
А. О. Менее суток. Но всё зависит от сложности вашего вещества и ваших компьютерных ресурсов. Далее, мы расширили этот метод на задачу, которая на порядок более сложная. Я привёл пример Mg2SiO4, но кто сказал, что такое вещество вообще стабильно? Можно же придумать миллион других возможных сочетаний этих трёх атомов: Mg, Si и O. И что, для каждого из них делать такой расчёт? Это практически невозможно. Некоторые люди пытаются так делать до сих пор, но рассматривая результаты таких работы, вы всегда можете быть уверены, что результат неправильный. Вероятность ошибиться там не просто ненулевая, она близка к 100%. Причина очень простая. Вот у вас 2 или 3 элемента, они могут сочетаться в самых разных пропорциях. Прощупать все возможные соединения нереально. Например, Mg2SiO4 я вам указал. Как насчёт MgSiO7? Или MgSiO6? Или MgSiO5? Классические правила, могли бы вам показать, что из этих составов только Mg2SiO4 является возможным — но проблема в том, что классические правила химии перестают действовать под давлением. Даже и при нормальных условиях эти правила не работают, например, для интерметаллидов. Получается колоссальное множество разных, в принципе возможных, химических составов. Все их попробовать вы гарантированно не можете, ресурсов не хватит. И люди обычно рассматривают простые составы — такие, как AB, A2B, AB2, AB3, A3B, AB4, AB5, AB6, A2B3, A3B4… А состав, например, AB7 или A3B11 ни одному нормальному человеку в голову не придёт рассматривать. Наш метод автоматически позволяет прощупывать все химические составы и находить, в том числе, и такие, если они стабильны. Такого рода расчёты имеют колоссальную предсказательную силу, но требуют уже больше времени — скажем, порядка недели.
XX2 ВЕК. Какой самый долгий расчёт проводила ваша лаборатория?
А. О. Самый долгий расчёт мы проводим сейчас, он уже длится полгода. Этот расчёт основан на нашем новом методе, который пробует уже не все составы в какой-то заданной двойной или тройной системе, а гуляет по всей таблице Менделеева и ищет среди всех возможных соединений всех элементов. Это новое усложнение наших методик, то есть вы можете предсказать, какие материалы обладают оптимальными свойствами среди всех возможных соединений. Такого рода метод требует очень больших вычислительных затрат.
XX2 ВЕК. Я правильно понимаю, что этот метод — ноу-хау вашей лаборатории?
А. О. Да, как и остальные методы предсказания кристаллических структур, о которых я вам рассказал.
XX2 ВЕК. Существует мнение, что российская наука страдает из-за нехватки ресурсов. Вы не испытываете такие сложности?
А. О. Нет, не испытываю. Я работаю в Сколтехе, а Сколтех предоставляет условия не то что сопоставимые с мировыми, а лучше мировых. К сожалению, институтов, которые дают такие условия работы, в России немного. С другой стороны, если посмотреть на то, как работают учёные в разных странах, нехватка ресурсов — это абсолютно общая проблема. Если я вам скажу, что американские учёные ещё лет шесть-семь назад испытывали острейшую нехватку вычислительных ресурсов, вы вряд ли мне поверите, но это правда. Это особенно странно, учитывая, что в то время американские суперкомпьютеры были самыми мощными в мире. Дело в том, что все большие суперкомпьютеры США принадлежали и принадлежат национальным лабораториям, которые имеют определённый уровень секретности, и до недавнего времени их суперкомпьютеры были доступны только учёным, которые работают в этих национальных лабораториях, а также для оборонных проектов. Лишь несколько лет назад часть этих вычислительных мощностей оказалась открытой для академического сообщества, это было прорывом, хотя вычислительных ресурсов всё равно не хватает. Если говорить об американских экспериментальных лабораториях, то там оборудование тоже обычно не самое новое. В США каждый профессор — это «вольный стрелок», он сам себе создаёт инфраструктуру за счёт грантов, а централизованной инфраструктуры очень мало. Это приводит к тому, что оснащённость американских университетских лабораторий очень часто довольно-таки слаба. В национальных лабораториях оборудование передовое, но там свои ограничения и проблемы. Рая на земле нигде нет.
XX2 ВЕК. Что можно сделать с отечественной наукой, чтобы догнать и перегнать Запад?
А. О. Я считаю, что догонять и перегонять — это удел слабых, удел людей, которые страдают от комплексов неполноценности. Надо просто жить, быть собой и с полной отдачей делать то, что умеешь, любишь и считаешь важным. Именно так поступают лидеры. Перегоняют и догоняют те, у кого есть комплексы по поводу того, что они не номер один.
XX2 ВЕК. Возможно, я неточно выразился. Вы говорите, что Сколтех — это привилегированные условия для учёного. Возможно, стоит создавать больше подобных институтов, увеличить финансирование. Поможет ли это? Или надо менять всё со школы?
А. О. Я считаю, и то, и то. Надо менять и систему, и школу, и финансирование нужно увеличивать. Без финансирования ничего не будет работать. Но и система должна быть эффективной, иначе никакие вложения денег не будут результативными. Сколтех хорош не только тем, что хорошо финансируется, но и тем, что это эксперимент. Эксперимент, причём беспроигрышный. Это эксперимент по внедрению западной системы организации науки у нас, на российской почве. Он беспроигрышный потому, что мы знаем, что западная система работает. Я думаю, что и у нас она сработает, причём с эффектом удвоенным. Мне кажется, мы делаем то, что разумнее всего — пытаемся взять лучшее из западной системы, лучшее — из российской системы, и, на основе того и другого, сделать что-то очень красивое. Именно в этом и состоит экспериментальность Сколтеха. И, я думаю, когда придёт время подводить итоги этого эксперимента, можно будет его масштабировать и создавать новые Сколтехи. Судя по всему, успешность Сколтеха уже признана: совсем недавно Медведев объявил о том, что некая копия Сколтеха будет создаваться на базе ИТМО под Петербургом. Но даже если у нас будет два Сколтеха, или даже двадцать два, то этого всё равно будет недостаточно для возвращения России лидирующих позиций в науке.
XX2 ВЕК. Какие-то конкретные предложения есть?
А. О. Это долгая история. Нашу науку убивали все последние 30 лет. Не знаю, намеренно или ненамеренно, но есть результат: она полуубита. Была совсем убита, сейчас потихоньку оживает. Тут много составляющих: есть РАН, и как ей эволюционировать, особенно ввиду существующей реформы, есть министерство образования и науки. Мы видим, как меняется руководство, и фокус смещается от науки к образованию, потом опять к науке. Видно, что в Россию потихоньку начинают возвращаться учёные. Потенциал российской научной диаспоры огромен, и его надо правильно использовать. Мне очень близка идея массового возвращения учёных из-за границы — тех, кто уже состоялся, и тех, кто является восходящими звёздами.
XX2 ВЕК. И если им создать условия, они, на ваш взгляд, вернутся?
А. О. Кто-то вернётся, кто-то нет. Человек — существо свободное, вольная птица, каждый решает за себя сам. Я думаю, что вернутся многие, я это знаю, как факт, потому что многие мне пишут и говорят, что очень хотят вернуться, но не знают, созрели ли условия, насколько здесь интересно работать и жить, насколько сильна бюрократия, насколько здесь стабильно. Я переезжал в своей жизни достаточно много: в 23 года — из России в Англию, потом, через 5 лет, переехал в Швейцарию, а потом, ещё через 5, переехал в Америку. И каждый раз похожие вопросы всплывают: а насколько я там приживусь? Насколько мне там понравится система, насколько там смогу состояться, и т. д. На эти вопросы каждый человек должен ответить сам, но если мы хотим, чтобы эти люди вернулись и навсегда, мы должны сделать систему в России такой, которая будет для этих людей и для всех остальных комфортной. Вообще говоря, несправедливо создавать человеку привилегированные условия только на том основании, что он провёл много лет вне своей страны. Само по себе проживание за границей — это не заслуга. Если человек является учёным мирового уровня и получает мирового уровня научные результаты, он должен получать мирового уровня зарплату, его лаборатория должна финансироваться на мировом уровне или чуть-чуть лучше. Для того чтобы быть привлекательными мы должны быть не такие, как все, мы должны быть лучше.
XX2 ВЕК. Вы вернулись потому, что Вам предоставили подходящие условия? Или были личные причины?
А. О. Основными стали, конечно, профессиональные причины. Для меня привлекательными оказались условия работы, которые мне предложил Сколтех. Но до Сколтеха я получил мегагрант, благодаря которому создал здесь мощнейшую лабораторию. Дай Бог, чтобы у всех были такие возможности для научной работы. Но были и другие причины. Для меня было очень приятно оказаться снова в своей стране. Когда больше 16 лет вы не живете на родине, вы теряете контакт с ней и даже не знаете, примет ли вас эта страна или отвергнет? Понравится ли вам она или покажется, что это какая-то другая, чуждая вам страна? И для меня было конечно, очень важным открытием, что страна по-прежнему моя. Она сильно изменилась, но она прекрасна, и стала даже ещё лучше. Здесь можно жить, здесь интересно жить, здесь каждый день — это удовольствие, каждый день доставляет радость. Кроме того, я хотел, чтобы мои дети получали образование в России — в Америке хорошее дошкольное образование и прекрасные университеты, но школьное образование никуда не годится. А ведь за эти долгие школьные годы можно в человеке задушить абсолютно любой талант. Я выбрал российское школьное образование для своих детей.
XX2 ВЕК. А когда вы поняли, что вас наука интересует? Это что-то в школе?
А. О. Нет, задолго до того. Я всю свою жизнь мечтал быть учёным, ещё с 4‑х лет.
XX2 ВЕК. Как в четыре года ребёнок осознает, кто такой учёный и что он хочет им быть?
А. О. Благодаря научпопу. Мне попалась книга, я уже хорошо умел читать благодаря тому, что у меня замечательная мама, которая учила нас практически с пелёнок говорить, читать и так далее. Мне попалась научно-популярная книжка по химии, которая меня полностью покорила, загипнотизировала, и с тех пор я уже ни о чем другом не думал, всю свою жизнь мечтал быть учёным.
XX2 ВЕК. А что за книжка, если не секрет?
А. О. «О редких и рассеянных», автор — С. И. Венецкий. «Редкие» и «рассеянные» имеются в виду химические элементы.
XX2 ВЕК. Что из научно-популярных книг вы бы дали своим детям?
А. О. Я покупаю разные научно-популярные книжки, у нас уже целая библиотека научно-популярной литературы. В России сейчас издаётся огромное количество великолепных научно-популярных книжек, как переводных, так и своих собственных, появляются потрясающие авторы.
XX2 ВЕК. В 2007 году вы получили медаль Европейского минералогического союза. Вроде бы, ваша специальность — химия, за что именно вы получили медаль?
А. О. Моя жизнь сложилась очень необычным образом. Я по образованию минералог. Я окончил геологический факультет МГУ по специальности «Кристаллография и кристаллохимия». Изначально я занимался теоретическим изучением структур и свойств минералов. Потом я уехал в Лондон, в аспирантуру, и там занимался изучением минералов под высоким давлением. Почему? Потому, что внутри Земли вещество как раз находится под высоким давлением. И там, под высоким давлением, эксперименты становятся намного сложнее и намного менее определёнными. Поэтому теория может многие вещи расставить по полочкам: многие вещи, которые ещё не измерены — предсказать, многие вещи, которые измерены, но с высокой погрешностью — уточнить. Потом оказалось, что под высоким давлением меняется и химия: меняются характеристики структур, меняется поведение химических элементов, и возникают новые кристаллические структуры и совсем новые соединения. Встала задача предсказания кристаллических структур. Особенно остро она встала, когда мы открыли новую структуру силиката магния, которая является доминирующей на границе ядра и мантии Земли. Тогда это объяснило огромное число парадоксальных геофизических измерений. И вот тогда задача предсказания кристаллических структур стала совсем необходимой, особенно в контексте высоких давлений. Эту задачу, к всеобщему удивлению, мне решить удалось, и затем последовало большое число работ, посвящённых исследованию веществ, не только минералов, при высоких давлениях. Решив задачу предсказания кристаллических структур, очень быстро я осознал, что нахожусь буквально в полушаге от предсказания новых материалов. И через эту задачу я пришёл в материаловедение.
XX2 ВЕК. А медаль минералогического союза 2007 года — это ещё за те работы, когда вы занимались геологией?
А. О. А я ею и не прекращал заниматься. У меня, например, только что вышла статья в «Успехах физических наук» по изучению вещества ядра Земли. Но круг моих исследований постоянно расширяется, добавляются новые темы.
XX2 ВЕК. А медаль за конкретное достижение или за общий вклад?
А. О. Я уже и не помню. Это было 10 лет назад, с тех пор много воды утекло, много других премий я получил, так что я уже не помню, что написано в дипломе. Вообще, я очень эмоционально реагирую на события, в том числе, премии, но только лишь первые пять минут. Потом эмоции меня оставляют, и я подхожу ко всему трезво и рационально. Это я считаю лучшей особенностью своего характера, с профессиональной точки зрения, потому что у меня никогда не кружится голова от успехов и никогда не наступает подавленности от неудач. Неудачи и удачи на меня действуют одинаково — никак. Я просто продолжаю идти вперёд, как танк, и вот видите, я даже не помню, за что именно мне дали премию. Это очень приятно, что премию дали, но если я буду всё время о ней думать, у меня не получится думать о более интересных вещах.
XX2 ВЕК. Как вам кажется, премии и награды стимулируют учёного или скорее отвлекают?
А. О. Конечно стимулируют, конечно, каждому человеку признание важно и приятно. Когда вы его получаете, это увеличивает вашу уверенность в собственных силах. Может и вскружить голову, тут уже зависит от характера человека. Были случаи, когда, получив Нобелевскую премию, люди едва ли не сходили с ума. Тут важны самодисциплина и разумное отношение человека к жизни.
XX2 ВЕК. А у Вас есть желание или конкретный план получить Нобелевскую премию?
А. О. Я думаю, ни один нормальный учёный от Нобелевской премии не отказался бы. Это самая высокая награда в науке, кроме, может быть одной. Есть у нас в России великий учёный, Юрий Оганесян, с которым я имею честь быть знакомым и дружить. Он пока ещё не получил Нобелевскую премию, хотя давно её заслужил. Но он получил в свою честь химический элемент в таблице Менделеева — а это куда больше, чем любая премия. Нобелевских премий даны уже тысячи, а химических элементов всего 118, из лишь единицы из них были названы в честь людей, а в честь живущих — всего два элемента: сиборгий и оганесон. Но за этим исключением, довольно специфическим, самая большая награда для учёного — это Нобелевская премия. Любой учёный был бы рад её получить. А что касается планов, ну а как можно такое спланировать?
XX2 ВЕК. Ну, например проект, над которым вы работаете в данный момент? Для которого компьютер уже полгода делает расчёты?
А. О. Цыплят по осени считают, поживём — увидим. Но плохо, если человек занимается своим делом ради награды. Мы им занимаемся не ради награды, а потому, что это доставляет нам удовольствие, раскрывает и приумножает наши способности, и потому, что мы считаем это полезным для общества. Наши поступки должны быть продиктованы не жаждой награды, а любовью. Рождается у вас ребёнок, вы вкладываете в него душу, время, силы. Вы делаете это потому, что вы рассчитываете, что ребёнок когда-нибудь вам ответит на вашу любовь благодарностью? Нет, вы это делаете просто из любви. И вот точно так же во всём остальном. Хорошо, когда ребёнок отвечает тебе благодарностью и в старости о тебе заботится и так далее. Но даже, если это не так, первична тут любовь, а вознаграждение вторично.
XX2 ВЕК. В 2017 вы стали действительным членом Европейской академии наук. Что-то это для вас поменяло? Что-то это вам даёт как учёному и как просто человеку?
А. О. Да, конечно, даёт. Опять же это признание, очень высокой степени. Европейская академия наук объединяет сильнейших учёных мира, там много Нобелевских лауреатов. Принадлежать к этой когорте для меня большая честь. Эмоции — вполне материальная вещь. Эта почесть, я думаю, хороший камертон моих достижений. Что ещё это даёт на практике — посмотрим, пока рано говорить.
XX2 ВЕК. У Ричарда Фейнмана было весьма скептическое отношение к Нобелевской премии и другим наградам. Он говорил, что самым лучшим признанием является тот факт, что твои открытия используют, и они оказываются полезны, а любые почести и награды, это как «клуб отличников» в школе, где все сидят и обсуждают, кого бы ещё принять в свой клуб, а кроме этого ничего не делают. У вас не складывается такое ощущение, возможно, разочарования, от Нобелевской премии и других наград в научном мире?
А. О. Но Фейнман всё-таки премию принял. И, тем не менее, зерно правды тут есть. Я знаю учёных высочайшего уровня, которые, находясь в пяти минутах от Нобелевской премии, полностью меняли свой образ жизни, чтобы максимизировать шансы её получить. Они думают целыми днями и ночами о премии, даже не могут этого скрыть. Они пытаются познакомиться с «нужными» людьми и занимаются самыми модными темами, чтобы получить премию. Чем это всё заканчивается? Заканчивается это обычно инфарктами. Шансы на получение Нобелевской премии, вероятно, увеличиваются, но не намного, а вот шансы на получение инфаркта миокарда растут гораздо больше — человек не должен подчинять себя идее, которая не является первичной. Что касается уважения к Нобелевской премии, то в естественных науках она заслуженно очень высоко ценится, потому что присуждают её за действительны великие работы.
XX2 ВЕК. А есть какие-то примеры «исключений», неверных решений Нобелевского комитета?
А. О. Исключения всегда бывают. Можно вспомнить о Нобелевских премиях за мир и по литературе, которые утратили свой престиж. Что касается естественных наук, то я считаю абсолютно несмываемым позором невручение Нобелевской премии Менделееву. Факт остаётся фактом: самое крупное открытие в химии было сделано Менделеевым. Периодическая таблица — это хребет химии. Была одна или две незаслуженные Нобелевские премии по физиологии и медицине — в частности, за лечение психических расстройств лоботомией. И конечно, особого восторга не может вызывать то, что многие учёные получают свою премию уже в глубокой старости. Помните, сколько лет Гинзбург ждал своей премии?
XX2 ВЕК. Лет 50?
А. О. Около того.
XX2 ВЕК. Кто из нынешних учёных, на ваш взгляд, уже заслужил свою премию, но не получил?
А. О. Я считаю, что заслуживают Нобелевскую премию, например, Юрий Оганесян, а также Джон Гуденаф и Стэнли Уиттингем — создатели литий-ионных аккумуляторов.
XX2 ВЕК. Уточняющий вопрос по вашей лаборатории. Очень много веществ, с которыми вы работаете, это вещества экстремальных условий: высокое давление и так далее. Если они стабильны только в таких условиях, какое у них практическое применение в повседневной жизни, и есть ли какой-то конкретный пример, когда предсказанный вами материал стал применяться?
А. О. По поводу давления: многие вещества, которые синтезируются при высоком давлении, при снятии давления сохраняются. Например, алмаз, и не только. В 2009 году мы опубликовали открытие структуры новой фазы бора — это самая твёрдая модификация бора, сверхтвёрдый материал, один из самых твёрдых из известных человечеству. И эта форма бора при снятии давления тоже сохраняется. Мы с коллегами в 2014 году опубликовали новые полимеры для гибкой электроники. И эти полимеры, 4 разных вещества, которые можно использовать в гибких конденсаторах, с рекордными диэлектрическими свойствами вещества. Они были получены экспериментально, при нормальных условиях, и их предсказанные структура и свойства были полностью подтверждены. Это работа 2014 года, была опубликована в Nature Communications. Есть борофен, которому тоже сулят большое будущее, статью о котором мы с коллегами-экспериментаторами опубликовали в 2015 году в журнале Science.
XX2 ВЕК. А борофен для чего используется?
А. О. Пока что ни для чего. Пока люди только изучают его свойства и способы получения. Дело в том, что борофен это не один материал. Борофенами можно назвать любые двумерные модификации бора. Бор — элемент довольно капризный, что, кстати говоря, делает его практическое применение довольно нетривиальными, но его нетривиальность в то же время является и плюсом для практических применений. Борофены — это целый класс материалов. Двумерный бор требует какой-то подложки. В зависимости от того, какой материал будет служить подложкой, вы сможете получить разные модификации двумерного бора с разными структурами и разными свойствами. То есть перед нами целая палитра, целый спектр возможных материалов и их применений, их свойств.
XX2 ВЕК. Вы делаете предсказания и расчёты, но после них экспериментаторы ещё должны получить сам материал. Как выстраиваются взаимоотношения между теоретиками и экспериментаторами?
А. О. Отношения у меня с экспериментаторами очень хорошие. Я не знаю, как другие, но я могу работать только с теми, кому я доверяю, кого я уважаю, с кем у меня хорошие как говорится, chemistry, когда человек вам понятен. А когда он скользкий, ненадёжный, нечистоплотный, сотрудничать с таким человеком невозможно. У меня сложились очень хорошие отношения с несколькими экспериментальными лабораториями и их коллективами, там абсолютное доверие и взаимопонимание, с некоторыми из этих людей уже становишься как семья.
XX2 ВЕК. Работы вы публикуете вместе?
А. О. Да. Бывает, что мы публикуем теоретическую работу, а спустя какое-то время уже экспериментаторы подхватывают тему и изучают её со своей стороны. Бывает так, что публикуем вместе. Что касается того, что экспериментаторы могут во что-то не поверить, такого рода случаи у нас тоже были по меньшей мере дважды. Однажды мы предсказали, что под давлением натрий станет неметаллом. Если вы спросите любого, даже школьника, он скажется, что натрий — это щелочной металл. А наше предсказание было, что под давлением он становится неметаллом, причём прозрачным. Когда я об этом рассказал экспериментаторам, они сказали, что такого просто не может быть, но мне удалось убедить их попробовать. Каково же было их удивление, когда в лаборатории они получили подтверждение нашего предсказания. Наша совместная статья была опубликована в Nature — это самый престижный научный журнал. Был и другой случай, когда я рассказал экспериментальной группе о том, что под давлением возникнут новые хлориды натрия, но не NaCl, а такие, как, например, Na3Cl, NaCl3. И экспериментаторы сказали, что в это поверить невозможно, что это сумасшедшее предсказание, но согласились проверить наше предсказание. Проверка его подтвердила, и мы опубликовали совместную работу в престижнейшем журнале Science.