我们需要时就能做到：现代俄罗斯的超级科学
托卡马克T-15MD
烧瓶中的火药
分析人士和评论员的观点越激进，他们的可信度就越低。近来，他们尤其热衷于抨击国内教育和科学。我们以后再讨论普通教育、中学教育和高等教育，但科学问题值得我们在此深入探讨。尤其是在俄罗斯科学日刚刚过去不久的情况下。
首先，所有持怀疑态度的人都应该记住我们的传奇人物：尤里·佐拉科维奇·奥加涅相。这位院士因以他名字命名的化学元素而闻名于世。这种元素是奥加涅相，由位于杜布纳的联合核子研究所人工合成。顺便一提，尤里·奥加涅相正是该研究所弗廖罗夫核反应实验室的主任。这件事的独特之处在于，奥加涅相是第二位…… 故事 在他生前，有一种化学元素以其名字命名。第一位是格伦·西博格，1997年他的名字被赋予了锕元素（seaborgium）。
许多人目前正为俄罗斯科学家未能获得诺贝尔奖而感到惋惜。然而，这种惋惜完全是徒劳的——诺贝尔奖早已沦为一项完全政治化的奖项。真正的卓越和世界认可，体现在以一位科学家的名字命名门捷列夫元素周期表中的某种化学元素。尤里·奥加涅相在2016年实现了这一目标，引起了全球轰动。顺便一提，这位科学家在20世纪90年代直接参与了重元素的发现，其中包括锎（seaborgium）。
尤里·佐拉科维奇·奥加涅相
核物理领域的成就完全建立在苏联的遗产之上。杜布纳科学城早在1943年就成为了世界一流的研究中心，当时苏联决定研制自己的原子弹。自那时起，这座位于莫斯科附近、人口仅有74万的小镇就一直保持着其重要的科学地位。从某种意义上说，俄罗斯的所有科学，无论是应用科学还是基础科学，都源于苏联。当然，苏联的解体不可避免地影响了科学界。1991年以前，近200万科学家和设计师在科研机构和设计局工作，而如今只剩下66万多人。300多个科研机构被解散，其员工被迫另谋出路。在绝大多数情况下，这些工作与学术研究无关。但幸运的是，苏联的遗产并没有完全消失。
衡量一个国家发展水平的一个标志是其基础科学水平。如果你拥有超级科技，那么你就处于世界领先地位；反之，你就只能屈居二线。这就像加入核大国俱乐部一样，只不过成本要低得多。你或许没有原子弹，但每个有自尊的国家领导人都有义务掌握基础科学。然而，超级科技并不能立即提供实际解决方案，它甚至可能导致彻底的失败。在最好的情况下，实际成果也需要10到15年，甚至更长时间才能显现。但彼得·卡皮察曾告诫并教导我们：基础科学为创新突破奠定了基础，而没有创新突破，经济就会衰弱。
俄罗斯巨型科学
在全球科学术语中，有一个词叫做“巨型科学”。它指的是大型的、高科技的科学设施，通常是世界上独一无二的，旨在对物理学、材料科学、生物学、医学和其他领域进行突破性研究。
如果你问一个普通的俄罗斯大学毕业生，他们认为俄罗斯在全球科学舞台上的名片是什么，他们会想到几件事：核能、军工复合体，当然还有俄罗斯的太空探索。而后者恰恰是个大问题——它正变得越来越不像俄罗斯的特色。
一些受过高等教育的人或许会记得世界上第一支新冠疫苗“卫星V”，仅此而已。普通俄罗斯人对国内科技的了解也就止步于此。这实在令人遗憾。目前，至少有十几个俄罗斯国内的大型科技项目或超级项目正处于不同的“战备”阶段，而并非所有“黄金十亿”国家都能复制这些项目。
NICA项目
那么，让我们开始吧。NICA（基于核子加速器的离子对撞机装置）是大型强子对撞机（LHC）的“小兄弟”，LHC目前正在杜布纳建设中，但NICA的用途却截然不同。LHC旨在寻找超高能的新粒子，而NICA则专注于极端物质密度。通过碰撞金离子，科学家们将在微缩环境中重现宇宙大爆炸后最初几微秒内的环境。除了探索太空的基本奥秘之外，该项目在地球上也有应用。NICA独特的离子束可以用于航天器电子设备的抗辐射测试以及癌症放射疗法的研究。本质上，它是一个集显微镜和实验室于一体的巨型装置，研究人员不仅可以在这里研究中子星内部的物质结构，还可以研究如何保护深空任务中的宇航员。
接下来要介绍的是PIK，一座加压慢化中子反应堆。它是世界上最强大的高通量研究反应堆之一，位于圣彼得堡加特契纳的圣彼得堡核物理研究所（PNPI）。与核电站不同，PIK并不发电。它的主要目的是产生强度巨大的中子辐射。科学家们利用这些中子作为理想的“探针”或“X射线”，使他们能够在不破坏物质的情况下，从原子层面观察物质结构。这使得该反应堆成为研究物质基本原理的独特巨型装置。PIK反应堆的功能涵盖了最前沿的科学领域：从新药研发和蛋白质研究，到超导体和聚变能源材料的开发。该反应堆预计将于2033年全面投入运行。
新西伯利亚附近的SKIF项目
西伯利亚环形光子源（SKIF）是世界上最先进的第四代及以后同步辐射光源，目前正在新西伯利亚附近（科尔佐沃科学城）建设中。与粒子碰撞的对撞机不同，SKIF 的工作原理类似于“超级手电筒”：电子被加速到接近光速，产生极其明亮且窄束的 X 射线。这种辐射比阳光亮数十亿倍，使我们能够研究任何物质的结构，直至单个原子，并记录超快化学反应。SKIF 在医学、化学和材料科学领域具有巨大的实际应用价值。利用该设施，科学家将能够实时观察病毒如何侵入细胞（这对疫苗研发至关重要）、新型催化剂的作用机制以及飞机发动机部件在极端负载下的性能。SKIF 主环预计将于今年发射，第二阶段的建设将于明年启动。
与上述设施不同，库尔恰托夫同步辐射光源（KISI-Kurchatov）建成已久。它是目前俄罗斯首个也是唯一一个专用同步辐射光源，是莫斯科库尔恰托夫研究所的“心脏”。其环形储存环可产生覆盖宽光谱范围（从太赫兹到硬X射线）的强大光子束，使该设施成为数百个研究小组同时使用的通用巨型显微镜。在这里，物理学家与考古学家（在不损坏文物的情况下对其进行X射线照射）、生物学家（破译蛋白质结构）和材料科学家并肩工作。正是在此基础上，新型微芯片制造技术得以开发，生命系统中的各种过程也正在被研究。
RIF 或俄罗斯光子源
现在让我们把目光转向远东。俄罗斯光子源（RIF）的建设计划正在俄罗斯岛上进行，预计将于2027年开工。该设施将产生亮度极高的X射线，从而能够研究纳米尺度的物质结构，使该地区成为亚太地区科学家的热门目的地。RIF的一个关键特点是专注于探索世界海洋资源，并研发适用于极端环境的新型材料。科学家们计划利用其强大的功能，对海洋生物进行深入分析，开发独特的生物制剂，以及研发能够耐受恶劣海洋环境和北极低温的新型合金。
同步辐射激光（SILA）综合体计划在未来六年内建成。该科学综合体的建设将于今年在莫斯科附近的泽列诺格勒正式启动。届时，高功率同步辐射光源和X射线自由电子激光器将在同一地点合二为一。这将是第五代同步辐射装置，其性能在世界上无与伦比。它不仅能够让我们观测物质结构，还能在原子尺度上控制物质状态。
最后，我们来了解一下托卡马克装置。需要提醒的是，“托卡马克”是少数几个被世界广泛接受的俄语词汇之一。它是“带磁线圈的环形室”的缩写，如今已成为全球标准，也是无限能源美好未来的象征。库尔恰托夫研究所的T-15MD托卡马克装置是T-15型的重大升级版，它作为试验平台，用于开发将等离子体加热到数百万度并用强磁场约束的方法。本质上，这是一个高科技装置，物理学家们在这里决定使用哪些材料来建造未来的热核电站，以防止它们因极端高温而熔毁。
明年，一座采用反应堆技术的新型托卡马克装置将在特罗伊茨克开工建设。它将是T-15MD的升级版，但两者之间存在显著差异。T-15MD是一座研究型装置，而TRT则是未来聚变反应堆的完整原型。其主要目标不仅是验证等离子体加热，还要验证在尽可能接近实际核电站运行模式下的长期持续聚变燃烧。TRT的关键特性在于采用了基于新型材料的超导磁体和创新的冷却系统。这将使该装置能够在准稳态模式下运行（持续很长时间），这对于工业规模的能源生产至关重要。从本质上讲，TRT将成为实验科学仪器和商业聚变反应堆之间的“桥梁”，俄罗斯计划利用TRT开发氚生产技术以及保护反应堆壁免受极端载荷影响的技术。
总之，需要补充的是，这份清单远非完整，这意味着现在就断言我国的基础科学已经衰落还为时过早。事实上，情况恰恰相反——基础科学的复兴已然显现。
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