Сердечно-сосудистые заболевания по-прежнему занимают ведущее положение по неблагоприятному влиянию на продолжительность жизни и смертность населения в Российской Федерации. И прежде всего, речь идет об инфаркте миокарда.

Современной медицине известно много факторов риска развития этого и других сердечно-сосудистых заболеваний. Эти факторы разделяют на конвенционные (курение, артериальная гипертензия, дислипидемия, сахарный диабет, абдоминальное ожирение) и неконвенционные, в том числе, психосоциальные факторы риска (стресс, тревогу и депрессию, уровень дохода, семейное положение, конфликты в семье).

Кроме того, на индивидуальный риск развития неблагоприятного сердечно-сосудистого прогноза влияют и генетические факторы. Российские и международные рекомендации уже сейчас говорят о необходимости учитывать информацию о семейном анамнезе при определении мер по профилактике инфаркта миокарда.

Для более точного сбора и анализа информации о наследственной предрасположенности к развитию сердечно-сосудистых заболеваний разрабатываются рискометры (специальные тесты) оценки вклада генетических факторов.

– Впервые метод расчета шкалы генетического риска описан еще в 2005 году, исследование показало, что учет генетического риска может улучшить возможность прогнозирования заболевания в сравнении со шкалой, основанной только на традиционных факторах риска, - рассказала ведущий научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН, к.м.н. Елена Шахтшнейдер.

Сегодня существуют разные варианты шкал генетического риска, учитывающие разное количество полиморфизмов (мутаций в ДНК): если в первом исследовании речь шла только о трех точках в генах, то в последних исследованиях счет идет уже на миллионы. Однако по данным мета-анализа, достоверную связь с риском инфаркта миокарда удалось установить лишь у немногих из них (главным образом, связанных с метаболизмом холестерина липопротеинов низкой плотности).

Сложность этой работы обусловлена также популяционной специфичностью распространения сердечно-сосудистых заболеваний, особенностями климатических и социальных условий жизни. В результате, для разных стран и макрорегионов требуются свои специфические рискометры. Над изучением факторов риска развития инфаркта миокарда, учитывающего генетические факторы риска, работают разные научные организации.  Ученые НИИ терапии и профилактической медицины (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН) – в числе лидеров развития этого направления в нашей стране.

– С целью разработки шкалы генетического риска для жителей России мы проанализировали данные, используемые в статьях с 2005 по 2020 гг. и выявили 43 полиморфизма, наиболее часто ассоциированные с заболеваниями сердца, - отметила Елена Шахтшнейдер.

Именно эти изменения встречаются в генах, ассоциированных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, ишемической болезнью сердца, инфарктом миокарда, генах, связанных с липидным обменом, иммунным ответом, ангиогенезом.

Исследования новосибирцев вошли в завершающую фазу, затем предстоит процедура получения патента и передача готового рискометра медицинским учреждениям для включения в повседневную работу.

Как показывает практика, использование рискометров с генетической шкалой, заметно повышает уровень их прогностической способности. Ранняя диагностика может способствовать улучшению качества и продолжительности жизни пациентов и снижению экономических издержек при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. А еще она позволяет своевременно назначить человеку необходимые профилактические меры - терапию липидснижающими препаратами, правильное питание и адекватную физическую нагрузку.

Пресс-служба ФИЦ ИЦИГ СО РАН

Устранение погрешностей на томографических снимках, изучение новейших методик преподавания и создание методов устойчивых поставок на предприятия лесопромышленной отрасли: в День аспиранта рассказываем, как гранты стимулируют молодых ученых на создание научных проектов. 

Умный алгоритм для медицины 

Аспирант кафедры электронных приборов и устройств (ЭПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Иван Ларионов предложил использовать нейронные сети для повышения качества томографических исследований. Разработка аспиранта представляет собой набор алгоритмов по устранению различных артефактов (лишних деталей на изображении, шумов, отсутствующих в исходных данных) на томографических снимках. 

Сегодня существует большое количество исследований, посвященных повышению качества томографических процессов, однако разработка молодого ученого ЛЭТИ имеет особый интерес: в проекте используются новые методики подавления различного рода артефактов, возникающих при томографической реконструкции – в том числе с применением сверточных нейронных сетей и системы распределенных вычислений в реконструкции. 

Алгоритм может быть применен в музейном деле и медицине, использоваться в доклинических исследованиях лекарственных препаратов и при проведении пожарно-технической экспертизы. 

«Улучшение процесса реконструкции в рамках информативности и снижения количества артефактов позволит также снизить дозовую нагрузку на объект исследования, что в крайней степени актуально в медицинской томографии», – отмечает Иван Ларионов. 

На сегодняшний день завершен первый этап реализации проекта, в рамках которого ученые решали задачи по исследованию артефактов в рентгеновской компьютерной томографии и разработке алгоритмов их коррекции. Часть разработанных алгоритмов уже апробирована в работе настольного микрофокусного рентгеновского томографа. В планах ученых ЛЭТИ – создание нейросети, определяющей и корректирующей различные типы артефактов. 

В октябре 2019 года Иван Ларионов стал победителем Конкурса РФФИ на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, выполняемые молодыми учеными-аспирантами.  

Технологии в промышленном секторе 

Проект Родиона Рогулина посвящен исследованию методов и моделей формирования устойчивых региональных цепочек поставок сырья на предприятия лесопромышленной отрасли. Основная цель аспиранта Владивостокского государственного университета экономики и сервиса – разработать экономико-математический аппарат поддержки предприятий по вопросам взаимодействия товарно-сырьевой биржи России и потребителей. 

Разработка Родиона стала победителем в номинации «Цифровая экономика» конкурса «Лучших инновационных проектов», итоги которого были подведены в сентябре 2020 года. 

Модели и алгоритмы работы, созданные аспирантом, уже готовы к внедрению на производство, однако требуют капиталовложения от предприятий реального сектора экономики. 

Компьютерная обработка естественного языка 

Аспирант Омского государственного технического университета Иван Шарун разработал алгоритм обработки естественного языка (не созданный целенаправленно язык, используемый для общения людей). Он поможет упростить работу составителям образовательных программ. 

По словам Ивана, образовательная программа представляет собой набор документов, регламентирующих основные характеристики образования – содержание, объем, форма аттестации и многие другие. Созданный алгоритм поможет анализировать структуру перечисленных элементов и решать задачи в работе с естественным языком – создании вопросно-ответных систем, систем извлечения знаний, автореферирования и других.  

«Компьютеры не понимают речь. Гораздо лучше им удается работать с числами, считать их по формулам. На данный момент мы работаем над созданием моделей и алгоритмов для перевода нашего обычного языка, на котором мы говорим, в понятный для компьютера формат. Это необходимо для того, чтобы он мог не только хранить текст на обычном языке, но и извлекать из него факты, полезную информацию, делать логические выводы. Сейчас это делается с помощью построения больших искусственных нейронных сетей. Мы хотим создать инструментарий для выполнения этих задач, но уже без недостатков присущих искусственным нейронным сетям», – прокомментировал аспирант. ​​

Количество издаваемой научно-популярной литературы растет год от года. Но, как и в любом жанре, качество книг может сильно различаться. В этом обзоре будет рассказано о некоторых книгах, изданных на русском языке за последнюю пару лет, которые стоят вашего внимания.

Ли Дугаткин и Людмила Трут. Как приручить лису (и превратить в собаку)

Эта книга посвящена эксперименту по одомашниванию лисиц, который более шестидесяти лет длится в новосибирском Академгородке, дал немало ценных результатов и продолжает приносить новые (в частности, в области генетических механизмов когнитивных расстройств).

Для чего затевался эксперимент длиной в несколько десятилетий, как он проходил и, самое главное, какую пользу из проекта извлекли (и продолжают извлекать) ученые – обо всем рассказывается подробно и весьма живым языком.

Книга вышла весной 2017 года в США, и в следующем году была отмечена премией Американской ассоциации содействия развитию науки (The American Association for the Advancement of Science) - своего рода аналог премии «Оскар» в сфере «научпопа».

Успех книги был обусловлен не только интересной темой (эксперимент академика Беляева в зарубежных СМИ называли «самым выдающимся экспериментом с животными ХХ века»), но и авторским дуэтом: с одной стороны, Ли Дугаткин – автор целого ряда удачных научно-популярных книг, то есть, человек, имеющий необходимый литературный опыт, а с другой - Людмила Трут – доктор биологических наук, принимавшая участие в эксперименте с самых первых его этапов (еще аспиранткой) до наших дней, то есть человек, который сегодня едва ли не лучше всех знаком с научной «кухней» исследования.

Интересно, что про беляевских одомашненных лисиц за границей знают гораздо лучше, чем у себя на родине. И та же история получилась с книгой: она вышла на английском языке, получала зарубежные премии, выпускалось несколько дополнительных тиражей. А издание на русском языке было напечатано только в прошлом году. Впрочем, лучше позже, чем никогда.

Дэвид Куаммен. Зараза. Как инфекции, передающиеся от животных, могут привести к смертельной глобальной эпидемии

Теме пандемий в последнее время посвящено немало книг (по понятным причинам), в числе которых хотелось бы обратить внимание на эту. Почему именно она. Во-первых, автор – известный научный журналист и писатель, колумнист таких изданий как National Geographic, Esquire и Rolling Stone. Поэтому вы получите читабельный текст, с большим количеством фактов и наблюдений: книга получила несколько наград, в том числе от Королевского биологического общества и Национальной ассоциации научных писателей США. И хотя книга написана около десяти лет назад и в ней вообще не рассматриваются короновирусы, она до сих пор не утратила актуальности и позволяет погрузиться в тему лучше, чем ряд оперативно написанных «новоделов» прошлого года. В конце концов, жить с COVID-19 мы уже практически научились, но это не означает, что новые инфекции и эпидемии человечеству не грозят.

Отдельно рассмотрена тема, как человеческая деятельность разрушает среду обитания многих видов, вынуждает их мигрировать, в том числе на прилегающие к нашим поселениям территории, и как это провоцирует вспышки новых болезней.

Нил Деграсс Тайсон. Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности

От вирусологии перейдем к астрономии. Осенью прошлого года Нобелевская премия была вручена ученым, изучающим черные дыры. И хорошим способом лучше познакомиться с этой темой (а также с рядом других важнейших вопросов современной космологии) станет эта книга.

Автор - известный американский астрофизик и популяризатор науки, обладающий особым даром рассказывать о самых сложных научных вопросах понятно, захватывающе и с юмором. Вообще, это умение рассказать просто и интересно о сложных и малопонятных неспециалисту вещах, но при этом не скатиться в примитив и «луркояз» - является одним из необходимых условий для написания хорошего науч-попа. И Тайсону это удается.

Книга представляет собой сборник из 42-х эссе, опубликованных в 1995-2005 гг. в журнале Natural History, разделённых на 7 тематических секций. С одной стороны, это позволило автору захватить довольно широкий спектр тем, от Стоунхенджа и открытий Галилея до черных дыр, использования гравитации и поиска внеземной жизни. С другой, в разных главах информация нередко повторяется, что может вызвать у кого-то раздражение.

Владимир Губайловский. Искусственный интеллект и мозг человека

Не хотелось бы оставить в стороне отечественных авторов, тем более, что их в этом жанре год от года все больше (понятно, к этой категории не относится куча графоманов, пишущих лженаучные опусы в духе печально известных проектов Рен-ТВ). Один из примеров хорошего и качественного «научпопа» – книга писателя и программиста Владимира Губайловского (интереса к ней добавляет и то, что среди авторов, пишущих на тему ИИ наших соотечественников вообще не очень много).

Книга посвящена исследованиям мозга и его цифровому моделированию. Ее главная тема - память человека: как мозг получает и сохраняет информацию, как накапливаются знания и воспоминания, почему для эффективной работы мозга важно не только помнить, но и забывать. Другая значимая тема - это "компьютерная метафора": мозг как биологический компьютер. В моделировании процессов, происходящих в мозге, достигнуты серьезные результаты.

О том, что работа получилась качественная говорит и ее попадание в шорт-лист премии «Просветитель – 2020», вручение которой было перенесено на февраль по причинам эпидемиологического характера.

Дмитрий Богданов. Звероящеры и другие пермские монстры

Еще один российский автор, но теперь речь пойдет не о новинках высоких технологий, а о событиях давно минувших эпох. Точнее – пермскому периоду истории нашей планеты, который начался примерно 300 млн лет назад и длился почти пятьдесят миллионов лет. Из этой книги вы сможете узнать, кто населял сушу и моря нашей планеты в то время, как менялась фауна единственного суперконтинента, в каком направлении эволюционировали динозавры. И как все это закончилось величайшим в истории планеты массовым пермским вымиранием видов.

Что интересно, автор по профессии не палеонтолог, а врач-кардиолог. Но палеонтология была его увлечением с детства. Сначала он читал книги про динозавров, затем стал их рисовать (причем, его иллюстрации использовались в научных статьях, а в Палеонтологическом музее даже прошла персональная выставка рисунков Богданова). И в итоге в 2019 году написал свою книгу.

И хоть книга посвящена всей флоре и фауне той эпохи, по большому счету она служит лишь фоном, на котором разворачивается рассказ о любимых персонажах автора – звероящерах. Книга написана в энциклопедическом стиле, местами суховато и насыщена названиями ящеров и терминами. Но, благодаря большому количеству интересных фактов и еще большему – ярких авторских иллюстраций, прочитать ее будет интересно и неспециалистам, включая подрастающее поколение. Вообще, из книг, представленных в этом мини-обзоре, работа Богданова лучше всего подходит для внеклассного чтения старшеклассникам.

И в конце – новость для тех, кто любит почитать, но кому бюджет не всегда позволяет удовлетворить все «хотелки».

Российская государственная библиотека и просветительская программа «Всенаука» подписали соглашение о популяризации научной литературы, став партнерами проекта по формированию коллекции научно-популярных книг «Дигитека». Уже в феврале 2021 года все пользователи Национальной электронной библиотеки и мобильного приложения «НЭБ.Свет» получат неограниченный бесплатный доступ к коллекции лучших научно-популярных книг, написанных отечественными и зарубежными авторами за последние 10 лет.

В список авторов вошли: эволюционный биолог Ричард Докинз, астроном Карл Саган, космолог Стивен Хокинг, палеонтолог Александр Марков, лингвист Светлана Бурлак, биолог Александр Панчин и многие другие.

Сергей Исаев

Каждые два года энтомолог, доктор биологических наук, профессор Алтайского госуниверситета Роман Яковлев информирует о новых открытиях. В совместной с научно-образовательным центром «Алтай» рубрике «Беседы с учеными» Роман Викторович рассказал о новых видах бабочек, строении их генеративной системы, о любимом писателе Джеральде Даррелле. 

Научный успех 

- Много энтомологов в мире? 

- Много. Есть огромное количество специалистов, которые занимаются сельскохозяйственной, лесной энтомологией. Борются с вредителями, разводят энтомофагов. А вот тех, кто занимается фундаментальной наукой, меньше. В Советском союзе были великие энтомологи – ленинградцы Андрей Петрович Семенов-Тян-Шанский (погиб в блокаду в 1942 году), Изяслав Моисеевич Кержнер, Олег Леонидович Крыжановский и другие. 

- Писатель-эмигрант Владимир Набоков любитель или профессионал? 

- Серьезный ученый, автор прекрасных работ по дневным бабочкам Северной Америки. Его статьи до сих пор цитируют. 

- Что создает статус крупного ученого? 

- Публикации. 

- Я думал, новые открытые виды. 

- Мне повезло с семейством бабочек. В северной Евразии есть группы, которые изучены прекрасно. Там новых видов практически не найдешь. Очень хорошо изучены стрекозы и прямокрылые (кузнечики, саранчовые). В Советском союзе были школы, где профессора имели возможность путешествовать, отправлять по своей тематике аспирантов в экспедиции, получать данные от иностранных учеников из Афганистана, Кореи, Вьетнама. По этой причине сложно в определенных семействах сказать новое слово. 

Моя группа древоточцев (крупные ночные бабочки – прим.ред.) оставалась малоизученной. Скорее всего это связано с тем, что большинство из них живут в тропиках, а советская школа не имела возможность полноценно работать там. В фауне Советского союза это семейство представлено довольно бедно, кроме самых южных регионов Закавказья и Средней Азии. Описания новых видов не является самой важной задачей – гораздо интереснее, сложнее и важнее статьи о закономерностях формирования фаун, распределения биологических объектов в горных странах или на островах. Конечно, важны работы по вредителям – у меня такой опыт был совместно с энтомологами из Израиля, Индии и Индонезии. 

- Всегда считал, что научный успех энтомолога зависит от выбора экзотической территории. Ты объездил половину мира, поднимался на горные вершины на Памире, в Монголии и в Андах. С этим связан первый научный успех? 

- Первые открытия были в Монголии. Эта страна хорошо изучена (14 томов «Насекомые Монголии» по 800 страниц каждый опубликовано советскими энтомологами). Но и в ней есть неисследованные уголки. Мы прицельно работали в юго-западной джунгарской части. И там нашли представителей среднеазиатской, китайской фауны. Обнаружили неописанных эндемиков. И страна стала моим первым серьезным научным успехом. Потом много дали работы по Африке, Латинской Америке, конечно. 

- Какие квадраты на карте остались незакрытыми? 

- С точки зрения экспедиций как преподавателю университета хотелось бы посетить Мадагаскар, Австралию, Индонезию. Это горячие точки биоразнообразия. В Палеарктике для меня очень интересны локации Средней Азии (Таджикистан, Узбекистан, Туркмения). Очень интересна для меня Сахара, но там сейчас везде неспокойно, кроме Туниса и Марокко, пожалуй. 

Вторая группа поездок – это командировки в музеи. Ключевые депозитарии в Европе, Японии, странах бывшего СССР я уже посетил. Остались Соединенные штаты. К сожалению, из-за пандемии сорвались поездки в четыре энтомологических центра: в Вашингтон, Нью-Йорк, Питсбург и Чикаго. 

- В твоем списке нет тропической Африки. Уже всю освоил? 

- Был в трех больших африканских поездках, в которых мы посетили шесть стран южного сектора от ЮАР и севернее по материку. В перспективе Гана, Камерун, Нигерия. Конечно, хотелось бы поработать в Конго. Огромная страна с минимальным антропогенным воздействием. Дорог нет – передвижения только по реке или по воздуху. Все пространство покрывает зеленая сельва. 

- Африка опасна? 

- Она полна инфекций и не приспособлена для цивилизованного белого человека. Жара и влажность. И воюют. Сложности есть. Был два раза в Зимбабве, где полицейские очень рады белым, так как можно разобрать их багаж и машину до молекул, но 5 долларов чаще всего решают все вопросы. 

Багаж энтомолога 

- Что в международных экспедициях формирует багаж энтомолога? 

- Помимо личных вещей, необходимы разные типы светоловушек: лампы, диоды, ультрафиолетовые излучатели, ловушки, экраны, патроны, провода, пинцеты, ватные матрасики, конверты. 

- И чемодан аккумуляторов? 

- Обычно помогают генераторы. В дальних странах арендуем, берем у партнеров, при автомобильной коммуникации везем с собой. Часто можно найти и стационарные источники питания. 

- А вывозишь экземпляры в чем? 

- Вентилируемые плоские картонные коробки. В тропиках обязательно обрабатываем от муравьев мелком «Машенька». Очень помогает. 

Вертолет Леонардо да Винчи 

- В 2020 году ваш научный коллектив принял решение назвать новые виды чешуекрылых именами великих русских людей. 

- Идея возникла давно. Крупный коллекционер Виктор Синяев предложил эту идею. Сам собирает материал в крайне экзотических местах земного шара: Колумбия, Гондурас, Перу, Венесуэла, Боливия, Чили. Он обнаружил множество неописанных форм и видов. И коль мы русские обрабатываем этот материал, есть смысл назвать бабочек именами наших соотечественников. Один мой коллега опубликовал статью с новыми именами художников-реалистов Шишкина, Репина, Перова. В моей статье описаны 17 новых видов, названных в честь русских литераторов: Пушкина, Гоголя, Салтыкова-Щедрина, Станюковича, Булгакова, Ахматовой и других. 

- Сложная задача соотнести внешний вид человека и насекомого. Бабочка Салтыкова-Щедрина астеничная и бородатая? 

- Внешний вид не учитывался. Большинство видов выглядит не ярко. Просто появилось большое количество материала, которое не имело аналогов в немецких, аргентинских, французских, британских музейных коллекциях. И 17 бабочек из Латинской Америки теперь носят имена русских писателей и поэтов. 

- 400 видов открыты тобой. Ловишь бабочку, видишь, что она неизвестна тебе, проверяешь по мировым коллекциям наличие этого вида. Не находишь аналога, описываешь, называешь и вводишь в мировой энтомологический контекст публикацией. А чем отличаются новые виды визуально? 

- Чаще всего есть ряд внешних отличий. Но самое главное – это морфологическое строение. У всех растений и животных важнейшим маркером являются половые органы. Ботаники не собирают растения без цветка. Цветок как генеративный орган несет признаки. 

Та же ситуация с беспозвоночными животными. Есть гениталии, которые не вписываются в привычную схему. Здесь больше работают инженерные метафоры. При огромном разнообразии видов природа распорядилась так, что органы самки и самца подходят друг к другу как ключ к замку. Самец при всем желании не может копулировать с самкой другого вида. Внешность похожая, феромоны работают, а акта не получается – не подходит ключ к замку. Все попытки неудачны. Бывают немыслимые сложные структуры – шипы, выросты. 

Я студентам устраивал тест – показывал фотографии гениталий бабочек и просил назвать что это. Были разные версии, но самая яркая – перед нами модель вертолета Леонардо да Винчи. В человеческой логике это ни на что не похоже. 

Цифровой каталог 

- Какие задачи ставишь в ближайшие годы? 

- Задача ближайшего десятилетия сделать каталог мировой фауны по древоточцам. 

- Цифровые технологии помогают? 

- Сейчас формируются банки данных по всему миру. В канадском университете города Гуэлф началась эта работа. Один из перспективных проектов «Штрих-код жизни». Уместна аналогия с биометрическими данными. Определенный фрагмент ДНК единственен в своем роде и по нему можно маркировать тот или иной вид. В России этой тематикой сейчас занимаются Зоологический институт Российской академии наук в Санкт-Петербурге, Институт проблем эволюции имени Северцева в Москве, Институт систематики и экологии животных в Новосибирске, есть центры во Владивостоке, Красноярске. 

Мы тоже вносим скромную лепту. Научный мир идет вперед в этом направлении - авторитетные зоологические журналы не принимают статей без генетических изысканий. 

- Интерес к энтомологии как маятник. Где он сейчас завис? 

- Сейчас происходит бум в любительской энтомологии, так как интернет дает для этого все необходимое. Когда я в детстве начинал заниматься этой наукой, было, может, быть 2-3 книги и все. Совершенно непонятна была и технология обработки – ни булавок, ни коробок. 

- В этом году ты планируешь провести публичную лекцию о Джеральде Даррелле. Чем он интересен? 

- Яркий озорной слог. Путешествия, экзотические страны. Для интересующегося биологией советского подростка Даррелл формировал недостижимый образ мечты. В прошлом году я побывал в Аргентине в провинции Жужуй. Смотрел глазами писателя на тех же туканов, броненосцев, на других животных джунглей. Поразительно, эти книги раньше доставались как сокровища, а сейчас доступны, но совершенно не востребованы молодежью. Я студентов-биологов спрашиваю: «Кто читал Даррела» - всего одна рука из группы. А для нас он был иконой. 

Научный «подлесок» 

- Сколько у тебя аспирантов? 

- Четверо и трудятся они очень хорошо. С одним из аспирантов Александром Фомичевым мы прошли испытания в иракском Курдистане, когда нас приняли за шпионов и посадили в тюрьму. Два аспиранта занимаются своими темами и мой авторитет над ними не довлеет. Все они очень квалифицированные и заинтересованные молодые люди и уже внесли очень серьезный вклад в науку. У меня никакого сомнения, что во многом они обойдут своего научного руководителя. 

- Студенты-биологи практики проходят? 

- Да, но сейчас все очень цивилизовано. Есть базы учебных практик с домиками, электричеством. Испытания и романтика ушли. Европейские университеты везут своих студентов в Африку, в экзотические страны. Мне бы хотелось, чтобы студенты АГУ изучали фауну Камчатки, например, на практике. Или Сахалина, Чукотки, Северного Кавказа, Приморского края. Везде есть заповедники, которые с удовольствием примут начинающих специалистов. 

- Сколько студентов-биологов с курса уходят в энтомологию? 

- Не более одного человека. Больше и не нужно. Профессия штучная и трудоустроиться будет сложно. Нужны те, кто с детства болеют биологией и читают того же Даррелла. 

Автор: Сергей Мансков 

Фото: Роман Яковлев 

Пандемия COVID-19 как-то подозрительно совпала с обострением проблемы глобального потепления. Многие из нас считают такое совпадение случайным, полагая, что у означенных проблем совершенно разные, никак не «пересекающиеся» источники.  А раз так, то будто бы нигде не должны пересекаться и подходы к их решению. С пандемией, дескать, должны бороться врачи, а проблему климата будут решать инженеры и проектировщики новых энергосистем. На самом же деле, как считают некоторые ученые, обе проблемы вытекают из одного источника. Точнее, экологическая угроза сказалась не только на климатических изменениях, но и на вспышке опасных заболеваний.

В июле этого года Межправительственная научно-политическая платформа по биоразнообразию и экосистемным услугам (IPBES) провела в режиме онлайн семинар, посвященный выявлению связей между пандемией и воздействием человека на экосистемы . Как заявлено в преамбуле, семинар ставит во главу угла  доказательства происхождения инфекционных заболеваний, передающихся человеку от животных, в контексте экологической ситуации (включая и изменение климата). В частности, ученые должны были установить связь между пандемией и биоразнообразием.

Какие же выводы были получены? Результатам этого мероприятия недавно была посвящена  публикация на сайте  National Geographic. Согласно итоговому отчету, COVID-19 – далеко не последняя пандемия, с которой столкнулось человечество. Впереди нас могут ждать другие напасти того же рода – в том случае, если люди не изменят своего отношения к природе. Сохранение естественной среды обитания выступает залогом человеческого здоровья – вот, пожалуй, самый важный вывод участников семинара.

Главной причиной пандемии ученые считают ВЫРУБКУ ЛЕСОВ. Такая связь может показаться странной, однако на сегодняшний день в науке это даже не обсуждается. Суть проблемы в том, что сокращение среды обитания диких животных делает человека весьма уязвимым для новых болезней, возникающих как раз благодаря пагубному воздействию на существующие экосистемы. Без новых стратегий, направленных на выработку превентивных мер, пандемии будут возникать намного чаще, убивая все больше и больше людей и оказывая всё более разрушительное влияние на мировую экономику.

В статье подчеркивается, что так называемые зоонозные заболевания (то есть передающиеся человеку от животных), куда относятся COVID-19, ВИЧ, грипп, Зика, Эбола, возникают из микробов, которые живут в диких животных и которые могут передаться человеку. Такими типичными переносчиками инфекции являются, например, летучие мыши, грызуны, приматы и птицы. По оценкам ученых, птицы и млекопитающие могут скрывать в себе более полутора миллионов малоизвестных вирусов, и примерно половина из них способна инфицировать людей! Как считают участники семинара, количество пандемий растет отнюдь не случайно – всё это напрямую связано с человеческой деятельностью, увеличивающей нагрузку на окружающую среду. В результате происходят более тесные контакты с представителями дикой природой, вырванными из привычных мест обитания.

Примерно год назад ученые уже били тревогу о том, что растущая вырубка лесов создает благоприятные условия для распространения новых болезней. При этом главную роль играют лесные массивы, обладающие наибольшим биоразнообразием, поскольку, чем выше биоразнообразие, тем больше возможностей для переносчиков инфекции. Скажем, серьезную опасность представляет вырубка лесов Амазонии. Такое происходит систематически в ходе хозяйственной деятельности. Лес чаще всего вырубают, чтобы расчистить место для выпаса домашнего скота. И в данном случае именно домашний скот может выступить В РОЛИ ПОСРЕДНИКА между инфицированными дикими животными и людьми, которые взаимодействуют со скотом.

Кроме того, в отчете утверждается, что разрушение привычной среды обитания диких животных приводит к их перемещению на новые территории. Такими территориями вполне могут стать населенные пункты, где животные в больших количествах начнут искать себе убежища. Примерно так себя ведут летучие мыши, птицы и грызуны.

В свете сказанного авторы исследования предлагают выделить финансовый ресурс для того, чтобы стимулировать сохранение биоразнообразия, а также инвестировать средства в соответствующие исследования и образование. Возможно, таким путем можно будет ограничить негативное воздействие на природу таких отраслей, как лесозаготовка, производство пальмового масла и скотоводство. Кроме того, это позволит выявить самые опасные точки на планете и оказать своевременную медицинскую помощь людям, подвергнутым наибольшему риску заражения. По предварительным расчетам, для реализации данной стратегии необходимо будет затрачивать от 40 до 58 миллиардов долларов в год. Цифра кажется внушительной, однако исследователи указывают на то, что она способна компенсировать экономические потери от пандемий, исчисляемые ТРИЛЛИОНАМИ долларов. Так, на сегодняшний день COVID-19 обошелся одним только США в 16 триллионов долларов.

В настоящее время, отмечается в публикации, порядка 30 стран мира поддержали кампанию, направленную на сохранение 30 процентов поверхности Земли от антропогенного воздействия (о чем мы уже писали). Однако для реализации этого замысла еще предстоит сделать несколько серьезных шагов. В мае 2021 года должна состояться встреча в ООН для подписания международной конвенции о биологическом разнообразии, где как раз и будет разработана стратегия достижения этой глобальной природоохранной цели. В исследовании подчеркивается, что необходимо добиться полного согласия между странами по этим вопросам. Промедление здесь недопустимо, поскольку даже отсрочка на год содержит большой риск. Прежде всего, понимания ждут со стороны тех стран, на территории которых осталось много нетронутых мест.

Возможно, пандемия окажет серьезное стимулирующее воздействие на правительства. В этом плане представленное исследование поможет убедить политиков в том, что защита человеческого здоровья является наиболее веской причиной для осуществления мероприятий по защите природы. Как-никак, здесь речь идет о жизни каждого из нас.

Константин Шабанов

На десять лет - 2 триллиона 150 миллиардов 320 миллионов 518 тысяч и еще 500 рублей. С такой невероятной точностью посчитан бюджет Программы фундаментальных научных исследований в России на предстоящие десять лет - с 2021-го по 2030-й. Единая долгосрочная программа в этой сфере разработана в нашей стране впервые и распоряжением правительства №3684-р уже утверждена.

Прежде, например, в 2008 и 2012 годах, готовились и принимались как бы две параллельные программы: программа фундаментальных исследований академических организаций и программа для всех остальных, кто ведет такие работы. И горизонт планирования не превышал 4-6 лет. После того, как был принят и вступил в силу закон о слиянии трех академий (РАН, РАМН, РАСХН) в одну большую Российскую академию наук, а все академические институты (общим числом 1008) перешли в подчинение ФАНО (с 2018 года - в Минобрнауки), изменился и подход к планированию.

По словам помощника президента РАН Владимира Иванова, была достигнута договоренность, "что с 2021 года будет действовать единая программа фундаментальных исследований на долгосрочный период". И разрабатывать ее должны были в Российской академии наук. "Что сейчас и сделано", - заявил Владимир Иванов в недавнем комментарии для "РГ".

Вслед за ним мы открыли паспорт программы и постарались найти ответы на самые главные вопросы.

На что нацелена Программа и какие задачи в приоритете?

Речь, как уже сказано, о фундаментальных исследованиях, поэтому главное - получение новых знаний об основных закономерностях строения, функционирования и развития человека, общества, природы. То есть, всего того, что необходимо для устойчивого научно-технологического, социально-экономического и культурного развития страны, укрепления ее национальной безопасности и обеспечения научного лидерства на долгосрочный период.

Из задач упомянем кратко три самые конкретные. Первая - создание условий для свободного научного творчества и, одновременно, обеспечение механизмов справедливой конкуренции при использовании государственных инфраструктурных, финансовых и нефинансовых ресурсов.

Вторая - повышение ответственности исполнителей и участников программы за результативность, значимость и востребованность полученных результатов.

Третья - обеспечение своевременного распознавания больших вызовов и формирование приоритетов в рамках научных исследований для ответа на такие вызовы.

Кто имеет право получать и распределять финансовые средства Программы?

Исполнителями программы определены 15 субъектов: шесть федеральных министерств, включая Минобрнауки, и одна федеральная служба - Роспотребнадзор, а также Управление делами президента РФ, Российская академия наук, НИЦ "Курчатовский институт", МГУ им. М.В. Ломоносова, СПбГУ, РАНХ, РФФИ, РНФ.

Наряду с исполнителями есть статус участника. Сюда отнесены РАН, еще три академии (образования, архитектуры, художеств), а также "другие субъекты научной и научно-технической деятельности", ведущие фундаментальные и поисковые исследования на средства федерального бюджета.

Из каких источников и по какой схеме будут финансировать Программу?

Ресурсное обеспечение предусмотрено из тех же самых средств (ассигнований) федерального бюджета, что выделяются и предусмотрены к выделению в рамках государственной программы "Научно-технологическое развитие Российской Федерации". А также из средств "на финансовое обеспечение фундаментальных научных исследований гражданского назначения, предусмотренных в других государственных программах Российской Федерации", в частности - госпрограммы "Развитие здравоохранения". Третий источник - так называемое непрограммное направление расходов "обеспечение деятельности отдельных федеральных органов исполнительной власти".

Как уже сказано, на момент утверждения Программы объем ее финансирования за счет средств федерального бюджета на ближайшие 10 лет составляет 2 150 320 518,5 тыс. рублей (за исключением ресурсного обеспечения подпрограммы №6).

Все ли направления Программы решено сделать открытыми?

Нет, не все. Единая программа фундаментальных исследований имеет пять тематических подпрограмм гражданской направленности и подпрограмму №6 "Фундаментальные и поисковые научные исследования в интересах обороны страны и безопасности государства". Она направлена на создание научно-технического задела для реализации в сфере оборонно-промышленного комплекса в интересах обороны страны и безопасности государства. В связи с этим подпрограмма №6 изначально заявлена как секретная и будет утверждается отдельным (закрытым) актом правительства РФ со своим объемом финансирования - за рамками 2,15 триллиона рублей.

Как распределены ресурсы на весь срок действия Программы?

В паспорте программы отмечается, что размер ассигнований, "предусмотренных федеральным бюджетом на реализацию мероприятий Программы, подлежит ежегодному уточнению при формировании федерального бюджета на очередной финансовый год и плановый период". В исходном варианте средства распределены так (в тыс. рублей):

2021 - 183 260 109,2

2022 - 202 119 729,3

2023 - 220 957 951,9

2024 - 215 716 508,6

2025 - 202 135 580,1

2026 - 209 353 359,8

2027 - 216 917 717,5

2028 - 224 845 296,5

2029 - 233 153 539,3

2030 - 241 860 726,3

Как видим, прослеживается положительная динамика - с приростом к 2030 году 58,5 миллиардов рублей в сравнении со стартовым 2021-м.

Какая роль в Программе отводится Российской академии наук?

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российская академия наук" (ФГБУ РАН) является координатором всей программы - с вытекающими отсюда полномочиями и ответственностью за общий результат.

Помимо этого, РАН наделена правами исполнителя программы - наряду с 14 другими субъектами. И значится в числе участников - одновременно с тремя другими академиями (образования, архитектуры, художеств).

Таким образом, в единой Программе фундаментальных исследований Российская академия наук наделена одновременно: функциями координатора, правами исполнителя и статусом участника.

Как задумано и должно происходить управление Программой?

Общее управление осуществляет координационный совет Программы. В него входят: представители координатора, всех исполнителей Программы (их, напомним, 15), президенты и другие представители государственных академий наук, а также представители советов по приоритетным направлениям научно-технологического развития РФ и представители научно-технического совета ВПК.

По согласованию с координатором в координационный совет могут быть включены представители участников Программы.

Персональный состав координационного совета Программы и положение о нем утверждаются правительством РФ на основании предложений координатора, всех исполнителей, государственных академий наук, советов по приоритетным направлениям научно-технологического развития РФ и научно-технического совета ВПК - по представлению Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

В Программе предусмотрено использование единых подходов и инструментов ее реализации. В том числе современной цифровой инфраструктуры обмена научно-технической информацией между координатором Программы, исполнителями и участниками - с учетом имеющихся и намечаемых к созданию информационных систем, используемых для мониторинга, планирования научных исследований и представления отчетности.

Методики расчета целевых показателей (индикаторов), а также ответственность каждого исполнителя и форма годовой отчетности утверждаются координационным советом Программы.

Координация действий исполнителей и участников Программы, научно-методическое и информационно-аналитическое обеспечение в процессе ее реализации, а также организационно-техническое и методическое сопровождение работы координационного совета Программы возлагается на Российскую академию наук. Причем обеспечивается все это за счет ассигнований федерального бюджета, предусмотренных для РАН на очередной финансовый год и плановый период.

Таким образом, отдельной статьи "на операционные расходы" в Программе не предусмотрено.

Что предусматривает функционал координатора Программы?

Координатор в лице Российской академии наук представляет координационному совету Программы предложения по внесению изменений в план и детализированный план (по разделам и направлениям) фундаментальных и поисковых исследований, сформированный на основе предложений исполнителей и участников Программы. Он же, координатор, запрашивает у исполнителей и участников информацию, необходимую для оценки эффективности реализации Программы, уточнения целевых показателей (индикаторов), а также информацию о совершенствовании механизмов ее реализации для подготовки годового отчета и итогового доклада о реализации Программы (за все 10 лет).

В обязанности координатора входит подготовка ежегодного отчета о реализации Программы и представление его на утверждение координационному совету. После чего координатор представляет утвержденный годовой отчет в Министерство науки и высшего образования и в правительство РФ (в I квартале года, следующего за отчетным). А по результатам всей десятилетней Программы готовит итоговый доклад: сначала - для утверждения на координационном совете, а после утверждения - в Минобрнауки и правительство РФ. Срок для этого уже обозначен: I квартал 2031 года.

Как Программа фундаментальных исследований взаимоувязана с нацпроектом "Наука"?

Целевые показатели (индикаторы) Программы фундаментальных научных исследований составлены таким образом, чтобы они могли обеспечивать и отражать вклад фундаментальной науки в достижение соответствующих показателей (индикаторов) программы "Научно-технологическое развитие Российской Федерации" (в том числе в рамках национального проекта "Наука"), установленных на период до 2030 года.

Александр Емельяненков

В начале этого года были обнародованы шокирующие цифры: за последние тридцать лет площадь лесов на нашей планете сократилась на 420 миллионов га! В России на сегодняшний день осталось 247 миллионов га леса, и его площади продолжают сокращаться со скоростью 1,6 миллионов гектаров в год!

В последнее время у нас много пишут о том, что вырубка лесов зачастую осуществляется в целях освобождение места под производства сельскохозяйственной продукции, включая сюда и разведение домашнего скота. Удивляться не приходится: численность населения на Земле растет, а значит, увеличивается потребность в постоянном расширении производства продуктов питания. Отметим, что у экологов весьма много претензий к современному сельскому хозяйству, к практикующимся способам выращивания растений и животных. Больше всего, конечно же, достается животноводству, якобы вносящему весомую лепту в эмиссию парниковых газов и деградацию почв. Критике одинаково подвергается как вольный выпас скота, так и интенсивное выращивание животных в закрытых помещениях, в результате чего образуются целые реки зловонных жидких отходов.

По большому счету складывается впечатление, что между природными экосистемами и животноводством существует непреодолимый антагонизм. На основании таких умозаключений, кстати, сейчас разносятся предложения вообще отказаться от потребления животноводческой продукции. Якобы подобный «сознательный» шаг со стороны людей дает нашей планете шанс на спасение (а значит, и человечеству).

Однако есть альтернативная точка зрения, по сути дела, снимающие данный антагонизм. Она подробно изложена в Концепции развития инфраструктуры Национального парка «Заповедное Прибайкалье» на острове Ольхон. Мы уже писали в общих чертах об этой работе, автором которой является сотрудник Института теплофизики СО РАН Игорь Огородников, принимавший активное участие в разработке технологий замкнутого цикла для защиты озера Байкал от органических стоков. Фактически, указанная Концепция в каком-то смысле является обобщением конкретного практического опыта. По содержанию она весьма многогранна и содержит достаточно много очень важных аспектов, касающихся экологии и новых форм хозяйствования, не наносящих ущерба природе. Мало того, находящихся в некоем симбиотическом взаимодействии с естественной средой.

Именно по этой причине предложенный автором Концепции подход к утилизации органических стоков (в том числе - животноводческих) необходимо рассматривать в широком контексте выстраивания связей с окружающей средой. Основной посыл ученого – современная хозяйственная деятельность наносит самый непоправимый урон почвам. Почвы же, по его словам, - являются основной средой обитания для многочисленных микроорганизмов, ответственных, в том числе, и за плодородие. «В одном грамме земли, - пишет Игорь Огородников, - содержатся миллионы и миллиарды бактерий, грибков и простейших». По заселенности микроорганизмами почва находится на первом месте в сравнении с водной средой и воздухом. Именно этим, указывает ученый, объясняется высокая эффективность использования почвенных процессов для переработки органических отходов (если проводить сравнение с водной средой). Через почву осуществляются циклические процессы круговорота воды на суше, процессы трансформации органических и минеральных веществ, поступающих в почву, а затем вновь вовлекающихся в жизненные циклы.

Одной уникальной особенностью почвы является ее самоочищение. Попавший в нее загрязнитель естественным образом разрушается под действием физических, химических и биологических процессов. Фактически он разлагается до форм, усваиваемых микроорганизмами, после чего снова вовлекается в биотический круговорот. Основную роль в этом деле, подчеркивает ученый, играют анаэробные процессы, в которых принимают участие соответствующие микроорганизмы. Как раз эти свойства принимаются во внимание, когда ставится вопрос о почвенной переработке стоков.

По словам ученого, существуют эффективные технологии, позволяющие осуществлять планомерное «выращивание» почв на основе продуктов человеческой жизнедеятельности и животноводства. Иначе говоря, органические стоки, создающие нам столько проблем, вполне могут использоваться с указанной целью. При этом, подчеркивает ученый, решаются сразу две задачи: утилизация отходов (куда могут включаться и бытовые химические вещества) и производство плодородного почвенного субстрата. 

Весь процесс такого «чудесного» превращения отходов осуществляется на специально организованных биоботанических полигонах. Здесь жидкая органика, идущая со стороны поселений, совершенно безопасно используется для «выращивания» почвы с помощью вермикультуры и биомассы в виде травы и деревьев (то есть непищевых растений). Такие биоботанические полигоны могут использоваться в виде лесополос, агролесных комплексов, лесопастбищ и полей орошения из деревьев.

Как утверждает Игорь Огородников, главное преимущество использования биоботанических полигонов для утилизации жидких отходов заключается в том, что здесь реализуется совершенно естественный и при этом более эффективный процесс в сравнении с существующими ныне очистными сооружениями, использующими воду. В почве, отмечает ученый, скорость переработки органики значительно выше, чем в водной среде. Это объясняется (о чем мы заметили выше) как раз тем, что в почве на порядки больше аэробных микроорганизмов, чем в воде. Соответственно, подобный способ утилизации жидкой органики не требует каких-то серьезных энергетических мощностей и гораздо дешевле по капитальным затратам. Дополнительным же «бонусом» является то, что на выходе мы получаем почвы и биомассу в виде трав и древесины. Именно такую систему переработки стоков предложено опробовать на острове Ольхон. А затем уже – распространить на всю страну. В итоге у нас появились бы искусственные лесные массивы, где под покровом трав и деревьев происходят упомянутые «чудесные» превращения отходов в плодородную почву. Без всякого волшебства – только силами самой природы.

Почему такая система до сих пор не находит применения? Во многом, считает ученый, это связано с предубеждением и элементарной безграмотностью. У многих, наверное, при мысли и переносе фекалий в естественную среду, в почву, возникает в голове крайне негативный ассоциативный ряд. Кому-то это может показаться «отравлением» природы. На самом же деле, как было сказано выше, почва в естественных условиях сама по себе является прекрасным очистителем. Весь осадок сточных вод, утверждает Игорь Огородников, полностью перерабатывается за 5-6 лет. Человек, со своей стороны, может посодействовать ускорению этих процессов, и для этого ему совсем не потребуется использование каких-то сложнейших и дорогих приспособлений.

Разумеется, на биоботанических полигонах никто не собирается выращивать овощи и другие съедобные растения. Эти зеленые массивы выполняют именно функцию очистного сооружения, располагаясь в нескольких километрах от границ поселения. Был, например, сделан расчет для Улан-Удэ. Игорь Огородников считает, что для этого города достаточно будет биоботанического полигона площадью пять квадратных километров, чтобы справиться с городскими стоками. В принципе, сами площади принципиального значения не имеют, особенно в свете решения экологических проблем. Для нас здесь важно уже то, что таким путем мы в состоянии воссоздавать лесные массивы. По большому счету, восстановление лесов и восстановление почв могут идти здесь рука об руку.

Олег Носков

Глубокоуважаемый Александр Михайлович,

Отделение физических наук РАН (далее – ОФН РАН) считает необходимым выразить свою позицию по предложениям новых глобальных реформ в российской науке, сформулированным в письме президента НИЦ «Курчатовский институт» М.В. Ковальчука председателю Правительства Российской Федерации М.В. Мишустину.

В ОФН РАН поступило большое количество откликов от членов ОФН РАН, и ни один из них не содержит какой-либо поддержки предложенным преобразованиям, более того, все письма содержат резкую критику данной инициативы. ОФН РАН считает неприемлемой попытку осуществления кардинальной реформы научной сферы без всякого обсуждения с научной общественностью.

Сформулированная членами ОФН РАН позиция сводится к следующему:

Предлагаемая «реформа» нанесет сильнейший удар по российской науке. Россия – не Германия во многих аспектах. В Германии нет таких регионов, как, например, Европейский Север, Восточная Сибирь, Дальний Восток, Северный Кавказ. Предлагаемая конструкция уничтожит науку в таких регионах. Опыт НИЦ Курчатовский институт показывает, что в российских реалиях чрезмерная концентрация управления в научной сфере приводит к отрицательным последствиям. В частности, передача ПИЯФ из Российской академии наук в НИЦ КИ не привела к ожидаемому созданию в сравнительно короткие сроки экспериментального комплекса международного класса на базе реактора ПИК; более того, в свете кадровых решений в Гатчине имеются сильные сомнения в том, что этот комплекс вообще когда-нибудь встанет в один ряд с мировыми аналогами. Передача ИТЭФ из Росатома в НИЦ КИ привела к тому, что значительная часть наиболее активных ученых ушла из этого некогда выдающегося института.

Существующая структура отделений РАН сегодня уже является действующей платформой эффективного взаимодействия научных организаций, университетов, производственных предприятий, обеспечивая тематическую экспертизу исследований и технологических разработок, содействуя интеграционным процессам и укреплению кадрового потенциала.

Так, группа организаций (включая Федеральные ядерные центры ГК Росатом), создающих и эксплуатирующих уникальные научные установки, имеющих на своем балансе сложнейшую и дорогостоящую исследовательско-технологическую инфраструктуру и составляющих стратегическое ядро научно-технологического комплекса страны, сегодня активно взаимодействует на площадке ОФН РАН. Дальнейшее совершенствование действующих в РФ и в РАН механизмов возможно в существующих, сложившихся рамках.

Следует также учитывать, что любая реформа, даже самая обоснованная, приводит к задержкам и пробуксовкам по крайней мере на период реформирования. Сейчас было бы гораздо более целесообразным проведение анализа предыдущей реформы и доведение до руководства страны результатов этого анализа.

ОФН РАН безоговорочно разделяет позиции, высказанные в заявлении, сделанном Вами на пресс-конференции 24 декабря 2020 г., и в письме Министра науки и высшего образования В.Н.Фалькова на имя вице-премьера Д.Н.Чернышенко (22.12.2020 №МН-8/ВФ-3266).

Академик-секретарь ОФН РАН
Академик РАН И.А.Щербаков

Фото - Indicator.ru

Мы ошибаемся, если думаем, будто тотальная декарбонизация является злободневной темой наших дней, напрямую связанной с угрозой глобального потепления. На самом деле вопрос о полном отказе от угля включается в мировую повестку уже более ста лет! В свое время мы уже писали о том, как в середине прошлого века - после появления первых атомных реакторов – научная общественность громогласно провозгласила вхождение человечества в безуглеродную эпоху «мирного атома». Считалось, что атомная энергетика окончательно и бесповоротно вытеснит уголь, запасы которого в ту пору казались сильно ограниченными на фоне бурно развивающейся мировой экономики. В свою очередь, на смену атомным реакторам должны были прийти установки управляемого термоядерного синтеза. В общем, проблема энергетического дефицита считалась тогда решенной (по крайней мере, в теории).

Правда, жизнь внесла сюда свои коррективы. Сегодня в качестве альтернативы ископаемому топливу выставляются возобновляемые источники энергии. Процесс перехода на энергию солнца и ветра в ряде стран идет уже стремительными темпами. Но вот что интересно: в первой половине прошлого века, когда о «мирном атоме» еще ничего не знали, именно возобновляемые источники призваны были вытеснить уголь! На них и делался акцент со стороны ученых, рассуждавших на тему энергетики будущего.

Интерес к альтернативным видам энергии диктовался всё теми же опасениями насчет ограниченных запасов ископаемого топлива. Так, еще в 1913 году состоялся большой Международный конгресс геологов, на котором один из докладов как раз был посвящен мировым запасам угля. Согласно представленным цифрам, человеческой цивилизации в отдаленном будущем угрожает реальный «угольный голод». В частности, Англия якобы должна полностью исчерпать запасы угля лет через двести, Германия – лет через четыреста. И это в случае умеренных темпов развития. В случае же стремительного роста потребления энергии (а такой рост напрашивался логически), сроки окажутся намного меньше.

В общем, поиск альтернативных источников энергии происходил еще до Первой мировой войны. Как я сказал, про «мирный атом» речь не шла. Поэтому взор ученых обратился к энергии воды, солнца и ветра. Но вот вопрос: как использовать эти природные стихии в индустриальную эпоху, когда потребности в дешевой электроэнергии увеличивались год от года? Ответ на этот вопрос вполне соответствовал тогдашнему идеологическому настрою, когда человек еще не каялся за экологические последствия своей деятельности. Наоборот, тема «покорения природы» максимально расковывала воображение. Человек мыслили себя преобразователем жизни на планете Земля. Поэтому предложенные проекты в области альтернативной энергетики были под стать этому титаническому пафосу. Рассмотрим лишь самые головокружительные их них, получившие огласку в середине 1930-х годов.

Один такой проект, предложенный Георгом Зергелем, должен был реализоваться в рамках экономической стратегии объединенной Европы (прообраз нынешнего Евросоюза). По Зергелю, европейские страны должны были объединиться для грандиозной преобразовательной деятельности, направленной на использование колоссальной водной энергии. Для этого необходимо было – ни много ни мало – частично осушить… Средиземное море! Зергель исходил из того, что 50 тысяч лет назад уровень Средиземного моря был на тысячу метров ниже, чем в наше время. При этом за счет испарения здесь ежегодно «улетучивается» до 4 140 кубических километров воды. Однако эти потери постоянно компенсируются благодаря притоку воды со стороны Гибралтарского пролива. Другая (меньшая) часть воды приходит со стороны Черного моря через Дарданеллы. Свою долю вносят также и такие реки, как Рона, По и Нил.

Зергель предложил перегородить плотиной Гибралтарский пролив и пролив Дарданеллы. По его расчетам, это вызовет понижение уровня Средиземного моря на 1,5 метра в год. Чтобы ускорить данный  процесс, было предложено часть воды с помощью насосов и оросительных каналов направить в низменные области Сахары.

Так выглядела только подготовительная, геологическая часть проекта. Далее необходимо было вырыть по обеим сторонам плотины, запирающей Гибралтар, два обходных канала, через которые планировалось пропускать огромные массы воды, стекающей вниз благодаря перепаду высот. Эта вода должна была направляться  на гигантские гидросиловые станции для выработки электроэнергии. Согласно расчетам, при высоте напора в 200 метров можно было получить 120 тысяч МВт электроэнергии, что по тем временам считалось головокружительной цифрой. Причем, часть станций планировалось запустить уже при понижении уровня моря на 30 метров. Это дало бы возможность запустить упомянутые насосы для перекачки воды в Сахару.

Аналогичным способом, по замыслу Зергеля, используется перепад высот в районе плотины, запирающей Дарданеллы. Здесь надеялись получить еще 5,5 тысяч МВт электроэнергии. В общем, предложенный проект, как отмечали тогдашние специалисты, вполне мог вдохновить писателей-фантастов.

Чуть более скромный проект по получению электроэнергии в Средиземном море предложил француз Пьер Гадрильон. По сути, речь шла о создании некоего подобия вечного двигателя: необходимо было соединить два водоема, один из которых располагался на возвышенности. Получалось некое подобие естественного водопада. Чтобы водопад не иссяк, вода в верхнем водоеме должна была пополняться за счет атмосферных осадков (то есть в результате испарения с поверхности нижнего водоема и естественной конденсации пара наверху).

В качестве верхнего водного бассейна Гандрийон берет Средиземное море, в качестве нижнего бассейна – Мертвое море или озеро. Мертвое море, находящееся в Палестине, закрыто со всех сторон подобно нашему Каспийскому морю и лежит на целых 394 м ниже уровня открытых морей. Гандрийон предлагает соорудить промежуточный водоем на возвышенности, отделяющей долину Мертвого моря от средиземноморского берега, качать в этот водоем воду из Средиземного моря и затем спускать ее по трубам вниз, в Мертвое море. Оно выступит тогда из своих берегов, разольется по окрестной Пустыне и поверхность его станет настолько большой, что все огромное количество воды, доставляемое из Средиземного моря, будет удаляться естественным испарением – точь в точь как приточная атлантическая вода удаляется из Средиземного моря.

Не менее интересным был проект Бернара Дюбо, даже воодушевивший парижскую Академию наук. Если Гадрильон хотел использовать энергию солнца (ответственного за испарение воды) для создания искусственных водопадов, то Дюбо собирался использовать ту же энергию для создания вертикально поднимающихся вихревых потоков воздуха. Основная идея заключалась в том, чтобы соединить воздух из областей с малым давлением (в горах), с воздухом из равнинных областей, где более высокое давление. Таким путем изобретатель планировал создать искусственные циклоны, которые, подобно водопадам, должны были приводить в действие турбины. Для создания таких «мирных» циклонов нужно было использовать огромную трубу длиной около километра. Труба устанавливается в наклонном положении возле возвышенности. Книзу она имеет расширение, подобно воронке. На этом нижнем конце укрепляется огромная стеклянная крыша, под которой под действием солнечных лучей естественным образом разогревается воздух, приходя в вихревое движение. Этот вихрь устремляется вверх по трубе. Причем, чем выше разница температур на входе и на выходе, тем выше скорость воздушного потока. Вычисления показали, что таким способом можно добиться скорости до 200 км/час. Воздушный поток направляется в расположенный на возвышенности машинный зал, где он «обрушивается» на лопасти турбин.

Полагаю, приведенные примеры наглядно отражают те умонастроения, которые царили до войны в среде технических специалистов, искавших пути освоения возобновляемых источников энергии. С позиции наших дней они кажутся несколько наивными. Тем не менее, их объединяет одна общая черта – стремление не просто использовать энергию природных стихий, но и УПРАВЛЯТЬ этими стихиями, чтобы создать условия для постоянной, планомерной работы силовых агрегатов. Кстати, тем самым специалисты тех времен пытались обойти один существенный изъян, присущий нынешним, уже реализованным проектам в области ВИЭ –  сильная метеозависимость и периодичность действия солнечных и ветряных электростанций. И вполне может статься, что обращение к идеям прошлых лет натолкнет современных ученых и инженеров на какие-то продуктивные идеи, которые помогут им   с помощью не особо сложных приспособлений преодолеть указанные недостатки.

Андрей Колосов

В августе 1955 года произошло знаменательное событие, о котором сегодня мало кто вспоминает: в Женеве состоялась Международная научная конференция по мирному использованию атомной энергии. Со всего мира собрались две тысячи ученых, чтобы в атмосфере «круглого стола» обсудить революционные, как им казалось, перемены в мировой энергетике. Повод для этой эпохальной встречи был основательный: в некоторых странах добились первых успехов в деле мирного использования атома. В число этих стран, конечно же, входил тогда и Советский Союз, уже располагавший первой действующей АЭС (атомная электростанция Академии наук СССР). Если учесть, что параллельно осуществлялось взаимодействие межу руководителями ведущих стран, то легко себе представить эйфорию, царящую на этом научном мероприятии.

В прессе тех лет от имени ученых делались уверенные заявления о том, что человечество вступает в принципиально новую эпоху атомной энергии. Казалось, данный прогрессивный переход недвусмысленно подчеркивается самой историей энергетического «вооружения» человека, начиная еще со времен овладения огнем. До сих пор, пафосно провозглашали ведущие докладчики, человек использовал только энергию химического горения. При том, что только 150 – 200 лет назад она стала использоваться не только для обогрева жилища, приготовления пищи, плавления металла и обжига кирпичей, но также для движения заводских машин, паровозов и пароходов.

С тех пор энергетическая вооруженность начала стремительно возрастать. Как отметил один из тогдашних докладчиков, всего за столетие – с середины XIX до середины XX века – потребление энергии составило чуть больше половины того, что было потреблено за предшествующий период, начиная с новой эры. При сохранении указанного темпа за следующие сто лет – 1950-2050 годы – человечество потратит энергии больше, чем за все предыдущие девятнадцать веков обозримой истории! Отсюда, как мы понимаем, следовал вопрос: обладает ли человечество такими запасами энергоресурсов? Поскольку в то время основным видом топлива был каменный уголь, то он и рассматривался в качестве главного мерила энергетических расходов. Если сохранять существующие темпы развития, рассуждали ученые, то за последующие сто лет придется израсходовать энергии, эквивалентной сжиганию порядка 330 миллиардов тонн каменного угля!

Но вот вопрос: смогут ли земные недра и впредь столь щедро одаривать население планеты ископаемым топливом? Становилось очевидным, что идти проторенной колеей скоро станет невозможно, ибо хищническое опустошение природы не может быть бесконечным. Что же тогда делать – останавливать развитие, сворачивать индустрию? Ведь прогресс касался не только развитых стран. Страны третьего мира также претендовали на свой кусок материальных благ, и вряд ли было корректно оставлять их в прошлом, делая прогресс достоянием «избранных».  Таким образом, вырисовывалась нешуточная глобальная проблема: текущее состояние энергетики накладывало ограничение на мировую цивилизацию. Что делать?

Логика докладчиков казалась безупречной. В то время каменный уголь, нефть и природный газ обеспечивали потребности в энергии на 80 процентов. Гидроэнергетика давала только полтора процента. Еще один процент приходился на мускульную силу. Остальное давали дрова и отходы сельхозпроизводства. Конечно, в свое время много надежд связывали с гидроэлектростанциями. Но участники конференции были уверены, что гидроэнергетика никогда не сравняется с ископаемым топливом. То есть решение глобальной проблемы от нее не зависит. Да, в Советском Союзе гидроэлектростанции играли серьезную роль, но, как мы понимаем, это определялось нашей географией, наличием великих рек, чью энергию грех было не использовать. Но в мировом масштабе большой роли это якобы не сыграет.

Что касается ископаемого топлива, то здесь оценки сильно расходились. Однако царила уверенность, что истощение недр (подчеркиваю – при сохранении текущих темпов потребления энергии) не за горами. Как было заявлено, разведанных запасов каменного угля и нефти совсем недостаточно для того, чтобы дать возможность слабо развитым странам мира (где проживает большая часть населения планеты) достигнуть уровня жизни индустриально развитых стран.

И вот здесь на помощь – словно добрый волшебник – как раз и приходит мирный атом. Решение найдено! Ученые справились со сложнейшей задачей, создав и продемонстрировав всему миру первые атомные реакторы. Процесс запущен, а дальше, выражали свою уверенность участники конференции, нас ждут невиданные успехи в деле развития атомной энергетики. И вроде бы нет никаких причин, чтобы однажды мы свернули с этого пути. Оцененные на тот момент запасы урана и тория рассматривались как колоссальный энергетический резерв, с которым не сравнятся все изведанные запасы ископаемого топлива. Мирный атом обещал, как минимум, в двадцать раз больше энергии, чем каменный уголь, нефть и газ вместе взятые. Перспективы казались головокружительными, ведь мирный атом мог обеспечить поступательное развитие цивилизации на несколько столетий вперед.

Напомним, что в 1955 году в СССР уже была первая действующая АЭС. Тогда же закладывались еще более мощные реакторы не только у нас, но также в США и в Англии. Успехи в этой области также демонстрировали ученые Франции и Канады. Движение в атомную эпоху подтверждалось наглядно. И это были только первые шаги. Воображение, тем временем, рисовало прямо-таки фантастические картины. Ученые изобретали звучные метафоры, сравнивая реактор АЭС с нашим небесным светилом и предвещая новый технологический скачок. Дескать, наша задача – зажечь Солнце прямо на Земле! В техническом смысле это означало перейти к технологиям управляемого термоядерного синтеза. К урану и торию, таким образом, прибавлялась энергия синтеза атомных ядер. Показательно, что именно с трибуны Женевской конференции 1955 года было заявлено, что метод управления «термоядом» будет найден в ближайшие два десятилетия! То есть к 1975 году человечество должно было узреть первый термоядерный реактор.

С тех пор прошло уже 65 лет… Сменилось более двух поколений. Что происходит в энергетике в нашу эпоху? Угольная генерация (в мировом масштабе) пока еще удерживает лидирующие позиции. На ее долю приходится около 40% вырабатываемой электроэнергии. Следом идет природный газ (чуть больше двадцати процентов). За ним идет гидроэнергетика (примерно 16%). На долю ядерной энергетики приходится чуть больше десяти процентов. И здесь не столь уж важно, много или мало электричества вырабатывают нынешние АЭС. Принципиально то, что доля мирного атома за последние десятилетия уверенно СНИЖАЕТСЯ.

Так, еще в 1992 году она составляла более 17 процентов. К 2005 году произошло снижение до 15 процентов. За последующие десять лет произошло дальнейшее снижение почти на пять процентов. В общем, тренд обозначен четко. Что касается методов управляемого термоядерного синтеза, то они не только до сих пор не найдены, но в скором времени сама эта тема может угодить в разряд мировых курьезов. Да, ученые-ядерщики регулярно пытаются одушевить нас новыми проектами, но их практические результаты пока что приходится созерцать только в воображении.

Зато в течение двадцати лет уверенно набирает силу другая тенденция, о которой тогда, в далеком 1955 году вряд ли кто-то мог подумать. Я говорю, конечно же, о стремительном росте возобновляемой энергетики. В самом деле, кому в середине прошлого века могло прийти в голову, что с началом нового тысячелетия в конкуренцию с ископаемым топливом вступит не мирный атом, а солнце и ветер? Того, кто дал бы тогда такой прогноз, наверняка сочли бы безумцем.

Я говорю это не к тому, что участники Женевской конференции 1955 года неуёмно фантазировали и легкомысленно поддались эйфории от первых успехов. Вывод из этой истории прост: для ученых мужей довольно опрометчиво выдавать за реальный прогноз отвлеченные экстраполяции. Жизнь слишком сложна для того, чтобы укладываться в кабинетные схемы и графики. Очень важно вспоминать такие истории именно сейчас, когда нам снова обещают эпохальный переход в новый «прекрасный мир» без ископаемого топлива. Ведь все эти схемы и графики ближайшего тридцатилетнего перехода к «чистой» энергетике вполне могут оказаться такой же блажной мечтой, как и былая вера в абсолютное торжество мирного атома.

Николай Нестеров