Иванов А.Б., Петров В.Г.1

В статье на примере направления «обработка металлов и сплавов методами интенсивной пластической деформации» рас- сказывается о технологиях повышения индекса Хирша. Показано, что погоня за высокими наукометрическими показателями в ка- честве главной мотивационной составляющей работы приводит к развитию имитационной науки с выхолащиванием ее фундамен- тального и прикладного содержания. В условиях избыточного по- ощрения высоких наукометрических показателей научным учреж- дениям предлагается избегать доминирования наукометрического подхода при оценке эффективности труда ученого, поскольку это может стать серьезным тормозом в развитии науки и инноваци- онной среды в Российской Федерации. Текст статьи отражает только личное мнение её авторов.

Российская наука переживает нелегкие времена, что связано как с реформой Российской академии наук, которая далека до заверше- ния, так и с внешними экономическими стрессами. Тем не менее, вопрос эффективности отечественной науки остается важнейшим в повестке дня, учитывая постоянно возрастающую роль науки в раз- витии экономики и инновационной среды в Российской Федерации. Одним из нововведений последних лет, направленных на повыше- ние эффективности отечественной науки, стало активное внедрение наукометрических показателей для оценки деятельности ученого. Важнейшим из них считается индекс Хирша (h-индекс) - наукоме- трический показатель, предложенный в 2005 году аргентино-амери- канским физиком Хорхе Хиршем из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Индекс Хирша задумывался как количественная ха- рактеристика продуктивности учёного, группы учёных, научной ор- ганизации или научного сообщества страны в целом, оцениваемой по количеству публикаций и цитирований этих публикаций. Индекс Хирша предложен в качестве альтернативы классическому «индек- су цитируемости» – суммарному числу ссылок на работы учёного.

1 Имена авторов условны. Прим. редколлегии.

Критерий основан на совокупном учёте числа публикаций исследо- вателя и числа цитирований этих публикаций. Учёный имеет индекс h, если h из его N статей цитируются как минимум h раз каждая. Например, h-индекс равный 10, означает, что учёным было опубли- ковано не менее 10 работ, каждая из которых была процитирована 10 и более раз. При этом количество работ, процитированных мень- шее число раз, может быть любым, и оно не дает вклада в индекс Хирша. Таким образом, для достижения высокого индекса Хирша недостаточно иметь много публикаций и даже высокий индекс ци- тируемости, а важно, чтобы обильно цитировалось как можно боль- шее число опубликованных работ, т.е. h-индекс - это попытка дать комплексную оценку одновременно числу публикаций ученого и их цитируемости (качеству). Безусловно, индекс Хирша был придуман, как унифицированная оценка эффективности труда ученого незави- симо от области его исследований.

В научном сообществе принято считать, что состоявшийся учёный в области физики обладает h-индексом более 10, у нобе- левских лауреатов он может составлять 50-60 и выше. Например, нобелевские лауреаты академики РАН Ж.И. Алферов (85 лет) и А.А. Абрикосов (87 лет) имеют индексы Хирша соответственно 56 и 59 [1]. Если область работ относительно узкая, то даже при оче- видной успешности и большом стаже работы исследователя его h-индекс может не превышать 15-20. Между тем, если посмотреть внимательно, то можно обнаружить, что и в случае относительно узкой области исследований у некоторых ученых индекс Хирша может иметь очень высокие, «нобелевские» и даже превышающие «нобелевские» показатели. Как им это удается?

В настоящей статье будут рассмотрены технологии увеличения индекса Хирша на примере некоторых ученых, работающих в обла- сти материаловедения (машиностроения) (иногда позиционирующих себя в области физики конденсированного состояния) в направлении «Обработка металлов и сплавов методами интенсивной пластической деформации» («Processing of metals by severe plastic deformation»). Помимо технологий увеличения h-индекса будут высказаны критиче- ские замечания о влиянии этих технологий на развитие науки.

В нижеприведенной таблице 1 приведены имена ряда ученых из разных стран, долгие годы работающих в направлении интенсивной пластической деформации. Все данные по количеству статей, чис- лу цитирований и индексу Хирша взяты из открытого источника [2] по состоянию на 12.2015. Как видно из таблицы, первые четверо ученых обладают превышающим «нобелевский» уровнем наукометрических показателей. Анализ публикаций показывает, что пода- вляющее большинство их работ посвящено именно обработке ме- таллов и сплавов методами интенсивной пластической деформации. Даже непосвященному человеку понятно, что это довольно узкое направление исследований. Попробуем сформулировать основные принципы (или технологии) увеличения индекса Хирша. Отметим, что рассматриваемые ниже соображения носят вовсе не праздный характер, поскольку высокий индекс Хирша открывает возможно- сти для получения всевозможных научных грантов (мегагрантов), наград, финансовых поддержек от правительства, а кроме того дает и нематериальные выгоды в виде славы, почета и уважения.

Как работает механизм взаимного цитирования в рамках этой группы? Рассуждая о цитировании, кому-то может показаться, что это обычная культура, принятая в научном сообществе. Од- нако внимательный взгляд на вещи показывает, что цитирование, во-первых, происходит по большей части в рамках организованно- го сообщества вышеупомянутых команд; во-вторых, обращает на себя внимание интенсивность цитирования одной команды другой (в рамках одной большой группы) и наоборот. Приведем несколько примеров. Например, в статье [3] авторы процитировали работы профессора Р.З. Валиева 71 раз. В свою очередь в статье [4] авторы сослались на 43 работы профессора T.G. Langdon. В статье [5] ав- торы сослались на 83 статьи Z. Horita, 47 статей M. Nemoto, 42 ста- тьи M. Furukawa и 22 статьи Y.T. Zhu. Даже в малозначительных и небольших по объему работах количество взаимных цитирований «рекордсменов» h-индекса из таблицы 1 часто достигает больших численных значений. Например, в статье [6] авторы сослались на 12 работ с участием Z. Horita и 12 работ с участием Р.З. Валиева.

Вряд ли можно усомниться в том, что интенсивное взаимное ци- тирование разных команд в рамках одной большой команды носит согласованный характер. Это приводит к обширному списку цити- рованных источников, что однако не возбраняется, а даже счита- ется правилом хорошего тона, подчеркивая хорошую осведомлен- ность исследователей в области проводимых ими исследований. В действительности, столь массированное взаимное цитирование носит искусственный характер. В результате, ученые, находя- щиеся на вершине условной пирамиды (таблица 1), цитируются чаще всего, что обеспечивает им быстрый прирост h-индекса. Со- ответственно, они стремятся вовлечь в тему (в рамках существую- щих команд) все больше молодых ученых, что зачастую успешно удается, поскольку молодые сотрудники также заинтересованы в скорейшем наращивании своего индекса Хирша.

Таким образом, для достижения высокого индекса Хирша нужно публиковать как можно больше статей и создать мно- жество команд (в рамках одной большой команды) для про- ведения экспериментов и написания статей, при этом самое главное - организовать всю многочисленную команду таким образом, чтобы обеспечить интенсивное и бесперебойное вза- имное цитирование.

Очевидно, что ключевым контролирующим фактором в эффек- тивности работы такой групповой кооперации является скорость выполнения эксперимента всех или большинства групп исследова-

телей, поскольку медленное выполнение эксперимента будет нару- шать слаженность совместных публикаций, что сразу снизит ин- тенсивность взаимного цитирования. Рассмотрим внимательно, как делается эксперимент у лидеров рассматриваемой группы ученых.

Профессор T.G. Langdon начинал свою карьеру с работы в об- ласти ползучести и сверхпластичности металлических материалов [7]. По-видимому, на определенном этапе своей работы он увидел, что эти области малоэффективны с точки зрения роста цитируемо- сти и индекса Хирша (действительно, эксперименты на ползучесть могут длиться месяцами), и с какого-то момента проф. T.G. Langdon начал заниматься ультрамелкозернистыми материалами и интен- сивной пластической деформацией. Совместно с профессорами Р.З. Валиевым и Z. Horita им была опубликована большая серия работ по интенсивной пластической деформации различных ме- таллов и сплавов методом равноканального углового прессова- ния (equal-channel angular pressing). Стоит отметить, что этот ме- тод был разработан еще в СССР белорусскими учеными в 1981 году (В.М. Сегал, Копылов В.И. и др.). При прессовании обычно использовались образцы диаметром 10 мм и длиной несколько сантиметров. Позже для ускорения проведения эксперимента и увеличения числа публикаций было придумано, как удешевить и ускорить сам эксперимент. Для этого в качестве метода интенсив- ной пластической деформации стали использовать кручение под высоким квазигидростатическим давлением [8,9] (high-pressure torsion) - метод, изобретенный в СССР в 1986 году (В.И. Левит, В.П. Пилюгин и др.). При этом использовались образцы толщиной менее 1 мм и диаметром до 10-20 мм. Интересно, что на этих об- разцах не только исследовали микроструктуру, но и вырезали ми- ниатюрные образцы на растяжение с последующим изучением ме- ханических свойств. Такие образцы далеки от стандартных, что не дает возможности получить полноценные механические свойства. Тем не менее, такие испытания проводятся до сих пор, а журналы (по причинам, изложенным ниже) принимают статьи с данными механических свойств, полученными таким способом.

Чтобы понять масштаб исследований, проводимых с исполь- зованием «high pressure torsion», взглянем на рис. 1б, из которого следует, что более половины работ по интенсивной пластической деформации связаны с кручением под высоким квазигидроста- тическим давлением. Это означает, что около половины исследо- вателей, работающих в направлении «интенсивная пластическая деформация металлов и сплавов», заняты «high pressure torsion»,  что объясняет скорость проведения таких экспериментов, после- дующее интенсивное опубликование результатов и обильное вза- имное цитирование. Таким образом, для ускорения проведения эксперимента необходимо его существенно удешевить и упро- стить. В данном случае использовались образцы с малой толщи- ной и диаметром, ибо это облегчает внесение в них значительной энергии пластической деформации. В результате, трудозатраты и время, затраченные на эксперимент, существенно уменьша- ются, соответственно остается больше времени на написание большего количества статей, чему и уделяется первостепен- ное внимание.

Несколько слов о главной особенности экспериментов, осно- ванных на интенсивной пластической деформации. Как следует из анализа литературы, интенсивная пластическая деформация является универсальным методом, поскольку его можно прило- жить к любому металлу и сплаву. В таблице Менделеева более 80 элементов составляют металлы, человечество использует 104-105 сплавов на их основе. Металлы и сплавы различаются по харак- теру межатомной связи, строению решетки, энергии дефекта упа- ковки, системам скольжения, имеют разные физико-механические свойства и т.д. Таким образом, впереди остается непочатый край работы в виде металлов, сплавов, еще не подвергнутых интен- сивной деформации, и, следовательно, может быть написано еще огромное количество статей. Таким образом, используемый экс- периментальный метод должен быть не только относительно дешевым, быстро осуществимым, но и универсальным, т.е. приложимым ко многим объектам. Универсальность воздей- ствия (в данном случае интенсивной пластической деформа- ции) упрощает мотивировку работы, а большое количество объектов исследования (металлов и сплавов) дает практиче- ски неограниченные возможности для расширения работ че- рез вовлечение новых людей (молодых сотрудников), что тоже способствует ускорению выполнения экспериментов и написа- нию многочисленных статей.

Здесь нельзя не отметить одно важное обстоятельство, касающе- еся сути исследовательской работы в рамках такой организованной кооперации. Проводимые исследования могут быть ценными для науки, технологий и развития общества, но для повышения индекса Хирша это не является обязательным условием. Попробуем пояс- нить это на примере уже рассмотренного направления «интенсивная пластическая деформация металлов и сплавов». Для этого взглянем внимательнее на идеологию интенсивной пластической деформа- ции с точки зрения развития фундаментального материаловедения, создания новых технологий и производственных процессов.

Коротко рассмотрим принципы, на которых основаны методы ин- тенсивной пластической деформации [10]. Первый из них касается температуры деформации, которая должна быть ниже 0,3-0,4 Тпл или температуры начала рекристаллизации. Именно при такой темпера- туре становится возможным накопление дислокаций до плотно- стей много более 1014 м-2, необходимых для формирования уль- трамелкозернистой структуры. Повышенные температуры ведут к накоплению меньшей дислокационной плотности и увеличению размера зерен. Второй принцип предполагает внесение в материал исключительно большой энергии деформации – истинная дефор- мация должна превышать 6-8. При этом накопление необходимой плотности дислокаций происходит уже после достижения истин- ной степени деформации 0,5, однако бóльшая степень деформации требуется для формирования ультрамелкозернистой структуры с преимущественно большеугловыми границами зерен. Непремен- ным условием интенсивной пластической деформации является создание высокого гидростатического давления, которое должно превышать 1 ГПа, что реализуется при кручении под высоким ква- зигидростатическим давлением. Этот третий принцип обеспечи- вает высокую деформируемость материала, активизирует образо- вание дислокаций, снижает скорости диффузии атомов и процесса возврата. Четвертый принцип требует немонотонного развития деформации, имеющего место, например, при равноканальном угловом прессовании по маршруту ВС. Пятый принцип говорит о зависимости размера зерен от энергии дефекта упаковки и энергии антифазной границы (в случае упорядоченного сплава).

Рассматривая первые три принципа, даже несведущему чело- веку понятно, что речь идет об обычном наклепе, который исполь- зуется человечеством тысячи лет. Холодная деформация металлов и сплавов с большими обжатиями - техника, которая применялась и применяется кузнецами всего мира с незапамятных времен. Некоторая особенность применения наклепа заключается лишь в том, что условный экспериментатор обладает неограниченной энергией, которую он может внести в материал в виде энергии пластической деформации и контактного трения, а также идеаль- ной и неизнашиваемой оснастки, выдерживающей значительное контактное трение. Однако указанная особенность «интенсивной пластической деформации» в сравнении с обычной холодной деформацией, широко применяемой на металлообрабатывающих предприятиях, не несет ничего принципиально нового с физиче- ской точки зрения и ведет к давно известным и предсказуемым ре- зультатам. При этом основные методы «интенсивной пластической деформации» - кручение под давлением и равноканальное угловое прессование, противоречат здравому смыслу с точки зрения за- трат энергии и расходных материалов, а также технологическим принципам обработки металлов давлением, предполагающим, как правило, достижение регламентированной (однородной) структу- ры в значительных объемах материала. Деформация кручением под квазигидростатическим давлением при низких температурах, когда термоактивируемые процессы затруднены, ведет к сильной локализации деформации, поэтому даже в маленьких образцах, подвергнутых кручению под большим квазигидростатическим давлением, наблюдается неоднородная, часто слоистая структура, в которой слои с рекристаллизованной структурой чередуются со слоями ячеисто-фрагментированной структуры. Таким образом, первые три принципа «интенсивной пластической деформации» малоубедительны как с точки зрения достижения новых фунда- ментальных знаний, так и с точки зрения инженерной применимо- сти для обработки металлов и сплавов.

Следует отметить, что на практике первый принцип сводится чаще всего к деформации при комнатной температуре, при этом фактор температуры не учитывается. В последнее время для по- вышения интенсивности деформации применяют криогенную де- формацию, и здесь проблемы с локализацией деформации даже усиливаются, при этом во многих случаях удержать результаты криогенной деформационной обработки невозможно, поскольку материал после окончания деформации возвращают в нормальные условия. Понятно, что гомологические температуры деформации, соответствующие комнатной и криогенной температуре, будут для разных материалов различны, что вкупе с разными энергиями де- фекта упаковки и антифазной границы объясняет различие в полу- чаемой микроструктуре материалов, подвергнутых интенсивной пластической деформации. Таким образом, пятый принцип интен- сивной пластической деформации, с одной стороны, не принимает во внимание гомологическую температуру деформации (а размер зерен зависит, прежде всего, от температурно-скоростных условий деформации), с другой стороны, говорит об очевидной вещи - за- висимости размера зерен от энергии дефекта упаковки и энергии антифазной границы.

Четвертый принцип, по замыслу авторов, должен обеспечивать однородное развитие деформации в материале, и подразумевает, как отмечалось, использование метода равноканального углового прессования по маршруту ВС. Однако этот принцип является ма- лоудовлетворительным с точки зрения достижения однородной уль- трамелкозернистой структуры. Поскольку равноканальное угловое прессование обычно ведется при пониженной температуре, каждая возникающая субструктура явл