Не совсем научная полемика

Вспомнился эпизод из 2007 года. В Доме ученых Академгородка проходила международная научная конференция по проблемам демографии, в которой принимала участие солидная группа ученых из Германии. И вот, где-то уже «под занавес», разгорелся спор между одним участником и председателем. Председатель – на правах модератора – потребовал от спорщика «успокоиться» и замолчать. Со стороны это выглядело очень забавно. Рядом со мной сидел немецкий профессор: всем своим видом он показывал сожаление от увиденного. Зарубежный гость прекрасно говорил по-русски. Заметив мое внимание, он наклонился ко мне и с грустью произнес: «К сожалению, у вас нет культуры полемики». То есть, он не понимал, как можно несогласие по какому-то вопросу превращать в банальную перебранку. Как-то это всё происходило не вполне академично.

Я вспоминаю этот эпизод всякий раз, как только нахожу очередное «откровение» относительно проблемы глобального потепления. Хотим мы того или нет, но тема приобрела ярко выраженный идеологический оттенок. Общественность, ведомая теми или иными авторитетами, четко разделилась на две партии. Одни рассуждают в полном согласии с главной международной повесткой – признают угрозу глобального потепления и перечисляют грядущие проблемы. Другие становятся в позу непоколебимых хранителей правды и начинают разоблачать «мировой заговор». Вроде бы, ничего экстраординарного в том нет. В стране, как-никак, давно стал возможен плюрализм мнений. Однако есть здесь один принципиальный момент, вызывающий искреннее огорчение.

Дело в том, что проблема глобального потепления с самого начала поднималась представителями академической науки, да и без соответствующих компетенций адекватно осмыслить ее вряд ли возможно. Казалось бы, и освещаться она должна с академических трибун, а значит, и полемика здесь возможна сугубо академическая, без всякой идеологии и разделения на враждующие партии. Подчеркиваю, так должно происходить по логике вещей.

Но что у нас происходит на практике? Я не буду сейчас вспоминать о шведской школьнице, бросающей упреки мировым лидерам. Возьмем только нашу, российскую ситуацию, где страсти закипели еще до того, как мы узнали про эту молодую активистку.  Особенность нашей ситуации в том, что лидеры указанных «партий» совсем не стремятся к тому, чтобы встретиться за общим столом и в честном открытом споре доказать свои взгляды. В принципе, поскольку мы имеем дело с академической темой, то было бы вполне уместно обсудить ее именно в таком – строго академическом – формате. Вместо этого каждая «партия» старается декларировать свои взгляды в собственном «партийном кружке». Уличать оппонентов во лжи предпочитают в границах своего «междусобойчика», не выходя на открытый диспут, да еще в режиме реального времени.

Прежде всего, это касается наших «правдорубов», вещающих о «мировом заговоре» и время от времени предрекающих наступление нового ледникового периода. Шведская школьница, как показали январские события, дала им еще один повод напомнить о себе и объявить глобальное потепление мифом. Так, в январе этого года известный разоблачитель этого «мифа» - геофизик Александр Городницкий – в очередной раз воспроизвел свой тезис о том, будто тема глобального потепления была впервые сформулирована американским политиком Альбертом Гором. Именно так – «впервые». Альберт Гор, дескать, написал на эту тему книгу-страшилку, по которой был снят документальный фильм. Таким путем, мол, человечество ознакомилась с идеей глобального потепления. «Основная идея, изложенная в книге и фильме, состояла в том, что главной причиной глобального потепления является выброс промышленного углерода в атмосферу. Утверждалось: в результате этого возникает так называемый парниковый эффект, который приводит к резкому подъему температуры на поверхности нашей планеты», - уточняет Городницкий. На его взгляд, и книга, и фильм представляют собой «собрание ошибочных и неграмотных климатических “страшилок”». И вообще, все разговоры о глобальном потеплении, по мнению нашего разоблачителя, - сплошная политическая компания международного масштаба.

Лично мне не совсем понятно, почему геофизик Городницкий заочно полемизирует с политиками, обходя вниманием своих коллег – других геофизиков, утверждающих обратное. Вот цитата из книги именно такого геофизика, климатолога с мировым именем – Михаила Будыко: «За последнее столетие, - пишет он, - количество углекислого газа в атмосферном воздухе увеличилось примерно на одну четверть, причем скорость накопления этого газа постепенно возрастает. Простые расчеты показывают, что через несколько десятилетий масса углекислого газа в атмосфере может удвоиться, после чего рост количества этого газа будет продолжаться».

Цитата взята из его книги «Путешествие во времени». Сама же книга была написана еще в 1989 году. То есть в то время, когда про Альберта Гора еще никто не слышал. Здесь же автор указывает на то, что воздействие углекислого газа на природу двояко. С одной стороны, он благоприятствует росту растений. Но с другой, создает так называемый парниковый эффект, который «обусловил повышение средней температуры нижнего слоя воздуха на несколько десятых градуса». И далее: «Увеличение этой массы в ближайшие десятилетия может повысить среднюю температуру на несколько градусов, что приведет к крупнейшему изменению природы на всей нашей планете».

Мы привели здесь мнение ученого, а не политика. Причем, высказано оно было более тридцати лет назад. Принципиально еще и то, что рост глобальных температур прямо увязывается им с хозяйственной деятельностью человека. Можно ли, в таком случае, назвать всемирно известного советского геофизика и климатолога творцом «мифа» о глобальном потеплении? Вопрос далеко не риторически - ввиду нынешнего накала страстей.

Показательно, что наши разоблачители рассуждают на эту тему так, будто от имени науки вскрывают некую ложь, разносимую политиками и разными общественными деятелями. Именно такой месседж они адресуют своим читателям. Мол, политики вводят вас в заблуждение, а мы, ученые, стараемся донести до вас правду, разоблачить заговор, раскрыть коварные планы обманщиков и дилетантов… Подозрительно здесь то, что некоторые тезисы, выдвинутые далеко не политиками (а такими же учеными) сходу отметаются как необоснованные или надуманные. Казалось бы, самое время включиться в открытую академическую дискуссию, обменяться на глазах у широкой аудитории доводами со своими оппонентами из числа ученых. Но вместо публичной дискуссии мы получаем непрерывный «междусобойчик», где разоблачители – с видом умудренных гуру – просвещают свою паству из числа неспециалистов.

Вот еще один показательный пример. В конце декабря прошлого года в газете «Завтра» вышло интервью с академиком РАН Владимиром Котляковым. Ученый подвергнул сомнению тезис об антропогенном характере климатических изменений. Понятно, что у такого серьезного исследователя на то есть свои аргументы и он, конечно же, вправе в чем-то сомневаться. Однако для нас здесь важен сам контекст беседы.

Интервью было выстроено так, словно единственными оппонентами академика по данной теме являются психически неуравновешенные экоактивисты (включаю скандально известную шведскую школьницу), а также западные политики, идущие на поводу у этих сумасшедших. Дескать, Грета Тумберг «подняла на щит» ложный тезис, и вот теперь серьезному специалисту приходится все расставлять на свои места. А как же быть с учеными, которые в свое время этот тезис не только выдвигали, но и доказывали?

К сожалению, в разоблачительных публикациях мы обычно не находим их имен. Нам пытаются внушить мысль, будто вся проблема упирается исключительно в политику, и именно из-за этой самой политики в общественном сознании циркулирует «миф» о глобальном потеплении. Наука якобы стоит где-то в сторонке, и лишь отдельные, не ангажированные ученые, пытаются в одиночку доносить людям правду. Именно такое впечатление создается после прочтения очередной разоблачительной публикации.

Разумеется, нет ничего хорошего в том, что активисты и политики доводят серьезные идеи до крайности, обосновывая нелепые практические шаги в деле так называемой борьбы с глобальным потеплением. Но даже если критика парниковой теории справедлива, все же необходимо понимать, что общественность нуждается в ясности и в определенности. Тезис об антропогенном воздействии на климат как раз и дает такую определенность. В этом заключается социальное значение парниковой теории, потому-то к ней и восприимчивы политики. Есть проблема, есть поиск ее причин, есть конкретное решение по исправлению ситуации. Так что заговор здесь совсем не при чем.

В таких условиях нелепо и даже комично выглядит попытка изобразить научную объективность через невнятные, ни к чему не обязывающие утверждения. Мол, может произойти либо то, либо другое, да и вообще -  что угодно: возможно и потепление, но так же возможно и похолодание. И случится это через тысячу лет, а может, лет через десять. А может, совсем ничего не случится... Дескать, тут так много факторов, что определенно ничего сказать нельзя. Представьте, что вам в подобной манере ставят диагноз в поликлинике. Думаю, Ньютону за такую науку было бы стыдно.

Николай Нестеров

Проект для завтрашней медицины

Современная медицина всё больше применяет неинвазивные методы диагностики, наиболее известными из которых являются томография и УЗИ. Но они позволяют выявить признаки патологии на уровне целого органа или его части, а в ряде ситуаций важно обследовать отдельно взятые клетки или даже молекулы. Инструментом микроскопического уровня станет волоконный лазер, создаваемый в рамках интеграционного проекта с участием ИВТ СО РАН, Института автоматики и электрометрии СО РАН и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Руководят совместным проектом академик Михаил Петрович Федорук (от ИВТ СО РАН), член-корреспондент РАН Сергей Алексеевич Бабин (ИАиЭ СО РАН) и доктор биологических наук Елена Ивановна Рябчикова (ИХБФМ СО РАН).

«Получать изображение микроуровня тканей, контуров и «содержимого» клеток позволяет, в принципе, лазерный источник, генерирующий ультракороткие импульсы с длиной волны вблизи 1,3 микрометра для многофотонной флуоресценции,– рассказала научный сотрудник ИВТ СО РАН кандидат физико-математических наук Анастасия Евгеньевна Беднякова. – Названная длина волны попадает в так называемое окно прозрачности воды, в котором обеспечивается существенно большая глубина проникновения излучения в исследуемый материал и, таким образом, возможна визуализация биологических объектов микронного же размера на достаточной глубине от поверхности тела».

«Нам важно не допустить термического повреждения живой ткани во время диагностической процедуры, – отметила Анастасия Беднякова, – поэтому импульсы должны быть очень короткими, суб-пикосекундной или фемтосекундной длительности, и при этом обладать высокой пиковой мощностью. До недавнего времени волоконные источники фемтосекундных импульсов с длиной волны генерации вблизи 1,3 микрометра существовали только в проектах, теперь волоконный лазер с подобными характеристиками создан в ИАиЭ СО РАН. Почему именно волоконный? Это один из наиболее молодых и бурно развивающихся типов лазеров. Они обладают высоким качеством и стабильностью излучения, не требовательны в обслуживании, а главное – компактны, что особо важно для медицины: в перспективе речь может идти о выпуске портативных приборов».

«Если снаружи лазер в упакованном виде выглядит как коробочка, то внутри он гораздо сложнее, это многопараметрическая нелинейная физическая система, — рассказала Анастасия Евгеньевна. – Создание конкретных экспериментальных приборов требует длительного научного поиска, который зачастую нельзя реализовать в эксперименте в силу дороговизны или отсутствия необходимых компонентов, а также большого количества оптимизационных параметров.

Другой проблемой является ограниченное разрешение экспериментальных измерительных инструментов и отсутствие возможности напрямую снимать внутрирезонаторные характеристики излучения. То есть создан прибор с несколькими базовыми характеристиками, но многое из его «внутренней жизни» (а мы говорим о перспективном воздействии на тело человека) нам не известно или не понятно – например, возможности дальнейшего улучшения характеристик импульса и фундаментальные ограничения на них. Поэтому на этапе создания и оптимизации новых волоконных лазеров эффективным решением является использование методов математического моделирования. Наш институт отвечает как раз за моделирование и за теоретическую часть в целом, ИАиЭ – за прибор как таковой и его экспериментальные исследования, ИХБФМ станет проводить эксперименты на биологических объектах».

«Мною уже построена численная модель волоконного лазера, – констатировала Анастасия Беднякова. – Можно назвать её цифровым двойником лазерной установки, построенной коллегами из ИАиЭ, поскольку с помощью модели мы наблюдаем распространение оптического импульса внутри лазерного резонатора, что позволяет оптимизировать его характеристики в соответствии с предъявляемыми требованиями, т.е. использовать для цифрового проектирования».

Вот такие ПИроги

Весенний сезон научно-популярных мероприятий (в рамках проекта «Лекторий plus+») в Информационном центре по атомной энергетике (ИЦАЭ) Новосибирска открылся лекцией, посвященной, наверное, самой известной математической константе – числу π. Рассказывала о нем заместитель директора Математического центра новосибирского Академгородка, профессор, д.ф.-м.н. Дарья Лыткина.

Тема была выбрана не случайно: 14 марта (день проведения лекции) математики всего мира отмечают День числа π. В 1988 году американский физик Ларри Шоу заметил, что в американской системе записи дат (месяц / число) дата 14 марта — 3/14 совпадает с числом π и предложил учредить к этой дате математический праздник. Идея пришлась по вкусу, а неофициальный статус праздника открыл широкие возможности для творчества на тему, как лучше его отметить. На «родине» праздника уже традиционно устраивают карнавальное шествие: первым идет Ларри с табличкой, на которой нарисована тройка, следом – участник с табличкой с цифрой «один», затем – с «четверкой» и так далее. Благо, количество цифр после запятой у этой константы считается бесконечным, а значит, и число участников парада – неограниченно.

Заместитель директора Математического центра новосибирского Академгородка, профессор, д.ф.-м.н. Дарья Лыткина Надо сказать, что часть математиков (в основном из стран, где принято записывать даты в ином формате – сначала день, потом месяц) предложила альтернативную дату – 22 июля, указывая на то, что дробь 22/7 точнее приближает число π, чем 3,14. Однако пока большинство их коллег продолжает праздновать в марте. В этот день читают хвалебные речи в честь числа π, его роли в жизни человечества, рисуют антиутопические картины мира без π, пекут и едят «пи-рог» («Pi pie») с изображением греческой буквы «пи» или с первыми цифрами самого числа, пьют напитки и играют в игры, начинающиеся на «пи», решают головоломки и загадки, водят хороводы вокруг предметов, связанных с этим числом.

Тем временем, в 2006 году Конгресс США включил этот день в официальный список американских праздников (правда, без объявления выходного дня), а спустя несколько лет решением ЮНЕСКО за ним закрепился международный статус.

Ну а в этом году у числа π еще и свой юбилей – 314 лет с того времени, как его придумали. В 1706 году британский математик Уильям Джонс впервые предложил греческую букву π для обозначения отношения длины окружности к её диаметру (поскольку эта буква начальная в греческих словах περιφέρεια — окружность, периферия и περίμετρος — периметр).

Рассказав историю математического праздника, Дарья Викторовна перешла к самому числу, благо, с ним связано немало фактов и даже заблуждений, интересных не только математикам.

Во-первых, это очень древняя математическая постоянная. Еще в третьем тысячелетии до нашей эры в древней Греции, Египте, Вавилоне люди обнаружили, что длина веревки, обернутой вокруг колеса, примерно в три раза больше диаметра этого колеса. Причем такая пропорция соблюдалась для любых окружностей. Важность этой величины осознали уже тогда, прежде всего, для инженерных расчетов. С тех времен начался поиск точного значения отношения длины окружности к ее диаметру.

Метод исчерпывания, который взял на вооружение и значительно усовершенствовал Архимед Внес свой вклад в ее расчеты известный древнегреческий математик, физик и инженер Архимед. В те времена перед античными математиками встала проблема – как вычислять площадь криволинейных фигур, кругов, овалов и т.п. Частично решить ее удалось с помощью метода исчерпывания (впервые его применил Евклид, а Архимед взял на вооружение и усовершенствовал). Чтобы его использовать, надо вписать один многоугольник в окружность, а другой описать вокруг нее, тем самым зажав ее между ними. Площадь многоугольников вычислять греки умели, значение площади окружности располагалось где-то в интервале между большим и меньшим многоугольником. Причем, чем больше было сторон у многоугольников, тем меньше был интервал, а следовательно – точнее был результат вычисления площади окружности. И первым эту идею выдвинул как раз Архимед, для начала заменив шестиугольник (который использовали до него) на двенадцатиугольник.

Далее он продолжил увеличивать число сторон и дошел до фигуры с 96 углами. В итоге, была сформулирована т.н. «аксиома Архимеда» о том, что можно найти настолько близкий к площади криволинейной фигуры многоугольник, насколько пожелаешь, но при этом точного результата все равно не достигнешь. Ограничением, по сути, служили цели вычислений, для хозяйственных нужд можно было округлять сильнее, а для научных трактатов – вычислять с максимально возможной точностью. Сам Архимед рассчитал, что соотношение длины окружности и диаметра равно 3( 10)⁄71, он также доказал, что площадь круга равна числу этого соотношения, умноженному на квадрат радиуса круга.

На многие века этой точности людям хватало, но все изменилось вместе с появлением математического анализа, если точнее – с началом вычислений сумм бесконечных рядов. В итоге, число цифр после запятой в числе π быстро стало расти. Сейчас благодаря огромным вычислительным способностям современных компьютеров, число π известно с точностью до 10 триллионов знаков после запятой. Существует даже версия, что оно (в силу своей бесконечности) включает в себя все возможные комбинации цифр, например, номера мобильных телефонов всех людей на планете или оцифрованный текст всех художественных произведений. Но математики подчеркивают – это предположение доказать на сегодня невозможно.

Что известно точно, так это то, что число π является иррациональным и трансцедентальным. Первое означает, что его значение не может быть точно выражено в виде дроби, где числитель и знаменатель являются целыми числами. Следовательно, его десятичное представление никогда не заканчивается и не является периодическим. А вторая характеристика говорит нам о том, что оно не может быть корнем какого-либо многочлена с целыми коэффициентами. Поскольку в евклидовой геометрии площадь круга и длина окружности являются функциями числа π, то доказательство его трансцендентности положило конец попыткам построить квадратуру круга, длившимся не одну тысяч лет.

Люди, далекие от математики, склонны думать, что эта постоянная является неким научным казусом, интересным только ученой публике. Но это не верно. Как уже говорилось, его используют в решении различных инженерных задач, с его помощью определяют углы на окружности. Число π можно встретить во многих разделах физики (имеющих и вполне себе прикладное значение), от теории колебаний до квантовых задач. А не так давно ему нашлось место и в географии: оказалось, что совокупное соотношение длины русла всех рек на планете к совокупному расстоянию от их истока до устья тоже равно этому числу. И никто не может предсказать, где еще «всплывет» это иррациональное, трансцедентальное и такое загадочное число.

Сергей Исаев

Высотные теплицы-башни

Примерно четыре года назад французская лаборатория дизайна ABF-lab предложила проект городской экофермы под названием «Agro-main-ville», которую намеревались возвести в пригороде Парижа. Сооружение представляет собой огромную, вытянутую по вертикали пирамиду, способную обеспечить горожан свежей зеленью. Подобные конструкции в наше время принято называть «вертикальными фермами». Сегодня такими сооружениями уже никого не удивишь. Как мы знаем, проекты вертикальных ферм с недавнего времени реализуются и в нашей стране. Мало того, теперь они выступают визитной карточкой городского фермерства как такового. Поэтому французский проект «Agro-main-ville» наверняка поставят в тот же ряд. Однако это будет не совсем верно.

Дело в том, что известные нам вертикальные фермы почти «поголовно» рассчитаны на искусственное освещение. Причем, авторы подобных технических решений рассматривают искусственный свет как одно из главных преимуществ: дескать, мы в состоянии разместить свои «умные» стеллажи где угодно – хоть в подвале, хоть в темных заводских корпусах. По такому пути, кстати, двинулись и российские стартаперы. Иногда даже кажется, будто за подобными проектами стоят производители светодиодных ламп, использующие растущий интерес к вертикальным фермам для продвижения своей продукции.

Так вот, создатели «Agro-main-ville» пошли другим путем – они решили ОТКАЗАТЬСЯ от искусственного освещения. Их теплица, напоминающая башню, обращена основной своей стороной прямо к солнцу. Причем, проектировщики подошли к делу так, чтобы солнечный свет использовался здесь по максимуму. По сути, это большой солнечный вегетарий с предельно рациональной организацией внутренних посевных площадей. Возможно, на фоне известных американских вертикальных ферм такое решение выглядит теперь инновационным. На самом же деле оно далеко не новое.

Сегодня мало кто помнит имя австрийского инженера-изобретателя Отмара Рутнера. В самом начале 1960-х он изобрел так называемую высотную теплицу, напоминающую вытянутую башню с прозрачными поверхностями. Она могла иметь цилиндрическую или же прямоугольную форму. Подобные сооружения уже тогда тесно спрягали с городским фермерством. Считалось, что десяти га производственной площади таких теплиц будет достаточно для того, чтобы полностью обеспечить овощами современный город-спутник с населением в 100 тысяч человек. В скученной Европе, где на счету был каждый клочок земли, создание высотных теплиц связывали с решением проблемы дефицита сельхозугодий. В то же время теплица-башня имела и другие преимущества, в частности – весьма эффективное (в сравнении с обычными, горизонтальными теплицами) использование солнечного света. Параллельно рассматривалась возможность полной механизации и автоматизации основных процессов, включая управление микроклиматом.

Я специально подчеркиваю, что первые городские фермы, ориентированные по вертикали, рассматривались в рамках «солнечной» парадигмы. Изобретателям не приходило в голову полностью отказываться от естественного освещения. Наоборот, архитектура таких сооружений предполагала максимально возможное использование этого ценного природного ресурса (каким, на самом деле, и является солнечный свет). В отличие от обычных теплиц, высотный вариант идеально подходил как раз для стесненных городских условий. Немаловажным было и то, что в теплице-башне почти весь внутренний объем был заполнен растениями. И самое показательное: форма такого сооружения считалась более выгодной с точки зрения теплотехники: вертикальное расположение прозрачных стенок позволяло намного полноценнее использовать солнечные лучи. Так, при высоком расположении солнца исключался перегрев, поскольку солнечные лучи падали на вертикальную плоскость под острым углом. И, наоборот, при низком расположении светила лучи попадали в теплицу почти под прямым углом.  Высотные теплицы, по мнению специалистов, давали ощутимую экономию как в плане теплоснабжения, так и в плане использования внутреннего объема (то есть в этом варианте на единицу объема высаживалось больше растений, чем в горизонтальных теплицах).

Отмар Рутнер шел еще дальше, фактически формулируя основные направления для сити-фермерства (во многом перекликающиеся с модной ныне темой «зеленого города»). Изобретатель полагал, что к каждому большому дому нужно с южной стороны пристраивать теплицу. На его взгляд, такие теплицы в состоянии решить сразу несколько проблем. Во-первых, они обеспечивали бы население свежими овощами. Во-вторых, они могли использоваться для улучшения качества воздуха: насыщенный углекислотой воздух «прогонялся» бы через такую теплицу и возвращался обратно в квартиры. Углекислота будет поглощаться растениями, а жители дома станут получать из теплицы воздух, обогащенный кислородом.

Здесь также предлагалось механизировать и автоматизировать все основные процессы (кроме посадки семян и сбора урожая). В начале 1970-х подобные проекты появились также в США и в Японии. Кстати, упомянутые теплицы-башни вполне можно было размещать вдоль глухих фасадов крупных зданий, обращенных на солнечную сторону.

Интересно, что во второй половине 1960-х высотные теплицы начали строить в некоторых странах Восточной Европы. Так, в 1967 году в польском городе Гожуве началось строительство 54-метровой цилиндрической теплицы-башни, имевшей ограждение из синтетического материала. В центральной части цилиндра располагались системы отопления, полива и подсветки. Данное сооружение предназначалось для выращивания самых разных растений, главным образом – для выращивания роз.

Наконец, самое интересное. В начале 1970-х на территории Латвийской ССР была построена аналогичная цилиндрическая теплица-башня высотой 22 метра и диаметром 5,6 метров. Объект возводился по инициативе начальника производственного участка по переработке овощей Малпилского совхоза-техникума Юриса Гролиса. Теплица возводилась с помощью башенного крана из готовых модулей несущих конструкций, смонтированных на земле. В качестве стоек использовались трубы диаметром 10 сантиметров. Показательно, что освещенность внутри этой прозрачной башни была в три раза выше, чем в обычных теплицах. Зимой она обогревалась с помощью калориферов, оснащенных системой автоматического включения-выключения. Внутреннее пространство позволяло разместить от двухсот до четырехсот поддонов, установленных на подвесном конвейере. К каждому поддону крепилось несколько горшочков с растениями. Для работы конвейера использовался электромотор мощностью 400 Вт. Система орошения и подкормки решалась путем короткого погружения поддона в водный раствор, когда он опускался вниз. Этого было достаточно, чтобы корни пропитались влагой, содержавшей питательные вещества.

Обычно в этой теплице выращивалось несколько сменных культур – от цикламена и салатной зелени до рассады огурцов, патиссонов и томатов (выращиваемой для пленочных теплиц и для открытого грунта). Кроме того, теплица-башня могла использоваться и как сушилка для лекарственных растений. Показательно здесь вот что: капитальные затраты на возведение объекта составили всего 6,5 тысяч рублей (по ценам того периода). В то время как выручка от первой же реализации цветов составила около 15 тысяч! По нашим временам такая экономика проекта кажется просто фантастической. Разумеется, низкие капитальные затраты объясняются тем, что объект создавался исключительно силами энтузиастов, и фактически из подручных материалов. Причем, теплица была возведена всего за два года. Но в любом случае поражает высокая интенсивность использования данной системы.

Странно то, что подобные прецеденты не получил массового распространения. Скажем так, не пошли в серию. Тем не менее, само это направление вряд ли останется без внимания. Быть может, сегодняшние предложения от лаборатории ABF-lab зададут новую, далеко идущую тенденцию.

Олег Носков

По заказу авиастроителей

Специалисты Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича (ИТПМ СО РАН) совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) исследовали особенности лазерной сварки разнородных материалов промышленных сплавов на основе титана и алюминия. В работе впервые структурно-фазовый состав этого сварного соединения был исследован с использованием синхротронного излучения (СИ), что позволило специалистам оптимизировать режимы сварки и увеличить прочность сварного шва более чем в два раза. Результаты опубликованы в журнале «Прикладная механика и техническая физика» (Маликов А.Г., Оришич А.М., Витошкин И.Е., Карпов Е.В., Анчаров А.И. "ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ20 И АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА В-1461". ПМТФ.2020г.Т.61. №2(360).с.175-186.).

Для ряда изделий в авиастроительной промышленности требуется соединение титановых и алюминиевых сплавов, благодаря которому производимые конструкции приобретают высокие прочностные характеристики и при этом остаются легкими. Наиболее перспективным методом соединения разнородных сплавов является лазерная сварка – она в 30 раз производительнее традиционной автоматической клепки. Но различия в химических и физических свойствах титана и алюминия (температура плавления, плотность, теплопроводность) делают технологический процесс сварки достаточно сложным.

«В 2017 г. в Академгородок приезжала делегация из Объединенной авиастроительной корпорации, специалисты которой знакомились с достижениями Сибирского отделения по интересующим их направлениям, – рассказывает заведующий лабораторией лазерных технологий ИТПМ СО РАН, кандидат технических наук Александр Маликов. – На экскурсии в нашем Институте представители делегации предложили сварить титан и алюминий – одномоментно такую сложную технологичную задачу решить было невозможно, но мы занялись развитием этого направления».

По словам специалиста, переход к лазерной сварке взамен заклепочного соединения – ключевая задача авиастроения, а получение «сварного» самолета – голубая мечта авиастроителей. «Метод заклепочного соединения давно перестал быть технологичным. Сравните, скорость автоматической клепки около 0,2 – 0,3 метров в минуту, тогда как лазерная сварка позволяет сваривать в минуту четыре метра. Наша лаборатория имеет большой опыт работы с титановыми и алюминиевыми сплавами и давно пропагандирует внедрение лазерной сварки в авиастроение», – добавляет Александр Маликов.

Задача сварки разнородных материалов технологически достаточна сложна, в первую очередь, из-за различий в химических и физических свойствах: у свариваемых материалов отличаются температура плавления, плотность, теплопроводность. Так, разница в химическом составе может привести к появлению нежелательных соединений в ходе сварки и изменению свойств материалов в зоне шва, а различие в теплофизических свойствах приводит к неравномерному нагреву материалов, что является причиной возникновения остаточных термических напряжений. Все это ухудшает механические характеристики разнородных сварных соединений.

Комплекс исследований, проводимых специалистами СО РАН, включал сварку листов, применяемых в авиастроении алюминиевого и титанового сплавов, исследование микроструктуры полученного сварного соединения, в том числе изучение его структурно-фазового состава с применением СИ, а также оптимизацию режимов лазерной сварки.

Лазерная сварка выполнялась на автоматизированном лазерном технологическом комплексе «Сибирь» ИТПМ СО РАН, дифракционные исследования проводились с использованием инфраструктуры Центра коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» (ЦКП «СЦСТИ»).

«При помощи синхротронного излучения мы в деталях увидели, что происходит в шве после лазерной сварки встык, – рассказывает старший научный сотрудник ИХТТМ СО РАН, руководитель станции «Дифрактометрия в жестком рентгеновском излучении» ЦКП «СЦСТИ», кандидат химических наук Алексей Анчаров. – Высокоинтенсивным пучком с поперечным размером в сто микрон мы посмотрели семь точек в шве и получили полную дифракционную картину. Для данного сварного соединения структурно-фазовый состав, определенный с использованием СИ, был получен впервые. Мы увидели различные интерметаллидные образования (соединения двух металлов), большинство из которых оказались твердыми и хрупкими, что понизило прочность сварного шва. Следующей нашей задачей было получение однородного сплава».

Специалисты сместили лазерное излучение в сторону титанового сплава, в результате получив меньшее количество интерметаллидов и увеличив прочность сварного шва в 2,25 раза.

«Мы отрегулировали количество интерметаллидов и получили хорошее прочное соединение, что и увидели благодаря синхротронному излучению, – добавляет Александр Маликов. – Теперь необходимо проанализировать все возможные варианты смещения лазерного пучка – такие работы уже ведутся. Совместные исследования в ЦКП «СЦСТИ» показали, что применение синхротронного излучения для диагностики создаваемых материалов – это приоритет. Высокая интенсивность и разрешающая способность источника СИ уже сейчас позволяют нам на качественно новом уровне понимать, как взаимодействуют сплавы. Источник СИ поколения 4+ (Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов»), проект которого реализуется в Новосибирске, улучшит эти возможности в разы. Наша конечная цель – получить сварную технологию, которую можно будет внедрять в авиацию».

Сделано в Сибири

В научных и медицинских учреждениях Китая выразили готовность исследовать и развивать разработки сибирских институтов и коммерческих организаций для выявления, предотвращения и лечения коронавируса. Речь идет о тест-системах, медицинских масках и вакцинах ускоренного действия.

«Одна из особенностей произошедшей вспышки коронавируса — беспрецедентно высокий уровень международной кооперации и сотрудничества научных и лечебных учреждений разных стран. По известным причинам инициатором этого сотрудничества выступил Китай. Он сразу занял очень открытую позицию в отношении той информации, которой располагал: касательно свойств возбудителя этого заболевания, особенностей распространения инфекции, характера течения и принимаемых мер для ее ограничения, — рассказал заместитель председателя СО РАН, руководитель научного направления фундаментальных и клинических исследований НИИ терапии и профилактической медицины — филиала ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» академик Михаил Иванович Воевода. — Китайские ученые стали активно взаимодействовать с научно-исследовательскими учреждениями разных стран. В том числе в Сибирское отделение РАН по разным каналам поступил запрос, чем мы можем помочь китайским коллегам. Сотрудники наших институтов мгновенно откликнулись и предоставили информацию, которая могла бы быть полезной для решения проблемы коронавирусной инфекции. Причем со своими предложениями выступили институты не только биологического и медицинского профиля».

Среди разработок сибирских ученых, представленных китайским коллегам, были несколько вариантов защитных масок, обладающих уникальными характеристиками, тест-системы для выявления вируса (включая тест-системы нового поколения, основанные на изотермической, а не на полимеразной цепной реакции), а также ускоренные варианты вакцин. Кроме того, сибирские исследователи предложили заняться разработкой лечебных препаратов на основе антител переболевших людей.

«Это созвучно той стратегии, которая показала некоторую эффективность при лечении коронавирусной инфекции у пациентов Уханя, особенно у тяжелых больных», — отметил Михаил Воевода.

Обмен информацией шел по линии Министерства иностранных дел Китая, и одновременно она была направлена в учреждения в разных провинциях КНР, с которыми у СО РАН есть договоры о научно-техническом сотрудничестве. Китайские ученые откликнулись на предложения сибирских коллег. В частности, они выразили готовность провести испытания нескольких вариантов медицинских масок, разработанных в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН и коммерческих компаниях в Томске, исследовать ускоренные тест-системы, созданные специалистами Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и компанией «Медико-Биологический Союз». Также было принято решение начать немедленную работу по созданию ускоренных вакцин.

«В настоящее время мы имеем понимание, какие партнеры в Китае готовы уже сейчас приступить к совместной работе с нашими новосибирскими институтами. Круг этот очерчен, но по причине карантина юридическое оформление договоров временно задерживается на неопределенный период», — сказал Михаил Воевода.

«Красная» смерть?

В советское время в молодежной среде ходила такая поговорка: «Один удар по почкам заменяет кружку пива». Как мы понимаем, это была ироничная реакция молодых людей на занудные напоминания о вреде пенного напитка. Возможно, в скором времени у нас появится аналогичная шутка, типа: «Тахикардия заменит вам баранью отбивную». Как правило, черный юмор в гротескном виде отображает некоторые вполне серьезные заявления, когда они навязываются людям без всякой меры. Полагаю, что участившиеся разговоры о вреде красного мяса дают хороший повод для подобных острот.

В феврале этого года издание The Daily Mail  опубликовало статью под кричащим заголовком: «Красное мясо вредно для вас». Оказывается, если пару раз в неделю «прикладываться» к свинине или говядине, то у вас возрастает риск заработать сердечнососудистое заболевание, а также приблизить преждевременную смерть. Эти выводы были получены на основании научного исследования, проведенного американскими учеными из Северо-Западного университета (Чикаго). В течение тридцати лет они наблюдали за очень внушительной группой людей – около 30 тысяч человек. Такой широкий охват позволил им, как они считают, добиться очень точных показаний.

Говоря о красном мясе, исследователи имеют в виду не только говядину и свинину. Сюда же попадает и такой «халяльный» продукт, как баранина. И, конечно же, к потенциально опасной еде отнесены все виды мясной переработки, включая бекон, ветчину, колбасу и прочие продукты из мясного фарша. Причем, обработанное мясо оказывается вреднее необработанного. Так, если в вашем еженедельном рационе присутствуют две порции колбасы, бекона или сосисок, то риск сердечнососудистого заболевания возрастает до семи процентов. Если потреблять необработанное красное мясо, риск вырастет только до четырех процентов. 

Впрочем, не обошли вниманием и куриное мясо. Оно также влияет на сердечно-сосудистые заболевания. Хотя некоторые исследователи делают оговорку, полагая, что в случае с курицей большую роль играет способ ее приготовления. Здесь угрозу связывают не столько с самим мясом, сколько с куриной кожей. Возможно, именно она ответственна за пагубные последствия. Что касается способов приготовления, то в этом плане большие вопросы вызывает жарка, особенно жарка во фритюре. Ее связь с хроническими заболеваниями представляется ученым очевидной.

Исследователи выражают уверенность в объективности своих выводов. По их глубокому убеждению, связь между потреблением мяса и заболеваниями (а также преждевременной смертью) установлена четко. Две порции мяса в неделю – это, конечно, не так и много (откровенно говоря – слишком мало). И, тем не менее, даже при таком ограниченном рационе, отмечают ученые, определенные риски существуют, хоть и небольшие. Применительно к отдельно взятому человеку указанные цифры особой погоды не делают, поскольку для индивидуальных случаев очень трудно увязать продолжительность жизни с потреблением мяса. К тому же слишком маленький риск (если ограничиться двумя порциями в неделю) вряд ли заставит кого-то стать абсолютным вегетарианцем.

Но зато на общенациональном уровне, считают исследователи, полученные результаты имеют очень большое значение. Заболевания сердца ежегодно регистрируются у одного миллиона человек. Соответственно, отказ от мяса позволит снизить эту печальную статистику. Как заявил профессор Кевин Макконвей из Открытого университета, употребление двух и более порций красного мяса в неделю сокращает жизнь человека от двух до шести месяцев. Якобы, это следует из полученных данных.

Напомним, что ранее Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) классифицировала красное мясо как потенциально опасный продукт, способный вызывать рак. Продукты же мясной переработки вообще отнесли к канцерогенам. Теперь подобные заключения как будто подкрепляются очередным исследованием, только на этот раз речь уже идет о кардиологии. Научный консенсус с недавних пор все больше и больше склоняется к тому, что чрезмерное потребление мяса вредит здоровью.

Впрочем, вопрос о чрезмерности в нашем случае страдает двусмысленностью, поскольку две порции в неделю – слишком смехотворная величина по нашим временам. «Порцией» в упомянутом исследовании называется кусочек мяса весом 115 грамм или два кусочка колбасы (или бекона) или один хот-дог. Даже если этот мизер способен сократить нашу жизнь на 3%, то вывод напрашивается только один: красное мясо – яд для организма! Не удивительно, что на головы западных обывателей посыпались предупреждения об опасности. В частности, английские врачи порекомендовали гражданам сократить ежедневное потребление красного мяса до 70 грамм (что эквивалентно одой бараньей отбивной или половине бургера). Якобы красное и переработанное мясо может спровоцировать рак кишечника.

Как видим, авторитет науки намеренно используют для массового отказа людей от привычных пищевых предпочтений. Мол, наука не поддерживает любовь к красному мясу. При этом отмечается, что на Западе становятся популярны диеты, где красное мясо совершенно не представлено. Самое интересное, что такой выбор продиктован не только заботой о здоровье, но также вопросами «защиты животных» (речь, судя по всему, идет о домашнем скоте). Соответственно, в качестве здоровой альтернативы мясу предлагаются рыба, морепродукты, орехи и бобовые.

На какие размышления наводит начавшаяся на Западе «антимясная» кампания? Лично мне приходят на память предупреждения советских врачей о вреде курения. Мол, одна выкуренная сигарета сокращает жизнь на одну минуту. То есть курить вредно вообще. С мясом теперь происходит похожая история. Впечатление такое, что его намеренно пытаются поставить в один ряд с вредными привычками, и в этом плане мы наблюдаем некое «стилистическое» совпадение с любой кампанией, направленной против табака, алкоголя, наркотиков и т.д.

Правда, в случае с табаком всё гораздо проще. Наверняка любой врач в состоянии увидеть разницу между легкими заядлого курильщика и легкими некурящего. Точно так же печень алкоголика может красноречиво свидетельствовать о дурных пристрастиях своего хозяина к спиртному. Но могут ли нынешние врачи с такой же легкостью отличить сердце любителя отбивных от сердца вегетарианца?

Если уж всерьез говорить о рисках для нашего здоровья, то можно назвать сотни факторов, подтачивающих нашу жизнь. Во времена Перестройки наши врачи также фиксировали рост числа сердечнососудистых заболеваний у советских людей, однако связывали это не с употреблением красного мяса (которое в СССР было в дефиците), а с малоподвижным образом жизни и неблагополучным эмоциональным фоном (например, массовым страхом войны, особенно среди пенсионеров).  Надо ли говорить, что в потоке жизни упомянутые «проценты риска» от красного мяса теряют всякий смысл? Если такая щепетильность в вопросах сохранения здоровья станет нормой, то нам придется исключить для себя абсолютно все факторы риска. А их, как я сказал, достаточно много. На наше здоровье могут дурно влиять холод, жара, высокая влажность, солнечная радиация, пыль, шум, электромагнитное излучение, автомобильные аварии, диоксины, нитраты, фосфаты, пестициды. Наконец, для нашего сердца не проходят бесследно волнения на экзаменах, страх перед экономическим кризисом, неудачи в делах, неурядицы в семейной жизни, стрессы на работе и недосыпы.   А что уж говорить о таких жизненных ударах, как несчастная любовь или потеря близких людей. Но следует ли из этого, что ради сохранения здоровья необходимо отказаться от любви как от яда?

Ради объективности свое слово должны сказать не только диетологи, но и психологи. Уже появляются публикации о том, как особо фанатичные приверженцы здорового образа жизни доводят себя до депрессии постоянными переживаниями по поводу своего соответствия выбранным стандартам. Думаю, было бы полезно узнать, что сильнее сказывается на состоянии нашей сердечнососудистой системы: съеденная отбивная или тяжелые переживания по поводу этой съеденной отбивной?

Константин Шабанов

Наш странный «ответ Трампу»

Кто сейчас только ни пишет о разрыве сделки с ОПЕК и о последовавшем за этим событием обвале нефтяных цен! Думаю, нет никакого смысла объяснять, как влияют мировые цены на энергоносители на наполняемость российского бюджета. Поскольку руководство страны не хочет допускать панических настроений в обществе, а тем паче – признаваться в собственных ошибках, в ход пошли весьма «оригинальные» объяснения случившемуся. Так, один из видных кремлевских пропагандистов очень оперативно запустил версию насчет того, будто низкие цены на нефть есть большое благо для России, поскольку вводят-де в штопор американскую сланцевую добычу – нашего (якобы) конкурента на нефтяном рынке. Определенной аудитории версия пришлась по вкусу. Ее начали тиражировать на различных Интернет-ресурсах и, судя по всему, она пришлась по душе некоторым политикам. Лично мне попадались высказывания от уважаемых деятелей в стиле: «Всё, хана сланцевой нефти!».

Эти шапкозакидательские настроения не могут не огорчать, поскольку отражают не столько патриотизм, сколько вопиющее невежество и незнание «матчасти». Надо совершенно не понимать, как устроена американская нефтедобыча, как она связана с мировым рынком углеводородов, какую политику относительно нефтегазовой отрасли проводит нынешнее руководство США, чтобы говорить о каком-то «ценовом ударе» по американцам. В этой связи вынужден напомнить некоторые важные факты, чтобы развеять легковесное отношение к данной теме.

Начнем с простого факта. Дело в том, что американцы НЕ ЗАНИМАЮТСЯ ЭКСПОРТОМ СЛАНЦЕВОЙ НЕФТИ. Сланцевая нефть потребляется ими внутри страны (так, в прошлом году ее объемы составили примерно 2 млн. барреля). Далее, необходимо понимать, что в планы США не входило наращивание экспорта нефти. Развивая собственные месторождения, американцы просто сокращают импорт. То есть совершенно не понятно, на каких рынках наши, российские, экспортеры пытались потеснить американскую сланцевую нефть.

Теперь оценим ситуацию в целом. Америка, не смотря на развитие собственной нефтедобычи, остается для «традиционных» поставщиков одним из основных потребителей «черного золота». В течение 2017-2019 годов Россия, вопреки договоренностям с ближневосточными игроками, так и не сократила добычу. Серьезное сокращение произвела Саудовская Аравия – с 11 до 9,7 млн баррелей. В этих условиях рост мировой нефтедобычи произошел за счет американской сланцевой нефти. Но эту нефть, как было сказано, американцы потребили внутри страны.

Совсем недавно, выступая в Норвегии, Дональд Трамп подтвердил свое намерение содействовать увеличению объемов добычи нефти и газа А теперь принципиально важный момент. С января прошлого года администрация Трампа приняла решение насчет освоения своего континентального шельфа. Был разработан план сдачи в аренду с 2019 по 2024 годы порядка 47 прибрежных и морских участков. Из них 19 участков – у побережья Аляски. Что это означает? Это означает, что через какое-то время американцы еще больше сократят импорт нефти. В итоге это приведет к снижению глобального спроса, а значит – к снижению цены. Совсем недавно, выступая в Норвегии, Дональд Трамп подтвердил свое намерение содействовать увеличению объемов добычи нефти и газа. При этом американский руководитель намекнул, что России такая политика вряд ли понравится.

Напомним, что предшествующий президент – Барак Обама – оказывал содействие развитию «зеленой» энергетики. По этой причине он ограничивал аппетиты нефтедобывающих компаний, налагая запреты на освоение шельфов и на прокладку трубопроводов. Помимо этого, он слегка «ущемлял» и сланцевых операторов, придумывая для них жестки экологические требования и т.д.

Трамп, как мы знаем, пошел «другим путем», с самого начала заявив о своей приверженности традиционной энергетике. Но это еще не все. Он не только снял ограничения, введенные при президенте Обаме. Он еще пообещал гарантировать ГОСУДАРСТВЕННУЮ ПОДДЕРЖКУ производителям СПГ и сланцевой нефти!

Необходимо сказать, что практически все инновационные технологии, связанные с добычей нефти и газа, имеют государственную поддержку. Это – общемировая практика. К примеру, в себестоимость сжиженного газа, поставляемого американцами на европейский рынок, не входят издержки, связанные с капитальными затратами производителей, а также проценты по кредитам, которые были использованы при строительстве предприятий. Обычно в себестоимость включаются только операционные затраты по добыче, переработке и доставке СПГ потребителям. Это позволяет снизить себестоимость примерно в два раза. Так, спотовые цены на газ держатся в Европе примерно на уровне 105 – 110 долларов за тысячу кубов. Тогда как себестоимость находится на уровне 80 долларов.

Самое интересное, что государственная поддержка нефтегазовых компаний осуществляется за счет средств, вырученных от продажи правительственных казначейских облигаций. Речь идет о тех самых ценных бумагах, в которые так охотно вкладывают свои средства власти Китая и власти Российской Федерации! Иными словами, часть вырученных нефтедолларов правительство нашей страны передает американскому правительству, которое направляет эти деньги в собственный нефтегазовый сектор! В общем, наши руководители косвенно содействуют взращиванию конкурентов!

Наконец, еще один интригующий момент. Как мы знаем, российские нефтегазовые компании когда-то активно взялись за освоение арктического побережья. По этому поводу глава компании «Роснефть» Игорь Сечин в октябре 2014 года заявил, будто освоение шельфов приведет к сильному удорожанию нефти – до 150 долларов за баррель. Объяснялось это тем, что добыча на шельфе потребует высоких капиталовложений, а значит, продавать нефть дешево не имеет смысла. Потрясает больше всего здесь то, что у российских компаний НЕТ ТЕХНОЛОГИЙ для такой добычи. Первую разведочную скважину в Карском море для нас бурила американская компания Exxon Mobil Corporation – в счет своей будущей доли в добыче. После принятия санкций американцы ушли с наших территорий. Как теперь будут обстоять дела у нас на шельфе, не понятно.

Зато, как мы сказали, американцы всерьез занялись освоением своих месторождений, в том числе и на шельфах. Причем – в условиях государственной поддержки. Отметим еще вот что. Операционные затраты на СПГ в США достаточно низки. Это связано с тем, что при производстве сланцевой нефти отбирается попутный газ. Фактически, затраты на газ «берет» на себя сланцевая нефть. Я специально обращаю здесь внимание на «голубое топливо», поскольку оно также играет огромную роль в российском экспорте. Почти половина природного газа, потребляемого европейцами, обеспечивается российскими поставками. При этом, если верить рейтинговому агентству «Fitch», себестоимость поставок российского «Газпрома» составляет не менее 100 долларов за тысячу кубов (с учетом таможенных пошлин – и того больше).

Кстати, в настоящее время газовые контракты начинают привязывать к спотовым ценам, которые от цены на нефть никак не зависят. По этой причине цена долгосрочных контрактов у «Газпрома» снизилась с 200 долларов до 150-160 долларов за тысячу кубов. В результате экспортная выручка компании в январе этого года сразу рухнула на 40 процентов. Естественно, тут же снизились доходы бюджета от экспортной пошлины (где-то на 600 млн. долларов).

Думаю, что при детальном разборе ситуация вырисовывается на столь оптимистичной, как на то нас настраивает пропаганда. Не хочется в этой связи изображать апокалиптические ужасы, однако все же стоит призвать наших политиков не увлекаться победными реляциями. Объективных оснований для них нет.

Андрей Колосов

Похудение не панацея

На протяжении ряда лет ученые Института цитологии СО РАН ведут исследования генетической составляющей болей в спине (дорсалгии). Это позволяет шире взглянуть на саму проблему, понять, какие механизмы запускают те или иные патологические процессы, почему они приводят к развитию симптомов, а также оценить, какую роль играют уже известные внешние факторы, связанные с болями в спине. В итоге это поможет понять, как лечить не симптомы, а причины дорсалгии (в настоящее время, практически всегда терапия сводится к симптоматическому лечению).

Ранее мы рассказывали, что исследователям удалось установить, что у боли в спине есть, как минимум, две генетических компоненты. Одна из них имеет отношение к морфологии и структуре позвоночника, а вторая связана с нервной системой, индивидуальными особенностями восприятия боли.

А также - определить четыре гена, которые с высокой степенью достоверности ассоциированы с дорсалгией. Но ими дело не ограничивается, боль в спине оказалась на удивление коморбидной патологией, которая генетически связана с массой других факторов риска. Поэтому исследования были продолжены.

Темой нового исследования стала связь между индексом массы тела (ИМТ) и вероятностью развития болей в спине.

– То, что такая связь существует, было известно давно, более того, ожирение вообще рассматривается врачами как очень сильный фактор риска развития дорсалгии, но это были чисто эмпирические выводы, нам же впервые удалось точно измерить, насколько повышенный ИМТ влияет на вероятность развития у человека дорсалгии, - рассказал старший научный сотрудник ФИЦ ИЦИГ СО РАН, к.б.н. Яков Цепилов.

Результаты исследования показывают, что такая причинная взаимосвязь на самом деле существует, причем, она направлена именно от ИМТ к болям в спине, а не наоборот, но величина этого эффекта оказалась гораздо ниже, чем принято считать. Конечно, врачи по-прежнему будут рекомендовать пациентам снизить свой вес (поскольку он относится к тем факторам риска, на которые человек в состоянии повлиять самостоятельно), но ожидать, что это решит проблемы со спиной, уже не приходится.

Впрочем, отмечают исследователи, терапевтические рекомендации находятся вне пределов их компетенции. Свою задачу ученые видят в другом.

– Это исследование само по себе было не очень сложным, поскольку мы измеряли степень влияния для очевидного и хорошо известного фактора риска развития дорсалгии, но теперь мы имеем в распоряжении апробированные методы, дающие достаточно точный результат, которые можем применить к другим, менее очевидным и понятным факторам, - отметил Яков Александрович.

Статья про исследования связи ИМТ и дорсалгии была отмечена наградой конкурса, проводимого крупным международным медицинским сообществом по изучению проблем, связанных со спиной. А в апреле эти же результаты будут озвучены на международном медицинском конгрессе в Австралии, участники которого задействованы в разработке протоколов лечения различных заболеваний. По мнению, исследователей, это говорит о том, что они вызывают интерес у медицинского сообщества и достаточно быстро найдут применение в клинической практике.

Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН

«Зеленая революция» в отдельно взятой стране

Когда у вас нет пустых оврагов, куда можно сваливать мусор, обстоятельства вынуждают решать проблему инновационным путем. Как мы знаем, израильтянам удалось создать в своей пустынной стране со скудными почвами высокопродуктивное сельское хозяйство – одно из лучших в мире. Не удивительно, что проблемы экологии также не остались в стороне. Опыт Израиля тем и хорош, что он наглядно демонстрирует передовые подходы к решению экологических проблем, выступая в роли некой испытательной площадки. При желании, этот опыт можно спокойно масштабировать.

В настоящее время, как мы знаем, серьезную угрозу для экологии создают твердые коммунальные отходы. Так, у нас в стране уже на официальном уровне бьют тревогу по поводу того, что через шесть лет в ряде регионов просто будет некуда сваливать мусор. О проблеме много говорят на самом высоком уровне, но она не сдвигается с места. Даже Глава государства вынужден был обратить внимание на серьезность сложившейся ситуации. Мало того, в Подмосковье опять начинается буза вокруг мусорных полигонов. Полагаю, что в этих условиях станет нелишним изучение передового опыта, связанного с утилизацией и переработкой мусора.

Не так давно прошла информация о том, что в Израиле открылся первый завод по производству из коммунальных отходов альтернативного топлива (Refuse Derived Fuel – RDF). Это топливо планируется использовать для нужд расположенного в Нешере предприятия по производству цемента.  Затраты на строительство завода составили 400 миллионов шекелей.

Такое предприятие способно перерабатывать до 1500 тонн мусора в день, что соответствует половине всего объема коммунальных отходов Гуш-Дана (Большого Тель-Авива). Указанное количества мусора будет давать «на выходе» примерно 500 тонн альтернативного топлива в сутки. Цементному заводу этих поставок хватить на то, чтобы покрыть 20% собственных потребностей в энергоресурсах. В будущем объемы производства RDF поднимутся до 740 тонн в сутки. По мнению специалистов, вложения окупятся в течение пяти лет.

Нельзя сказать, что такой способ переработки отходов является чем-то совершенно новым. Об альтернативном топливе, получаемом из измельченной органической массы, писали еще полвека назад.  Где-то в начале 1980-х в США планировали начать массовую переработку бытового мусора в топливный ресурс. С этой целью даже проводили специальную подготовку работников коммунальных служб для проведения ими работ на мусорных свалках. В «нулевые» годы в нашей стране распространялись предложения для инвесторов, которым предлагалось вложить средства в приобретение оборудования для производства альтернативного дизеля (по европейской технологии). Сырьем здесь могла служить самая разная органика, включая и отходы сельхозпроизводства. Особой популярности эта тема, к сожалению, не приобрела. За рубежом, как мы знаем, широкое распространение получила термическая утилизация мусора – когда органические отходы непосредственно сжигаются в топке котлов.

Возможно, израильский пример погоды не сделает, особенно в условиях дешевеющей нефти и газа, а также массового перехода на солнечные и ветровые электростанции. Тем не менее, этот пример важен тем, что он наглядно разрушает устоявшиеся у нас стереотипы, будто решение экологических проблем – невыносимо обременительное для бюджета дело. Причем, основное бремя якобы придется взвалить на само же население. Именно в рамках подобных воззрений утилизация коммунальных отходов непременно трактуется как «услуга», за которую вы обязаны платить (как вы платите за потребление тепла, воды и электричества). Пример с производством RDF задает принципиально новую парадигму для обращения с отходами. То есть мы все сильнее и сильнее осознаем, что мусор – это не просто «грязь», от которой вам нужно избавиться (за ваш же счет). Мусор – это сырье, пригодное для получения ценного продукта, продажа которого коммерчески выгодна.

В этой связи стоит напомнить еще одно изобретение израильских ученых. Как мы знаем, сегодня в мире бьют тревогу по поводу отходов из пластика. В океанах уже кочуют целые острова и даже целые континенты из синтетических упаковок и бутылок. На этом фоне разгорается борьба за полный запрет пластиковой упаковки. Причем, с большой долей вероятности мы можем быть уверенными, что ужесточение требований коснется и нашей страны. Уже сейчас некоторые общественники, ратующие за запрет, предаются ностальгическим воспоминаниям о том прекрасном времени, когда мы пользовались бумажными пакетами и стаканчиками. Однако возвращение к тому, что было раньше, трудно увязать с техническим прогрессом. Следуя таким путем, мы можем запретить автомобили, самолеты и тепловые станции (что-то подобное уже происходит в рамках борьбы с парниковым газом). Истинный же путь прогресса – это когда проблема решается через инновации, то есть с привлечением научно-технического потенциала.

В прошлом году израильские ученые из Тель-Авивского университета предложили свой способ спасения планеты, создав экологически чистый биопластик из морских водорослей. Его производство обходится без использования плодородных почв и воды. Изобретатели считают, что их открытие может стать поистине революционным решением в деле сокращения пластиковых отходов. Дело в том, что обычная сортировка и различные способы утилизации мусора не в состоянии полностью избавить планету от пластика – даже в том случае, если все народы мира последуют примеру развитых стран. Корень проблемы – в самом производстве полимеров.

В XIX веке изобретение пластмасс из углеводородов считалось революционным технологическим прорывом. К нашему дню мы начали понимать явственный масштаб угрозы от этого изобретения. Ясно, что на смену опасной для экологии синтетики должна прийти абсолютно безвредная альтернатива. Израильские ученые как раз и предложили такой вариант.

Отметим, что к настоящему времени уже создано несколько видов экологически чистой продукции из биополимеров, которые полностью распадаются после своего использования. Однако здесь возникала другая проблема – использование растительного сырья, требующего (как и все культивируемые растения) пресной воды и плодородных почв. Для Израиля, например, такой способ перехода на биопластик неприемлем в силу острого дефицита названных ресурсов. Та же самая проблема стоит перед такими густонаселенными странами, как Китай и Индия. А ведь эти страны вносят сегодня весомую лепту в загрязнение планеты пластиком. Как, в таком случае, перевести их на безвредную альтернативу, не затратив при этом таких ценных ресурсов, как пресная вода и почвы?

Израильские ученые пошли другим путем, используя для создания нового полимера микроорганизмы, питающиеся морскими водорослями. Такую биомассу можно успешно культивировать в соленой морской воде. Созданный ими полимер вообще не производит токсичных отходов, распадается на совершенно чистую биомассу и пригоден к повторному использованию. По словам ученых, в качестве сырья использовались многоклеточные морские водоросли, которыми, в свою очередь, питаются одноклеточные организмы, также обитающие в соленой воде. На текущем этапе изобретатели ведут поиск бактерий и водорослей, способных дать оптимальную комбинацию характеристик для производства биополимеров с различными заданными свойствами. Разумеется, пока еще не стоит вопроса о массовом производстве нового биопластика. На это уйдет какое-то время. Однако уже сейчас становится ясно, что данное изобретение обещает поистине революционные изменения в мировом масштабе.

Интересно, что при этом Израиль является мировым лидером в области переработки пластиковой тары, использующейся для разлива напитков. Для достижения этого результата правительству страны пришлось вести длительную разъяснительную работу с населением. Но результат не заставил себя ждать. Так, если в 2007 году пластиковые бутылки помещали в специальные контейнеры только 44% населения, то к 2016 году количество «сознательных» граждан возросло до 83 процентов. В итоге количество собранной и переработанной пластиковой тары достигло в Израиле рекордной величины – порядка 64 процентов, что превышает показатели европейских стран, и особенно – США (где эта цифра не превышает 30%). Но, несмотря на столь явственный успех, эта маленькая страна не останавливается на достигнутом, предлагая способы решения проблемы «на корню».

Николай Нестеров

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS