Опубликовано в газете "Гродзенскі ўніверсітэт" в № 9 от 17 ноября 2016 года
От молекул до космоса: физика расширяет границы
Наталья Дмитриевна Стрекаль физическими опытами увлекалась еще в детстве, а заняться наукой ее вдохновило общение со знаменитым космонавтом Георгием Гречко и всемирно известным офтальмологом Святославом Федоровым. Сегодня Наталья Дмитриевна – профессор, доктор физико-математических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией молекулярной спектроскопии и оптики наноструктур ГрГУ имени Янки Купалы. В прошлом году она стала обладателем гранта Президента Республики Беларусь в области образования, а 23 ноября на заседании Президиума Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь Наталье Дмитриевне было присвоено ученое звание профессора. Мы побеседовали с купаловским ученым об исследованиях лаборатории, работе по гранту и научных планах.
– Наталья Дмитриевна, как у Вас зародился интерес к физике?
– Большое влияние на выбор профессии оказал мой отец Дмитрий Иванович Грик. У нас в доме была небольшая кладовочка, где папа часто что-то паял. Там мы печатали фотографии и даже надували шары водородом, бросая кусочки цинка в серную кислоту. У нас дома был списанный осциллограф, на который отец выводил фигуры Лиссажу, а я ими любовалась. Папа наверняка стал бы большим ученым, ведь он с детства увлекался физикой: бабушка хранила вырезки из городской газеты про его победы на школьных олимпиадах. Но он выбрал военно-морское училище в Кронштадте: там можно было учиться на полном государственном обеспечении. Теперь уже моя мама хранит стопку свидетельств о папиных рационализаторских предложениях и изобретениях, которые он получил во время службы связистом в армии. Ближе к демобилизации поступил в политехнический институт, но закончить не смог из-за постоянных авралов на службе. Отец очень интересовался моей учебой в университете, потом работой. Даже перечитал мою кандидатскую диссертацию.
Физика мне всегда нравилась тем, что она не требует ничего заучивать наизусть: все можно понять и во всем разобраться. В школе любила решать задачи по физике и математике и страшно не любила писать сочинения. Помню, в 4 классе нам на каникулы задали сочинение «Кем я хочу стать». Сижу над раскрытой тетрадкой дома, завтра надо принести сочинение, а я не знаю, кем хочу стать. В это время по телевизору идет программа «Время». Там показывают ткачиху, которая заходит в магазин и любуется красивыми тканями, которые она соткала. Наверное, это была передовая ткачиха. Мне понравилась идея: человек видит результат своего труда. Учительница, скорее всего, этой программы не видела, и прочитала мое сочинение всему классу и даже отправила на конкурс.
– Как Вы осознали, что хотите заниматься физикой профессионально?
– Моя учеба началась в Латвийском государственном университете имени Петра Стучки в Риге на физико-математическом факультете, а продолжилась на физическом факультете в Киевском государственном университете имени Т.Г. Шевченко. За годы учебы в стенах этих вузов запомнились встречи с известными людьми, которые оказали влияние на мой дальнейший профессиональный путь.
В Риге мы встречались с летчиком-космонавтом Георгием Михайловичем Гречко. Тогда я ощутила, что физика позволяет понимать процессы, которые движут научно-техническим прогрессом. Я осознала, как много проблем можно решить, опираясь на понимание физической картины мира. Глубокое впечатление оставило интервью со Святославом Николаевичем Федоровым, советским офтальмологом, основателем межотраслевого научно-технического комплекса «Микрохирургия глаза». Если заглянете в «Википедию», то поймете, какой это был гигант. Федоров активно вел строительство филиалов по всей стране и за рубежом: в Италии, Польше, Германии, Испании, Йемене, ОАЭ. Благодаря ему впервые в мире офтальмологическая клиника была оборудована на морском судне «Петр Первый», плавающем по Средиземному морю и Индийскому океану. Федоров признавал важность и первостепенность физиологической оптики для лечения глазных болезней. А физиологическая оптика – это оптика нашего зрения или, в более общем смысле, физика нашего зрения. К сожалению, Святослав Николаевич погиб в авиакатастрофе 2 июня 2000 года.
Благодаря этим выдающимся людям возможности человека, изучающего физику, казались для меня неограниченными как в масштабах космоса, так и отдельных рецепторов человеческого организма. После встречи с академиком Федоровым я выбрала специализацию на кафедре оптики. Хотя физиологической оптикой заниматься не пришлось, о своем выборе не жалею.
– Как начали работать в Гродненском университете?
– Накануне распределения в Киевском университете – это было в 1984 году – я приехала в Гродно. Здесь жила и живет моя многочисленная родня. Зашла и в наш университет. Кафедрой общей физики тогда заведовал Леонид Николаевич Кивач. Он рассказал мне о тематике научных исследований на кафедре. Я узнала, что здесь занимаются оптикой жизненно важных молекул. Сейчас это направление физики относится к разделу наук о жизни (Life Sciences). На этом мой поиск будущего места работы закончился. И хотя еще на 5 курсе киевского университета я во время педпрактики читала лекции по физике студентам географического факультета, получив распределение в Гродненский университет, приступила к работе лаборантом на кафедре общей физики.
Работать я начала под руководством профессора, доктора физико-математических наук Сергея Александровича Маскевича. Он читал лекции по атомной физике, а я помогала ему проводить лабораторные работы по этому предмету, придумывала задания. Вместе с Сергеем Александровичем мы поставили физпрактикум по атомной физике. Затем он перевел меня в лабораторию молекулярной спектроскопии кафедры общей физики, где мы занимаемся наукой по сей день.
Научная работа шла по траектории от идеи до эксперимента, от результата до статьи. Причем научные статьи, как и школьные сочинения, почему-то всегда писались в самые сжатые сроки, буквально за день до отправления в журнал. Потом эта траектория удлинилась: сначала надо подать проект, а в конце сделать отчет. Многие люди особенно в академической среде, так и работают: проект – эксперимент – статья – отчет. Так работали и мы.
Карьерный рост меня никогда особо не интересовал – вполне устраивала работа научного сотрудника. Но Сергей Александрович не дал мне (и не только мне) спокойно двигаться по этой траектории. Он сподвиг меня сначала на написание кандидатской, а затем и докторской диссертации.
Мне очень повезло с коллегами и учениками. У нас замечательный коллектив, хорошая экспериментальная база, мы сотрудничаем со многими научными коллективами в Беларуси, ближнего и дальнего зарубежья. Я глубоко убеждена, что движущей силой должен быть не карьерный рост, а научные задачи. Когда они ставятся и решаются, то человек растет в профессиональном плане, а карьера пишется в фоновом режиме очередными пунктами в трудовой книжке.
– Разработкой каких научных тем Вы занимаетесь?
– Мои научные интересы связаны с применением методов оптической спектроскопии к разгадке процессов жизнедеятельности на молекулярном уровне. Этой темой я занимаюсь со времен научной школы по молекулярной спектроскопии, которую возглавляет Сергей Александрович Маскевич. Так получилось, что на уровне больших молекул мы стали заниматься и маленькими частичками полупроводников и благородных металлов. Сегодня это объекты нанотехнологий, и наша лаборатория носит название «Лаборатория молекулярной спектроскопии и оптики наноструктур». Маленькие наночастички по размерам сравнимы с большими белками и могут быть индикаторами структуры, температуры и даже электрического потенциала на биологических молекулах. С помощью наночастиц селенида кадмия мы сегодня можем сравнить электрический потенциал на здоровых и раковых клетках: оказывается, отличия очень значительные. Эти работы мы проводим совместно с учеными кафедры патологической анатомии Гродненского государственного медицинского университета. Я думаю, что со временем нам удастся найти новый объективный критерий дифференцировки опухолевых клеток – злокачественных и доброкачественных.
– Чего уже удалось достичь?
– Наши достижения в науке очень просто отследить по тому, приносят ли они кому-то пользу. И если о реальных воплощениях и внедрениях в биомедицинской практике говорить рано, то показателем полезности и особенно фундаментальности научных результатов является цитируемость научных работ. Одна наша статья, опубликованная в 2002 году, до сегодняшнего дня процитирована 536 раз. Получается, что ее цитировали на протяжении 14 лет и продолжают цитировать в среднем 3 раза в месяц. Эта работа оказалась своего рода прорывной: долгое время считалось, что усиление света, излучаемого люминофорами на уровне отдельных молекул и тем более наночастиц, невозможно. В работе, о которой идет речь, мы добились усиления флуоресценции. Основные эксперименты были проведены у нас в лаборатории. Для этого к нам специально приезжала Ольга Кулакович – талантливый химик из Института физики НАН Беларуси. Работа выполнялась при финансовой поддержке фонда INTAS. Сергей Александрович Маскевич и академик НАН Беларуси Сергей Васильевич Гапоненко принимали непосредственное участие в обсуждении и постановке ключевых экспериментов. Кратко об этой публикации можно сказать словами классика: «Если звезды зажигают, значит, это кому-нибудь нужно».
– Расскажите о гранте Президента Республики Беларусь. Как Вы его получили, как используете?
– Получить грант Президента Республики Беларусь можно, оформив заявку соответствующей формы и пройдя своеобразный отборочный конкурс. Моя работа по гранту тесно связана с грантом, который мы выполняем на кафедре в рамках европейского проекта Erasmus+ Physics.
Грант Президента Республики Беларусь в области образования в моем случае был выделен на разработку учебно-методического комплекса по нанофотонике для второй ступени высшего образования в соответствии с Болонской системой. Продолжая аллегорию на тему зажигающихся звезд, можно сказать, что если кому-то это нужно и интересно, то этому надо научить. Набирать магистрантов по Болонской системе 4+2 мы будем уже в 2017 году, причем мы должны быть готовы преподавать как минимум на двух языках. По условиям гранта я пишу лекции, практические, лабораторные и тестовые задания на русском и английском языках.
Искренне верю, что особую привлекательность для потенциальных магистрантов будет иметь именно наша лабораторная база и практические навыки в области нанофотоники. И у нас уже есть прецедент. Несколько лет назад я получила предложение о сотрудничестве от профессора Нияза Ибраева из Карагандинского университета. Так, к нам на стажировку приехал его аспирант Асылбек Зейнитденов с целью получить практический навык в области наноплазмоники, которая является составной частью нанофотоники. Думаю, что в будущем мы будем готовы принимать не просто на стажировку, но и на учебу студентов из других стран.
На данный момент работа по гранту Президента близится к завершению. Я дописываю главы, которые войдут еще и в электронные учебники по проекту Erasmus+ Physics. Но научная жизнь нашей лаборатории бьет ключом усилиями нашего коллектива, преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов кафедры общей физики. Мы часто выступаем на научных семинарах. Студенты оформляют конкурсные работы.
– Внедряются ли Ваши разработки в повседневную жизнь, в производство?
– Вопрос хороший. К сожалению, в нашей стране пока нет такого производства, где можно применить наши разработки. Возможно, со временем оно появится. Разработки, касающиеся медицинской сферы, например, диагностики, требуют серьезной согласовательной работы, аккредитации, опытных испытаний.
– Над чем планируете работать в дальнейшем?
– Хотелось бы опубликовать еще одну прорывную работу. Сделать это с каждым годом становится труднее: некоторые научные издания отказываются принимать публикации, ссылаясь на то, что раньше мы у них не публиковались. Также хотелось бы до конца разобраться с моделями взаимодействия света с молекулами и наночастицами на очень близких расстояниях, а для этого нам надо еще дооснастить установку по конфокальной и атомно-силовой микроскопии. Надеюсь, со временем мы сможем выйти на разработки по квантовой криптографии. Хотелось бы поддержать научный энтузиазм у молодых, чтобы они поверили, что можно решать любые задачи, что им все по силам.
Беседовала Ирина ГЕРАСИМОВИЧ
Гродненский государственный университет имени Янки Купалы