Scienty

Как развивалась академическая наука на Дальнем Востоке? Какова роль физтехов в её рождении и эволюции? Чем славятся дальневосточные институты РАН? Почему высшая математика необходима для обеспечения безопасности горнодобывающих работ? Как физическое явление кавитации помогает в медицине? Об этом и многом другом «Научной России» рассказал директор Института прикладной математики ДВО РАН академик Михаил Александрович Гузев в интервью о дальневосточной науке и своем пути исследователя.

Расскажите о возникновении и развитии Дальневосточного отделения Российской академии наук. Какие учёные принимали участие в его становлении и преобразованиях?

Мы с вами находимся в Математическом институте им. В.А. Стеклова Российской академии наук (Москва) — замечательном центре математической науки нашей страны и, без сомнения, одном из ведущих мировых математических центров. Зал, где мы беседуем, напоминает об истории и ученых, представляющих собой наше национальное научное достояние. Многие выдающиеся личности, чья деятельность связана с Математическим институтом, участвовали в мощных интеллектуальных бросках в Сибирь в 1950-е гг. и на Дальний Восток в начале 1970-х гг. Российским ученым знакомы имена академиков Михаила Алексеевича Лаврентьева и Сергея Львовича Соболева — отечественных математиков, которые вместе с академиками Сергеем Алексеевичем Христиановичем и Андреем Алексеевичеч Трофимуком были основателями Сибирского отделения Академии наук СССР, начавшегося с создания Академгородка в Новосибирске. У истоков создания академической науки (1932) на Дальнем Востоке стоял академик Владимир Леонтьевич Комаров, президент Академии наук СССР (1936–1945). Рубеж 1957 г., когда было образовано Сибирское отделение АН СССР, оказался наиболее значимым для дальнейшего развития отечественной науки на Дальнем Востоке. Число новых научных учреждений росло небывалыми темпами, и все это способствовало тому, что в октябре 1970 г. созданные на Дальнем Востоке научные учреждения были объединены в самостоятельный Дальневосточный научный центр (ДВНЦ) Академии наук СССР. Любопытно отметить, что постановление президиума Академии наук СССР о создании ДВНЦ было принято после поездки президента АН СССР Мстислава Всеволодовича Келдыша (1961–1974) по Дальнему Востоку.

Центр возглавил известный советский географ, участник четырех антарктических экспедиций, руководитель геофизических экспедиций АН СССР в Восточную Африку Андрей Петрович Капица, сын академика Петра Леонидовича Капицы. Сам Петр Леонидович был одним из основателей Московского физико-технического института (Физтеха), а первым ректором МФТИ стал академик Олег Михайлович Белоцерковский — в 2025 г. отмечается 100-летие со дня рождения этого выдающегося ученого и организатора науки. Петр Леонидович и Олег Михайлович курировали создание научных центров в СССР. Благодаря поддержке О.М. Белоцерковского на Дальнем Востоке сформировался инновационный подход к подъему кадрового потенциала Дальнего Востока. Руководство ДВНЦ АН СССР договорилось с Олегом Михайловичем об организации целевого набора абитуриентов в МФТИ для Дальнего Востока. Прием на первый курс осуществлялся в регионе, где предстояло работать выпускникам Физтеха. После четырех лет учебы в Москве выпускники возвращались во Владивосток для завершения образования на пятом-шестом курсах. Для обеспечения их учебного процесса в 1976 г. при Институте автоматики и процессов управления ДВНЦ АН СССР открылась базовая кафедра МФТИ с выпуском дипломированных специалистов непосредственно во Владивостоке. Выпуск первых физтехов ( Выпускников МФТИ обычно называют иначе, чем физтеховцами. ) для работы на Дальнем Востоке состоялся в 1978 г.

В формировании физико-математического ландшафта на Дальнем Востоке большая заслуга академиков Людвига Дмитриевича Фаддеева, Сергея Петровича Новикова и Сергея Константиновича Годунова. Регулярно приезжали они читать лекции на Дальневосточную математическую школу, организатором которой был академик Евгений Васильевич Золотов. У меня сохранился препринт лекций Л.Д. Фаддеева на школе в Хабаровске для молодых исследователей. С.К. Годунов рассказывал мне, что именно на школе в Находке, куда он приезжал с лекциями, у него родилась идея написать книгу о современных аспектах линейной алгебры.

Вплотную подошёл я к физико-математическому направлению, но насыщение специалистами охватило все науки: биологию, химию, океанологию и многие другие. К 1980 году в разных уголках Дальнего Востока появились около двадцати институтов: на Камчатке, Сахалине, в Магадане, Владивостоке и Хабаровске. К концу 1980-х годов их наполняли сформировавшиеся коллективы молодых исследователей, способных взглянуть на научные задачи с новой стороны. Уровень подготовки сочетался со знанием региональных проблем и помог установить стиль работы академических институтов в духе времени. Научный потенциал Дальневосточного региона возрос настолько, что в 1987 году Дальневосточный научный центр АН СССР был преобразован в Дальневосточное отделение АН СССР (с 1991 года — ДВО РАН).

— Как начался ваш путь в науке?

Я окончил физический факультет Ленинградского государственного университета, теперь Санкт-Петербургский государственный университет. Среди моих преподавателей были известные математики академики Ольга Александровна Ладыженская и Людвиг Дмитриевич Фаддеев, что для меня большая честь.

После окончания аспирантуры и защиты диссертации искал работу по специальности. Желание реализовалось во Владивостоке в Тихоокеанском окенологическом институте ДВНЦ АН СССР.
Благодаря судьбе попал в отличное окружение единомышленников: молодой амбициозный коллектив физтехов, кандидатов наук. Все были целеустремленными, каждый стремился быть не хуже коллег. Сотрудники были заточены на решение задач по научным исследованиям института. В отделе царил соревновательный дух, работали с энтузиазмом, увлеченно и плодотворно, не жалея времени и сил. Научным руководителем был выдающийся исследователь, доктор наук, физтех Валерий Исаакович Кляцкин.
Должен сказать, что многому научился в советской школе Физтеха, потому что она была совершенно особенной. В дальнейшем в жизни не раз общался с воспитанниками этой школы и восхищался их особой научной выделенностью благодаря широкому научному кругозору. Сейчас коллеги-физтехи, сохранившие верность науке, — доктора наук и члены РАН. В частности, исследовательскую работу на Дальнем Востоке ведут члены-корреспонденты РАН Александр Александрович Саранин, Андрей Вадимович Зотов, Александр Федорович Щербатюк.

— Какого рода влияние повлияло на ваш путь исследования?

Влияние людей на нашу жизнь различно по продолжительности: от быстрого прохождения до долговременного следа.

Говоря о Дальнем Востоке, хочется провести параллель с историей жизни выдающегося ученого, президента Российской академии наук академика Владимира Евгеньевича Фортова, изложенной им в книге «Яков Борисович Зельдович». В 1971 году был создан Институт автоматики и процессов управления ДВНЦ АН СССР. Для укрепления научных кадров Дальнего Востока Владимира Евгеньевича распределили в этот институт после защиты кандидатской диссертации. Однако незадолго до отъезда во Владивосток В.Е. Фортов выступил с докладом на Всесоюзном симпозиуме по горению и взрыву в Ленинграде, где случайно встретился с академиком Яковом Борисовичем Зельдовичем — кстати, в этом зале есть его фотография. Послушав выступление молодого ученого, Яков Борисович рекомендовал его в отделение Института химической физики АН СССР в подмосковном городе Черноголовке. Так В.Е. Фортов остался работать в Москве.

Во Владивостоке я встретился с выдающимся ученым академиком Вениамином Петровичем Мясниковым. После избрания его директором Института автоматики и процессов управления он жил в общежитии, а мои коллеги, будучи его соседями, часто встречались с ним. Вениамин Петрович обсуждал с ними различные научные темы, стараясь создать творческую атмосферу среди молодежи. Меня это заинтересовало. В 1991 году я перешел к нему в институт, и с этого момента моя судьба и тематика моих исследований были во многом определены нашими разговорами.

У него был энциклопедический ум и замечательная логика. Он относился ко мне по-отечески и, конечно, оказал на меня сильное влияние. Нельзя сказать, что он давал мне конкретные указания, чем заниматься — идеи для исследований рождались сами, когда мы обсуждали с ним трудные научные проблемы. Вениамин Петрович был целым океаном науки: с ним было интересно часами беседовать обо всем. И не только о науке. Он приучил меня мыслить о проблемах глобально и говорил, что если хочется чего-то достичь в науке, нужно ставить серьезные задачи, стараться решить их в меру своих возможностей, а затем двигаться дальше. За это я ему бесконечно благодарен. В своей жизни я стараюсь следовать стилю работы своего учителя. Мне хочется сравнить его с великим деятелем эпохи Возрождения Леонардо да Винчи по широте знаний и выдающимся особенностям характера.

Чем вы сейчас занимаетесь научными исследованиями?

Чтобы скомпенсировать давление в резервуарах высокого давления, болты должны выдерживать большие нагрузки. В таком случае напряжение в болте обеспечивает надежность конструкции. Но высокое напряжение может быть разрушительным для материалов, например, при сварке, когда оно превышает прочность металла.
Опыт показывает, что внутреннее напряженное состояние всегда присутствует в изготовленных материалах, и его изучение требует моделей сплошной среды. Классическая теория упругости не всегда дает удовлетворительные результаты. В 1950-е гг. появилась идея использовать объекты, отсутствующие в классической теории, для описания внутренних напряжений. Эти объекты интерпретируются в неевклидовом пространстве, что сложно принять из-за привычки строить образы предметов в евклидовом пространстве. В ходе исследования была предложена математическая схема работы с этими объектами и расширена классическая теория.

Построенная неевклидова модель сплошной среды находит практическое применение. Показателен результат по описанию разрушения горных пород под всесторонним давлением. Зональная дезинтеграция, явление, хорошо укладывается в предложенную неевклидову модель. Затем она проявила эффективность при анализе характеристик горных пород под внешним воздействием и других интересных природных эффектов.

Полагаю, этот подход применимый к горным породам окажется выгоден для горного дела?

— Да. Такая мера необходима для безопасности работ в подобных условиях. На глубине 1 км вокруг выработок образуется зона разрушения. Материал сжат, но в нём появляются трещины отрыва. Если использовать анкерную крепь — набор стержней, прошивных слоями пород вокруг выработки, чтобы не дать им обрушиться, — то можно попасть в трещину, и крепление не обеспечено. Но опаснее другое: эти трещины подвижны. Нужно понять механизм этого процесса и какие уравнения нужны для качественного представления картины.

В каких областях сотрудники Института прикладной математики ведут совместные исследования?

Математика — это красота, а математика в медицине — красота в квадрате.
Первые работы в этой области принадлежат О.М. Белоцерковскому и его ученикам, и посвящены моделированию процессов в сердечно-сосудистой системе человека и периферической гемодинамике.

С удовольствием расскажу о масштабной междисциплинарной работе, начатой ещё до пандемии. В ней участвует большой коллектив: медики, физики, математики. Исследование посвящено простому явлению, с которым сталкиваемся каждое утро на кухне — кавитации.
Пример кавитационного явления: вскипающий чайник, образующие пузырьки в воде. Но кавитация создаётся и принудительно. Как? Оптоволокно погружается в жидкость, к нему подводится непрерывное лазерное излучение — на конце волокна появляется пузырек.
Так проявляется кавитация. Поскольку температура воды комнатная, а сам пузырь горячий, он сначала расширяется, отдавая тепло окружению, затем останавливается и через некоторое время схлопывается. Любопытно то, что при рождении и коллапсе паровых пузырьков формируются тепловые струи, которыми можно управлять. У них разный характер действия. Например, если поместить оптоволокно в замкнутую полость с холодной водой, у образующихся тепловых струй возникнет обратный механизм: инверсионное движение жидкости. То есть струи могут работать как насосы.
Эти результаты получены экспериментально и подтверждены математическими расчётами. Получилась удивительная ситуация: эксперимент и теория шли параллельно, подталкивая друг друга. Это красивое явление, по результатам которого подготовлено много публикаций. Но особенно гордимся тем, что работа имеет ценные приложения в медицине. Приведу несколько примеров.

Лечение геморроя — актуальная проблема, так как традиционная операция сложна и длительная реабилитация. В частных клиниках проходят исследования нового подхода с применением кавитационного вскипания жидкости. Операция занимает всего девять минут: человек приходит на лечение «приползающим», а уходит самостоятельно без больничного листа, выходя на работу уже на следующий день. Традиционная операция требует реабилитации до двух недель, что обходится дорого как пациенту, так и государству. Новый подход обладает значительными преимуществами.

Наше исследование применяется и для удаления кист молочных желез. Этот метод прошел клинические испытания: операции выполнялись без рассечения кожи, пациенты справлялись с удалением новообразований легко. Результат эстетически привлекателен, психологическое состояние нормальное, а восстановление проходит быстро.

Третий пример — лечение гнойных ран после ранений. В полевых условиях остаются не только осколки, но и грязь. Новый метод очистки ран с использованием эффекта инверсионного движения жидкости в трубочке уже помог бойцам в одной из городских поликлиник восстановиться. Результат оказался очень хорошим.

Для применения этих подходов в частных клиниках необходимо время на сертификацию. Это зависит не только от нас. Мы сотрудничаем с врачами в исследованиях, но для эффективности и безопасности разработанных методов требуется соответствие всем необходимым требованиям.

В чем разница уровня исследований Дальневосточного отделения РАН после Советского Союза?

Научные исследования Дальневосточного отделения развивались от описания и классификации природных ресурсов и явлений к более глубокой систематизации и применению полученных знаний для достижения целей, связанных как с пониманием природы, так и с разработкой технологий.

Наука рассматривает наш регион как сложный из-за его расположения на стыке океана и суши. Такое положение сопровождается экстремальными ситуациями: тайфунами, характерными для Дальнего Востока, температурными перепадами, ветрами и обширной зоной сейсмичности. Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН на Камчатке выполняет глубокие исследования, в результате которых построены карты сейсмического районирования края. Проводятся дальнейшие работы по обеспечению безопасности.

Другой пример научных достижений дальневосточных исследователей связан с деятельностью Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН. Георгий Борисович Еляков, фантастический, талантливейший человек, был первым директором ТИБОХ и возглавлял институт более 30 лет. Физиологически активные вещества, полученные из флоры и фауны Мирового океана, были использованы для разработки ценных препаратов, применяемых в медицине. Ряд медицинских препаратов, разработанных здесь, имеет большую эффективность в определенных ситуациях по сравнению с общепринятыми.

Рассмотрим, к примеру, исследования в области этнографии, истории и археологии. В Владивостоке функционирует Институт истории, археологии и этнографии народов Дальнего Востока, руководство которым осуществлял академик А.И. Крушанов. Направления работы института актуальны, ведь освоение Дальнего Востока происходило неоднородно.
На одних территориях проживание людей было непрерывным на протяжении всей истории, в то время как на других человек появлялся лишь на 100–150 лет и затем уходил. Из-за сравнительно короткого периода обитания людей в некоторых местах науке до конца не ясно, что там происходило. Возможно, кто-то скажет, что такие изыскания не имеют большого значения для мировой истории, но давайте честно признаем — история необходима нам самим. И в этом смысле безразлично, что думают о российской истории зарубежные коллеги. Главное — помнить ее и учиться на ней.

Какие задачи нужно решить для развития Дальневосточного отделения Российской академии наук?

В основе проблемы лежит сохранение учёных и качественного состава на Дальнем Востоке. Проблема существует давно, однако сейчас, как мне кажется, обостряется. Молодые кадры приобретают опыт работы в академических институтах, но затем часто покидают их ради более выгодных предложений в других местах.

Подобные процессы перемещения специалистов неизбежно будут иметь место, однако сейчас важно не достигнуть критического уровня сокращения кадров, из-за чего некоторые отрасли науки могут исчезнуть с Дальнего Востока. Ведь науку сложно возвести, но при определенных условиях ее легко разрушить.

Как Вы считаете, какую функцию выполняет наука в обществе сегодня?

Нам нужна чистая вода, качественная пища — это обеспечивает наука и технологии. Для жизни необходимы нормальные климатические условия. Жители многих стран проживают на побережьях, поэтому для них актуальна проблема подъёма уровня Мирового океана, который сейчас составляет 3 мм в год. По оценкам, через 100 лет при сохранении темпа роста уровень повысится до 30 см, что создаст реальную угрозу, например, для Нидерландов, где может оказаться под водой 40% территории. От такой ситуации невозможно уйти. Нужно размышлять над подобными проблемами, понять причины их возникновения и пути компенсации. В нашем регионе предлагается создать Дальневосточный природно-климатический центр для изучения таких вопросов.

Мне кажется, наука важна для стабильной жизни не только России, но и всего мира.

Расскажите, пожалуйста, о вашей работе в проекте «Школа для учителей математики базовых школ РАН» в Новосибирске осенью. Какие у вас остались впечатления от поездки?

Я принимаю участие в мероприятиях по популяризации науки как во Владивостоке, так и в других городах, например, в Новосибирске. Там я был на научной конференции, а Институт математики им. С.Л. Соболева СО РАН проводил конференцию учителей. Когда меня попросили выступить, я не смог отказаться. Нам важно поддерживать связь с преподавателями, чтобы учителя хорошо готовили школьников.

Мероприятие прошло замечательно. В течение недели учителя из разных городов России — от Владивостока до Архангельска — с большим интересом слушали лекторов, участвовали в экскурсиях. Такие встречи очень важны: преподаватели узнают о научной деятельности, а мы можем понять стремления учителей к совершенствованию образования школьников. Конференции дают возможность обмена опытом между учеными и педагогами. Например, после лекций учителя советовались с выступающими учеными о лучшей подаче тем на уроках.

Какие цели вы ставите перед собой на ближайшее будущее, как в научных исследованиях, так и в распространении знаний о науке?

В научной работе всегда полезно помнить наставление Вениамина Петровича Мясникова: для интересной работы и достойных результатов нужно ставить сверхзадачи. Изучение тайны происхождения жизни на Земле — главной тайны человечества… Что может быть заманчивее для исследователя? Не оригинально думать, что физики не обошли эту тему: вспомним Эрвина Шредингера, Ларса Онзагера, Г.А. Гамова. И как это часто бывает в науке, интерес к этой проблеме то угасает, то вновь возникает. Сейчас сформировались достаточно большие и надежные биологические знания, требующие осмысления. Простая постановка вопроса: жизнь — эпифеномен химии или надо смотреть глубже? Академик Юрий Николаевич Журавлев предложил поработать над этой проблемой. Для понимания разных аспектов жизни полезными оказались идеи микрофизики, но приходится также использовать подходы алгебраической геометрии, теории категорий, консультироваться с экспертами по искусственному интеллекту. При таком анализе принципиально новым выводом становится то, что многие признаки живых систем, включая способность к дарвиновской эволюции, могут появиться в их квантовых предшественниках задолго до того, как эти системы будут оснащены атрибутами химических систем. С Юрием Николаевичем у нас проходит регулярный рабочий семинар, на котором обсуждаем вопросы и новые задачи в этой области. Очень надеюсь продолжить наши совместные исследования.

Как директору института, занимающему эту должность более 15 лет, хотелось бы, чтобы в будущем институт развивался с новыми молодыми руководителями. Это новое время и новые привычки, но перемены необходимы. Моя ответственность — появление таких кадров.

Популяризация науки может развиваться по многим путям. В программу научных конференций целесообразно включать заседания о истории исследований, биографиях учёных. Такой подход использовался на Всероссийском съезде по механике в Санкт-Петербурге (2023), конференциях Института математики им. С.Л. Соболева СО РАН в 2024 году, а также на конференциях математических центров России в Санкт-Петербурге (2024). Эта инициатива должна стать традицией при проведении научных мероприятий, поскольку поддерживает связь поколений учёных и напоминает о том, что мы продолжаем дело великих исследователей.

Ученые должны рассказывать о себе и своей работе широкой публике. В России развивается познавательный туризм для знакомства с историко-культурным наследием и природными богатствами страны. Можно ли создать аналогичные проекты об ученых, внесших вклад в науку?

В Кабардино-Балкарской Республике формируется первый проект научной тропы.
Он включает создание туристического маршрута на пик академика Фортова. Любой турист любого возраста и физической подготовки сможет пройти спортивную часть маршрута. На тропе планируется установить несколько бивуаков и стендов с информацией о самых ярких научных результатах Владимира Евгеньевича Фортова. Информация будет подана в доступной форме, чтобы заинтриговать туристов и пробудить интерес к науке у молодых людей, которые ищут свой путь в жизни.

Инициативная группа проекта научной тропы с сотрудниками Центра географических исследований Кабардино-Балкарского центра РАН предложила увековечить память известных российских ученых — М.В. Келдыша, И.В. Курчатова, С.П. Королева, Я.Б. Зельдовича, Н.Н. Семенова, Л.Д. Ландау, П.Л. Капицы, М.А Лаврентьева, А.Д. Сахарова, Ж.И. Алферова — путем присвоения их имен безымянным вершинам, расположенным недалеко друг от друга. Созданный таким образом научно-познавательный кластер позволит формировать научные маршруты, посвященные каждому ученому, и объединить их в единую сеть.

Пословица «идеи витают в воздухе» подтверждается примером инициативы Русского географического общества. Общество присвоило имена академиков А.В. Жирмунского, Г.Б. Елякова, В.И. Ильичева, В.Л. Касьянова морским мысам на острове Рейнеке, который расположен к югу от Владивостока в заливе Петра Великого. Учёные посвятили жизнь Дальнему Востоку и заслужили памяти.

Изображения в тексте: Николай Малахин / «Научная Россия», Елена Либрик / «Научная Россия», freepik. фотобанк Freepik, r3dmax / фотобанк Freepik, bedneyimages / фотобанк Freepik, tatianamalinin / фотобанк 123RF, jcomp / фотобанк FreepikФото из личного архива С.В. Фортовой, предоставленное С.В. Фортовой. Автор – Константин Кукушкин.