Руслан Ваулин:

«„Поймать“ гравитацию — все равно, что найти у человека шестое чувство»

На днях ученые из международной коллаборации LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) экспериментально обнаружили волны пространства-времени, или гравитационные волны. Это открытие называют одним из самых важных в истории науки. В работе коллаборации принимал самое активное участие и ученый из Челябинска — Руслан Ваулин, старший научный сотрудник Sqrrl Data Inc., и аффилированный исследователь Массачусетского технологического института.

личный архив Руслана Ваулина

Для начала стоит сделать небольшое авторское пояснение — мы с Русланом знакомы более 20 лет. И нам трудно, если вообще возможно, называть друг друга на «вы».

— Начнем с главного. Ты действительно состоишь в коллаборации LIGO?

— Я все еще нахожусь в ее составе, хотя последнее время уделял ей примерно 10 процентов своего времени. Но до этого времени в течении восьми лет я полностью был задействован в работе LIGO, в том числе в вычислительных центрах, связанных с ее работой.

— Чем именно ты занимался?

— Моей работой был непосредственный анализ данных с задачей поиска гравитационных волн от слияния либо черных дыр, либо нейтронных звезд. Тот сигнал, который в итоге был обнаружен — это результат огромной работы по анализу данных, который сейчас делается уже практически в формате реального времени. Тогда же, восемь лет назад, в нашем исследовательском центре только разрабатывались его основы, — методы, алгоритмы, математическое обеспечение и так далее, которые в итоге воплощались в жизнь в виде специализированных программ.

— Ты по своей научной базе физик-теоретик. Здесь же, насколько я понимаю, бОльшей частью сугубо математическая работа...

— Скорее, можно уже говорить о том, что анализ данных выделяется в отдельную, очень перспективную научную дисциплину, за которой, пожалуй, будущее не только науки.

Лет 20 или 30 назад такого не было — просто не было необходимости. Между снятием данных с приборов, на которых ставились эксперименты, и сравнением их с тем, что предсказывала теория, путь был довольно короткий — не требовалось каких-то сверхсложных компьютерных вычислений (да, отчасти, и таких мощных компьютеров просто не было). Да вспомни сам любую лабораторную работу в школе.

Сейчас же инструменты позволяют нам исследовать куда больше, глубже и точнее, и компьютеры совершенно другой производительности. Ученые все чаще работают именно с огромными объемами полученных данных, из которых и извлекают необходимую информацию. Причем это касается не только физики, но и других, самых разных областей науки и повседневной жизни — химия, медицина, биология, кибербезопасность, финансы, производство и даже социология. Это требует и теоретической базы, и методики, и алгоритмов, которые должны быть запрограммированы правильным образом, чтобы данные могли быть обработаны максимально эффективно и в минимальное время.

— Почему это открытие так важно? СМИ, да и ученые называют его одним из важнейших за всю историю науки...

— Я бы это сравнил вот с чем. Как известно, у человека пять чувств — слух, зрение, обоняние, осязание и вкус. Открытие гравитационных волн — это примерно то же, что открыть, документально подтвердить у человека шестое чувство.

Сам человек ощущает не так уж много — световые и звуковые волны, но не чувствует радиоволн, рентгеновское или гамма-излучение, и так далее. Наверное, все началось с Галилея, который наблюдал за звездами с помощью телескопа. Затем наука пошла дальше, расширяя спектр электромагнитного излучения, например, радиоволны. А еще есть рентгеновские, инфракрасные телескопы...

Человек за счет технологий открыл практически весь диапазон электромагнитного излучения. Но гравитационные волны, существование которых предсказал сто лет назад Эйнштейн, оставались недосягаемы. Сейчас же мы смогли приоткрыть дверь в эту, пока еще темную для нас часть Вселенной. И прилагательных, и эпитетов тут жалеть не надо — событие действительно эпохальное. Не просто понимать в теории, что такие волны существуют, или косвенно видеть их эффект, но построить своего рода приемник для них.

Кстати, очень многие недооценивают то, что в открытии огромную роль сыграли не только ученые, но и инженеры. Уровень достигнутых в этом эксперименте технологий, их инженерного применения, просто потрясающий. Судите сами — два уникальных приемника — лазерных интерферометра, с длиной «усов» по четыре километра (!), которые смогли уловить волну от слияния двух черных дыр, которое произошло более миллиарда лет назад (!), и одно из зеркал от этой волны сдвинулось на 10-19 метра. Это расстояние на несколько порядков меньше радиуса протона. На четыре километра длины прибора! И это удалось заметить и зафиксировать!

А еще надо отдать должное человеку, который за всем этим стоит — Райнер Вайсс, профессор Массачусетского технологического университета. Он основатель и главный вдохновитель всего этого процесса, и еще в 70-х годах прошлого века предсказал возможность и технологию обнаружения гравитационных волн именно с помощью интерферометра. У Вайсса богатейший послужной список, и, если не произойдет чего-то экстраординарного, за это открытие, этот проект, он, скорее всего, получит Нобелевскую премию. Должен получить.

При этом ему уже 83 года, но он каждый день (наши офисы буквально в трех шагах друг от друга, и я это наблюдал лично), хоть и уже давно пенсионер, приходил, и не просто посидеть-пообщаться, а всерьез работать. Вплоть до того, что лично искал в одном из интерферометров (4-километровой длины, напомню), казалось бы, незначительную утечку вакуума из камеры. Хотя это, наверное, могли бы делать обычные инженеры, технологи. И ведь нашел! Любопытно, что во всем были виноваты мыши, которые поселились за годы функционирования прибора. И вот, скажем так, мышиная моча оказалась столь кислотной, что постепенно разъедала трубы интерферометра (улыбается).

— Все последние важнейшие открытия в науке делались усилиями больших команд ученых, вплоть до нескольких тысяч специалистов. Это и LIGO, и ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, и те, кто разрабатывают термоядерный реактор. Время гениальных ученых-одиночек в науке прошло?

— И да, и нет. С одной стороны, за исключением чисто теоретических работ, ученому-одиночке практически невозможно достичь чего-то значительного. И то, почти все такие работы требуют серьезных вычислительных методов и мощностей, и так далее. Но с другой стороны, роль таких людей все равно нельзя недооценивать. Скажу больше, новый уровень развития науки и технологий еще больше требует таких вот людей-гениев. Их влияние, как вдохновителей, концентраторов, как людей, которые закладывают семя в плодотворную почву, переоценить нельзя.

— Как скромный парень из Челябинска оказался во всей этой круговерти? Мне-то, наверное, объяснять не надо — мы знакомы больше 20 лет. А вот читателям неплохо бы пояснить.

— Все началось с того, как я в 8-м классе перешел в 31-й физико-математический лицей. Хотя, конечно, давала о себе знать и семья (отец Руслана — Сергей Ваулин, ныне проректор по научной работе ЮУрГУ), которая меня с детства направляла в сторону математики и физики. Но, наверное, именно лицей сыграл решающую роль в моем интересе к науке.

Кстати, я не единственный челябинец, и не единственный выпускник 31-го лицея, который работает в LIGO. Еще один «наш человек» — Владимир Дергачев.

Уже в классе 10–11-м я понял, что хочу стать физиком. Любопытно, что когда я поступал в ЮУрГУ, там не было физического факультета, но была инициатива создать группу из талантливых ребят, которые бы специализировались именно на математике и физике. То, что потом стало направлением ПМФ — «прикладная математика и физика». Туда я и поступил. Кроме того, это было возможностью не уезжать в московские вузы и не расставаться с друзьями (улыбается).

— Тем не менее, уезжать все равно пришлось. Не только из Челябинска — из России.

— Тогда, в конце 90-х это было понятным развитием событий. На четвертом курсе университета я уже четко представлял, что если я хочу продолжать заниматься физикой, мне нужно поступать в аспирантуру за рубежом. Наверное, не был важен конкретный раздел физики — я просто хотел заниматься наукой, хотел понять, как устроен мир.

Мир науки — он ведь особый. Ученые всегда за время своей карьеры работали и в разных университетах, и в разных странах, общаясь и учась у коллег. Даже во времена СССР, наши величайшие ученые — тот же Петр Капица.

Без такого «кровообращения физиков в природе» невозможно развитие науки. В Челябинске конца 90-х вряд ли такое было возможно. Да и в Москве, при всем привилегированном положении столицы, тоже вряд ли. И не я один пришел к этому выводу, но и большая часть моих сокурсников — по сути, из нашей группы в Челябинске, да и в России, остался всего один человек.

— Это ведь, по сути, история части нашего с тобой поколения.

— В чем-то именно так. Просто для нас открылась, упростилась эта возможность — уехать. Причем не только самым-самым. По сути, любой действительно мотивированный к этому человек мог тогда поступить в аспирантуру зарубежного вуза. Хотя вообще-то это было очень трудно, одно изучение английского чего стоило. Я примерно полгода каждый день читал киносценарии, записывал незнакомые слова (порой до 30-40 слов в день), а наутро пытался выучить их и запомнить значение (улыбается).

Первой страной, где я оказался, стала Германия. Туда оказалось несколько проще устроиться, нежели в США, где скептически смотрели на студентов тогда малоизвестного на Западе вуза, и взяли из нас только одного — Женю Пузырёва. Мы же с Колей Смолиным оказались в Дортмунде, руководители университета которого знали наших научных руководителей. И хотя я провел там меньше года (Пузырев произвел на американцев такое впечатление, что они вспомнили о тех, кто подавал документы вместе с ним), Германия мне по-прежнему очень близка.

Первым вузом в США для меня стал FAU — Florida Atlantic University. Там я провел, в общей сложности, пять лет, получил научную степень. Диссертация была по проблематике квантовой гравитации, хотя начинал в ЮУрГУ я с физики твердого тела. Американская система аспирантуры такова, что позволяет как углубленно заниматься определенной тематикой, так и изучать очень широкий спектр других дисциплин, и при необходимости что-то поменять в своей специализации.

Там же, во Флориде, я встретил свою будущую супругу.

— В США не принято долго сидеть на одном месте...

— Еще до окончания аспирантуры было ясно, что после получения ученой степени надо будет искать себе работу где-то в другом вузе. Этим я занимался последние год-полтора. Отчасти мне повезло с руководителями — в FAU им был Уорнер Миллер, а в Лос-Аламосской лаборатории, куда мы ездили в командировки (там вообще принято часто и много ездить, я за все время побывал примерно в 50 вузах США, Европы и Азии), им был Эмиль Моттола. Благодаря этим людям я обзавелся и знакомствами, и пониманием, кто из ученых и где над какими темами работает. И знал примерно, в каких университетах есть научные группы, которые могли бы мной заинтересоваться. С другой стороны, квантовая гравитация — весьма узкая специальность, и вакансий не так много.

Встал выбор, что делать — замыкаться, или попробовать что-то новое. В итоге я оказался в Университете штата Висконсин в Милуоки (Center for Gravitation, Cosmology and Astrophysics at University of Wisconsin-Milwaukee — прим. редакции), в коллаборации LIGO, занялся проблематикой разработки методов анализа данных. И это увлекло меня. Милуоки стало для меня большой школой, все, что я знаю об анализе данных, я узнал именно там. А поскольку LIGO уже тогда была коллаборацией, включавшей в себя сотрудников десятков вузов, то я стал еще лучше понимать структуру, кто где какой проблемой занимается, и наладил обширные контакты. А через три с половиной года я оказался в Массачусетском технологическом институте (LIGO laboratory at MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research — прим. редакции). В принципе, это нормально — многие из тех, что прошли нашу группу в Милуоки, оказывались либо в MIT, либо в Калтехе (Калифорнийский технологический университет — прим. редакции).

— MIT считается одним из самых «крутых» университетов в мире. Туда так просто не попасть...

— Безусловно, это совсем другая лига. Точка сосредоточения сил и умов. И не только в научном плане — институт оказывает просто гигантское влияние на всю индустриальную, промышленную среду США.

— Это все потому, что там трудятся десятки нобелевских лауреатов?

— И это тоже. Но дело не количестве «нобелевцев» — титулы штука преходящая. Просто там нет, что называется, «левых», «проходных», случайных людей — уровень практически каждого специалиста очень высок. Конечно, это и на тебе сказывается — каждый день общаться и работать с лучшими. До этого и в FAU, и в Милуоки я знал, что это очень хорошие вузы, но их предел, предел твоих возможностей и карьеры, понятен. Здесь же этого предела, ограничений, просто не ощущается. Я словно капля в океане — могу провести здесь всю свою жизнь, и лишь краем глаза увидеть горизонт...

Кроме того, MIT — не единственный мощнейший вуз в Бостоне, есть и другие, такие, как, например, Гарвардский и другие университеты. Это создает особую среду не только в научном мире, но во всем обществе.

— Это отличается от того, что происходит с наукой в России?

— Пожалуй, главное различие — наука в России, и даже в Москве находится в довольно жесткой изоляции от мирового научного сообщества. Многие, наверное, не захотят это признать, но так оно и есть, и это видно. Второе — застой. Слишком мало «кровообращения» — практически отсутствует обмен сотрудниками между вузами, который есть за рубежом. Все сидят сиднем на своем месте, порой десятилетиями. А ученым жизненно нужны новые вызовы, нужна среда, где они могли бы реализоваться, обогащаться знаниями, опытом, мыслями...

Но лично я бы все-таки не стал делить на Россию и остальной мир. В развитых странах тоже хватает вузов, где возможности довольно ограничены. Та изоляция, о которой я говорил — это, скорее, самоизоляция, она больше психологическая. Сам твой вопрос показывает, что эта проблема есть.

— Ты в США уже около 15 лет, но часто приезжаешь в Челябинск, и проводишь время в ЮУрГУ, даешь лекции. Почему ты это делаешь?

— Я приезжаю к родным, к семье, к друзьям, которые остались здесь. А лекции — конечно же, вуз, который меня воспитал и дал дорогу в жизнь, для меня важен. Я пытаюсь вернуть хотя бы частичку того, что в меня вложили, и надеюсь продолжать это делать. И я очень благодарен Валерию Петровичу Бескачко, профессору, и.о. завкафедры теоретической физики ЮУрГУ. Он был моим научным руководителем, когда я был студентом, мы с ним остались на связи, и он организовывает семинар, когда приезжаю я или другие наши выпускники, ставшие учеными в США.

А еще... Система, которая ограничивает людей, студентов в чем-то, в итоге ограничивает саму себя. И я хочу сделать что-то для слома этих ограничений, этой изоляции. И это касается не только  ЮУрГУ — я ездил и в корейские, и китайские институты и занимался тем же самым — делился опытом, читал лекции...

— Сеял семена науки?

— Наверное, можно и так сказать. Семена науки, культуры. Помогать людям налаживать связи, а не разрушать их. Сделать мир хоть чуть-чуть лучше. Как бы это наивно ни звучало.

Комментарии