С начала недели в Академгородке проходит крупнейшая в Сибири 57-я Молодежная научная студенческая конференция (МНСК), в числе со-организаторов которой выступает ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» (главный организатор – Новосибирский государственный университет).

На протяжении 16 апреля в ИЦиГ заслушивали доклады участников подсекции МНСК «Цитология и генетика». Как отмечают организаторы, многие из представленных работ им хорошо известны, поскольку базируются на преддипломных и дипломных работах, выполняемых студентами НГУ на базе Института цитологии и генетики. Для удобства участников и ввиду большого количества заявленных докладов (свыше сорока) выступления были разделены на три тематических блока.

Первый включил доклады, посвященные генетике и цитологии животных. В их числе доклад Татьяны Бикчуриной, подготовленный в области эволюционной биологии. Ей удалось не просто получить ряд конкретных результатов в изучении хромосом межвидовых гибридов полевок, но и обобщить их на научной основе, показать происходящие процессы в историческом контексте, что традиционно является сложной задачей для данного направления науки. Очень большой объем проделанной работы вместе с хорошей интерпретацией полученных результатов продемонстрировала в своем докладе Полина Антошина. Да и в целом, качество подготовленных докладов организаторов вполне устроило.

– Приятным моментом стало то, что студентам в этот раз удалось показать свои работы в новом свете и вывести свои результаты на уровень, больший, чем просто квалификационная работа, - отметил сопредседатель оргкомитета подсекции конференции к.б.н. Вениамин Фишман.

Параллельно с первым блоком, в соседней аудитории выступали докладчики второго, посвященного генетике и цитологии растений. Там тоже прозвучало немало интересных сообщений. Анастасия Егорова представила результаты большого группового исследования устойчивых и неустойчивых к нематоде генотипов картофеля, включая анализ работы защитных механизмов, что имеет хорошие перспективы в прикладном аспекте.

В сравнении с прошлым годом расширилась и география участников: со своим докладом выступила делегат от Якутии Сайыына Иванова, рассказавшая о генетическом разнообразии полыни, произрастающей на территории этого региона.

Большой интерес вызвал доклад Натальи Левановой, рассказавшей о генетических исследованиях биосинтеза меланина у растений.

– Мы хорошо знаем, как образуется и какие функции выполняет меланин в организме животных (окраска и т.п.), тогда как у растений этот пигмент еще малоизучен, и радует, что участники студенческих конференций не боятся браться за темы, требующие серьезной самостоятельной работы, - подчеркнула член жюри подсекции, к.б.н. Олеся Шоева.

Вообще стремление работать как можно ближе к переднему краю науки демонстрировали многие докладчики, как в первых двух блоках, так и в третьем, посвященном медицинской генетике и цитологии, а также авторы ряда стендовых докладов.

Например, магистрант первого года обучения ФЕН НГУ, сотрудник лаборатории эпигенетики развития ИЦиГ Вера Овечкина, представившая в своем докладе клеточную модель спинальной мышечной атрофии. Всего несколько лет назад ученые научились превращать практически любые клетки организма в плюрипатнтные стволовые, а затем, на их основе создавать необходимые клеточные культуры (эта работа была отмечена Нобелевской премией в 2012 году). А сейчас эта технология используется ведущими научными центрами при поиске и создании новых лекарственных препаратов, когда разработчики проводят исследования не с лабораторными животными, а с искусственно выращенными культурами клеток пациентов.

– Спинальная мышечная атрофия – это наследственное заболевание, поражающее спинной мозг и приводящее в итоге к иммобилизации и смерти пациента. На сегодня нет эффективного способа его лечения, поиск его ведется в разных странах и наша модель создана как раз для этой работы – поиска генов-мишеней и кандидатов на роль лекарства, -рассказала Вера Овечкина.

Такая возможность участвовать в реальных исследовательских проектах, опирающихся на самые новые достижения мировой науки, работать в контакте с состоявшимися учеными – важное преимущество, которым традиционно располагают студенты НГУ. Это и позволяет МНСК претендовать на роль ведущей студенческой конференции в Сибири не только по числу участников и направлений в программе, но и по уровню, озвучиваемых на ней докладов.

Пресс-служба ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»

В марте этого года, в результате присоединения Института проблем переработки углеводородов СО РАН (ИППУ СО РАН, Омск) к новосибирскому Институту катализа СО РАН был создан Федеральный исследовательский центр «Институт катализа СО РАН». Рассказать о целях этого объединения и о задачах, которые будет решать новый ФИЦ, мы попросили заместителя директора Центра по научной работе, д.х.н. Олега Мартьянова.

– Я бы сказал, что идея создания федерального научного центра на базе Института катализа родилась не сейчас, а еще в начале 1990-х годов. Тогда открывался наш филиал в Омске и создавался «пояс внедрения», и реорганизация в ФИЦ сейчас вполне укладывается в логику именно этого вектора развития. Напомню, что Институт катализа в свое время курировал всю катализаторную промышленность не только в Советском Союзе, но и в странах СЭВ. Поэтому после объединения для нас мало что изменилось, в отличие от некоторых других ФИЦ, которые создаются по «территориальному признаку», объединяя в своей структуре самые разные научные институты.

– Ситуация, в сравнении с советским периодом, изменилась. Какие задачи стоят перед Вашим Центром сегодня?

– Задачи, которые были поставлены еще во времена Георгия Константиновича Борескова, но, к сожалению, их решение затормозилось в период развала СССР. Это выполнение работ полного цикла, когда мы идем от фундаментальных исследований до готовых решений в рамках одной структуры ФИЦ. Причем мы говорим о востребованных решениях – продуктах и технологиях, которые будут внедряться на производстве.

– В ФИЦ уже есть конкретные проекты полного цикла, работа над которыми ведется?

– Конечно. Как я сказал, по факту мы эту работу вели и до официальной реорганизации, сейчас она продолжается. Мы имеем большой портфель проектов как с российскими («Газпром нефть», СИБУР и т.п.), так и зарубежными компаниями, прежде всего, входящими в мировой топ-20 (BASF, Honeywell и т. п.). Очень крупный проект связан с катализаторным заводом, который строит ПАО «Газпром нефть» рядом с нашей площадкой в Омске. Примеров строительства заводов, работающих по самым современным технологиям в новейшее время, увы, немного. И один из них создается с нашим участием, поскольку работать он будет, в том числе, на основе наших технологий. Другой пример – разработанные нашими учеными котельные, где топливо эффективно сжигается в кипящем слое катализатора.

На первый взгляд, это гораздо более локальный проект. Но наши котельные могут, например, решать важную задачу энергообеспечения объектов и целых поселений, удаленных от традиционной инфраструктуры. А это очень важно в рамках освоения наших северных территорий, прежде всего, Арктики.

Параллельно нами была создана технология сжигания влажных топлив и отходов, в том числе осадков сточных вод коммунального хозяйства, в качестве топлива для подобных котельных. И это направление мы продолжаем успешно развивать, поскольку постоянно требуется доработка технологии под конкретные параметры заказчика.

– Какова роль, которую ФИЦ будет играть в реализации проекта ЦКП «СКИФ»?

– Мы генеральный заказчик этого проекта, это и есть наша роль. И уже около года совместно с Институтом ядерной физики и специалистами из других институтов обеспечиваем большую часть работ, проводимых проектным офисом ЦКП «СКИФ», преимущественно за счет внебюджетных средств -. У нас большой опыт выполнения функций интегрирующей организации, которая может взять на себя определенные венчурные вложения до начала государственного финансирования. Позволить себе финансирование работ в таком режиме могут только несколько самых крупных институтов Сибирского отделения. Но «СКИФ» создается именно как центр коллективного пользования – уникальный мощный инструмент для многих исследовательских проектов различных научных и промышленных организаций в области геологии, археологии, химии, физики, биологии, медицины и др.

– Новые проекты, новые научные установки – это хорошо. А как обстоят дела с притоком новых научных сотрудников?

–Не скажу, что мы полностью удовлетворены тем, как у нас идет приток научной молодежи. Равно как и не совсем довольны государственной поддержкой этого процесса. Но мы стабилизировали ситуацию с «утечкой мозгов» в начале 2000-х годов. Тогда число уезжающих за границу сотрудников примерно сравнялось с теми, кто приходил им на смену после аспирантуры. Меняется и направление этой «утечки»: если раньше молодежь ехала в основном за границу, то теперь большинство идет работать в российские компании или представительства зарубежных компаний в нашей стране.

– За счет чего удалось стабилизировать ситуацию?

– Хорошо, что у нас в Академгородке создана замечательная взаимодополняющая система из университета и научных институтов. И пока основу преподавательского корпуса университета составляют ученые институтов, пока там работают наши базовые кафедры, мы можем рассчитывать на приток новых сотрудников. Хотя эта задача все равно остается для нас очень важной и нельзя сказать, что мы спокойно смотрим на происходящее.

– А можно ее решить кардинально в современных условиях?

– На мой взгляд, произошло следующее. С определенного момента, государство стало стимулировать западную модель организации научной работы, ориентированную на постоянный проток молодых кадров. Есть профессор, через работу с ним проходит много молодых людей, но они надолго с ним не задерживаются. Получают некий опыт, реализуют его в виде статей, ученой степени и дальше выбирают: либо переходят работать в бизнес, либо начинают двигаться по преподавательской стезе, чтобы со временем стать таким же профессором. В этом случае центрами науки становятся университеты. В СССР была другая модель, состоящая из академических и отраслевых научных институтов, в которых существовал костяк постоянных сотрудников.

Обе модели имеют свои преимущества. Первая больше ориентирована на «исследования первого шага», которые заканчиваются публикацией в журнале с хорошим импакт-фактором. Это тоже очень важно, но большие проекты, которые требуют привлечения разных специалистов и могут занимать много лет, удобнее реализовывать в рамках второй модели. В этом смысле Академгородок – это уникальный реализованный и эффективно работающий проект, который включает в себя все перечисленные возможности.

– Среди наших читателей хватает студентов и аспирантов. Что бы Вы могли сказать им как потенциальный работодатель, почему стоит идти именно в Ваш Центр?

– Могу назвать несколько причин. Если вам одинаково нравятся химия, физика, математика, то вам подойдет Институт катализа. Значительная часть наших проектов осуществляется на стыке этих направлений, да еще и с привлечением биологии. В итоге людей с химическим образованием в нашем коллективе меньше половины. И два предыдущих директора института – Кирилл Ильич Замараев и Валентин Николаевич Пармон – заканчивали физтех, а не химический факультет. То есть в нашем случае междисциплинарность – это не штамп, а основа научной работы. Второй важный момент – для тех, кто рассчитывает надолго связать свою жизнь с наукой, неважно, фундаментальной или прикладной. Я уже говорил, что у нас есть большой портфель заказов от крупных компаний. Поэтому работа в Институте катализа дает возможность участвовать в создании востребованных на рынке продуктов и решений. То есть, у нас есть вся «линейка» научной работы: хочешь, можно заниматься фундаментальными исследованиями, а если по душе больше прикладные работы, – есть контракты от бизнеса. Третий наш «плюс» – это сложившаяся репутация в России и за рубежом. Сейчас нехватка кадров в отрасли очень велика, и компании с удовольствием берут на работу тех, кто прошел «школу» в стенах Института катализа. В итоге, мы как работодатель можем быть интересны самым разным молодым специалистам с различными планами в отношении занятий наукой. Главное, было бы желание работать и развиваться.

Сергей Исаев

Есть один интересный парадокс, связанный с наукой. С одной стороны, мы привыкли считать, что научная деятельность – поприще для людей рассудительных, вменяемых, критически мыслящих. Так оно, собственно, и есть. Но с другой стороны, если внимательно изучить историю науки, то обнаружится, что выдающиеся умы, прямо повлиявшие на ее становление и развитие, в наше время выглядели бы (в лучшем случае) непонятными чудаками или вообще сумасшедшими. Почитайте, к примеру, биографии Ньютона, Кеплера, Паскаля, и вам станет понятно, о чем я говорю. Парадокс здесь заключается в том, что выдающийся ум каким-то образом сочетался с одержимостью поистине фантастическими идеями.

Сейчас уже не принято вспоминать, что на заре современной науки ее задачи трактовали по аналогии с магией. Собственно, на нее и смотрели как на магию. Наука рассматривалась, в первую очередь, как инструмент покорения природы. В идеале человек должен был управлять стихиями, преображать планету, ему предназначалось одержать победу над болезнями и даже над смертью. Но по мере того, как наука срасталась с производством, прежние масштабы отходили на задний план, а с ними улетучивались и былые мечты о господстве над стихиями. В наши дни ученый стремится выглядеть рассудительным и скептичным прагматиком, а головокружительные идеи перешли в удел писателям-фантастам.

Считается, что одержимость мечтой сама по себе лишена практического смысла, поскольку для практических результатов необходимо сосредотачиваться на конкретном предмете. Якобы «растекаться мыслью по древу» в высшей степени легкомысленно. Поэтому сегодня мы немного косо смотрим на тех, кто чрезмерно демонстрирует свой энтузиазм, повинуясь каким-то «блажным» (на взгляд прагматика) идеям. Однако мало кому приходит в голову, что все прорывные направления в области науки и техники (а то и другое идут рука об руку) начинались как раз с этих самых «блажных» идей. История отечественной космонавтики как никогда подтверждает сказанное.

Сегодня никому не приходит в голову надсмехаться над идеей космических полетов. Нет, не потому, что они отражаются какую-то банальность, а потому, что космонавтика давно уже наглядно продемонстрировала реальные результаты. Человек способен выйти на орбиту, создать там космическую станцию, заполнить околоземную орбиту спутниками. Он даже способен долететь до Луны. Многочисленные автоматические зонды бороздят просторы космоса, отправляя на Землю снимки далеких планет. Космонавтика – одна из немногих сфер практической деятельности, где явственно выражено торжество точных наук. Вроде бы, «лирикам» здесь не место. И, тем не менее, открыли эту сферу деятельности именно «лирики». И как раз они вдохновили на поиски технических решений многочисленных физиков. Творческий путь знаменитого советского ракетостроителя Сергея Королева – самый наглядный тому пример.

Вас никогда не удивляло, что Советский Союз нигде не проявил себя так сильно и так вызывающе, как в области космонавтики? Здесь наше лидерство долгие годы было неоспоримым. Странно, что нам трудно было похвастаться своими телевизорами, стиральными машинками и легковыми автомобилями, зато космические ракеты были образцовыми. Как такое могло случиться?

Конечно, космонавтика не могла состояться без пристального внимания со стороны государства, без поддержки ученых, без системы высшего образования, без инженерных кадров. Однако столпами этого направления были настоящие энтузиасты, фанатично верящие в необходимость космических полетов. Сергей Королев был тем человеком, который – без всяких преувеличений – долгое время играл роль «локомотива» в области космических технологий.

Необходимо все-таки сказать несколько слов о роли личности в истории науки и техники. Любое прорывное направление начинается с энтузиастов, готовых полностью посвятить себя любимому делу. Этот творческий энтузиазм пробуждается у них еще в юности и не оставляет до самой смерти.  Космонавтика без таких людей вряд ли состоялась бы вообще. Недаром американцы буквально охотились за немецкими специалистами по ракетостроению, не смущаясь их связью с нацистами. Откуда взялись такие спецы в самой Германии, догадаться не сложно, если вам известно, сколько было идеалистов и мечтательных романтиков среди немецких интеллектуалов XIX века. Но ведь и в России было то же самое. А может, и на порядок больше.

В том же XIX столетии философ Николай Федоров стал кумиром для определенной части российской интеллигенции. Его умопомрачительные идеи о покорении космоса стали своего рода указателем цели для тех людей, которые искренне верили в торжество науки. Космос стал притягательным, путешествие к другим планетам мыслилось как неизбежность. Так, собственно, появились мотивации к научному поиску. Точнее, к поиску технических средств достижения других планет. Речь, как мы понимаем, идет о ракетах. Один из последователей Федорова – ученый-самоучка Константин Циолковский, был одним из тех, кто решил, условно говоря, «материализовать мечту», разработав чертеж ракетного двигателя.

В 1920-30-е годы Циолковский выступал в роли выдающегося популяризатора науки. Причем, он преподносил науку в ее исходном, «аутентичном» варианте, о чем мы говорили выше. Наука для него не просто придаток производства. Наука – это средство покорения природы, через науку люди превращаются в сообщество сверхлюдей, способных покорять космическое пространство и создавать совершенную жизнь на других планетах. Очень дерзкий замысел, не так ли? Для нынешнего поколения прагматиков подобные заявления похожи на бред сумасшедшего. Но тогда, в далекие 1920-30-е годы все обстояло по-другому. Именно такие безумные (на наш взгляд) мечты притягивали молодых исследователей, решивших сказку сделать былью. Говоря прямо – взявшихся за практическое осуществление мечты. Фактически, начавших переход от «лирики» - к физике. Лирика, образно говоря, занимала их сердца, в то время как головы заняли математические формулы и физические уравнения. В этот круг входил тогда молодой инженер и начинающий авиаконструктор Сергей Королев.

С определенных пор дотошные биографы пытаются установить, был ли Королев знаком с Циолковским, насколько влияние последнего было реальным, а насколько – обычной легендой, вставленной для красоты в биографию знаменитого ракетостроителя. Мол, о чем мог говорить молодой инженер, интересовавшийся в то время авиационной техникой, с калужским чудиком, мечтавшим о космосе? Но все дело в том, что именно такие чудики и заражали подрастающее поколение молодых технарей «звездной мечтой». О полетах человека в космос говорили в ту пору как о событии ближайших десятилетий. Этого события ждали, к нему готовились. Вот один весьма красноречивый факт. Книжка Якова Перельмана (еще одного знаменитого популяризатора науки) «Межпланетные путешествия» за двадцать лет с момента своего первого выхода (в 1915 году) переиздавалась десять раз! Показательно, что в 1928 году в Москве состоялась выставка, посвященная «межпланетным аппаратам и механизмам». Одна витрина изображала лунный пейзаж, созданный фантазией одного молодого художника. Примечательной деталью этой композиции был человек в скафандре, стоявший рядом с ракетой.

Как ни странно, в те времена, когда еще не было никакой техники для полетов за пределы Земли, космос казался очень близким. В психологическом смысле, разумеется. То есть гипотетический полет на Марс (к примеру) не воспринимался еще в тех шокирующих подробностях, о которых принято говорить в наше время. О Луне и говорить нечего – полет к ней мыслился легкой прогулкой. Мало того, об этом не просто мечтали, но даже составлялись списки желающих полететь на наш спутник! Таков был уровень «космического» энтузиазма тех лет. И если бы однажды партия стала искать добровольцев для полета на Марс (да хоть на Юпитер), то на призыв выстроилась бы многокилометровая очередь. Довоенная студенческая молодежь просто грезила космическими полетами.

С какой бы иронией мы ни относились сейчас к подобным настроениям, необходимо понимать, что только в такой атмосфере и могли появиться увлечения космическими ракетами. Реальные трудности дадут о себе знать позже. Но здесь важен сам творческий порыв. Тот, кто с воодушевлением принимался за решение этой задачи, в любом случае шел до конца. И даже если Марс остался недосягаемой целью, то все равно на этом пути появлялись определенные результаты. Именно так и было в истории космонавтики. Вряд ли бы люди вышли на орбиту Земли, если бы при этом они не стремились к полетам на Марс. Освоение околоземного пространства – всего лишь «программа минимум». Но она всецело определялась «программой максимум» - идеей межпланетных перелетов. Не будь этой идеи, не было бы вообще ничего - никаких спутников и орбитальных станций.

В любом случае, факт остается фактом – именно Королев больше всех своих современников сделал для того, чтобы воплотить мечту Циолковского о космических полетах. Несомненно, он читал его работы (о чем сам указывает в своей автобиографии). И, конечно же, Королев был не единственным энтузиастом. Как я сказал, среди тогдашних технарей космические увлечения были в порядке вещей. Молодые энтузиасты собирались в неформальные кружки и ассоциации, занимаясь в свободное время (подумать только!) разработкой упомянутых выше «межпланетных аппаратов и механизмов».

Как мы понимаем, эти увлечения не обошли стороной и молодого Королева, который до войны был душой неформальной группы по изучению реактивного движения (ГИРД), основанной в 1931 году. С момента основания организации энтузиасты работали, как принято сейчас говорить, на общественных началах, но именно эта работа стала важнейшей ступенью в создании отечественного ракетостроения. Фактически, именно участники группы вызвали интерес к ракетостроению со стороны влиятельных государственных деятелей. То есть «заразили» своим энтузиазмом представителей власти.

Приходилось слышать, что после смерти Королева советская космическая отрасль лишилась прорывных идей, и вплоть до сегодняшнего момента используется тот потенциал, который был заложен этим выдающимся человеком. Его наследие, конечно, огромно. Однако необходимо признать, что для очередного прорыва понадобятся личности такого же масштаба. Но могут ли они проявить себя в нынешней нравственной атмосфере, когда высокие мечты воспринимаются как признак психологического расстройства? Окончательного ответа на этот вопрос у нас нет. Но есть повод задуматься.

Олег Носков

Преодоление технологического отставания является наиболее проблемным вопросом обеспечения национальной безопасности. Такое мнение высказал президент Российской академии наук Александр Сергеев, выступая во вторник на заседании научного совета при Совете безопасности РФ.

"Если мы в ближайшее время не сделаем рывок в ответе на важнейший, на наш взгляд, вызов - преодоление технологического отставания, то и качество жизни, и пространственное развитие страны окажутся под вопросом... Преодоление технологического отставания - наиболее проблемный вопрос обеспечения национальной безопасности сегодня", - сказал Сергеев.

Экономический рост ведущих стран мира и рост качества жизни населения обеспечиваются внедрением результатов научно-технологического прогресса. "Поэтому соревнование за вхождение в число мировых лидеров и достижение темпов роста выше среднемировых может быть успешным только при условии эффективной работы научно-технологического комплекса страны", - сказал глава РАН.

Он отметил, что качество жизни - один из важнейших вызовов, который требует быстрого и эффективного ответа, поскольку именно высокое качество жизни позволяет сконцентрировать на своей территории "самый главный ресурс - человеческий потенциал", который "дрейфует в направлении увеличения качества жизни". Сергеев подчеркнул, что обеспечению качества жизни служат цели большинства нацпроектов.

"Сбалансированное развитие территорий, пространственная связность страны - вызов, который обусловлен громадной территорией нашей страны, сильной неравномерностью экономического и социального состояния регионов... Это проблемы, которые требуют серьезного научного анализа и прогнозирования", - сказал он.

Обеспечение обороноспособности страны - вызов, который в последние годы "находит, пожалуй, наиболее эффективные и адекватные ответы в нашей стране и служит своеобразным гарантом ее стабильного положения в условиях сложной геополитической ситуации, а также дает нам некоторый запас времени на ответы на другие вызовы", отметил президент РАН.

Единый орган управления научно-технологическим комплексом

Сергеев предложил сформировать единый "надминистерский" орган для координации работы научно-технологического комплекса РФ и распределения средств на исследования.

"На государственном уровне должно быть обеспечено единство управления всем научно-технологическим комплексом - от фундаментальных исследований до выпуска наукоемкой продукции как гражданского, так и оборонного назначения. Такой подход требует создания единого надминистерского координирующего органа под руководством курирующего вице-премьера, отвечающего за научно-технологическое развитие страны в целом", - сказал он.

Он отметил, что сейчас министерства и ведомства направляют на научные исследования более 400 млрд рублей, "которые в большинстве случаев тратятся нескоординированно". "Надо констатировать, что эффективность работы научно-технологического комплекса страны в целом представляется сегодня достаточно низкой, прежде всего, в связи с нарушением целостного механизма его функционирования за исключением ряда областей, например, оборонной", - сказал глава РАН.

По мнению Сергеева, в условиях отсутствия координации "система управления научно-технологическим комплексом не ориентирована на вхождение страны в число стран - технологических лидеров и не может обеспечить необходимые темпы научно-технического развития".

Заседание научного совета во вторник прошло впервые после обновления состава в конце декабря 2018 года. Совет создан для научно-методологического и экспертно-аналитического обеспечения деятельности СБ РФ, его рабочих органов и аппарата. Председатель совета - секретарь СБ РФ Николай Патрушев. В состав научного совета, как правило, входят представители государственных академий наук, научных организаций, а также отдельные ученые и специалисты.

В компетенции научного совета - восемь направлений работы, в том числе - совершенствование методологии научного обоснования стратегии национальной безопасности РФ, научно-методологическая оценка и прогнозирование внутренних и внешних угроз, влияющих на социально-экономическое развитие страны и обеспечение национальной безопасности, оценка уровня социально-экономического развития и состояния национальной безопасности, а также ряд других.

О научном совете при СБ РФ

Заседание научного совета прошло впервые после обновления его состава, которое произошло в конце декабря 2018 года.

Научный совет создан для научно-методологического и экспертно-аналитического обеспечения деятельности Совета безопасности РФ, его рабочих органов и аппарата СБ РФ. Председателем совета является секретарь Совбеза РФ Николай Патрушев. В состав научного совета включаются представители государственных академий наук, научных организаций, а также отдельные ученые и специалисты.

В компетенции совета восемь направлений работы, в том числе совершенствование методологии научного обоснования стратегии национальной безопасности РФ, научно-методологическая оценка и прогнозирование внутренних и внешних угроз, влияющих на социально-экономическое развитие страны и обеспечение национальной безопасности, оценка уровня социально-экономического развития и состояния национальной безопасности, а также ряд других.

В Новосибирске начали проверять «Тотальный диктант» — филологи рассказали о самых распространённых и забавных ошибках, которые допустили участники акции.

«Вторая часть диктанта оказалась довольно сложной, и отличников у нас не так много, как в прошлом году, — сообщила сегодня заведующая кафедрой общего и русского языкознания Гуманитарного института НГУ Наталья Кошкарёва. — К сожалению, ошибки были допущены в таких тривиальных местах, о которых мы даже не подозревали. У нас было такое предложение: "Всё вокруг меняется, а Коробочка всё так же живёт по старинке. Вот это слово "так же", которое в этом тексте нужно было написать раздельно, подавляющее большинство участников написали слитно. Были и другие ошибки, более серьёзные, которые позволяют задуматься либо об общем уровне грамотности наших участников, либо о том, как правила формулируются. Например, есть некоторые реалии, которые уходят из нашей жизни. Например, корабельный дуб, из которого когда-то изготавливались парусники. И в тексте у нас была такая фраза: "колодец у которого обшит корабельным дубом". Видимо, для молодёжи это не особо знакомые реалии, и они допускали такие ошибки: "облит карамельным дубом".

<...> Многие учителя нас очень благодарили за то, что тексты этого диктанта (в разных городах писали четыре части одного текста. — Прим. ред.) были посвящены произведениям художественной литературы из школьной программы. <...> В нашей части вместо Плюшкина появился Клюшкин. Наверное, это были люди, которые писали в Новосибирске под диктовку нашего хоккеиста, звезды нашей хоккейной команды "Сибирь"».

Среди других частых ошибок новосибирцев — написание слов «по старинке», «авантюрист» и фамилии литературных персонажей.

Работы новосибирцев ещё проверяют. Все результаты организаторы диктанта обещали опубликовать после 23 апреля на официальном сайте акции.

Не все овощи одинаково полезны – есть среди них полезные ОСОБО. Об этом рассказал старший научный сотрудник Центрального сибирского ботанического сада СО РАН (ЦСБС СО РАН) Юрий Фотев, выступая на форуме-выставке «Городские технологии – 2019». Мы уже сообщали ранее, что одна из секций форума была посвящена вопросам сити-фермерства. Как выяснилось, те технологии, которые предлагают новосибирские новаторы в этой новой области возделывания растений, наилучшим образом подходят для развития целого направления, связанного функциональным питанием.

Напомню, что наши новаторы (речь в данном случае идет о компании iFarm Project) ориентируются на так называемое «органическое» земледелие. Иными словами, созданная ими технология выращивания овощей и зелени исключает использование ядов, пестицидов и разных химических подкормок. Разработчики стремятся идти в русле современных трендов, когда во главу угла ставится полезная для здоровья еда. И они, в принципе, готовы предоставить таким потребителям безупречную в данном отношении (то есть без «химии») продукцию. Одним словом, ориентиры выбраны верные и вполне современные. Но, как выяснилось, эту «здоровую» компоненту можно многократно усилить, сделать её основополагающей, ключевой. Причем, её совсем несложно совместить с разработанной технологией для вертикальных ферм и солнечных теплиц. Достаточно только подобрать соответствующие сорта и культуры, особо ценные как раз с точки зрения их полезных свойств.

Именно на этом моменте сконцентрировал свое внимание Юрий Фотев, уже много лет занимающийся интродукцией нетрадиционных для Сибири (и вообще для России) теплолюбивых овощей. Причем, важнейшим критерием выбора как раз являются полезные свойства растений. Ученый обращает внимание на то, что статистические данные свидетельствуют о негативных прогнозах демографических показателей населения нашей страны. Снижается не только численность, но и ухудшается состояние здоровья людей. По мнению Юрия Фотева, из-за деградации среды обитания произошли изменения и в самом ассортименте  и разнообразии потребляемых продуктов, что способствует снижению их биологической ценности. На его взгляд, обеднение потребляемых продуктов жизненно важными минеральными элементами, витаминами и физиологически активными компонентами составляет серьезную угрозу для здоровья населения.

В этой связи одним из важных путей решения указанной проблемы как раз и является интродукция новых культур для функционального питания, а также выведение новых сортов, богатых жизненно важными элементами. Как сказал Юрий Фотев, на сегодняшний день в нашей стране 90%  всего товарного овощеводства представлено всего лишь несколькими культурами, такими как белокочанная капуста, томат, огурец, морковь, свекла и лук репчатый. Столь однообразный рацион во многом характеризует современное общество. И касается это не только нашей страны. Ученый привел следующие цифры. Из примерно 30 тысяч видов высших съедобных растений люди в разное время использовали примерно 7 тысяч видов. В настоящее время из них являются сельскохозяйственно значимыми не более двухсот видов. При этом львиную долю в рационе жителей планеты составляют только 12 видов растений. Мало того, сужение ассортимента сопровождается обеднением химического состава получаемых из них продуктов. Например, в овощах заметно упало содержание кальция, магния и железа. Нехватка в нашем организме этих микроэлементов, напомнил ученый, повышает риски возникновения опасных заболеваний.

Таким образом, мы сталкиваемся с ситуацией, когда пища перестает поддерживать наше здоровье. И во многом это связано с особенностями современного индустриального растениеводства. С одной стороны, оно неизбежно приводит к доминированию на рынке предельно ограниченного числа культур, с другой – биологическая ценность самих продуктов также снижается. В этой связи, утверждает ученый, необходимо увязать развитие растениеводства с принципами здорового питания, для чего придется разработать соответствующую концепцию. Коротко ее содержание можно сформулировать так: «Продукт питания должен быть лекарством!». В принципе, в этом вопросе мы давно не первые, поскольку развитые страны начинают весьма активно формировать соответствующие программы.

Так, в Японии относительно недавно была разработана концепция FOSHU. Япония, кстати, является родиной самого понятия «функциональных продуктов». В 1989 году в этой стране был принят закон об улучшении питания. Как разъяснил Юрий Фотев, новая система была направлена на то, чтобы посодействовать производству сельхозпродукции, нацеленной на решение серьезных проблем со здоровьем населения. В этом плане функциональное питание рассматривается как альтернатива медикаментозной терапии. Примечательно, что в той же Японии объем рынка FOSHU оценивается в 5,7 млрд долларов США. Такую маркировку в 2005 году имели более 500 продуктов питания.

Кстати, аналогичные по функциям системы созданы в Европейском Союзе, в Великобритании, в США, в республике Корея, в Китае и в Австралии. В американском Далласе, например, создан Центр функциональных продуктов питания, который проводит активную научную и учебную деятельность, выпускает научно-образовательную литературу. И, как утверждает Юрий Фотев, в настоящее время функциональное питание во многих развитых странах стало реальной, действенной альтернативой медикаментозной медицине.

Разумеется, нашей стране ничто не мешает идти тем же путем, тем более что у нас на этот счет есть серьезный научный задел. По словам Юрия Фотева, в ЦСБС СО РАН с 2003 года проводятся серьезные исследования биохимической ценности нетрадиционных для России овощных культур. В частности, особое значение придается следующим видам – кивано, момордике, бенинказе (восковой тыкве) и вигне (о них мы уже когда-то писали подробно). В последнее время в поле зрения ученых попали такие культуры, как хауттюйния сердцевидная и китайская брокколи. Как утверждает Юрий Фотев, все эти растения могут успешно выращиваться в Сибири. К настоящему времени уже выведено пять сортов этих культур, включенных в Государственный реестр. Речь идет о двух сортах вигны (Сибирский размер и Юньнаньская), одном сорте момордики (Гоша), кивано (Зеленый дракон) и бенинказы (Акулина).

Кроме того, селекционеры ЦСБС СО РАН создали сорт томата с повышенным содержанием аскорбиновой кислоты, благодаря чему его также можно рекомендовать для функционального питания. Напомним, что в СибНИИРС (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН) совсем недавно был выведен сорт сладкого перца Египетская сила, обладающий схожими полезными свойствами. В принципе, в селекции намечается определенная тенденция, когда важным показателем сорта выступает не только урожайность и устойчивость к неблагоприятным условиям, но и высокое содержание необходимых для человеческого здоровья компонентов.

Понятное дело, что развитие данного направление будет напрямую связано с принятие новых технологий выращивания, исключающих обильное использовании «химии». По большому счету, так называемое «органическое» земледелие четко соответствует задачам функционального питания, о чем мы уже говорили выше. Осталось только поддержать эту тенденцию законодательно. Для чего, как мы понимаем, указанная тема должна получить широкую известность среди российских политиков и чиновников.

Олег Носков

Клеточные технологии уже сегодня используются в лечении ряда заболеваний, и в дальнейшем их значение будет только возрастать, уверены эксперты. В ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» исследованиями в этом направлении занимается сразу несколько научных коллективов. В их числе, лаборатория клеточных технологий НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН), под руководством д.м.н. Ольги Повещенко.

Изучая свойства различных типов клеток, продуктов их секреции и механизмов их взаимодействия, сотрудники лаборатории, в дальнейшем, ищут способ применения полученных данных в лечении пациентов. Одно из направлений – терапия трофических язв на ногах при сахарном диабете. Это осложнение, известное как синдром диабетической стопы, снижает качество жизни пациентов и может приводить к серьезным последствиям, вплоть до ампутации конечности.

– В тех случаях, когда стандартная терапия не дает требуемых результатов, необходимо применять альтернативные методы лечения, такие, как предлагаемая нами технология, - рассказала Ольга Повещенко.

Суть ее заключается в следующем: из клеток крови самого пациента вырабатывается продукт, который затем вводится в пораженные участки с целью улучшения кровотока при отсутствии возможности хирургического лечения  или для ускорения  регенерации при трофических язвах.

Клинические исследования, продолжающиеся в клинике НИИКЭЛ, показали, что срок заживления трофических язв у некоторых пациентов сокращается на треть. Сейчас ученые изучают отдаленные по времени результаты лечения на основе созданной ими технологии, после чего можно будет говорить о получении патента и внедрении в клиническую практику.

– Мы провели клинические исследования новой технологии с вовлечением нескольких десятков пациентов, получив удовлетворительные результаты, - отметил заведующий лабораторией оперативной лимфологии и лимфодетоксикации НИИКЭЛ, д.м.н. Вадим Нимаев.

Ученые подчеркивают, хотя работы в этих направлениях ведутся во многих странах мира, на сегодня они пока остаются на стадии клинических исследований. В этом отношении, исследования проводимые новосибирскими учеными вполне соответствуют мировому уровню.

Более подробно о результатах этой работы будет рассказано на III Российской междисциплинарной конференции с международным участием «Сахарный диабет: от мониторинга к управлению» (основной организатор - НИИКЭЛ – филиал ИЦиГ СО РАН), которая пройдет в Новосибирске 23-24 апреля 2019 года.

Пресс-служба ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»

Курс на освоение арктических просторов, озвученный российской властью некоторое время назад, помимо прочего породил запрос на производство транспорта, соответствующего условиям Севера. Прежде всего, традиционно, речь идет о воздушных судах. Таких, как арктический вариант вертолета Ми-8АМТШ, сконструированный с учетом специфики применения в условиях низких температур и ограниченной видимости при выполнении полетов, в том числе во время полярной ночи.

Одновременно запущены сразу несколько проектов создания новых самолетов. Впрочем, в своей работе конструкторы используют не только технологические новинки – композитные материалы и т.п. – но и опыт, наработанный конструкторами прошлого века, когда тоже реализовывались масштабные арктические проекты. И наибольший интерес вызвало наследие Роберта Бартини – выдающегося авиаконструктора, которого Королев и Лавочкин считали своим учителем. А поскольку Бартини, при всем уважении, которое выказывали ему конструкторы и летчики, очень малоизвестен широкой публике, не будет лишним напомнить некоторые детали его проекты и страницы биографии.

Сын губернатора Фиумы (Италия) барона Лодовико Ороса ди Бартини Роберт родился в 1897 году. А первое его знакомство с Россией состоялось в 1912-м, когда он, будучи уже гимназистом, увидел демонстрационные полёты русского авиатора Харитона Славороссова. В результате, Бартини страстно увлёкся авиацией на всю жизнь.

После Первой мировой войны Бартини увлекается коммунистическими идеями, разрывает отношения с отцом, а после смерти родителя передает все наследство Компартии Италии и в 1922 году отправляется в СССР. Именно здесь молодой барон превратился в авиаконструктора Роберта Людвиговича.

Говорят, на московских улицах он смотрелся экзотично: брюнет с «римским профилем» в сером берете и белоснежном шарфе. На единственном галстуке, который он завязывал по южной моде свободно, красовалась какая-то необычная заколка с прозрачным камушком. Летом 1925 года в Коктебеле в доме поэта Волошина Бартини познакомился с писателем Михаилом Булгаковым, в результате, позже тот, создавая внешний образ Воланда, «приписал» ему многие черты итальянца.

Но гораздо важнее и весомее вклад, который Бартини внес в советское самолетостроение: в его багаже 60 законченных проектов самолетов, модели первых советских экранопланов, научные работы по аэродинамике и космогонии.

Некоторые самолеты, спроектированные Бартини, настолько опережали время, что их просто невозможно было построить или запустить в серию. Так было, например, с самолетом-«невидимкой», созданным в единственном экземпляре и испытанном на военном аэродроме в Подмосковье в 1935 году. Самолет был сделан из органического стекла – родоида, который с внутренней стороны был покрыт амальгамой. Бартини оборудовал машину устройством для распыления голубоватого газа. Этого оказалось достаточным, что обеспечить аэроплану маскировку на фоне чистого неба.

«Раздавались привычные команды и ответы: «От винта! Есть от винта!», - вспоминал один из участников испытаний. - Потом все увидели густой голубоватый выхлоп от бортовых отверстий. Одновременно с этим резко ускорилось вращение пропеллеров, и самолет стал исчезать из вида. Казалось, что он растворяется в воздухе. Те, кто находился близко к старту, уверяли, что видели, как машина уносится в небо, остальные теряли её из виду ещё на земле».

Но советская промышленность была не готова наладить серийный выпуск таких машин и самолет так и остался в единственном экземпляре, да еще и строго засекреченным.

Впрочем, ряд проектов Бартини вполне успешно выпускались и служили стране. Правда, иногда под новыми именами. Так произошло с дальними бомбардировщиками, бомбившими Берлин в августе 1941 года. После первой успешной операции Сталин потребовал привезти к нему их конструктора, но Бартини к тому времени уже несколько лет как был арестован и отбывал срок по 58-й статье в знаменитой «туполевской шарашке», где им был спроектирован этот самолет. Поэтому на встречу к Сталину поехал его «куратор» Владимир Ермолаев, а сам самолет переименовали из ДБ-240 (так назвал его создатель) в Ер-2. А Бартини продолжал трудиться в заключении: в 1942 году он разработал перехватчик Р-114 с реактивными двигателями и скоростью, равной двум звуковым. Позже наработки в рамках этого проекта использовал Туполев при создании Ту-144.

Вскоре после войны его перевели в Институт аэродинамики Новосибирского отделения Академии наук СССР. Здесь он проработал несколько лет и создал, в частности, первый в мире межконтинентальный вертикально взлетающий бомбардировщик ВВ-14. Самолет, как и большинство проектов Бартини, обладал фантастическими характеристиками: мог взлетать и садиться где угодно, обладал невероятной грузоподъемностью и весовой дальностью.

Но вернемся к Арктике. Для северных авиамаршрутов Бартини создал несколько самолетов. По понятным причинам (отсутствия аэродромов) упор он сделал на технику, способную приземляться как на болотистую почву тундры, так и на воду. Например, в 1932 году – Бартини с коллегами строят МБР-2 (морской ближний разведчик), фактически, единственный гидросамолет, точнее, летающая лодка, в ВВС РККА в Великую Отечественную. Вскоре «парк» гидросамолетов пополнила более мощная модель – МДР-3 (морской дальний разведчик).

Но наибольший интерес современных конструкторов вызывает самолет ДАР (дальний арктический разведчик), представленная Бартини в 1935 году. Он взлетал с любой поверхности, будь то снег, лед, вода. Именно на нем Бартини впервые применил метод, который сегодня именуется «эффектом Бартини» (явление уменьшения лобового сопротивления и прироста тяги винтов самолёта за счёт компоновки двух моторов тандемом либо тандемной связки винтов).

Спустя десятилетия, на основе этого проекта сотрудники СибНИА им. Чаплыгина создали свой, с рабочим названием ДАР II, который и был представлен участникам форума «Городские технологии».

– Основными элементами его компоновки являются несущий корпус, подкосное крыло большого удлинения, распределенная силовая установка и интегрированные взлетно-посадочные устройства, - рассказал научный руководитель СибНИА, д.т.н. Алексей Серьезнов.

Как считают сами конструкторы, этот проект способен стать основой для серийного выпуска региональных самолетов следующего поколения. Его преимущества – вдвое меньший удельный расход топлива на пассажиро-километр (в сравнении, с Ан-24) и, как следствие – дальность полета с полной нагрузкой – до 3000 км (против 2000 км у Ан-24). Вместе с возможностью базирования на коротких ВПП (855 метров) с невысокой прочностью грунта, эти характеристики делают новый самолет оптимальным вариантом для северных авиамаршрутов.

Сергей Исаев

Традиционно вся сфера деятельности, связанная с производством продуктов питания, относится у нас к сельскому хозяйству. Мы даже не задумываемся, привычно называя поступающие на городские рынки овощи и фрукты «сельхозпродукцией». Однако наступают времена, когда эти термины станут устаревшими. Причина проста: «сельское хозяйство» начинает движение в города. И как оно после этого будет называться, мы даже не в состоянии сказать. Тем не менее, не приходится сомневаться в том, что эта тенденция вполне объективна, а потому неизбежна.

Проблеме сити-фермерства была посвящена отдельная секция на форуме-выставке «Городские технологии-2019». По словам организаторов форума, с инициативой создания такой секции выступили представители руководства ФИЦ ИЦиГ СО РАН. Как выяснилось, там довольно внимательно следят за деятельностью новосибирских разработчиков в этой области. Кроме того, сотрудники Института выступают в качестве консультантов по некоторым вопросам. Не будем забывать, что развитие методов селекции идет рука об руку с революционными преобразованиями в сфере возделывания растений. В Институте это понимают хорошо. Поэтому разработки для сити-фермерства оказываются весьма интересными в том числе и для селекционеров.

Мы уже неоднократно писали о том, что новосибирская компания iFarm Project входит в четверку российских лидеров, создающих технологии выращивания растений в условиях городской среды. Если говорить о каких-то «больших» проектах на этот счет, то пока что в нашем городе тон задает именно эта компания. И не только в нашем городе.

Рыночная ниша для российских сити-фермеров заполнена еще слабо. Крупные игроки, создающие собственные тепличные хозяйства, всё еще идут традиционным путем, создавая большие тепличные комбинаты вокруг городов, но при этом – не пересекая городской черты. Тут есть целый ряд причин. Одна из них – особенности российского кредитования сельхозпроизводителя. Я делаю здесь ударение как раз на слове «сельхоз». Как вы понимаете, сити-фермерство формально в данную категорию не входит, поэтому кредитные организации, поддерживающие сельское хозяйство (например, Россельхозбанк), не в состоянии выдавать деньги на такие проекты. Ведь речь, подчеркиваю, теперь уже идет о городе, а наши законодатели, похоже, пока еще не поспевают за современными трендами, и потому производство продуктов питания для них до сих пор ассоциируется с сельской местностью.

Именно по этой причине столь рискованные проекты реализуются за счет венчурных фондов и частных инвестиций – без всякой государственной финансовой поддержки (чего не скажешь, кстати, о традиционных тепличных комбинатах, нередко возникающих благодаря привлечению казенных средств). Несмотря на это, инициаторы проектов в области сити-фермерства идут на такие риски. Причем, я бы не стал называть эти шаги авантюрой. Дело в том, что предприниматели, взявшиеся за реализацию таких «нетрадиционных» проектов, учитывают общемировые тенденции, определяющие сам способ выращивания культурных растений.

Как сказал в своем выступлении директор компании iFarm Project Александр Лысковский, традиционное растениеводство сталкивается с проблемами, которые, так или иначе, заводят его в тупик. По крайней мере, вынуждают нас пересмотреть существующие подходы к выращиванию овощей, ягод и зелени. Так, помимо пестицидной нагрузки, традиционное растениеводство «завязано» на сложную логистику, что создает дополнительные проблемы и снижает качество продукции для конечного потребителя. Например, из-за длительной транспортировки плоды снимаются недозрелыми и теряют свои вкусовые качества из-за специальной химической обработки. Причем, надо учитывать, что длительная перевозка приводит к утрате свежести и снижению питательных веществ до 45 процентов.

К тому же, отметил Александр Лысковский, при транспортировке минимум 40%  продукции превращается в отходы. Эти цифры говорят сами за себя – огромные расстояния между местом выращивания и конечным потребителем почти в два раза (в лучшем случае) уменьшают количество выращенных продуктов! В мировых масштабах мы ежегодно получаем гигантские горы испорченных овощей. В условиях, когда на планете есть голодающие страны, а во многих странах заметна нехватка овощей в рационе, такие чудовищные потери кажутся преступлением против природы и человека.

Кроме того, убыток несут и торговые компании. Отсюда, кстати, вытекают и соответствующие требования к характеристикам продукции. Она должна долго сохранять товарный вид, причем происходит это в ущерб вкусовым качествам и полезным свойствам. Как следствие, полки супермаркетов завалены невкусными овощами и зеленью. Если человек всю жизнь прожил в крупном городе, если у него не было дачного участка или бабушкиного домика в деревне, он вряд ли узнает настоящий вкус огурцов или томатов. Мало того, селекционеры вынуждены создавать новые сорта с учетом предъявляемых требований. То есть опять же – в ущерб вкусовым качествам и полезным свойствам. Такая ситуация, согласимся, выглядит не вполне нормальной. В какой-то степени традиционное тепличное хозяйство уже завоевало себе дурную репутацию среди «продвинутых» потребителей. Ведь как мы знаем, слово «тепличный» - применительно к тем же огурцам и томатам, давно уже стало обозначением чего-то низкосортного, «ненастоящего». «Тепличные томаты», в нашем понимании, это презрительное обозначение массовой сельхозпродукции.

По мнению Александра Лысковского, как раз технологии сити-фермерства дают возможность «вернуть» овощам столь важные качества, как хороший вкус и польза. Он обращает внимание на то, что городские вертикальные фермы позволяют приблизить места выращивания овощной продукции максимально близко к потребителю. Это исключает длительную транспортировку, а равно и все издержки (в том числе чисто экономические), с нею связанные. Соответственно, нет никаких отходов, всё выращенное идет на стол людям.

Особым вкладом в развитие сити-фермерства Александр Лысковский считает саму технологию, разработанную коллективом компании. Созданные здесь вертикальные фермы не требуют ни химических обработок, ни химических подкормок. Каждый такой объект обладает почти идеальным для растений микроклиматом (очищенный воздух, дополнительная подсветка, полив, нормирование влажности, «органическое» питание и даже подача углекислого газа). Именно так мы получаем здоровые, вкусные и полезные овощи. Как утверждает Александр Лысковский, управлять такой системой можно «одним нажатием кнопки, без изучения агрохимии». Используемые здесь IT-решения позволяют автоматизировать все процессы управления и сбыта.

Отметим, что многоярусная конструкция такой вертикальной фермы может устанавливаться практически в любом закрытом помещении, поскольку здесь вместо солнца используется светодиодной освещение. Внешний воздух подвергается тщательной очистке, поэтому никаких проблем в этом плане не возникает. Кроме того, для такой технологии требуется на 90% меньше воды, чем при традиционном тепличном выращивании. Соответственно, все параметры выращивания контролируются через IT-платформу (контролируется более 50 параметров).

Пойдет ли власть навстречу новому направлению в растениеводстве, приняв для этого соответствующий пакет законов? Пока еще такой уверенности нет, поскольку сити-фермерство еще не стало «ходовой» темой среди российских политиков. Тем не менее, подвижки в этом направлении имеются. Если интерес к городскому фермерству появился у новосибирской мэрии, то, надо полагать, сама тема настолько интересна и актуальна, что привлекает к себе внимание со стороны представителей власти. Это вселяет определенные надежды. Как заметил Александр Лысковский, в США и в Европе власти создают для таких производителей «комфортные правовые основы». На Западе уже вовсю внедряются подобные «умные» фермы, и этот рынок обещает расти, поскольку в развитых странах отчетливо выражен тренд на безопасное и полезное питание. Россия встраивается в эти тренды, хотя с некоторым опозданием. Будем надеяться на то, что форумы-выставки, подобные «Городским технологиям», реально посодействуют популяризации данного направления.

Олег Носков

Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования: ученые воссоздают на ЭВМ космические процессы, не доступные для наблюдения, чтобы ставить эксперименты и подтверждать теории. Математики из новосибирского Академгородка пишут программы, которые решают такие задачи в несколько раз эффективнее, чем зарубежные аналоги. Недавно статья об этом вышла в сборнике Supercomputing издательства Springer.

«Задачами астрофизики я занимаюсь с самого начала своей научной жизни, уже примерно 15 лет. За это время мы моделировали самые разные объекты: от звезд и галактик до космической паутины крупномасштабной структуры Вселенной», — рассказывает старший научный сотрудник Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук Игорь Михайлович Куликов. Сейчас он руководит проектом по суперкомпьютерному моделированию сверхновой типа 1а.

Постановка задачи

Сверхновая — это заключительный этап в жизни некоторых звезд; взрыв, самый сильный, какой только можно наблюдать в космосе. При этом звезда резко становится ярче на 4—8 порядков, а потом постепенно гаснет. Во время взрыва сверхновой выделяется колоссальное количество энергии, и вещество из внешней оболочки звезды распространяется на дальние расстояния, а из остатков образуются или нейтронная звезда, или черная дыра.

При взрыве сверхновой разлетаются продукты термоядерного синтеза, происходившего на протяжении существования звезды, — все жизненно важные химические элементы тяжелее гелия. Это причина эволюции химических веществ: из остатков сверхновых состоит практически все во Вселенной, включая людей.

Ученые исследуют излучение, которое достигает Земли через много лет после образования сверхновой, остатки от взрыва, а также потенциальные звезды-предшественники. На основании этих данных пишут уравнения и строят компьютерные модели, позволяющие наблюдать и исследовать процессы появления сверхновых в режиме реального времени.

«Сверхновая типа 1а рождается в результате взрыва белого карлика — старой звезды, от которой осталось только ядро. У белого карлика есть определенный предел массы, при котором он может существовать, — предел Чандрасекара, равный примерно 1,44 солнечных масс. Если масса белого карлика становится больше, его ядро начинает сжиматься, температура растет, запускается термоядерная реакция. В итоге — взрыв сверхновой, — говорит Игорь Куликов. — Это происходит в том случае, если у белого карлика есть звезда-компаньон, с которой он может слиться, и в результате увеличить свою массу».

Один из сценариев образования сверхновой типа 1а — это так называемый сценарий не центрального взрыва. «Предположительно, белый карлик может взорваться до того, как полностью срастется со своим компаньоном. В таком случае взрыв происходит на периферии, и остатки звезды будут распространяться преимущественно в одном направлении», — поясняет ученый. Эту идею высказал главный научный сотрудник Института астрономии РАН доктор физико-математических наук Александр Васильевич Тутуков, а коллектив ИВМиМГ СО РАН создал компьютерную модель такого сценария. Недавно она нашла подтверждение: в ноябре 2018 года в остатках взрыва сверхновой обнаружили остатки звезды-компаньона.

Ресурсы

Космические вычисления требуют мощной техники. Игорь Куликов, сидя в своем кабинете, использует ноутбук для доступа к суперкомпьютерам, расположенным несколькими этажами ниже. «Современные технологии позволяют работать на расстоянии. Многие научные сотрудники удаленно заходят на наш кластер, передают данные, задача считается, и полученный результат они уже анализируют на своих персональных компьютерах. Можно отправлять задачи в наш центр, находясь как на рабочем месте, так и в командировке или на отдыхе», — рассказывает руководитель Сибирского суперкомпьютерного центра ИВМиМГ СО РАН кандидат физико-математических наук Игорь Геннадьевич Черных. «Это Игорь нас имеет в виду, — улыбается его тезка. — Мы оба даже в отпуск берем рабочие ноутбуки».

Основных вычислительных кластеров в суперкомпьютерном центре два. Новый и пока еще небольшой НКС-1П — современная вычислительная система, мощностью 100 терафлопсов.

Новый кластер потребляет совсем не много электроэнергии: вычислительная часть — 15 кВт, а система охлаждения — всего 500 Вт (в четыре раза меньше, чем электрический чайник). НКС-1П построен на базе серверных процессоров Intel Xeon и специализированных процессоров Intel Xeon Phi. Каждый процессор содержит 72 ядра.

«Старичок» НКС-30Т 2012 года не настолько энергоэффективен. С кондиционерами этот компьютер потребляет порядка 100 кВт. Он производит довольно много шума, а из системы охлаждения вырывается мощный поток воздуха. Но сегодня и без этой машины не обойтись.

«Когда мы ввели в строй новый кластер, то думали, что на год-два немного снизим нагрузку старого компьютера, но уже через две недели поняли, что надо еще увеличивать вычислительную мощность, потому что сразу захотелось считать более сложные задачи. Современные исследования уровня мегасайнс должны производиться на оборудовании класса мегасайнс, как минимум в пять раз мощнее того, что есть у нас», — говорит Игорь Черных.

Сейчас совокупная мощность суперкомпьютеров центра — порядка 0,2 петафлопса. Для сравнения: пиковая вычислительная мощность самого производительного на сегодняшний день суперкомпьютера Summit (США) составляет 200 петафлопсов.

Технологии

Однако преимущество сибирских ученых в первую очередь не в технике, а в головах: они пишут код, который позволяет максимально использовать возможности процессоров. «Мы применяем векторизацию. Это увеличивает производительность кода примерно в 10—20 раз, — объясняет Игорь Куликов. — Грубо говоря, если считать задачу лучшими зарубежными или российскими программами, то это займет примерно неделю или десять дней, а такие же вычисления с использованием нашего кода — около одного дня. На данный момент в мире мы единственные: для задач астрофизики нет других программ, которые используют векторизацию».

Векторизация — это вид параллельных вычислений, то есть таких, когда программа выполняет несколько вычислительных процессов одновременно. Суперкомпьютеры оснащены многоядерными процессорами, поэтому, чтобы использовать их эффективно, последовательной программы недостаточно: нужно распределить работу между ядрами процессора. Приложения, которые выполняют операции последовательно, при векторизации модифицируются таким образом, чтобы выполнять одновременно несколько однотипных операций.

«Представьте, что есть два набора из четырех элементов: четыре цифры с одной стороны и четыре с другой. Нам нужно поэлементно их сложить. В обычных, последовательных вычислениях мы сначала складываем и записываем первый результат в первую ячейку, потом второй во вторую, третий в третью, четвертый в четвертую. У нас получается четыре инструкции вычисления (сложения) и четыре инструкции записи, то есть всего восемь инструкций. Векторизация позволяет это сделать за две инструкции. За одну — сложить и за одну — записать. А векторы, с которыми мы работаем на процессоре Intel Xeon Phi, — это уже даже не четыре, а восемь элементов двойной точности», — рассказывает Игорь Куликов.

Ученые начинают писать программу с уровня математической реализации, с уравнений для той или иной задачи. Игорь Куликов поясняет: «Еще на этапе постановки задачи, когда мы только записываем уравнение в тетрадке, мы уже должны понимать, на чем будем считать. Разработка конечного программного обеспечения сразу должна учитывать архитектуру, то есть общее устройство кода. Мы называем это содизайном (co-design)».

Для расчетов используются уравнения гидродинамики — раздела физики, который изучает движение идеальных жидкости и газа. Это может показаться странным, ведь межзвездное пространство характеризуется очень низкой плотностью и давлением и приближено к абсолютному вакууму.

«В космосе тоже есть газ. В среднем плотность галактики — примерно один атом водорода на 1 см3. Это, конечно, крайне мало, но пока атом из одной части галактики перелетит в другую, он столкнется с другими атомами много раз. Если спроектировать эти столкновения на меньший объем, объем обычного воздуха, то количество атомов и количество столкновений будет сопоставимо с такими параметрами у идеального газа. Поэтому в астрофизических масштабах представление всей видимой материи как идеального газа — это вполне адекватная модель», — объясняет Игорь Куликов.

Реализация

Решить уравнения для такой большой области, как в задачах астрофизики, на сегодняшний день невозможно обычным, аналитическим способом. Поэтому ученые применяют численный метод, дискретизируя интересующую их область — представляют ее как сетку и решают уравнения для каждой из ее ячеек.

«Как происходят вычисления: мы берем какую-то область пространства, делим ее по всем направлениям на кубики, и каждый кубик начинаем обсчитывать по нашим уравнениям. Известно, что если производительность, память, энергоэффективность, программное обеспечение компьютеров будут развиваться так же, как в последние десятилетия, то компьютер, достаточно мощный для того, чтобы при моделировании всей Вселенной достичь разрешения, когда один кубик по размеру равен такой звезде, как Солнце, появится примерно через 60 лет. И даже такого разрешения не всегда достаточно. Например, в нашей задаче взрыва сверхновой типа 1а фронт горения углерода очень мал по сравнению с самой звездой», — говорит Игорь Куликов.

Чтобы преодолеть этот барьер, ученые, во-первых, используют вложенные сетки — получают как бы кубик в кубике: дробят участки на более мелкие в тех местах, где необходимы более точные вычисления (в областях горения углерода и фронта ударной волны). А во-вторых, разработали метод с рабочим названием «спутниковые вычисления».

«Мы вырезаем тот маленький кубик, который выделили внутри кубика, расширяем его фактически на отдельную задачу, на новую сетку, и снова запускаем суперкомпьютер. А затем полученный результат возвращаем в основную сетку. Это позволило смоделировать ядерное горение углерода, а также достаточно хорошо оценить выделившуюся энергию. И мы достаточно адекватно смогли воспроизвести сам взрыв сверхновой типа 1а», — говорит Игорь Куликов.

Математики планируют моделирование и других типов сверхновых. В частности, они уже начали заниматься коллапсом молекулярного облака, который в некоторых случаях приводит к гравитационному коллапсу и рождению новых звезд. По словам ученых, эта задача предшествует моделированию образования сверхновых второго типа и сверхновых типа 1b и 1c, основанному на коллапсе ядра.

«Задачи астрофизики, как мне кажется, — одни из самых интересных научных задач. В конечном итоге, они призваны ответить на вопрос, который всегда волновал человечество: откуда мы появились и как, а также что будет со Вселенной дальше. Поэтому нам интересна эволюция химических веществ: хочется понять те факторы, которые способствуют возникновению простейшей органики, основы жизни. Благодаря суперкомпьютерным вычислениям появилась возможность обрабатывать большие данные, полученные с современных радиотелескопов, с отдаленных галактик, искать закономерности и использовать эти данные для моделирования», — говорит Игорь Черных.

«Мы не претендуем на открытия в астрофизике, у нас другое направление — высокопроизводительные вычисления, но все расчеты мы делаем качественно: от записи уравнения до решения конкретных задач на компьютере», — добавляет Игорь Куликов.

Сибирский суперкомпьютерный центр ИВМиМГ СО РАН для научной работы используют около 200 человек из 30 организаций, главным образом Сибирского отделения РАН. Все институты новосибирского Академгородка подсоединены к суперкомпьютерам 10-гигабитной сетью. Возможна удаленная работа из других городов и стран.Основные пользователи центра — химические институты. Почти половину вычислительного времени потребляет ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН». Здесь используют квантово-химические вычисления в разработке новых катализаторов, а также применяют численное моделирование химических реакторов, которые планируется построить. Много ресурсов требуют задачи в области нефтегазовой геологии и геофизики, гидродинамики, теоретической и прикладной механики, прогнозирования различных природных явлений (например, цунами), а также генетики. В рамках проекта «Академгородок 2.0» на базе ССЦ планируется создать Сибирский национальный центр высокопроизводительных вычислений и обработки данных (СНЦ ВВОД) с мощностью минимум 10 петафлопсов. Это совместный проект ИВМиМГ СО РАН, Института вычислительных технологий СО РАН и Новосибирского государственного университета.

Работа выполняется при поддержке гранта РНФ 18-11-0044.

Александра Федосеева