Чим займаються сучасні фізики? Що таке термоелектричний ефект і де він застосовується? Як і навіщо популяризувати науку та як це пов’язано з академічною доброчесністю? Про це й інше в інтерв’ю програмі «Наука як по маслу» (ведуча – Ольга Маслова) радіостанції «Громадське радіо» розповів завідувач лабораторії сильнокорельованих низьковимірних систем Інституту теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України, викладач кафедри квантової теорії поля фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка та кафедри теоретичної і математичної фізики Київського академічного університету доктор фізико-математичних наук Сергій Шарапов.  Доктор фізико-математичних наук Сергій Шарапов (Пекін, КНР, 2016 рік). Фото – з Facebook-сторінки Сергія Шарапова: https://www.facebook.com/sergei.sharapov.77/ |
Про особисту дослідницьку історію та сучасну фізику:
«Я закінчив фізико-математичну школу №145 у Києві, більшість випускників якої вступали на факультети фізичного, математичного або кібернетичного профілю. На той час це була стандартна наукова кар’єра. Моя персональна дослідницька історія пов’язана з квантовою теорією поля. В університеті я навчався на відповідній кафедрі і планував займатися фізикою елементарних частинок. Але в аспірантурі почав дослідження у галузі фізики конденсованого стану. Та врешті-решт мені, в певному розумінні, вдалося «повернутися до основ», оскільки у своїх дослідженнях із фізики конденсованого стану дуже широко використовую математичні моделі й уявлення, розвинуті у фізиці елементарних частинок (вони стосуються, зокрема, так званих діраківських матеріалів, тобто матеріалів, що описуються рівнянням Дірака; нагадаю, розв’язок цього першого релятивістського квантовомеханічного рівняння передбачив існування таких частинок, як електрони та позитрони).
Свого часу я зацікавився і графеновою тематикою [графен – двовимірний вуглецевий матеріал завтовшки в один атом]. До створення цього матеріалу експериментаторами існували математичні моделі, які досліджувалися фахівцями з професійним бекґраундом, подібним до мого. В нашому Інституті теж працювала група вчених, які займалися моделями, пов’язаними з квантовою теорією поля, релятивістськими частинками. Тому коли експеримент прийшов у цю галузь, ми з колегами вже були готові. До речі, попри те, що графен досі залишається «на слуху», його історія ще не завершена – тільки в останні три роки відбулися надзвичайно цікаві досліди з надпровідністю. Крім того, постійно синтезуються нові матеріали, які вважаються спорідненими з ним, – це, наприклад, силіцен (на основі кремнію), германін (на основі германію), фосфорен (на основі фосфору). Та експерименти з ними доволі небезпечні, оскільки всі ці хімічні речовини – отруйні.
…Між іншим, іще 100 років тому поділу фізиків на теоретиків та експериментаторів не існувало. Потім теоретики «відбрунькувалися» від експериментаторів, спеціальності розділились – і принаймні я особисто не знайомий із фахівцями, які поєднували б у собі обидві ці іпостасі. Адже, скажімо, досліди на прискорювачі (на кшталт Великого адронного колайдера) забезпечують сотні людей, які повинні мати ґрунтовні інженерні знання та працювати скоординовано. Від теоретиків же, навпаки, вимагають серйозних математичних знань, володіння математичними методами, вміння здійснювати обчислення на комп’ютері. Водночас, ефективна робота як теоретиків, так і експериментаторів неможлива без тісної взаємодії. На жаль, в українських умовах перевагу має теоретична фізика – як така собі «наука для бідних». Бо для того, щоб займатися нею, не потрібні лабораторії з вартісними приладами й реактивами. Потрібні хіба що комп’ютери та наукова література, але справи з цим зараз значно кращі, ніж 30 років тому».
Про популяризацію науки та академічну доброчесність:
«У дитинстві я безперервно «поглинав» науково-популярні книжки, яких тоді виходило дуже багато. І всі вони були в широкому доступі. Наприклад, серію «Бібліотечка кванту» складали видання з фізики й математики авторства найкращих фахівців колишнього СРСР. Нещодавно мені пощастило долучитися до «реанімування» однієї з таких книг – у ролі наукового редактора «Несамовитої фізики» Андрія Варламова та Лева Асламазова, український переклад якої побачив світ у березні цього року. З часу першого свого видання вона потовщала втричі. Але охоплення суттєво звузилось: якщо за радянських часів вона виходила накладом 150-200 тис. примірників і поширювалася по всіх книгозбірнях, то український тираж склав усього 2,5 тис. примірників (сучасні російські наклади – приблизно того ж порядку).
 Примірник українського видання «Несамовитої фізики» А. Варламова та Л. Асламазова (Київ, Видавництво «Наш формат», 2020 рік). Фото: www.facebook.com/NashFormat/ |
На жаль, через пандемію український книжковий ринок перебуває у кризі, доля деяких видавничих проєктів поки що незрозуміла. На додачу до того, що науково-популярна література і так, як правило, не є джерелом великих прибутків – добре вже, якщо збитків не завдає. Проте до пандемії вона переживала в Україні підйом, який, маю надію, продовжиться. Бо хороші науково-популярні книжки (особливо ті, які потрапляють до рук у слушний момент) формують чітке уявлення про те, що є і що не є наукою. Наприклад, школярам вони прищеплять розуміння того, що наука – це не списування, а власна оригінальна робота, розв’язування оригінальних задач.
Може скластися хибне враження, що в СРСР псевдонауки не було. Та, попри широкий асортимент і величезні тиражі науково-популярної літератури, псевдонаука таки існувала. Різноманітні шахрайські окультні практики виникли наприкінці 1980-х років не на порожньому місці – вони стали логічним наслідком, по-перше, суспільних традицій, а по-друге, загального занепаду науки, спричиненого поганим її фінансуванням. Бо якщо, скажімо, через незадовільний стан чи відсутність матеріально-технічної бази вчений не зможе здійснити дослід і отримати нове знання, проте, як і раніше, муситиме звітувати про виконану роботу, то рано чи пізно він почне фальсифікувати експериментальні дані, багаторазово публікуватиме одні й ті ж результати. У соціогуманітарній сфері це пов’язано також із тривалою заідеологізованістю в радянський період. У наших нинішніх реаліях чи не головною проблемою стає продукування і переписування беззмістовних текстів: коли наука зникає, то для того, щоб приховати її відсутність, вдаються до складних мовленнєвих конструкцій і наукоподібних слів (однією з ознак псевдонауки є використання популярних термінів у не властивому їм значенні та контексті – наприклад, «квантова психологія», «квантово-орбітальна культурологія» тощо). Хоча нерідко в таких роботах зміст цілого абзацу можна сформулювати кількома словами, які нікого не вразять, бо в них немає наукової новизни.
Тому потрібна популяризація науки. Для цього в університетах та наукових установах повинні працювати піар-відділи, які допомагали б ученим донести широкій аудиторії інформацію про нові здобутки (серед іншого, про якісні публікації в престижних фахових виданнях). На жаль, в Україні дуже мало журналістів розуміються на науці та її популяризації. Більшість із них не є власне науковими журналістами, а готують новини з найрізноманітніших тем – від політики до медицини. Тож часто некоректно їх подають. І оскільки будь-який справжній учений цінує репутацію у своєму професійному середовищі, то після одного негативного досвіду, скоріш за все, надалі уникатиме спілкування зі ЗМІ. Колись із майже 20-хвинної розмови автори телесюжету подали лиш одну мою репліку, та ще й висмикнуту з контексту. Іншого разу від мене не залишилося навіть прямої мови – тільки випадковий кадр у відеоряді. Відтоді, щоб не втрапити в халепу, намагаюся спілкуватися виключно з тими журналістами, яких вважаю фаховими або яких мені рекомендують колеги.
Якісна наукова журналістика дуже потрібна ще й тому, що далеко не всі науковці вміють самотужки популяризувати свої результати. Не так багато є тем, про які можу розповісти фахово, – наразі не більше трьох-чотирьох. Кілька років тому я прочитав серію науково-популярних лекцій про Нобелівську премію в галузі фізики 2010 року, присуджену за експерименти з
графеном [додатково з теми], а також виступив із доповіддю
про Нобелівську премію в галузі фізики 2016 року, присуджену за теоретичне відкриття топологічних фазових переходів та топологічних фаз речовини (останньою тематикою безпосередньою не займаюсь, але вона була для мене здебільшого зрозумілою). Торік почав виступати з доповідями
про термоелектрику. Зміна тем для популяризації відбиває еволюцію моїх власних наукових інтересів. Крім того, цікавлюсь історією науки в цілому та розвитком окремих її галузей. Для своїх виступів намагаюся відшукати маловідомі факти – не конче ті, що стосуються сучасних досліджень. Скажімо, німецько-естонський фізик Томас Зеєбек, який вважається першовідкривачем термоелектричного ефекту (тобто вироблення електричної енергії безпосередньо з тепла – через термопару чи контакт двох різних матеріалів) і фундатором термоелектрики (хоча італійці віддають лаври першості своєму співвітчизнику Алессандро Вольті), переїхавши до Німеччини, затоваришував із філософом Георгом Гегелем. Вони були не просто друзями, а й кумами, а також співпрацювали. Та коли Зеєбек претендував на позицію в одному з німецьких університетів і звернувся до Гегеля по рекомендацію, Гегель написав, що Зеєбек – «хороший хлопець, але не блискучий мислитель», і той роботи не отримав. Тобто класики, які тепер здаються нам солідними й незворушними, – насамперед люди, і їхні стосунки не були позбавлені пристрастей.
…До речі, термоелектричний ефект має низку важливих практичних застосувань. Він використовується, зокрема, у роботі космічних апаратів (тих, що кружляють на великих відстанях від Сонця) та метеостанцій у важкодоступних місцевостях (куди неможливо підвести лінії електропередач), а також для дослідження нових матеріалів».
Три ключові меседжі від Сергія Шарапова:
1. В Україні є справжня наука і справжні науковці. Їм досить важко живеться, але вони все-таки продовжують працювати і роблять усе, що від них залежить.
2. Дискусія про академічну доброчесність сягнула в Україні апогею. Далі або ситуація остаточно погіршиться, або науковцям вдасться здолати плагіат і псевдонауку.
3. Закликаю всіх, кого цікавить наука, читати нові науково-популярні книжки, яких останнім часом вийшло чимало, – і перекладних, і власне українських.
P.S. Під час весняного локдауну багато хто звернув увагу на неоднорідну якість телевізійного викладання шкільних предметів. Зокрема, чимало суперечок викликали деякі уроки з фізики, які містили хибні твердження та помилки. З цього приводу доктор фізико-математичних наук Сергій Шарапов написав для порталу «Моя наука» дві науково-популярні статті, присвячені питанню про маси елементарних частинок і так званих квазічастинок. Перша з них
(«Чи є фотон масивним?») – про те, як правильно розуміти питання про масу фотона, що дорівнює нулю. Друга
(«Чи є фотон масивним і чи може зникати маса у частинок?») – стосується популярного опису про маси квазічастинок у сучасних матеріалах, які вивчають фізики.
За інформацією Інституту теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України
та Пресслужби НАН України