В химии есть своя «Мона Лиза»
ФОТО Романа ЗУМБЕРОВА/предоставлено пресс-службой СПбГУ
Гость редакции — академик РАН Вадим Кукушкин
— Вадим Юрьевич, в отличие от Олимпиады на Менделеевских чтениях выступают один раз в жизни. Тему, соответственно, нужно выбирать особенно тщательно…
— Да, тема должна отражать основной научный интерес лектора. В своей жизни я глубоко занимался четырьмя направлениями в химии, а для доклада выбрал ту, которой сейчас занимаюсь с ребятами из нашей университетской лаборатории: «Нековалентные взаимодействия».
— Из школьной программы помним ковалентные взаимодействия — прочные. Нековалентные, стало быть, очень слабые. Чем они важны?
— Говоря о них, я вспоминаю такой эпизод. Много лет назад я сфотографировал большую толпу посетителей Лувра с необычного ракурса. Я стоял у стены, на которой висела едва ли не самая известная картина мира, «Мона Лиза», взгляды каждого были прикованы только к ней, а за спиной публики оставались другие шедевры в этом зале. Никто на них просто не обращал внимания. Вот так великие примеры как бы заслоняют другое — может быть, не менее великое.
— Нековалентные взаимодействия — как те незамеченные шедевры?
— Да. Представьте себе: 1869 год, профессор Санкт-Петербургского университета Дмитрий Иванович Менделеев создает Периодическую таблицу элементов. Это, образно говоря, «Мона Лиза». Открытие сразу притягивает к себе всеобщее внимание и дает невероятный импульс развитию химии ковалентных взаимодействий, которая основана как раз на системе Менделеева. Эту химию мы изучаем в школе, а затем в университетах.
И поразительное стечение обстоятельств: в том же 1869 году голландский ученый Йоханнес Дидерик Ван дер Ваальс открывает нековалентные взаимодействия. Сейчас мы их называем ван-дер-ваальсовы силы. Они в десятки раз слабее, но их огромное количество, и в совокупности они чрезвычайно сильны. Помните, как у Джонатана Свифта лилипуты опутали спящего Гулливера нитями: каждая — очень слабая, но их было так много, что он не смог встать.
Ящерица геккон не падает с потолка вопреки силе тяжести именно благодаря тому, что на ее лапках есть миллиарды тончайших волосков, которые за счет ван-дер-ваальсовых сил «приклеивают» ящерицу к поверхности. Вот эти силы — эти слабые взаимодействия — оставались в тени величия Периодической таблицы. Изучать глубоко их начали всего лет 10 – 20 назад.
Думаю, и среди нековалентных взаимодействий есть своя «Мона Лиза». Близок к уверенности, что это спираль ДНК. Ее спиралевидная структура в основном определяется двумя типами нековалентных взаимодействий — водородными связями и так называемым стэкингом, взаимным притяжением плоских молекулярных систем.
— А можно хотя бы предположить, во что могут воплотиться фундаментальные исследования в этой области когда‑нибудь на практике?
— Зная законы формирования нековалентных связей, можно будет направленно конструировать кристаллические материалы, а спектр их применения чрезвычайно широк. Или вот один частный пример. К малорастворимому лекарству за счет нековалентных связей можно присоединять плацебо: оно само не имеет терапевтического эффекта, но улучшает растворимость всей системы. Такие работы уже есть.
— А если с самого начала о «пути в науке»: вас химия со школы интересовала?
— Нет. Учиться в средней школе было невыразимо скучно.
В то время меня по‑настоящему увлекала только художественная литература, читал все подряд (и ничуть об этом сейчас не жалею) и, ни черта не занимаясь, умудрялся учиться довольно прилично.
А потом с 9‑го класса оказался в выдающейся физматшколе при физфаке СПбГУ. Получить отличную оценку по базовым предметам там было архисложно: тамошних хорошистов любая обычная школа на руках носила бы. Сначала учиться в этой школе для меня было безумно тяжело, особенно по математике: я абстрактную математику выучить мог, а творчески к ней отнестись — нет.
Понимаю, что все это не вяжется с представлением об академике, которому «положено» проявлять гениальность с колыбели. Но вот я сейчас читаю книгу «Ловушка для гения. Очерки о Д. И. Менделееве» профессора СПбГУ, химика, историка науки Игоря Сергеевича Дмитриева. Выясняется, что Менделеев с большим трудом переходил из класса в класс. Не могу сказать, что меня как‑то особенно радует то, что Менделеев учился в школе весьма посредственно, но все‑таки немножко утешает, когда вспоминаю собственные школьные проблемы.
В той сильной школе у меня случился первый шок: из‑за математики чуть не отчислили. И я понял: «Не-е-ет, тут надо ой как работать». А если меня что‑то задевает, я становлюсь азартным — и довольно быстро, хотя и с большими усилиями, вытянул математику на четверку.
— Школа была физико-математическая, а поступили вы на факультет химический. Потому что отец — химик, династия?
— Отец дал мне два совета. Первый: идти в органическую химию, потому что органика — ключ к очень многим направлениям химии. Второй: лучше, если твой учитель не связан с тобой какими‑то дружескими или родственными взаимоотношениями.
В итоге на втором курсе Технологического института я оказался в выдающейся лаборатории, которой руководил Эдуард Рудольфович Захс, потрясающий ученый. И вот, уже работая в его лаборатории, я пережил второй шок. На начальном этапе мне нужно было воспроизвести синтез, описанный в кандидатской диссертации бывшей аспирантки Захса, и наработать побольше так называемого целевого вещества. Простейшая задача даже для начинающего экспериментатора. Но она у меня не получалась!
Я не вылезал из лаборатории, многократно ставил синтез, варьировал условия. Наконец с помощью Захса разобрался, в чем загвоздка. И после этого всерьез заинтересовался: посмотрим, какая ты, наука химия. Тут дело было, конечно, не в получении какого‑то конкретного соединения.
Скорее, в том, что экспериментальная наука — это истинная драматургия. Ты борешься с природой, которая задает тебе загадки. И часто тебя побеждает!
Технологический институт я окончил с красным дипломом и получил рекомендацию в аспирантуру. А моим учителем именно в науке, уже в аспирантуре, стал профессор Технологического института Андрей Васильевич Ельцов. Потрясающе экстравагантный человек. Ценил работоспособность, умение неординарно мыслить, напор. Могу сказать, что на формирование меня как ученого и как человека Андрей Васильевич оказал не меньшее влияние, чем даже отец.
— Ваш сын, кажется, следует советам вашего отца. Стал нейробиологом, то есть занимается органикой, и учился у других учителей. Не так уж очевидно, что нейробиолог Николай Кукушкин, лауреат премии «Просветитель», — сын химика Вадима Кукушкина.
— Мне кажется, что когда в России говорят о трудовых династиях, то обычно подразумевают рабочие профессии. А случай нашей семьи — трудовая династия профессоров: мой отец, я, мой сын — все мы профессора, ученые и в то же время преподаватели.
Наверное, еще до рождения моя профессия была детерминирована генетически. Ранние детские воспоминания: папа пишет докторскую диссертацию, все ходят на цыпочках, чтобы ему не мешать. Когда родился мой сын, докторскую диссертацию писал уже я, и все ходили на цыпочках, чтобы не мешать мне. Через двадцать лет диссертацию писал сын, он жил отдельно от нас, родителей, и его жена ходила на цыпочках, чтобы не мешать ему.
Другое дело, что у всех у нас разные специализации. Мой отец был химиком-неоргаником, я —металлоорганик, а сын — нейробиолог и биохимик. Разные специализации, но нас объединяет одно — страсть к науке.
— Возвращаясь к химии: в прикладном ее направлении ученый видит результат — внедрение. Как вы, представитель фундаментальной науки, чувствуете, что чего‑то достигли?
— Наука — это что‑то новое каждый день. Только представьте себе: каждый день! И это та награда, которую ученые заслужили за свой труд.
А формально достижения отражаются, наверное, в степенях, в званиях. Некоторые ругают систему степеней «кандидат наук», «доктор наук», а на мой взгляд, она побуждает двигаться вперед. Мне в свое время без перспективы стать доктором наук было бы скучно. Может быть, потому, что у меня сильно развит рефлекс цели: достигаю — ищу новую.
Я очень рано защитил докторскую. Сейчас моим ребятам удается добиться этой степени в районе 30 – 35 лет, но теперь техника другая, позволяет быстрее получать научные результаты. А моя докторская в самом начале 1990‑х, защищенная в 34 года, считалась чем‑то почти немыслимым: докторами химических наук становились обычно лет в 50 – 55.
И вот к 45 годам забрезжил кризис среднего возраста. Про Академию наук, скажу откровенно, никогда не думал, и тут академик физикохимик Анатолий Иванович Русанов предлагает попробовать избраться в РАН. Опять сработал рефлекс цели. В итоге к 50 годам стал членкором. Ну а потом — плох тот членкор, который не хочет стать академиком. Научных регалий выше просто нет, а административная линия мне не интересна. Сейчас рефлекс цели, наверное, сублимировался: стараюсь помогать молодым. Если мой бывший студент становится профессором или получает значимую научную премию, меня это чрезвычайно радует.
— Насколько естественно-научное направление сейчас популярно? Привлекает ли молодежь?
— Тут могу на сына сослаться. Он получил высшее образование у нас, потом учился за рубежом, поэтому хорошо понимает, с одной стороны, нашу систему, с другой — ту.
Например, в США в науку идет очень мало народу. Во всяком случае в последние 20 – 25 лет. Причина проста: наука — это очень тяжело, а финансирование исследований невелико. По сравнению с нашим оно выше, но даже не в этом дело. Ты все время находишься в напряжении, потому что полностью зависишь от грантов. Сегодня получил, завтра — нет. Причем не потому, что твоя тема неважна, просто время от времени меняется «мода». Скажем, не так давно «химические» гранты охотнее давали на исследования в области лекарств или материалов, а сейчас — на исследовательские работы с помощью искусственного интеллекта.
Такая «мода» есть и у нас, как и второй минус: зарплаты в науке невелики. Просто там этот минус воспринимается более драматично. Нет-нет, конечно, ученые — это нормальный средний класс, но с такой головой в бизнесе можно получать в несколько раз больше. Выпускнику видного университета уже на старте предложат в бизнесе зарплату, сравнимую с той, которую получал его научный руководитель, профессор.
И Европа несопоставимо более прагматична. Талантливый выпускник, скорее всего, выберет ту сферу, где его труд принесет больше денег. Российские ученые в этом смысле мечтатели: «Хочу открыть новое! Получить Нобелевскую премию…». Ну сколько людей получают Нобелевскую премию? Тем не менее для россиян наука очень привлекательна своей свободой. Я год работал в очень хорошем НИИ, нацеленном на промышленность, но понял: не мое. Из-за отсутствия свободы творчества, из‑за того, что все упирается в «рубль за тонну».
Если говорить о молодежи, которая поступает к нам в Санкт-Петербургский университет, — уверен: к нам приходят одни из лучших абитуриентов страны. Об этом косвенно можно судить хотя бы по очень высокому проходному баллу. Мы принимаем очень хороших студентов, а на нашу кафедру иногда даже школьники прорываются! Я как могу сопротивляюсь: химия — сфера не безобидная, надо очень озаботиться обучением и соблюдением норм техники безопасности. Но смотрю на фотографию нашей кафедры: вот школьник, которого я не хотел допускать до опытов, а он сейчас молодой профессор.
— Вы в одном интервью скептически высказывались о способности победителей школьных химических олимпиад преуспеть в науке. Почему?
— Нет-нет, не скептически, а скорее «с осторожностью». Сразу оговорюсь, у меня нет статистики, сужу только по собственному опыту. За всю свою карьеру мне не довелось видеть или даже слышать, чтобы выдающиеся ребята-«олимпийцы» потом проявили себя и в профессии каким‑то особо выдающимся образом.
Вопрос олимпиадников почему‑то очень волнует журналистов, мне его задавали неоднократно. На каком‑то этапе я уже сам сформулировал его таким образом: «Приведите один пример того, как крутейший олимпиадник сделал крутейшую карьеру в химии», и адресовал его нескольким очень известным химикам, которые, что называется, «в теме». Ни один из них не смог вспомнить ни одного яркого примера! Максимум, чего добились единицы победителей, — это степень доктора химических наук. Но докторами‑то становятся и десятки тысяч тех, кто на олимпиадах не блистал.
— В чем, как вам кажется, причина?
— Олимпиадники, особенно международного уровня, — ребята, которые в совсем юном возрасте познали невероятный успех и получили свою «минуту славы». Это закономерно: чтобы победить на международной олимпиаде, нужно иметь «искру божью» и голову, работающую как суперкомпьютер. Но в университете они сталкиваются с научной рутиной и с тем, что задачи олимпиады имеют мало общего (или вообще ничего!) с реальными задачами науки.
Например, в экспериментальной химии требуется отработать очень много навыков. Тут как в автошколе: инструктор по вождению может объяснить правила, но, пока не доведешь действия до автоматизма, хорошо и безопасно ездить вряд ли сможешь. В синтезе новых химических соединений многое должно быть доведено до автоматизма. Это скорее не наука, а сумма навыков, ремесло. И вот в университет приходит молодой человек с «олимпийской наградой», а ему приходится отрабатывать до автоматизма: «снизить скорость», «включить поворотник», «перестроиться в левый ряд», «пропустить едущего справа»…
Если на этапе олимпиады главную роль играл талант, то на этапе овладения профессией этого уже мало. Нужен характер — не сломаться от неудач, пересилить рутину, выработать сумму навыков, сделать элегантный эксперимент, добиться его идеальной воспроизводимости… Такое далеко не каждый выдержит.
— Раньше публикации в международных научных журналах были важным показателем работы ученого. В 2022 году Минобрнауки РФ временно перестало учитывать этот показатель, мораторий в очередной раз продлен — до конца 2024 года.
— В целом к наукометрии я довольно равнодушен. Количество публикаций и цитирований — не самоцель. Самоцель — сделать красивую работу и опубликоваться там, где тебя прочитает как можно больше коллег. Что уж говорить, наука основана на честолюбии. Ученый хочет, чтобы его приоритет в открытии был закреплен. Мой учитель Андрей Васильевич Ельцов как‑то мне сказал: «Приоритет только тогда приоритет, когда о нем хоть кто‑то знает».
Я уже как‑то приводил этот пример в беседе с журналистами. Так называемая реакция Вюрца, одна из самых известных в органической химии, могла бы называться реакцией Бородина — Вюрца. Но француз успел опубликоваться раньше профессора Санкт-Петербургского университета Александра Порфирьевича Бородина. То, что Бородин, узнав об этом, практически прекратил свои исследования в химии, — возможно, результат разочарования. Правда, мы не в накладе: Бородина ценим в первую очередь как композитора, и оперу «Князь Игорь» он написал после того, как практически «ушел из химии».
— Вы участвовали в работе экспертного совета Российского научного фонда, РНФ, распределяющего гранты…
— Работа в РНФ выстроена так, чтобы максимально снизить вероятность ошибки. Например, экспертов в совет выбирают. Причем голосуют почти 2000 человек — текущих грантодержателей. Быть в совете можно не дольше двух сроков подряд — вот я примерно год назад был ротирован, и это правильно. Заявки на гранты распределяет по экспертам искусственный интеллект, но в исключительных случаях может вмешаться так называемый координатор, тоже из ученых. Например, ИИ не знает о потенциальном конфликте интересов: родственных связях, «вражде» (такое бывает), а координатор знает. Но свое вмешательство он должен мотивировать. И есть жесткое правило: не разглашать, кто рецензировал заявку. В противном случае экспертам было бы сложно объективно оценить проект «без оглядки» на известные имена.
— У вас как‑то журналист спросил: «Какой главный вопрос в науке?». Вы сформулировали так: «Какого хрена?». Имелось в виду что‑то вроде «Черт побери, как же это происходит?!».
— Да, получилось несколько по‑хармсовски. Просто мне легче ответить на вопрос, ставящий в тупик, ответом, ставящим в тупик.
Я выступал на конференции, рассказывал об органическом соединении. Кто‑то встает и задает вопрос: «А зачем оно нужно?». Когда мы получаем соединение, мы не задаемся вопросом «зачем?». Не надо путать науку и технологии: наука делает открытие, а уже технология может найти ему применение. Иногда сразу, иногда через десятилетия. Зачем нужно синтезировать и тестировать миллион соединений, если в итоге, по статистике, лекарством станет только одно из них? Если откровенно, настоящий ответ на вопрос: «Зачем в науке то‑то и то‑то?» — «Да просто потому, что в этом есть новизна».
Так называемая Ig Nobel Prize, Игнобелевская премия, также известная в России как Шнобелевская, присуждается за научные достижения, которые (я цитирую) «сначала заставляют людей смеяться, а затем задуматься». В 2000 году Игнобелевскую премию получил физик Андрей Гейм за демонстрацию возможностей магнитного поля для левитации лягушки. А через десять лет Нобелевский комитет вручил ему Нобелевскую премию, хоть и за другую работу, по графену, совместную с Константином Новоселовым. Грань между забавным и серьезным очень тонкая и понятна, как правило, только ученым.
И на вопросы о «будущем науки» я категорически не знаю, что отвечать. Например, нам совершенно не известно, к каким «тектоническим сдвигам» в науке в самое ближайшее время приведет использование искусственного интеллекта. Так что если спросить меня о будущем науки, то я уверен только в одном: мы будем решать задачи, которые сегодня кажутся немыслимыми.
Комментарии