Астрофизик Галина Устюгова: «Наши усилия превращаются в айфоны и нанотехнологии»

Что астрофизику нужно для счастья, как российская наука оказалась неубиваемой, что приняли за маленьких зеленых человечков и почему не нужно бояться смешения рас и преобладания одних религий над другими – размышляет астрофизик Галина Устюгова.
Галина Устюгова – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института прикладной математики им. М.В. Келдыша. Занимается математическим моделированием магнитодинамических течений в астрофизических условиях.

К счастью, наша дочка очень плохо ела

– Галина Валентиновна, расскажите, как девочки становятся астрофизиками? Вы в детстве мечтали полететь в космос?
Галя Устюгова в школе
– Как всякий нормальный ребенок, в детстве я мечтала стать продавцом мороженого. До 13 лет вся моя жизнь проходила на улице и в музыкальной школе. А летом после шестого класса я как будто проснулась – стала читать и учиться. Тогда же я написала план своей жизни до 2000 года. Венцом этого плана было родить сына и заниматься наукой – математикой. Мне, правда, в итоге досталась дочка, самая любимая, а вот с математикой все получилось.
В старших классах я выдержала достаточно серьезный разговор с родителями, которые считали, что мне нужно быть бухгалтером или зубным техником. Папа говорил: «Не видел ни одного объявления, что где-то требуется математик». Но меня невозможно было переубедить.
– Ваш муж Сергей Устюгов тоже был астрофизиком. Вы работали вместе?
– Нет, вместе мы не работали, мне кажется, это было бы слишком. Он очень многому меня научил, направил, но работала я с другими людьми. Сергей был настоящим ученым – самостоятельным, ищущим, он занимался конвекцией на Солнце, турбулентностью на звездах и взрывами сверхновых.
К сожалению, его разработки получили признание уже после его смерти. Он был фанатиком в науке, не задумывался, нужно ли кому-то то, что он делает, его интересовало только движение вперед. Много лет, пока он не начал получать признание и соответственно деньги, я зарабатывала больше него.
– Наверное, требовалось мужество, чтобы в 90-е годы оставаться в науке?
– Нам действительно было трудно какое-то время. К счастью, наша дочка очень плохо ела, и ей хватало того, что давали в садике, а мы как-то справлялись. Но довольно быстро все наладилось: мне повезло попасть в российско-американский проект, изучающий джеты.
Это такие объекты во Вселенной, они представляют собой две противоположно направленные струи плазмы, которые бьют из центра, например, галактик. Представьте нашу галактику, она выглядит как плоский крутящийся круг со спиралевидными рукавами. Считается, что в центре галактики находится черная дыра, вокруг которой скопление звезд. И поперек этого диска в обе стороны довольно далеко бьет очень мощная, очень быстрая, очень узкая струя плазмы. Этот загадочный объект много где встречается, например, в области образования молодых звезд.
Когда я поступила в аспирантуру и начала работать, еще не существовало программ, обсчитывающих магнитную электродинамику. Передо мной поставили задачу: написать такую программу. Я даже не понимала, что этого никто в мире раньше не делал.
И я написала ее, мы попали в число первых, и это было для нас очень хорошо. Получилось, что я оказалась на самом пике развития этой области. Такой успешный старт позволил мне выстроить всю дальнейшую работу.

Галина Устюгова в Корнеллском университете

Ни одно наслаждение с этим не сравнится

– Что вдохновляет ученых во время исследований? Вы думаете о последствиях вашей работы для человечества?
– Недавно я задавала эти вопросы своим друзьям-ученым. Мы сидели в кафе и говорили, и пришли к общему мнению. Понимаете, никто из нас не Эйнштейн, но все мы делаем на своем месте что-то важное для нас. Вот передо мной поставили задачу, я ее решаю, а она не получается. Программа очень объемная, и то, что я делаю, для нашего мира совсем неестественно.
Мир непрерывен – воздух непрерывен, все плотное. А компьютер дискретный: мы вычисляем физические параметры в каждой отдельной точке и на основании этих вычислений должны получить общую картину. А она не получается, не работает. И ты думаешь-думаешь, придумываешь идею, потом ее реализуешь, и вдруг все становится на свои места!
Ты видишь картину, видишь из уравнения, как этот джет вылетает или как звезда эволюционирует – и получаешь такой мощный выброс эндорфинов!
Ни одно из известных мне наслаждений не может с этим сравниться. Возможно, именно поиск этого состояния и толкает некоторых людей на занятия наукой.
– Наверное, имеет значение, полезно ли кому-нибудь ваше достижение?
– Конечно, отдельная задача – донести до людей то, что мы сделали. Это тоже достаточно творческое мероприятие. Один из моих любимых фильмов – «Розенкранц и Гильденстерн мертвы». Там есть одна линия, когда герой постоянно что-то придумывает – повторяет опыты Галилея, опыты с передачей момента – но его никто не понимает, он не умеет объяснить, что это не баловство. Задача донести до людей свою идею тоже вдохновляет.
Однажды, довольно давно, я была очень впечатлена, когда в одном научном чате написали: ну это же уже сделано, есть же статья Устюговой. Понимаете, если кто-то этим пользуется, значит, все было не зря.
– Ваших друзей-ученых тоже «греют» эти два фактора – радость победы над задачей и востребованность?
– Они называли три главных движущих силы: любопытство, деньги и свободный режим работы. Мы спорили о смысле того, что делаем, и вдруг к нам подошел какой-то человек, который понял, что мы ученые, и довольно стройно нам изложил свой взгляд на картину мирозданья. Он по-своему проинтерпретировал нашу деятельность. Знания он представил не в виде продукта научной работы, добытого с помощью интеллекта, а в виде озарения, посланного свыше.
Мы выслушали его и сказали: «Но ведь мы атеисты, что же нам делать?» Наш собеседник заметно расстроился, а потом подумал и ответил: «В таком случае у вас остается ваша совесть, вот и живите с ней».
– Совесть котируется в научном мире? Например, Фриц Габер получил Нобелевскую премию за изобретение синтеза аммиака, который используют для производства как удобрений, так и взрывчатки. С одной стороны, он помог накормить человечество, с другой – стал “отцом” химического оружия, которое использовали в Первой мировой войне, а потом и в газовых камерах Освенцима. Жена и сын Габера покончили с собой, не выдержав гнета совести. А сам Габер не тужил. «В мирное время ученый принадлежит миру, но во время войны он принадлежит своей стране», – его слова.
– В то же время Оппенгеймер, который изобрел ядерное оружие, мучился, когда в Японии взорвали бомбу, говорят, даже пытался покончить с собой. Но это не значит, что можно остановить науку. Если человек что-то заметил, он будет это исследовать, особенно если у него получается! Прогресс невозможно остановить.
– Даже если прогнозируется, что эти разработки принесут разрушения?
– Это вопрос к политикам, к обществу, а не к ученым. Наука вне-этична. Столовым ножом можно резать хлеб, а можно убивать. Надо уметь обращаться с научными достижениями.

Начиная с вай-фая и заканчивая тефлоновыми сковородками

– Как сейчас развивается астрофизика?
– Бум в астрофизике начался с того, что в конце 60-х в Кембриджском университете зафиксировали сигналы от пульсара. Это был ритмичный и очень частый сигнал, никто не мог представить, что во Вселенной существует объект, который крутится с частотой – оборот за полторы секунды. И сначала все решили, что так к нам обращаются инопланетяне.
Страшно обрадовались: маленькие зеленые человечки шлют нам сигнал, Вселенная с нами разговаривает. Это дало мощный толчок развитию астрофизики. Оказалось, что это пульсар – очень тяжелый, очень маленький космический объект, который очень быстро вращается и обладает сильным магнитным полем. Когда он поворачивается к нам каким-то боком, мы воспринимаем сигнал с его стороны. Первому открытому пульсару присвоили имя LGM-1 – «little green man». А сейчас таких объектов открыто уже более полутора тысяч.
Если думать о прикладном значении астрофизики, то космическая отрасль, как и военная, дает очень много побочных открытий, которые прямо сейчас использует общество. Начиная с вай-фая и пультов дистанционного управления и заканчивая термобельем и тефлоновыми сковородками. Конкретно я занимаюсь программами, которые описывают не только космос, но и кучу всего, например, как с помощью магнитного поля перемешивать алюминий при варке.
Сейчас в астрофизике происходит некоторый спад, но в России, возможно, ситуация лучше, чем в других странах. На самом деле у нас на науку тратятся очень большие деньги. Проблема была в том, что они неэффективно распределялись. Моя точка зрения непопулярна, но я считаю, что реорганизация наших научных структур полностью оправдана. Надо поддерживать молодых и тех, у кого что-то получается.
Есть, конечно, масса областей, например, математика, где не может быть много очевидных результатов, публикаций. При этом вся наука держится на математике. В конце концов, наши усилия все равно превращаются в айфоны и нанотехнологии. Нужно сохранять определенную базу, если мы хотим оставаться не только потребителями, но и производителями айфонов. Как ни крути, Россия входит в число тех стран, которые определяют уровень цивилизации. Мы не Сомали.
– До сих пор?
– Меня порой болтает между самым черным отчаяньем и самым светлым оптимизмом. Думаю, что мы никогда не будем Сомали, если не случится что-то совсем страшное. А 10 лет назад я считала, что российскую науку уже ничто не спасет. Но она оказалась неубиваемой. Слава Богу, не прервалась преемственность. Остались люди, которые могут учить, и которые хотят учиться. Сейчас снова все движется, молодежь идет в науку. Появились новые фонды, изменилась система грантов, стало больше денег и больше возможностей.

Галина Устюгова
– Вы говорите, что развитие астрофизики будет притормаживать, а какие сферы будут развиваться?
– У человека всегда есть глобальная мечта, в разные времена она меняется. С середины прошлого века и до его конца был век космоса, была мечта о встрече с другим разумом, о захвате других пространств. Это можно проследить по космической фантастике, которая занимала книжный рынок. Потом в связи с успехами в медицине, в биотехнологиях эту мечту потеснила другая вечная мечта – бессмертие. Это абсолютная мечта, она гораздо старше, чем мечта о покорении космоса, она глубже сидит в человеке. А наука всегда следует за главной мечтой.
Меня ужасно насмешил Медведев, который объявил, что мировые правительства должны объединиться, потому что скоро наступит цифровая эра и появится искусственный интеллект, который нас поработит. Это так наивно. Будущее уже наступило. Вот они – титановые протезы, искусственные хрусталики, зубные имплантаты.
Человек уже осуществил мечту о том, чтобы изношенные детали тела заменялись на новые. А ведь в медицине уникальное очень быстро становится массовым. Сейчас моя мама в Челябинске по программе социального страхования поменяла оба хрусталика и бедренный сустав. Бесплатно! Просто она знает все права, внимательно читает информацию в интернете, распечатывает ее, приходит в поликлинику и просит ей это предоставить. «Все написано в полисе, вы просто не читаете», – говорит она. Это правда.
Медицина бурно развивается, а физика сейчас, к сожалению, уперлась в стену. В начале ХХ века был большой подъем: развитие квантовой физики, атомной энергетики. Но уже около 50 лет все ждут общую теорию поля, которую никак никто не может написать.
А может, еще не время для очередной революции. Мы наоткрывали кучу вещей, которыми уже пользуемся, не понимая их природы.
Даже, казалось бы, хорошо изученную гравитацию, атомную энергию, квантовую механику мы плохо понимаем. Нам еще предстоит осмыслить тот прорыв, который случился в ХХ веке.
Сейчас на пике космология. Лет 20-30 им осталось, чтобы увидеть, что находится на краю Вселенной. Это тоже может оказаться очень важным для понимания устройства мира.

Нужно ли Вселенной, чтобы ее кто-то познавал

– Беспокоит ли вас порядок на планете: экология и регуляция численности населения?
– Регуляция численности уже не должна вызывать беспокойства. Лет 20 назад увеличение численности населения действительно казалось проблемным, потому что развивалось в режиме «с обострением» и угрожало взрывом.
Но уже лет 10 статистика говорит о том, что скорость роста вышла на константу. Это означает, что никакого взрыва не будет. В этом режиме численность регулируется естественным путем, не войной. Есть очень много механизмов, это тоже работа естественного отбора.
Человечество всегда решает проблемы, которые перед ним встают. Залог работоспособности системы – ее сложность. Чем сложнее система, тем она устойчивее, тем больше у нее точек опоры.
– Можно ли представить, что вся эта огромная и гармоничная система неодухотворена и безнадзорна?
– Порядок выстраивается из хаоса и наоборот. Есть простые опыты по турбулентности: в сковородке с плоским дном ровным тонким слоем распределяют мел, наливают слой подсолнечного масла и равномерно нагревают.
При нагревании в сковородке возникает структура из правильных шестиугольников, в которых в центре поднимается масло, а по краям опускается. Эти структуры возникают сами, без вмешательства со стороны.
– Не может ли быть так, что все это предопределено? Как математическая программа, у которой есть автор, но при этом кажется, что эта стройная и гармоничная система была заранее задана, а ученый только открыл ее и стал считаться ее автором.
– Как говорит мой постоянный соавтор и научный руководитель: «Ты творишь миры». Математика – это инструмент, это просто буквы, которые описывают то, что мы видим. На самом деле мы такие маленькие, так мало знаем, а мир пугающе огромен, бесконечен, беспорядочен, черен.
Есть такой ролик, в котором смоделирован полет камеры наружу сквозь Вселенную. Долгий полет через черноту. Потом мы встречаем первую звезду, долго летим дальше, встречаем следующие звезды. Вылетели из галактики, наступила чернота, но мы упорно летим сквозь нее и вдруг начинаем видеть другие галактики. Так же редко, но все равно если мы смотрим назад, то видим, что их все больше и больше, и галактики превращаются в звездочки.
Мы упорно летим и видим, как галактики начинают собираться в скопления. И уже скопления галактик выглядят как звездочки. И если все это сложить – человеку это недоступно, нет сейчас таких данных – но если мы запрограммируем все эти координаты и посмотрим на нашу Вселенную со стороны, то мы увидим шар, состоящий из сот. Все эти галактики собраны в некие кластеры, единую упорядоченную сеть.

– Какая красота!
– Конечно, это лучше, чем бесконечная пустота. Во всем этом человек – удивительный объект. Почему у него разум? Нужен ли он? Нужна ли Вселенная? Нужно ли ей, чтобы ее кто-то познавал? Это какая-то странная случайность или это закон развития чего-то? Когда смотришь, насколько всего много, насколько все далеко друг от друга, то, конечно, возникает вопрос смысла. Но в астрофизике я знаю только один ответ: просто интересно.

Вы замечали, что люди хотят быть хорошими?

– Однажды я спросила одного уважаемого математика, много ли среди ученых верующих в Бога. Он ответил, что нельзя сравнивать ученых бывшего советского пространства и иностранных. У нас вера была выжжена насильственно, а весь остальной мир ищет смысл своего существования и часто находит его в Боге.
– Среди математиков действительно мало верующих, хотя они есть, даже в нашем институте. Лично я не верю в то, что мир одухотворен. Не верю в замысел, не верю в цель существования. При этом наука не выступает против религии, если не считать какого-нибудь одиозного Ричарда Докинза. Противостояния нет, потому что эти области не пересекаются. Наука ищет законы существования, но не занимается его источником. Вопрос о Боге вне рамок науки, потому что его невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Можно только верить или не верить. Нет данных о существовании Бога, как только они появятся, об этом можно будет говорить с научной точки зрения.
– Далеко не все можно объяснить и постичь, вы же сами сказали.
– Говорят, что Бог в промежутках – что непостижимо, относят к Богу. Но, например, эпилепсия считалась священной болезнью. А потом она была описана, классифицирована и утратила эту ауру. Так же и с прочими пока непознанными вещами. Это не значит, что мы никогда не узнаем их природу.
– Каковы, по-вашему, перспективы развития человечества?
– Вы замечали, что люди хотят быть хорошими? Даже те, кто делает плохо, ищут ту точку зрения, которая их оправдает, признает их хорошими. Людей, говорящих о себе: «Я – злодей», – очень мало. Это сдвиг психики.
Нормальный человек хочет быть хорошим и выглядеть хорошим, чтобы его одобряли. Это именно та база, на которой строится социум.
Система стремится к равновесию. Не нужно бояться смешения рас или преобладания какой-то другой религии, чуждой нам. Даже если агрессивный ислам победит в мире, в таком состоянии он не сможет оставаться долго. Человечество эти циклы уже проходило, сколько цивилизаций было поглощено другими. Все равно развитие неизбежно. Это непопулярная точка зрения, но я считаю, что никакая национальность не лучше других. Даже если Европа погибнет, что ж – ничего вечного нет. Я надеюсь, что она не будет разрушена войной, скорей всего ее поглотят.
Есть прогноз, что в мире рано или поздно останется одна смешанная раса, и эти новые люди будут стремиться стать лучше и человечнее.
– Галина Валентиновна, какими чувствами неверующий человек сопровождает мысли о смерти?
– Мой муж умер внезапно, сгорел от рака за две недели. Когда он умирал, я была в Америке, не успела вернуться в Москву. И однажды ночью я услышала, как он меня зовет. Вообще, в моей жизни было много мистических моментов, и если бы у меня была возможность веры, я бы уже уверовала. Но я не в состоянии верить в сверхъестественное.
Очень хорошо помню, что, услышав Сережин голос, я встала с кровати в тупой задумчивости и вдруг погрузилась в его состояние. Я присоединилась к нему. Это было по-настоящему ужасно, такая жуткая бездна. И я запретила себе это. Я позволила себе думать и говорить о Сереже только через два года после его смерти.
На Марс надо посылать пенсионеров
– Почему человечество хочет встретиться с инопланетянами? И как вы их себе представляете?
– NASA ищет планеты земного типа, их нашли уже довольно много. У этих поисков две цели: найти аналогичную жизнь, может быть не разумную, но хоть какую-нибудь, и вторая цель – вероятная экспансия человечества. Если рассматривать планеты земного типа, то, скорей всего, жизнь там будет такая же белковая, как и на Земле, построена на тех же принципах и вполне возможно, что будет иметь ту же форму, что и мы.
Это будет существо с глазами, с хватательными конечностями, с конечностями для передвижения. Но не факт, что жизнь может зародиться только на планетах земного типа. Если условия будут другими, то и население будет другим. Каким – это уже вопрос к фантастам.
– Что вам нужно для счастья?
– Чтобы у моей дочери и ее семьи все было хорошо – это основное условие. В остальном мне мало надо. Солнышко светит – уже счастье. Я очень благодарный человек. А какой я благодарный читатель и зритель! Например, я считаю прекрасными графоманские стихи. Они свидетельствуют, что человек хочет думать о хорошем, о высоком. Прекрасная погода, ничего не болит – разве это не повод для счастья? Я по сути бродяга, люблю долго ехать на автомобиле, ночевать в гостиницах. Жила бы в дороге, если бы была возможность.

Галина Устюгова с внучкой Варей
– Так вы хотели бы полететь в космос?
– О, я бы полетела. Когда была объявлена программа полетов на Марс, я очень этой идеей загорелась. Странно, что они набирают молодежь. Надо набирать, конечно же, пенсионеров. Надо нас посылать, потому что, во-первых, не жалко, во-вторых, мы тут уже все сделали.
У меня все дела закончены. Когда внучке исполнилось два, я поняла, что дети стали самостоятельными, в состоянии прожить без меня. И я могу лететь на Марс.
– Готовы к приключениям?
– Я не ищу приключений, я готова работать – работы на Марсе полно.