MĒNEŠA PĒTNIEKS Andris Jakovičs: Cenšamies veidot izpratni par procesiem un zināšanas nodot tālāk
Lauma Abramoviča, Alma Mater
Latvijas Universitātes asoc. prof. Andra Jakoviča kabinetā jūtama rosība. Mūsu tikšanās laikā vairākas reizes zvana telefons, un LU Fizikas un matemātikas fakultātes vadošais pētnieks atzīst, ka šobrīd darba ir daudz. Notiek gatavošanās simpozijam, tiek plānota jaunas laboratorijas izveide, kā arī sekots līdzi pašu izveidotam unikālam projektam Botāniskajā dārzā.
Pašlaik mums ir saspringts periods, jo esam ieguvuši finansējumu, un pēc ilgiem gadiem beidzot ir iespējams tikt pie jaunām, mūsdienīgām laboratorijas telpām. Šobrīd mūsu izveidotā Vides un tehnoloģisko procesu matemātiskās modelēšanas laboratorija, kuru vadīju 20 gadus, izvietota dažādās fakultātes ēkās un stāvos. Tagad mums būs iespēja visu izvietot vienā stāvā.
Šonedēļ [intervija notiek 16. februārī – L.A.] notiek arī nepārtrauktas vides fizikas simpozijs, vienlaikus tas ir arī jubilejas pasākums, jo laboratorijai aprit 20 gadi, tā dibināta 1994. gadā. Pirms 25 gadiem noslēdzām arī pirmo zinātniskās sadarbības līgumu ar Hannoveres Universitāti – šos gadus esam ļoti aktīvi kopā strādājuši, un tā ir mūsu pētnieciskā saite ar Eiropas industriju. Trešais zīmīgais notikums ir Elektrodinamikas un nepārtrauktas vides mehānikas katedras 45 gadu jubileja.
Pēc neatkarības atgūšanas daudzi fiziķi domāja, ko darīt tālāk. Viens aizgāja politikā, cits – ar fiziku nesaistītā sfērā. Mēs meklējām iespējas gan Latvijas mērogā, gan ārzemju partnerus. Tā kā sadarbība ar austrumiem pārtrūka, atradām partnerus Vācijā, Hannoveres Universitātē. Viņi ir inženieri, un tieši tādēļ mūsu sadarbība ir bijusi tik ilgstoša un sekmīga. Mēs nevis konkurējam ar vienādām zināšanām un prasmēm, bet viens otru papildinām. Mums ir prasmes matemātiskajā modelēšanā un fizikālo procesu teorētiskajā izpratnē, taču viņi ir augsta līmeņa inženieri, kuriem ir eksperimentālā bāze un praktisku izstrādņu iespējas. Šogad plaši izskanēja informācija par mūsu kolēģa, prof. Vjačeslava Kaščejeva teorētiskajiem sasniegumiem kvantu fizikā, un sagadīšanās ir tāda, ka turpat, Hannoveres Universitātē, viņa kolēģi ir šos teorētiskos uzskatus eksperimentāli parādījuši. Profesora tēma gan ir, teiksim, tālāk no praktiskajiem lietojumiem, tās ir nākotnes tehnoloģijas. Arī mūsu situācija ir līdzīga, kad skaitliski modelējam to, ko Vācijā pēc tam uzbūvē un ir redzams, ka mūsu prognozes piepildās arī praktiski. Modelēšana nozīmē to, ka mēs virtuāli, uz datora cenšamies procesu notvert tā, kā tas notiek dzīvē. Piemēram redzam, ka vācu pētnieku eksperimentētā konstatētā levitējošā kausējuma forma labi sakrīt ar to, ko mēs esam izrēķinājuši. Protams, arī pirms 40 gadiem līdzīgas problēmas mēģināja izskaitļot, bet tolaik modeļi un datoru iespējas bija tik pieticīgas, ka multifizikāliem modeļiem tas nebija iespējams.
Mūsu pētījumu lauks ir saistīts ar modeļiem, kurus var izmantot reālu iekārtu konstruēšanai un uzlabošanai. Faktiski mūsu darbība ir ļoti tuvu inženierijai. Fizikai ir dažādi virzieni. Ir akadēmiskais virziens, kad cenšas atrast jaunas fundamentālas sakarības, ir izzinoši eksperimentālais virziens, kad pēta jaunas vielas īpašības, bet mūsu virziens ir vērsts uz tehnoloģisku risinājumu izpēti, ko saucam arī par inženierfiziku. Tā iet kopsolī ar teorētisko fiziku. Prieks ir tad, kad, izmantojot modelēšanas rezultātus, tiek uzbūvētas iekārtas un tās strādā.
Pirms intervijas internetā meklēju informāciju par jūsu pētījumu tēmām un atradu šo: „siltuma un masas pārneses procesu matemātiskā modelēšana elektrotermiskajās iekārtās, civilajā un piekrastes tehnoloģijās”. Vai tā ir un kā šie vārdi izpaužas praktiski?
Daži vārdi tur skan jocīgi (smejas). Mani pētījumi ir saistīti ar siltuma un vielas apmaiņas procesiem dažādās tehnoloģijās, vide būtu nedaudz jānošķir. Ir cilvēka radītā vide – tehnoloģijas – un dabīgā vide, kurā arī cilvēks ir iesaistīts. Skaidrojumā daudz kas ir samiksēts kopā. Viena no jomām ir gruntsūdeņi, pazemes filtrācijas procesi, ostu saimniecības plūsmu struktūra, piemēram, ostas, padziļinājumu piesērēšana, kurā iesaistīta jūras viļņošanās. Tad globālākas lietas – atmosfēras procesi, klimata izmaiņas – ar to nodarbojas mans kolēģis Uldis Bethers. Interesanti, ka matemātiskās sakarības, kas procesus apraksta, bieži vien ir identiskas. Izklausās jocīgi, ka tā var būt, bet, piemēram, siltumapmaiņu vielā un elektrisko lauku var aprakstīt vieni un tie paši vienādojumi. No malas liekas, ka tās ir dažādas jomas, bet, redzot vienādojumu, tās parādās līdzības. Protams, vienādojumos atšķiras parametri, papildnosacījumi, bet, ja proti risināt šo vienādojumu, vari strādāt dažādās jomās.
Cita joma ir saistīta ar ēku siltumfiziku, ko mēs cītīgi kopjam jau ilgākā laika periodā. Tas ir praktiski orientēts virziens, kur zinātnes ir mazāk, bet ir vairāk praktisku atbilžu uz jautājumiem, kas daudzus interesē. Mēs ar fizikālām metodēm un mūsu prasmēm mēģinām palīdzēt ēku siltumfizikas jomā – nosakām būvju raksturlielumus, pētām mitrumu, kas ir svarīgs ēku ilgtspējā, jo mēs zinām, cik ātri koka māja var sabojāties, ja tā pakļauta ūdens iedarbībai. Mēs bieži vien neredzam, kas notiek aiz nokrāsotajām ēku fasādēm, bet tas būtiski ietekmē dzīves kvalitāti, arī alerģijas un, galu galā, arī siltuma zudumus. Bieži vien, praktiķim parādot vienādojuma atrisinājumu, viņš īsti tam netic. Pirms trim gadiem nolēmām praktiski pierādīt to, kas mums pašiem pēc būtības ir skaidrs un ko varam skaitliski parādīt, bet ko nevarēja redzēt dabā. LU Botāniskajā dārzā uzbūvējām piecas mājas. Kaut arī tās no ārpuses izskatās vienādas, katram „lācītim” vēderā ir kaut kas cits. Ilgākā laika periodā mājās uzturam noteiktus termoklimatiskos apstākļus un skatāmies, kas ar būvkonstrukcijām notiek mitruma ziņā, cik tas maksā, un divreiz gadā rīkojam seminārus praktiķiem. Semināros demonstrējam to, ko esam izmērījuši, pārbaudījuši un saskatījuši dabā. Ja teorētiskais aprēķins ir papildināts ar praktisko pētījumu Latvijas klimata apstākļos, cilvēki to labāk pieņem un tic tam. Protams, rodas arī kontroversiālas situācijas, jo būvniecības nozarē valda finanšu ieintereses. Firmas ražo būvmateriālus un pozicionē tos kā vislabākos, bet arī mārketingam un sabiedrības ietekmēšanai ir robežas, kuras nevajadzētu pārkāpt. Firmas klientu maldina, deklarējot nepareizas parametru vērtības, un to var pierādīt tikai praksē. Protams, veidojas konfliktsituācijas. Piemēram, gāzbetona sakarā, kas Latvijā ir ļoti izplatīts būvmateriāls, bet kurā ir ļoti daudz mitruma, sākotnēji 35-40 %. Izrādās, ka ūdens no ēkas konstrukcijas ļoti ilgi difundē ārā. Būves siltumzudumi sākumā ir gandrīz divas reizes lielāki, nekā lietotājs būtu gaidījis un cerējis. Arī pēc 3-4 gadiem uz iepakojuma solītās vērtības netiek sasniegtas, jo Latvijas mitrajā klimatā konstrukcijas līdz līmenim, ko deklarējis ražotājs, neizžūst. Tas ir viens piemērs, kā var novērst patērētāju un tirgus maldināšanu.
Vai par šo projektu ir radusies interese ārpus Latvijas robežām?
Līdzīgi projekti ir bijuši arī citās valstīs, katrā ar savu ievirzi. Katrs pēta to, kas sāp. Mums sāpīga ir ziema un mitrums, bet, piemēram, spāņu kolēģi vairāk „cīnās” ar telpu pārkaršanu. Eiropas direktīva nosaka, ka līdz 2020. gadam visā Eiropā vajadzētu būvēt tā saucamās gandrīz nulles enerģijas ēkas, kas vidēji gada laikā pašas saražo gandrīz tikpat daudz enerģiju, cik patērē. To var panākt ar atjaunojamiem resursiem, piemēram, solāriem paneļiem, sildot ūdeni, izmantojot vēju. Alternatīva ir siltumsūkņi, kas izmanto zemes, ūdens vai gaisa siltumu. Tas ir kā inverss ledusskapis, kas iekšā dzesē, bet aiz tā izdalās siltums. Siltumsūknis no aukstās vietas ņem siltumu un akumulē to iekštelpā. Priekšrocība ir tā, ka daļu enerģijas var paņemt no apkārtējās vides. Diemžēl saule pie mums intensīvi spīd tikai dažus mēnešos, tāpēc ar to pietiekami daudz enerģijas nevar nodrošināt. Mūsu izveidotajās piecās mājās izmēģinām dažādus siltumsūkņus. Pārbaudām, vai dabā par vienu siltumsūkņa patērēto kilovatstundu varēs iegūt tik, cik ražotājs ir norādījis. Esam konstatējuši, ka faktiskā efektivitāte reālā darbības režīmā ir divas, trīs reizes mazāka nekā norādīta iekārtu dokumentācijā, jo tur norādītās vērtības noteikti standartapstākļiem, kad temperatūra nemainās, iekārta visu laiku strādā utt. Tas cilvēkam ir jāzina, jo viņš ir tas, kas iegulda naudu. Viņam ir jāzina, vai tas atmaksāsies.
Veicot šāda veida pētījumus, jūsu mērķis ir tikai parādīt, ka ir nepilnības un atšķirības rādītājos, vai arī atklājumus virzīt tālāk?
Cenšamies strādāt, lai informācija par produktu būtu atspoguļota precīzāk un lai ražotājs, piemēram, gāzbetonam norādītu to siltumvadītspējas vērtību, kāda tā reāli būs tad, kad gāzbetonu iebūvēs mājā.
Ja runājam par siltumsūkņiem, tad efektivitāte ir atkarīga no parametru uzstādījumiem. Mēs varam ieteikt, kādiem jābūt režīma uzstādījumiem, lai iekārta konkrētajos apstākļos strādātu visefektīvāk.
Ražotājs ir ieinteresēts mainīt norādīto preces informāciju? Tajā tomēr būs norādīta mazāka vērtība.
Protams, kamēr nav nepieciešamības, ražotājs ir ieinteresēts klusēt, bet mūsu mērķis ir izglītot sabiedrību un profesionāļus. Profesionāļi ir tie, kas preci nodod gala patērētājam. Mēs paši nepārdodam sūkņus un nebūvējam mājas, bet mūsu mērķis ir izplatīt zināšanas tiem cilvēkiem, kas to dara nepastarpināti.
4. februārī notika seminārs par būvfizikas pētījumiem. Jūsu ziņojuma tēma tajā bija „Vai sertifikāts ir profesionalitātes un kvalitātes garants?”. Kāda bija jūsu atbilde uz šo jautājumu?
Atbilde bija tāda, jāsaka, paša izsāpēta. Tas ir saistīts ar mūsu ēkas 1. stāva renovāciju laboratorijai. Lai sāktu projektēšanas un būvniecības darbus, ir nepieciešams tehniskā apsekojuma akts, kurš novērtē telpu stāvokli. Latvijā ir normatīvs, kas nosaka, kā apsekojums veicams. Kad mēs pasūtījām šķietami profesionālu apsekojumu, mums tika atnesta viena papīra lapiņa, kas parādīja, ka speciālistam nav absolūti nekādas izpratnes par to, kas ir ēku tehniskais apsekojums. Tas parāda to, ka sertifikāts cilvēkam var būt, bet viņš nav mēģinājis iepazīties pat ar likumdošanu.
Es pieņemu eksāmenus neatkarīgajiem ekspertiem ēku energoefektivitātes jomā. Tie ir cilvēki, kas faktiski izstrādā ēku energosertifikātus – cik daudz enerģijas ēka patērēs uz vienu kvadrātmetru. Eksaminējot auditorus, kas grib kļūt par atzītiem speciālistiem, sastapos ar brīžiem šokējošu nezināšanu un neizpratni par to, kas vispār notiek. Cilvēks formāli var salikt ciparus, bet, ja rezultāts iznāk aplams, viņš neprot izvērtēt tā ticamību. Viena no inženiera svarīgākajām prasmēm – spēt kritiski novērtēt savu rezultātu. Piemēram, ja ir paralēlskaldņa veida māja ar pieciem stāviem, ļoti vienkārši var sarēķināt laukumu un tilpumu. Tas ir triviāls uzdevums no pamatskolas ģeometrijas. Ja auditors pat šādas lietas nemāk korekti sarēķināt, ir šaubas, vai viņa rezultāts var būt kvalitatīvs.
Mana atbilde – diemžēl pie pašreizējās inženierizglītības sertifikāti Latvijā nebūt negarantē to, ka darbs attiecīgajā speciālajā joma būs kvalitatīvs.
Nevaru nepajautāt par Zolitūdes notikumu. Vai tas kalpoja par iemeslu jaunām diskusijām vai lekcijām fakultātē?
Mana prezentācija bija nedaudz saistīta arī ar to. Tas nav izņēmums – diemžēl tā zināmā jomā ir ikdiena. Ir ļoti paviršs darbs, kad neviens īsti ne par ko neatbild un visi pie tā ir pieraduši. Kādēļ fiziķiem ir jānodarbojas ar tādām inženieru lietām? Tur nav lielas zinātnes, tas nav akadēmiskais sasniegums, bet mēs redzam, ka tai jomā valda nevarība. Inženiera latiņa dažādu iemeslu dēļ – fizikas, matemātikas un citu jomu nepārzināšanas dēļ - bieži vien ir nolaista ļoti zemu. Mēs cenšamies veidot izpratni par procesiem un mēģinām zināšanas dot tālāk.
Kādu jūs redzat nozari pēc vairākiem gadiem? Vai piepildīsies tas, ko nosaka Eiropas direktīva?
Tas ir atkarīgs no tā, kāda būs tirgus situācija. Ja naftas gāzes cena ilgstoši ir zemā līmenī, kā tas ir pašreiz, tas, protams, alternatīvo tehnoloģiju attīstību bremzē. Ir saimnieciski izdevīgi izmantot fosilo kurināmo. Līdzko cenas iet uz augšu, tiek meklēti alternatīvie risinājumi, kuri pagaidām ir ievērojami dārgāki. Piemēram, siltumsūknis Latvijā pie iepriekšējo gadu elektroenerģijas un degvielas cenām bija reāla alternatīva, ko cilvēki arī izmantoja. Formāli Eiropas direktīva to nosaka un formāli mēs uz to ejam, bet tie mērķi ir pielāgojami. Ne velti direktīvā ir klāt vārdiņš „gandrīz” nulles enerģijas ēkas. „Gandrīz” no nulles var paplest plašāk.
Vai jūsu profesionālā acs darbojas arī ikdienā, ejot pa ielu un pētot mājas?
Tā bieži vien notiek. Par mani jau smaida, ka kādai ēkai es pataustu logu vai uzsitu pa apmetumu. Uzreiz var dzirdēt, vai tur ir siltinājums vai ventilējamā fasāde. Protams, tas ieinteresē. Es gan neskatos kā būvnieks, kurš skatās konstruktīvi. Es skatos uz energoefektivitāti un lietderību. Piemēram, ieraugu mūsu jauno, lielo māju ar stikloto fasādi [Gaismas pils – L.A.]. Mana pirmā asociācija nav „Cik skaisti!”, bet „Cik daudz jāmaksā par enerģiju!” (smejas). Klasisks piemērs ir Saules akmens, kurā bija salikti relatīvi lēti stikli un kur savulaik piedalījāmies, lai mēģinātu risināt problēmas. Bet ir grūti labi atrisināt problēmu, ja ir ielikti stikli, kuri lielu saules enerģijas daļu laiž cauri. Ēka Daugavas krastā saulei ir labi eksponēta, un telpas pārkarst, tāpēc darbojas kondicionēšanas sistēma, kas prasa naudu. Nezinu, kā ir tagad, bet agrāk kondicionēšanas sistēmas bija saliktas nevis pa ēkas pusēm, bet pa stāviem. Tas nozīmē – ja sāk dzesēt vienu pusi, ēnas puse arī tiek dzesēta. Ieraugot ēku, es bieži vien skatos no šī viedokļa - cik saprātīgi tā ir veidota no cilvēka labsajūtas un energopatēriņa puses.
Ko jūs darāt savā brīvajā laikā?
Esmu atkarīgs tādā nozīmē, ka varu paņemt labu grāmatu – detektīvu un tajā nogrimt uz 24 stundām. Vasarā prieku sagādā peldēšana un atpūta dabā, laukos senču mājās. Protams, arī ceļošana. Pēdējais lielais ceļojums kopā ar sievu bija nedēļa Šanhajā. Tā ir pasaule pati par sevi, tas ir skudru pūznis ar daudziem miljoniem. Tikai mums pašiem, sēžot uz vietas, var šķist, ka Eiropa ir centrs – sen tā vairs nav! Pagājušā gada janvārī bijām Vjetnamā. Mani neinteresē braukt uz tradicionāliem tūristu galamērķiem.
Vai ir bijusi kāda vieta, kas ietekmējusi un ierosinājusi domas jaunām profesionālām idejām un atklāsmēm?
Pilnīgi noteikti! Katrā reizē! Kad bijām Vjetnamā, Mekongas deltā – sazarotā upē ar daudzām saliņām – mūs veda ekskursijā uz rūpnīcu, kur ražo dobos keramiskos blokus. Es esmu sadarbojies ar rūpnīcu „Lode”, kas Latvijā ražo keramiskos blokus, un zinu, kāds tur ir tehnoloģiskais process. Tad skatījos, kā blokus taisa Mekongas deltā – kurina krāsnis ar rīsa un kokosriekstu čaumalām, krāsns ir izmūrēta kā laukos, ķieģeļus žāvē saulītē… Viens bloks maksāja, šķiet, desmit dolāra centus. Kad runāju ar japāņiem, kas bija mūsu ekskursijas grupā, viņi teica, ka pie viņiem arī ražo līdzīgus blokus un ka pie viņiem viens bloks maksā piecus dolārus. (smejas) Dažādie skatījumi šajā jomā ir ļoti interesanti.
Fakultātē jūs vadāt Elektrodinamikas un nepārtrauktas vides mehānikas katedru.
Jā, tas ir pēdējā gada „grēks”. Vides un tehnoloģisko procesu matemātiskās modelēšanas laboratorijas vadību nodevu sava kolēģa Ulda Bethera rokās. Sakarā ar to, ka mums ir problēma ar studentu piesaisti fizikas studijām un studējošo skaits stagnē, un entuziasms ir diezgan nosacīts, savu uzstādījumu, pretendējot uz šo amatu, redzēju galvenokārt kā nepieciešamību aktivizēt interesi par fizikas studijām un motivācijas veicināšanu. Nevaru teikt, ka studijas ir vieglas. Ir vajadzīga papildu motivācija. Viena lieta ir patikšana, bet tādu studentu ir ļoti maz. Katru gadu mums ir 4-5 studenti, kuru acīs ir saskatāms viņu nākotnes plāns arī akadēmiskajā ievirzē.
Tas ir daudz vai maz?
Ļoti maz! Pašreiz mums ir 60 budžeta studiju vietas. Jautājums ir – kā mēs varam motivēt citus studentus, kas studijās varētu būt pietiekami labi? Viens no aspektiem ir darba iespējas. Mums ir jāparāda, vai tādas būs, vai darbs būs interesants un arī labi atalgots. Akadēmiskā karjera zināmā mērā ir sevis atražošana, un tur tos 60 cilvēkus nevajag. Ja mēs gribam, lai fiziķi nonāk tehnoloģiju nišā, mums ir jāvar parādīt viņu iespējas, kuras ir tiešām milzīgas. Es kā katedras vadītājs tajā saskatu savu misiju. Jāmēģina aktivizēt studentu piesaisti virzienam, ko mēs saucam par nepārtrauktas vides fiziku, bet ko var saukt arī par moderno tehnoloģiju fiziku, lietojumu fiziku. Tādēļ pašlaik organizējam nepārtrauktas vides fizikas simpoziju, diskusiju par fiziķa vietu un iespējām mūsdienu pasaule, arī fizikas eksperimentu demonstrējumu konkursu.
Šādi dabā redzami projekti, piemēram, piecas uzbūvētās mājas, arī ieinteresē un piesaista potenciālos studentus?
Es domāju, ka jā. Ēnu dienā mums bija skolēni, un pēc atsauksmēm vērtēju, ka tas, ko cilvēks var reāli paskatīties un aptaustīt, atstāj iespaidu. Viena meitene rakstīja - pirms tam domājusi, ka fizika ir sausa, bet tagad redz, ka viss ir daudz krāsaināk. Arī tas ir ieguvums! Darbošanās var būt gana daudzveidīga, un darbs var būt gan eksperimentāls ar praktisko ievirzi, gan arī teorētisks ar modelēšanu.
Mūsu pārliecība ir tāda, ka ar fizikas izglītību var ļoti sekmīgi strādāt daudzās interesantās jomās.
Par publikāciju ciklu „Mēneša pētnieks”Ar zinātni prātos un sirdī Latvijas Universitātē darbojas, teoretizē un pārbauda hipotēzes daudz un dažādu nozaru pētnieki. Gan tādi, kam jau ir ievērojams zinātnisko publikāciju skaits savos dzīvesgājumu aprakstos, gan tādi, kas pētniecības pievilcību vēl tikai atklāj. Lai godinātu zinātnes vārdu, lai ieskatītos, kas notiek Latvijas Universitātes fakultātēs un institūtos un lai izstāstītu pētnieku stāstus savējiem un citiem, ar 2012. gada janvārī tiek uzsākts publikāciju cikls „Mēneša pētnieks”. Turpmāk katru mēnesi Latvijas Universitātes portālā publicēsim aktuālos pētnieku stāstus, savukārt gada noslēgumā ļausim publiski portāla lasītājiem balsot par savu favorītu, tādējādi suminot to pētnieku, kura darbība ir uzrunājusi visvairāk lasītājus. Mēneša pētnieks. Zinātnes vārdā!
Akadēmiskais centrs
Pašlaik mums ir saspringts periods, jo esam ieguvuši finansējumu, un pēc ilgiem gadiem beidzot ir iespējams tikt pie jaunām, mūsdienīgām laboratorijas telpām. Šobrīd mūsu izveidotā Vides un tehnoloģisko procesu matemātiskās modelēšanas laboratorija, kuru vadīju 20 gadus, izvietota dažādās fakultātes ēkās un stāvos. Tagad mums būs iespēja visu izvietot vienā stāvā.
Šonedēļ [intervija notiek 16. februārī – L.A.] notiek arī nepārtrauktas vides fizikas simpozijs, vienlaikus tas ir arī jubilejas pasākums, jo laboratorijai aprit 20 gadi, tā dibināta 1994. gadā. Pirms 25 gadiem noslēdzām arī pirmo zinātniskās sadarbības līgumu ar Hannoveres Universitāti – šos gadus esam ļoti aktīvi kopā strādājuši, un tā ir mūsu pētnieciskā saite ar Eiropas industriju. Trešais zīmīgais notikums ir Elektrodinamikas un nepārtrauktas vides mehānikas katedras 45 gadu jubileja.
Pēc neatkarības atgūšanas daudzi fiziķi domāja, ko darīt tālāk. Viens aizgāja politikā, cits – ar fiziku nesaistītā sfērā. Mēs meklējām iespējas gan Latvijas mērogā, gan ārzemju partnerus. Tā kā sadarbība ar austrumiem pārtrūka, atradām partnerus Vācijā, Hannoveres Universitātē. Viņi ir inženieri, un tieši tādēļ mūsu sadarbība ir bijusi tik ilgstoša un sekmīga. Mēs nevis konkurējam ar vienādām zināšanām un prasmēm, bet viens otru papildinām. Mums ir prasmes matemātiskajā modelēšanā un fizikālo procesu teorētiskajā izpratnē, taču viņi ir augsta līmeņa inženieri, kuriem ir eksperimentālā bāze un praktisku izstrādņu iespējas. Šogad plaši izskanēja informācija par mūsu kolēģa, prof. Vjačeslava Kaščejeva teorētiskajiem sasniegumiem kvantu fizikā, un sagadīšanās ir tāda, ka turpat, Hannoveres Universitātē, viņa kolēģi ir šos teorētiskos uzskatus eksperimentāli parādījuši. Profesora tēma gan ir, teiksim, tālāk no praktiskajiem lietojumiem, tās ir nākotnes tehnoloģijas. Arī mūsu situācija ir līdzīga, kad skaitliski modelējam to, ko Vācijā pēc tam uzbūvē un ir redzams, ka mūsu prognozes piepildās arī praktiski. Modelēšana nozīmē to, ka mēs virtuāli, uz datora cenšamies procesu notvert tā, kā tas notiek dzīvē. Piemēram redzam, ka vācu pētnieku eksperimentētā konstatētā levitējošā kausējuma forma labi sakrīt ar to, ko mēs esam izrēķinājuši. Protams, arī pirms 40 gadiem līdzīgas problēmas mēģināja izskaitļot, bet tolaik modeļi un datoru iespējas bija tik pieticīgas, ka multifizikāliem modeļiem tas nebija iespējams.
Mūsu pētījumu lauks ir saistīts ar modeļiem, kurus var izmantot reālu iekārtu konstruēšanai un uzlabošanai. Faktiski mūsu darbība ir ļoti tuvu inženierijai. Fizikai ir dažādi virzieni. Ir akadēmiskais virziens, kad cenšas atrast jaunas fundamentālas sakarības, ir izzinoši eksperimentālais virziens, kad pēta jaunas vielas īpašības, bet mūsu virziens ir vērsts uz tehnoloģisku risinājumu izpēti, ko saucam arī par inženierfiziku. Tā iet kopsolī ar teorētisko fiziku. Prieks ir tad, kad, izmantojot modelēšanas rezultātus, tiek uzbūvētas iekārtas un tās strādā.
Pirms intervijas internetā meklēju informāciju par jūsu pētījumu tēmām un atradu šo: „siltuma un masas pārneses procesu matemātiskā modelēšana elektrotermiskajās iekārtās, civilajā un piekrastes tehnoloģijās”. Vai tā ir un kā šie vārdi izpaužas praktiski?
Daži vārdi tur skan jocīgi (smejas). Mani pētījumi ir saistīti ar siltuma un vielas apmaiņas procesiem dažādās tehnoloģijās, vide būtu nedaudz jānošķir. Ir cilvēka radītā vide – tehnoloģijas – un dabīgā vide, kurā arī cilvēks ir iesaistīts. Skaidrojumā daudz kas ir samiksēts kopā. Viena no jomām ir gruntsūdeņi, pazemes filtrācijas procesi, ostu saimniecības plūsmu struktūra, piemēram, ostas, padziļinājumu piesērēšana, kurā iesaistīta jūras viļņošanās. Tad globālākas lietas – atmosfēras procesi, klimata izmaiņas – ar to nodarbojas mans kolēģis Uldis Bethers. Interesanti, ka matemātiskās sakarības, kas procesus apraksta, bieži vien ir identiskas. Izklausās jocīgi, ka tā var būt, bet, piemēram, siltumapmaiņu vielā un elektrisko lauku var aprakstīt vieni un tie paši vienādojumi. No malas liekas, ka tās ir dažādas jomas, bet, redzot vienādojumu, tās parādās līdzības. Protams, vienādojumos atšķiras parametri, papildnosacījumi, bet, ja proti risināt šo vienādojumu, vari strādāt dažādās jomās.
Cita joma ir saistīta ar ēku siltumfiziku, ko mēs cītīgi kopjam jau ilgākā laika periodā. Tas ir praktiski orientēts virziens, kur zinātnes ir mazāk, bet ir vairāk praktisku atbilžu uz jautājumiem, kas daudzus interesē. Mēs ar fizikālām metodēm un mūsu prasmēm mēģinām palīdzēt ēku siltumfizikas jomā – nosakām būvju raksturlielumus, pētām mitrumu, kas ir svarīgs ēku ilgtspējā, jo mēs zinām, cik ātri koka māja var sabojāties, ja tā pakļauta ūdens iedarbībai. Mēs bieži vien neredzam, kas notiek aiz nokrāsotajām ēku fasādēm, bet tas būtiski ietekmē dzīves kvalitāti, arī alerģijas un, galu galā, arī siltuma zudumus. Bieži vien, praktiķim parādot vienādojuma atrisinājumu, viņš īsti tam netic. Pirms trim gadiem nolēmām praktiski pierādīt to, kas mums pašiem pēc būtības ir skaidrs un ko varam skaitliski parādīt, bet ko nevarēja redzēt dabā. LU Botāniskajā dārzā uzbūvējām piecas mājas. Kaut arī tās no ārpuses izskatās vienādas, katram „lācītim” vēderā ir kaut kas cits. Ilgākā laika periodā mājās uzturam noteiktus termoklimatiskos apstākļus un skatāmies, kas ar būvkonstrukcijām notiek mitruma ziņā, cik tas maksā, un divreiz gadā rīkojam seminārus praktiķiem. Semināros demonstrējam to, ko esam izmērījuši, pārbaudījuši un saskatījuši dabā. Ja teorētiskais aprēķins ir papildināts ar praktisko pētījumu Latvijas klimata apstākļos, cilvēki to labāk pieņem un tic tam. Protams, rodas arī kontroversiālas situācijas, jo būvniecības nozarē valda finanšu ieintereses. Firmas ražo būvmateriālus un pozicionē tos kā vislabākos, bet arī mārketingam un sabiedrības ietekmēšanai ir robežas, kuras nevajadzētu pārkāpt. Firmas klientu maldina, deklarējot nepareizas parametru vērtības, un to var pierādīt tikai praksē. Protams, veidojas konfliktsituācijas. Piemēram, gāzbetona sakarā, kas Latvijā ir ļoti izplatīts būvmateriāls, bet kurā ir ļoti daudz mitruma, sākotnēji 35-40 %. Izrādās, ka ūdens no ēkas konstrukcijas ļoti ilgi difundē ārā. Būves siltumzudumi sākumā ir gandrīz divas reizes lielāki, nekā lietotājs būtu gaidījis un cerējis. Arī pēc 3-4 gadiem uz iepakojuma solītās vērtības netiek sasniegtas, jo Latvijas mitrajā klimatā konstrukcijas līdz līmenim, ko deklarējis ražotājs, neizžūst. Tas ir viens piemērs, kā var novērst patērētāju un tirgus maldināšanu.
Vai par šo projektu ir radusies interese ārpus Latvijas robežām?
Līdzīgi projekti ir bijuši arī citās valstīs, katrā ar savu ievirzi. Katrs pēta to, kas sāp. Mums sāpīga ir ziema un mitrums, bet, piemēram, spāņu kolēģi vairāk „cīnās” ar telpu pārkaršanu. Eiropas direktīva nosaka, ka līdz 2020. gadam visā Eiropā vajadzētu būvēt tā saucamās gandrīz nulles enerģijas ēkas, kas vidēji gada laikā pašas saražo gandrīz tikpat daudz enerģiju, cik patērē. To var panākt ar atjaunojamiem resursiem, piemēram, solāriem paneļiem, sildot ūdeni, izmantojot vēju. Alternatīva ir siltumsūkņi, kas izmanto zemes, ūdens vai gaisa siltumu. Tas ir kā inverss ledusskapis, kas iekšā dzesē, bet aiz tā izdalās siltums. Siltumsūknis no aukstās vietas ņem siltumu un akumulē to iekštelpā. Priekšrocība ir tā, ka daļu enerģijas var paņemt no apkārtējās vides. Diemžēl saule pie mums intensīvi spīd tikai dažus mēnešos, tāpēc ar to pietiekami daudz enerģijas nevar nodrošināt. Mūsu izveidotajās piecās mājās izmēģinām dažādus siltumsūkņus. Pārbaudām, vai dabā par vienu siltumsūkņa patērēto kilovatstundu varēs iegūt tik, cik ražotājs ir norādījis. Esam konstatējuši, ka faktiskā efektivitāte reālā darbības režīmā ir divas, trīs reizes mazāka nekā norādīta iekārtu dokumentācijā, jo tur norādītās vērtības noteikti standartapstākļiem, kad temperatūra nemainās, iekārta visu laiku strādā utt. Tas cilvēkam ir jāzina, jo viņš ir tas, kas iegulda naudu. Viņam ir jāzina, vai tas atmaksāsies.
Veicot šāda veida pētījumus, jūsu mērķis ir tikai parādīt, ka ir nepilnības un atšķirības rādītājos, vai arī atklājumus virzīt tālāk?
Cenšamies strādāt, lai informācija par produktu būtu atspoguļota precīzāk un lai ražotājs, piemēram, gāzbetonam norādītu to siltumvadītspējas vērtību, kāda tā reāli būs tad, kad gāzbetonu iebūvēs mājā.
Ja runājam par siltumsūkņiem, tad efektivitāte ir atkarīga no parametru uzstādījumiem. Mēs varam ieteikt, kādiem jābūt režīma uzstādījumiem, lai iekārta konkrētajos apstākļos strādātu visefektīvāk.
Ražotājs ir ieinteresēts mainīt norādīto preces informāciju? Tajā tomēr būs norādīta mazāka vērtība.
Protams, kamēr nav nepieciešamības, ražotājs ir ieinteresēts klusēt, bet mūsu mērķis ir izglītot sabiedrību un profesionāļus. Profesionāļi ir tie, kas preci nodod gala patērētājam. Mēs paši nepārdodam sūkņus un nebūvējam mājas, bet mūsu mērķis ir izplatīt zināšanas tiem cilvēkiem, kas to dara nepastarpināti.
4. februārī notika seminārs par būvfizikas pētījumiem. Jūsu ziņojuma tēma tajā bija „Vai sertifikāts ir profesionalitātes un kvalitātes garants?”. Kāda bija jūsu atbilde uz šo jautājumu?
Atbilde bija tāda, jāsaka, paša izsāpēta. Tas ir saistīts ar mūsu ēkas 1. stāva renovāciju laboratorijai. Lai sāktu projektēšanas un būvniecības darbus, ir nepieciešams tehniskā apsekojuma akts, kurš novērtē telpu stāvokli. Latvijā ir normatīvs, kas nosaka, kā apsekojums veicams. Kad mēs pasūtījām šķietami profesionālu apsekojumu, mums tika atnesta viena papīra lapiņa, kas parādīja, ka speciālistam nav absolūti nekādas izpratnes par to, kas ir ēku tehniskais apsekojums. Tas parāda to, ka sertifikāts cilvēkam var būt, bet viņš nav mēģinājis iepazīties pat ar likumdošanu.
Es pieņemu eksāmenus neatkarīgajiem ekspertiem ēku energoefektivitātes jomā. Tie ir cilvēki, kas faktiski izstrādā ēku energosertifikātus – cik daudz enerģijas ēka patērēs uz vienu kvadrātmetru. Eksaminējot auditorus, kas grib kļūt par atzītiem speciālistiem, sastapos ar brīžiem šokējošu nezināšanu un neizpratni par to, kas vispār notiek. Cilvēks formāli var salikt ciparus, bet, ja rezultāts iznāk aplams, viņš neprot izvērtēt tā ticamību. Viena no inženiera svarīgākajām prasmēm – spēt kritiski novērtēt savu rezultātu. Piemēram, ja ir paralēlskaldņa veida māja ar pieciem stāviem, ļoti vienkārši var sarēķināt laukumu un tilpumu. Tas ir triviāls uzdevums no pamatskolas ģeometrijas. Ja auditors pat šādas lietas nemāk korekti sarēķināt, ir šaubas, vai viņa rezultāts var būt kvalitatīvs.
Mana atbilde – diemžēl pie pašreizējās inženierizglītības sertifikāti Latvijā nebūt negarantē to, ka darbs attiecīgajā speciālajā joma būs kvalitatīvs.
Nevaru nepajautāt par Zolitūdes notikumu. Vai tas kalpoja par iemeslu jaunām diskusijām vai lekcijām fakultātē?
Mana prezentācija bija nedaudz saistīta arī ar to. Tas nav izņēmums – diemžēl tā zināmā jomā ir ikdiena. Ir ļoti paviršs darbs, kad neviens īsti ne par ko neatbild un visi pie tā ir pieraduši. Kādēļ fiziķiem ir jānodarbojas ar tādām inženieru lietām? Tur nav lielas zinātnes, tas nav akadēmiskais sasniegums, bet mēs redzam, ka tai jomā valda nevarība. Inženiera latiņa dažādu iemeslu dēļ – fizikas, matemātikas un citu jomu nepārzināšanas dēļ - bieži vien ir nolaista ļoti zemu. Mēs cenšamies veidot izpratni par procesiem un mēģinām zināšanas dot tālāk.
Kādu jūs redzat nozari pēc vairākiem gadiem? Vai piepildīsies tas, ko nosaka Eiropas direktīva?
Tas ir atkarīgs no tā, kāda būs tirgus situācija. Ja naftas gāzes cena ilgstoši ir zemā līmenī, kā tas ir pašreiz, tas, protams, alternatīvo tehnoloģiju attīstību bremzē. Ir saimnieciski izdevīgi izmantot fosilo kurināmo. Līdzko cenas iet uz augšu, tiek meklēti alternatīvie risinājumi, kuri pagaidām ir ievērojami dārgāki. Piemēram, siltumsūknis Latvijā pie iepriekšējo gadu elektroenerģijas un degvielas cenām bija reāla alternatīva, ko cilvēki arī izmantoja. Formāli Eiropas direktīva to nosaka un formāli mēs uz to ejam, bet tie mērķi ir pielāgojami. Ne velti direktīvā ir klāt vārdiņš „gandrīz” nulles enerģijas ēkas. „Gandrīz” no nulles var paplest plašāk.
Vai jūsu profesionālā acs darbojas arī ikdienā, ejot pa ielu un pētot mājas?
Tā bieži vien notiek. Par mani jau smaida, ka kādai ēkai es pataustu logu vai uzsitu pa apmetumu. Uzreiz var dzirdēt, vai tur ir siltinājums vai ventilējamā fasāde. Protams, tas ieinteresē. Es gan neskatos kā būvnieks, kurš skatās konstruktīvi. Es skatos uz energoefektivitāti un lietderību. Piemēram, ieraugu mūsu jauno, lielo māju ar stikloto fasādi [Gaismas pils – L.A.]. Mana pirmā asociācija nav „Cik skaisti!”, bet „Cik daudz jāmaksā par enerģiju!” (smejas). Klasisks piemērs ir Saules akmens, kurā bija salikti relatīvi lēti stikli un kur savulaik piedalījāmies, lai mēģinātu risināt problēmas. Bet ir grūti labi atrisināt problēmu, ja ir ielikti stikli, kuri lielu saules enerģijas daļu laiž cauri. Ēka Daugavas krastā saulei ir labi eksponēta, un telpas pārkarst, tāpēc darbojas kondicionēšanas sistēma, kas prasa naudu. Nezinu, kā ir tagad, bet agrāk kondicionēšanas sistēmas bija saliktas nevis pa ēkas pusēm, bet pa stāviem. Tas nozīmē – ja sāk dzesēt vienu pusi, ēnas puse arī tiek dzesēta. Ieraugot ēku, es bieži vien skatos no šī viedokļa - cik saprātīgi tā ir veidota no cilvēka labsajūtas un energopatēriņa puses.
Ko jūs darāt savā brīvajā laikā?
Esmu atkarīgs tādā nozīmē, ka varu paņemt labu grāmatu – detektīvu un tajā nogrimt uz 24 stundām. Vasarā prieku sagādā peldēšana un atpūta dabā, laukos senču mājās. Protams, arī ceļošana. Pēdējais lielais ceļojums kopā ar sievu bija nedēļa Šanhajā. Tā ir pasaule pati par sevi, tas ir skudru pūznis ar daudziem miljoniem. Tikai mums pašiem, sēžot uz vietas, var šķist, ka Eiropa ir centrs – sen tā vairs nav! Pagājušā gada janvārī bijām Vjetnamā. Mani neinteresē braukt uz tradicionāliem tūristu galamērķiem.
Vai ir bijusi kāda vieta, kas ietekmējusi un ierosinājusi domas jaunām profesionālām idejām un atklāsmēm?
Pilnīgi noteikti! Katrā reizē! Kad bijām Vjetnamā, Mekongas deltā – sazarotā upē ar daudzām saliņām – mūs veda ekskursijā uz rūpnīcu, kur ražo dobos keramiskos blokus. Es esmu sadarbojies ar rūpnīcu „Lode”, kas Latvijā ražo keramiskos blokus, un zinu, kāds tur ir tehnoloģiskais process. Tad skatījos, kā blokus taisa Mekongas deltā – kurina krāsnis ar rīsa un kokosriekstu čaumalām, krāsns ir izmūrēta kā laukos, ķieģeļus žāvē saulītē… Viens bloks maksāja, šķiet, desmit dolāra centus. Kad runāju ar japāņiem, kas bija mūsu ekskursijas grupā, viņi teica, ka pie viņiem arī ražo līdzīgus blokus un ka pie viņiem viens bloks maksā piecus dolārus. (smejas) Dažādie skatījumi šajā jomā ir ļoti interesanti.
Fakultātē jūs vadāt Elektrodinamikas un nepārtrauktas vides mehānikas katedru.
Jā, tas ir pēdējā gada „grēks”. Vides un tehnoloģisko procesu matemātiskās modelēšanas laboratorijas vadību nodevu sava kolēģa Ulda Bethera rokās. Sakarā ar to, ka mums ir problēma ar studentu piesaisti fizikas studijām un studējošo skaits stagnē, un entuziasms ir diezgan nosacīts, savu uzstādījumu, pretendējot uz šo amatu, redzēju galvenokārt kā nepieciešamību aktivizēt interesi par fizikas studijām un motivācijas veicināšanu. Nevaru teikt, ka studijas ir vieglas. Ir vajadzīga papildu motivācija. Viena lieta ir patikšana, bet tādu studentu ir ļoti maz. Katru gadu mums ir 4-5 studenti, kuru acīs ir saskatāms viņu nākotnes plāns arī akadēmiskajā ievirzē.
Tas ir daudz vai maz?
Ļoti maz! Pašreiz mums ir 60 budžeta studiju vietas. Jautājums ir – kā mēs varam motivēt citus studentus, kas studijās varētu būt pietiekami labi? Viens no aspektiem ir darba iespējas. Mums ir jāparāda, vai tādas būs, vai darbs būs interesants un arī labi atalgots. Akadēmiskā karjera zināmā mērā ir sevis atražošana, un tur tos 60 cilvēkus nevajag. Ja mēs gribam, lai fiziķi nonāk tehnoloģiju nišā, mums ir jāvar parādīt viņu iespējas, kuras ir tiešām milzīgas. Es kā katedras vadītājs tajā saskatu savu misiju. Jāmēģina aktivizēt studentu piesaisti virzienam, ko mēs saucam par nepārtrauktas vides fiziku, bet ko var saukt arī par moderno tehnoloģiju fiziku, lietojumu fiziku. Tādēļ pašlaik organizējam nepārtrauktas vides fizikas simpoziju, diskusiju par fiziķa vietu un iespējām mūsdienu pasaule, arī fizikas eksperimentu demonstrējumu konkursu.
Šādi dabā redzami projekti, piemēram, piecas uzbūvētās mājas, arī ieinteresē un piesaista potenciālos studentus?
Es domāju, ka jā. Ēnu dienā mums bija skolēni, un pēc atsauksmēm vērtēju, ka tas, ko cilvēks var reāli paskatīties un aptaustīt, atstāj iespaidu. Viena meitene rakstīja - pirms tam domājusi, ka fizika ir sausa, bet tagad redz, ka viss ir daudz krāsaināk. Arī tas ir ieguvums! Darbošanās var būt gana daudzveidīga, un darbs var būt gan eksperimentāls ar praktisko ievirzi, gan arī teorētisks ar modelēšanu.
Mūsu pārliecība ir tāda, ka ar fizikas izglītību var ļoti sekmīgi strādāt daudzās interesantās jomās.
Par publikāciju ciklu „Mēneša pētnieks”
Ar zinātni prātos un sirdī Latvijas Universitātē darbojas, teoretizē un pārbauda hipotēzes daudz un dažādu nozaru pētnieki. Gan tādi, kam jau ir ievērojams zinātnisko publikāciju skaits savos dzīvesgājumu aprakstos, gan tādi, kas pētniecības pievilcību vēl tikai atklāj. Lai godinātu zinātnes vārdu, lai ieskatītos, kas notiek Latvijas Universitātes fakultātēs un institūtos un lai izstāstītu pētnieku stāstus savējiem un citiem, ar 2012. gada janvārī tiek uzsākts publikāciju cikls „Mēneša pētnieks”. Turpmāk katru mēnesi Latvijas Universitātes portālā publicēsim aktuālos pētnieku stāstus, savukārt gada noslēgumā ļausim publiski portāla lasītājiem balsot par savu favorītu, tādējādi suminot to pētnieku, kura darbība ir uzrunājusi visvairāk lasītājus.
Mēneša pētnieks. Zinātnes vārdā!
