Академик Минкин: Химия грез и действительности

"Чаепития в Академии" — постоянная рубрика Pravda. Ru. Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Сегодняшним гостем проекта "Чаепития в Академии" стал советский и российский химик, педагог, академик РАН, научный руководитель Южного федерального университета, Лауреат Государственной премии СССР Владимир Минкин.

Читайте также: Чаепития в Академии: Истина прекрасна и в лохмотьях!

Его популярность в мировой науке соизмерима с известностью таких голливудских див, как Анжелика Джоли или Лайза Миннелли.

Исключительность в науке

Как известно, в научной среде слишком много разнообразных мнений, а потому единодушное решение принять весьма трудно: обязательно найдется человек (чаще несколько!), который выскажется наперекор остальным — мол, знайте, что "у меня собственная точка зрения"! Исключительность в науке поощряется, так как она стимулирует ее развитие. Но под "исключительностью" здесь понимается не только сомнение, но и безусловное признание заслуг. Так и случилось на этот раз.

Демидовская премия среди ученых на "особом положении". Ее присуждение — прежде всего признание заслуг кандидата научным сообществом.

Ученые говорят "да", делают это инкогнито, а потому объективно. Альфред Нобель, учреждая свою премию, использовал именно этот принцип выбора кандидатов, позаимствовав его у Демидовской. Но позже различные политические веяния подпортили этот принцип при присуждении "Нобелевки", а в нашем случае он сохранен в неприкосновенности.

От всех своих коллег (без исключения!) Владимир Исаакович Минкин получил "да" — он стал лауреатом Демидовской премии.

Из представления на Демидовскую премию: "Академик В. И. Минкин — выдающийся российский химик, специалист в области теоретической и физической органической химии, изучения строения и молекулярной динамики органических и металлоорганических соединений, один из самых цитируемых российских ученых. Он автор более 1 100 научных работ, среди которых 36 обзоров и 25 монографий, а также около 100 международных и российских патентов. К числу развитых академиком В. И. Минкиным научных направлений относятся исследования проблем ароматичности, открытие новых типов динамических таутомерных перегруппировок (научное открытие № 146). Он разработал рациональную стратегию конструирования новых структурных типов неклассических органических и элементоорганических соединений, исследовал бистабильные фотомодулируемые молекулярные системы как основу элементной базы молекулярного компьютера и нового поколения информационных систем, разработал методы синтеза и изучения строения новых классов теллуроорганических соединений. В 1974 году ученый совместно с Л. П. Олехновичем и Ю. А. Ждановым открыл явление ацилотропии — быстрой обратимой миграции ацильных групп между нуклеофильными центрами в органических молекулах. Развил новое научное направление — химию структурно нежестких молекул в основном и возбужденных состояниях, разработал теорию орбитальной стабилизации "неклассических" структур органических соединений. Под его руководством защищены более 60 кандидатских и 18 докторских диссертаций".

Не буду скрывать: поначалу я даже не понял, что именно свершил в науке Владимир Исаакович. Школьные знания химии не позволяют даже в общих чертах представить, какие именно проблемы волнуют ученого и почему его открытия столь популярны и востребованы в науке.

Его Университет

В собственном невежестве я сразу же признался ученому. И он, кстати, этому не удивился — я имею в виду незнание, а не признание.

— Химию не только надо любить, но и понимать, — сказал он. — "Моя химия" связана с молекулами. С юношеских лет у меня была влюбленность в них. Молекулы имеют очень сложные названия, конкурируют с теми пассажами, которыми говорят математики. Но и не случайно жизнь для своего функционирования выбрала молекулы, природа не ошибается.

Химия и молекулярная наука — это именно та наука, которая объединяет физику, биологию и саму химию.

И, естественно, она требует для своей интерпретации понимание математики.

— Я слушал ваш доклад на заседании Президиума РАН, затем Демидовскую лекцию в Екатеринбурге, и у меня возникло "странное ощущение"…

— Какое?

— Будто вы бродите в дремучем лесу и никак не можете найти выход из чащи?

Академик улыбается:

— Как ни странно, но я чувствую нечто подобное….

И сразу же наша беседа потекла непринужденно, просто, понятно, а подчас даже весело. А та область химии, которой занимается академик Минкин, уже не казалась столь абстрактной и непостижимой.

…Образ джунглей абсолютно правильный, — продолжил Владимир Исаакович. — В науке вообще, а не только в химии, бродишь по лесу, ищешь какие-то интересные места, радуешься, если их находишь.

— Но все-таки современные химики отличаются от средневековых алхимиков: те бродили вслепую, а у вас дорожки к открытиям все-таки освещены?

— В оценке моих работ при присуждении Демидовской премии указывается, что это достижения не только в физической и органической, но и квантовой химии.

Мне было понятно с юных лет, что надо заниматься молекулярной физикой, но физикой для химиков. И это квантовая химия.

— Но это совершенно новая наука!?

— Конечно. В детстве я прочитал книгу "Ярче тысячи солнц"…

— Роберта Юнга…

— Да. Своеобразная романтика, хотя речь идет о страшных, но необычных вещах — испытаниях ядерного оружия. Мне показалось, что есть какая-то путеводная звезда, которой надо следовать в науке. Пусть не "звезда", но "фонарик" в тех джунглях, о которых вы упомянули. Это квантовая механика. Но чтобы реализовать ее, нужны соответствующие инструменты. Их не было.

Однако в нашем университете был компьютерный центр, что позволило сделать первую в России программу по квантовой химии.

Да, она была простой, но это был первый шаг, как известно, "самый трудный". А потом темпы работ стали стремительно возрастать, и сейчас речь идет уже о прогностической теории…

— Учимся предсказывать будущее?

— Четко определяем пути, по которым следует идти. И успех приходит благодаря колоссальному прогрессу в развитии компьютерной техники.

— Вас уже нельзя считать "чистым" химиком?

— Верно. Начала появляться новая наука - физическая органическая химия. Это конец 70-х — начало 80-х годов. Привлекается кристаллография, чтобы определять структуру молекул. Нужна квантовая механика, чтобы осмысливать то, что вы делаете. И так далее.

— И все это происходило в университете Ростова-на-Дону?

— История его появления весьма любопытна. Он был основан еще в XIX веке Александром II, но находился в Варшаве. В Ростове-на-Дону университет оказался во время Первой мировой войны. Немцы оккупировали Варшаву, а потому университет должен был перенесён в Тифлис и в Саратов. Поезд остановился в Ростове-на-Дону, и казаки объявили: с Дона выдачи нет! Они предоставили помещения для университета, и это определило его судьбу. Ряд профессоров приехал из Варшавы — были такие ученые, как русский химик А. М. Зайцев (вспомним "правило Зайцева"), здесь же работал знаменитый русский ботаник-физиолог и биохимик растений М. С. Цвет — основатель хроматографии. Университет гордится и другими именами известных ученых. Сюда в конце 50-х годов приехал Юрий Андреевич Жданов.

Точнее, он был Сталиным снят с должности заведующего отделом науки ЦК партии и сослан в Ростов. Мы с ним часто общались, и он рассказывал, что ему было предложено несколько мест для работы, но он выбрал Ростов, так как еще в детстве город ему понравился. Сначала Жданов работал в обкоме, но потом перешел в университет. Светлана — дочь Сталина — была здесь вместе с ним, преподавала историю.

— Но он не вернулся в Москву?

— Нет, хотя его звал туда Хрущев. Здесь Жданов был свободен.

— Становление Химии с большой буквы в Ростове благодаря Жданову?

— Безусловно. Как только стал ректором

• он начал приглашать в Ростов серьезных ученых;
• он поднял геохимию, астрономию, физику, химию;
• вокруг него начала концентрироваться молодежь, и он давал ей возможность воплощать идеи в жизнь.

Он приходил на кафедру по субботам и корил меня за то, что я всегда "клянчил" у него новый приборы, мол, такой-то надо обязательно купить, такой… Он ворчал, но не отказывал.

— Такого масштаба люди понимали, что наука поднимает такие города, как Ростов. Что греха таить, была известная присказка о том, что "Одесса-мама, а Ростов-папа". Речь шла о криминальном мире. Приход же науки, университета превращал постепенно город в культурный центр. Разве не так?

— Безусловно. Однако к университету в Ростове отношение своеобразное. Это город купеческий, торговый. Случилось так, что руководство получило образование в других местах, а потому университет для них не был "своим".

— Хотя теперь это Южный Федеральный университет?! Неужели ничего не изменилось?

— Расскажу о таком случае. Академик Матишов, руководитель этого научного центра РАН, академик Каляев и я обращаемся с письмом к губернатору. Сообщаем ему, что приезжает руководить РФФИ, что фонд готов предоставить нам средства, если какое-то участие в проектах примет и местное руководство. За все годы один раз прежний губернатор выделил науке небольшие средства, и все!

Пишем новому губернатору одно письмо, второе… Наконец, приезжает руководитель РФФИ, его принимает губернатор, обещает поддержать инициативу РФФИ и… молчание. Так договор и не был подписан. Мелкий пример, но весьма показательный. А ведь университет — опорный, то есть он должен готовить специалистов для юга России. Казалось бы, власть должна поддерживать его всячески, но, к сожалению, этого нет…

— Вас назвали "Федеральным университетом". Изменилось ли что-либо после этого?

— Поначалу "да". Но только в первый год, то есть десять лет назад. Тогда выделили приличные деньги, и мы смогли купить довольно много оборудования. 2008-й год. Объявлены Федеральные университеты — наш и Красноярский. Проходит совещание. Участвуют Путин, Медведев, губернаторы, министры. Многое срежиссировано. Выступают студенты, благодарят Президента и так далее. Мне на выступление дают три минуты. Я говорю о том, что университет не только образовательное, но и научное учреждение. Именно от уровня науки зависит и рейтинг университета, и то образование, которое в нем получают студенты. В нашем университете сформировались мощные научно-исследовательские институты. Однако средства на них не выделяются, и это неправильно. Путин — человек очень острый, реагирует быстро: спрашивает у Кудрина, почему мы не можем поддержать науку в университетах, или вы науку не любите? Тот отвечает, что финансирование науки идет по другим статьям.

И тогда Путин, обращаясь ко мне, подытоживает: "Понимаете, Владимир Исаакович, любовь и деньги не совместимы!"

Все оценили юмор Президента, рассмеялись, но денег на науку так и не выделили… А на повышение квалификации в Америке, Европе и Новой Зеландии истратили огромные суммы. А в конце года ректора даже упрекнули, что не все деньги по этой статье истратили… Все-таки Россия — великая страна…

— Поговорим о приятном. О влиянии на вас предшественников. В нынешнем году отмечается юбилей Периодической таблицы, в своем Демидовском докладе вы упомянули о Менделееве. Кстати, за свой учебник был удостоен этой же премии. Поэтому могу говорить о русской химической школе. Кто на вас оказал наибольшее влияние?

— Я не очень типичный ученый. У меня не было школы. Мне помогали многие. Тот же Юрий Андреевич Жданов. Но он не был моим учителем, так как химия для него не была основным занятием. Были профессора, у которых я учился, которые привлекали меня к своим работам. Но реальной научной школы у меня не было, и из-за этого я страдал…

— А может быть, это хорошо — пришлось искать свою дорогу в науке?

— Не все так однозначно… Огромную роль сыграло то, что меня заметили крупные химики. В первую очередь Олег Матвеевич Нефедов. На меня обратил внимание академик Платэ, поддержал мои работы. У меня устанавливались хорошие товарищеские отношения с такими людьми как академики Тартаковский, Кабанов и другие.

— Вы называете людей замечательных: они не только прекрасные ученые, но и прежде всего граждане России, которые поддерживают молодых, заботятся о них, а значит, и о науке. Не сомневаюсь: все они хотели, чтобы в Ростове развивалась мощная научная школа по химии…

— К сожалению, их надежды не оправдались в полной мере. Если бы речь шла о рубеже 90-х годов, то я сказал бы: "Да, Школа есть!"

К нам приезжали Нобелевские лауреаты, многие зарубежные ученые мечтали у нас поработать, нас приглашали на международные конференции и т. д. В Институте физической и органической химии, где я был директором, работало 370 человек, 20 докторов, 100 с лишним кандидатов наук. Была своя аспирантура. Студенты химического факультета проходят практику в Институте. Это и есть Школа в науке! При университете были очень хорошие научно-исследовательские институты.

— А сейчас?

— Едва "дышит" Институт химии. Реальной поддержки нет. Вице-премьер говорит публично, что правительство не может поддерживать фундаментальную науку в университете.

Раньше институт имел смету, полный набор должностей и так далее, теперь же этого нет. Все сотрудники живут только на гранты, а это значит, что никакой уверенности в будущем нет.

Сегодня грант есть, а завтра его нет. Молодые исследователи не видят своего будущего. Почему я говорю об этом с горечью?

Дело в том, что несколько направлений, которые развивались в институте, прекратили свое существование, погибли.

— Странно. Провозглашается, что наука должна развиваться именно в университетах…

— Это все слова, разговоры о том, что надо поддерживать науку. Но проблему нельзя решить за счет грантов и частных пожертвований, основа должна быть в виде бюджетного финансирования. Так есть во всем мире. Я знаю, как это делается в Америке, Канаде, Европе — я там бывал в разных университетах.

— Вам предлагали остаться там?

— Много раз… Но лучшего места на Земле, чем Ростов-на-Дону, нет!

Как ни странно, но мы оба соглашаемся, так как вспоминаем о Доне, об Азовском море, о рыбалке, а также о Южном научном центре, где проходят прекрасные конференции, на которых обязательно выступает хор казаков. Хотя это не профессионалы, а любители, но песни казаков всегда волнительны, а потому прекрасны.

— Почему именно казаки?

— Секрет прост: академик Геннадий Григорьевич Матишов — создатель и руководитель Южного научного центра — сам из казаков. Насколько мне известно, первый и единственный академик от Донского казачества.

Конструкторы молекул

А мы продолжаем беседу, переходя непосредственно к тем исследованиям, которые ведет Владимир Исаакович.

Я спрашиваю:

— Вы создаете материалы, которые нам трудно представить?

— Я с самого начала интересовался такими структурами, которые можно перестраивать, создавать новые. Причем конструирование происходит за счет внешнего воздействия — света, тепла, холода и так далее.

— А конечная цель: "умные материалы", как сейчас модно говорить?

— Отчасти. К примеру, вы надеваете жилет. Если температура понижается до минус 30 градусов, то он сам начинает разогреваться. Или напротив: в сильную жару — охлаждаться.

Можно ли считать такие материалы "умными"? Наверное, можно… Уверен, за такими динамическими материалами будущее.

— Вы утверждали в своих выступлениях, что учитесь у живых систем, мол, у них много интересного и нужного?

— Да, это так. К примеру, тот же хамелеон, который меняет цвет. Или бактерии, которые под внешним воздействием, изменяют свойства, купируют вредные воздействия.

Но, к сожалению, мы пока не можем моделировать те процессы, что идут в них. Однако исследования идут интенсивно, что обязательно приведет к успеху.

Ряд материалов мы уже получили. В своих лекциях я показываю сплавы, которые "запоминают" форму. Сплав никеля и титана, к примеру, имеет определенные свойства при определенной температуре. Но при ее изменении переходит в другую форму. Однако стоит охладить сплав, и он возвращается в прежнее состояние.

— Этакий хамелеон из металла?!

— Допустимое сравнение. Кстати, подобные сплавы начинают применяться в стоматологии.

— Пьешь чай — зубы "расширяются", перестаешь — они возвращаются в прежнее состояние?

— Все-таки в основном пока такие материалы применяются в авионике, а также в спецтехнике. Но это только начало их использования. А для нас, ученых, важно, что мы научились их создавать. В мире за этим очень внимательно следят.

К примеру, была опубликована статья в одном из американских журналов. Через два дня 46 информационных иностранных агентств опубликовали материалы, посвященные ей.

На грани великого открытия

— Итак, вы входите в мир молекул и начинаете там работать?

— Ставится какая-то задача. Сначала мы прорабатываем ее теоретически. Уже на этом этапе подчас становится ясно, продолжать исследования или нет. А может быть, эту молекулу можно разнообразить? Как получить те параметры у нее, которые нам нужны? Такие возможности появились у нас благодаря компьютерной технике.

К сожалению, в этой области мы отстаем от Запада, что, конечно же, сдерживает развитие нашей науки в целом. Наш лучший суперкомпьютер где-то на 80-м месте. Впереди сейчас китайцы, но уже в ближайшее время американцы вновь выйдут вперед.

— А вам без мощных суперкомпьютеров трудно?

— Невозможно! К примеру, уже не нужны аэродинамические трубы — расчет аэродинамики самолетов идет на компьютерах. Аналогичная ситуация и с лекарствами.

Их эффективность рассчитывается не методом "тыка", а моделируется опять-таки на компьютерах. Да и время исследований резко сокращается. Особенно у нас, химиков.

— Итак, ваши самые основные интересы сегодня?

— То, чем занимаюсь я и мои ученики:

• это динамическая химия,
• это дизайн,
• конструирование таких молекул, которые могут при определенных условиях менять свою структуру соответственным образом, менять свои свойства и служить переключателем.

Переключатели — это те же самые транзисторы. Несколько лет назад я имел честь на заседании Президиума РАН рассказывать о молекулярном компьютере. Если мы имеем такие молекулярные переключатели, а ведь это даже не микро-, а наноструктура, то мы могли бы построить компьютер, который по своим возможностям и эффективности не уступал бы, а даже превосходил бы те современные компьютер.

Напомню, что наш лучший суперкомпьютер "Ломоносов", хотя среди мировых суперкомпьютеров занимает лишь 80-6 место — обслуживается электростанцией, которая могла бы обеспечивать энергией небольшой город.

Здесь же мы имеем такие структуры, которые работают замечательным образом и не требуют совершенно никаких избытков энергии — это энергонезависимые структуры.

В то же время такие динамические структуры можно использовать для того, чтобы иметь чрезвычайно высокоемкую молекулярную память. И теоретически, и даже практически мы смогли это доказать.

И сейчас — это в мире известно — можно иметь в одном кубическом сантиметре до ста триллионов бит. Такие вещи состоят из трех элементов — переключателей, молекулярной памяти и проводников. И все эти компоненты есть в отдельности, они органической химией, которой я занимаюсь, уже созданы.

Но проблема в том, чтобы собрать их и объединить — это гигантская научная проблема в настоящее время не решена.

— Но когда вы ее решите, то современные компьютера сразу устареют, не так ли?

— Да, это новая революция в науке, а, следовательно, и в жизни нашей цивилизации.

Читайте все материалы из серии "Чаепития в Академии"