наука молодая

Профессор Сергей Кривовичев:
«Моя премия — знак того,
что у нас есть перспективы развития…»

День российской науки профессор СПбГУ Сергей Кривовичев встречал в Москве вместе с семьей. Взял с собой жену и двоих детей, Колю и Асю (им тринадцать и двенадцать лет) — и махнул в столицу. Жаль, девятилетнюю Василису взять не разрешили, сказали, что слишком маленькая. А родители ей уже обещали, она ждала с нетерпением… Придется теперь организовывать для нее персональную поездку.

С.В.Кривовичев

С.В.Кривовичев

За неделю до этого из Кремля, из администрации Президента много раз звонили на Геологический факультет СПбГУ, на кафедру кристаллографии. Уточняли, когда Сергей Владимирович приедет, где его поселить, когда машину подать… И наконец, все хлопоты позади: 9 февраля в Кремле профессор С.В.Кривовичев получил премию Президента РФ для молодых ученых в области науки и инноваций (мы сообщали об этом — см. «СПбУ» №2-3/2009 от 20 февраля с.г.).

Самый молодой из 27 известных

— Недавно была передача про Екатерину Максимову, известную балерину. И тренер очень хвалил ее, рассказывал про ее способности, про ее «поющие» ноги. А балерина стояла рядом и учила девочку: та раз за разом повторяла однообразные упражнения. И когда Екатерину спросили, как она достигла своего уровня мастерства, она просто показала на занимающуюся девочку и сказала: «Делайте вот так каждый день — и вы научитесь танцевать…»

Эту историю напомнил профессор кафедры кристаллографии Геологического факультета СПбГУ С.К.Филатов, чтобы проиллюстрировать одно из важных качеств своего ученика Сергея Кривовичева — неимоверное трудолюбие: «Однажды Сергей вернулся из США чуть живой — расшифровал 50 кристаллических структур за две недели! Вымотался страшно — даже западники, по-моему, так не работают, с такой самоотдачей».

Станислав Константинович Филатов рассказывает, как вырос лауреат:

— Сергею очень многое было дано от природы: у него хорошая голова, хорошая память, хорошее пространственное воображение. Но все, что нам дает природа, нужно развивать — и Сергей все эти годы непомерно работал. Не перечислить, сколького он достиг своим трудом, ведь он много занимался со студенческих лет, не пропустил и дня в работе.

Сергей, еще когда был студентом, явно отличался от других ребят. Обычный студент как поступает? Ты даешь ему задание, он знает, что срок сдачи курсовой работы — через полгода, поэтому месяцев через пять приходит уточнить тему работы. А Сергей, когда ему давалось задание, приходил дня через два с решением: «Смотрите, как красиво получилось!..»

Уже в студенческие годы Сергей многое успел, обошел других на несколько голов. Не скажу, что на третьем — но на четвертом курсе он уже был ученым! Дипломную работу Сергея Кривовичева по достоинству оценил Фридрих Либау, профессор из г. Киля (Германия), ведущий мировой специалист по кристаллохимии силикатов. Он предложил включить ее в качестве отдельной главы для следующего издания своей книги «Структурная химия силикатов», которая для силикатчиков всего мира является настольной. Мы долго думали, но в конце концов отказались. Надеялись, что напишем собственную книгу (и она вышла в 2001 году в Издательстве СПбГУ).

По оценкам С.К.Филатова, Сергей великолепно образован: молодой доктор наук, профессор. Владеет английским языком — и не только британским, но и американским английским. Поэтому Интернет, книги, статьи по кристаллографии ученых всего мира он знает прекрасно. Он много жил и в Штатах, и в Европе, легко общается с иностранными коллегами. Работы С.В.Кривовичева известны и ценятся не только в России, но и во всем мире. Он является самым молодым из 27 ученых СПбГУ, имеющих международный индекс цитирования более 1000 единиц.

Поскольку Сергей родился в семье ученых-геологов, он с детства видел, куда нужно идти. И не тратил времени зря: не стал распыляться, не стал совмещать учебу с работой в какой-либо компании, но сразу вступил на путь науки. Путь трудный и подчас неблагодарный. Впрочем, случай с Сергеем внушает оптимизм: за занятия наукой его достойно вознаградили — вручение ему премии вдохновляет и других.

— Родители сыграли огромную роль в моем воспитании, — добавляет Сергей Владимирович Кривовичев. — Они учились в Университете: мама заканчивала кафедру кристаллографии, отец — соседнюю, минералогии (сейчас он ею заведует). А мама — доцент Химического факультета, тоже рентгеноструктурщик. Она-то меня и научила многим профессиональным хитростям — как наклеить кристаллик получше, ну и прочее...

Но Сергей Кривовичев — не только воспитанник своих родителей. Он представитель четвертого поколения научной школы рентгеноструктурных и кристаллохимических исследований Геологического факультета. Понимая значение этой школы для развития науки, академик В.А.Урусов, заведующий кафедрой кристаллографии МГУ, оценил исследования С.В.Кривовичева и представил его кандидатуру на премию Президента РФ.

— Тот факт, что премия присуждена именно мне, обусловлен высоким статусом Санкт-Петербургского университета, его ролью в жизни страны, — считает Сергей Владимирович. — Очень благодарен тем, кто оказал мне поддержку: это и Н.М.Кропачев, и Л.А.Вербицкая, которые являются членами Совета по науке и технологиям при президенте РФ; и Ж.И.Алферов, который поддержал мое представление от Санкт-Петербургского научного центра. Ведь эта премия дается за заслуги не одного человека, но и всего нашего Университета, нашего факультета, нашей кафедры. И, конечно же, стоит отдельно поблагодарить моего учителя — Станислава Константиновича Филатова.

Вручение премии — важное событие для всей кафедры кристаллографии. У нас сильные научные традиции, много докторов наук, которые работают в совершенно независимых областях кристаллографии и известны как в России, так и за рубежом. Много у нас молодых ребят — и сотрудников, да и студентов: на третьем курсе на двух специальностях учатся тринадцать человек — это притом, что всего на факультете восемьдесят третьекурсников. И моя премия — признание заслуг всей кафедры, знак того, что у нас есть перспективы развития. Есть будущее. Ребята видят теперь, куда стремиться, понимают, что наукой в России стоит заниматься.

Кристаллография: если бы у меня был миллион…

Есть два вещества — глюкоза и маноза, которые состоят из одних и тех же атомов, а различаются лишь их ориентацией. В глюкозе в паре Н-ОН вверху расположен Н, а в манозе — наоборот, ОН. Но глюкоза стала эталоном сладкого вкуса, а маноза — горького... Это наглядная иллюстрация важности изучения структуры вещества. Такими исследованиями и занимается Сергей Кривовичев. Основной метод его работы — рентгеноструктурный анализ на специальных приборах: детекторах, дифрактометрах.

Структура атомов — это фундамент естественнонаучных знаний, это кардинальное свойство материи. Кристаллография многое взяла от других наук. От минералогии — кристаллы, от физики — рентгеноструктурный анализ, от химии — таблицу элементов, атомы и химические связи. Но она многим и дает, потому что расшифровка структуры кристаллов важна не только для геологии, но и для других естественных наук, для разных областей науки и техники.

— Мы изучаем структуру и свойства кристаллов минералов и материалов, — рассказывает Сергей Владимирович Кривовичев. — Например, мы со Станиславом Константиновичем работали с боратами висмута — они используются в лазерных технологиях. Если объяснять на пальцах: в такие кристаллы входит, допустим, красный свет, а выходит синий. Все просто, и не нужно строить никаких заводов, никаких сложных приборов по преобразованию излучения. Ожидается такая же революция, которая была при замене радиоламп полупроводниками — тогда объем аудиотехники уменьшился на порядок. И теперь, если найти подходящий кристалл, не подверженный влиянию атмосферы и хорошо шлифующийся, то можно значительно уменьшить габариты приборов.

Другой пример — можно создавать матрицы для иммобилизации радиоактивных отходов. Они могут как бы впитывать в себя радионуклиды (то есть вредные элементы). И оказывается, что нужные соединения — которые могут действовать подобно губкам — есть в природе, это титаносиликаты. Мы с коллегами из Кольского научного центра РАН занимаемся их изучением. И последняя наша статья, недавно вышедшая в научном журнале «American mineralogist», как раз посвящена трем новым силикатам.

— Слышал легенду про рентгеноструктурщика, — вспоминает Станислав Константинович Филатов. — Однажды друг спросил, что бы тот стал делать, если бы у него был миллион долларов. Тот ответил, что тогда бы работал без помех и расшифровал бы кристаллическую структуру какого-нибудь белка. И друг дал ему миллион долларов, и рентгеноструктурщик провел свои расчеты и получил за них Нобелевскую премию… Так вот, если бы у меня был миллион долларов, а лучше несколько, я бы дал эти деньги Сергею Кривовичеву, чтобы он купил необходимую аппаратуру.

К сожалению, у профессора С.К.Филатова нет таких денег. Но зато три года назад он передал Сергею Кривовичеву «во владение» кафедру кристаллографии, которой заведовал:

— Решение передать ему кафедру я принял сразу же, как мне исполнилось шестьдесят. Но случилось небывалое: он не смог ее принять! Казалось бы, если уж дают кафедру, нужно соглашаться, не раздумывая — но Сергей правильно рассудил: сначала он должен и мир посмотреть, и себя показать. К тому же времена были непростые, ему нужно было заработать на квартиру — у Сергея к тому времени было пять детей (а недавно появился маленький Платон). За годы «странствий» по заграницам он сделал очень много: расшифровал сотни структур, познакомился с ведущими кристаллографами мира.

За три года с тех пор, как Сергей стал заведовать кафедрой, он резко изменил ситуацию. Результаты впечатляют: вместе с университетскими коллегами-кристаллографами он получил и исследовал более 200 новых соединений и материалов. Среди его научных достижений можно отметить открытие и научное описание 34 новых минералов, многие из которых представляют интерес как новые материалы с важными свойствами. Такую возможность дало новейшее оборудование — три очень дорогих рентгеновских прибора.

— Это правда, — соглашается Сергей Владимирович. — Около года назад в рамках национального проекта «Образование» мы купили целый комплекс приборов. И теперь нам остается приобрести совсем немного для создания полноценной лаборатории. Стоит отметить, что нужна была именно совокупность приборов. Скажем, когда образец становится газообразным, он из одного прибора переходит в другой, и там анализ продолжается…

Кстати, ректор СПбГУ Николай Михайлович Кропачев обещал, что мы вскоре получим недостающее оборудование. И тогда наша лаборатория заработает в полную силу, обеспечивая потребности всего Университета — так, мы сможем проводить структурный анализ не только геологических, но и химических образцов. Полезна она будет и для физиков, и для биологов, и для медиков. Также ее оценят те, кто занимаются нанотехнологиями — невозможно ведь строить какие-нибудь наноустройства и наноприборы, не зная строения и свойств того объекта, с которым работаешь.

Междисциплинарный проект:
удачно найденное слово

Сергей Владимирович Кривовичев долго обсуждал с деканом И.В.Булдаковым название пилотного проекта на Геологическом факультете — но к единодушному решению они так и не пришли. Проблема была: как выделить такую тему, чтобы она была интересна не только геологам, но и другим естественникам. Но так ни с чем и разъехались по домам… А утром Сергей Владимирович, заходя в кабинет декана, прямо с порога сказал, как будет называться проект. Да так удачно, что и Геологическому факультету денег дали, и еще другие факультеты к этому проекту присоединились. Но как же он сформулировал? Когда ему пришла в голову подходящая мысль? Оказывается — в троллейбусе, «при переезде из кабинета домой», как объясняет Сергей Владимирович.

Инновационный образовательный проект получил название «Молекулярная геохимия и биогеохимия». И тут важно ключевое слово «молекулярная» (которое никак не могли вначале найти) — потому что именно молекула так важна для всех естественников. Кристаллографы изучают кристаллы, но вещество мигрирует по микропорам не в виде кристаллов, а в виде растворов, в виде молекул. Молекулы интересны и биологам, ведь все мы состоим не из кристаллов, слава Богу, но из молекул. И химики изучают молекулы прежде всего.

— Надо сказать, что многие подавали заявку на проект, но получил только Сергей Кривовичев, — радуется Станислав Константинович Филатов. — В рамках этого пилотного проекта удалось сплотить три факультета: Геологический, Химический и Биолого-почвенный. Не хватает ещё физиков и медиков. А ведь физики занимаются свойствами вещества, которые неотделимы от его структуры. И чтобы создать лекарственный препарат, нужно тоже знать структуру. Я думаю, все эти факультеты могут объединить усилия и средства, чтобы вместе изучать молекулы, изучать структуру вещества.

Слева направо: С.В.Кривовичев,  И.В.Булдаков, С.К.Филатов

Слева направо: С.В.Кривовичев, И.В.Булдаков, С.К.Филатов

Современных студентов-геологов надо знакомить с новыми веяниями науки, надо готовить высококвалифицированных специалистов, владеющих современными методами исследования вещества и современными геохимическими концепциями и теориями. Программы этого направления существовали во всех ведущих университетах и национальных лабораториях мира. Везде кроме… России. Инновационный образовательный проект «Молекулярная геохимия и биогеохимия» и был направлен на то, чтобы заполнить лакуну в образовании петербургских ученых-естественников — она была вынужденной, из-за того, что не было хорошего оборудования. А теперь оно есть — и образование наших студентов идет вперед семимильными шагами.

Профессор С.В.Кривовичев поясняет на примере, зачем нужны эти приборы:

— Представьте, получил человек какой-нибудь новый материал, новое соединение, тот же кристалл для лазерных технологий — и у него очень важные и интересные свойства. Но нельзя же понять свойств — цвета, прозрачности, например — не зная структуры, не зная того, как атомы в этом веществе расположены друг относительно друга. Для того, чтобы узнать структуру, мы и используем приобретенные приборы. С их помощью исследуется эффект, который возникает при взаимодействии вещества с рентгеновским излучением.

Грубо говоря, берется кристаллик — и на него направляется пучок рентгеновского излучения. И если за кристаллом поставить, скажем, фотопленку, то на ней можно увидеть совокупность пятен — потому что от этого кристалла расходится множество лучей. Такое явление называется дифракцией (а прибор, соответственно, дифрактометром). Так вот, потом эти пятна тщательно обрабатываются — изучаются их интенсивность, их расположение. А по этим данным уже можно судить об атомной структуре вещества.

— Но метод рентгеноструктурного анализа — не единственный, что работает на атомном уровне, — отмечает профессор С.К.Филатов. — Есть еще метод электронной микроскопии высокого разрешения. Он развит настолько, что в электронные микроскопы уже можно видеть атомы, вот только еще не получается их точно локализовать. Мы же нашим методом локализуем усредненное местоположение атомов с высочайшей точностью.

Но зато метод электронной микроскопии, несмотря на все дефекты, показывает реальную структуру атомов — через микроскоп даже младенец может увидеть клочок наномира, и не нужно проводить никаких расчетов. Так что нужно пользоваться обоими методами, и мне кажется, что в лаборатории Сергея Владимировича как раз недостает электронного микроскопа высокого разрешения. Хотя, конечно, нужны и другие приборы — например, для съемки кристаллов с очень большими молекулами, например, белков…

Профессор С.К.Филатов считает:

— Факультетам Университета обязательно нужно сотрудничать. Тогда можно будет создать в Петербурге единый Центр структурных исследований. И кто знает, может, скоро мы услышим, что петербургские структурщики получили Нобелевскую премию за решение какой-либо сложной задачи, связанной со строением вещества.

А таких задач много, одна из самых главных — расшифровка структуры сложных биологических объектов. Сейчас масса исследований во всем мире сосредоточены на ней, потому что с этим связаны проблемы наследственности, генетика. Вот только мы, к сожалению, пока остаемся в стороне от этого направления, оно слишком дорогостоящее. Хотя интеллектуально мы готовы этим заниматься. Так что если удастся объединить средства, в первую очередь нужно будет купить прибор, способный расшифровывать такие сложные структуры.

…Как видите, планы у кристаллографов далекие и глубокие. Премия, полученная профессором С.В.Кривовичевым, вдохновляет: все на деле поняли, что Россия может не только увидеть, назвать героев науки, но и поддержать их. Университетская наука востребована, Университет отмечен не только как образовательный, но и как сильный научный центр.  

Маргарита Голубева
Фото Андрея Дубровского и Сергея Ушакова