Нобеловият лауреат Мунги Бавенди смята, че науката е модел за това как хората могат да живеят заедно и да разговарят помежду си.

В интервю пред БТА химикът от Масачузетския технологичен институт в САЩ бе удостоен с Нобелова награда за химия за 2023 г. заедно с Луис Брус и Алексей Екимов за откриването на квантовите точки. Благодарение на това откритие днес гледаме телевизия на QLED екрани. "Тези малки частици имат уникални свойства и сега разпространяват светлината си от телевизионни екрани и LED лампи. Те катализират химически реакции и тяхната ясна светлина може да освети туморната тъкан за хирурга, който да я отстрани", обяви Кралската шведска академия на науките през октомври 2023 г., когато огласи решението си за присъждането на Нобеловата награда за химия.

Бавенди бе сред 33-имата нобелови лауреати, които обсъждаха с 600 млади учени развитието на химическата наука на 74-ата среща в Линдау, Германия, от 29 юни до 4 юли. Негова бе и една от първите лекции в тазгодишната програма на форума, в която той разказа за изследването на квантовите точки, за любопитството и търпението в изследователската работа. Сред участниците във форума бяха и трима млади български изследователи.

Нобеловият лауреат разговаря с БТА във видеовръзка от форума в Линдау за важните моменти по пътя към научните открития, за новите си изследователски търсения, за предизвикателствата пред съвременния свят, в които науката може да помогне, за това приятел или заплаха за човека е изкуственият интелект.

За пътя към научните открития

Пътуването към научното постижение често е бавно и не е по прав път, каза Мунги Бавенди на въпрос на БТА може ли да открои три или пет най-важни стъпки по пътя към научното откритие. „Трябва да си гъвкав, защото може да се натъкнеш на неуспех и да се наложи да смениш посоката на пътя, който си си представял. Трябва да си упорит и постоянен, защото ще е нужно да се справиш с доста предизвикателства.

Трябва да имаш търпение, но и да се вълнуваш. Да се вълнуваш от процеса, както и от въпросите, които си задаваш. И накрая смятам, че трябва да си любопитен към всички аспекти на това, което правиш. Според мен това са петте основни неща", каза Мунги Бавенди.

Той е сред изследователите, които са успели да превърнат научното си откритие в част от всекидневния живот на хората. Квантовите точки са полупроводникови материали с наноразмер, разказа Бавенди на лекцията си в Линдау. Те произвеждат различни цветове светлина в зависимост от размера на частиците и могат да излъчват прецизно оцветена светлина, тъй като размерите на частиците се регулират с квантово ниво на скоростта, което води до точни и ефективни светлинни емисии.

„Когато започнахме работа по квантовите точки, не това бе мотивацията ни, не това бе целта на изследването. Затова си мисля, че е много важно хората да запомнят – много е трудно да се прогнозира кога едно научно откритие ще доведе до нова технология. Има множество изследвания, които са много интересни сами по себе си и затова науката да се движи напред, и които биха могли след 30 или 40 години да доведат до нещо, което е значимо технологично. Вероятно тези изследвания биха се превърнали в основа на нещо друго.

Аз имах късмет, защото това, което открихме, 20 години по-късно се превърна в реална технология, която предизвиква търговски интерес. Но не това ни мотивираше по време на изследванията, подчерта Бавенди. „В началото бе любопитството да разберем фундаменталните свойства на материалите, които бяхме създали. Това бе интересно само по себе си, независимо от потенциалните му приложения. Бих казал, че приложенията се появиха в диапазон на 10 до 20 години след откритието, а първоначално ние нямахме представа какви биха могли да бъдат практическите му приложения. В началото си мислехме за разни неща, но впоследствие се оказа, че не сме на прав път", разказа химикът. И обобщи: „Смятам, че научният процес трябва да бъде воден на първо място и основно от науката, а не от възможните й приложения".

Бавенди прави разграничение и когато дава отговор на въпроса кое лично за него е най-значимото практическо приложение на квантовите точки.

„Тук има два въпроса. Откритието с най-силен търговски ефект са мониторите, по същество това са най-разпространените монитори днес, особено в големите размери – от размера на монитора за десктоп компютрите до големите телевизори, във все повече от тях има квантови точки. Така че производствените обеми са големи, те се правят в огромни реактори в предприятия. Така че търговски това е най-значимото приложение, по отношение на приходи и производствени обеми.

За мен най-вълнуващо и най-интересно е приложението в медицината. Защото, поне за мен, то прокара пътя към разбиране на свойствата на нанообектите в човешкото тяло. То ми позволи да създам не само квантови точки, а и други материали със сходни свойства, които са приложими за човешкото здраве. Затова за мен лично това е най-значимото приложение", каза Бавенди.

За квантовия феномен и златото

Когато през 2023 г. Бавенди бе отличен с Нобелова награда, Нобеловият комитет обясни, че когато материята се раздели на множество миниатюрни частици и се стигне до наноизмерения, възниква квантов феномен. Тези частици се наричат квантови точки. През 1993 г. Мунги Бавенди успява да получи почти съвършени квантови точки в определен размер и гладка повърхност, което позволява да се използват в електрониката.

Пред БТА Бавенди разказа, че говори за химията и изследванията си пред ученици на 13-14 години. „Една посока, в която бихме могли да мислим, е да вземем къс от някакъв материал и започнем да го режем. В началото големият къс се разделя на две парчета, които изглеждат като големия къс. Продължаваме да режем на все по-малки парчета. За някои материали в даден момент все по-малките късове започват да изглеждат по друг начин, различен от голямото парче. И колкото повече ги разделяме, достигаме до размер и измерение, при които възникват нови свойства".

Златото например, когато се раздели до наночастици, блести в различни цветове, а не в обичайния си цвят и нюанс. Звучи повече като алхимия. „Да, и по някакъв начин е. Интересно е, че споменавате алхимия, защото алхимиците са се опитвали да превърнат оловото в злато", каза Бавенди пред БТА. „Има рецепти, например от 14-и век, в които смесват много различни неща – говежда кръв със змийска отрова, всякакви неща, и накрая добавят в тях съвсем малко количество злато. Смесват всичко. Целта е да се получи киселинна смес. Получават се съединения и когато се постави олово в сместа, то се покрива с молекули на златото и изглежда, сякаш оловото се е превърнало в злато.

По някакъв начин и ние правим нещо подобно, но в обратен ред - започваме от молекулите и се опитваме да направим нещо голямо. И в този процес свойствата започват да се променят", разказа Бавенди.

„В това е силата на нанонауката. Тя изследва новото измерение на обектите, на ниво една хилядна от атома или десетки хилядни от атома. Тогава техните свойства не са като на материята около нас. Когато разполагаме с тези нови свойства, които можем да прилагаме, трябва да ги изследваме научно."

За новите посоки в изследванията

Нобеловият лауреат разказа, че винаги е изследвал по няколко проблема едновременно. И сега продължава да изследва квантовите точки, но интересът му се насочва и към по-големи частици. „Защото дори и в малко по-големи частици, възникват нови свойства, за които не сме знаели преди двадесет години, и те също са много интересни. Затова днес много хора проявяват интерес към приложението им в сфери като квантовата оптика, квантовите комуникации, квантовите компютри". Друга посока в работата му е слънчевата енергия. Имам голям интерес към проблемите на енергията, на климатичните промени, как да превърнем слънчевата енергия в безкраен източник на енергия за нас, как да стане тя по-ефективна, по-приложима, по-евтина, как да я използваме масово възможно най-бързо, обясни Бавенди.

Третата посока на научните му интереси е биологията, човешкото здраве и по-специално онкологичните заболявания. Интересувам се все повече от приложението на различните методи за образна диагностика на рака, за да помогнем например на хирурзите да достигнат до всички ракови клетки по време на онкологични операции, каза химикът.

За ролята на учените и науката в съвременния свят

Климатичните промени са проблемът, който Бавенди открои сред основните предизвикателства пред човечеството, за които съвременната наука може да помогне. „Проблемът е, че климатичната криза е толкова дългосрочна, че за хората понякога е трудно да мислят за нея като за криза.

Но това е криза, с която трябва да се справим. И това, което правим днес, ще има огромни последици за това, което ще се случи след 30 години. Става дума за нашите деца, за света, в който те ще живеят.

Според мен много теми започват оттук, защото проблеми като прехраната, здравето, много проблеми като например хранителна несигурност в бъдеще в различни райони на света, проблеми със здравето в много части на света, ще бъдат повлияни от това дали днес предприемаме действия за промените в климата. Затова според мен това наистина е доминираща тема, не е въпрос на лукс да се занимаваме с това. Фундаментално важно е.

Има други краткосрочни теми днес, като здравето, хранителната несигурност в развиващия се свят, за чието решаване науката може да помогне.

Мисля също, че науката е глобално начинание, учените от цял свят разговарят помежду си.

Науката е модел за това как хората да живеят заедно и да разговарят помежду си. В момента светът е в такова ужасно състояние по отношение на войни и други проблеми, така че учените могат да бъдат модел, пример за това как хората да си сътрудничат и за значението на трансграничното сътрудничество", каза Мунги Бавенди.

Изкуственият интелект в науката бе сред темите в дискусиите на срещата на нобеловите лауреати с млади учени в Линдау, в които Бавенди участва.

За изкуствения интелект

Приятел или враг е изкуственият интелект? „Не мисля, че това е бинарен въпрос. Изкуственият интелект е инструмент. Той може да бъде изключително полезен, изключително приятелски за нас. Но с този инструмент може и напълно да се злоупотребява", каза изследователят. Според него хората трябва да са наясно с възможностите – и добрите, и лошите, на изкуствения интелект.

Едно от нещата, които смятам за неточни, е, че го наричаме интелект. Това не е интелект, каза ученият. И обясни: „Той се основава на данни. Взема данни, създадени от хората през много, много десетилетия. Компютри вземат тези данни, обобщават я с помощта на алгоритми и създават нещо, което прилича на създадено от човека. Но то се основава на човешкото познание. Дали изкуственият интелект може да създаде нещо напълно ново според мен е напълно спорно. Аз не съм сигурен, че е възможно".

Според Бавенди изкуственият интелект ще продължи да се развива и да бъде използван. „Трябва да можем да го разберем, да разберем последиците от действията му и да се опитаме да ограничим най-лошите от тях. Защото сред тях има такива като „дийп фейк" и те могат да бъдат изключително разрушителни. А ние не знаем как да се справим с това. Но човечеството се е справило с други проблеми в хода на човешкия прогрес, в който е имало и положителни, и отрицателни страни. Трябва да се опитаме да запазим положителната част. Този прогрес е неизбежен. Трябва да разберем отрицателните страни и да създадем структура, за да ги ограничим", обобщи Бавенди.