О кризисе современной системы образования, как на глобальном уровне, так и на уровне государства, не говорит разве что ленивый. Сеть буквально пестрит материалами разного качества о том, что ребенка не стоит отдавать в школу; о том, что пять лет, проведенные в университете, в значительном большинстве случаев являются «протиранием штанов» и о том, что эффективность традиционных методов обучения такова, что 90%  информации «улетучиваются» из голов обучаемых как только сдан экзамен.

Неформальное образование (добровольное, яркое, мотивирующее, прикладное) противопоставляется устаревшей официальной системе, и многие эксперты (в кавычках и без них) пророчат ему великое будущее и видят в нем чуть ли не панацею, которая позволит получать знания, соответствующие времени.

Однако, следует отметить, что неформальное образование – явление комплексное, со своими «плюсами» и «минусами». А частые рефлексии политиков, журналистов, блоггеров и широкой общественности на эту тематику успели породить немало упрощенных обобщений, предубеждений и откровенных мифов о нем.

На этих утверждениях мы и остановимся в рамках данной статьи.
 

Утверждение №1: Неформальное образование
в Украине пока недостаточно развито.

Если произносить в слух слово «недостаточно», то обязательно следует делать оговорку недостаточно для чего? Возможно, я субъективна, но мне кажется, что предложение различных тренингов и открытых лекционных курсов на сегодня превышает спрос на них.

Приведу пример из собственной жизни. Недели три назад позвонил мне знакомый проектный менеджер. У них «горело» мероприятие, на которое было подано 30 заявок, а подтвердили свое участие только 9 человек. Просил срочно «подыскать» людей. Человек пять. Организаторы обещали оплатить проезд, проживание и питание. Плюс участникам «на скорую руку» не надо было писать длинных мотивационных писем и анкет. Фамилия, телефон и билет на поезд – все, что требовалось.

Я обратилась с предложением к своим студентам (мероприятие вписывалось в сферу их профессиональных интересов) – и получила кучу отказов. Кто-то на это время уже спланировал участие в тренингах и семинарах, кто-то хотел сделать передышку, а кто-то заявил «Вот если бы Киев, а то в провинцию ехать»!

Вывод: целевая аудитория неформальных образовательных практик стала очень переборчива. Мне бы такие возможности в студенческие годы : я бы точно рюкзак за плечи - и в «провинцию» (к слову, областной центр у моря).

Не всегда на подобные мероприятия удается набрать даже «чаек» (участников, которым нравится комфортабельный отель, частые кофе-брейки и красивая канцелярия, за этим и едут). Знакомые тренера жаловались, что все чаще приходится проводить занятие на небольшое количество людей (2-6 участников), что, кстати, очень утомляет.

Утверждение № 2: Неформальное образование
охватывает довольно широкую аудиторию.

Увы, это очень спорно! Если проанализировать фото с различных круглых столов и прочих активностей, то можно заметить, что «на манеже одни и те же». Лично у меня никогда не было такого случая, чтобы я ехала на проект и не встретила там как минимум троих своих знакомых.

Круг общественных активистов и перспективных молодых ученых, подписанных на «Гурт» или на нас (или узнающих о возможностях по другим каналам) и готовых выйти из зоны своего комфорта, достаточно узок. Эти люди выучили с десяток речевых клише, позволяющих писать успешные мотивационные письма и колесят по стране или по миру. Такие поездки постепенно превращаются в стиль жизни… но только у единиц. Из 10 студентов 9 предпочтут не учебу в выходной день (пусть и с коврижками), а уборку в общежитии или поход в ночной клуб.

Утверждение № 3: Неформальное образование –
это только «веселый интерактив».

Недавно довелось мне презентовать семинары организации «Спільнота свідомого спікування» на ярмарке проектов. Они предусматривают глубокое прочтение, а после него и обсуждение текстов философского характера. Практика показывает, что это эффективный способ осмысления вопросов, связанных с ответственным лидерством, общественными конфликтами, европейскими и общечеловеческими ценностями.

Так вот к чему я? Большинство людей, подходивших к нашему «прилавку», не понимали, чему может научить такой формат. Это требует усилий, соответственно стирается эффект «учебы невзначай», так привлекающий к неформальному образованию. Это не является личным опытом (считается, что именно через модель действительности получаешь наиболее живучие знания). Здесь нет тимбилдинга, энерджайзеров и прочих элементов «развлекухи». Разве не то же предлагает «скучный» университет?

Утверждение № 4:
Неформальное и формальное образование – конкуренты.

Нет и еще раз нет. Посмотрите, кто является лидерами проектов, связанных с неформальным образованием. Основатель “Prometheus” Иван Примаченко – аспирант в КНУ им. Шевченко.

Среди лекторов на этом портале огромное количество университетских преподавателей. Возьмем, к примеру, самые первые курсы: «Историю Украины со Второй мировой войны до современности» читал преподаватель КНУ им. Тараса Шевченко Иван Патриляк, «Основы программирования языком Python» преподавал лектор КПИ Никита Павлюченко, а «Разработку и анализ алгоритмов» вел представитель этого же заведения Алексей Молчановский.

Один из тех, кто стоял у истоков «Дней науки», Сергей Гончаров – младший научный сотрудник в Институте физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины. А координатор «Научных Пикников» в Киеве (и по совместительству наш редактор) Ксения Семенова – аспирантка в НАУ.

Следовательно, многие проекты, связанные с альтернативным образованием, были инициированы выходцами из академической среды. И часто были реакцией на кризисные явления в официальной системе образования и в науке. Но данные проекты скорей претендовали на роль дополнения государственного диплома, нежели на его альтернативу.

У официального и неформального образования много точек для соприкосновения и взаимных интересов. Не секрет, что вузы используют те же «Научные Пикники» как площадку для проф. ориентации, в то время как этот фестиваль популярной науки заинтересован в них в качестве экспериментаторов. По своему факультету знаю, что трое первокурсников отметили в анкетах, что о нас они впервые узнали на «Научных Пикниках».

Один мой знакомый, рассказывая почему он начал заниматься популяризацией науки, отметил: «Я понял, что здание у нашего института хорошее (дело было при Януковиче), кто мы такие и чем занимаемся рядовые люди не знают. Поэтому если нас придут закрывать – майдан не соберется. Никто не о нас не вспомнит «незлым тихим», ничего в ритме города не изменится. Вот и стал я рассказывать и показывать обществу чем мы живем и для чего нужны».

Я отнюдь не утверждаю, что задача ученых доносить каждому налогоплательщику, что они выдумали для него «такого полезного». Но, в целом, неформальное образование и популярная наука уличшают социальный имидж так называемой высокой науки. А социальный имидж в эпоху революции СМИ как ни крути – дело важное.

Утверждние № 5:
Неформальное образование скоро вытеснит все «корочки».

Действительно, по окончанию большинства онлайн курсов и после прохождения  тренингов участникам выдают сертификаты. Да только доверия к ним со стороны работодателей нет. При приеме на работу в первую очередь ценятся умения и навыки кандидата, но большинство наемщиков все же требуют диплом о высшем образовании как некоторую гарантию, что вы можете довести большие начинания до конца. Прогрессивный работодатель или модный HR оценять сертификаты как преимущество, показывающее ваше умение самоорганизовываться, желание усовершенствоваться профессионально, но не более.

Однако проблема не только в консерватизме работодателей. Ни один онлайн ресурс не предлагает полного, эквивалентного «вузовскому», набора курсов по конкретной специальности. Да, прогресс движется в эту сторону, например, на том же Prometheus с недавнего времени появились циклы курсов («Предпринимательство»  и «Общественное образование»), но это сопоставимо разве что с семестром в университете. Да и циклы курсов посвящены тем аспектам социальной жизни, в которых сколько теории не слушай, а собственные шишки – лучший учитель.

Пока системность неформального образования хромает на обе ноги (мне на вскидку даже сложно перечислить все существующие его формы – тренинги, семинары, круглые столы, вебинары, открытые лекции… миллион наименований и все они между собой не связаны), кроме того, ментальность работодатлей – вещь сложно меняемая. А следовательно, неформальное образование, если и вытеснит формальное, то очень не скоро. Скорей оно изменит подход к обучению в школах и вузах, но это другой вопрос.

Проблема качества и устойчивости знаний, полученных без расчета сдавать экзамен, заслуживает отдельного освещения. Лично я сознательно и ответственно проходила курс о терроризме и контртерроризме на Coursera, писала конспект и участвовала в обсуждениях на форуме, прочла дополнительно к лекциям штук пять статей. Но результат оказался плачевным, через полтора года я помню ровно то, что курс был мной пройден и что я с гордостью выставила скан сертификата о его окончании в социальные сети. Живой контакт с лектором все же повышает усваиваемость материала.

Что касается интерактивов, то из них также в голове лучше «откладываются» сами методики работы с аудиторией, а не фактаж. Ну и лица новых людей, естественно! Контакты – неоспоримый плюс.

Как видим, спорных утверждений относительно неформального образования хватает. Но, как известно, в споре рождается истина, значит, именно в споре и поиске компромисса эти практики находят свою нишу в обществе.

Покойный Стив Джобс как-то заметил, что в основе его успеха лежит правильный подход к талантливым людям: «Я просто давал им возможность заниматься своим любимым делом» - примерно так сказал «отец цифровой революции». От себя я бы осмелился к этому добавить: заниматься своим любимым делом за достойное вознаграждение.

В чем значимость данного примера? Дело в том, что «цифровая революция» стала возможной благодаря очень важному синергетическому синтезу, а именно - объединению моральных и материальных стимулов к труду. Не по отдельности каждое, а именно вместе.

К сожалению, данное обстоятельство еще осмыслено не в полной мере. Многим из нас досталась от прошлого одна несостоятельная дилемма: либо свободное творчество по призванию, либо рутина ради денег. В одном случае – радость и моральное удовлетворение от самого процесса. В другом – один лишь прозаический результат без всякой радости от процесса. Или то, или другое.

В советское время указанный подход к труду был доведен до крайности. Дескать, если человек начнет думать о материальной выгоде, он мигом утратит моральные стимулы к работе. А если он имеет моральные стимулы, то ему будет радостно поработать и просто «за идею», ради морального удовлетворения, а потому добавление материальных стимулов якобы никак не скажется на результате. Совмещение одного с другим считалось немыслимым, поскольку между указанными подходами к труду угадывался антагонизм.

Указанная дилемма, к сожалению, сыграла с нами дурную шутку. Причем, не единожды. В советские годы, как мы помним, официальное социалистическое пренебрежение к материальным стимулам приводило к уравниловке, в результате которой толковые и ответственные работники ставились в один ряд с бездарями и лентяями. Энтузиастов в стране Советов, конечно же,  славили, о них снимали фильмы, и само по себе это было достаточным основанием для того, чтобы советский человек не соотносил свои заслуги с пропорциональным материальным вознаграждением. Работа «за деньги считалась признаком буржуазности. Советский же патриот якобы до такой «пошлости» не опускается. Наоборот, невзрачная жизнь, материальная необустроенность, лишения и несправедливое отношение со стороны завистников и бездарных начальников только повышали их самооценку и оценку в глазах общества.

С наступлением рыночных реформ в восприятии таких вещей произошла отчетливая нравственная инверсия, однако сам шаблон не поменялся. Поменялись только оценки. Теперь энтузиазм гения должен был направляться не ради любимого дела, не ради призвания, а исключительно ради денег. Любимое дело становится просто «делом», совсем необязательно любимым. «Радость творчества» воспринимается как бессмысленная интеллигентская сентиментальность, доставшаяся от социализма. В новой трактовке дело может оказаться и вовсе не любимым,  и даже противным, но зато дающим ощутимые материальные компенсации.

Подчеркиваю – шаблон сохраняется все тот же, только с  противоположными оценками. Поэтому становление российского «капитализма» привело к другой крайности: моральные стимулы – за борт, даешь один чистоган! В итоге в мозгах у новоявленных дельцов зародилось иллюзорное представление о всесилии материальных стимулов, что не замедлило сказаться и на особенностях организации рабочих процессов. Тупое и немотивированное самодурство работодателей в отношении наемных работников оправдывалось высокими материальными заработками. Моральное состояние работников в расчет не принималось. И многим работодателям даже не приходило в голову, что их отношение к нанятому персоналу нисколько не соответствует современным тенденциям, а наоборот – отдает дореволюционной архаикой.

В XIX веке, возможно, такое отношение к труду было еще уместным. Но не в наши дни. Почему? Потому что материальные стимулы и стимулы моральные, как мы показали, не находятся в антагонизме. Они вполне сочетаемы. А их сочетание – что самое важное – дает на практике синергетический эффект, обеспечивающий на данном этапе колоссальный прорыв в стратегически важных направлениях деятельности.

Упомянутая «цифровая революция» - наглядное тому подтверждение. Все современные электронные гаджеты также являются плодом сочетания указанных стимулов. Когда чудаковатый «очкарик» или амбициозный «креативщик» начинает получать за любимое дело ощутимые материальные бонусы, эффективность его труда повышается многократно, чего никогда не скажешь о труде унылого «специалиста» какой-нибудь государственной корпорации, где отношения с сотрудниками выстраиваются на основе традиционных представлений о том, будто «незаменимых людей нет».

Новейшая производственная тенденция, вне всяких сомнений, связана с постепенным отходом от обезличенного труда, с отказом от заменимых «винтиков», с установлением нового формата производственных отношений – взаимовыгодного партнерства самостоятельных профессионалов. Собственно, данный вектор уже отчетливо задан автоматизацией многих рутинных и однообразных процессов. Ведь именно там, где работник уподобляется машине, ему на смену, в конце концов, приходит сама машина. 

Как мы понимаем, трудоемкая рутина и однообразные операции не являются ценностью и достоинством производственного процесса. Важен конечный результат, что недвусмысленно подчеркивается самой логикой механизации и автоматизации, когда на порядки снижается экономическая потребность в заменимых «винтиках». И наоборот, возрастает роль профессионалов, способных управлять сложной техникой.

В этом смысле поступательное движение научно-технического прогресса в конечном итоге знаменуется утверждением труда как личностного самовыражения – в противовес труду как способу выживания. И то, что мы прослеживаем на протяжении более чем ста последних лет – от внедрения первых машин до цифровых технологий – есть движение в сторону увеличения социальной значимости творческого труда, в котором максимально выражено именно личностное начало. Да, первые фабрики, а в особенности первые конвейеры, были наполнены заменимыми «винтиками». Но одновременно с тем возрастала роль технических специалистов и ученых. И, в конце концов, благодаря их стараниям появились автоматизированные линии и «умные»  роботы, способные заменить человека на конвейере. А вместе с ними – очередное возрастание значимости все тех же технических специалистов и ученых.

Здесь важно отметить именно этот сдвиг, связанный с утверждением творческого, во многих отношения персонализированного труда. Непонимание такой вещи чревато застоем, поскольку практическая отдача от такого труда прямо пропорциональна степени его персонализации.

Иными словами, безликие «винтики» не в состоянии осуществлять важные, а особенно – знаковые инновации. Серьезными профессионалами разбрасываться невозможно, ибо эффективность их работы, как было уже сказано, зависит от сочетания моральных и материальных стимулов.

По существу, данная тенденция предполагает кардинальное изменение в структуре производственных процессов. Как я уже сказал, речь идет об утверждении нового формата трудовых отношений, где во главу угла ставится принцип партнерства независимых профессионалов, а не соподчинение по принципу:  «хозяин-работодатель – наемный рабочий». Абсолютизация того, что Маркс называл «собственностью на средства производства», в новых условиях теряет смысл. Профессиональные знания,  опыт и талант, по сути своей, сами по себе являются ценным «активом», в силу чего их носитель выступает обладателем капитала, без которого не заработает ни одно современное предприятие.

В этом смысле будет большой натяжкой ставить знак равенства между современным специалистом и бесправным пролетарием XIX века. Конечно, вы можете – в силу собственных предпочтений или возможностей - уподобить толкового профессионала бесправному пролетарию, но тогда вы рискуете очутиться в XIX веке. Точнее, прогресс и инновации обойдут вас стороной.

Олег Носков

Уважаемые коллеги,

В настоящее время в Государственной Думе РФ рассматривается законопроект о бюджете РФ на 2016 год, внесенный Правительством РФ. В нынешнем виде в бюджет закладывается существенное сокращение расходов на науку. Комитет Госдумы по науке и наукоемким технологиям рекомендовал отклонить предложенный бюджет. Рассмотрение законопроекта в первом чтении планируется 13 ноября.

Совет ОНР 6 ноября принял Заявление, в котором также потребовал отклонить предложенный бюджет. Совет ОНР призывает  российских работников науки и образования активно выступить против принятия ущербного законопроекта и поддержать Заявление Совета ОНР своими подписями.

ЗАЯВЛЕНИЕ

Совета межрегионального  Общества научных работников от 6.11.2015 г.

Совет Общества научных работников крайне обеспокоен планами резкого снижения бюджетных ассигнований на науку и образование, заложенными в предложенный Правительством РФ проект ФЗ  № 911755-6 «О федеральном бюджете на 2016 год». Согласно этому документу, бюджетная поддержка научных исследований гражданского назначения в следующем году будет сокращена на 13,8%, а расходы на образование станут ниже на 9,4% по сравнению с уровнем 2015 года. Фактическое же сокращение государственной поддержки науки и образования будет еще более значительным, поскольку эти цифры не учитывают инфляции и резкого падения курса рубля.

Сокращение государственной поддержки будет означать  остановку развития российской науки и начало ее деградации, которая легко может стать необратимой. Огромный ущерб будет нанесен и образованию, которое не может успешно развиваться без приобщения студентов к опыту научной работы.

Принятие правительственного законопроекта в нынешнем виде будет иметь крайне тяжелые последствия для российского научного сообщества. Фундаментальная наука и образование в нашей стране и так страдают от нехватки квалифицированных молодых кадров. В условиях сокращения и без того невысокого финансирования науки Президентский указ от 7 мая 2012 года № 597 о повышении оплаты труда научных работников может быть выполнен только ценой массовых сокращений ученых. Подобный шаг означает резкое снижение интеллектуального потенциала страны, для восстановления которого потребуются десятилетия. Он обрекает Россию на еще большее технологическое и гуманитарное отставание от ведущих мировых держав. 

Совет Общества научных работников поддерживает рекомендацию Комитета Госдумы по науке и наукоемким технологиям и требует отклонить  предложенный Правительством бюджет РФ на 2016 год. Мы призываем российских работников науки и образования активно выступить против принятия ущербного законопроекта.

В былые времена лазерный излучатель был строго научным прибором, занимал огромные помещения и требовал высочайшей квалификации обслуживающего персонала. Сегодня лазерной указкой может воспользоваться даже ребенок, а излучатель запросто поестится у него в руке.

Напрашиваются определенные аналогии с эволюцией компьютеров – от огромных жужжащих шкафов, поглощающих перфокарты, до беспроводных смартфонов, доступных каждому. Однако наряду с бытовыми компактными устройствами, больше предназначенными для развлечений, гигантские установки сегодня служат исключительно научным целям. Причем это справедливо как для лазеров, так и для электронно-вычислительных машин. А если совместить эти два компонента в единую систему, то получится мощная исследовательская лаборатория. Примерно такая, как в Объединенном институте высоких температур РАН, которой заведует наш сегодняшний собеседник – кандидат физико-математических наук Борис Борисович Зеленер.

Лаборатория чем-то напоминает операционную. Чистая сменная обувь или бахилы. Зачем? Здесь стоит лазер, который очень чувствителен к любым «возмутителям спокойствия». Поэтому – два кондиционера, которые круглогодично поддерживают постоянную температуру +1°. Пыли не должно быть много, и влажность должна быть умеренная. Над столом – специальный фильтр.

Главное, чтобы не было вибрации, поэтому стол стоит на гидравлических ногах, а специальная электроника отслеживает низкочастотные колебания. Если они возникают, специальный механизм дает в противофазе другие колебания, которые гасят первоначальные. Таким образом, можно точно стабилизировать излучение. Поверхность стола вся испещрена резьбовыми отверстиями, чтобы практически в любую точку можно было поставить световой фильтр, призму, зеркало, излучатель, диафрагму, вакуумную камеру с веществом, т.е. любое приспособление, так или иначе имеющее отношение к лазерному свету.

Всеми цветами радуги

Мы изучаем взаимодействие излучения с веществом: как влияет монохроматическое и когерентное излучение лазера на атомы лития. Смотрим, как происходит это сильное взаимодействие. Чем ближе к резонансу, тем интенсивнее взаимодействие лазера с веществом. У нас в лаборатории представлена установка с вакуумной камерой при давлении порядка 5 х 10^-10 торра (один торричелли – это 1 мм ртутного столба, т.е. 1/760 атмосферы). Откачивание происходит при помощи ионных насосов.

Итак, есть вакуумная камера, в которой находится литий. Он испаряется при температуре 500°С, летит по узкой трубе, где ничего нет – все откачано. Навстречу ему светит резонансный свет, настроенный таким образом, чтобы его хватали только быстрые атомы из этого пучка. Атомы поглощают резонансные фотоны в лоб, а испускают во все стороны равновероятно. Кроме того, при изменении скорости атомов его линию в резонанс подстраивают изменением постоянного магнитного поля, которое находится в зеемановском замедлителе. Это труба, на которую накручена катушка переменного радиуса – от большого поля до маленького в конце этой метровой прямой. В начале скорость движения атомов – 50 км/с, а на конце этой трубы атомы замедляются до скорости 50 м/с в результате взаимодействия с красным лазером длиной волны около
671 нм.

Затормозившие атомы влетают в центр камеры с множеством прозрачных окон. На вакуумной камере сверху и снизу стоят две магнитные катушки. Ток в них закручен в разные стороны, поэтому в центре камеры поле – 0, а дальше от центра магнитное поле растет. Через окна в центр вакуумной камеры со всех шести сторон светят лазеры, которые захватывают атомы лития и охлаждают их до температуры 10"4 К. При этой температуре появляется красный шарик размером 3-4 мм, в котором скорость атомов не превышает около 1 м/сек. Это так называемые ультрахолодные атомы, которые все время колеблются с определенной частотой. Их мы и хотим изучать.

Недавно мы приобрели уникальную лазерную систему, похожую на поезд. Первый лазер – твердотельный – имеет зеленый цвет и частоту 533 нм при мощности 15 Вт. Дальше зеленый луч попадает в лазерный блок с кристаллом титан-сапфира, который преобразует зеленый цвет в красный с длиной волны 700 нм. Этот лазер очень широко перестраивается и имеет высокую стабильность. Потом идет блок дальнейшей стабилизации, а затем блок превращения лазера из красного в ультрафиолет 350 нм, где происходит удвоение частоты.

Затем этот ультрафиолетовый лазер попадает в красный шарик, он переводит эти атомы из состояния охлаждающего перехода на очень высокий уровень возбуждения.

Есть понятие ридберговского вещества, которое предложил доктор физико-математических наук, профессор Эдуард Анатольевич Маныкин в 1981 г. Что это такое? У атомов есть основное состояние, есть первое возбужденное, есть второе, а есть сотое возбужденное или тысячное. Такие атомы можно наблюдать в космосе, где большой вакуум, и можно – у нас в камере.

Наш ультрафиолетовый луч соответствует именно таким фотонам, которые нужны, чтобы перевести электроны в верхнее возбужденное состояние. В результате эти атомы становятся огромными, размером порядка микрона. Наша установка уникальна тем, что позволяет произвести их в очень большом количестве и делать это в непрерывном режиме.

Дальше они друг с другом соприкасаются и, по предсказаниям, должны выстраиваться в кристаллическую решетку, но на очень больших расстояниях. Этот эффект теоретически нами предсказан, но еще не получен. И вот мы его ищем.

Антивещество

Очень интересное направление развития этой тематики – получение антивещества. Дело в том, что в CERN сейчас получают антивещество: получили антиводород, правда, в количестве нескольких десятков атомов. Хочется получить больше и захватить. У них магнитные ловушки, а мы хотели бы захватить его в магнито-оптические ловушки, чтобы антивещество можно было увидеть невооруженным глазом.

Что нее такое антиводород? Антиводород – это полная противоположность водороду. Нужно исходить из понятия, как наш мир устроен. Есть четыре вида материи. Первый – это вещество, которое нас окружает. Оно имеет четыре агрегатных состояния: твердое тело, жидкость, газ, плазма; и, возможно, есть пятое агрегатное состояние – что-то наподобие структурированной плазмы, или вещества из возбужденных атомов. Этого еще никто не видел, но мы его ищем. Второй – это то, что передает информацию, взаимодействие между отдельными атомами вещества: это электромагнитная волна или свет. Он состоит из фотонов.

Третий вид – это антивещество. Оно отличается от вещества только зарядом. Например, если электрон имеет отрицательный заряд, то позитрон имеет точно такой же, но положительный. Второе свойство: когда позитрон встречает электрон, происходит аннигиляция. Все вещество, вся масса переходит по формуле Эйнштейна в свет. Возможен и обратный процесс. Четвертый вид материи – это вакуум, в который погружена вся Вселенная. Он все пронизывает, но это не «ничто», а вещество с антивеществом вместе. Если мы в маленький участок пространства вложим гигантскую энергию, равную массе частиц, которые должны родиться, то вакуум рвется именно на вещество и антивещество.

Это происходит в CERN, на коллайдере. У них есть специальный источник антипротонов, получающихся в результате столкновений тяжелых частиц. Энергии там очень много в малом пространстве. Вакуум рвется, вылетают всевозможные частицы. Рождаются антипротоны и протоны, электроны и позитроны, другие частицы. Их ловят специальными детекторами. Как только антивещество попадает на стенку, оно сразу излучает. Поэтому антивещество можно держать только в вакуумной камере.

Вещество и антивещество зеркально симметричны. Свойства у них абсолютно одинаковые. Единственное, что нужно, – глубокий вакуум, чтобы он не соприкасался с веществом. Главное – удалить побольше вещества, чтобы его практически не было, и получить много антивещества. Нужно создавать большие установки. Сейчас этим занимается лаборатории ALPHA и ATRAP в CERN, в Швейцарии, а в 2020 г. большую установку FAIR должны построить вДармштадте, в Германии. Мы участвуем в этом проекте. Там основная цель – получение антиводорода в магнитно-оптической ловушке. Он будет светиться ультрафиолетом.

Мы также работаем вместе с Нильсом Мадсеном. Он возглавляет лабораторию ALPHA в CERN. Они занимаются получением антиводорода. Берут антипротоны из ускорителя и смешивают с позитронами. Позитрон можно получить в результате реакции распада радиоактивного калия. Смешивают их в магнитном поле, где; создают магнитную ловушку, в которой и пытаются их смешать. Позитроны должны сесть на орбиты, т.е. происходит обратный процесс: мы возбуждаем, а там они, наоборот, оторваны и снова садятся. Из-за того, что там сильное магнитное поле – порядка 3 Тл, электрон осциллирует по ларморовскому радиусу и ему сложно садиться на орбиту. Мы хотим придумать способ, как этот электрон туда посадить, несмотря на магнитное поле. Это следующая установка. В ней будет создаваться большое магнитное поле, которое мы будем получать при помощи сверхпроводящих магнитов.

Итак, резюме: антивещество – это способ создать очень много энергии в крайне малой массе. Трех миллиграммов антивещества хватит, чтобы долететь до Марса. Это суперкалорийное топливо.

Основная проблема космонавтики в данный момент заключается в том, что больше двух третей ракеты составляют двигатели и топливо, и этого хватает лишь на то, чтобы выкинуть ракету на орбиту. Нет смысла говорить о полете хотя бы до ближайшей звезды, потому что нет хорошего топлива. А антивещество – один из способов получения супертоплива.

Творцы будущего

Теоретические исследования – это прекрасно, но какова практическая польза от всего этого?

Сейчас сильно развивается направление квантовых компьютеров. Дело в том, что, умея манипулировать состояниями атомов (причем мы изучаем коллектив таких атомов), можно создать компьютер на основе так называемых спутанных состояний взаимодействующих атомов. Скорость одного такого компьютера (если он будет создан) сравнима или даже превосходит по скорости все вместе взятые компьютеры на Земле. Но квантового компьютера пока еще не существует – это будущее. Однако умение манипулировать отдельными атомами – заставлять их находиться в разных квантовых состояниях и взаимодействовать – позволит сделать такой компьютер. Мы этим тоже занимаемся.

Еще одно применение: раз мы можем манипулировать атомами, значит, мы можем их укладывать на подложке в произвольном порядке и делать, например, наноробо-тов. Это субнанотехнологии: манипуляции производятся с отдельными атомами при помощи света.

Очень важное направление – стандарты частоты. Спутник, который висит на орбите, и приемник-передатчик, располагающийся на Земле, находятся в разных гравитационных состояниях, и поэтому время у них идет по-разному. Чтобы синхронизировать это время, необходимы стандарты очень точного времени. Механические часы здесь не подходят, поэтому используются атомные часы. Все построено на схеме насыщенной спектрометрии, на газе атомов, например рубидия или цезия. Вы видите спектр поглощения, по этим спектрам можно стабилизировать лазерное излучение и получать точное время. Секунда представляет собой интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Это универсальный закон природы, он всегда выполняется, где бы вы ни находились. Используя законы природы, можно очень точно измерять время.

Интересное направление – квантовая криптография. Можно квантовым образом так зашифровать эти состояния, что никто не сможет без ключа открыть: работы нашим компьютерам на миллиарды лет, чтобы взломать этот код. Секретные службы очень интересуются этим направлением.

Еще квантовая оптика связана с телепортацией. Она получена экспериментально, но надо понимать, что такое телепортация. В одном месте меняете квантовое состояние, и в двух других местах одновременно это состояние тоже меняется. Получается вроде бы мгновенный процесс, но от источника, который поменял эти два состояния, информация идет со скоростью света, просто она приходит одновременно туда и туда. Вы можете менять состояние у двух частиц, которые находятся в разных концах Вселенной, если они в квантовом состоянии. Если поменяли состояние в одном месте, то в двух других оно сразу изменится тоже. Это и есть телепортация.   

Подготовил Виктор Фридман

Источник «В мире науки»