Kvantu skaitļošanas zinātnieks Andris Ambainis (41) vēlas celt argumentācijas kultūru, lai Latvijā pilnveidojas gudra sabiedrība un tic labai valsts nākotnei
Tīra sirds. Līdztekus izcilībai zinātnē tie būtu svarīgākie vārdi par Latvijas Universitātes Datorikas fakultātes profesoru Andri Ambaini, ko gribas sacīt valsts svētku laikā. Godīgums un pilnīga nodošanās zinātnei ir divi pīlāri, uz kuriem Ambaiņa dzīve balstās jau kopš skolas laika – to iemācīja vecāki, ķīmiķi no Daugavpils. Pēc studijām LU labākās pasaules augstskolas gandrīz vai sacentās, kura dabūs savā paspārnē spožo pētniecības prātu no Latvijas, un Ambainis izvēlējās Bērkliju ASV. Latviešu zinātnieks būtu varējis joprojām strādāt labākajos zinātniskajos institūtos pārtikušajā Rietumu pasaulē, taču 2009. gadā, patriotisku jūtu vadīts, nolēma atgriezties Latvijā. Apņēmības pilns celt akadēmisko latiņu, iedvesmot jaunos zinātniekus. Tuvākie gadi latviešu zinātniekam sola liela sapņa piepildīšanos – pirmā īstā kvantu datora rašanos, kas pasaules sabiedrībai pavērs grandiozas attīstības iespējas.
Nobela prēmijas laureāts fizikā Ričards Feinmans teicis, ka svarīgākais princips cilvēkam ir nemuļķot sevi, jo sevi apmuļķot ir visvienkāršāk. Vai, ņemot vērā pēdējā laika notikumus pasaulē, jūs nesacītu līdzīgi?
Politiskā nozīmē tas patiešām šausmina – redzu, kā dažādu politisko uzskatu, dažādu izglītības pakāpju cilvēki sevi muļķo. Arī izglītoti cilvēki mēdz pieķerties absurdām idejām un pieņemt argumentus, kas šīs idejas attaisno. Klausos dažus savus ārzemju kolēģus, kā viņi mēģina mani pārliecināt, ka globālā sasilšana apdraud pasauli – un tā ir patiesība! -, bet savā entuziasmā viņi patiesajiem argumentiem piemet klāt divtik nepatiesus un pārstāj filtrēt informāciju.
Trampa ievēlēšana ASV prezidenta amatā šausmina. Uzskatu, ka jārunā par argumentiem. Nevis par cilvēkiem, kuri tic nepārliecinošiem argumentiem. Jārunā ir noteikti, jo tikai tā iespējams nonākt līdz skaidrībai.
Es domāju, ka mēs pārcietīsim četrus vai astoņus gadus Trampa. Sabiedrība, kas spēja ievēlēt melnādainu prezidentu, spēs izdarīt progresīvas izvēles arī turpmāk. Redzot šausmīgo rasisma vilni, kas nu veļas pāri ASV, ceru, ka Trampa vēlētāji otrreiz par viņu vairs nebalsos.
Jūs zinātniskās karjeras laikā deviņus gadus esat nodzīvojis ASV. Iespējams, jums ir kāds novērojums par šo sabiedrību «no iekšpuses»?
Tas, ka Trampu var ievēlēt, man nebija pārsteigums. Amerikas kolēģi ir šausmās – kā tas varēja notikt? No kolēģa, ar kuru nesen tikāmies konferencē Polijā, dzirdēju, ka amerikāņu profesori nākamajā dienā pēc vēlēšanām bijuši asarās. Jāsaka, ASV visu laiku bijis redzams, ka ir sabiedrības grupas, kuras varētu uzrunāt tādi personāži kā Tramps. Tajā vidē, kur biju es, protams, ne.
Strādāju pētniecībā kreisi progresīvajā Bērklijā, kur laikam biju viens no viskonservatīvākajiem cilvēkiem.
Viena no problēmām mūsdienu pasaulē, arī Amerikā, ir izglītotā, progresīvā slāņa raudzīšanās no augšas uz citiem. Ja uz kādu raugies no augšas, izredzes viņu pierunāt ieklausīties tavos argumentos ir niecīgas. Tiklīdz kāds progresīvais pasaka kaut ko nicinošu, konservatīvā puse to citē miljons reižu. Reizēm apaudzē ar fantāziju. Pirms vēlēšanām 800 tūkstoši cilvēku Facebook bija dalījušies ar ziņu, ka Romas pāvests aicina balsot par Trampu. Var sacerēt jebko, un tas tiks nepārbaudot pieņemts par patiesību. Arī Latvijā to var redzēt. Piemēram, kā cilvēki neiedziļinoties dalās ar negatīviem stāstiem par bēgļiem. Arī tad, ja stāsts nāk no vietnes ar uzrakstu Glābiet Donbasu no Ukrainas nacistiem! un tai ir Novorosijas karogs.
Vai ASV vēlēšanu naktī sekojāt līdzi rezultātiem?
Pamodos ap 4.30 no rīta un redzēju prognozi, ka Klintonei ir 67% iespēja uzvarēt, bet pirms pusstundas šī prognoze bijusi 95%. Sekoju, kā līkne iet uz leju, un sapratu – viss. Iepriekš, spriežot pēc aptauju skaitļiem, man likās – visticamāk, Klintone uzvarēs. Pieļāvu 20%, ka uzvarēt varētu Tramps.
Aptaujas ir ļoti sarežģīta lieta. Cilvēki var nepiedalīties. Var sameloties. Matemātika var precīzi strādāt, ja ir precīzi dati. Pirms ASV vēlēšanām dati bija trokšņaini – pietiekami neskaidri, lai uz tiem paļautos.
Mums gribas vienkāršas atbildes, lai sevi nomierinātu. Es kā zinātnieks protu pateikt: uz šo jautājumu šobrīd nav atbildes, un viss.
Vai nav tā, ka vajag lielu drosmi, lai dzīvotu saskaņā ar esošo, netiecoties mitoloģizēt, kaut kā sevi apmānīt?
Nezinu, vai sauktu to par drosmi. Es to sauktu par kritisko prātu.
Ko jūsu kritiskais prāts saka par Latvijas nākotni pēc Trampa ievēlēšanas?
Man ir bail. Esam ļoti neskaidrā situācijā. Tramps kļuvis par ASV prezidentu, melojot, cik vien cilvēks spēj melot. Mēs nezinām, kam viņš tic, kādas ir viņa vērtības un mērķi. Nav tā, ka Krievija mūs noteikti okupēs – to mēs nevaram zināt. Taču skaidrs, ka esam nonākuši draudīgā pasaulē, kurā viss var beigties labi, bet var arī beigties slikti.
Pagaidām cenšos dzīvot pēc principa: pieņemt labāko iespējamo, kamēr nav redzamu faktu, kas velk uz sliktāko. Tāds ir arī mans princips attiecībās: pieņemt cilvēku kā labu, kamēr nav pierādījis, ka ir slikts.
Tagad mums jāturas pie Eiropas vienotības idejas, kā vien varam. Brīdī, kad Eiropas valstis paliktu katra par sevi, mazās valstis ciestu visvairāk. Šķelties Eiropai ir šausmīgs risks. Arī ekonomiski. Ja katra valsts paliek par sevi, mēs kā maza valsts nevienam diktēt savus noteikumus vairs nevaram, bet mums var visi. Vienīgais veids, kā varam pastāvēt uz saviem nosacījumiem ekonomiski, – kā līdzvērtīga daļa no spēcīgas Eiropas.
Vai zinātnieki ir saliedēti šajā sarežģītajā laikā?
Cilvēciskā ziņā mēs, zinātnieki, esam par vienotu Eiropu. Mums katram ir savas zinātniskās intereses, griba tās realizēt. Pagājušajā nedēļā biju Berlīnē Eiropas konferencē par kvantu tehnoloģijām. Tika mēģināts nospraust Eiropas plānu nākamajai desmitgadei šajā jomā. Piedalījās ap divsimt Eiropas vadošo zinātnieku. Arī pārstāvji no ražotājiem, kas ieinteresēti šajā jomā. Plašā griezumā – no atompulksteņiem, kvantu sensoriem līdz kvantu datoriem.
Kas ir atompulkstenis?
Šo jautājumu vajadzētu uzdot Slavam Kaščejevam, viņš to pārzina labāk! (Smejas.) Atompulkstenis ir ierīce, kurā atomu kvantu svārstības tiek izmantotas, lai ļoti precīzi skaitītu laiku. Viena sekunde, nosacīti runājot, sanāk kādi desmit miljardi atomu kvantu svārstību.
Pats konferencē piedalījos diskusijā par to, ko nākotnē varēs izdarīt ar kvantu datoru. Pasaulē lielās līnijās būs trīs veidu kvantu datoru pielietojums.
Viens – modelēt dažādas lietas. Teiksim, ķīmijas vienādojumi ir zināmi, bet ārkārtīgi sarežģīti modelējami ar parasto datoru. Ar kvantu datoru to varēs daudz labāk. Superambiciozā versija, ko varu pastāstīt kā piemēru: ir reakcija, ar ko tiek ražoti amonjaka minerālmēsli, – dabā tas notiek augos, to veic baktērijas. Cilvēku pasaule to pašu dara, patērējot milzīgu daudzumu dabasgāzes un enerģijas. Ja izdotos to ķīmiju saprast, enerģijas resursus varētu ietaupīt. Protams, tas nav tikai kvantu datora jautājums. Vēl būs vajadzīgs ģeniāls minējums, kas īsti jāmodelē.
Otrs kvantu datoru pielietojuma veids ir šifru uzlaušana. Tādā veidā varēs uzlauzt shēmas, kas ir pamatā visā drošās informācijas pārraidē internetā. Būtībā hakerēšana. Vēsture ir tāda: shēmu drošība balstās uz noteiktu matemātisku problēmu – lielu skaitli, kas iegūts, sareizinot divus mazākus skaitļus. Mēs gribam noteikt, kādi ir divi mazie skaitļi, kas tika sareizināti. Visi šie skaitļi ir lieli, katrs ar dažiem simtiem ciparu. Tas reāli interesē dažādus slepenos dienestus, kas grib mūs klausīties.
Trešais kvantu datora pielietojums – meklēšana lielos datu apjomos. Iedomā-simies, ka datora atmiņā mums ir telefongrāmata ar miljons numuriem. Ja gribam atrast, kuram cilvēkam pieder noteikts telefona numurs, mums parastajā datorā jāiet cauri visiem miljons ierakstiem. Kvantu datorā pietiks ar tūkstoti. Ideja ir tāda, ka kvanta daļiņa vienlaikus mēģina piekļūt visam miljonam. Pakāpeniski tā koncentrējas uz pareizo ierakstu. Labums būs tāds, ka daudz lietu varēsim izdarīt daudz ātrāk.
Kas no tā visa jūs pašu interesē visvairāk?
Kā meklēšanu pielietot pēc iespējas dažādi. Parastajā datorā ir naivā meklēšana, kurā ejam cauri miljons iespējām, un ir gudrā meklēšana, kad, teiksim, spēlējam šahu un programma meklē starp miljons iespējām, bet neiet gluži tām visām cauri. Tātad – kā ar kvantu datoru paātrināt gudro meklēšanu?
Vēl man ir interese – bet neko šajā ziņā vēl neesmu izdarījis, domāšu tālāk – par kvantu datoru mākslīgā intelekta jeb mašīnmācīšanās lietām. Aktuāla kļūst mācīšanās no datiem, kad dators meklē tajos likumsakarības. Lielais zinātniskais jautājums – vai varam šeit pielietot kvantu datorus? Vai varam izdarīt kaut ko vairāk, nekā meklēt lielos datu apjomos, kaut ko oriģinālāku? Zinātnes pasaulē tas ir ļoti aktuāli. Visi grib ar to nodarboties, bet pagaidām īsti nezina, kā.
Kad zinātnes pasaule cer sagaidīt kvantu datorus?
Fiziķi, kuri strādā Google, saka – pāris gadu laikā varētu tikt izveidoti. Tie būs kvantu simulatori, mazjaudas kvantu datori, ar kuriem eksperimentēt. Vēl nebūs pietiekami lieli, lai izskaitļotu visu, ko zinātnieki izdomājuši. Sākumā šos simulatorus varēs lietot tikai zinātnieki. Tās būs ierīces, kuru cena svārstīsies ap dažiem desmitiem miljonu eiro. Ierīces atradīsies tikai pāris vietās pasaulē. Tās var dēvēt par skaitļošanas mākoni. Zinātnieki varēs iegādāties pieeju mākonim, ja vajadzēs izskaitļot kaut ko ļoti sarežģītu. Uzrakstīs programmu, aizsūtīs uz mākoni, un kvantu dators izskaitļos.
Dizainā un funkcionalitātē tas laikam atgādinās 70. gadu futūristiskās filmas.
Kvantu datoram nepieciešami ļoti īpaši apstākļi. Kvantu sistēmas ir ļoti trauslas. Kvantu daļiņai iedarbojoties ar apkārtējo vidi, stāvoklis mainās. Ja kvantu datoram vajag piecsimt daļiņu, kas ir saistītā kvantu stāvoklī un nevienai nav mijiedarbības ar apkārtējo vidi, tad vajag vai nu absolūtu vakuumu, vai ļoti zemas temperatūras. Fiziski kvantu dators izpaudīsies kā parastā datora mikroshēma, bet funkcionēs, atdzesēta līdz mikrogrādiem pēc Kelvina. Man ļoti gribas to ieraudzīt. 20 gadus par to domāts – īstu kvantu datoru.
Vai jums nav emocionāli grūta zinātnisko zināšanu pārnese uz populārzinātnisko valodu – tādu, ko saprot visi?
20 gadus esmu skaidrojis, man tas nesagādā grūtības. Tas ir jauki, ka varu skaidrot – tam vajag plašu zinātnisku redzesloku. Es jau neskaidroju detaļas, bet kopbildi. Lielāko daļu no tās ir izgudrojuši citi zinātnieki, nevis es. Ja sāktu skaidrot šauri, ko veicu es pats, tas būtu daudz grūtāk – pārāk specifiski.
Vai reizēm jums nav vientuļi – tīri intelektuālā nozīmē, apzinoties, ka jūsu prāts zinātnē nodarbojas ar jautājumiem, par kuriem vairumam pasaules iedzīvotāju nav nojausmas?
Zinātnieka vientulību jutu, kad biju students [Latvijas Universitātē] 90. gados – interesējos par ko tādu, kas nevienu citu neinteresēja. Tad nonācu Bērklijā. Tur bija daudz cilvēku ar līdzīgām interesēm, ļoti gudri. Zinātnieka vientulība pazuda. Tagad ir tā: kaut kādas detaļas zinu labāk par citiem [kolēģiem]. Man ir firmas zinātniskie gājieni, ko jūtu ar asinīm, jo esmu tos izstrādājis. Taču, ja vajag komunicēt ar citu labu zinātnieku, es zinu, kur viņu atrast – tepat Latvijā vai ārpusē. Internetā varu atrast zinātnisko lasāmvielu atbilstošā līmenī.
Latvijas Universitātē jūs redzat izcilos jaunos prātus. Kādi tie ir?
Mums aug nākamā paaudze, manā grupā ir vairāki ļoti spēcīgi prāti. Piemēram, Aleksandrs Belovs, Mārtiņš Kokainis. Šoruden savā seminārā saskaitīju – atnākuši seši cilvēki, kuri braukuši pārstāvēt Latviju matemātikas olimpiādē pasaulē. Bariņš man apkārt ir liels un spēcīgs! Savā nozarē redzu, ka izcilie prāti aizbrauc, bet grib atgriezties. Aleksandrs divus gadus nostrādāja ārzemēs, bet atgriezās. Šeit ir viņa ierastā vide, kurā uzaudzis. Viņa valsts, kurai jūtas piederīgs.
Mani pašu atgriezties no Amerikas vedināja māju sajūta. Estētikas izjūta. Mūsu dziesmas. Hobijs – es orientējos. Nu labi, tagad vairs ne, jo audzinu divus bērnus. Tas šobrīd ir mans vienīgais hobijs. (Smejas.) Ar sievu jau gadu runājam, ka vajadzētu aizbraukt uz orientēšanās sacīkstēm, bet ar bērniem tas nav vienkārši. Dēlam drīz būs četri gadi, meitai – divi.
Vai esat laimīgs, ka bērni aug Latvijā?
Jā, esmu laimīgs – gan ģimenes, gan sevis paša dēļ. Kad atgriezos no Amerikas, sirdī bija ambīcijas. Gribējās izdarīt kaut ko nozīmīgu. Redzēju, ka Latvijā ir talantīgi studenti, un gribējās būt tam, kurš viņus ievirza zinātnes pasaulē. Redzēju arī, ka šeit paliek aizvien mazāk cilvēku zinātnē, kuri to var izdarīt.
Varbūt Latvijā zinātnē strādāt ir grūtāk, bet efekts uz vidi, ko tu šeit atstāj, ir nesalīdzināmi lielāks. Amerikas zinātniskais institūts bez Ambaiņa – lai arī viena no talantīgākajiem – nenobeigsies.
Latvijai esmu pieķēries. Ceru šeit būt arī pēc divdesmit, trīsdesmit gadiem. Strādāt uz mūžu. Nesūkstīties. Mans lielākais sapnis ir iedvesmot labākos studentus aizbraukt uz Bērkliju vai citu izcilu pasaules universitāti un pēc tam atgriezties, lai iedibinātu citus zinātniskos virzienus. Lai mūsu Datorikas fakultātē ir ne tikai kvantu skaitļošana, bet arī šifrēšana vai vēl kaut kas no matemātiskās datorzinātnes. Gribētos arī iedvesmot zinātniskam virzienam tīrajā matemātikā.
Par ko jums ir vislielākais prieks Latvijā?
Priecē tas, kur mēs esam pēc 25 neatkarības gadiem. Latvija ir pārtikušāka, sakārtotāka. Lai kādas būtu problēmas, esam ar augstākiem godīguma standartiem nekā 90. gadu sākumā. Viss labais audzis un cēlies. Neesam sliktākā no valstīm, ar kurām vienlaikus iesākām neatkarības ceļu no padomju režīma.
Ir arī sliktais. Tā pati Dogo lieta, kurā esmu iesaistījies, paužot savu viedokli. Ir traģiski aspekti, bet arī labi – veterinārārsti, kuri sāka cīņu un cenšas situāciju padarīt godīgāku, labāku. Šādas cīņas mums ir jāizcīna. Tās sabiedrību padara gudrāku un labāku.
Rokas nolaist nedrīkst?
Ir jācīnās. Raugoties uz ģeopolitiku, jā, varbūt būsim zaudējuši vienu spēcīgu mūsu neatkarības kārti – amerikāņu atbalstu. Mums bija dūzis. Tagad ir sazin kas – varbūt divnieks, varbūt septītnieks. Īsti nezinām, ko Trampa kazino mums iedos vietā. Taču tas nenozīmē, ka nav jācīnās!
Vecāki mani audzināja ar augstu godīguma standartu. Zinātniskajā sabiedrībā, kur Rietumos nokļuvu, šis godīguma standarts ir ļoti augsts. Tas devis pārliecību, ka godīgums ir liela vērtība. Būtībā sabiedrībai tas ir ļoti svarīgi, jo nozīmē savstarpēju uzticēšanos. Bez uzticēšanās nevar neko izdarīt. Īstermiņā varbūt bez godīguma var izdarīt vairāk. Godīgums ir ilgtermiņa stratēģija.
Britu matemātiķis Čārlzs Bebidžs, kurš 19. gadsimtā izgudroja analītisko mašīnu jeb protodatoru, bija pārsteigts par parlamenta locekļu muļķīgo jautājumu viņam – vai tad, ja ievietosim nepareizus datus, dabūsim ārā precīzas atbildes? Kā cīnīties ar muļķību mūsu gadsimtā?
Ļoti smags jautājums. Es nezinu. Varam celt argumentācijas kultūru sabiedrībā – tas noteikti jādara, bet diez vai palīdzēs pilnībā iznīcināt muļķību. Es kā zinātnieks tam neticu.
Kā ar ģimeni esat nodomājuši pavadīt 18. novembri?
Pagājušajā gadā ar dēlu gājām skatīties parādi. Šogad būs svētku vakariņas ar ģimeni. Rādām dēlam karogu, stāstām, ka Latvijai arī ir dzimšanas diena. Bet viņš vēl ir pārāk mazs, lai saprastu, kas ir sava valsts, tās vērtību. Skaitļus gan! Kad dēlam bija divarpus gadi, viņš mani vilka pie mašīnām. Rādīja numurus, lika saukt ciparus. Man radās sajūta par kaut ko ļoti radniecīgu. Saucu dēlam tos ciparus, bet klusībā domāju – nez, ko cilvēki saka, ka mēs abi tā gar svešām mašīnām blandāmies.
CV
Dzimis 1975. gada 18. janvārī Daugavpilī
Absolvējis LU Fizikas un matemātikas fakultāti
2001. gadā aizstāvējis doktora disertāciju Kalifornijas Universitātē Bērklijā, ASV
2001.-2002. gadā pētnieks Institute for Advanced studies Prinstonā, ASV
2004.-2007. gadā docents Vaterlo Universitātē Kanādā
Kopš 2009. gada atgriezies Latvijā, profesors LU Datorikas fakultātē
Vairāk nekā desmit nozīmīgu starptautisku zinātnisko publikāciju autors
Piedalījies daudzos starptautiskos pētniecības projektos ASV, Kanādā, ES
Precējies ar ķīmiķi Mētru Ambaini, audzina dēlu un meitu