«Ученым важно, чтобы открытия становились основой востребованных технологий»

Научный руководитель НЦФМ Александр Сергеев — о целях, задачах и направлениях работы центра

НЦФМ, который создается в Сарове как флагманский проект инициативы Десятилетия науки и технологий по созданию новой научной инфраструктуры страны, — проект многозадачный и комплексный. В числе заявленных целей — получение научных результатов мирового уровня, подготовка высококлассных ученых, воспитание научно-технологических лидеров, укрепление кадрового потенциала Росатома. Еще одна из задач, актуальность которой резко возросла, — укрепление технологического суверенитета и трансфер результатов интеллектуальной деятельности в реальный сектор экономики. О том, как планируется выстраивать эту работу, мы попросили рассказать научного руководителя НЦФМ академика РАН Александра Сергеева.

— Александр Михайлович, амбициозные научные и кадровые цели НЦФМ изначально были дополнены прагматическими — наладить трансфер технологий. В какой мере эти идеи изменились с февраля 2022 года и готов ли бизнес включиться в эти процессы?

— Изначально при позиционировании НЦФМ действительно было поставлено много различных задач, от обеспечения фундаментальных научных исследований до получения практических результатов. Эти задачи взаимосвязаны, и для их решения нужно правильно выстроить взаимодействие нашего центра, РФЯЦ-ВНИИЭФ и «окружающей среды», под которой мы понимаем в том числе корпорации и бизнес. Говоря о необходимости новых заделов в фундаментальной науке, мы понимаем, что это не самоцель, а основа технологий, как оборонных, так и гражданских. Исторический этап сегодня таков, что физические открытия первым делом оцениваются на предмет использования для обороноспособности и обеспечения технологического суверенитета.

Материальная база для исследований, которая уже есть в распоряжении действующих научных центров Росатома, задействована в решении профильных задач — и этих задач в наше сложное время не становится меньше. Но необходимы новые научные заделы, поэтому совместно с госкорпорацией «Росатом» и была сформирована концепция НЦФМ, предполагающая создание «Большого Сарова» — новой исследовательской инфраструктуры и нового института, без жесткого пропускного режима, рядом с закрытой территорией. На открытую площадку могут приезжать ученые и молодежь, которые раньше не попадали в Саров по разным причинам. Из них не последняя — желание исследователей взаимодействовать с коллегами из других стран, оставаться в глобальной научной повестке. Понятно, что работа по оборонной тематике исключает такую возможность. Идея «Большого Сарова» рядом с закрытой территорией как раз и позволяет ученым — физикам и математикам — приезжать и работать, взаимодействовать со специалистами ВНИИЭФ, не погружаясь при этом в специфику РФЯЦ. При этом ученых привлекает не только общение, но и современные установки для исследований. Поэтому мы и предложили реализацию установок класса мегасайенс. Они в настоящее время проектируются, строительство лишь предстоит, и готовы они будут после 2030 года. Но именно они и станут «аттракторами», которые привлекут ученых со всего мира. Это многофункциональный ускорительный комплекс с источником комптоновского излучения, центр исследования экстремальных световых полей и фотонный вычислительный центр.

При этом мы должны позаботиться, чтобы научные достижения, полученные на этих установках, могли быть внедрены в решение задач РФЯЦ-ВНИИЭФ, если окажутся интересны этому научному центру; здесь можно говорить не только о трансфере технологий, но и о трансфере знаний. Но верно и обратное: если какие-то достижения ВНИИЭФ, не являющиеся критически важными для оборонной сферы, можно применить для решения иных задач, то они тоже могут быть переданы за пределы ВНИИЭФ. Воспринять же эти знания «окружающая среда» сможет лишь в случае, когда концентрация научного интеллекта «на квадратный километр» за периметром РФЯЦ будет сопоставима с той, что внутри периметра. При этом для ВНИИЭФ будет решена еще одна важная задача — мы усилим приток молодежи, которая после окончания университетов ищет место для приложения усилий (например, кто-то стремится уехать за рубеж, где тоже есть уникальная исследовательская инфраструктура). Молодежь привнесет исследовательский энтузиазм, сможет учиться у маститых ученых. Те, кто захочет, пополнят ряды РФЯЦ-ВНИИЭФ или усилят другие направления научно-технологической сферы страны. В Сарове действует филиал МИФИ, но его программа ближе к прикладным задачам. Появление же филиала МГУ позволит привлечь в пополнение ВНИИЭФ ребят с фундаментальными знаниями.

В трансфере технологий ситуация аналогична той, что и с кадровым обеспечением. Инвесторы разборчивы, они не стремятся идти в закрытые города (мы это видим и жалуемся). Если технологии легче развивать и тиражировать на открытой территории, бизнес охотнее придет туда. Поэтому еще один из мотивов развивать «Большой Саров» в том, чтобы создаваемый научный задел «опылялся» инвесторами и превращался в технологии и продукты. При этом, опять же, чтобы и создаваемая инфраструктура, и будущие технологические компании могли получить квалифицированных работников, эти кадры нужно системно готовить. В Сарове давно действует филиал МИФИ, Саровский физико-технический институт, там готовят достаточно большое количество молодых специалистов. Но этот вуз изначально ориентирован на основные задачи Росатома. Проект НЦФМ в подготовке кадров пошел по другому пути: поскольку мы должны получать новые знания, то нужно стать ближе к фундаментальному образованию — это физика и математика. Поэтому и оказались востребованы компетенции Московского государственного университета — одновременно и фундаментальные, и в то же время достаточно широкие. И уровень, и охват направлений в МГУ значителен, а Росатом сегодня интересуют самые разные знания и технологии в различных областях — от квантовых вычислений до развития Севморпути. Поэтому и было решено пригласить МГУ, сделав в Сарове его филиал. Эта часть нашего замысла уже работает: есть первые выпускники, прием растет: уже принимаем не 50, а 80 магистрантов; уже не 10, а 20 аспирантов. Затем эти ребята, получив соответствующие офферы, смогут работать по открытым и закрытым тематикам и в Сарове, и на других площадках Росатома. Также они смогут работать в НЦФМ и технологической среде, которая сформируется на его основе.

— Не создадут ли сложностей для трансфера технологий знания, составляющие государственную тайну?

— Видя одну из задач НЦФМ в подготовке кадров для закрытых задач Росатома, мы понимаем, что в двухстороннем трансфере технологий есть немало сложностей. И дело не только в режиме нераспространения и государственной тайне. Пожалуй, главная сложность в том, что мы не можем требовать от ученых, задействованных в приоритетных для страны направлениях работы, заниматься трансфером. А если выдвинем такое условие, то рискуем хороших ученых сделать плохими, потому что предприниматель — другая профессия, с другими мотивациями. До сих пор на разных организационных уровнях есть непонимание того, что ученые не занимаются и не должны заниматься трансфером технологий. Они должны создавать новое знание. А дальше, не отвлекая их от работы, нужно создать сквозную цепь от знания к рынку, привлекая уже других специалистов.

В трансфере технологий главной фигурой является заказчик: это может быть рынок или государство, когда ему требуется развитие социальных функций, таких как медицина. Постановка задачи должна идти от заказчика. Ученые работают и получают новое знание; они могут продумать, где оно применимо, как сделать технологию. Но дальше конкретный трансфер должен осуществляться волей квалифицированного потребителя. Например, такой потребитель говорит ученым: «В условиях санкций стране нужны свои магнитно-резонансные томографы. Что можете предложить?» Ученые оценивают свои знания, может быть, уже есть и прототипы с элементами нужных технологий. Дальше благодаря инвестициям эти знания и прототипы превращаются в продукт, который формируется, запускается в производство, сопровождается уже другими структурами и людьми. Такая картина будет касаться гражданской области. Трансфер из ядерного оружейного комплекса на открытый рынок еще сложнее, хотя бы потому что у ученых в том же РФЯЦ много своих забот, которые приоритетны для государства. Требовать от них трансфера технологий на рынок — значит отвлекать от очень сложных и нужных задач. В ряде случаев поставленная цель — чтобы 50% продукции наш ВПК выпускал на гражданский рынок — в сегодняшних условиях трудновыполнима, и на этом не нужно категорически настаивать.

Нашему проекту НЦФМ в последние два года тоже потребовалось адаптироваться под новые реалии. Это связано в том числе с тем, что многие основные исполнители в наших программах получили более приоритетные задачи. Кроме того, в силу политической обстановки от нас ждут результатов раньше 2030-х, когда развернется работа на установках класса мегасайенс. По этой причине мы инициировали программу создания так называемых лабораторий класса мидисайенс — с набором исследовательского оборудования по выбранным тематикам. Их можно сделать быстрее, не так дорого и тоже на мировом уровне — опираясь на имеющиеся заделы. Под профиль таких лабораторий уже есть потребители, с задачами обеспечения технологического суверенитета. Как и с установками класса мегасайенс, с идеей создания лабораторий класса мидисайенс нас поддержали президент страны и правительство; Владимир Путин в сентябре 2023-го, посетив Саров, высказался в поддержку этого направления. Поэтому мы формируем такие лаборатории — центры новых исследований. Это лаборатория фотонных вычислительных устройств, где будут создаваться аналоговые вычислительные системы для сверхскоростной обработки информационных потоков. Лаборатория суперкомпьютерных двойников нужна для проектирования сложных технических систем. Лаборатория сверхсильных оптических полей необходима для лазерных технологий нового поколения. В лаборатории ядерной фотоники будут на новом уровне изучаться свойства ядерной материи и строения вещества. Лаборатория сильных магнитных полей — для развития отечественной электроники и сверхпроводниковой техники. Лаборатория нейроморфного искусственного интеллекта позволит решать задачи технического зрения, управления робототехническими системами, создания нейроинтерфейсов. И, наконец, лаборатория моделирования астрофизических и геофизических явлений необходима для изучения воздействия этих факторов на космические аппараты, для выявления возможностей адаптации живых систем к экстремальным условиям.

— Видно ли уже сейчас, хотя бы по энтузиазму в «очереди желающих» из ученых и молодежи, что замысел НЦФМ начал работать так, как было задумано? Нужны ли еще приманки кроме установок класса мега- и миди-, например та же транспортная, социальная, даже развлекательная инфраструктура?

— Формируется не просто «очередь желающих», а пул участников в виде научной кооперации крупных институтов, вузов. Зрелых ученых и молодежь манит будущая возможность работы в современных лабораториях, но они пока только строятся; также возводится центр коллективного пользования, центр конгрессов и так далее. Приманка в виде научных установок, на которых можно будет получить мировые результаты, — это перспектива. НЦФМ уже работает, обучая магистрантов и аспирантов в МГУ Саров. Российские ученые в рамках научной программы НЦФМ могут ставить эксперименты на ряде установок РФЯЦ-ВНИИЭФ, открытых распоряжением правительства, а также на установках институтов, которые вошли в кооперацию НЦФМ.

На данный момент сильная сторона НЦФМ — это созданная кооперация более чем 50 научных институтов и университетов, объединившая порядка 2 тыс. ученых со всей страны. Они участвуют в выполнении научной программы НЦФМ, получают на это средства. То есть научная работа НЦФМ уже идет, и не только в Сарове. Постепенно, по мере создания инфраструктуры лабораторий класса мидисайенс и установок класса мегасайенс, активность будет перетекать в «Большой Саров». Задачи, которые решает эта кооперация, — не наука ради любопытства и публикаций, а работа в проекции на будущее НЦФМ. Например, создается система диагностики, которая будет реализована в одном из университетов и затем привезена в «Большой Саров». Часть ученых разрабатывают концепции экспериментов для установок, которые сейчас строятся. Работа по наполнению НЦФМ научно-технологическими проектами, по устройству лабораторий класса мидисайенс, по созданию программ будущих экспериментов уже идет. «Очередь желающих» станет видна воочию, когда в 2025 году будет сдан первый центр коллективного пользования, будет размещено оборудование, начнут работу лаборатории. Пока этого нет, мы привлекаем в НЦФМ величием помыслов, именитыми людьми, которые вошли с нами в кооперацию, проводим школы и конференции. Привлекают и открытые установки в РФЯЦ, где можно ставить эксперименты. Но настоящая жизнь появится, когда будут сформированы лаборатории.

— Это касается не только ученых и молодежи, но и инвесторов?

— Да, с инвесторами и предпринимателями тоже можно разговаривать о кооперации, но люди и красивые идеи разбросаны по стране. Другое дело — создать площадку, на которой все сгруппировано, есть работающие по тематикам люди, есть синергия между разными направлениями. Это и будет приманкой, чтобы приходить и инвестировать. Тогда и проявятся возможности трансфера знаний из закрытой в открытую науку. Одно дело, когда наши уважаемые коллеги из ВНИИЭФ в процессе выполнения очень сложных задач создают знания и оформляют РИДы (результаты интеллектуальной деятельности), а другое дело, когда они имеют возможность, что-то применив у себя, сбросить знания на инвестиционную площадку для получения инновационного продукта. Должна будет появиться такая площадка — пока есть лишь ее прообраз в виде технопарка.

— Ждут ли на открытой площадке, которая все-таки останется близка к закрытой, коллег из других стран?

— Говоря об открытой территории в составе «Большого Сарова», мы изначально исходили из возможности формирования центра с международным участием и не отказываемся от этого. Форматы присутствия обсуждаются, и интерес к нашей площадке у зарубежных партнеров есть. Даже и в более сложные времена ученые из стратегических отраслей находили возможность ездить в другие страны, работать в коллаборации. Опыт США показывает, что может быть много форм коллаборации с закрытыми национальными лабораториями. Например, рядом с Лос-Аламосской национальной лабораторией на открытой площадке работает центр, где трудятся ученые из других стран. Причем это и интересно ученым, и полезно Лос-Аламосу. То есть не мы первыми изобрели идею, которая лежит в основе НЦФМ как открытого центра «под боком» закрытого института. Другое дело, что мы привнесли туда дополнительные компоненты, которых нет в США, — это и филиал МГУ в Сарове, и включение технопарка как прообраза инвестиционной площадки. Еще мы привнесли фактор развития территории: страна действительно много вкладывает в кластер «Саров — Дивеево — Арзамас», и культурно-туристическая составляющая этой работы не противоречит, а дополняет нашу деятельность. То есть НЦФМ формируется как международный центр, и в более спокойной международной обстановке это было бы заметнее — на площадке появлялось бы больше зарубежных коллег. Пока мы видим их интерес на международных мероприятиях.

Как именно выстроится работа с иностранцами, зависит от геополитики. Один из наших ведущих партнеров сегодня — Китай, это мировая держава, которая по многим направлениям становится лидером и в науке. В том числе по нашим направлениям — лазерам, ускорителям, термоядерному синтезу. Видно, что они развиваются с очень большой производительностью, и сотрудничество с Китаем нам интересно. Но взаимовыгодность такого сотрудничества — процесс непростой, потому что лидеры склонны беречь свое лидерство и «играть в одни ворота». Наша задача — правильно выстраивать договорные отношения и избежать превращения всех результатов в чисто зарубежные технологии. Так уже сложилось в некоторых сферах — когда по инициативе крупных зарубежных корпораций по всей стране создаются десятки лабораторий: они формируют экосистему исследований, а в конечном счете начинают работать на технологические и кадровые интересы конкретных концернов. Здесь надо исправлять существенные недоработки.

Кроме крупных стран — экономических лидеров, есть и другие, с отдельными развитыми направлениями, кого мы тоже хотим видеть в Сарове. Например, нам важно сотрудничество с Арменией, где развито выращивание кристаллов для мощных лазерных установок. Есть интерес партнеров к развитию систем искусственного интеллекта, цифровых двойников. Форматы сотрудничества определятся, когда придет время.

— Опыт «Большого Сарова» должен быть уникальным или стать моделью для тиражирования, например в «Новом Снежинске», Обнинске? Ожидается и развитие образовательной площадки в Лесном…

— У нас есть три научно-исследовательских предприятия ядерного оружейного комплекса, крупнейшие научные центры: экспериментальной физики — в Сарове, технической физики — в Снежинске и автоматики — в Москве. В основе работы этих центров именно научно-исследовательская деятельность. Опыт РФЯЦ-ВНИИЭФ и НЦФМ может быть применен с той или иной «окраской» к другим институтам. Но если мы посмотрим на эти институты более детально, то увидим, что специфика различна. Работа ученых в столице, пусть и в закрытом учреждении, отличается от работы в Сарове и Снежинске: большой рынок рабочей силы, мощные университеты, своя специфика деятельности. К работе в институте автоматики привлечено немало академических ученых. Институт технической физики в Снежинске более технологичен по сравнению с ВНИИЭФ — там происходит развитие идей Сарова и создание конкретной инженерии, технологий и устройств. Создавать и в Москве, и в Снежинске, тем более в Обнинске или Лесном центры наподобие НЦФМ незачем, особенно когда в стране непросто с финансами. Поэтому идея, которая сейчас реализуется нами, — взаимодействие с другими научными центрами и производственными организациями через общую научную программу НЦФМ. Некоторые разделы этой программы в основном спроецированы на ВНИИЭФ. Но и институт технической физики, и институт автоматики могут более серьезным образом включиться в новые направления, которые мы формируем. Например, это «Цифровое материаловедение», и мы направили предложения об участии обоим институтам.

Когда будет создана база установок и лабораторий, мы тоже не будем замыкаться исключительно на саровской площадке и задачах ВНИИЭФ, а намерены действовать широко — в интересах отрасли и технологического суверенитета в целом. НЦФМ может быть федеральной площадкой, которая «присматривает» за развитием научных заделов и их трансфером, то есть действовать шире охвата ВНИИЭФ. Если наш центр сумеет таким образом себя поставить, показать работу в общих интересах (а руководство Росатома ставит задачу именно так), то, пожалуй, именно эта модель развития будет наиболее соответствовать времени. Кроме взаимодействия через научную программу, это может быть участие в подготовке магистрантов и аспирантов. Отличие НЦФМ от «Нового Снежинска» в том, что Снежинск не создает новые кадры, как в филиале МГУ в Сарове, а работает с набором уральских и сибирских университетов, привлекает магистрантов на дипломы по близким институту технической физики темам, и у кого-то это сформирует желание остаться там работать. У нас возможны пересечения через программы подготовки кадров, но правильнее взаимодействовать через научную программу с целью получения мирового лидерства. В стране поменялась политика выстраивания науки — теперь нужно не просто ставить эксперименты и публиковать об этом статьи, а достигать передовых результатов. Это соответствует амбициям и ВНИИЭФ, и других предприятий Росатома, которые тоже имеют потенциал быть лучшими в науке.

— Говоря о большой кооперации, какие вы видите дефициты, кто должен ее дополнить? Другие корпорации, система РАН, вузы?

— Кооперация уже большая и продолжает расти. Мы хотим сделать так, чтобы в ней работали ученые, достигшие в рамках своих направлений самого высокого уровня в стране. То есть берясь за что-то, мы должны составить кооперацию лидеров, где бы те ни находились — в университетах, Сколтехе, Курчатовском институте и так далее. Найдя, снабжаем их средствами (у нас довольно богатые программы научных исследований). Особенно важно формировать такие кооперации для новых направлений. Не могу сказать, чтобы мы испытывали дефицит из-за нежелания работать с нами, тем более что мы предлагаем интересные условия и возможности. Например, Саров известен направлением исследований, в рамках которого достигнуто магнитное поле, рекордное в мире по напряженности. Это так называемые взрывомагнитные генераторы; мировой рекорд — 2800 Тл — принадлежит уже достаточно давно ученым ВНИИЭФ. Такие установки крайне интересны, поскольку с их помощью можно изучать материалы, свойства которых определяются энергетической структурой электронов, — это магнетики, материалы для электроники, гетероструктуры. Когда новый материал создается, полезно оценить его свойства в сильном магнитном поле. Пример кооперации в том, что институты и университеты, работающие по тематике новых материалов, привозят свои образцы в Саров на эксперименты со сверхсильными магнитными полями и оценивают свои разработки. Это пример, как взаимодействует фундаментальная наука и прикладная деятельность (а получение гигантских магнитных полей — это очень даже высокая наука). В кооперации ядерной физики с материаловедением, на этом и других примерах, возникает синергия, от которой хорошо и участникам, и народному хозяйству.

— О каких направлениях работы с высокой степенью готовности к прикладному использованию может сегодня идти речь, даже если они пока лишь просматриваются в заделах и кооперациях?

— Это в целом тема новых материалов, именно они определяют современный уровень промышленных отраслей. Авиастроение — это композиты; ракетная техника — это материалы для экстремальных условий. Такая же логика приходит и в строительство, и в судостроение, и в автомобильную индустрию. Отсюда и возникает наше потенциальное научное направление «Цифровое материаловедение» — когда материал сначала создается и изучается на компьютере, а потом уже наяву. В этом направлении у Росатома, подписавшего с правительством страны соглашение по развитию высокотехнологичного направления «Технологии новых материалов и веществ», очень хорошая позиция. Эту деятельность надо насытить возможностями, которые есть на разных площадках Росатома и которые появятся в НЦФМ. Важное для всей страны направление будет подкреплено наработками Росатома. Так уже происходит: например, материалы композитного дивизиона пришли в авиастроение. Есть интересные наработки у НИИграфит — углерод-углеродные и углерод-карбидокремниевые материалы. Свои достижения есть у института «Гиредмет», например натриевые батареи, которые могут дополнить литиевое направление: натрий дешевле и работает при отрицательных температурах. ВНИИ неорганических материалов им. А. А. Бочвара имеет наработки по сверхпроводникам; «Луч» — по 3D-печати с помощью электронно-лучевых пучков. Кстати, и Форум будущих технологий посвящен новым материалам; Росатому есть что продемонстрировать.

Еще одно актуальное направление в высокой степени готовности — это искусственный интеллект. Он в основном завязан на развитие искусственных нейронных сетей; алгоритмы обучаются, анализируя большое число примеров, так называемые сеты. Чтобы ИИ работал как можно эффективнее, нужно обрабатывать очень быстро как можно больший объем информации, то есть важна вычислительная мощность. А это наши фотонные технологии — свет способен выполнять операции по обработке изображений быстрее, чем полупроводниковые ЭВМ. Но даже работая с полупроводниками, можно развивать направление нейроморфного ИИ, применяя идеи, которые лежат в основе функционирования мозга. И в этом направлении у Росатома тоже есть интересные разработки, в том числе у организаций, взаимодействующих с НЦФМ.

Также востребованное направление — технологии сбережения здоровья. Здравоохранение не новое направление, но проект переформатирован на систему предотвращения заболеваний. А это предполагает в том числе новые средства и программно-аппаратные комплексы для сбора и обработки диагностической информации в огромных объемах. Это не лечение, а мониторинг состояния здоровых людей с принятием мер, чтобы люди были здоровы как можно дольше. Проект, который начинается в Росатоме, — «Цифровой профиль здоровья»: это получение не только очевидной информации на основе опросников и медосмотров, а более глубокий анализ на основании маркеров здоровья и маркеров старения. Это применение «омиксных» технологий, через понимание организма на клеточном уровне — это геномика, протеомика, метаболомика и так далее. Все это требует обработки больших данных в биоинформатике с составлением индивидуальных программ здоровьесбережения для людей, чтобы как можно дольше сохранить их работоспособность. Задача для Росатома, можно сказать, прикладная, поскольку ключевым достоянием госкорпорации является именно интеллект.

— То есть в Росатом вернется курчатовское «будут ли сегодня открытия?», звучавшее на фоне работы над первой бомбой, но позволившее создать целую сферу мирного атома?

— Это очень диалектический вопрос. И Курчатов, и другие наши великие физики — Харитон, Сахаров — стали великими, потому что их деятельность была востребована страной. Без заказчика, будь эти ученые семи пядей во лбу, они бы не смогли проявиться. Но и страна становится великой научной и технологической державой, потому что на этот уровень ее выводят великие люди. И зрелым, и молодым ученым важна востребованность — когда открытия становятся основой востребованных технологий, нужных в стране и в мире. Если востребованность будет видна, тогда они и будут приезжать, работать, вырастать в великих ученых.