През септември 2007 г. той получи златен медал от Словашкото химическо дружество. Три месеца по-късно той получава Нобелова награда за химия от шведския крал. Миналата седмица Университетът Коменски му присъди почетна докторска степен. Герхард Ертл.
.казва се, че преди да се решиш на наука, си мислил за музикална кариера. Вярно е?
Не точно. Въпросът никога не е бил същият - музиката или науката. Не получих добра основа в музиката. Започнах да свиря на девет години, малко след войната, но отидох на пианото само три години. Тогава останах сам. С други думи, в музиката всъщност бях самоук. Така че ми беше ясно, че никога няма да бъда достатъчно добър, за да се занимавам професионално с музика.
.но фактът, че сте свирили много на пиано и все още свирите днес, е, предполагам, истина.
Но да, играх много. С приятели, с групи и с малки оркестри.
.да свириш с групи и малки оркестри, тоест да свириш по барове?
Да разбира се. И спечелих доста пари. По време на следването си всъщност се хранех по този начин. По-късно направих много камерна музика и истината е, че все още свиря.
.което освен музика интересуваше малкия Герхард Ертл?
Бях много слаб в спорта, така че няма футбол или нещо подобно. Събирах марки и основният ми интерес бяха книгите, четох много. Дори ми се искаше да отида да уча литература за известно време, но след това промених мнението си. Разбрах, че литературата гледа предимно в миналото, но исках да гледам в бъдещето. И науката беше най-подходяща за това.
.кога избра науката?
Започнах да правя химически експерименти на възраст от тринадесет до четиринадесет години. Майка ми не беше много доволна от това, защото го правех в стаята си и понякога много смърди. И не, разбира се, я притесняваше само вонята. Беше убедена, че ако смърди, може да бъде отровна, затова се притесняваше за мен. Един ден тя ми каза да спра, защото в противен случай ще ме премести в стаята на брат ми. Затова завърших с химия и преминах към радиостанции или електротехника.
.Нобеловият лауреат по химия завършва с химия на петнадесет години?
Имахме много добър учител по физика и лош учител по химия. И тъй като се справях добре и с математика, бързо стана ясно, че ще уча физика. По-късно се върнах към химията, но не напуснах физиката. Моят следдипломен преподавател се фокусира върху електрохимията, която всъщност е изучаването на процеси, протичащи на интерфейса течност-твърдо вещество. Един ден той ми каза, че ако искам да направя нещо ново, мога да се опитам да проуча интерфейса газ-твърдо вещество, защото почти нищо не се знае за него. Затова се заех с работата си и работата ми беше, и все още е, използването на физически методи и техники за решаване на химически проблеми.
.много, толкова тясната връзка между физиката и химията може да изненада, но в действителност това вероятно не е изненадващо.
Химията се занимава с трансформацията на материята от един тип молекула в друг тип. Ако обаче погледнем причината за тези промени, ще видим законите на физиката. В този смисъл химията всъщност е физика. Уравнението на Шрьодингер описва по същество всичко, включително химическата връзка. Освен квантовата механика, термодинамиката и кинетиката също са много важни от гледна точка на химията. Ако наистина искаме да разберем химията в дълбочина, имаме нужда от солидна физическа основа.
.говорейки за дълбоко разбиране, дълбочините обикновено са под повърхността. Вие изследвате процесите, които протичат на повърхностите на материалите. Колко дълбоко можем да научим, като изследваме повърхности?
На първо място, трябва да се каже, че въпреки че същността на химията е наистина физика, това не означава, че разбираме цялата химия на основата на физиката. Например, синтезът на органични молекули в някакъв смисъл надхвърля физиката. А биохимията има дори по-голяма строгост от физиката. Химията на катализатора - и каталитичните реакции протичат на повърхностите на подходящи вещества - също е много черен изкуство за много дълго време, а не наука в строгия смисъл. И благодарение на изучаването на процеси на повърхностите на веществата, тази химия се превръща в наука дори според най-строгите критерии.
.Във връзка с вашата Нобелова награда често се споменава каталитичното производство на амоняк от атмосферния азот и водород, за което Фриц Хабер спечели Нобелова награда 90 години преди вас. Връзката между черното изкуство и строгата наука може да бъде илюстрирана в този пример?
Да. В процеса на Хабер-Бош амонячните молекули се синтезират при високи температури и налягания в присъствието на катализатор под формата на подходящо обработена желязна повърхност. Този процес позволи индустриалното производство на торове и това означава огромен скок в световното производство на храни. Процесът се използва и до днес в огромни индустриални мащаби. В същото време дори през 1977 г. на химиците не беше много ясно как точно се осъществява синтеза на амоняк в този процес.
.между другото, откритията на Фриц Хабер хранеха огромни маси от хора, докато другите му открития масово убиваха хора. Хабер е бащата на бойните газове, използвани през Първата световна война.
Хабер беше проблемен човек, но що се отнася до военните газове, той беше преди всичко патриот. По време на Втората световна война естествените усилия на патриота бяха да помогне на страната си да спечели. Освен това той беше убеден, че бойните газове биха причинили по-бърза смърт и следователно по-малко страдания от огнестрелните оръжия. Мисля, че той беше морално в подобна ситуация като хората, които са работили по атомната бомба по време на Втората световна война. И в двата случая целта беше бързо да приключи войната, макар и с цената на значителен брой жертви.
.да се върнем към черното изкуство и наука. Днес ние разбираме детайлите на синтеза на амоняк?
Подробно проучване на химичните процеси на повърхността на катализатора чрез физически методи показа, че азотните молекули на тази повърхност се разлагат на азотни атоми и че това е ключовият момент от целия процес на Хабер-Бош. Благодарение на споменатите методи днес разбираме в детайли не само тази най-важна стъпка, но и всички други стъпки в целия многоетапен процес.
.това отразява подробно разбиране в индустриалните приложения?
Хората в бранша ми казват, че им помага. Една голяма датска компания построи изцяло нова фабрика за производство на амоняк и се твърди, че са използвали знания за детайлите на текущите реакции при нейното проектиране. Нямам причина да не им вярвам, въпреки че аз самият нямам пряк опит с подобни приложения.
.Значи изобщо не ви е грижа за приложенията? Дори нямате никакви патенти?
Не, нямам никакви патенти. Работя доста тясно с BASF, но те ме използват главно като консултант. И не толкова по въпросите на производството, колкото по въпросите на ориентацията на собствените им изследвания. Никога не съм участвал пряко в индустриални приложения.
.и в същото време вашият основен обект на интерес е тясно свързан с друго много важно приложение, а именно катализатори на отработени газове в автомобилите.
Да, но дори там ме интересуват много повече подробностите за протичащите реакции - като тяхното времево и пространствено разпределение - отколкото директните приложения. Самата реакция се състои в синтеза на въглероден диоксид от въглероден окис и атмосферен кислород на повърхността на платината. Практическата употреба е очевидна и много важна, тъй като въглеродният окис е токсичен и при непълно изгаряне се образува в значителни количества. Но по отношение на наистина дълбокото разбиране на химията, тази каталитична реакция е изключително полезна за нещо друго. Позволява ни да изучаваме неща, които не можем да изучаваме другаде.
.например?
Например появата на различни времеви трептения или пространствени структури на молекулярно ниво. Съществуването и стабилността на такива структури са изключително интересни по отношение на някои дълбоки научни въпроси, включително въпроса за произхода на живота. Успяхме да наблюдаваме образуването и развитието на такива структури на относително просто ниво, тъй като изследваме прости молекули кислород, въглероден окис и въглероден диоксид. Появата на сложни структури от тези прости строителни елементи е интересна само защото ни позволява да разберем едно много важно свойство на природата, а именно спонтанното възникване на сложни неща от прости неща.
.изследвате процеса от десетилетия, като постоянно използвате нови и нови устройства. Което ви кара да разгледате един процес по-подробно?
Любопитство. Никога не разбирахме процеса достатъчно добре, винаги имахме много въпроси без отговор. Освен това, след като отговорът на даден въпрос, обикновено отваря редица напълно нови въпроси. На много от тези въпроси не можеше да се отговори със съществуващите тогава експериментални техники, така че трябваше да търсим нови техники и устройства. Понякога ги разработвахме сами, друг път използвахме открития на други хора.
.Ще се опитам да го изостря още повече. Много от вашите експерименти са довели само до усъвършенстване на известни резултати. Какво е значението за усъвършенстване на нещо, което вече знаем?
Понякога много големи. По-точен резултат е новата информация, която понякога отваря съвсем нова област на изследване.
.например?
Например областта на нанотехнологиите. Когато изследвахме процесите на повърхностите на катализаторите, ние се опитахме да достигнем нивото на наблюдение и определено влияние на отделните атоми. И точно на това се основават такива популярни нанотехнологии днес.
.успешните приложения могат да бъдат оценени от обикновените хора. Опасявам се обаче, че те изобщо не могат да оценят усъвършенстването на вече известните резултати.
Това вероятно е вярно.
.малко хора осъзнават, че в естествените науки числото винаги е число плюс или минус някаква неточност. И че естествените науки не са точни, защото няма неточност, а защото имат тази неточност под контрол.
Това също е вярно.
.освен природните науки обаче, хората с неточности в числата не се притесняват твърде много. Например икономистите отчитат ръст на БВП до най-близката десета от процента, като тази несигурност е в най-добрия процент.
Това със сигурност е вярно. Но икономиката се занимава с изключително сложна система, при която условията са толкова сложни, че често не е ясно дали дадено количество изобщо има стойност. При такива обстоятелства е съвсем естествено те дори да не се опитват да определят неточността на числата, с които работят.
.но ако числата се използват без плюс или минус, това създава фалшивото впечатление за пълна точност.
И много икономисти са наясно с това. Един от Нобеловите лауреати по икономика ми каза, че ако икономистите направят шест прогнози, седем от тях са неверни.
.но естествените науки са внушили на обикновените хора доверие в числата и това доверие в числата сега се ползва до известна степен. Възможно е да научим хората, че някои числа заслужават доверие, а други не?
Не мисля, че може да се направи нещо по въпроса. И може би дори не е необходимо. Политиката до голяма степен се основава на използването на такива числа, което означава, че много политически решения се вземат въз основа на не съвсем точни доказателства. Но политиците трябва да вземат решения „да-не“ и неточните данни вероятно са добри при вземането на такива решения.
.когато човек спечели Нобелова награда, всеки вероятно е по-готов да го изслуша от преди. Това отваря възможността човек да работи не само в собствената си наука, но и в общественото мнение и други подобни. Което е интересна възможност от една страна, но от друга страна може да бъде уморително. Какво преобладава?
Разбира се, затрупан съм с покани и предложения. При всяка такава покана, оферта или искане обмислям дали тя би дошла без Нобелова награда или това беше просто следствие от тази награда. В първия случай се опитвам да се съобразя, във втория не. И определено се опитвам да не променя живота си твърде много.
.получихте почетна докторска степен от университета Коменски, така че това може би беше първият случай. Нека признаем, че този университет не е един от големите европейски университети. Какво означава докторат от такъв университет за теб?
На първо място, името на Коменски означава много за мен. Коменски наистина беше велик европейски педагог, чиято работа е полезна и до днес. Освен това Университетът Коменски е най-големият и най-старият словашки университет. Имате повече от двадесет университета в Словакия, което със сигурност е неустойчива ситуация и някои от тези университети ще трябва да изчезнат, но това със сигурност не се отнася за университета Коменски. Той продължава да се развива и в бъдеще ще достигне стандарта на добрите европейски университети. Убеден съм в това.
.коя от дейностите, които сте придобили след присъждането на Нобелова награда, смятате за най-полезни?
Много ми е интересно да мотивирам младите хора. Изнасям много лекции, ходя на училище, защото го смятам за своя задача с оглед на бъдещето. Мисля, че е много важно да мотивирам децата да задават въпроси и да намират отговори.
.и със сигурност нямате предвид, че е важно заради Нобеловата награда, но че е важно като такова.
Разбира се.
.но тук попадаме на своеобразен парадокс на носителя на Нобелова награда. Всеки е готов да изслуша това, което казва, но вероятно го възприема главно като ръководство по пътя към Нобеловата награда. Не е като да им казваш нещо, но те чуват нещо друго?
Да, това е много лесно възможно. Но всъщност не пречи. Ако целта им е да спечелят Нобелова награда някога в бъдеще - защо не? Винаги им отговарям: бъдете любопитни, не вярвайте твърде много на властите и не спирайте да задавате въпроси. И ако се придържат към него, всъщност няма значение дали го правят за Нобелова награда или за себе си.