Научная одиссея М.И. Трибельского
Научная одиссея
Хорошо известно, что наука интернациональна. Для нее нет границ. Это особенно важно в наши дни, когда стремительное возникновение и развитие новых областей было бы невозможно без широкого сотрудничества ученых разных стран. Сейчас поездки на международные конференции или командировки в зарубежные научные центры стали обычным делом. А как часто бывает, что ученый, поработав за рубежом многие годы, и получив там признание, возвращается на родину? Как продолжается его научная жизнь на родной земле?
В этом отношении примечательной является научная биография профессора, доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией Нелинейных, неравновесных и сложных систем кафедры Физики полимеров и кристаллов Физического факультета МГУ, почетного доктора философии университета Ямагути (Япония) Михаила Исааковича Трибельского, который имеет длительный (часто многолетний) опыт работы в восьми ведущих странах мира!
Начало пути
В выборе профессионального пути Михаил Исаакович не сомневался: с 10-летнего возраста будущий учёный понимал, что хочет заниматься физикой.
«Несмотря на всякие жизненные препятствия, которые, увы, возникали и мешали мне заниматься физикой, я ей занимался, занимаюсь и буду заниматься. Получаю от этого очень большое удовольствие».
Михаил Исаакович Трибельский
Михаил Исаакович начал обучение в Белорусском Государственном Университете, где окончил два первых курса. На втором курсе он стал участвовать в студенческом научном семинаре выдающегося ученого, академика Белорусской Академии Наук Михаила Александровича Ельяшевича. Именно Михаил Александрович, узнав о переходе Михаила в МГУ, дал ему рекомендательное письмо в Институт теоретической физики им. Ландау. Вот что вспоминает Михаил Исаакович об институте Ландау:
«… я оказался где-то с 69 года причастен к Институту теоретической физики им. Л.Д. Ландау и к семинару Ландау… Заседания семинара проводились первый и третий четверг каждого месяца в Институте физических проблем. Этим институтом тогда руководил будущий Нобелевский лауреат Петр Леонидович Капица. До девяностых годов, когда у меня, как и у многих других, началась иная жизнь, я регулярно в этих семинарах участвовал. Самого Ландау я не застал, он умер в 68 году, а вот всех его учеников первой линии, то есть всех, кто непосредственно учился у Ландау, я знал лично очень хорошо. Был лично знаком и с Петром Леонидовичем Капицей. На его семинаре докладывалась моя совместная работа с другим выдающимся ученым – академиком Ильей Михайловичем Лифшицем, которого я считаю одним из моих учителей».
Международный опыт
По окончании университета Михаила Исааковича распределили в «почтовый ящик»: «Почтовый ящик – институт, занимающийся оборонными исследованиями. По соображения секретности, у таких институтов не было почтового адреса, и когда надо было писать письмо, вместо адреса писали «Организация почтовый ящик №». Во время работы в почтовом ящике учёный защитил кандидатскую и докторскую диссертации, стал лауреатом премии Ленинского комсомола.
В 90-е годы в Советском Союзе по многим причинам заниматься наукой стало практически невозможно. Тогда-то и началась научная одиссея Михаила Исааковича. Ему довелось быть профессором и проводить исследования в лучших университетах и научных центрах Европы (Бельгия, Великобритания, Германия, Испания), Азии (Китай, Япония), Австралии и США.
24 августа 2005 г. Кембриджский университет, Тринити колледж. Слева –проф. М.И. Трибельский. Справа – Вице мастер Колледжа, проф. Майкл Проктор(Michael Proctor).
Сейчас Михаил Исаакович вернулся в Москву и работает на родном факультете: «Есть страна, в которой ты родился, ты вырос, есть язык, на котором с тобой разговаривала твоя мама, и на котором ты сам впервые начал говорить… С какого-то возраста начинаешь понимать, что лучше жить в своейстране чем за ее пределами. Но годы, проведенные за границей, конечно же, не прошли зря. Про жизненный опыт я уже не говорю, но и в научном плане они мне дали очень многое. Я реально стал частью большого международного коллектива ученых, а это дорогого стоит. Конечно, помимо глобального международного коллектива, есть конкретный локальный коллектив, в котором ты работаешь. И здесь мне опять повезло (я вообще, везучий). Мне нравится наш кафедральный коллектив, которым руководит академик А.Р. Хохлов. Нравится сама творческая атмосфера кафедры. Нравится, что исследования, которыми занимаются мои коллеги в других лабораториях кафедры, одновременно и лежат на самом переднем крае мировой фундаментальной науки, и имеют большое практическое значение. На такой кафедре приятно работать».
Япония
Отдельной главой в истории Михаила Исааковича можно выделить работу в Японии. Впервые учёный уехал в эту страну в 1990 г. всего на полгода, но в 1994 г. Михаилу Исааковичу предложили должность в частном исследовательском центре (Institute for Mathematical Sciences) одной из крупнейшей японской компании KAO Corporation. 10 лет он проработал в Японии, где занимал различные должности, был избран профессором нескольких японских университетов, включая Токийский.
Вот что учёный вспоминает о приглашении на работу в компанию: «Японцы – довольно закрытое общество, а исследовательский центр – сердце компании. Конкурентам очень важно знать, как это сердце бьется - в каком направлении проводятся исследования. Именно это определяет стратегию развития компании, иногда на годы вперед. И здесь вступает в силу то, что называется опасением промышленного шпионажа. Доступ посторонних к такой информации строго ограничен. По-моему, за всю историю Японии я был первым иностранцем, взятым на такую работу…» Михаила Исааковича взяли в компанию для улучшения креативной обстановки центра при условии публикации результатов экстра-класса в лучших журналах и использовании научных решений в производстве.
Многое значит для Михаила Исааковича и степень почётного доктора философии японского университета Ямагути, входящего в 5% лучших университетов мира: «В этом университете есть междисциплинарный институт, где собраны представители самых разных профессий, начиная от психологов и заканчивая астрономами. Все они занимаются динамическими задачами, каждый в своей области. Цель Института найти нечто общее во множестве различных динамических явлений и обогатить конкретные исследования за счет перекрестных связей различных специалистов. Это амбициозная, но одновременно и очень трудная задача – нелегко организовать работу такого междисциплинарного коллектива, чтобы он реально стал коллективом, а не арифметической суммой отдельных специалистов. Это хорошо понимал Президент (ректор) Университета. Хотя на тот момент я уже давно работал в Москве, в Японии про меня еще помнили. Президент Университета пригласил меня, чтобы я ознакомился с ситуацией и высказал свои рекомендации по организации работы Института. Я это сделал».
11.11.2014 Михаил Исаакович Трибельский читает лекцию в Университете Ямагути, Япония.
По-видимому, рекомендации Михаила Исааковича по усовершенствованию работы принесли пользу. Признанием его заслуг стала степень почëтного доктора философии этого университета, где он стал внештатным сотрудником. С тех пор его каждый год приглашают там поработать.
Научные интересы
Спектр научных интересов Михаил Исааковича широк. Вот что он сам говорит об этом: «Моя специальность – теоретическая физика в самом широком смысле. Преимущество такой специальности состоит в том, что если экспериментатор привязан к своей установке, то для теоретика выбор направления исследований ограничивается только степенью его любопытства. А я любопытен. Поэтому у меня есть работы в очень разных областях – от квантовой теории твердого тела до прогнозирования финансовых рынков. Но, конечно, можно работать в разных областях, однако нельзя делать все сразу. В каждый период есть какие-то свои любимые темы. Начиная с середины нулевых годов такой любимой темой для меня стала субволновая оптика нанообъектов. Это очень молодая наука, которая занимается исследованием того, как можно управлять оптическим излучением на масштабах сильно меньших его длины волны.
Если вы откроете учебник оптики изданный лет 40-50 назад, вы прочтете там, что такое невозможно. Есть, так называемый, дифракционный предел – нельзя сфокусировать свет в пятно, размер которого значительно меньше дины волны. Предел-то есть, но оказывается его можно превзойти. Только для этого нужны не привычные в оптике линзы-призмы, а совершенно другие устройства.
Вот, например, посмотрите, как причудливо выглядят линии тока вектора Пойнтинга, вдоль которых распространяется электромагнитная энергия, при резонансном рассеянии света субволновым металлическим шариком. Именно такие явления и позволяют управлять светом на наномасштабах. Их изучением и занимаются в моей группе».
Две линии тока при резонансном рассеянии плоской электромагнитной волны металлической сферой. Цветом показано значение интенсивности излучения, нормированное на интенсивность падающей волны. Весь рисунок имеет масштаб сильно меньший длины волны, которая для сравнения показана в виде горизонтального отрезка. Из обзора М.И. Трибельский, А.Е. Мирошниченко УФН 192, 45 (2022).
Практическое применение исследований
Исследования, проводимые Михаилом Исааковичем и другими учёными по субволновой оптики нанообъектов, лежат на самом переднем крае современной физики. Помимо фундаментальной значимости такие исследования имеют огромное прикладное значение. Приведем только два примера таких приложений.
Диагностика и лечение онкологических заболеваний. При удалении опухоли невозможно удалить скальпелем всё на клеточном уровне, оставшиеся злокачественные клетки разносит по телу кровоток. В результате образуется новая опухоль в другом месте. Сейчас с этим борются с помощью химиотерапии. Вот что говорит Михаил Исаакович по этому поводу: «Химиотерапия — это яды, которые подбираются так, чтобы они действовали избирательно на раковую ткань и по возможности не действовали на здоровую. Но всё равно они действуют. Чтобы уменьшить их вредоносное воздействие на организм, надо сделать так, чтобы яды выделялись именно в раковых клетках. Давайте мы сделаем наноконтейнер, внутри будут находиться вредные вещества. Сделаем так, чтобы наноконтейнер доставил их в раковую клетку, а в здоровую не доставил. Потом мы его раскроем, яд выделится на клеточном уровне, раковая клетка погибнет, а для здоровой никакого вреда не будет. Раскрыть такой контейнер можно с помощью света. А это как раз и есть область приложения субволновой оптики».
Другой пример. Он связан с увеличением производительности компьютеров: «Если сделать компьютер, который будет работать на оптических импульсах, распространяющихся по оптическим волокнам, то его производительность может быть в миллион раз больше, чем электрического, т.к. соответствующим образом возрастает несущая частота оптических импульсов по сравнению с электрическими. Но для этого нужно уметь этими оптическими импульсами управлять, а это, в свою очередь, требует создание принципиально новых сверхминиатюрных устройств, т.к. все нужно очень плотно упаковать – в наше время компьютер величиной с дом уже никому не нужен. Создание таких устройств, вернее, создание физических предпосылок для проектирования таких устройств – это тоже задачи субволновой оптики
Нужно сказать еще несколько, с моей точки зрения, важных слов о развитии науки в целом и прикладном значении фундаментальных результатов. Развитие науки и время, требующееся для практического применения фундаментальных результатов, можно сравнить с поведением экспоненциальных функций с положительным и отрицательным значением аргумента, соответственно – сначала они меняются медленно, а потом, по мере роста абсолютной величины аргумента – все быстрее и быстрее. В Древнем Египте пирамиды тысячу лет строили по одной и той же технологии. От момента, когда Нильс Хенрик Абель в 1823 г. вывел свое преобразование, до создания первых томографов, основанных на этом преобразовании, прошло 150 лет. Но уже в ХХ веке все необыкновенно ускорилось. Когда в январе 1939 г. Отто Ганн и Фриц Штрассман опубликовали результаты своих экспериментов по расщеплению ядра урана, никто и подумать не мог, что они представляют хоть какую-то практическую ценность. А уже в 1942 г. заработал первый атомный реактор!
В наше время все происходит еще быстрее. Я уже упоминал про субволновую оптику, которая еще 40-50 лет назад вообще не существовала как отдельная наука. Теперь по этой дисциплине регулярно проводятся престижные (и многолюдные!) международные конференции. Несколько лет назад на одной из них было всего два доклада, посвященных рассеянию света частицами с большим коэффициентом преломления. Через два года, на следующей конференции уже была целая отдельная секция, посвященная этой теме.
Так же быстро, сокращается (иногда до нуля!) и время внедрения фундаментальных разработок в различные технологии. Вот пример из моего личного опыта. Когда я работал в Токио, в Institute for Mathematical Sciences KAO Corporation, ко мне обратились со следующей проблемой. Среди прочих продуктов эта корпорация выпускает хорошую косметику. В наших широтах она не очень известна, но может быть все-таки девушки знают фирму Sofina – это она. Они начали разработку нового крема от загара (в отличии от европейских дам, японки не любят загорать – берегут свою кожу от солнца, а солнце в Японии жаркое). Все эти кремы устроены одинаково: в прозрачную для ультрафиолетового излучения основу добавляют микроскопические шарики, интенсивно рассеивающие излучение. Чем больше рассеяние, тем эффективнее работает крем. Проводить эксперименты долго и дорого. Нужно было теоретическое описание этого процесса. В КАО был незадолго до этого купленный за 20 миллионов долларов суперкомпьютер Cray. Они начали решать эту задачу на суперкомпьютере… и не справились. Производительности суперкомпьютера не хватило. Тогда директор Института обратился ко мне. Я понимал, что решить «в лоб» задачу о многократном рассеянии света ансамблем шариков невозможно. После напряженной работы, я нашел «обходные пути», связанные с описанием такого вещества, как квазиоднородной среды с некоторыми эффективными значениями оптических констант, и вывел соответствующую формулу.
Крем был создан. Он оказался первым таким продуктом на рынке. Мне говорили, что прибыль, полученная КАО от моей формулы с лихвой перекрывала бы расходы на мое содержания до конца моих дней… Я давно не работаю в КАО, но думаю, что моей формулой там пользуются до сих пор.
Помимо прочего, этот пример показывает, что интересную физику можно найти и в таких, казалось бы, сугубо прикладных задачах».
Международное признание и любовь к науке
Результаты исследований Михаила Исааковича получили высокую международную оценку специалистов. Его научные статьи востребованы. Они часто цитируются; учёный регулярно выступает с приглашенными и пленарными докладами на престижных конференциях. В 2021 году вышел специальный номер международного научного журнала «Physics», посвящённый 50-летию его научной деятельности
«В этом номере тринадцать статей. Их написали разные люди со всех концов света. Последняя четырнадцатая сейчас дорабатывается и вскоре будут опубликована. Ее написал провост King’sCollege, Кембриджского университета (это ученый, отвечающий за научную политику соответствующего подразделения) профессор Michael Proctor. Я знаю об этой предстоящей публикации, поскольку он прислал мне рукопись. Авторы, всех статей лично со мной знакомы; со многими я когда-то проводил совместные исследования… Там есть и статьи моих учеников, которые сами уже стали известными профессорами с международной репутацией, например моей бывшей дипломницы Наташи Комаровой, которая теперь Chancellor's Professor, Dept. of Mathematics, University of California. Есть и совершенно неожиданные для меня статьи. Их написали люди, с которыми я не общался лет тридцать, а то и больше. Они помнят меня, они откликнулись. Конечно, это очень приятно».
Однако, ученый считает, что самая большая награда – это сам результат исследования: «Ты получил новый результат. Этот результат только что родился. Его еще никто в мире не знает. А ты уже знаешь. Это же прекрасно! Это чувство ни с чем нельзя сравнить!».
Ну и главное – это по-настоящему любить науку:
«Занятие наукой требует не только соответствующих способностей, но и любви к ней. Особое слово хочется сказать об учителях. Важно не чему вы учитесь, а у кого. От хороших учителей воспринимаешь не только конкретные знания, но и отношение к науке, и в целом к жизни. Мне повезло. У меня были очень хорошие учителя».
Команда Медиацентра факультета