"Четвертое состояние"

В рамках Дня науки 8 февраля в 19:15 приглашаем в кинотеатр "Победа" на показ научно-популярного фильма «Четвёртое состояние», перед которым зрителей ждёт вступительное слово от создателей фильма, а после сеанса состоится научно-популярная лекция и обсуждение фильма. 

Лекцию прочтёт старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Шошин.

О фильме

Создание реактора на основе управляемого термоядерного синтеза (УТС) — амбициозная цель, над которой исследователи работают уже не один десяток лет. При термоядерной реакции лёгкие атомные ядра объединяются в более тяжёлые. Такой процесс происходит в плазме во время её горения. Термоядерный синтез протекает в условиях очень высокой температуры, так как для горения нужно разогреть плазму до 100 миллионов градусов. Реактор на основе УТС способен обеспечить человечество дешевой энергией на многие годы.

Одним из возможных вариантов в качестве топлива для УТС физики рассматривают чистый дейтерий — неограниченный ресурс, который буквально падает на нас с неба. В каждом кубическом метре воды содержится 33 грамма дейтерия, этот источник энергии практически неисчерпаем.

Одно из основных научных направлений Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (Новосибирск) — физика плазмы и управляемый термоядерный синтез (УТС). Герои фильма — учёные ИЯФ СО РАН — рассказывают о том, как изменится энергетика, если суметь «приручить» плазму.

Фильм снят студией «Сибирская кинолетопись». В нем рассказано, какой путь физики уже прошли к мечте об управляемом термоядерном синтезе, и сколько ещё осталось.

Вход бесплатный, но обязательно необходимо оформить (https://vpobede.ru/shows/film-chetvertoe-sostoyanie ) билет на сайте кинотеатра "Победа".

Магистратура по азиатским вопросам

Новосибирский государственный университет совместно с Институтом стран Азии и Африки (ИСАА) МГУ в сентябре 2024 г. по направлению «Востоковедение и африканистика» открывает новую магистерскую программу «Современная Азия и глобальные вызовы». В январе текущего года Министерство высшего образования и науки РФ выделило бюджетные места для набора на эту программу. По итогам обучения студенты получат диплом НГУ и сертификат о дополнительном профессиональном образовании ИСАА МГУ. Таким образом, в Новосибирском госуниверситете создана первая за Уралом магистерская программа, посвященная изучению актуальных вопросов развития современной Азии.

В НГУ накоплены богатые традиции академического классического востоковедения, которые насчитывают более 55 лет. В настоящее время кафедра востоковедения НГУ продолжает активно взаимодействовать со специалистами ведущих зарубежных университетов и организаций. Так, сейчас к работе на кафедре привлечены два преподавателя-носителя языка из Южной Кореи, преподаватель из Японии, несколько специалистов из Китая.

В 2022-2023 гг. правительство Российской Федерации при помощи сообщества востоковедов разработало концепцию национальной программы развития востоковедения и африканистики, в этой работе принимали участие и востоковеды Новосибирского госуниверситета. В основе концепции лежит идея подготовки специалистов по современной истории и международным отношениям стран Азии, которые в полном объеме изучали классическую историю, культуру, политику и экономику Востока. Была поставлена задача внедрить концепцию в максимально короткие сроки.

— Основные знания по истории, традиционной культуре, философии, религии, основам экономики, социально-политического устройства стран Азии мы даем в рамках бакалавриата, при этом глубоко изучаем восточные языки. Без всестороннего погружения в многотысячелетнюю культуру Востока нельзя заниматься анализом современных проблем Азии. Нынешняя геополитическая ситуация, внимание правительства и министерств Российской Федерации к проблемам построения отношений со странами Азии привели к тому, что мы в кратчайшие сроки разработали отдельную магистерскую программу, ориентированную на проблемы современности, — рассказывает профессор Елена Войтишек, научный руководитель программы, заведующая кафедры востоковедения и руководитель направления «Востоковедение и африканистика» Гуманитарного института НГУ.

В конце 2022 г. сотрудники кафедры востоковедения занимались разработкой магистерской программы, а в феврале 2023 г. НГУ получил Лицензию на новое направление подготовки магистрантов. Оно получило название «Современная Азия и глобальные вызовы». Особенностью программы является привлечение очень мощного состава преподавателей из НГУ и Института стран Азии и Африки МГУ. Например, среди преподавателей — профессор Алексей Маслов, директор ИСАА МГУ, приложивший со своими коллегами немало усилий к разработке и реализации этой программы.

— Мы уже давно договорились о такой кооперации и наконец разработали программу, которая направлена на всестороннее освоение теоретических выкладок и практических навыков. Важно отметить, что наши преподаватели (как из НГУ, так и из МГУ) — высококлассные профессионалы, педагоги, ученые, действующие переводчики, консультанты, им не раз приходилось работать и жить в странах Восточной, Юго-Восточной, Южной и Центральной Азии. Как правило, они продолжают вести много разных проектов с ведущими азиатскими университетами, владеют современными методиками и технологиями преподавания. Поэтому нашим студентам чрезвычайно повезло, что у них есть возможность через таких преподавателей почувствовать пульс жизни современной Азии, — отмечает Елена Войтишек.

Программа предполагает организацию семестровых стажировок за рубежом в страны изучаемого региона, а также возможность реализации индивидуальных образовательных траекторий. Основной язык программы — русский, но при необходимости есть возможность проведения части дисциплин и семинаров на английском языке.

Программа включает комплекс дисциплин по современной проблематике и развитию стран Востока, прежде всего стран Восточной и Юго-Восточной Азии — это Китай, Корея, Япония, Монголия, Таиланд, Вьетнам, а также стран Центральной и Южной Азии, Индии, Ближнего Востока. Среди дисциплин — модернизация Азии и региональное сотрудничество, политическая культура, идеологические тенденции в странах Азии, культурная антропология Азии, азиатский социум в условиях трансформации 20-21 веков, миграционные процессы, культура азиатских диаспор в мире, государство и религия в современной Азии, трансформация национальных традиций и современных транскультурных связей в Азии, конфликты и взаимодействие стран Азии.

Программа предназначена для выпускников бакалавриата российских и зарубежных вузов по востоковедческим и регионоведческим специальностям, желательно со знанием английского и одного из восточных языков. Например, обучаться в магистратуре могут студенты из Узбекистана, Казахстана, Киргизии и стран дальнего зарубежья. Программа может быть интересна и для выпускников-бакалавров из стран Восточной Азии, которые хотят изучать современные проблемы не только своей страны, но и региона в целом. Выпускники программы будут востребованы в научной, образовательной деятельности, в социальной жизни, в сфере просвещения, бизнес-структурах, органах власти и аналитических центрах.

Программа вступительных испытаний включает два блока по 15 вопросов — блок по истории Азии Нового и Новейшего времени и блок по культуре, языку и литературе, где студенты должны проявить свою эрудицию, понимание происходящих процессов и способность мыслить самостоятельно. При подведении итогов вступительных испытаний будут также учитываться индивидуальные достижения студентов.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

«Дубайский консенсус»

Как мы знаем, 13 декабря участники COP-28 приняли-таки окончательный согласованный текст по итогам прошедшего мероприятия. В западной прессе пошла волна бравурных заявлений насчет «исторических» по своим последствиям решений. Так, глава Европейской комиссии Урсула фон дер Ляйен настолько сильно воодушевилась новым соглашением, что заявила о заре нового мира, в котором люди не будут нуждаться в угле и нефти. Мол, подписав сей исторический документ, человечество открыло дверь в пост-ископаемую эру. Локомотивом же этого процесса, как и следовало ожидать, по-прежнему является Европа. Тем самым именно европейцам в очередной раз отводится роль лидеров научно-технического прогресса. Примерно так эта ситуация и оценивается представителями политических структур ЕС: «историческое решение», «очередной» прорыв», «начало новой эры». И во главе всего этого – Европа.

Понятно, что подобные эпитеты рассчитаны, прежде всего, на европейскую аудиторию. Однако если подойти к ситуации объективно, то обнаружится, что вхождение в «новую эру» происходит исключительно в головах, в теории. Ничего прорывного на самом деле не произошло, на что указывают въедливые критики (и не только).

Начнем с того, что итоговый текст долго мусолили, пока не пришли к окончательному – и откровенно компромиссному – варианту. Поэтому нельзя сказать, что борцы с глобальным потеплением были полностью удовлетворены окончательной редакцией. Отметим, что еще до подписания документа для участников саммита было опубликовано открытое письмо, подписанное сторонниками радикальных мер в отношении климата. Количество подписантов (куда вошли политики, бизнесмены, ученые, журналисты, деятели культуры) превысило тысячу человек.  Они требовали решительного отказа от ископаемого топлива и выражали надежду на то, что главы государств и правительств, собравшихся на COP-28, прислушаются к их позиции.

Но эти надежды не оправдались. Против радикальных позиций выступили представители нефтедобывающих стран (тем более что само мероприятие проходило в нефтедобывающей стране). После длительных дебатов резкие формулировки были заметно смягчены. Поэтому окончательный текст оказался весьма расплывчатым как раз в отношении отказа от ископаемого топлива. Формулировки выглядели так, будто этот процесс отдавался на усмотрение национальных правительств, вольных действовать в указанном направлении в силу своих возможностей. Типа, мы обязаны что-то менять и пересматривать. А вот как именно и главное – когда, в какие сроки, – по этому поводу никаких конкретных обязательств не оговаривалось.

Похоже, представители нефтепроизводящих стран были вполне удовлетворены использованием таких общих положений. Группу участников ОПЕК даже заподозрили в том, будто окончательная редакция была сделана в их интересах. Недаром Эл Гор, давно уже зарекомендовавший себя в роли радикального борца с глобальным потеплением, спешно объявил итоги COP-28 самыми провальными за всю историю. На его взгляд, отсутствие согласованной позиции по вопросу отказа от ископаемого топлива затруднит достижения климатических целей, обозначенных Парижским соглашением 2015 года. И за всем этим, намекает Гор, «торчат уши» стран ОПЕК, фактически саботирующих реализацию климатической повестки.

Эл Гор, конечно же, не единственный, кто высказал сожаление по поводу отсутствия четких формулировок относительно поэтапного отказа от ископаемого топлива. Об этом заявляли не только представители западных стран. Наибольшее разочарование было у представителей малых островных государств, якобы терпящих наибольший ущерб от климатических изменений.

Тем не менее, даже в таком компромиссном варианте документ был многими назван «историческим». Возможно, для представителей ЕС  бравурные комментарии были обычной игрой на публику. Однако там были отдельные моменты, дающие борцам за климат повод для оптимизма. Так, в тексте было четко обозначено намерение уже в ближайшее время – к 2030 году – УТРОИТЬ использование возобновляемых источников энергии и на 40% повысить энергоэффективность. Отсюда были сделаны выводы о том, будто столь отчетливый акцент на использовании ВИЭ повысит инвестиционную привлекательность данного сектора, а значит (по логике вещей) снизит инвестиции в сектора, связанные со сжиганием ископаемого топлива.

Как мы уже неоднократно писали, европейские страны до последнего времени очень сильно продвинулись в плане использования возобновляемых источников энергии. Но с тех пор ситуация сильно поменялась. Теперь Европа демонстрирует явный спад в данном сегменте (о чем мы также писали). Скажем, Великобритания уже не показывает былых рекордов по количеству возведенных морских ветряков. То же самое можно сказать и о странах ЕС. Но самое печальное для сторонников ВИЭ заключается в том, что европейская общественность уже не испытывает по этому поводу былого энтузиазма. Как показали свежие исследования, в ведущих экономиках Евросоюза – Франции и  Германии – отмечается самая низкая поддержка ВИЭ среди населения. Почти каждый второй житель названных стран либо отрицательно относится к «зеленой» энергетике, либо вообще этим не интересуется. Учитывая, что речь идет о самых густонаселенных европейских странах, такой скептицизм никак не играет на руку климатической политике. Во Франции, например, местное население демонстрирует откровенный скептицизм в отношении проектов в области ветроэнергетики. Схожая картина наблюдается в некоторых регионах Германии. В этом случае совершенно не понятно, распространится ли на Европу троекратное увеличение «зеленых» мощностей, оглашенное в итоговом документе.

В этой связи некоторые наблюдатели с нескрываемой иронией оценивают итог саммита, не видя (как мы сказали выше) никаких эпохально-переломных моментов. Дескать, мы уже не первый раз слышим все эти пафосные заявления об эпохальности события, хотя на деле кроме громких слов нет ничего серьезного. По большому счету, стороны лишь подтвердили предыдущие обязательства своих правительств, замечает автор Forbes. Причем, несмотря на то, что одни и те же обещания воспроизводятся из года в год, они фактически не выполняются.  Главную причину здесь видят в том, что в мировом сообществе (точнее, в Большой двадцатке) нет реального консенсуса по вопросам энергетического перехода. Саудовская Аравия, Китай, Россия, Южная Африка и другие на практике игнорируют отказ от ископаемого топлива. При этом такой саботаж прикрывается красивыми декларациями о решении глобальной задачи во имя спасения человечества.

Пример такой двойственности дают ОАЭ. Так, торжественно заявляя на весь мир о своем намерении вложить в «зеленую» энергетику 30 миллиардов долларов, Эмираты параллельно вкладывают 150 миллиардов на расширение добычи нефти и газа. Но последнее обстоятельство на подобных мероприятиях особо не афишируется.

Впрочем, относительно развития на Ближнем Востоке возобновляемых источников энергии также возникают вопросы. Не исключено, что и здесь преследуются особые цели, связанные с попыткой переиграть Запад на его же «инновационном» поле. Но это уже другая тема, о чем мы поговорим позже.

Андрей Колосов

Пропавшая Триумфальная арка Новосибирска

При словах «триумфальная арка» большинство вспоминают Париж или Москву, но такие сооружения можно было встретить и на улицах сибирских городов. Причем, как настоящие, так и мифические. Подробнее об этом и о некоторых особенностях архитектурного облика Новосибирска в интервью с известным новосибирским археологом, д.и.н., ведущим научным сотрудником Института археологии и этнографии СО РАН Андреем Павловичем Бородовским.

– Скажите, насколько характерны триумфальные арки для сибирских городов?

– Как это не удивительно, на первый взгляд, но довольно характерны, ведь Сибирь была неотъемлемой частью Российской империи, причем самой большой по площади. На Транссибе по пути следования будущего императора (Николая II) такие объекты возводились в конце XIX столетия неоднократно. Одна из них, например, была возведена во Владивостоке, отметив завершение строительства этой великой железнодорожной магистрали. Что касается истории с триумфальной аркой в Новосибирске, с ней связан и один любопытный казус.

– Какой именно?

– В одном из киножурналов, как раз-таки двадцатых годов, есть съемки, приписываемые Новосибирску, мелькают кадры с триумфальной аркой. Но, когда я стал разбираться с тем, где же именно было расположено это сооружение, то понял, что эти кадры на самом деле были сняты в Иркутске, а нашему городу их по ошибке «приписали» в ходе монтажа. Там еще в середине XIX века, по случаю заключения Муравьевым-Амурским Айгунского мира и установления новой границы с Китаем, проходившей по Амуру, была установлена эта деревянная арка. Она простояла до 1930-х годов и успела попасть на кадры кинохроники. Эта история доказывает, что кинохроника, как и фотографии – тоже может содержать ошибки в описании того, что изображено, и потому не стоит сразу принимать все на веру.

Иркутская триумфальная арка с другого ракурса – Так была в Новосибирске триумфальная арка или нет?

– Отдельной триумфальной арки в Новониколаевске не строили, ведь до революции это был не такой уж значимый населенный пункт, а после революции этот формат архитектурных сооружений и вовсе стал довольно редким. Но все-таки триумфальная арка у нас в городе есть. Она интегрирована в здание нашего железнодорожного вокзала, построенного уже в 1930-е годы. Мне доводилось слышать утверждение, что вокзал должен был «символически изображать паровоз, но его не достроили». На самом деле, это вполне завершенная композиция. И центром здания как раз является триумфальная арка с колоннами тосканского ордена.

– А вообще, если говорить о первых десятилетиях истории Новосибирска, в этом периоде есть какие-то интересные архитектурные объекты?

– У всех на слуху Томск, Красноярск, Иркутск – старинные сибирские города с достаточно богатой архитектурной составляющей. Есть архитектурные памятники и в Новосибирске, но здесь они не складывается в единый ансамбль, скорее, рассыпаны как бисер по всему городу. Но сложись ситуация по-другому, судя по тем людям, кто творил в Новосибирске, прежде всего, я имею в виду архитектора Андрея Крячкова, Новосибирск вполне мог стать жемчужиной русского модерна.

Например, когда после революции 1905 года началась подготовка законопроекта о всеобщем начальном образовании, Новониколаевск стал первым городом в Российской империи, где удалось это реализовать. В городе было построено двенадцать начальных школ, и все они были, с одной стороны, типовыми, а с другой – обладали уникальными чертами. И все были сделаны в стиле северного модерна, который больше характерен для стран Скандинавии, отчасти – для Германии.

Строились и другие интересные здания в этом архитектурном направлении. И если бы не революция, в конечном счете здесь сформировался бы довольно мощный кластер архитектуры модерна.

Но затем изменилась эпоха, сменились приоритеты архитекторов и в Новосибирске построили ряд зданий, которые стали прекрасными образчиками другого направления – конструктивизма. Здание банка – это классический пример этого стиля. Хорошо известный «Дом под часами» в центре – он такой второй в мире, еще один есть в Ницце, и всё. Есть еще целый ряд зданий по Красному проспекту, которые тоже стали яркими образцами архитектурных решений в русле конструктивизма.

Но беда города в том, что все эти интереснейшие объекты – эклектичные, они не складываются в единый ансамбль. Как вы понимаете, конструктивизм и модерн не очень хорошо дружат между собой, хотя и основываются на геометризме. Но если в модерне большую роль играет художественная эстетика, то в основе конструктивизма лежит функциональность. И все же, несмотря на эклектичность, многие образцы довоенной архитектуры Новосибирска сами по себе являются объектами интересными как искусствоведам, так и историкам.

Больше интерактива

Интерактивная экспозиция Минобрнауки России в рамках Международной выставки-форума «Россия» пополнилась новыми экспонатами. К действующей с ноября выставке добавилось 25 новых объектов, среди которых, к примеру, макеты ускорительного комплекса NICA, арктического автобуса «Арктика», экспедиционного исследовательского судна «Профессор Молчанов» и другие.

Экспозиция демонстрирует изменения, произошедшие за последние 20 лет в российской науке, показывает возможности для самореализации молодежи в сфере исследований и разработок. 14 тематических залов выставки посвящены современным российским достижениям в сфере науки, технологий и высшего образования. Посетители могут узнать, какие результаты российских ученых уже применяется в медицине, строительстве, энергетике и сельском хозяйстве, над чем сегодня работают российские исследователи, как уже в скором будущем благодаря этой работе может измениться качество жизни российских граждан, какие перспективы ждут молодых людей, решивших связать свою жизнь с наукой.

Для посетителей выставки работает система построения «Личного трека»: все желающие на входе могут получить браслет с RFID меткой, которые можно использовать для ответов на вопросы, размещённые в тематических залах. В конце выставки – при финальном считывании информации с браслета – алгоритм формирует персональные рекомендации по построению карьеры в науке.

Всего на выставке представлено более 60 экспонатов, среди которых есть уникальные решения:

— роботизированная медицинская система и манипулятор для 3D-биопечати;

— малый космический аппарат «Ярило» №5 для анализа химического состава атмосферы;

— беспилотная авиационная система «Контур» для автономного постоянного мониторинга заданной территории с целью выявления нарушений режима;

— оптический модуль детектора глубоководного нейтринного телескопа Baikal-GVD;

— ручной автономный комплекс двухкомпонентной биопечати для лечения раневых поверхностей «Тканевой пистолет»;

— макеты установок класса «мегасайенс» NICA и «СИЛА»

и многое другое.

Также на выставке работает уникальная научная лаборатория от проекта «НАША ЛАБА». В ней собрано уникальное исследовательское оборудование, произведенное в России и Белоруссии, регулярно проводятся демонстрации и эксперименты. Тематика лаборатории ежемесячно меняется. В январе представлена биологическая и сельскохозяйственная лаборатория, в феврале – физическая и инженерная.

Экспозиция «Десятилетие науки и технологий» расположилась в павильоне № 57 на ВДНХ.

Здесь регулярно проходят Университетские недели, где представители высшей школы и НИИ из разных регионов России проводят лекции и рассказывают о достижениях отечественных ученых. Также посетители могут больше узнать об инициативах Десятилетия и принять в них участие.

iOk распознает

Облачные сервисы, размещенные на платформе iOk, избавят исследователей в сфере микроскопии, материаловедения, фармакологии от рутинной работы по подсчету и определению параметров объектов на изображениях. Также они найдут применение в промышленности и строительстве.

Платформа iOk включает набор облачных цифровых сервисов для автоматического анализа изображений с применением методов глубокого машинного обучения и искусственного интеллекта. На платформе размещены три сервиса. Универсальный телеграмм-сервис No Code ML предназначен для классического обучения нейронной сети на датасетах пользователя. Другой сервис — DLgram — разработан для распознавания многочисленных однородных объектов различного характера. Включает обучение нейронной сети пользователем по размеченному участку с этого же изображения. Онлайн-сервис ParticlesNN разработан для автоматического распознавания наночастиц на изображениях сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) и электронной микроскопии (ЭМ) обученной нейронной сетью.

Все сервисы предусматривают обучение нейронной сети на объектах пользователя, автоматическое распознавание объектов на изображениях и возможность корректировки результатов распознавания пользователем. Также они производят анализ обнаруженных объектов и определение их параметров, таких как количество, размеры, площадь и концентрация. Сервисы способны работать с различными изображениями — снимками с электронных микроскопов, фотоснимками с цифровых камер (в том числе со смартфонов), видеозаписями. Они распознают различные объекты: наночастицы, микроорганизмы, клетки, семена растений, а также более крупные объекты — животных, растения, различные детали, транспортные средства и многое другое. При этом для работы с сервисами от пользователя не требуется владеть никакими специальными навыками программирования или разбираться в нейронных сетях. Не нужна и предварительная обработка изображения. Результаты предоставляются в виде информации обо всех обнаруженных объектах, и при необходимости пользователь может их корректировать.

— Идея создания первого онлайн-сервиса ParticlesNN поступила к нам от нашего преподавателя из Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Анны Нартовой в 2019 году. Преследовалось две цели — избавить научных работников от рутинной работы и сэкономить их время. Мы начали с изображений сканирующей зондовой микроскопии, которая в настоящее время является золотым стандартом при изучении и создании новых материалов. При этом довольно часто стоит задача характеризации изображений, полученных с микроскопа: необходимо определить, например, средний размер объектов или их количество. Ученым приходилось производить эти манипуляции вручную, затрачивая массу усилий и времени. Существовали автоматические методы обработки изображений, основанные на так называемых пороговых подходах, но они давали хорошие результаты только на изображениях высокого качества, а шумы и области засветки воспринимались как отдельные объекты и результаты оказывались недостоверными. В создании наших сервисов мы решили использовать современные методы компьютерного зрения, основанные на методах искусственного интеллекта, — рассказал заведующий лабораторией глубокого машинного обучения в физических методах Института интеллектуальной робототехники НГУ Андрей Матвеев.

Ученые пошли стандартным для глубокого машинного обучения путем — разметили более 5 тысяч объектов и на них обучили нейронную сеть Cascade Mask-RCNN, работающую на сервере Института интеллектуальной робототехники НГУ. Программа выдавала некоторые погрешности, но в целом результаты оказались неплохими: в количестве объектов встречались ошибки, но средний размер объектов определялся довольно точно. Подход был распространен и на анализ данных электронной микроскопии — самого распространенного семейства методов в современном материаловедении. Результаты работы были опубликованы в научных журналах и получили позитивные оценки.

— Мы решили сделать эту нейронную сеть доступной для пользователей других лабораторий и научных институтов и создали веб-сервис ParticlesNN. Пользователь может загрузить свое изображение, получать статистические результаты его обработки и корректировать их. Но у этого сервиса имеются и недостатки — он может работать только с теми типами объектов, на которых обучалась нейросеть. Мы поняли, что каждый раз обучать ее работе с новыми типами объектов — задача довольно трудоемкая, поэтому решили разработать сервис, который позволял бы пользователю самому обучать нейронную сеть на нужных ему объектах. Так возник онлайн-сервис DLgram, а вскоре и No Code ML. Теперь же для удобства пользователей мы объединили их на одной платформе iOk. Уже сейчас суммарное количество ее пользователей составляет более 500 специалистов, — пояснил Андрей Матвеев.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Горная ловушка для ветра

Кто из сибиряков не мечтал о жизни на побережье Черного моря? Для многих из нас – это прямо-таки идиллическая картинка. Однако в реальности за всё хорошее приходится платить. Периодически черноморское побережье сотрясают сильнейшие ветра, незнакомые жителям Западной Сибири. Так, в конце ноября этого года на Черном море бушевал «шторм века» - невиданной силы циклон, пришедший с юга. Но это еще полбеды, поскольку эти места подвергаются нападению стихий не только с юга, но и севера. Причем, с севера даже чаще. Печально знаменитая бора (норд-ост) регулярно обрушивается на побережье возле Новороссийска, неся потоки ледяного ветра со скоростью 40, а то и 60 метров в секунду!

Для самого Новороссийска данное стихийное бедствие по своим последствиям равносильно вражеской бомбардировке: ветер вырывает с корнями деревья, рвет линии электропередач, срывает с домов шифер и кровлю, и порой переворачивает грузовые и легковые автомобили. В сфере коммунальных услуг начинается хаос. Множество людей остаются без тепла и электричества. Всё это может длиться несколько суток подряд.

Норд-ост причинял большие неудобства еще с дореволюционных времен. Вот некоторые цифры. В период с 1901 по 1954 годы в Новороссийске зарегистрировано 637 периодов боры различной длительности. За это время на каждый год (!) в среднем приходилось по 32 дня ледяного шторма. В целом за полвека на город обрушивалось около сорока особо сильных бор, несущих катастрофические разрушения. Чем, скажите, не военное вторжение?

Понятно, что уже в царские времена приходили мысли о необходимости укрощения норд-оста. Идея кажется безумной, но ее рассматривали. Есть сведения, что такой проект царскому правительству предлагали англичане. Конечно, не «за так», а за конкретную выгоду.  Англичан сильно интересовало сырье для получения цемента, находившееся в изобилии в здешней скальной породе. Реализация проекта предполагала извлечение этого сырья в больших количествах. То есть в укрощении ветра была двойная польза. Правда, дальше идеи продвинуться не удалось.

Однако идея не умерла. К ней после войны вернулись советские ученые, рассчитывая даже не на двойную, а на тройную пользу. Чтобы понять, в чем суть такой идеи, рассмотрим сам механизм зарождения ледяного шквала в этих краях. В холодный период года к северу от Черного моря формируется зона высокого давления (антициклон), в то время как над самим морем формируется область низкого давления (циклон). Это связано с разностью температур над поверхностью суши и над поверхностью воды. На пути холодных воздушных масс, идущих с Кубанской низменности к Черному морю, встает горная преграда высотой до 650 метров, являющаяся частью Кавказского горного хребта. В ее центральной части – как раз над Цемесской бухтой - находится перевал, играющий роль ворот для прохода норд-оста в сторону Новороссийска. Высота перевала – примерно 430 метров над уровнем моря. Зимой в северной части, за горами, происходит накопление холодного воздуха. Вначале это процесс развивается плавно и почти незаметно. Но постепенно циклон над Черным морем «отсасывает» воздух из Цемесской бухты, и в результате наступает момент, когда равновесие воздушных масс по обе стороны хребта нарушается. И вот, через какое-то время, холодный ветер ураганной силы обрушивается на город и на побережье.

Данное явление изучено досконально и очень хорошо прогнозируется. Но можно ли отнять у норд-оста его разрушительную энергию? Причем, обернув часть этой энергии на пользу человеку. Эти вопросы поставили наши ученые в далекие 1960-е годы, вспомнив и о том, что такие идеи высказывались еще до революции. Как мы неоднократно отмечали, в те времена люди мыслили масштабно, и проекты по «преображению» природы были в ходу.

Суть проекта по укрощению норд-оста была проста. Ученые исходили из того, что необходимо разрушить сам механизм зарождения холодного урагана. Для этого предлагалось в районе упомянутого перевала, через который хлещет холодный воздух, вырыть три наклонные гладкоствольные шахты, идущие по диагонали сверху вниз, к морю. Диаметр шахт должен быть достаточно большим для того, чтобы не дать холодной воздушной массе переполниться. Это, скажем так, базовая, принципиально важная задача. Однако энергию ветра можно использовать с пользой, скажем, для выработки электроэнергии. Ее должно было хватить хотя бы для эксплуатации и обслуживания данного сооружения.

Согласно проекту, необходимо было вырыть три таких шахты. Примерно на высоте 150 метров над уровнем моря, у выхода из-под земли, шахты должны сойтись, образуя сопло с плавными обводами. Через воздухозаборники (сверху) потоки воздуха устремляются вниз и в районе сопла они должны передать энергию турбине. Расположенный на одном валу с турбиной электрогенератор начнет вырабатывать электрический ток. Зимой такая подземная воздушная электростанция может работать непрерывно в течение нескольких дней. При необходимости она могла бы взять на себя часть базисной нагрузки от местной энергосистемы, увеличив ее запасы.

Такова принципиальная схема. По расчетам инженеров, во время норд-оста вблизи сопла шахт будет постоянно поддерживаться зона «подсоса» воздушного потока. Ввиду резкого перепада давления воздух в шахтах получает скорость, достаточно высокую для вращения турбины. С инженерной точки зрения подобное сооружение является обычным инжектором (то есть струйным насосом), широко распространенным в технике. У советских ученых не было сомнений в чисто технической возможности реализации подобного замысла. Отсюда следовали смелые заявления о том, что в недалеком будущем бора будет укрощена!

Разумеется, в таком смелом проекте было много чего нового и необычного, однако на фоне других проектов по преображению природы он выглядел не столь уж грандиозно (вспомним, что когда-то в нашей стране всерьез рассуждали об улучшении климата Арктики, о растапливании полярных льдов и т.д.). А если учесть, что в те годы мечтали о покорении Марса, то укрощение норд-оста в районе Новороссийска не выглядело сверхсложной задачей. И, еще раз повторим, чисто технически такое казалось по силам даже в те времена.

Как всегда и бывает в таких случаях, вопрос упирался в экономику. Насколько оправданны затраты? Станет ли этот проект успешным в плане материальной отдачи? Как ни странно, но вопрос материальной отдачи ставился и в советские годы. Ведь в целом речь шла о создании весьма необычной ветряной электростанции, попутно выполняющей и такую полезную функцию, как предотвращение катастрофического ураганного явления. Поэтому вопрос об эффективности работы этой «футуристической» электростанции не мог не выйти на первый план.

Но была и еще одна проблема. Регулярное «стравливание» холодного воздуха в район Цемесской бухты могло сильно отразиться на здешнем микроклимате. Ветряная электростанция стала бы играть роль гигантского охладителя, понижая среднюю температуру обращенных к югу склонов.  Безусловно, здесь стало бы прохладнее, но зато – без ледяного зимнего экстрима.

Мы привели этот пример, чтобы еще раз показать оптимистичный настрой прошлых времен, когда вера в безграничные возможности науки и техники была необычайно высока. Возможно, в наши дни подобные проекты вызовут саркастическую ухмылку, однако обращение к идеям тех лет весьма продуктивно само по себе. Ведь как мы уже неоднократно убеждались, те вопросы, которые считаются особо актуальными именно сегодня, рассматривались учеными задолго до наших дней.

Николай Нестеров

CRISPR/Cas9 по-новому

В 2023 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине присудили за открытие модифицированных нуклеотидов — структурных единиц нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), которые впоследствии послужили основой для получения мРНК-вакцин против коронавирусной инфекции. Один из нуклеотидов, который изучали исследователи-лауреаты Каталин Карико (Венгрия) и Дрю Вайсман (США) в своей работе, — N1-метилпсевдоуридин, в будущем его применили при создании двух мРНК-вакцин против COVID-19, в частности Pfizer/BioNTech и Moderna. Компонент показал улучшенную трансляцию в клетках человека и животных, эффективно задействуется в терапии вирусных заболеваний, а также на его основе сегодня разрабатываются мРНК-вакцины против вируса иммунодефицита человека.

«Мы решили изучить влияние природной модификации N1-метилпсевдоуридина на CRISPR/Cas9. Главной проблемой этой системы можно назвать баланс между точностью и эффективностью — сложно добиться хорошего уровня в обоих показателях. Одним из вариантов решения этой задачи считается создание модифицированных РНК. Мы вводили N1-метилпсевдоуридин в направляющие РНК системы CRISPR/Cas9. Этот компонент обладает нужными для нас свойствами: низкой токсичностью и обеспечивает высокую стабильность РНК. В системе геномного редактирования модификация показала себя более точной в сравнении с исследуемыми ранее. Полученный инструмент можно использовать в клетках человека. Зарубежные ученые уже разработали и применяют препарат на основе генетических ножниц, который позволяет лечить серьезное генетическое заболевание — серповидноклеточную анемию. Движение в этом научном направлении позволит усовершенствовать диагностику и лечение некоторых генетических заболеваний», — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории геномного редактирования ИХБФМ СО РАН Дарья Вадимовна Прохорова.

Новосибирские биохимики синтезируют модифицированные направляющие РНК с помощью фермента Т7 РНК-полимеразы, которая способна по матрице ДНК строить РНК. В качестве строительного материала для нее и используется нуклеозидтрифосфат N1-метилпсевдоуридин. Присутствие изменений в направляющих РНК позволяет увеличить точность редактирования генома, расщепляя только нужные ДНК-субстраты, таким образом снижая побочные эффекты CRISPR/Cas9.

«В прошлой работе мы выбирали самые часто встречающиеся природные модификации. N1-метилпсевдоуридин, который мы сегодня исследуем, показал наилучшие свойства. В дальнейших экспериментах мы планируем комбинировать его с нуклеотидами из предыдущей статьи. N1-метилпсевдоуридин позволит увеличить точность, а 5-метилцетидин — эффективность. Главная задача заключается в том, чтобы обеспечить баланс этих параметров для всей системы и в будущем разработать новые препараты на ее основе», — отметила Дарья Прохорова.

Исследования выполняются при поддержке Российского научного фонда (проект № 21-64-00017) и при поддержке Госзадания (проект № 122022100238-7).

Кирилл Сергеевич

Никто не умрет

 Прошлой осенью правительство РФ одобрило производство муки из мух, выпустив соответствующее распоряжение. Россиян повергло в шок, что продукция может появиться на прилавках магазинов. Замдиректора по инновационной деятельности института цитологии и генетики СО РАН Пётр Куценогий считает, что внедрения такого продукта в наш рацион пока не предвидится. Производство вызвано другими причинами. Какими — расскажем вместе с экспертом. Также вы узнаете, опасна ли такая мука для человеческого организма, что может произойти, если начать употреблять её в пищу.

По словам Петра Куценогого, в России действительно могли выпустить на рынок муку из насекомых. Это нужно было для поддержания торговых отношений с Европой. Однако после 2022 года, когда ЕС перестал быть нашим основным торговым партнёром, правительство РФ решило отказаться от намеченных планов.

«Евросоюз уже много лет борется с выбросами парниковых газов, которые, как там считают, причастны к глобальному потеплению. Эти страны пытаются выйти на «нулевой» выброс СО2 и метана в атмосферу. По их мнению, крупнорогатый скот выделяет слишком много метана во время пищеварения. Чтобы снизить загрязнение, европейцы, в частности, начали производить белок из насекомых», — рассказал Пётр Куценогий.

Иностранные специалисты пришли к выводу, что, снизив употребление продуктов животноводства и употребляя больше пищи из насекомых либо другую более «здоровую» продукцию, люди смогут уменьшить количество выбросов в атмосферу.

Ко всему этому, Евросоюз заявил, чтобы будет взимать углеродный налог с продукции, ввозимой из-за рубежа. Поэтому Россия, когда у неё были торговые отношения с ЕС, была вынуждена начать рассматривать меры по снижению выбросов парниковых газов на своей территории, чтобы не платить за экспорт в партнёрские страны повышенные пошлины.

«Поскольку Россия недавно сменила основного торгового партнёра, им стал Китай, то теперь голова у нас не особо болит по поводу резкого снижения выбросов СО2 и метана. Поэтому-то планы правительства и поменялись: появления муки из насекомых на наших прилавках не предвидится», — отметил собеседник.

Эксперт во время беседы с нашим обозревателем также порассуждал о том, что будет, если продукция из насекомых всё же появится в российских магазинах. По его словам, от такой муки никто точно не умрёт, но резкий переход на неё невозможен.

«Есть множество стран, где едят насекомых, никто там от этого не умер. Вопрос в традиционных предпочтениях. Если поколения людей на территории одной страны питаются насекомыми, то их организм приспосабливается, — считает Куценогий. — Индусам, к примеру, была бы привычна еда из насекомых, нам — нет. Однако им вряд ли бы подошёл наш рацион, в котором много мяса. Резкие перемены ни к чему хорошему не приводят».

Специалист также считает, что мука из насекомых при условии применения качественной технологии производства будет безвредна для человеческого организма. При этом её вкус будет отличаться от обычной муки. Но его можно скорректировать, применив вкусовые добавки.

«Каждое насекомое, думаю, не нужно проверять на наличие болезней при производстве. Мы же не всех животных проверяем во время массового производства. Если мясо идёт на стейк с кровью, то оно проверяется, а если идёт массовый забой, то изучается только партия. После туши подвергаются термической, ферментативной обработке», — подытожил собеседник.

Отметим, что недавно зампред правительства Виктория Абрамченко в ответе на запрос депутата ГД Сергея Обухова заверила, что внедрение муки из насекомых в рацион россиян официально не планируется. Правительственное постановление легализовало продукцию исключительно для развития рыбоводства.

«Фруктовые» стены

Можно ли переместиться километров триста на юг, не меняя своего местоположения? Вроде бы, сказанное звучит нелепо, но это именно то, о чем мечтают многие сибирские садоводы: как сделать свой участок теплее, создав условия, приближенные к югу?

Интересно, что в Европе таким приемом владели, начиная уже с Нового времени. Это была эпоха становления рыночных отношений, когда горожанам умеренных широт хотелось южных фруктов, но везти их с юга было еще слишком накладно ввиду отсутствия надлежащих путей сообщения (вроде железных дорог). И вот тогда сметливые садоводы придумали, как создать «южные широты» (в климатическом смысле) у себя под боком – вплотную к большим городам как к крупным рынкам сбыта такой продукции.

Фактически, речь идет о городском фермерстве того времени. Примерно с шестнадцатого по двадцатый век средиземноморские фрукты и овощи спокойно выращивались в местах их непосредственного потребления – вплоть от Великобритании до Нидерландов. Причем, делалось это без всякого использования ископаемого топлива – исключительно за счет солнечной энергии.

Для организации таких «средиземноморских» садов сооружались массивные каменные или кирпичные стены, рядом с которыми располагались растения. В течение дня стены накапливали солнечное тепло, отдавая его растениям ночью. Благодаря столь несложному (хотя и капиталоемкому) способу, температура внутри «средиземноморского» сада в среднем была на 10 градусов Целься выше, чем на открытом пространстве. Кстати, данный способ был научно обоснован еще в 1561 году швейцарским натуралистом Конрадом Гесснером. В одном из своих трудов он описал влияние нагретых солнцем стен на созревание инжира и смородины. По его словам, плоды созревают гораздо быстрее, когда их высаживают вдоль таких стен.

Этот эффект стал затем намеренно применяться при создании «средиземноморских» садов. Именно благодаря наблюдениям Гесснера в Северной Европе появилась первая «фруктовая» стена. Высокие массивные стены, обращенные одной стороной на юг, создают микроклимат, позволяющий выращивать средиземноморские фрукты на севере Франции, в Англии, в Бельгии и в Нидерландах.

Особенно преуспели в этом деле французы, придумав специальные способы формировки деревьев, когда их крона фактически проецировалась на всю плоскость стены, получая максимум дополнительного тепла. Так удавалось спасти растение от зимних морозов и от холодных северных ветров. При устройстве козырька растение защищалось от дождя и града. А в случае сильного понижения температуры применялось покрытие из соломенных циновок.

Изначально «фруктовые» стены появились в садах вельмож и королевских особ. Например, в Версальском дворце. Но чуть позже, по мере развития городских хозяйств, их стали создавать в коммерческих целях. Самым ярким примером тому является парижский пригород Монтрей, где в огромных количествах выращивались персики. Он был образован еще в XVII веке. К концу XIX века, на пике промышленного производства, общая протяженность «фруктовых» стен составила здесь порядка 600 километров, а совокупная площадь земли, отведенной под посадки, составляла примерно 300 га. В этом огромном лабиринте можно было легко запутаться без проводника. Недаром прусская армия во время осады Парижа в 1870 году просто обошла Монтрей стороной.

Несмотря на то, что персики могли нормально плодоносить только в средиземноморском климате, здесь, под Парижем, получали вполне приличные урожаи. Во всяком случае, персики из Монтрея славились своим высоким качеством. Внутри лабиринта из «фруктовых» стен температура была на 8 – 12 градусов выше, чем снаружи. Высота стены составляла 2,5 – 3 метра, толщина – до полуметра. Поверхность покрывалась известняковой штукатуркой. Кроме персиков, в этих садах выращивались яблоки, груши, малина, овощи и цветы.

В 1730 году аналогичное сооружение появилось в 60 км к юго-востоку от Парижа, в Томери. Здесь «фруктовые» стены возводились для выращивания столового винограда В 1730 году аналогичное сооружение появилось в 60 км к юго-востоку от Парижа, в Томери. Здесь «фруктовые» стены возводились для выращивания столового винограда. К началу прошлого века их протяженность составила 300 км, а площадь земли - 150 га. Что касается производительности, то на пике она составляла более 800 тонн винограда в год. Стены имели высоту 3 метра, и располагались параллельными рядами длиной до 100 метров с интервалом 9 – 10 метров. Лучшие сорта винограда выращивались вдоль стен, обращенных на юго-восток. Менее ценные сорта выращивались на западной и юго-западной экспозиции. Стены были покрыты плиткой, имели соломенный навес, а некоторые дополнительно снабжались остекленными рамами для лучшего удержания тепла.

В аналогичных сооружениях выращивался столовый виноград в Бельгии и в Нидерландах, начиная с 1850-х годов. Именно здесь было сосредоточено основное производство столового винограда для этих стран. Так, в Вестленде (Нидерланды) к 1881 году протяженность «фруктовых» стен составляла 178 км. Правда, в отличие от французов, голландцы использовали не линейную, а волнообразную («змеиную») форму. Такая форма позволяла, с одной стороны, экономить материалы за счет большей прочности волнообразной конструкции, с другой стороны, выпуклые и вогнутые поверхности создавали еще более теплый микроклимат. Такие же стены возводились и на территории Англии. Причем, эту форму принесли туда голландцы, которые продвинули данную технологию вплоть до Гронингена (53 градуса с. ш.).

Еще одним изобретением была наклонная стена, описание которой появилось еще в конце XVII века. Такая стена, обращенная плоскостью к югу, имела уклон 45 градусов к северу. Так она получала больше солнечной радиации, поскольку полностью освещалась в течение всего дня, с утра до вечера. 

Со временем для «фруктовых» стен стали все чаще и чаще применять остекленные рамы. Это позволило увеличить урожайность, не используя специального подогрева – только за счет эффективного использования солнечной энергии. Впервые этот эффект оценили голландцы, создав к 1881 году дополнительное остекление для 22 км «фруктовых» стен в Вестленде. В принципе, именно так возник прообраз энергоэффективной солнечной теплицы, более известной в наше время как «китайская теплица». «Китайской» она стала потому, что именно китайцы сделали подобную конструкцию массовой уже в наше время. Европейцы же, начиная с прошлого века, двинулись другим путем, создав полностью остекленную конструкцию с искусственным подогревом. Современная голландская теплица (несмотря на то, что именно голландцы были изобретателями «китайской» модели) – это цельностеклянное сооружение, энергоемкость которого в 10-20 раз превышает энергоемкость энергоэффективной «китайской» теплицы.

Почему так произошло, вопрос отдельный. В настоящее время, когда вопросы энергоэффективности включаются в стратегии развития, мы вполне можем ожидать обращение к прошлому опыту. Это, кстати, касается не только европейцев, но и россиян. Ведь как мы уже неоднократно писали, в нашей стране на протяжении многих лет велись поиски наиболее эффективных способов выращивания теплолюбивых растений в различных искусственных условиях.

Кстати, в свое время на солнечных склонах Черноморского побережья для выращивания цитрусовых культур устраивались так называемые «лимонарии» - полукруглые теплицы, построенные вокруг хорошо освещенных открытых холмов с террасами.  В наши дни подобный опыт, когда во главу угла ставится вопрос продовольственной безопасности и импортозамещения, может оказаться особо полезным. Особенно для жителей Сибири, крайне зависимых от южных поставок. Возможно, сибирская наука здесь также скажет свое слово. Во всяком случае, сибирские ученые не снимают с повестки тему интродукции теплолюбивых растений.

Николай Нестеров

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS