Школа Сойфера: наука и жизнь

Самарский университет — в авангарде научного поиска. Что подтверждают достижения научной школы президента Самарского университета, академика РАН Виктора Александровича Сойфера - это и лазерный «пинцет» для микрообъектов, видимых только в микроскоп; и системы для обработки «больших геоинформационных данных»; и дифракционные оптические элементы, превращающие гиперспектрометр размером со стол в аппарат не больше ноутбука.
 

На плечах гигантов

— Направления вашей работы и ваших учеников — фотоника, «большие данные», геоинформатика. Но это они сейчас так называются, а когда вы оканчивали радиотехнический факультет Куйбышевского авиационного института, этих понятий не существовало. И в КуАИ даже не было факультета информатики — вам еще предстояло его создать. Как вы выбрали путь в науке?

 

— В каком-то смысле мне повезло. А может, время было такое — конец 1970-х. Незадолго до этого появились лазеры, это направление бурно развивалось, и все видели их перспективы в качестве «гиперболоида инженера Гарина». «Звездные войны», технологическое средство для резки материалов, сварки...

 

А меня заинтересовали возможности лазерного излучения как уникального носителя информации. Об этом говорили великие ученые, с которыми мне довелось сотрудничать. Докторскую диссертацию я защитил довольно рано, в 33 года, в Ленинграде, и много общался с известным математиком академиком Юрием Ивановичем Журавлевым и с одним из создателей лазера, академиком и Нобелевским лауреатом Александром Михайловичем Прохоровым. Вот он как раз видел огромное будущее в передаче и обработке информации с помощью лазеров, его школа работала в этом направлении.

 

— И в конце 1970-х вы пошли по этому пути?

 

— Да, под руководством академика А.М. Прохорова в 1978 году мы создали новое научное направление под названием «компьютерная оптика».

 

— И вскоре начали издавать научный журнал с таким же названием?

 

— И журнал тоже. «Компьютерная оптика» — это направление в науке, научный бренд, и он — наш, российский, хотя сегодня речь идет уже о фотонике, как о более широком понятии.

 

Мы опубликовали серию работ, в которых показали, как можно создавать новые оптические элементы, позволяющие производить сложные преобразования лазерных пучков для выполнения различных операций — фокусировки излучения, уплотнения оптических каналов передачи информации, захвата и перемещения микрообъектов вплоть до молекул — своеобразный оптический лазерный «пинцет».

 

Все это — большое достижение нашего научного коллектива. Но надо понимать, что мы действовали не сами по себе. Мы стояли и стоим на плечах гигантов науки.

 

XXI век не случайно называют веком фотоники. Электронные устройства достигают физического предела возможностей, и на помощь приходит фотоника. Оптические каналы способны передавать колоссальные потоки информации, и стоит задача — встроить оптические элементы в структуру чипов. Наука движется к созданию фотонно-электронных микросхем, квантовых компьютеров, и мы вносим свой вклад в развитие этого направления.

 

— В одном из интервью вы сказали, что считаете себя скорее научным работником, чем ученым. Но разве это не одно и то же? В чем разница?

 

— Понимаете, ученый – это человек, который занимается наукой, исходя только из внутренних потребностей. Только из интереса к познанию, не для заработка. Я бы назвал ученым, например, сэра Исаака Ньютона. Но таких людей нет уже очень давно. Люди, занимающиеся наукой, так или иначе получают материальное вознаграждение за свою работу.

 

А научный работник — это человек, который занимается наукой осознанно, по убеждению, но при этом получает вознаграждение за свою деятельность. В этом смысле я считаю себя научным работником. Собственно, вести исследования на свои личные средства сейчас уже немыслимо — все это стоит очень больших денег.

 

Уникальные результаты

— Вы сказали о школе академика Прохорова. А что для вас значит — «научная школа»?

 

— Знаете, это явление в большей степени российское. Оно подразумевает совместную работу ученых разных поколений. Например, в США такого понятия не существует, там ученые меняют место работы, переезжают из университета в университет каждые 5-7 лет. По такому принципу в России сейчас работает «Сколково».

 

В России же научные школы возникли еще до революции, и появились они благодаря крупным, выдающимся ученым. Лично для меня ориентиром в этой работе является Жорес Иванович Алферов — академик, нобелевский лауреат, основатель мощной научной школы. Он и сейчас, в 87 лет, руководит деятельностью коллектива Академического университета в Санкт-Петербурге.

 

Что касается нашего коллектива — кафедр и лабораторий Самарского университета, входящих в Институт информатики, математики и электроники, то это, без сомнения, школа. Более полутора десятков моих учеников — доктора наук, самостоятельно работающие исследователи, заведующие кафедрами. Их собственные ученики уже защитили докторские диссертации.

 

Это — школа. Но мы вполне освоили и принятый сегодня «проектный подход» в исследованиях. Мы регулярно выигрываем гранты на работы, которые важны для фундаментальной науки.

 

— Что это за разработки? Каких результатов добились вы и ваши ученики?

 

— Ну вот, например, мы совместно с группой академика В.И. Конова из Института общей физики им. А.М. Прохорова работали над изготовлением дифракционных оптических элементов на алмазных пленках. Уникальна технология получения этих пленок фактически из отходов — из попутного нефтяного газа. И не менее уникальна технология изготовления самих оптических элементов — методом лазерной абляции. А если простым языком, то лазерный луч придает «линзе» нужную форму, «отщипывая» от твердой алмазной пластинки буквально по молекуле.

 

Алмазные оптические элементы незаменимы в мощных инфракрасных лазерах. Они с успехом заменяют линзы из арсенида галлия и селенида цинка. Надо сказать, что оба этих химических вещества очень ядовиты. А наша разработка позволяет создавать технологические установки на инфракрасных лазерах без такого экологически опасного производства. За нее наш молодежный коллектив в 2002 году получил Государственную премию РФ.

 

— А вы с группой соратников и коллег получили Государственную премию в 1992-м году.

 

— Да, за разработку и внедрение лазерных технологий для авиационно-космической промышленности.

 

Сверху видно все

— В ваших работах по программе повышения конкурентоспособности Самарского университета огромное внимание уделяется геоинформатике. Какие результаты вам удалось получить?

 

— Геоинформатика, дистанционное зондирование Земли — в сознании наших современников эти понятия тесно связаны с космосом. Мы принимаем активное участие в создании алгоритмов и систем обработки цифровых изображений, получаемых со спутников. Работаем с огромными массивами видеоинформации, с так называемыми «большими геоинформационными данными».

 

В то же время у нас разрабатываются компактные приборы, с помощью которых можно получать уникальную информацию о земной поверхности и не только с космических аппаратов.

 

— Вы имеете в виду гиперспектрометр, который сейчас проходит испытания на беспилотном летательном аппарате?

 

— Да, речь об «изображающем гиперспектрометре», как сейчас принято его называть. У современных фотоаппаратов и видеокамер три спектральных канала — красный, зеленый и синий. Этого достаточно, чтобы сформировать цветное изображение.

 

Но если сузить спектральные каналы и увеличить их количество, можно дистанционно получить об исследуемом объекте более полную информацию. Для этого на космических аппаратах устанавливают мультиспектральные приборы — там от 30 до 50 спектральных каналов. Работает и гиперспектральная аппаратура, в которой более 100 узких спектральных каналов.

 

Гиперспектральная аппаратура на самарских космических аппаратах семейства «Ресурс» имеет массу около 150 кг. Наш прибор — не тяжелее 5 кг. Такие легкие и компактные устройства можно ставить на беспилотники, в том числе на так называемые атмосферные спутники. Это дает колоссальные возможности для применения «гиперспектра» в сельском, лесном хозяйстве, для исследования природных явлений.

 

Гиперспектрометры на основе разработанных нами дифракционных оптических элементов в перспективе могут появиться в каждом смартфоне и использоваться, например, для дистанционного определения качества продуктов.

 

За последние 30-40 лет мир неузнаваемо изменился и меняется на наших глазах благодаря развитию информационных технологий, нанотехнологий и фотоники. В этом развитии есть и наш вклад.
Источник: vkonline.ru