Touch the source code of the universe

The theoretical physicist Igor Ivanov told Jan Mahonin about his educational activities and summer schools in the physics of elementary particles and related topics in Lake Baikal and Kamchatka.

- You are actively engaged in the popularization of science - you explain, criticize, correct ... Which of these roles suits you the most?

- Let's first say why I am engaged in popularization. So it happened initially: when I myself studied physics, I wanted to tell others about it. For me, this was an integral part of physical education-not just passively listening, but also retelling in other words, trying to put up information in a new way. I saw that ordinary people - not scientists, not students - are also interested in physics, they also want to know about the world around them. And I began to tell them about it. And when the Internet appeared, I liked that I can tell all this to a wide circle of people who are very far away. When I started, I had a lot of free time, so I was happy to answer all kinds of questions and did not particularly criticize anyone. Then the format of my popular science activity changed-I began to write popular science news myself, primarily online. And I saw how other people write, in particular non -core journalists in ordinary media. I saw how much sometimes everything is distorted. Therefore, in addition to my own texts, I began to write and criticism, and sometimes detailed analysis of what was wrong in other people's news.

- How much time do you devote such a critical activity?

- In fact, criticism of other people's mistakes is not the activity in the field of popularization that I want to do. There are people who specially analyze the wrong news and allegations of other people in detail. So, of course, you can also do it. But I understand: the time that I can spend on popularization is limited - this is not my main activity, but I am engaged in science. Therefore, at some point, I decided that it was better to spend the same time not to analyze other people's texts, but on writing my own news. And so it lasts twenty years. I have been working online since 1999.

- But still - there are such moments when you come across in public space with such meaningless theories that you cannot restrain yourself, not comment?

- Certainly. But I try to avoid disputes. I just understand that with stubborn supporters of pseudoscience do not argue. I am often written by adherents of pseudoscientific statements, alternative theories of how the world is arranged, etc. They ask me to make out, criticize their work. I just don't answer anything to them. At some point, I realized that time would disappear, but this would not help anything, I could not convince them.

- Sometimes in your texts you go to the general philosophical level. How, in your opinion, are natural sciences and philosophy connected?

- I try to talk about scientific matters and not go into philosophy. It seems to me wrong, this is not my field of activity.

- I do not mean a systematic philosophy. Philosophy is also an attempt to earn the trust of minds ...

- It happens that I set out my point of view on different more general points, because people sometimes want to know how scientists think about this or that. And if I think I have the right to express my point of view on a specific question, I will express it.

Philosophy is a style of thinking. Physics is the science of an objective world. These are different things that can be developed independently from each other. You can not think about philosophy at all when you are engaged in physics. You can not think about the world around you if you are engaged in philosophy. I prefer to engage in the surrounding world. And if I sometimes need to draw any generalizing conclusions, then I draw them, but I try not to delve into it.

- But in classical times, science and philosophy coexisted. Aristotle tried to theoretically substantiate the existence of atoms ...

- Yes, but since then science has developed significantly. People realized that to clarify objective laws there is no need to just sit and talk about the world around him. It is necessary to put experiments and describe them mathematically. This is the difference compared to classical times. Then they thought: if the reasoning looks believable, you comprehended the truth. But in fact, this is not so.

- You can explain what are your methods of explaining complex things in an accessible form?

- I'll try. When a person says “I don’t understand”, he can put different meaning in these words. The most catastrophic situation is when it was formulated by some kind of statement by such complex words that he did not even realize how different parts of the statements are related to each other, where the prerequisite is, where is the argument and where is the conclusion. But there is another option: the statement in principle is understandable, but it is so diverging that a person knew before, that he lost a connecting thread with all his baggage of knowledge. He does not know what to believe. Or it can happen like this: a person understands the statement, but it seems to him to be banal irritation, he does not feel that it is so interesting in him that he must be so specially emphasized. In general, there can be a lot of forms of misunderstanding. Moreover, different people can not understand the same non-trivial thought differently. So, the task of the explanatory is to understand what exactly this particular interlocutor was not clear to return a few steps back to the moment when he was still clear, and to accompany him until the end of this thought. When I see that a person does not understand something, but wants to understand, I perceive it as a challenge, as an intellectual task, and I strive to deal with it.

- Do you see your duty in educational work? What pushes you to a feat?

-Firstly, as I already said, I do not want to limit myself to the fact that I get an education myself, I want to refine it and transfer it to others. Well, the second - I myself am an extrovert, I'm emotional, and I like to see the response of other people. I am pleasure when I see that children or the general public suddenly become clear what they had not understood before. But at the same time, I do not think that I am directly obliged to popularize, that it is destined for me, that this is my fatal need. Each person chooses himself what he likes, what he should do. Popularization for me is an activity that, on the one hand, is useful, and on the other, it brings me pleasure. But this is still not my main job.

- Theorists are looking for stability island, experimenters synthesize new chemical elements. The question may arise: why all this? Is there a game moment here?

- Such a moment can be found everywhere. So yes, he is. Here I would have to tell in detail what part of this activity is a utopian moment, which is a game ... look: we want to understand how the world works, how it works. Around us, of course, there are many interesting phenomena. But these phenomena are not always justified by fundamental reasons. I will reject a little aside. There is linguistics. There are many interesting languages ​​that have curious features of pronunciation, vocabulary, etymology. It is all very interesting to study, because you can find out about how the language was formed and how the nations were formed. But we can always ask: why in this language it is precisely such a system of conjugation? Could it turn out differently? Yes, in principle it could. We can ask similar questions about the world around him: for example, could it happen that the ground has two moon? Yes, in principle it could, but it did not work out. This is not a fundamental law. There is no such physical law that would forbid planets to have two satellites. This is a situational result. So it happened in this particular situation. However, there are a lot of things in the world around us, about which we ask: "Could it turn out differently?" - And, after conducting research, we answer: no. That is, really something sewn in the device of the microworld prohibits alternative options. A certain physical law from which a variety of phenomena arise that function only in this way, not otherwise. Such laws have consequences, we can dig up, study these consequences, then we even figure out how to use them in practice, but initially it all starts with the soul that is chilling the soul that in this particular aspect the world should be so and only like that, and not to some other. This feeling is fascinating. And many are engaged in real, deep physics precisely because they want to touch the source code of the universe. Then this can be interpreted as a game, as a utopia. But there is an initial motive why it is so interesting for us to study all this.

- What can the search for the island of stability lead to?

-This is in a sense a fundamental question is also. Could atomic nuclei turn out somehow differently? Not really. It is necessary to completely change our surrounding world so that nuclear physics becomes different. At the island of stability, if they find it, of course, practical application can be found. If very stable elements suddenly turn out to be there, they can be synthesized, accumulated, and an exotic superheavy substance with unusual properties. But this is rather utopia - most physicists think that they are not absolutely stable, but metastable. Nevertheless, studying them, you can also extract information about how strong interactions are arranged, and from here new, more convenient approaches to understanding the device and ordinary nuclei, and their transformations.

-And at the same time, see the image somewhere far away of the flickering island of stability ... a certain utopia ...

- Well, yes. At some stage, physical research may be utopian. We study what was in the early universe in the first fraction of a second after a large explosion. How can we, in principle, feel this? It was all so long ago. Since then, the whole universe has changed. But it turns out that there are things that have not changed since then, have not disappeared, we can, relatively speaking, feel. More recently, we learned to capture gravitational waves. In the 2030s, we will launch satellites into space and with their help we can begin to detect gravitational waves with a large period that appeared in a completely early universe. Then, after a tiny fraction of a second after the big explosion, a catastrophic restructuring of the vacuum, a sort of additional explosion, a kind of boiling of the vacuum could happen. Gravitational waves that could then form, still fly throughout the universe, they are waiting for us to register them. Now we cannot still feel them, modern technologies are not enough. But we are already close to this. And when we learn to catch those ancient gravitational waves that still fill our universe, everything that seemed utopias a decade ago will become a fact.

-As for the utopias of social ... Dubna-it does not seem to you that it still remains in it from the utopian project of the sixties or even, indirectly, the twenties? I mean not only science, but also social relations ...

- In Dubna, some enthusiasm is felt. Of course, we are in Russia, where there are different difficulties, but here, in Dubna, despite all this, people are happy to do the common thing. They do not alone, but see other sincerely interested people around them and understand: yes, this is the activity that should be done. In me in Dubna, there is a feeling that in terms of science and human relations, the local atmosphere differs from most Russian cities.

- In history there are many examples of scientists who were engaged in politics: Andrey Sakharov, Sergey Kovalev ... Are you interested in politics?

- Science is people. Each person, in addition to scientific activity, has political views. Someone has religious. If it is important for a person to do anything other than science, move some social phenomenon, then he, of course, moves him. I am interested in politics to the extent to keep my hand on the pulse, to understand what processes around are taking place. I do not actively engage in politics, I do not enter into any parties, I do not participate in any meetings. But I have a clear point of view about the phenomena that occur around us.

-Dubna in this sense looks quite actively, in comparison with the rest of Russia, a more or less free atmosphere reigns here. Only recently there have been petitions against the garbage training ground and against the participation of the Russian Guard in the protection of the institute ...

- Russia is heterogeneous. There are other places in which they argue with the authorities. In this, Dubna does not differ much from other centers of intellectual life in Russia. But in general - yes, this is a sweet, peculiar place. You know, I have never worked in Dubna on an ongoing basis, I have always been traveling here. He performed at conferences, at seminars, interacted with people, I organize events with them, but I was constantly here. I want to maintain ties with oak. I really like how everything works here, and it seems to me that Dubna, at least in the next decades, has big prospects.

- Let's talk about the big Adron Collider. You talk about it to the general public, lead a special section on the portal "Elements". According to your words, the launch of the LNC changed the parameters of European life. What do you mean?

- This is not due to the collider himself as a scientific attitude, but with some change in the general policy of Cern in the last ten years. They understand: in order to maintain this project, it is necessary not only financing and scientific results. People - the most ordinary, not scientists - should also understand what exactly we are doing, why we are doing this and where we want to move on. And when this point of view began to prevail in Cern, the laboratory began to spend noticeable funds on popularization, educational programs and just a story about what role CERN plays in scientific and social European life. Do not forget that scientific research is still a way out of fundamentally new technologies. And all this must be told to the general public so that it understands that LHC is not a thing in itself, but a real part of a wide campaign to study nature, and this campaign in general is a very useful undertaking.

- LHC can play the role of social binding power in Europe, contribute to civilizational unity like environmental initiatives?

- Rather, Cern and fundamental physics as a whole, and not LHC is single -handed. On the one hand, in modern society, many people have an excess of free time. This, in fact, is a luxury - to be able not to chase all the time for achievements, but to think about the world around us, about society and its development, about how to develop further to society. Many people want to attach their mind, energy, strength to something to do something useful. In the end, parents think about where to give children to study, what children will do when they grow up. For people who want to contribute to the development of society, there are many areas of activity: political initiatives, environmental movements, etc. An increase in the prestige of scientific research is one of them.

Cern, as a European representative of one of the large areas of physics, wants to convey to the public the idea that engaging in a fundamental science, and in particular the physics of the microworld, is cool, interesting, useful. But Cern also understands that other directions are also interesting and useful, so he has to compete in a friendly manner with other centers. If we do something and want to do it well, we understand that people are needed for this, and people need to be found, involved, light up. And this is especially important for projects of a giant scale, such as LHC. The desire to involve as many people as possible, rally around LHC those who are interested in physicist was one of the reasons why Cern began to adhere to the policy of maximum openness to the outside world.

- Does this approach remain relevant today, when everything is closed and isolated?

- The last two years in the physics of particles there has been a wide campaign to update the development strategy of the microworld, not only in the near future, but also in the long term. A few months ago, the main priorities for the future were formulated: not only to squeeze the maximum scientific information from LHC, but also to begin detailed development of a new collider, even more powerful and more perspicacious. (See Igor Ivanov’s article on the European strategy in the physics of elementary particles [ 1 ] and the addition to it [ 2 ]. - Ed. ) But any such project will require large resources, and more and more doubts are expressed that these costs are justified. Therefore, in the coming years, both Ceren and the entire physics of particles will be faced with the task of explaining both the general public and the representatives of other areas of science, the justification of these efforts and costs.

- Dubna can go in this direction - to play the role of an intellectually binding environment?

- Maybe, of course. But it depends on the decisions of the leadership, but I do not know what their plans are. Сложность, конечно, и в том, что в современной России это сделать труднее, чем в Европе. Но тем не менее в ОИЯИ существуют программы по коммуникации с общественностью, информацию о научной работе планируется распространять и по России, и по всему миру. Насколько успешно это будет развиваться, я не знаю. Возможно, нынешние усилия в этом направлении пока недостаточны. Но перспективы есть.

— Когда вы начали участвовать в деятельности Байкальской школы по физике частиц и астрофизике?

— Я впервые приехал в Большие Коты в 2009 году, но не на школу, а на научную конференцию. Там я познакомился с иркутянами, с природой, мне это очень понравилось. Все люди были очень открытые и веселые, устремленные в будущее. Они были готовы учиться у приезжих лекторов и расширять круг знакомых. На следующий год меня пригласили уже прочесть лекции. Мне очень импонирует, что там к науке предлагают приобщаться самым юным студентам. В принципе это правильно. В Европе у студентов во время учебы всегда есть возможность куда-то поехать, поучаствовать в мероприятиях, стажироваться. Есть программа Erasmus, так что мобильность среди студентов очень высокая. Выделяются деньги на то, чтобы посылать студентов на летние школы. В Иркутске, да и в Сибири в целом, ситуация другая. Многие просто не могут летать ежегодно на школы или конференции в ведущие центры науки. Вместо этого в рамках Байкальской школы передовая наука сама приезжает прямо в Иркутск. Лекторы мирового класса выступают перед иркутянами и другими студентами из России и зарубежья, рассказывают о современных мировых исследованиях, готовы отвечать на многочисленные вопросы. Такой формат для Иркутска, по-моему, самый правильный. И студенты сами понимают, что, помимо учебы в университете, Байкальская школа — самое главное их мероприятие, потому что там будет настоящая наука.

— Уровень программ для них не слишком высокий?

— Высокий, но я не считаю это недостатком. Мне очень нравилось, что они морально были к этому готовы. Иркутские студенты приезжают на школу не один раз, а из года в год, по мере своего научного взросления. Сначала почти всё им непонятно, да и английский у многих далек от идеального. Но, несмотря на это, они с первых курсов начинают приобщаться к этому процессу, привыкают участвовать в научных мероприятиях, у них проходит первый страх, они становятся увереннее в себе. И очень хорошо, что это знакомство с современной наукой у них начинается так рано. В общем, мне это всё очень нравилось, и каждый раз, когда меня приглашали, я приезжал, читал разные курсы, руководил группами студентов. В какой-то момент мне предложили помочь с организацией, с поиском студентов, лекторов и экспертов. И поскольку я нахожусь в основном за границей, у меня там есть связи и контакты, которые я задействовал. Затем в определенный момент пришло время смены оргкомитета школы, и мне предложили возглавить ее со стороны ОИЯИ. Этим я занимаюсь уже третий год. На мне сейчас лежит подготовка научной программы, поиск студентов, лекторов, и вроде бы я с этим справляюсь.

— Одной такой школы на Сибирь и Дальний Восток хватит?

— Одна такая школа не сможет удовлетворить все запросы. Эта школа преследует конкретные цели: она дает вводные курсы по физике элементарных частиц и близким к ней областям. Конечно, когда организуются экспериментальные или теоретические мероприятия для студентов и аспирантов по той или иной специальной теме, то Байкальская школа не может, да и не собирается с ними конкурировать. Это другая ниша, и узкоспециальные мероприятия тоже нужны. Но за эти годы Байкальская школа стала очень видным, представительным мероприятием, где студенты могут с ранних курсов получать вводные знания сразу по нескольким направлениям физики элементарных частиц и астрофизики. Причем заметной она стала не только для Сибири, но и для всей России. Так что к нам приезжают люди из Новосибирска, из Москвы, из других городов европейской части России. Нас уже неплохо знают и за границей — каждый год приезжает всё больше и больше иностранцев.

— Студенты, прошедшие вашу школу, впоследствии остаются в Сибири или уезжают дальше учиться и работать в Москву, Петербург или за границу?

— Нельзя принуждать студентов оставаться где-то против их воли. Они сами решают, где и как дальше заниматься наукой. Мы даем им только знания и возможность завязать контакты с иностранными учеными и студентами из других стран. Но мы не можем поменять их общее настроение по поводу того, как дальше жить и куда двигаться. Но радует то, что за знаниями приезжают ребята из других регионов России. Например, в 2019 году у нас было шесть человек из Новосибирска, и это хорошо, потому что Новосибирск по уровню сильнее, чем Иркутск, там и передовая экспериментальная физика, и теоретики там сильные, и, несмотря на это, студенты чувствуют, что иркутская школа тоже может им что-то дать. Причем приезжают к нам не аспиранты, а именно студенты младших курсов. Есть перспектива расширять сферу охвата Байкальской школы в Сибири.

— Расскажите немного про Камчатскую школу по физике элементарных частиц и смежным темам. Это уже ваше личное детище, так?

— Я родом с Камчатки, я уехал оттуда, когда мне было 15 лет. Но мне хотелось бы, чтобы Камчатка развивалась, ведь это моя родина. Уже в Европе, когда я упоминал, что родом с Камчатки, люди сразу загорались: мол, давай проведем какое-нибудь мероприятие на Камчатке. Для многих это такой полумистический, притягательный край, где им очень хочется побывать. Здесь, кстати, есть забавный момент. Многие европейцы знают про Камчатку в том числе и потому, что есть такая настольная игра под названием «Риск», где весь мир поделен на регионы и нужно сражаться за территории. Камчатка там — один из регионов. И когда я говорю итальянцам или испанцам, что я родом с Камчатки, их это забавляет, потому что они вообще не были уверены, живут ли там люди. Для них это место как будто из фэнтэзи.

— Что конкретно вас подтолкнуло на проведение Камчатской школы?

— Во-первых, на Камчатке есть люди, которые могут и хотят заниматься наукой. И, во-вторых, ко мне обращались разные ученые с просьбой что-нибудь там организовать. И вот эти два желания — поддержать Камчатку, потому что это моя родина, и организовать там мероприятие, поскольку есть запрос, — привели к тому, что я предложил Дмитрию Наумову (замдиректора лаборатории ядерных проблем ОИЯИ по научной работе) провести там школу. Мы договорились с ним съездить туда и посмотреть на месте, как там сейчас обстоят дела с образованием и наукой, есть ли на такое мероприятие запрос со стороны местных ученых.

— Как там обстоят дела?

— Мы увидели картину, которая немножко нас ошарашила. Мы понимали, что физика элементарных частиц там отсутствует, и это в принципе ожидаемо для многих регионов России. Но оказалось, что там в плачевном состоянии находится всё физическое образование. Там сложилась ситуация, которую надо выправлять сразу по широкому фронту. В качестве первого шага мы решили организовать мероприятие прежде всего для камчатских студентов, аспирантов, молодых научных сотрудников, а также школьных учителей физики. Школа прошла в сентябре 2019 года и, я уверен, для многих стала незабываемым событием. В том числе в ней приняли участие около десятка школьных учителей физики из разных уголков России и даже из ближнего зарубежья. На ней мы рассказали, чем занимается ОИЯИ, что такое физика элементарных частиц и какую подмогу прикладным направлениям исследований эта физика может дать. Состоялись даже практические занятия.

— Кто ваши партнеры на Камчатке?

— Это Камчатский государственный университет имени Витуса Беринга и Институт космофизических исследований и распространения радиоволн (ИКИР ДВО РАН). Кроме этого на Камчатке есть Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, есть камчатский филиал Геофизической службы РАН. Они занимаются прикладными вещами, но в принципе там тоже можно найти точки соприкосновения между Дубной и Камчаткой. На школе была отдельная сессия с докладами слушателей — как камчатских ученых и аспирантов, так и гостей. Мы наладили первые контакты и надеемся, что благодаря нашей школе начнется реальное научное взаимодействие ОИЯИ и Камчатки.

— Природные условия там благоприятные для запуска такого рода деятельности?

— Здесь в Дубне мы производим приборы, на Камчатке есть необычные природные условия — и эти две вещи можно объединить. Скажем, там есть активные вулканы. Их можно исследовать с помощью элементарных частиц. Мюоны — элементарные частицы, которые рождаются высоко в атмосфере при столкновении космических частиц с молекулами воздуха, — могут пролететь насквозь весь вулкан. Если поставить несколько квадратных метров мюонных датчиков недалеко от вулкана, то можно исследовать то, что происходит внутри вулканов. И поскольку таких высоких активно действующих вулканов в природе немного, то можно и нужно воспользоваться этим шансом. Природа позволяет ставить там эксперимент, проводить измерения мирового уровня. У людей, которые там работают, для этого не хватает нужных инструментов, но желание у них есть.

— Насколько ситуация с пандемией коронавируса сказалась на ваших образовательных проектах на Байкале и на Камчатке?

— Байкальскую школу в этом году пришлось отменить. Можно было бы, конечно, перенести всё в онлайн, но мы понимаем, что дух школы требует личного присутствия и общения. Мы долго пытались изыскать возможности провести школу, пусть в урезанном виде, — но не сложилось.

На Камчатке есть планы продолжать серию школ. Поскольку не было запланировано конкретного мероприятия на 2020 год, ситуация с пандемией ничего не нарушила. Главная задача сейчас, на мой взгляд, — понять, какой именно формат, какой круг тем кажется для Камчатки самым востребованным. Когда этот момент прояснится и (в особенности) когда будут видны встречные шаги со стороны правительства Камчатского края, можно будет планировать и следующую школу.

— Сегодня вы живете за границей, в Бельгии. Какими путями вы туда добирались?

— В 15 лет я уехал с Камчатки в Новосибирск и учился там в физико-математической школе (СУНЦ НГУ). Тогда я уже знал, что буду заниматься физикой элементарных частиц. Я прошел обучение в Новосибирском университете и в 1998 году поехал в Германию.

— Как вы из Новосибирска попали в Германию?

— Тогда, в конце 1990-х, в Германии молодые люди шли в индустрию, IT, а в науке была сильная нехватка кадров. Поэтому они всеми способами привлекали студентов и аспирантов из других стран. Моему научному руководителю в Новосибирске предложили прислать кого-нибудь. Я сам в это время был в отъезде, я тогда участвовал в проведении школьных олимпиад по физике. А когда вернулся, узнал, что меня уже пристроили в ядерный научный центр в Юлихе. Потом я защитился в Боннском университете, после этого работал в Италии, Бельгии, Португалии — и теперь вернулся в Бельгию.

— Есть пункт на Земле, где вы дома?

— Знаете, когда в 15 лет уезжаешь из дома и потом переезжаешь из страны в страну, то на первый план выходит не место, а люди. У меня нет ощущения, что я привязан к какому-то месту. У меня нет ностальгии. I constantly ride. А дом мой там, где моя жена и кошки.

Байкальская школа по физике частиц и астрофизике — 2019:
indico.jinr.ru/event/716

Камчатская школа по физике элементарных частиц и смежным темам — 2019:
indico.jinr.ru/event/717