Изнутри №30: вся правда о профессии ученого физика

Павел Терехов — ученый, исследователь в области оптической физики, или просто физик-оптик. В шесть лет он попал в физико-математический лицей №344 в Санкт-Петербурге, затем поступил в Политехнический университет, а после окончания вуза устроился на работу в научную группу ИТМО. В 2019 году, прямо перед началом COVID-19, исследователь по стипендии президента Российской Федерации уехал в Америку на стажировку. С тех пор он живет за границей.

Павел рассказывает, есть ли разница между российскими и зарубежными учеными и чем живет современная наука.

— Чем занимается физик-оптик?Чем занимается физик-оптик?

— Оптическая физика — это область на границе физики и инженерии. Физики-оптики занимаются исследованиями на нано- и микроуровне. Мы изучаем очень маленькие объекты и то, как они взаимодействуют со светом.

Я занимаюсь взаимодействием света с наноструктурами — метаповерхностями. Метаповерхности — это такой подтип структуры под названием метаматериал. Метаматериал — это предложенная еще в 60-х годах идея о том, что можно создать искусственный материал из маленьких частиц. Предполагается, что можно создать материалы, которые ведут себя не так, как материалы в природе. Например, получить отрицательный коэффициент преломления (простыми словами: свет в материале «преломляется наоборот» — прим. Ред.)

— У вашей работы есть практическое применение?У вашей работы есть практическое применение?

Метаповерхности можно применять в разных местах: сенсоры, создание изображений, направление лучей, управление лазерным лучом. Например, их можно использовать для разработки самоуправляемых машин без водителя, потому что машина должна каким-то образом посылать этот луч и считывать его обратно, понимать, от чего он там отражается и таким образом узнавать, где препятствия.

Я в том числе создавал металинзы, которые сейчас переходят в коммерческое применение. Линза в обычном понимании — это, грубо говоря, кусок стекла. Тем временем металинза позволяет заменить этот большой и обычно довольно толстый кусок стекла очень тонким слоем, метаповерхностью, которая будет всего несколько микрон толщиной вместе со стеклянной подложкой, на которой она располагается. Она сможет фокусировать свет, как и большая стеклянная линза, и будет более крепкой. Например, на орбиту важно отправлять наиболее легкую технику — считается каждый грамм, поэтому очень важно сделать миниатюрное и легкое устройство.

Конечно, у металинзы есть свои проблемы, которые еще надо решать, и дефекты, которые пока не позволяют полностью заменить стеклянную линзу, но для некоторых применений и в потенциале для еще большего количества применений это все может существовать.

— Что нужно, чтобы стать ученым-физиком?Что нужно, чтобы стать ученым-физиком?

— Важно, чтобы мозги работали в правильном направлении. Работа ученого специфическая, и для начала нужно сразу научиться чему-то в школе и университете.

Я начал заниматься наукой достаточно поздно. Люди, которые действительно горели этим, изначально хотели стать учеными, могут участвовать в исследованиях уже со старших классов школы или с первых курсов университета. Исследования приводят к публикациям, пусть и не всегда в крупных журналах, и это очень сильно помогает продолжить карьеру в сильной научной группе.

Если бы я мог давать советы себе молодому (и слушать их), то студенческие годы я бы провел совсем не так, как я их провел. Людям, которые спрашивают, как заниматься наукой, я говорю: «Идите в научную группу, знакомьтесь с профессором, который занимается интересными вам вещами, и начинайте делать какой-то простой проект». У профессора всегда будут задачи, которые может делать даже школьник или студент. При этом они добиваются неплохих результатов, работая в свободное от учебы время в лабораториях. Если на первом курсе университета вы получите одну или две статьи в рецензируемых журналах, это даст большой толчок в дальнейшей карьере.

— Какие качества должны быть у ученого?Какие качества должны быть у ученого?

— Как и во всех областях, успеха можно достичь за счет разных вещей. Мне кажется, что наша наука делится на несколько слоев. Есть физики-теоретики, которые работают с формулами, придумывают новую физику, объясняют явления, сидят с бумажкой и ручкой, пишут выражения. Там нужно быть невероятно способным, усидчивым, внимательным, хотеть разбираться в теории и иметь хорошую математическую и физическую подготовку.

Еще есть специалисты, которые занимаются численными методами, — они используют в работе программирование. Например, мы используем разные программы, в которые добавляем наши уравнения и строим модели структур, а дальше эта программа считает, что происходит со светом в наших структурах.

Есть отдельная сфера, где работают специалисты, которые изготавливают структурки — это фабрикация.

Есть экспериментальная часть, где ты берешь эти структурки и светишь на них лазером, строишь установку, которая позволит получить нужную информацию, чтобы проверить свои теоретические изыскания. Это тоже сложно. Нужны прямые руки: чем сложнее установка, тем более прямые руки нужны.

В каждой из этих областей нужны свои навыки. Чем ты способнее, тем меньше усилий прилагаешь, чтобы добиться результатов. Чем больше усилий ты прилагаешь, тем больше результатов добиваешься. Тут нужен и технический, и творческий склад ума, но однозначно сказать нельзя.

— В чем разница между российской и зарубежной наукой?В чем разница между российской и зарубежной наукой?

— В России ученые получают значительно меньше денег. Даже в Америке наука считается недостаточно оплачиваемой по сравнению с индустрией. В России, вероятно, так же. Ученые получают меньше, чем в индустрии, зато в науке больше свободы, творческих проектов, гибкий график и академическая атмосфера.

Но в России зарплата значительно меньше. Например, ученый в Америке не обязан жить в крупном городе, потому что есть много университетов в провинциях с невысокой стоимостью жизни, но при этом зарплата там рыночная.

Кроме того, в России, особенно в последнее время, сложно получать оборудование и реагенты. Многие ученые уехали из России, но многие остались.

— Какие стереотипы сложились вокруг работы ученого? Что из этого правда, а что — нет?Какие стереотипы сложились вокруг работы ученого? Что из этого правда, а что — нет?

— Когда я начал работать в науке, то пересматривал сериал «Теория большого взрыва» (американский ситком о буднях ученых — прим. Ред), и он стал мне намного ближе. Конечно, там утрированные образы, но это действительно похоже на работу ученых, по крайней мере, в моей области.

В то же время иногда люди думают, что наука — всегда интересна, будто ты каждый день открываешь что-то новое. Но часто это рутинная работа. За каждым открытием могут стоять неудачные эксперименты, нереализовавшиеся гипотезы.

С другой стороны, стереотип о том, что это работа над чем-то новым и интересным, тоже верен. Ты действительно работаешь над чем-то новым, открываешь вещи, которые никто до этого не знал. Это прикольно.

Еще есть стереотип, что ученые — это такие сгорбленные, всегда нелюдимые чуваки в очках. Это не всегда так, потому что я знаю ребят, которые активно занимаются спортом и находятся в отличной форме.

— Существует образ безумного ученого. Насколько он правдив?Существует образ безумного ученого. Насколько он правдив?

— Безумный ученый — это странный стереотип. В основном люди не безумны в этой работе. Наука помогает сохранить ясность ума даже в преклонном возрасте.

Есть много преподавателей, которые чувствуют себя нормально ментально. Существует версия, что после того, как они уходят на пенсию, они быстро угасают, потому что мозг больше не поддерживается активной работой. Занятия наукой позволяют сохранять мозг в хорошей форме. Я не думаю, что процент сумасшедших ученых больше, чем процент сумасшедших в других профессиях.

— А как выглядит ваш обычный рабочий день?А как выглядит ваш обычный рабочий день?

— Зависит от того, что надо сделать. Я занимаюсь экспериментами, численными вычислениями, теорией. Предпочитаю с вечера планировать свой день, выставлять задачи. Прихожу на рабочее место, включаю компьютер, смотрю, что запланировано. Дальше я иду в лабораторию и произвожу экспериментальные измерения либо работаю за компьютером: изучаю модели или читаю статьи. Иногда в расписание вклиниваются митинги (встречи с командой — прим. Ред), но их не так много. Чем ближе ты к профессору, тем больше митингов и меньше времени на непосредственные исследования.

Мой рабочий день очень гибкий. Я могу прийти попозже, уйти попозже, поработать вечером. Один день быть непродуктивным, другой — продуктивным. В конечном итоге от тебя требуются результаты, новые штуки, которые можно опубликовать. Негативные результаты тоже подходят.

В аспирантуре и до рождения ребенка я работал в абсолютно разное время. Пик моей продуктивности всегда был ночью. Я мог засиживаться до четырех утра и потом приходить на работу позже. Это зависит от руководителя.

— Сколько в среднем зарабатывает физик-оптик?Сколько в среднем зарабатывает физик-оптик?

— Когда я работал в ИТМО, то получал для науки хорошие деньги: около 30–35 тысяч рублей, плюс аспирантская стипендия от университета — 10 тысяч. Наверное, сейчас сотрудники получают чуть побольше. Есть еще места, где платят более хорошие стипендии, до 100 тысяч рублей.

Уровень зарплаты после аспирантуры зависит от финансирования и чем ты занимаешься. Думаю, это от 70–80 тысяч рублей и выше, а хорошему опытному постдоку (постдокторантура — временная позиция кандидата наук, который занимается научно-исследовательской деятельностью в вузе или научной организации — прим. Ред.) могут платить 150 тысяч. Ведущий ученый в индустрии в России получает 300–400 тысяч.

В Америке зарплата постдока в крупных университетах начинается с минимально рекомендованной стипендии Национального института здоровья — это примерно 60 тысяч долларов в год, что на руки, после выплаты налогов, около 200–250 тысяч рублей в месяц.

— Какой ваш самый большой страх в профессии?Какой ваш самый большой страх в профессии?

— Я боюсь, что меня уволят и выгонят из страны, конечно. Какой еще большой страх может быть?

А если серьезно, то в науке, особенно в университетах, всегда есть страх, что финансирование прекратится: ты не получишь продление гранта, не получишь новый грант, сменятся политические приоритеты и отменят финансирование всей программы.

На ранних ступенях карьеры в науке нет гарантий. Если ты работаешь в индустрии, то у тебя есть постоянный контракт, и ты знаешь, что не будет такого: государство резко изменило программу, и тебе больше не платят зарплату. Исключение — профессоры. У них самая стабильная работа, их до самой пенсии уволить нельзя, и они получают очень хорошую оплату.

Но я плохо вижу себя профессором. Я хочу быть редактором научного журнала. Когда перестану заниматься наукой, надеюсь, буду отвечать за публикацию статей других людей и выбирать, какие статьи публиковать.