Hazelhard: Porozmawiajmy jak Leszczyński z Leszczyńskim9 min czytania

()

atomic-clock2016-10-06.

Andrzej C. Leszczyński w swoim artykule  napisał tak:

 

„Karl Jaspers już w latach 40. ubie­głego wieku pisał, że uni­wer­sy­tet umiera z powodu insty­tu­cjo­na­li­za­cji badań i pod­po­rząd­ko­wa­nia ich spon­so­rom. Tyczy to głów­nie uni­wer­sy­te­tów anglo­sa­skich, które stały się posłuszne wobec moco­daw­ców („czyj chleb jem, temu pieśń śpie­wam”). Ale i nie­miec­kich, odcho­dzą­cych od tra­dy­cyj­nej, wywo­dzą­cej się od Hum­boldta i negu­ją­cej natych­mia­stową uży­tecz­ność idei Bil­dung. Zda­niem Jaspersa roz­wój wie­dzy nie może być ogra­ni­czany celami, jakie sta­wia jej insty­tu­cja (spon­sor), wystar­czy, gdy źró­dłem docie­kań będzie cie­ka­wość bada­cza. Nie­stety, rzą­dzą dziś prag­ma­ty­ści zamie­nia­jący kul­turę w cywi­li­za­cję, a uni­wer­sy­tet w szkołę zawo­dową. To jedna z tych paskud­nych rze­czy, które wzmac­nia przy­na­leż­ność do UE.

Jesz­cze w latach 80. czy­ta­łem arty­kuł dwóch trzy­dzie­sto­kil­ku­let­nich ame­ry­kań­skich pro­fe­so­rów na temat walki z cho­ro­bami nowo­two­ro­wymi. Ich wypo­wiedź brzmiała hor­ren­dal­nie: jeśli chcemy zli­kwi­do­wać raka, win­ni­śmy zapo­mnieć że on ist­nieje. Trzeba roz­wi­jać pod­sta­wowe bada­nia w naukach bio­lo­gicz­nych i che­micz­nych. Dzięki nim powsta­nie wie­dza, którą – dopiero wtedy! – będzie można sku­tecz­nie wyko­rzy­sty­wać. To wyraz uni­wer­sy­tec­kiego teo­re­ty­zmu chro­nią­cego przed uza­wo­do­wie­niem i tech­no­lo­gi­za­cją (inna jest, dajmy na to, che­mia uni­wer­sy­tecka, inna poli­tech­niczna).Coś podob­nego mówił wcze­śniej o walce z rakiem James D. Wat­son, współ­od­krywca (wraz z Fran­ci­sem Cric­kiemMau­ri­cem Wil­kin­sem) struk­tury DNA. Zamiast leczyć za wszelką cenę pacjen­tów – trzeba także zro­zu­mieć, czym jest rak, pro­wa­dzić pod­sta­wowe bada­nia w bio­che­mii. Pogląd ten był zresztą powo­dem wyrzu­ce­nia go z utwo­rzo­nego przez Richarda Nixona fede­ral­nego komi­tetu walki z rakiem. Leon Leder­mann (fizyk, nobli­sta) pisał o poli­ty­kach wymu­sza­ją­cych na nauce roz­wią­zy­wa­nie bie­żą­cych potrzeb. „Ale więk­szość wyna­laz­ków, które wpły­nęły na jakość życia, pocho­dzi z abs­trak­cyj­nych badań napę­dza­nych cie­ka­wo­ścią”. Znany oks­ford­czyk David Teut­sch pod­sta­wową skazę dzi­siej­szej nauki widzi w sta­wia­niu prag­ma­tycz­nego pyta­nia „jak?” i szu­ka­niu recept pozwa­la­ją­cych prze­wi­dy­wać skutki zało­żo­nych dzia­łań. Potrzebne jest pyta­nie „dla­czego?”, pro­wa­dzące do wyja­śnia­nia, a nie prze­wi­dy­wa­nia.

Trwała oka­zuje się pułapka inte­re­sow­no­ści myśle­nia, w któ­rym wszystko musi być „po coś”, oraz pułapka nie­cier­pli­wo­ści w for­mu­ło­wa­niu celów aż do bólu kon­kret­nych. Dobrze znają tę pułapkę eko­no­mi­ści. Pytani, dla­czego kraje zaco­fane pozo­stają coraz bar­dziej z tyłu za kra­jami roz­wi­nię­tymi i mogą liczyć jedy­nie na ich wykal­ku­lo­waną pomoc, odpo­wia­dają, że wła­śnie dla­tego, że dys­po­nu­jąc nie­wiel­kimi środ­kami, przy­tło­czone pod­sta­wo­wymi dole­gli­wo­ściami, wątłe te środki prze­zna­czają wyłącz­nie na cele prak­tyczne. Pań­stwa bogate znaczną część posia­da­nych dóbr mogą prze­zna­czyć na pro­fe­sor­skie fana­be­rie, nie słu­żące niczemu poza zaspo­ka­ja­niem ich cie­ka­wo­ści. Z takiej roz­rzut­no­ści bie­rze się jed­nak praw­dziwe bogac­two.”

Brzmi to wszystko bardzo pięknie, tylko jest całkowicie oderwane od realiów współczesnej nauki. Jako przykład dam budowę nowego laboratorium CEZAMAT na Warszawskiej Politechnice

CEZAMAT – Centrum Zawansowanych Materiałów i Technologii – CEZAMAT

Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii – nanotechnologia, mikroelektronika, fotonika, biotechnologia, MEMS, MOEMS

Budynek z wyspecjalizowanymi laboratoriami (tzw. clean-rooms) kosztował 400 mln zł, z czego prawie całość dała Unia Europejska. Elektryczność i inne media kosztować będą 20 mln zł rocznie, niezależnie czy laboratorium będzie funkcjonować, czy nie. Wyposażenie laboratorium w urządzenia technologiczne i analityczne kosztować będzie najprawdopodobniej ok. 200 mln zł. Zatrudnienie 100 osób to około 10 mln zł rocznie, a materiały (ultraczyste gazy, filtry, części zamienne, itp.) do prowadzenia eksperymentów to następne 20 mln zł rocznie. Razem, na 5 lat musimy (my, podatnicy) wydać na takie laboratorium prawie miliard złotych. Porównajmy to z budżetem rocznym 400 mln zł całej Politechniki Warszawskiej, która zatrudnia 4,5 tysiąca pracowników, czyli 450 razy więcej niż będzie zatrudnionych w CEZAMATcie.

Jaki wniosek z tych wyliczeń? Ano taki, że badania naukowe na wysokim poziomie w chwili obecnej to niezwykle drogie przedsięwzięcie. Schodząc w badaniach na poziom nanoskali i układania poszczególnych atomów, musimy dysponować laboratoriami za grube miliony.

Każde takie laboratorium technologiczne jest „krojone” pod dane zagadnienie — nie można w jednym urządzeniu typu MBE (molecular beam epitaxy) hodować jednocześnie GaN i ZnSe, bo by się jedno od drugiego zabrudziło. Nie można w jednym laboratorium trawić krzemu i azotku galu, bo potrzeba innego gazu trawiącego.

Dlatego przed budową nowego laboratorium musimy postawić sobie pytanie: „Co chcemy w nim robić?”.

Wielki Fizyk zaproponuje: „Chcemy odkryć, co to jest ciemna materia”. Wspaniale! Do takiego celu warto zbudować wspólnie w konsorcjum 20 krajów synchrotron nawet za kilkadziesiąt miliardów euro, albo wysłać sondy kosmiczne też za astronomiczną sumę.

Inny Wielki Fizyk powie: „Ja wiem, jak wykryć oddziaływanie splątanych fotonów, które według mnie są splątane poprzez strunę, w której informacja rozchodzi się szybciej niż światło”. Wspaniale, jeżeli taki fizyk potrafi przekonać innych 20 geniuszy, że jego pomysły mają sens, to zbudujmy mu laboratorium za kilka miliardów złotych, czy euro.

Wielkich Fizyków na świecie jest jednak bardzo mało, natomiast jest wielu znacznie mniejszego formatu, np. Michał Leszczyński, który ma do zaproponowania jedynie jakieś przyczynkarskie problemy:

„Jak wodór przyczepia się do stopnia atomowego w czasie wzrostu GaN w zależności od panującego ciśnienia, temperatury, domieszkowania, itp?”

Albo:

„W jaki sposób (jaki jest mechanizm mikroskopowy) dyfunduje ind w studniach kwantowych InGaN pod wpływem naprężenia i wysokiej temperatury?”

Odpowiedzi na takie pytania nie znajdziemy, dopóki nie wydamy tego miliarda na laboratorium typu CEZAMAT (na razie nie wydaliśmy, dlatego odpowiedzi jeszcze nie ma).

Inny fizyk formatu Michała Leszczyńskiego ma podobne pytania:

„Jak wodór przyczepia się do stopnia atomowego w czasie wzrostu ZnSe?”

Albo:

„W jaki sposób dyfunduje Mg w warstwach ZnMgSe?”

Materiałów w przyrodzie typu InGaN, czy ZnMgSe mamy tysiące. Gdybyśmy do każdego materiału mieli wydać po miliardzie na budowę koniecznego laboratorium, to byśmy musieli całe PKB na to wydawać.

Dlatego musimy mieć kryterium, który materiał jest ważniejszy, a który mniej. Tym kryterium na całym świecie jest jego użyteczność. Jeżeli rynek na przyrządy oparte o ZnSe wyniesie 25 mln euro w 2025, a rynek na przyrządy oparte o GaN wyniesie 25 mld eur, to chyba jest oczywiste, w które laboratorium (czy GaN-owe, czy ZnSe-owe) warto miliard zainwestować.

Na „przyczynkarskie” pytania  z zakresu „curiosity driven research” musimy odpowiadać niejako przy okazji, mając laboratorium, którego istnienie ma sens przy wyłącznie utylitarnym zdefiniowaniu celu jego powołania.

  • Takim celem może być zrobienie diody laserowej, która znajdzie zastosowanie w nowych generacjach zegarów atomowych montowanych w GPSach, w inteligentnych światłach samochodowych, czy w systemach łączności podwodnej.
  • Takim celem może być opracowanie technologii ogniwa, które będzie dokonywać rozkładu wody na tlen i wodór pod wpływem światła słonecznego, albo zrobienie tranzystora spinowego, który umożliwi kryptografię nie do złamania przez żadnego hackera.

Tego rodzaju utylitarne cele laboratorium mogą oczywiście nic nie dać w sensie komercyjnym, bo uczeni się mylą się w przewidywaniach, bo pieniędzy było za mało, bo rynek poszedł zupełnie w inną stronę, bo konkurencja była szybsza. Jeżeli jednak w takim laboratorium pracowali dobrzy naukowcy, to stworzony zostaje know-how, którego nikt nie nauczy się z książek, a który może przynieść wspaniałe rezultaty w przyszłym przedsięwzięciu zrobionym przez wychowanków takiego laboratorium. Ten know-how to w dużej mierze odpowiedź na pytania, które mamy przed powstaniem laboratorium, ale także na nowe pytania, które nigdy by się nie pojawiły, gdybyśmy nie wydali tego miliarda na nowe laboratorium.

Reasumując, kocham „curiosity driven research”, ale tylko wtedy, kiedy odpowiada na fundamentalne pytania, na przykład, jak to się dzieje, że jeden atom promieniotwórczy rozpada się po 1 sekundzie, a drugi, identyczny, po tygodniu? Czy to immanentna cecha materii rządzonej przez przypadek, czy może te atomy nie są identyczne? Na znalezienie odpowiedzi na takie pytania warto wydawać miliardy. Problem w tym, że nawet, gdy takie fundamentalne pytania mamy, to najczęściej nie bardzo potrafimy zaproponować metody eksperymentalnej, jak na nie odpowiedzieć.

Na pytania przyczynkarskie, które są stosunkowo łatwe do sformułowania, i każdy naukowiec mógłby przedstawić długą listę takich pytań, możemy wydawać miliony, ale nie miliardy. Problem w tym, że w momencie dojścia do nanotechnologii, wydać musimy najpierw miliardy, aby mieć narzędzia do badania zjawisk w tym nanoświecie.  Narzędzia te nie są uniwersalne- do każdej technologii potrzeba wyspecjalizowanych urządzeń. Jeżeli więc nie określimy celu danego laboratorium, ani nie stworzymy żadnej technologii, ani nie odpowiemy prawidłowo na pytania, które wynikają z naszej ciekawości.

Hazelhard

How useful was this post?

Click on a star to rate it!

Average rating / 5. Vote count:

No votes so far! Be the first to rate this post.

27 komentarzy

  1. BM 06.10.2016
    • hazelhard 06.10.2016
      • BM 06.10.2016
      • BM 06.10.2016
        • hazelhard 07.10.2016
    • hazelhard 06.10.2016
      • BM 06.10.2016
        • hazelhard 07.10.2016
        • j.Luk 07.10.2016
  2. acleszcz 06.10.2016
    • hazelhard 06.10.2016
      • PK 10.10.2016
  3. Corvallis 06.10.2016
    • hazelhard 07.10.2016
      • j.Luk 07.10.2016
        • hazelhard 07.10.2016
        • j.Luk 07.10.2016
        • hazelhard 07.10.2016
        • j.Luk 07.10.2016
  4. PK 07.10.2016
  5. slawek 08.10.2016
  6. slawek 08.10.2016
  7. PK 08.10.2016
    • hazelhard 08.10.2016
      • PK 09.10.2016
  8. hazelhard 08.10.2016
    • j.Luk 09.10.2016