Известный физик Айвор Джайевер, получивший в 1973 году Нобелевскую премию "за экспериментальные открытия туннельных явлений в полупроводниках и сверхпроводниках", посетил недавно Москву.
Он выступил с лекций на V Международной конференции "Современные достижения бионаноскопии". Сегодня Айвор Джайевер возглавляет фирму Applied BioPhysics, которая создаёт биосенсоры на основе живых клеток для прикладных биологических исследований. Такие биосенсоры использует, например, швейцарская компания Roche. Учёному интересно сотрудничество с российским научно-производственным предприятием "Центр перспективных технологий", имеющим собственные разработки в области зондовой микроскопии и организовавшим эту конференцию. Послушать известного физика пришло много молодых учёных, аспирантов, студентов - не всем из них хватило стульев в просторном конференц-зале, слушатели стояли в проходах. По окончании лекции Айвор Джайевер любезно согласился ответить на вопросы STRF.ru.
Справка STRF.ru:
Айвор Джайевер, норвежско-американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1973 года (совместно с Лео Эсаки). Родился в Бергене в 1929 году, получил диплом инженера в Норвежском технологическом институте в Трондхайме. В 1954 году эмигрировал в Канаду, работал инженером в компании General Electric. В 1956 году переехал в США. В 1958-1969 годах работал в Политехническом институте Ренсселира, занимался сверхпроводимостью и туннельными эффектами. По этой же теме в 1964 году защитил диссертацию.
С 1970 года Джайевер начал работать в области биологии и биофизики. С 1988 года - профессор в Политехническом институте Ренсселира и в Институте физики в Университете Осло. Сейчас возглавляет фирму Applied BioPhysics, которая создаёт биосенсоры на основе живых клеток для прикладных биологических исследований.
Господин Джайевер, что для Вас было отправной точкой для занятия наукой и что Вы считаете своим главным достижением?
- Я родился в Норвегии. Когда переехал в США, работал обычным инженером в компании General Electric и понял: за то, что я занимаюсь наукой, мне ещё и платят. Для меня это стало самым важным открытием. В Норвегии, будучи инженером-механиком, я имел дело с прикладной математикой, но я никогда не думал, что за то, что я занимаюсь наукой - не инженерией, мне могут платить. В возрасте 30 лет я стал заниматься физикой - теорией электричества - с известными немецкими математиками. Мы работали со сталью, а это очень сложный материал, поэтому я и решил изучать физику материалов, чтобы понять их свойства и попытаться ответить на вопрос, почему они "работают" так, а не иначе. К примеру, решая одну из научных задач, мы за два часа поняли, что и как надо сделать, но потом доказывали это, подтверждая результат экспериментально полгода, и получили тот же самый ответ.
Сколько времени прошло с того момента до открытия туннельного эффекта, за что Вы вместе с другими учёными получили Нобелевскую премию?
- Это произошло достаточно быстро - через полтора года, после того как я начал заниматься физикой. Мне очень повезло с работой в General Electric - вокруг меня трудились 800 кандидатов наук (Ph.D). Шестидесятые годы прошлого века - золотое время для научной работы в США. Когда я, инженер, спросил у Джона Фишера, заведовавшего тогда лабораторией: "Что мне делать?", он ответил: "Хорошо работать, - и добавил. - Мы будем заниматься туннелированием". Знаете, что такое туннелирование? Джон Фишер объяснил: "Если вы кинете мячик в стену, он отлетит назад. Если вы второй раз кинете мячик, он опять отлетит. Но если его кидать много-много раз, он окажется с противоположной стороны стены. И стена останется неизменной, и мячик останется неизменным, но он туннелирует - через любое место в стене".
Я, инженер-механик, не поверил ему. Конечно, если вы возьмёте теннисный мячик, он не пройдёт сквозь стену, но если вы возьмёте очень маленький мячик, размером с электрон, то он пройдёт, то есть будет туннелирован. Если два металла поднести достаточно близко друг к другу, электрон может "перескочить" из одного металла в другой, но никогда не останется в пространстве между ними. Человек, перемещаясь из одного места в другое, будет находиться в определённой точке пространства в определённое время, а электрон - нет: он будет либо в одном металле, либо в другом.
Наша задача заключалась в том, чтобы создать такие условия, при которых можно "перетащить" электрон из одного металла в другой. Мы рассчитали, что между этими металлами должно быть расстояние всего 2 нанометра. Но поднести металлы так близко друг к другу очень трудно. Я испробовал очень много способов, но ничего не получалось. Тогда я взял алюминий, очень сильно нагрел его до кипения, а пары этого металла конденсировал на стеклянной поверхности - получилось "зеркало", покрытое тонким слоем алюминия. Причём не просто зеркало - на стекло был наложен трафарет так, что получилась лишь тоненькая полоска. Аналогичным образом я сделал вторую полоску, расположив две эти полоски крест-накрест. На воздухе поверхность алюминиевого "зеркала" окислилась и получился слой оксида необходимой толщины - 2 нанометра. И мы смогли зарегистрировать, как электрон туннелирует. Оставалось подготовить доклад на эту тему. Во время выступления по лицам людей я понял, что никто мне не поверил. Посыпались вопросы. Откуда вы знаете, что металлы не соприкасаются в каком-нибудь месте? Откуда вы знаете, что оксид алюминия не является полупроводником? Подобных вопросов было много. Я стал размышлять, как всё-таки доказать это, - чтобы не оставалось сомнений. Полгода я ставил эксперименты, дабы подтвердить, что всё так и есть...
Я даже поступил в институт, чтобы изучить квантовую механику. Именно тогда я сам поверил в свои результаты.
В то время возникла новая теория - сверхпроводимости металлов, согласно которой есть такие энергетические состояния - "провалы", которые электрон не может занимать. Я считал, что туннельный эффект может их объяснить, но мне надо было найти подходы к работе со сверхпроводниками. Я трудился в большой лаборатории, и вокруг было много людей, которые могли дать совет. Один говорил: "Можешь пользоваться моим оборудованием", другой тоже спешил помочь: "Я объясню и покажу тебе, как работать при низких температурах". И приблизительно за одну неделю я провёл все нужные эксперименты. Я был рад, что оказался в нужное время в нужном месте и в замечательном коллективе. Можно шутливо сказать, что это был мой путь к славе...
На Ваш взгляд, может ли исследователь сейчас оказаться в таких же благоприятных условиях? Не стал ли путь от инженера до учёного гораздо длиннее и сложнее?
- Времена изменились. Сейчас, работая в промышленности, человек не имеет возможности заниматься "чистой наукой". В General Electric и сейчас трудятся 800 учёных, но каждый изучает свою проблему: жидкие кристаллы, полупроводники и т. д. Это маленькие исследовательские группы, разрозненные и не связанные между собой.
После Второй мировой войны были сделаны важнейшие прорывы в науке: открыты лазеры, ядерная энергия, полупроводники, и тогда думали, что нет предела этим открытиям. Сейчас люди понимают - предел есть.
В связи с этим возникает скептический настрой и у исследователей, и в обществе. В качестве примера могу привести своих друзей, имеющих учёные степени. Они создали свой бизнес, начали зарабатывать деньги и чувствуют себя замечательно. Раньше считалось, что если ты имеешь учёную степень Ph.D, то у тебя впереди научная карьера, открытия. Сейчас фундаментальная наука осталась только в университетах, и то, если хочешь получить какой-то грант, то должен доказать, что твои фундаментальные исследования будут иметь практический выход. Я считаю, что произошли большие перемены.
Раньше, когда я преподавал, говорил своим студентам, что кто-то должен делать инновации. Физика - базовая наука, которая всё может объяснить, за исключением лишь некоторых частностей. Самое важное сейчас - инновации, молодым людям ими нужно заниматься, а не фундаментальные задачи решать.
В США сейчас очень правильно делают, что поддерживают талантливых учёных. Когда говорят, что работать надо большими группами, - это неправильный подход.
А как отличить талантливого учёного?
- В поступлении в университет есть элемент случайности. Но когда студент начинает работать в лаборатории, становится понятно, хорошим он станет учёным или нет. У меня были китайские студенты, очень работоспособные, умные, поскольку у них при сильной конкуренции и высокой плотности населения очень жёсткий отбор. Но у этих студентов была одна слабая сторона: они не привыкли спорить с профессором. Если он им сказал "делайте", они будут делать, даже понимая, что это неверный путь и ничего у них не получается. Но раз профессор так сказал...
Образование - это умение научить людей мыслить независимо.
Согласны ли Вы с тем, что научные открытия совершают на стыке национальных менталитетов? Международные команды учёных более успешны?
- В США есть шутка: "Чтобы понять теоретическую физику, нужно быть евреем". И это почти так. Особенность их мышления такова, что они обо всём спрашивают, пытаются всё выяснить - а это очень важно для исследователя. К примеру, я был в Южной Корее. Там очень умные - поразительно умные - люди, но среди них нет нобелевских лауреатов. Почему? Они очень-очень вежливые. Я занимался с ними, и, если что-то говорил неверно, никто меня не поправлял, потому что я - профессор. Американцы, подвергающие всё сомнению, более успешны.
Если на вопрос "Почему?" отвечают: "Потому что так принято", и человек довольствуется таким ответом, это неправильный подход. Надо копать дальше и выяснять причину: а почему именно так говорят?
Корейцы, плохо разговаривающие по-английски, нанимают учителей. У них есть деньги и понимание того, что это важно. Они приглашают известных иностранных учёных, чтобы те посмотрели и оценили их результаты.
Каковы Ваши дальнейшие планы?
- Какие планы? Остаться в живых. Ну а если серьёзно, я занимаюсь бизнесом, он связан с наукой. Я работаю с культурами ткани человеческих клеток. Вместо того чтобы просто смотреть на клетки в микроскоп, мы выращиваем их прямо на микроэлектродах и наблюдаем, что с ними происходит со временем, регистрируем сигнал. Мы даже смогли трансформировать этот сигнал в мелодию. Интерпретируя эти сигналы, мы можем с высокой степенью достоверности охарактеризовать физиологическое состояние клетки: началось ли перерождение этой клетки в раковую, подвергается ли она вирусной атаке и т. д. Мы наладили около 400 различных модельных клеточных систем. Показательно, что известная швейцарская компания Roche покупает у нас такие системы. Мы маленькая компания и можем проиграть, но, если большая компания покупает эти системы, значит, мы делаем хорошие разработки.
Приходилось ли Вам приезжать в Норвегию?
- Со своей семьёй я приезжал в Норвегию, когда нужно было вступать в права наследства той фермой, где мы жили прежде. Две сестры моей жены до сих пор там живут, и наши дети сказали: "Мама, ты счастливая, что сбежала оттуда".
Когда я уезжал, люди много работали, но, после того как в Норвегии нашли нефть, они перестали это делать. Теперь это одна из самых богатых стран Европы. Мне больше нравятся современные США, потому что люди там много трудятся. Американцы постоянно путешествуют, меняют место жительства, окружение. В Штатах принято приходить к соседям в гости с печеньем, общаться, а в Норвегии люди живут замкнуто в старых домах, в которых жили их предки. Когда люди переезжают, социум становится динамичнее.
Расскажите о своей семье. Ваша жена способствовала Вашему научному успеху?
- Она очень поддерживает меня. Я не знал до 30 лет, что существуют на свете учёные, и моя жена не из этого круга. Она не учёный. Мне очень повезло, что она занималась хозяйством и воспитывала детей. Сейчас это не принято. Популярно мнение о том, что женщина должна работать наравне с мужчиной. Я считаю, это неправильно.
Ваши дети работают в науке?
- Я думал, что все мои дети выберут инженерную специальность. Сын, действительно, стал инженером. Старшая дочь - профессор Университета Торонто. Младшая - художница. Она рисует иллюстрации для New York Daily News, зарабатывает больше всех в семье и любит шутить: "На мои рисунки смотрят миллионы людей ежедневно". Сейчас она воспитывает детей.
Источник: STRF
